Есть термохромные соединения, изменяющие свой цвет под действием тепла (цветовые индикаторы температуры). В технике их обычно используют вместо градусников для измерения температуры там, где трудно измерить ее обычными способами. Рецепты таких красок довольно сложны. Но если вы хотите поэкспериментировать с необычными красками-градусниками, предлагаю вам несколько доступных рецептов.
Самое распространенное соединение — цинковые белила (окись цинка) ZnO. При нормальной температуре они белые. Если окись цинка нагреть свыше 180°С , она приобретет желтоватый оттенок. Если затем охладить её до температуры ниже 180°С , она снова постепенно станет белой. Однако окись цинка меняет свой цвет постепенно, а не в строго определенном температурном интервале.
Значительно интереснее в этом отношении йодистая ртуть HgI2 . При обычной температуре она ярко-красного цвета, а при температуре 126-127°С становиться лимонно-желтой. При понижении температуры это соединение приобретает прежнюю окраску.
Как получить йодистую ртуть?
Ртуть и все соединения этого металла вредны для здоровья. Не рекомендуется проводить опыты со ртутью в домашних условиях. Это лучше делать в химическом кружке по руководством преподавателя.
Первый способ: необходимо растереть металлическую ртуть с двойным количество кристаллического йода. Второй способ: несколько капель ртути растворить в 10-15 мл азотной кислоты. В результате реакции, которая сопровождается выделением бурой окиси азота, образуется азотнокислая ртуть (нитрат ртути) Hg(NO3)2. В отдельной пробирке растворите 3-5 г йодистого калия, а затем этот раствор влейте в приготовленный раствор азотнокислой ртути. В результате реакции выпадет в осадок йодистая ртуть HgI2 ярко-красного цвета.
Осадок надо отфильтровать и промыть на фильтре. Сняв с бумаги, просушить на воздухе.
Особенности эксплуатации
Каждая из представленных видов эмалей имеет свои условия эксплуатации. Так как химический состав каждой из них уникален, а главное чувствителен, то и уход за таким покрытием осуществляется в соответствии с определенными инструкциями:
- Теплочувствительная краска имеет ряд особенностей, связанных с условиями ее эксплуатации. Высокий уровень восприятия ультрафиолетового воздействия ухудшает внешний вид термокрасок, поэтому часто требуется дополнительное покрытие лаком.
- Эмаль, изменяющая оттенки в результате действия воды, может наносится частично на корпус автомобиля или полностью. Единственный минус – основа цвета до попадания влаги будет исключительно белой.
- Парамагнитную краску можно использовать только тогда, когда включен двигатель автомобиля, так как для этого необходимо электричество. При выключенном моторе поменять оттенок не представляется возможным.
Минус автоэмалей данного типа – высокая стоимость. Но, главная проблема заключается в оформлении документов на автомобиль, так как смена цвета не позволяет вписать основные характеристики в документальную базу. В некоторых странах такая технология полностью запрещена.
Йодистая ртуть меняет цвет
Небольшое количество йодистой ртути нанесите тонким слоем на стеклянную пластинку или лист бумаги, помешенный на стальную пластинку (жесть). Жесть нужна для равномерного нагрева. Учтите, что при нагревании свыше 250 °С йодистая ртуть разлагается.
Постепенно нагреваясь порошок при достижении температуры изменит свой цвет из красного в лимонно-желтый. При остывании пластинки йодистая ртуть станет снова красной.
Светостойкость
Стоит отметить, что термохромная краска крайне чувствительна к воздействию ультрафиолета, поэтому специалисты не рекомендуют хранить ее в местах, где есть прямое попадание солнечных лучей. Практика показывает, что от солнечного воздействия продукт теряет свои свойства буквально за неделю. Краска которая светится в темноте для улицы?
Кроме того, краска подвержена воздействию внешних факторов, так что при наружном использовании рекомендуется наносить поверх нее еще слой UV-защитного лака. Благодаря этому продукция будет служить дольше.
