（Preparation of Reversible Thermochromic Building Coatings and Their Properties）

　　热变色染料在常规温度下可以逆转，这是已被证明的事实，而且可以利用感光乳剂聚合的工艺将其装入微胶囊之中。将装入微胶囊中的热变色染料和普通的非热变色染料混合在一起，当达到18℃度时，热变色染料的颜色将从暖色调转变成冷色调。测试涂布的应用和性能特点，可以发现加入热变色染料并不会降低涂料的性质，然而耐久性测试结果表明，此涂料的耐久性并不理想，原因将在以后给出。

介绍
　　建筑所用的涂料价格较低、易于维护、色彩丰富、有较高的实用性。建筑涂料应能很好的满足现代建筑装饰的需要，建筑涂料发展的一个新方向就是颜色可随温度变化而改变，这样的涂层可以达到生动、变化的装饰效果，例如，在夏天变成冷色调在冬天变成暖色调等。

实验性的热变色涂料
　　到目前为止，发现许多原料都具有可逆转热变色的特点，可逆转颜色变化的原理包括：随温度改变晶体的类型，PH值随温度变化而变化，通过加热晶体中的部分水份流失，电子随温度变化由供给体到接收体的平衡运动，由于加热而导致的环形反应等等。

　　人们研究了很多原材料，希望能够将其中的某些材料用于可逆转热变色建筑涂料中，如靛蓝等，但它们的颜色转换温度均高于18℃，所以不适合用作热变色建筑涂料。酚酞可随PH值变化而变色，虽然这不是热变色，但它可令人想到用彩色显影剂做成一种内酯的物质，产生颜色变化。基于这个想法，我们使用紫色晶态内酯（CVL）及其类似物，用来模拟热变色原料，进而得到在平常温度下可变化颜色的热变色染料。

热变色染料的微囊包封
　　在找到热变色染料后，我们将染料与建筑涂料的其他成分相混合，发现染料热变色的特性消失了，因为热变色染料对建筑涂料的其他成分很敏感，因此有必要对热变色染料进行微胶囊包封。目前有两种微囊包封的方法。在微囊包封的过程中，常加入一些化学药品用作试剂。

热变色建筑涂料的准备和特性
　　热变色的建筑涂层可由在白色的内、外墙壁涂料中加入大量的微胶囊热变色的染料而形成。

　　例如由上海晖黎涂料厂制的内墙涂层，和由美国绝缘涂料层公司制的外部墙涂层ASTEC100。根据白色涂层的重量，热变色染料的附属物所占总重量大约为20%。在容器中手工搅拌混合物15分钟。

　　根据国标GB1723，1724，1726，1733，9265测量热变色建筑涂料的特性。在GB1723中，涂料的粘度被定义为涂料通过杯底流出的时间。GB1724中，涂料的精细度是由刮墨盘的细度尺来测定的。GB1726中，则是以涂料的遮盖力覆盖每单元面积所需涂料的重量来决定，每单元面积是指一块黑白相间的方格子，要求涂料能完全覆盖它。GB1733中，涂料的耐水性是通过把样品浸到水中一定时间而定的。GB9265中，涂料的耐碱性测量PH为12-13苯酚钙溶液中的样品而得到的。

　　热变色建筑涂料颜色改变的特性可以通过两个方法来决定：快速法和慢速法。在快速法中，将热变色建筑涂料刷到一块石棉板上，干燥，将样品放到一个火炉中去。温度升高的速率为2℃/ 分钟，每升高2℃后保持恒定温度5分钟。颜色改变的温度由视觉观察来决定。在慢速法中，将同样的样品放在室内24小时，用中色度仪测量样品颜色和改变后的颜色。颜色改变的温度有空气的温度来决定。

　　用氙灯测定热变色建筑涂料的老化性，其中黑板温度为65℃，干燥电灯的温度为41℃，相对湿度约为70%，每个循环为120分钟。氙灯的辐射标准为0.47w/m2。经过一般时间，将样品拿走，用色度计测量样品三刺激值。

结果及讨论

微胶囊化的热变色染料
　　预备好微胶囊化的热变色染料，其中颜色变化的温度是由慢速法来测定，颜色的变换是根据视觉观察来测定的。热变色染料不能直接用于热变色建筑涂料，必须将它们微胶囊化。各种微胶囊化的过程和技术都在文献中都有详细说明。

　　在目前研究中，有很多水溶性的单体或聚合物用于热变色涂料的微胶囊化过程中，在此过程中，热变色染料在水中被乳化，在染料的液滴表面发生聚合作用。此染料的性质不会受到微胶囊过程的影响而发生变化。

热变色建筑涂料的特性
　　可以看出当热变色染料分别加到Huili或ASTEC的涂料中时，涂料的粘度升高、细度不变、但是涂料的遮盖力却提高了；涂料的其他特性不会受到影响。结果表明，把微胶囊化的热变色染料混合到内外墙壁的涂层中时，涂料特性不会有明显的变化。


热变色建筑涂料的热变色特性
　　将微胶囊化的热变色染料G20和B20加到ASTEC涂料中，热变色建筑涂料的颜色可逆地在淡红色、绿色、蓝色和白色之间转换。结果表明，预备的涂料可在常温下成为可逆热变色建筑涂料。颜色变化的温度大约成为24-25℃（快速法），慢速法为18-19℃。颜色变化明显滞后温度变化，颜色变化很明显地依赖温度变化的速率。
可以看出，由三刺激值和视觉观察来测定的颜色及颜色变化结果是一样的，也就是说视觉检测同样能得到令人满意的结果。

　　通过热变色染料混合物、热变色染料和非热变色色料的混合物，可以得到新型的单型或多型的热变色建筑涂料。特别是用R20热变色染料同非热变色颜料孔雀绿相混合时，在低温时涂料颜色为紫红色、在高温时就能可逆地转变为绿色。颜色变化的温度约为18℃摄氏。结果显示该涂料在夏天变成冷色调，冬天变成暖色调。将R20、 R30以及非热变色的颜料相混合，就可得到多型的热变色建筑涂料，这种涂料适合很多应用。

热变色建筑涂料的耐久性
　　经过很长一段时间后，（ASTEC+R30）涂料的颜色从浅红变为了淡淡的红，（ASTEC+R30+G30）涂料的颜色从灰色变为了白灰色，颜色褪去的速率在前200小时比后200小时快。另外，老化后的涂料，颜色变化温度相差无几。结果表明热变色建筑涂料的耐久性不是很理想。因为在耐久之后，起泡，纸张折痕和纸张拉毛都没出现，颜色变化的温度也没因为时间而受到影响，所以可以说热变色建筑涂料的变质可能是由该种染料的褪色造成的。

结论：　　
　　在这篇论文中，热变色染料在常温下的可逆变色已经确认，乳化聚合过程是用来使染料变成微胶囊化的。通过混合普通的白色建筑涂料与微胶囊化的热变色染料，就可得到热变色建筑涂料，它的颜色可逆变化的范围是从红、绿、蓝到白。颜色变化的温度约为18℃。当不同的热变色染料和非热变色的颜料相混合时，热变色建筑涂料的颜色可逆地变化，在低温为暖色调，高温为冷色调。加入微胶囊化的热变色染料对热变色建筑涂料的普通性质不会有很大影响。耐久性实验结果表示：随着时间的增长此类涂层会褪色。

[时间：2001-09-17  作者：必胜网  来源：必胜网]