阅读说明：本技术 热指示剂、热指示组合物和热指示结构 (Thermal indicator, thermal indicating composition and thermal indicating structure ) 是由 林影 哈桑·萨胡阿尼 石英 肯尼思·M·怀特 于 2017-03-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了热指示剂、热指示组合物(1)以及两种热指示结构(11)。热指示剂包含熔点高于环境温度的有机固体材料(2)和染料(3),该染料接触有机固体材料(2)并且能够在热指示剂被加热至有机固体材料(2)的熔点时溶于有机固体材料(2)中。热指示剂、热指示组合物(1)以及这两种热指示结构(1)具有简单的结构并且可通过简单的方法制造。此外,染料(3)在其结晶状态下的存在对户外应用中的UV辐射提供显著的抗性。(The invention discloses a heat indicating agent, a heat indicating composition (1) and two heat indicating structures (11). The thermal indicator comprises an organic solid material (2) having a melting point above ambient temperature and a dye (3) contacting the organic solid material (2) and being soluble in the organic solid material (2) when the thermal indicator is heated to the melting point of the organic solid material (2). The heat indicating agent, the heat indicating composition (1) and both the heat indicating structures (1) have simple structures and can be manufactured by a simple method. Furthermore, the presence of the dye (3) in its crystalline state provides significant resistance to UV radiation in outdoor applications.)

热指示剂、热指示组合物和热指示结构

技术领域

本发明涉及电气产品的热指示技术领域，并且具体地涉及热指示剂、热指示组合物以及两种热指示结构。

背景技术

热指示剂在本领域中是已知的。具体地，热指示剂(例如，温度传感器标签)能够容易地附连到各种类型的电气装置的期望部件并且在不需要电源等的情况下在小空间中使用。由于这些原因，此类温度传感器标签广泛用于各种行业以调节电气装置的温度。温度传感器标签具有不可逆类型和可逆类型。不可逆温度传感器标签改变颜色以指示测量的物体的温度已经达到或超过预设水平的事实，并且即使在测量的物体的温度已经降低回到设定水平或更低之后也继续相同的颜色指示。可逆温度传感器标签响应于测量的物体的温度的变化而改变颜色指示。不可逆温度传感器标签广泛用于例如需要以固定间隔定期检查的远程定位且无人的电气装置或多个电气装置的温度调节。不可逆热指示剂有各种类型的着色机制。它们中的一些依赖于在给定温度下发生的化学反应。其他人利用光学原理诸如一些化合物诸如蜡的漫射效应在背景中暴露永久颜色(例如，参见US7063041B2)。

在本领域仍然期望开发可以简单的方法制造并且具有长耐久性的热指示剂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的缺点，并且具体地提供了热指示剂、热指示组合物以及两种热指示结构。

根据本发明的第一方面，提供了一种热指示剂，该热指示剂包含熔点高于环境温度的有机固体材料和染料，该染料接触有机固体材料并且能够在热指示剂被加热至有机固体材料的熔点时溶于有机固体材料中。

根据本发明的第二方面，提供了一种热指示组合物，该热指示组合物包含基于热指示组合物的总重量计5重量％至95重量％的熔点高于环境温度的有机固体粉末和0.01重量％至5重量％的染料，该染料能够在热指示组合物被加热至有机固体粉末的熔点时溶于有机固体粉末中。

根据本发明的第三方面，提供了一种热指示结构，该热指示结构包括依次层压的透明基板、粘合剂层和剥离衬垫，其中透明基板的面向粘合剂层的一侧具有一个或多个凹陷部分，该凹陷部分填充有如上所述的热指示组合物。

根据本发明的第四方面，提供了一种热指示结构，该热指示结构包括依次层压的透明基板、熔点高于环境温度的有机固体层、染料层、隔离聚合物层、粘合剂层和剥离衬垫，其中染料层包含染料，该染料能够在热指示结构被加热至有机固体层的熔点时溶于有机固体层中。