Термическая краска, реагирующая на температуру 60-65 °С
В 20 мл дистиллированной воды растворите 2,5 г йодистого калия KI. Когда йодистый калий полностью растворится, добавьте в раствор 8 г йодистой ртути Hgl2. Пометьте его как раствор № 1. Затем в другой пробирке в 20 мл дистиллированной воды растворите 3 г сульфата меди CuSO4. Это будет раствор № 2. Раствор № 2 перелейте в колбу и маленькими порциями, постепенно перемешивая, добавляйте в него раствор № 1. Образуется красный осадок. Он представляет собой довольно сложное соединение Cu2(HgI4), содержащее медь, йод и ртуть.
Дайте смеси отстояться около 30 минут, после чего прозрачную жидкость осторожно слейте, а осадок поместите на бумажный фильтр и тщательно промойте не менее десяти раз дистиллированной водой.
Сухой осадок, тщательно растертый в порошок, можно теперь смешать с олифой, тогда получится термическая краска для покрытия металлических, керамических и деревянных поверхностей. Но можно порошок смешать с жидким мучным клейстером — такими красками можно писать или рисовать на бумаге и картоне. Высохнув, рисунок становиться красного цвета. Если же поднести его к лампе накаливания, батарее центрального отопления или другому источнику тепла, он приобретет бурую окраску, а после охлаждения снова станет красным.
Термическими красками на олифе можно нарисовать, например, узкие полоски на батарее центрального отопления. Их цвет будет сигнализировать: выше 65°С или ниже 60° С температура батареи в данный момент.
Свойства действующего вещества
Активный компонент в составе – термохромный пигмент. Именно он обеспечивает реакцию покрытия на нагрев или охлаждение, сопровождающуюся изменением окраски. Амплитуда колебаний температур – 15–70 °С. Значение, при котором начинается реакция, индивидуально для каждого конкретного состава.
Термохромные пигменты содержатся в материале в виде жидких кристаллов, заключённых в микрокапсулы, что позволяет смешивать их с различными растворами, например, красками на масляной, резиновой или акриловой основе. Действующее вещество обычно составляет от 5 до 30% от общей массы красящего средства; эта цифра зависит от того, какой требуется результат.
Термическая краска, реагирующая на температуру 40-45 °С
В 200 мл дистиллированной воды растворите 5 г йодистого калия KI. Нагрейте раствор, добавьте 8 г йодистой ртути Hgl2 и перемешайте до полного растворения. Это будет раствор № 1. В другой пробирке с 10 мл дистиллированной воды растворите 2,5 г азотнокислого серебра (ляписа) AgNO3. Это будет раствор № 2. Дальнейшую операцию следует проводить в темной комнате.
После охлаждения раствора № 1 влейте в него, постоянно перемешивая, — раствор № 2. Подождите минут двадцать, пока на дно не осядет осадок лимонного цвета. Теперь — уже на свету — осторожно слейте прозрачную жидкость, а осадок поместите на фильтровальную бумагу и несколько раз промойте его дистиллированной водой.
Осадок просушите между двумя фильтровальными бумагами. Полученный желтый сухой порошок Ag2(HgI4) размешайте в олифе, цапонлаке или ацетоновом клее. Получится краска, меняющая свой цвет с лимонного на коричневый при температуре 40—45°С.
Принцип действия парамагнитной краски
Эффект данной краски основан на взаимодействии частиц парамагнитного оксида железа (он наносится первым слоем, в качестве основы). Под воздействием электрического тока меняет расстояние между гранулами краски, что приводит к изменению светоотражающих свойств внешнего покрытия.
Готовый результат зависит от множества факторов. Сказываются расстояние между ионами железа и сила тока. Опытные мастера, специализирующиеся на нанесении парамагнитной краски, могут добиться удивительного эффекта и стилизовать кузов с учетом пожеланий клиента.
