阅读说明：本技术 基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料及涂层制造方法 (Isothermal line identification-based single-color-changing irreversible temperature indicating coating and coating manufacturing method ) 是由 徐毅 徐芳 程新琦 吴凌昊 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于高温部件表面温度测试的功能性涂料,尤其是关于基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料及涂层制造方法。本发明一种基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料包括：钼铬红、氧化铝、805、二甲苯；其中,钼铬红所占质量配比范围为0.40～0.48％,氧化铝所占质量配比为9.56～13.56％,805所占质量配比为6.00～10.00％；二甲苯所占质量配比为76.00～84.00％。本发明基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料能在变色点处精确地形成等温线,而且颜色分界线明显,可以方便并精确地判别物体表面温度是否超过变色温度。(The invention relates to a functional coating for testing the surface temperature of a high-temperature part, in particular to a single-color-changing irreversible temperature indicating coating based on isotherm identification and a coating manufacturing method. The invention relates to a single-color-changing irreversible temperature indicating coating based on isotherm identification, which comprises the following components: molybdenum chrome red, alumina, 805, xylene; wherein, the mass ratio of the molybdenum chrome red is 0.40-0.48%, the mass ratio of the alumina is 9.56-13.56%, and the mass ratio of the 805 is 6.00-10.00%; the mass ratio of the dimethylbenzene is 76.00-84.00%. The single-color-changing irreversible temperature indicating coating based on isothermal line identification can accurately form an isothermal line at a color changing point, has obvious color boundary lines, and can conveniently and accurately judge whether the surface temperature of an object exceeds the color changing temperature.)

基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料及涂层制造方法

技术领域

本发明涉及用于高温部件表面温度测试的功能性涂料，尤其是基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料及涂层制造方法。

背景技术

不可逆示温涂料是一种涂敷在物体表面，根据物体表面温度不同能显示出不同颜色且具有不可逆性的功能性涂料。由于示温涂料可方便涂敷在待测物体表面，不受物体形状和结构以及运动状态的限制，特别是在高速旋转的部件上使用时不受任何限制，能完成热电偶难以或不易处理的测量。而且不可逆示温涂料由于其不可逆性，因此能避免温度回落带来的误差，具有较高的精度，因此广泛用于测量发动机高温部件的表面温度。其中，单变色示温涂料可以较为简单且精确的判定物体表面温度是否超出某个特殊值。

国外开发出较多品种的示温涂料，其中具有代表性的宝马罗·罗公司研制的单变色示温涂料，工作温度范围从280℃到1170℃共9个品种，示温涂料的校准、使用有严格的工艺规范，判读精度可达±10℃。然而由于国外对示温涂料技术封锁严重，公众难以获得其高辨识精度的示温涂料配方。

国内对不可逆示温涂料研究起始于60年代，到90年代初研制了部分不可逆示温涂料，单变色示温涂料工作温度范围从400℃到960℃共6个品种，示温涂料的校准、判读是以颜色为基准，但没有严格的工艺规范。所研制的不可逆示温涂料在发动机高温部件上使用时，存在涂层易脱落，变色颜色与生产厂提供的标准色板颜色相差太大，精度较低，判读误差较大的问题，难以满足实际温度测量的要求。

发明内容

本发明的目的：为了解决现有技术单变色不可逆示温涂料涂层容易脱落、精度较低、判别误差较大的问题，本发明提供了基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料及涂层制造方法，所述单变色不可逆示温涂料制成的涂层能精确的显示出变色点处的等温线。

本发明的技术方案：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料，包括：钼铬红、氧化铝、805、二甲苯；其中，钼铬红所占质量配比范围为0.40～0.48％，氧化铝所占质量配比为9.56～13.56％，805所占质量配比为6.00～10.00％；二甲苯所占质量配比为76.00～84.00％。

进一步的，在需要大量制备长期存放的情况下，不可逆示温涂料还包括：质量配比为0.40～0.48％的分散剂。

进一步的，优选的钼铬红所占质量配比为0.44％，优选的氧化铝质量配比为11.56％，优选的805质量配比为8.00％，优选的二甲苯质量配比为80.00％。

进一步的，所述不可逆示温涂料细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒。

进一步的，所述不可逆示温涂料涂敷物体表面后厚度为18～26μm。

一种基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料涂层制造方法，包括如下步骤：

步骤1:将质量配比为0.40～0.48％的钼铬红，质量配比为9.56～13.56％的氧化铝，质量配比为6.00～10.00％的805，质量配比为76.00～84.00％的二甲苯均匀混合，并经研磨后制成不可逆示温涂料；

步骤2:搅拌所述不可逆示温涂料，使其细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒；

步骤3:对所需喷涂表面进行清洗，用喷压为0.2～0.3MPa喷压枪进行喷涂，其中，所述喷压枪离喷涂表面的距离为10～15cm；

步骤4:烘干所喷涂的不可逆示温涂料涂层；

步骤5:测量所述不可逆示温涂料涂层厚度，如果其厚度不在18～26μm内，则重复步骤3、4、5。

进一步的，步骤1还包括：

将质量配比为0.40～0.48％的钼铬红，质量配比为9.56～13.56％的氧化铝，质量配比为6.00～10.00％的805，质量配比为76.00～84.00％的二甲苯，质量配比为0.40～0.48％的分散剂TDL-ND1均匀混合，并经研磨后制成不可逆示温涂料。