根据本发明的技术方案，热指示剂、热指示组合物以及这两种热指示结构具有简单的结构并且可通过简单的方法制造。此外，染料在其结晶状态下的存在对户外应用中的UV辐射提供显著的抗性。

附图说明

为了更清楚地示出本发明的实施方案或现有技术中的技术方案，将在下文简单介绍描述实施方案所需的附图。显而易见的是，下文描述的附图仅是本发明的一些实施方案，并且本领域的普通技术人员可根据这些附图进一步获得其它图而不需要进行创造性的工作。

图1示出根据本发明的实施方案的加热时的热指示组合物的颜色变化机制的示意图；

图2示出根据本发明第三方面的包含热指示组合物的热指示结构的横截面的示意性结构；并且

图3示出根据本发明第四方面的包含热指示组合物的热指示结构的横截面的示意性结构。

图4示出根据本发明第四方面的包含热指示组合物的热指示结构的改进形式。

参考标号：

1-热指示组合物；

2-有机固体粉末；

3-染料(以染料簇或染料晶体的形式)；

4-染料(以单分子的形式)；

5,11-热指示结构；

6,12-透明基板；

7,16-粘合剂层；

8,17-剥离衬垫；

9-凹陷部分；

10,15-分离聚合物层；

13-有机固体层；

14-染料层；以及

18-突起部分。

具体实施方式

下面结合本发明实施方案中的附图对本发明实施方案中的技术方案进行清楚且完整地描述。显然，所述实施方案仅仅是本发明实施方案的一部分，而不是所有实施方案。基于本发明中的实施方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性工作的情况下所获得的所有其它实施方案均属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另外指明，否则术语“环境温度”具有在该领域中通常使用的对应含义，并且具体地，“环境温度”是指介于15℃和25℃之间的温度。

热指示剂是当其暴露于高于预定正常工作温度的预定温度时能够改变颜色的固体材料。本发明的主要特征之一利用给定染料的结晶状态和分子状态之间的颜色差异。根据本发明的技术方案，将熔点高于环境温度的特定的有机固体材料用作潜溶剂，以用于溶解染料并显示其固有颜色，以便获得热指示的技术效果。潜伏时，特定的有机固体材料在熔融之前不会作用于染料。将特定的有机固体材料和染料制成稳定的构造，该构造可根据不同的应用进行具体选择。当该构造被加热至有机固体材料的熔融温度时，有机固体材料变成染料的溶剂，然后该染料溶解并在其分子状态下显示其真实颜色。染料可以极薄层、染料簇(即染料粉末)或染料晶体的形式存在于构造中，只要该染料在通过肉眼检查时不显示其颜色即可，因为它不溶于固体材料中并且太小而不能被观察到。然而，当染料以其结晶状态存在于该稳定构造中时，染料的晶体形式在户外应用中提供对UV辐射的显著抗性。

具体地，根据本发明的第一方面，提供了一种热指示剂，该热指示剂包含熔点高于环境温度的有机固体材料和染料，该染料接触有机固体材料并且能够在热指示剂被加热至有机固体材料的熔点时溶于有机固体材料中。