На первый взгляд это звучит маловероятно, но данный способ действительно работает. Многие автомобилисты уже опробовали его для стилизации автомобиля. Несмотря на очевидные достоинства, парамагнитная краска имеет ограничение — изменение цвета возможно только при включенном двигателе. В противном случае она приобретает родной оттенок (преимущественно белый).
Изменение цвета при потере кристаллизационной воды
Изменение цвета красок под действием температуры часто бывает вызвано потерей кристаллогидратом части или всей кристаллизационной воды. Например, если нагреть красивые голубые кристаллы всем известного медного купороса, они обесцвечиваются, т.к. теряют кристаллизационную воду:
CuSO4 • 5Н2O -> CuSO4 + 5Н2O
Хлорид кобальта при лишении кристаллизационной воды из розового становится синим при 140 °С. Бромид кобальта при нагревании с красного становится пурпурно-синим при 43 °С, а выше 60 °С приобретает зеленый цвет. Фосфат кобальта Co3(PO4)2 изменяет свою окраску с сиреневой на темно-фиолетовую при 140 °С.
Принцип работы уникальных автоэмалей
Каждая из заявленных технологий изменения цветового решения автомобиля работает в соответствии со своим принципом. Качество покрытия на высоком уровне. В большинстве случаев практически не требуется специальный уход, кроме термочувствительной эмали.
Наиболее примитивен и прост (относительно задумки) принцип, который пропагандирует термочувствительность. В основную эмаль добавляются специальные гранулы, которые и реагируют на изменение состояния окружающей среды. Помимо простоты работы стоимость данного средства достаточна высока.
Гидроавтоэмаль не зависит от температуры. Здесь основное влияние имеет именно химический состав воды. Принцип смены окрашивания таков: корпус машины покрывается двумя слоями краски, нижний – это желаемый оттенок, сверху он покрывается специальной белой эмалью, исчезающей при действии воды. Такое покрытие поддается частичному окрашиванию.
Сделать более уникальный дизайн, который можно легко контролировать, возможно при использовании парамагнитной эмали. Контролируется она пультом. В краску вмешиваются специальные полимеры, которые под действием магнитного импульса меняют структуру. Уникальность заключается в реагировании полимера на магнитное поле.
Самостоятельно наносить такую субстанцию можно, потому что принцип окрашивания ничем не отличается от обычной процедуры. Специальных технологий тоже не нужно. Главное последовательно и правильно нанести определенные слои. Некоторые умельцы формируют граффити или рисунки на поверхности такого рода красок, играя с последовательностью слоев.
Интересные эффекты смены цветов (2 видео)
Автомобилисты уделяют особое внимание внешнему виду «железного коня», пытаясь сделать его ярким, красивым, выразительным. Покрытие новым лакокрасочным материалом — процедура дорогостоящая и трудоемкая, поэтому появилась необходимость в разработке инновационных составов, позволяющих менять внешний облик авто по щелчку пальцев.
Квазиобратимые химические индикаторы
Можно поэкспериментировать и с более сложным веществом: уротропином (гексаметилентетрамин, «сухой спирт») C6H12N4. Это вещество сгорает с образование углекислого газа, воды и азота (не образует токсичных веществ при горении), поэтому его используют в качестве простого горючего в домашних условиях. Гексаметилентетрамин замечателен своей способностью образовывать комплексные соли со многими соединениями.
4 г уротропина растворите в небольшом количестве воды и половину раствора прилейте к раствору 1 г хлористого кобальта, другую — к раствору 1 г бромистого никеля. В результате взаимодействия образуются сложные комплексные соединения состава: CoCl2 • 2C6H12N4 • 10Н2O; NiBr2 • 2C6H12N4 • 10Н2O. Из хлористого никеля и азотнокислого кобальта также образуются комплексные соединения с уротропином: NiCl2 • 2C6H12N4 • 10Н2O; Co(NO3)2 • 2C6H12N4 • 10Н2O.