一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的方法。

本发明的有益效果：本发明通过对温度敏感颜料、示温涂料助色填料、粘合颜料、均匀展色基料以及溶解基料溶剂和稀释剂进行筛选，在选中的原料中选择颜料、填料、基料和溶剂按一定比例配方，配制了一种基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料。所述单变色不可逆示温涂料涂敷在高温物体表面时，在其变色点处其颜色精确地发生变化，并形成等温线，判读温度精度可以达±10℃，从而较为准确地显示了高温物体表面的温度变化情况，可为新机研制和在役发动机改型试验验证及其它行业领域壁面温度测量提供测试技术支持。而且所述单变色不可逆示温涂料涂层与物体表面吸附力强，不易脱落。同时单变色不可逆示温涂料原材料均为国内生产，购置方便、研发、使用成本低，其测试成本仅为常规热电偶测温费用的20％，因此极大降低了试验成本，具有较大的军事、经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料一较佳实施方式的等温线示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明:

本发明通过对温度敏感颜料、示温涂料助色填料、粘合颜料、均匀展色基料以及溶解基料溶剂和稀释剂进行筛选，在选中的原料中选择颜料、填料、基料和溶剂按一定比例配方，配制了一种基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料。本实施方式中，所配制的基于等温线辨识的单变不可逆示温涂料由质量配比为0.44％的钼铬红，质量配比为11.56％的氧化铝，质量配比为8.00％的805以及质量配比为80.00％的二甲苯组成。其中，所述变色颜料钼铬红对热作用敏感，有较好的着色和遮盖力，在热作用下变色迅速，且变色前后色差大，并具有明显的变色界限。所述填料氧化铝耐热性、耐光及耐候性好，不易粉化，有利于示温涂料的显色，并能增强涂层的附着力。所述基料805的耐温性好，附着力强，与颜填料混合不起化学反应，能增强涂层的附着力，使单变色不可逆示温涂料不易脱落。所述溶剂二甲苯具有良好的溶解基料805的能力，且不与颜料钼铬红和填料氧化铝发生化学反应。

所配制的单变色不可逆示温涂料经0.5小时研磨后，再用旋转搅拌设备将示温涂料放在转动滚轮上搅拌1小时，完成示温涂料的搅拌，使其细度不大于20μm，粘度在24～30秒之内。并在喷涂前10分钟，用丙酮将所要喷涂的燕尾型标准试片表面擦洗一遍，用小型喷枪完成燕尾型标准标定试片的喷涂，其中，所述喷枪的压力在0.2～0.3MPa之间，所述喷枪距燕尾型标准标定试片的喷涂距离为10～15cm。喷涂完成后，将试件放入干燥箱中干燥，并在80℃温度下烘干，并保持恒温1小时。然后用涂层测厚仪测量涂层厚度，所述单变色不可逆示温涂料涂层厚度应在22μm左右，允许有4μm的偏差，如果涂层太薄或太厚，则应清除干净，并重新喷涂，从而完成基于等温线辨识的单变色不可逆示温涂料涂层的制作。

下面通过喷涂若干相同配方示温涂料的燕尾型标准试片，在图1所示的燕尾型标准试片未喷涂示温涂料的面最窄处焊接控温热电偶，用示温涂料标定设备对喷涂的燕尾型标准试片按一定的时间和一定的温度加热，观察试片的变色情况及等温线位置，在另一片燕尾型标准试片等温线位置处布置热电偶，在相同条件下标定试片，同时录取等温线温度。当试片达到峰值温度并保持恒温3分钟后，所述单变色不可逆示温涂料能在640℃处变色，并形成等温线。

实际测量发动机表面温度时，将所述单变色不可逆示温涂料涂敷在发动机表面，并在高温燃气和混合气体中验证所述示温涂料在发动机高温部件表面颜色的变化和界限，并将其颜色变化情况与等温线标定结果进行比对，从而快速且准确地得到发动机表面的温度分布状况。

另外，根据实际需要，本发明单变色不可逆示温涂料的配方还可在一定范围内作调整，如所述钼铬红质量配比可在0.40～0.48％内作调整，所述氧化铝质量配比可在9.56～13.56％内作调整，所述805质量配比可在6.00～10.00％内作调整，所述二甲苯质量配比可在76.00～84.00％内作调整。而且根据试片温度在峰值温度保持恒温时间的长短，其变色点会有些差异，因此可以通过控制峰值温度恒温时间实现对变色点温度的测量。

本发明所配制的单变色不可逆示温涂料通过先制定标准试片，并标定等温线温度。然后通过将所述单变色不可逆示温涂料涂敷在所需要测量的物体表面，根据单变色不可逆示温涂料的颜色变化情况，可较为方便且准确判别物体表面温度是否超过变色点温度。由于本发明配制的单变色不可逆示温涂料的变色界限明显，判读精度较高，而且涂敷方便，特别适用于一般测温工具无法或难于测量的场合，如连续运转的部件、大面积表面，复杂物体表面。而且收环境影响较小，并不会破坏被测试件的结构和工作状态，不影响被测发动机的空气动力学和热动力学，被测试件可以反复使用，测温成本较低，并可广泛应用发动机、燃气轮机、工业管道、陶瓷和塑料等表面温度的测量，具有较大的应用价值。