根据本发明，有机固体材料的熔点高于环境温度(介于15℃和25℃之间的温度)。

根据本发明的一些实施方案，有机固体材料的熔点优选地介于70℃和130℃之间，更优选地介于85℃和95℃之间，并且最优选地介于80℃和90℃之间。

有机固体材料为无色、白色或浅黄色。优选地，有机固体材料为无色，使得染料可在溶于已被加热至其熔点的有机固体材料中之后直接显示其真实颜色。

对有机固体材料的具体材料没有特定限制，只要当该有机固体材料被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，有机固体材料选自蜡、聚合物、有机非聚合材料、或它们的混合物。根据本发明的一些实施方案，有机非聚合材料为分子化合物，诸如香草醛或三苯基膦。可商购获得的香草醛的一个示例是来自阿法埃莎公司(Alfa Aesar)的香草醛(4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，其熔点为81℃至83℃)。根据本发明的一些实施方案，蜡选自蓖麻蜡、巴西棕榈蜡、合成蜡、或它们的混合物。可商购获得的蓖麻蜡的示例是来自Jedwards国际有限公司(Jedwards International,Inc.)的氢化蓖麻油(CAS号：8001-78-3)，其熔点介于80℃和87℃之间。可商购获得的巴西棕榈蜡的示例是来自Koster Keunen公司(Koster Keunen)的巴西棕榈蜡(天然蜡由熔点介于83℃和90℃之间的脂族酯组成；CAS：8015-86-9)。可商购获得的合成蜡的示例是来自Koster Keunen公司(Koster Keunen)的synwax A-90，其熔点介于85℃和90℃之间。对熔点高于环境温度的上述聚合物没有特定限制，只要当该有机固体材料被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，聚合物选自聚乙烯、聚氨酯、其它低熔融温度聚合物、或它们的混合物。

对染料的具体材料没有特定限制，只要当有机固体材料被加热至其熔点时它可溶于有机固体材料中即可。根据本发明的一些实施方案，染料选自蒽醌染料、氨基酮染料、溶剂染料、或它们的混合物。可商购获得的蒽醌染料的示例是来自超彩实业公司(WinChemIndustrial Co)的溶剂橙63(CAS：16294-75-0)。可商购获得的氨基酮染料的示例是来自超彩实业公司(WinChem Industrial Co)的溶剂黄98(CAS:12671-74-8/27870-92-4)。可商购获得的溶剂染料的另一个示例是来自Pylam化学公司(Pylam Chemical Corporation)的Pylakrome Magenta LX-11527。

如上所述，将特定的有机固体材料和染料制成稳定的构造，该构造可根据不同的应用进行具体选择。当该构造被加热至有机固体材料的熔融温度时，有机固体材料变成染料的溶剂，然后该染料溶解并在其分子状态下显示其真实颜色。染料可以极薄层、染料簇(染料粉末)或染料晶体的形式存在于构造中，只要该染料在通过肉眼检查时不显示其真实颜色即可，因为它不溶于固体材料中并且太小而不能被观察到。然而，当染料以其结晶状态存在于该稳定构造中时，染料的晶体形式在户外应用中提供对UV辐射的显著抗性。

根据本发明的第二方面，提供了一种热指示组合物，该热指示组合物包含基于热指示组合物的总重量计5重量％至95重量％的熔点高于环境温度的有机固体粉末和0.01重量％至5重量％的染料，该染料能够在热指示组合物被加热至有机固体粉末的熔点时溶于有机固体粉末中。

根据本发明，有机固体粉末的熔点高于环境温度(介于15℃和25℃之间的温度)。

根据本发明的一些实施方案，有机固体粉末的熔点优选地介于70℃和130℃之间，更优选地介于85℃和95℃之间，并且最优选地介于80℃和90℃之间。

有机固体粉末为无色、白色或浅黄色。优选地，有机固体粉末为无色，使得染料可在溶于已被加热至其熔点的有机固体粉末中之后直接显示其真实颜色。

对有机固体粉末的具体材料没有特定限制，只要当该有机固体粉末被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，有机固体粉末选自蜡、聚合物、有机非聚合材料、或它们的混合物。根据本发明的一些实施方案，有机非聚合材料为分子化合物，诸如香草醛和三苯基膦。