Раствор аккуратно упаривают в фарфоровой чашке. Полученные кристаллы используют для получения восковых карандашей. Переход окраски у кобальтовой соли от розового к голубому наблюдается при 35° С, а у никелевой — с 60° С от светло-зеленого к голубому. Эти соединения являются квазиобратимыми, т.е. регенерируются постепенно под действием влаги воздуха. Я не указываю соотношений компонентов, необходимых для реакции. Попробуйте рассчитать сами. Для справки привожу молекулярные веса: хлористый кобальт — 129,85; бромистый никель — 138,61; гексаметилентетрамин — 140,20; вода — 18,01.
Растворите навеску хлористого кобальта в небольшом количестве воды. Подмешайте по каплям раствор хлористого никеля, хлорного железа или аммиака до полного обесцвечивания жидкости. Надпись, сделанная на листе белой бумаги, после высыхания будет незаметна. При слабом нагревании появляется красивый зеленый цвет.
При замерах не выше 150° С термочувствительные краски удобно готовить в виде восковых карандашей. Для этого растирают в ступке кристаллы реактива,тщательно смешивают с расплавленным воском или парафином и формуют в виде палочек. Таким карандашом легко наносить метки или надписи на поверхность изделия, для чего кончик карандаша нужно слегка подогреть.
Библиография
- Цветные термометры. Журнал «Горизонты техники для детей» 1981-5
- Мацей Уминьский. Красное или жёлтое. Журнал «Горизонты техники для детей» 1982-10
- Никулин Ф.Е. Краски-хамелеоны. Журнал «Юный техник» 1984-12
- Абрамович Б.Г. Термоиндикаторы и их применение. Москва : Энергия, 1972. — 224 с.
- Абрамович Б.Г., Картавцев В.Ф. Цветовые индикаторы температуры. М.: Энергия, 216 страниц; 1978 г.
- Коленко Е. А. Технология лабораторного эксперимента: Справочник. -СПб.: Политехника, 1994. С. 69.
Описание и отличительные особенности
Термохромная эмаль — это краска, в состав которой входит специальный пигмент, меняющий оттенок при повышении или снижении температуры. Данное вещество представлено в виде микрокапсул округлой формы диаметром 3-10 микрометров. В зависимости от характера изменения цвета термохромные краски подразделяются на 2 типа:
- Возвратные. Цвет покрытия меняется при повышении температуры и восстанавливается после снижения.
- Невозвратные. Цвет материала меняется однократно при температурном воздействии. Первоначальный оттенок окрашенная поверхность не восстанавливает.
Благодаря тому, что оболочку указанных микрокапсул составляют жидкие кристаллы, термохромную эмаль можно смешивать с акрилом и некоторыми другими видами красок. Применяется этот состав при обработке железа, пластика и иных поверхностей.
Данный материал отличается следующими особенностями:
- термостойкость;
- в составе отсутствуют токсичные элементы (поэтому эмаль применяется для окрашивания изделий для детей);
- снижает парниковый эффект, благодаря чему после обработки кузова салон автомобиля не нагревается в жаркую погоду.
Еще одна особенность термохромной эмали заключается в том, что при смешении с другими материалами процентное соотношение выбирается, исходя из области применения. Так, для создания раствора на водной или масляной основе необходимо взять краску в количестве 5-30 % от объема. При обработке пластмасс данный показатель уменьшается до 0,5-5 %.
Посмотрите также
11 лучших растворителей для масляной краски и как разбавить своими руками
Подводим итоги
Каждый владелец авто хочет сделать свой транспорт красивым и приятным по всем характеристикам. Внешний вид машины во многом определяется покрасочными материалами, используемыми для ремонта и восстановления кузова. Вы могли слышать о специальной краске с парамагнитным эффектом и технологиями, построенными на ионах железа. Но вы пока не видели вживую ни одного автомобиля, так лихо меняющего цвет. Так что не верьте в то, что не можете увидеть своими глазами.
Впрочем, мы не исключаем существования такой технологии в разработке, и вскоре она может стать реальностью. Но первыми покупателями и патентными владельцами будут производители дорогих элитных автомобилей. А на свободный рынок такой материал попадет, когда будет хорошо известным и не новым. Всегда оценивайте риски покупки некачественной продукции или подделки и остерегайтесь покраски машины в плохие материалы. Иначе придется смывать покрытие и тратить деньги на обычную эмаль.
