[发明专利]一种无机可逆热变色材料及其制备方法

说明书

本发明提出一种无机可逆热变色材料及其制备方法。该材料由V₂O₅、Bi₂O₃与添加剂AO_x组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce中的一种，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。本发明催化剂制备采用常规的固相反应的方法，即按配方将几种粉末原料混合，经研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中经高温处理后即得。该材料变色温度低、灵敏度高、热变色效果明显、滞后时间短，并且具有很好的稳定性。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种无机可逆热变色材料及其制备方法。

背景技术

热变色材料即是指在指定温度区域内发色或消色的物质，它属于功能燃料的范畴。热变色材料按其材质可分为液晶类、无机类、有机类几种；按其变色的可逆性可分为可逆性热变色材料和不可逆性热变色材料；按其变色温度又可分为高温型（T>100℃）和低温型（T<100℃）两种。

国外对热变色材料的研究有五六十年的历史，我国对它的研究始于六十年代，但发展初期研究的基本都是不可逆的热变色材料，主要用作示温材料且变色温度都较高。自八十年代以来，国外热变色材料的发展趋向于低温及可逆两个方面，应用范围也不再局限于示温作用，而是扩大到日常生活的各个领域，如印刷、纺织和娱乐等。 我国在可逆热变色材料方面的研究刚刚起步，产品几乎没有。

无机类热变色材料是热变色材料的一大分支，它有其独特的优越性，耐温、耐久、耐光照，具有很好的混合加工性，通常用作示温涂料。国内现在生产的数十种示温涂料品种中，主要都是无机类不可逆型的品种，热变色温度分布在200℃—900℃之间。

据文献报道，研究初期，无机类可逆热变色材料大多选用Ag、Hg、Cu的碘化物、络合物或复盐，也有钴盐、镍盐与乌洛托品形成的化合物等。现在随着研究的逐步深入，品种也越来越多，除上述的组成外，还可使用的组成如钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐等，其金属离子可选择第一、第二主族元素，ⅣB、ⅤB、ⅥB副族元素等等。

我们对无机可逆热变色材料进行了探索研究，开发出了一种V-Bi体系的无机可逆热变色材料。该热变色材料在110℃即可变色，由黄色变为橙红色，变色灵敏。将该材料制成示温涂料，可在许多方面得到实际应用。

1、超温报警。当某种设备局部发热时，可以通过涂刷在设备上的该涂料的色变显示出来防患于未然。如化工设备、发动机、泵等。

2、指示消毒灭菌的温度。如果消毒温度在110℃左右，可以通过在消毒物品表面涂刷该示温涂料作为标记，当通过高温蒸汽消毒时，示温涂料显色即表明已达到消毒效果。国外在这方面应用很多。

3、连续运转部件表面温度的测量。可以几种涂料配合使用，不同的温度区有不同的显色。

该示温涂料还可以应用到机械加工、军事、能源等方面，应用面非常广泛。

发明内容

本发明的目是提出一种变色温度低，灵敏度高，滞后时间短的无机可逆热变色材料及其制备方法。

本发明的主要特点是：采用常规的固相反应的方法，即按配方将几种粉末原料混合，经研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂经高温处理后即得。

本发明中无机可逆热变色材料由活性组分V₂O₅、Bi₂O₃和添加剂AO_x组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce中的一种，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。

所述的活性组分与添加剂的摩尔比为1~20。

本发明的无机可逆热变色材料在500~800℃煅烧4~24h后，变色明显，耐温性好。