可商购获得的香草醛的一个示例是来自阿法埃莎公司(Alfa Aesar)的香草醛(4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，其熔点为81℃至83℃)。根据本发明的一些实施方案，蜡选自蓖麻蜡、巴西棕榈蜡、合成蜡、或它们的混合物。可商购获得的蓖麻蜡的示例是来自Jedwards国际有限公司(Jedwards International,Inc.)的氢化蓖麻油(CAS号：8001-78-3)，其熔点介于80℃和87℃之间。可商购获得的巴西棕榈蜡的示例是来自Koster Keunen公司(KosterKeunen)的巴西棕榈蜡(天然蜡由熔点介于83℃和90℃之间的脂族酯组成；CAS：8015-86-9)。可商购获得的合成蜡的示例是来自Koster Keunen公司(Koster Keunen)的synwax A-90，其熔点介于85℃和90℃之间。对熔点高于环境温度的上述聚合物没有特定限制，只要当该有机固体材料被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，聚合物选自聚乙烯、聚氨酯、其它低熔融温度聚合物、或它们的混合物。

对染料的具体材料没有特定限制，只要当有机固体材料被加热至其熔点时它可溶于有机固体材料中即可。根据本发明的一些实施方案，染料选自蒽醌染料、氨基酮染料、溶剂染料、或它们的混合物。可商购获得的蒽醌染料的示例是来自超彩实业公司(WinChemIndustrial Co)的溶剂橙63(CAS:16294-75-0)。可商购获得的氨基酮染料的示例是来自超彩实业公司(WinChem Industrial Co)的溶剂黄98(CAS:l2671-74-8/27870-92-4)。可商购获得的溶剂染料的示例是来自Pylam公司(Pylam Co)的Pylakrome Magenta LX-11527。

如上所述，将特定的有机固体粉末和染料与其它任选组分混合在一起，以形成稳定的热指示组合物。当组合物被加热至有机固体粉末的熔融温度时，有机固体粉末熔融并变成染料的溶剂，然后该染料溶解并在其分子状态下显示其真实颜色。染料可以染料簇(染料粉末)或染料晶体的形式存在于组合物中，只要该染料在通过肉眼检查时不显示其真实颜色即可，因为它不溶于固体粉末中并且太小而不能被观察到。然而，当染料以其结晶状态存在于该稳定组合物中时，染料的晶体形式在户外应用中提供对UV辐射的显著抗性。

根据本发明的一些实施方案，有机固体粉末具有1μm至100μm，优选地1μm至50μm，并且更优选地1μm至20μm的平均粒度。

根据本发明的一些实施方案，热指示组合物还包含粘结剂。粘结剂用于将特定的有机固体粉末、染料和其它任选组分粘结在一起以形成稳定的热指示组合物。根据本发明的一些实施方案，粘结剂选自甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸异丁酯共聚物、苯氧基树脂的分散体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-丙烯酸类乳液、或它们的混合物。可商购获得的甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸异丁酯共聚物的示例来自科学聚合物产品有限公司(Scientific Polymer Products,Inc.)(CAS：9011-53-4；具有200K的重均分子量的50/50共聚物)。可商购获得的苯氧基树脂的示例是PKHW-35和PKHW-34，它们为来自加布里埃尔化学公司(Gabriel Chemicals)的高分子量苯氧基树脂的水性胶态分散体。可商购获得的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物的示例是来自科腾聚合物(Kraton Polymer)的Kraton D1161，其为基于苯乙烯和异戊二烯的线性三嵌段共聚物。可商购获得的聚苯乙烯-丙烯酸类乳液的示例是Rovene 6025和Rovene 6066，它们为来自野鸭溪聚合物公司(Mallard Creek Polymers,Inc)的50重量％固体胶乳分散体。

根据本发明的一些实施方案，为了改善对UV辐射的抗性，热指示组合物还包含紫外线稳定剂。根据本发明的一些实施方案，热指示组合物包含0.1重量％至5重量％的紫外线稳定剂。紫外线稳定剂选自癸二酸(例如，来自巴斯夫公司(BASF)的Tinuvin 123DW)、双(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯、2-羟基-苯基-s-三嗪(例如，来自巴斯夫公司(BASF)的Tinuvin 400DW)、或它们的混合物。

