Термохромная паста
Патент 531835
Авторы
Термохромная паста
Иллюстрации
Реферат
СПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1i) 531835
Со1оз Советских
Социаоистиа1еаких
Р соубоик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 08,12.74 (21) 2105501/05 (51) М. Кл.- "С 090 5, 26
С 090 3/74 с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15.10.76. Бюллетень № 38
Дата опубликовани описания 01.12.76 (53) УДК 667.521(088.8) (72) Авторы изобретения
А. П. Махотило, С. В. Шевчук, В. П. Ткаченко и В. Г. Тищенко (71) Заявитель (54) ТЕРМОХРОМНАЯ ПАСТА
Изобретение относится к термохромным материалам, которые находят применение для визуализации температурных полей, индикации аварийных состоя ний и т. д. Наиболее перспективными в этом отношении материалами являются жидкие кристаллы холестерического типа, отличающиеся высокой обратимостью, точностью определения температуры, простотой изготовления и использования. Жидкие кристаллы холестерического типа применяются в настоящее время в свободном (в виде композиций) и микрокапсулированном состоянии.
Жидкокристалли 1еские композиции имеют ряд существенных недостатков: сравнительно невысокий рабочий ресурс (после нанесения на исследуемую поверхность 10 — 20 час), необходимость нанесения на тщательно подготовленную поверхность, невозможность многократного использования и т. д. Микрокапсулирование кидких кристаллов позволяет избежать указанных недостатков, но является сложной и дорогостоящей операцией, связанной с необходимостью применения специал1.ного оборудования. С целью исключения стадии микрокапсулирования и улучшения эксплуатационных характеристик жидкокри сталлических композиций их эмульгируют в гидрофильных коллоидах.
Наиболее близок к предлагаемому термочувствительный состав, состоящ1гй пз гидрофобного эмульсион ного слоя, содержащего маслянистую фазу из Оптически активных
5 производных холестерина и водну1о фазу пз пленкообразующих коллоидов. Компоненты с.1ешивают до образования однородной эмульсии, наносят на подложку и сушат. Количество производных хо IccTcplinа составля1р ет 55 — 7000, размеры ziicncpi npolzanni частиц 2 — 10 мкм.
Указанный термочувствитель ый состав представляет собо"I механическую смесь двух компонентов, не имеющих сродства друг к
15 другу (жидкие кристаллы гч1ррОфОбн, а полимер гидрофилен), что приводит к «вi inoтеванию» жидких кристаллов из пленки. Материал содержит 55 — 70% жидких кристаллов, что приводит, с одной, стороны, к пх не-0 обоснованно высокому расходу и, с другой стороны, усиливает процесс выпотеваппя.
Д чя получспп11 дпспергпровапп1>1х Incòïï, размером 2 — 10 мкм применяют сложныс системы, Однако с пр актr«1ec»o1 точки Ipcnnsi
25 оптимальная толщина пленки жидкого кристалла, обеспечивающая наилучшие условия paccesini равна 20 мкм.
Выпотевающпе жидкие «рпсталлы подвергаются действию внешней среды. что прп30 водит к быстрому их окислению и появленшо
2 — 10
Остальное
60 псодн01!Од!10стсп в тсрмоо!! ичсскпх арс!ктсристиках.
Цель изобретения — повысить стабильность и улучшить термооптические характерист!(ки терм ох1) Ом ного матер((а;(а, содержа!Цего м асл япистую фазу из производных холестерипа и водную фазу из пленкообразующих коллоидов.
Поставленная цель достигается тем, что исж и дк о к р 11 с т а л л и ч е си а !1 из произ водных холсстерина содерзкит дополнительно хлорапп(дрпд моно- илп дикарбоновой кислоты. Полученную смесь эмульгируют в водном растворе полпвипилового спирта при 50 — 80 C.
Хлорангидрид моно- или дикарбоно вой кислоты вводят в количестве 2,0 — 10 вес. % .
Относитслы(ос весовое соотношение поливинилового спирта II холсстеричсских жидких кристаллов в эмульсии составляет соответственно 50 — 60 и 40 — 50 вес. %.