Самые популярные автоэмали
Среди автомобилистов очень большой популярностью пользуется акриловая краска Candy. С ее помощью можно нанести эффективный рисунок на поверхность автомобиля, при этом состав не создает толстый и плотный слой. Candy придает кузову зеркальный блеск и глубокий цвет. Наносится по технологии лессирования.
Данная краска представлена всего 11 оттенками, но это вовсе не ограничивает ее применение. Мастера смешивают цвета друг с другом, получая красивые оттенки и градиенты. Благодаря этому появилась возможность создавать полутона, в результате рисунки становятся более глубокими, насыщенными, выразительными.
Минусом краски Candy является сложность в нанесении. Окраска обязательно должна проходить в один этап, поскольку в противном случае получится неравномерный переход.
Краска Candy Paint White on Top
Сейчас в продаже можно найти специальные блестки, которые носят название «флейки». Предназначаются для многослойного покрытия при помощи аэрографа и создают эффект преломления цвета. Они также наносятся за один заход.
Не меньшей популярностью пользуется молотковая краска. Она стоит недорого и позволяет добиться выразительного эффекта. Этот состав не боится резких перепадов температуры, а потому отлично подходит для сурового отечественного климата.
Существует множество мифов, которые обволакивают процедуру покраски автомобилей, типы покрасочных материалов и все, что связано с изменением внешности машины. Парамагнитная краска – один из таких мифов, которые активно обсуждаются в последнее время в интернете и на специализированных проектах. Вопросы ставят не о том, как работает покрытие, или сколько стоит такой вариант отделки машины, а реально ли все показанное на удивительных видео. Существует много теорий, мифов и различных домыслов на эту тему. Сегодня мы постараемся предельно четко ответить на данный вопрос.
Вы можете посмотреть на многочисленных видео, как такая автокраска с парамагнитной технологией полностью меняет внешность машины. Выглядят такие авто просто магически, они напоминают элементы компьютерной игры, а не реальности. Такая краска обещает огромное количество преимуществ, но есть множество вопросов об особенностях эмали. Если вы поищете, где купить продукцию для такого магического изменения авто, то будете удивлены отсутствием профессиональных источников продажи. И вопрос даже не в этом. Давайте поговорим обо всем по порядку.
Чем наносится
Для нанесения парамагнитной краски используется стандартный аэрограф, подключенный к компрессору для подачи сжатого воздуха. У этого способа есть масса достоинств:
- обеспечивает непрерывную подачу краски;
- позволяет мастеру аккуратно закрашивать все участки ровным слоем и без перекрытия;
- помогает не отвлекаться на доливку краски (для этого используется вместительный баллончик).
Нанесение парамагнитной краски аэрографом
Перед нанесением полимерного состава с высоким содержанием оксида железа специалисты полностью очищают и обезжиривают кузов. Если на нем есть какие-то повреждения, то они удаляются или закрашиваются обычной эмалью.
Особенности эксплуатации
Не рекомендуется оставлять автомобиль с нанесенной парамагнитной краской под прямыми солнечными лучами на долгое время. Ультрафиолетовое излучение может привести к порче внешнего слоя, вследствие чего при активации электрических импульсов краска может повести себя непредсказуемо (например, цвет проявляется неравномерно).
То же самое относится к уходу за покрытием. При мытье следует использовать только неагрессивные составы с мягкой губкой. Это поможет уберечь покрытие с парамагнитной краской от деформации и увеличит срок ее службы.
Уход за парамагнитным покрытием автомобиля
В остальном, эксплуатация данных составов не вызывает никаких трудностей. Менять цвет кузова можно как изнутри машины (находясь в салоне), так и снаружи. Как правило, пульт дистанционного управления действует с большого расстояния, но не следует забывать, что при этом двигатель автомобиля должен быть заведен.