根据本发明的一些实施方案，为了改善氧化稳定性，热指示组合物还包含抗氧化剂。根据本发明的一些实施方案，热指示组合物包含0.05重量％至2.5重量％的抗氧化剂。可商购获得的抗氧化剂的示例是季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)(例如，来自巴斯夫公司(BASF)的Irganox 1010)。

根据本发明的一些实施方案，为了改善显影能力，热指示组合物还包含增亮剂。根据本发明的一些实施方案，热指示组合物包含0.1重量％至5重量％的增亮剂。增亮剂优选地为二氧化钛。

根据本发明的一些实施方案，为了改善组合物的流变学特征，热指示组合物还包含流变改性剂。根据本发明的一些实施方案，热指示组合物包含1重量％至10重量％的流变改性剂。流变改性剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、多糖、或它们的混合物。

图1示出根据本发明的实施方案的加热时的热指示组合物的颜色变化机制的示意图。如图1所示，热指示组合物1包含形成连续相的有机固体粉末2和在有机固体粉末2的连续相中以染料簇或染料晶体的形式分散的染料颗粒3。当热指示组合物1被加热至有机固体粉末2的熔点时，有机固体粉末2熔融并且染料颗粒3作为单分子溶于熔融固体溶剂中以显示染料4的真实颜色。

根据本发明的第三方面，提供了一种热指示结构，该热指示结构包括依次层压的透明基板、粘合剂层和剥离衬垫，其中透明基板的面向粘合剂层的一侧具有一个或多个凹陷部分，该凹陷部分填充有如上所述的热指示组合物。

根据本发明，提供了凹陷部分以容纳热指示组合物，使得热指示组合物被夹在透明基板和粘合剂层之间。根据本发明的一些实施方案，凹陷部分为具有0.1cm至0.5cm，优选地0.1cm至0.25cm，更优选地0.1cm至0.15cm的平均尺寸的腔体。具体地，凹陷部分为具有至少2微米的宽度、至少2微米的深度并且长度延伸透明基板长度的凹槽。优选地，凹槽为平行凹槽。根据本发明的一些实施方案，本发明的热指示结构还包括紧邻粘合剂层即在粘合剂层和填充有热指示组合物的凹陷部分之间的隔离聚合物层。该隔离聚合物层的功能是防止凹陷部分中的染料溶于粘合剂层中。

图2示出根据本发明第三方面的包含热指示组合物的热指示结构的横截面的示意性结构。具体地，热指示结构5包括依次层压的透明基板6、粘合剂层7和剥离衬垫8，其中透明基板6的面向粘合剂层7的一侧具有一个或多个凹陷部分9，该凹陷部分填充有如上所述的热指示组合物。热指示结构5还包括紧邻粘合剂层7即在粘合剂层7和填充有热指示组合物的凹陷部分9之间的隔离聚合物层10。该隔离聚合物层10的功能是防止凹陷部分9中的染料溶于粘合剂层7中。用于隔离聚合物层10的材料可由本领域的技术人员正确地选择，只要实现其技术效果即可。任选地，在另选的实施方案中，透明基板6可包含阻挡UV光透射的抗UV材料。在该另选的实施方案中，透明基板6可包含一种或多种分散的UV吸收剂，诸如购自巴斯夫公司(BASF)的2-羟基苯基-二苯甲酮(BP)、2-(2-羟基苯基)-苯并***(BTZ)或2-羟基苯基-s-三嗪(HPT)，和抗氧化剂，诸如也购自巴斯夫公司(BASF)的位阻酚、位阻胺、亚磷酸酯或硫醚。在另一个另选的实施方案中，透明基板6的至少一个主表面诸如面向观察者的表面可涂覆有UV阻挡膜，诸如购自3M公司(3M Company)的Sun Control Prestige膜。

根据本发明的第四方面，提供了一种热指示结构，该热指示结构包括依次层压的透明基板、熔点高于环境温度的有机固体层、染料层、隔离聚合物层、粘合剂层和剥离衬垫，其中染料层包含染料，该染料能够在热指示结构被加热至有机固体层的熔点时溶于有机固体层中。