Предлагаемый состав в виде эмульсии наносят на исследуемую поверхность, на которой после высыхания образуется .прозрачная эластичная пленка, обладающая термохромными свойствами.
Самые интенсивные цвета показывает термохромный материал с размером диспергированных частиц 20 — 30 мкм.
Пример 1. К 48 г жидкокристаллической композиции состава, вес. %: 47 пеларгоната холестерина, 38 олеата холестерина, 15 валерата холестерина, показывающей цветовыс переходы от красного до фиолетового в температурном интервале 25 — 30 С, добавляют
2 г (2%) хлорангидрида ундекановой кислоты и диспергируют при 50 С в 400 мл 5%-ного раствора поливинилового спирта, предварительно отфильтрованного через пористую стеклянную пластинку с диаметром пор
100 мкм. Температуру повышают до 80 С, перемешивают .в течение 1 час и добавляют нагретый до той же температуры и отфильтрованный раствор 30 г поливинило вого спирта в 150 мл воды. После непродолжительного (10 — 15 мин) перемешивания паста готоBB к употреблению. При (нанесении пасты тонким равномерным слоем на исследуемую поверхность и высыхания в течение 2 — 5 час образуется покрытие или при снятии с подложки прозрачная эластичная пленка со следующими термооптичеокими характеристиками: интенсивность красного цвета 1=640 нм—
150,2 относительных единиц (по величине фототока на выходе ФЭУ); интенсивность зеленого цвета 7=540 нм — 98,4 относительных единиц; интенсивность синего цвета 7 =
470 нм — 41 относительная единица.
Пример 2. Аналогично примеру 1 получают пасту из 40 г жидкокристаллической композиции состава, вес. %: 57 пеларгоната холестерина, 32 олсата холестерина, 11 валс5
45 рата холестерина, показывающей цветовые переходы от красного до фиолетового в температурном интервале 30 — 33 С, в которую добавляют 5 г (5%) хлористого адипила и смесь эмульгируют в несколько приемов в водном растворе 55 г поливинилового спирта.
Полученная из пасты пленка имеет следующие термооптические характеристики: интенсивность красного цвета 7. = 640 нм — 162,5 относительных единиц, интенсивность зеленого цвета 7,=540 пм — 130 единиц, интенсивность синего цвета 7 =470 нм — 38,5 единиц.
Пример 3. Лналогично примеру 1 получают пасту из 30 r жидкокристаллической композиции состава, вес. %: 73 пеларгоната холестерина, 9 олеата холсстерина, 9 валерата холестерина, 9 бензоата холестерина, показы вающей цветовые переходы от красного до фиолетового в температурном интервале
45 — 50 С, в которую добавляют 10 г (10%) хлористого себацила, и смесь эмульгируют в неоколько приемов в водном растворе 60 r поливинилового спирта. Полученная из пасты пленка имеет следующие термооптичсские характеристики: интенсивность красного цвета
7. = 640 нм — 165 относительных единиц, и нтенсивность зеленого цвета 1=540 нм — 120,1 единиц, интенсивность синего цвета Х=
470 нм — 38 единиц.
Покрытия из пленки, полученные из предлагаемой пасты (примеры 1 — 3), не изменяли термооптичеокие характеристики в течение
1 года.
Предлагаемые термохромныс материалы существенно расширяют область применения холестерических жидких кристаллов, так как позволяют использовать их в агрессивных средах, увеличивают рабочий ресурс (с 10—
20 час до 1 года и более), более экономичны, так как их можно многократно использовать.
Промышленное Освоение производства тер.,:охромной пасты не потребует дополнительных затрат на специальное оборудование. Таким образом, применение термохромных материалов, полученных из предлагаемых паст, хозяйственно выгодно и экономически целесообр аз но.
Формула изобрстения
Термохромная паста, включающая поливицило вый спирт и производные холестерина, отличающаяся тем, что, с целью улучшения термооптических свойств и повышения стабильности пасты, она дополнительно содержит ангидрид моно- или дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Поливиниловый спирт 50 — 60
Хлорангидрид моноили дикарбоновой кислоты
Производные холестерина
ЦНИИПИ Заказ 2756/14 Изд. № !7(7 1 ира(к 864
Типографии, ир. Сапуаопа, 2
Подиисиоо