根据本发明，有机固体层的熔点高于环境温度(介于15℃和25℃之间的温度)。

根据本发明的一些实施方案，有机固体层的熔点优选地介于70℃和130℃之间，更优选地介于85℃和95℃之间，并且最优选地介于80℃和90℃之间。

有机固体层为无色、白色或浅黄色。优选地，有机固体层为无色，使得染料可在溶于已被加热至其熔点的有机固体层中的有机固体材料之后直接显示其真实颜色。

对有机固体层的具体材料没有特定限制，只要当该有机固体层被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，有机固体层由蜡、聚合物、有机非聚合材料、或它们的混合物形成。根据本发明的一些实施方案，有机非聚合材料为分子化合物，诸如香草醛和三苯基膦。可商购获得的香草醛的一个示例是来自阿法埃莎公司(Alfa Aesar)的香草醛(4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，其熔点为81℃至83℃)。根据本发明的一些实施方案，蜡选自蓖麻蜡、巴西棕榈蜡、合成蜡、或它们的混合物。可商购获得的蓖麻蜡的示例是来自Jedwards国际有限公司(Jedwards International,Inc.)的氢化蓖麻油(CAS号：8001-78-3)，其熔点介于80℃和87℃之间。可商购获得的巴西棕榈蜡的示例是来自Koster Keunen公司(Koster Keunen)的巴西棕榈蜡(天然蜡由熔点介于83℃和90℃之间的脂族酯组成；CAS：8015-86-9)。可商购获得的合成蜡的示例是来自Koster Keunen公司(Koster Keunen)的synwax A-90，其熔点介于85℃和90℃之间。对熔点高于环境温度的上述聚合物没有特定限制，只要当该有机固体材料被加热至其熔点时它可以作为潜溶剂熔融并溶解染料即可。根据本发明的一些实施方案，聚合物选自聚乙烯、聚氨酯、其它低熔融温度聚合物、或它们的混合物。

对染料的具体材料没有特定限制，只要当该有机固体层被加热至其熔点时它可溶于有机固体层中即可。根据本发明的一些实施方案，染料选自蒽醌染料、氨基酮染料、溶剂染料、或它们的混合物。可商购获得的蒽醌染料的示例是来自超彩实业公司(WinChemIndustrial Co)的溶剂橙63(CAS：16294-75-0)。可商购获得的氨基酮染料的示例是来自超彩实业公司(WinChem Industrial Co)的溶剂黄98(CAS:12671-74-8/27870-92-4)。可商购获得的溶剂染料的示例是来自Pylam公司(Pylam Co)的Pylakrome Magenta LX-11527。

如上所述，将特定的有机固体层和染料层制成稳定的构造。当该构造被加热至有机固体层的熔融温度时，有机固体层变成染料的溶剂，然后该染料溶解并在其分子状态下显示其真实颜色。染料可以极薄层的形式存在于构造中，只要该染料在通过肉眼检查时不显示其真实颜色即可，因为它不溶于固体材料中并且太小而不能被观察到。然而，当染料以其结晶状态存在于该稳定构造中时，染料的晶体形式在户外应用中提供对UV辐射的显著抗性。

根据本发明的一些实施方案，有机固体层具有至少1μm，优选地至少10μm，并且更优选地至少25μm的厚度。另外，根据本发明的一些实施方案，染料层具有至少0.1μm，优选地至少0.3μm，并且更优选地至少0.5μm的厚度。当有机固体层的厚度和染料层的厚度在如上所述的范围内时，当根据本发明第四方面的热指示结构被加热至有机固体层的熔点时，可观察到有效的颜色变化。

图3示出根据本发明第四方面的包含热指示组合物的热指示结构的横截面的示意性结构。具体地，热指示结构11包括依次层压的透明基板12、熔点高于环境温度的有机固体层13、染料层14、隔离聚合物层15、粘合剂层16和剥离衬垫17，其中染料层14包含染料，该染料能够在热指示结构11被加热至有机固体层13的熔点时溶于有机固体层13中。任选地，在另选的实施方案中，透明基板12可包含阻挡UV光透射的抗UV材料。在该另选的实施方案中，透明基板6可包含一种或多种分散的UV吸收剂，诸如购自巴斯夫公司(BASF)的2-羟基苯基-二苯甲酮(BP)、2-(2-羟基苯基)-苯并***(BTZ)或2-羟基苯基-s-三嗪(HPT)，和抗氧化剂，诸如也购自巴斯夫公司(BASF)的位阻酚、位阻胺、亚磷酸酯或硫醚。在另一个另选的实施方案中，透明基板12的至少一个主表面诸如面向观察者的表面可涂覆有UV阻挡膜，诸如购自3M公司(3M Company)的Sun Control Prestige膜。

根据图3所示的热指示结构的横截面，作为如图4所示的根据第四方面的热指示结构的修改形式，透明基板12被构造成具有一个或多个容纳有机固体层13和染料层14的突起部分18。这样，可良好地防止染料层接触露天，并且当热指示结构被加热至有机固体层的熔点时，可观察到更好的颜色变化。

实施例

为了进一步说明本发明，将结合以下实施例对本发明进行详细描述。

在实施例中，根据本专利申请中所述的方法制备不同的热指示组合物，并进行进一步的测试，以用于根据下述测试方法估计这些组合物的特性。

测试方法

1.变色测试

将根据以下实施例制备的热指示组合物的样品涂覆在2"×5"铝板或PET网上。在70℃下干燥5分钟之后，将涂覆的铝板或涂覆的PET网置于烘箱中并在85℃下加热10分钟。然后，通过肉眼检查铝板或PET网上的热指示组合物的颜色变化。

2.UV老化测试

将根据以下实施例制备的热指示组合物的样品涂覆在2"×5"铝板或PET网上。在70℃下干燥5分钟之后，将涂覆的铝板置于UV室中，并且在70℃和1.55W/s下保持若干天。然后，通过肉眼检查铝板或PET网上的热指示组合物的颜色变化。

3.风化测试

将根据以下实施例7制备的热指示组合物的样品暴露于加速的实验室风化，以证明在处于室外长时间段之后暴露于高温时它仍然是“活化的”。

具体地，将根据以下实施例7制备的热指示组合物的样品涂覆在2"×5"铝板上。在70℃下干燥5分钟之后，使涂覆的铝板经受WRC风化方法3-11达500h、1002h、1509h或2015h。

在WRC风化方法3-11中，将样品暴露于类似太阳的辐照度，在2倍至3倍的50℃至60℃的峰值日照水平下暴露达至少500小时。在此暴露期间未进行喷水。在风化测试之后，将涂覆的铝板加热至90℃达10分钟。通过肉眼检查风化之后样品的颜色。

将根据以下实施例7制备的热指示组合物的另一个样品涂覆在2"×5"铝板上。在60℃下干燥5分钟之后，使涂覆的铝板经受WRC风化方法3-12达748h和2248h。WRC风化方法3-12类似于WRC风化方法3-11，除了在此暴露期间进行喷水。在风化测试之后，将涂覆的铝板加热至90℃达10分钟。通过肉眼检查风化之后样品的颜色。

实施例1

将作为染料的0.014g溶剂黄98、作为染料的潜溶剂的10g具有介于90℃和100℃之间的熔点的聚乙烯粉末、作为粘结剂的40g PKHW-34和作为增亮剂的5g TiO₂在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。然后，将热指示组合物涂覆在PET网上。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当样品的温度升高至90℃时，涂层变为浅黄色，并且当样品的温度升高至110℃时，涂层变为非常亮的黄色，其显示出溶剂黄98的真实颜色。

实施例2

将作为染料的0.125g溶剂橙63、作为染料的潜溶剂的100g具有介于80℃和87℃之间的熔点的Castor蜡、作为粘结剂的300g Rovene 6025、作为流变改性剂的3.9g Tychem、作为UV稳定剂的3g Tinuvin 123DW、作为UV稳定剂的3g Tinuvin 400DW和作为流变改性剂的1.5g氢氧化铵在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。将热指示组合物涂覆在PET网上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当将样品的温度升高至95℃达5分钟时，涂层变为深橙色，这显示出溶剂橙63的真实颜色。

实施例3

将作为染料的0.003g溶剂橙63、作为粘结剂的60g Rovene 6066和作为染料的潜溶剂的30g具有介于83℃和90℃之间的熔点的蓖麻蜡在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。然后将热指示组合物涂覆在2"×5"铝板上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当样品的温度升高至70℃时，涂层变为浅橙色，并且当样品的温度升高至90℃时，涂层变为深橙色，其显示出溶剂橙63的真实颜色。

实施例4

将作为染料的0.3g Pylakrome Magenta LX-11527粉末、作为染料的潜溶剂的38.9g具有介于83℃和90℃之间的熔点的巴西棕榈蜡63、作为粘结剂的19.5g PKHW-35(35％水溶液)、作为流变改性剂的2.g聚丙烯酸(25％水溶液)和29.2g水在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。将热指示组合物涂覆在PET网上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当样品的温度升高至130℃时，涂层变为桃红色，这显示出Pylakrome Magenta LX-11527的真实颜色。

实施例5

将作为染料的0.011g溶剂橙63、作为染料的潜溶剂的10g具有81℃至83℃的熔点的香草醛、作为成核剂的1g苯甲酸钠和作为UV稳定剂的0.2g Thinuvin P在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。将热指示组合物涂覆在PET网上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当将样品的温度升高至85℃时，涂层变为深橙色，这显示出溶剂橙63的真实颜色。

实施例6

将作为染料的0.011g溶剂橙63、作为染料的潜溶剂的10g具有81℃至83℃的熔点的香草醛、作为粘结剂的11g在环己烷中的20％BM/IBM、作为成核剂的1g苯甲酸钠、作为UV稳定剂的0.2g Thinuvin Pas在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。将热指示组合物涂覆在PET网上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，在室温下干燥之后所获得的涂层几乎为白色。当将样品的温度升高至85℃时，涂层变为深橙色，这显示出溶剂橙63的真实颜色。

实施例7

将作为染料的0.060g溶剂橙63、作为染料的潜溶剂的60g具有介于80℃和87℃之间的熔点的Castor蜡、作为粘结剂的60g PKHW-34和8g水在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。将热指示组合物涂覆在铝板上。

比较例1

将作为染料的0.050g溶剂橙63、作为染料的潜溶剂的50g具有约70℃的熔点的油酰胺、作为UV稳定剂的1g Thinuvin P、作为抗氧化剂的1g Irganox 1010、作为粘结剂的50g在环己烷中的20％Kraton D 1161在杯中组合，并在DAC Speedmixer上以1000rpm充分混合达1分钟以获得热指示组合物。然后将热指示组合物涂覆在2"×5"铝板上。然后，使所获得的热指示组合物经受如上所述的变色测试。具体地，当将涂覆的铝板加热至80℃时，热指示组合物的颜色不改变。据推测，由于油酰胺具有较少极性基团，因此难以溶解染料。

根据如上所述的方法，进一步使上述实施例7中制备的热指示组合物经受风化测试。具体地，使上述实施例7中制备的热指示组合物经受WRC风化方法3-11和WRC风化方法3-12。所获得的结果表明，根据WRC风化方法3-11和WRC风化方法3-12风化之后的样品可以在风化之后被成功活化。

上述那些仅仅是本发明的具体实施方案，但本发明的范围不限于此。在本发明所公开的技术范围内，任何本领域的技术人员将容易地设想出应被本发明的范围涵盖的变型形式或替代形式。因此，本发明的保护范围应当由权利要求的范围确定。