[0001] Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung eines Duroplasten mit
thermochromen Eigenschaften gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie die
Verwendung einer solchen Zusammensetzung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
13.
[0002] Duroplaste werden für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt. Oftmals betreffen diese
Anwendungen Bereiche, in denen temperaturkritische Verfahren durchgeführt werden und/oder
in denen eine aktive Temperaturkontrolle notwendig ist. Solche Temperaturkontrollen
werden bislang auf herkömmliche Weise, d.h. mit einem Thermometer, mit Thermoelementen
od. dgl. Temperaturmeßverfahren und der zugehörigen Elektronik, also in aller Regel
auf indirekte Weise sehr aufwendig, durchgeführt. Des weiteren wird durch bisher übliche
Temperaturmeßverfahren in aller Regel nur eine lokale Temperaturmessung vorgenommen,
die als repräsentativ für einen größeren Bereich angenommen wird; eine exakte Temperaturbestimmung
über einen großflächigen Bereich ist mit diesen herkömmlichen Verfahren jedoch nicht
möglich oder sehr aufwendig. Insbesondere eine optische Kontrolle scheidet unter der
Verwendung vorgenannter Verfahren praktisch völlig aus, da eine solche, selbst bei
Heranziehung sehr vieler Temperaturmeßsensoren eine sehr großflächige Anzeigeeinrichtung
mit sehr vielen unübersichtlichen Temperaturangaben erfordern würde. Insbesondere
in kritischen Bereichen würde eine solche, zwangsläufig unübersichtliche Anzeigetafel
unvermeidlich zu Problemen führen.
[0003] Es besteht deshalb ein dringendes Bedürfnis an einer einfachen Temperaturüberwachungsvorrichtung,
die insbesondere für die Temperaturüberwachung großflächiger Bereiche geeignet ist.
Für eine solche Anwendung wurden deshalb thermochrome Zusammensetzungen und Laminate
entwickelt, die bei bestimmten Temperaturen ihre optischen Eigenschaften ändern. In
aller Regel verändern sich bisher bekannte Zusammensetzungen hierbei im Verlauf einer
Temperaturerhöhung oder -erniedrigung von einer undurchsichtigen in eine durchsichtige
Erscheinungsform. Exakte Aussagen zu einer jeweiligen Temperatur lassen sich damit
nicht oder nur sehr grob machen.
[0004] Hierzu beschreibt die
EP 1 211 299 A2 ein Laminatbauteil mit einer reversiblen thermochromen Eigenschaft, die darin besteht,
einerseits lichtabschirmend und andererseits lichtdurchlässig zu wirken. Zu diesem
Zweck wird dort ein thermochromer Stoff in ein transparentes Harz eingeschlossen,
so daß das dortige Laminat je nach Temperatur entweder transparent oder lichtundurchlässig
erscheint.
[0005] Ferner beschreiben die
US 4,617,350 und die
US 4,861,835 Polymerzusammensetzungen für die Anwendung in optischen und optoelektronischen Geräten,
die auf einem Acrylsäure- oder Metacrylsäureesterbasispolymer beruhen, das mit einem
Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluoraceton versetzt ist. Diese dort offenbarten
Harzzusammensetzungen weisen keine Farbwechseleigenschaften auf, sondern zeigen nur
einen Opak-Transparent-Übergang.
[0006] Demgegenüber beschreibt die
EP 0 677 564 eine thermochrome, opak-transparente Zusammensetzung, die eine Dispersion in einem
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer-Matrixharz enthält und durch Mischen eines reversibel
thermochromen Materials mit einer sterisch gehinderten Aminverbindung erhalten wird.
Die farbgebenden Komponenten werden dort zunächst zu kleinen Teilchen verarbeitet
und anschließend in der Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymermatrix in Form einer Dispersion
verteilt. Auf diese Weise wird vermieden, daß reaktive Harzausgangskomponenten in
erheblichem Umfang mit farbgebenden Komponenten reagieren, was bis dato immer zu einem
erheblichen Verlust an Farbintensität und zu einem Verlust an Empfindlichkeit für
einen Farbwechsel bei Temperaturänderungen geführt hat. Nachteilig bei dem dort offenbarten
Verfahren ist jedoch die Tatsache, daß die kleinen Partikel zumindest oberflächlich
von den reaktiven, das Harz bildenden Komponenten angegriffen werden, wobei in Abhängigkeit
der Aushärt-Geschwindigkeit des Harzes ebenfalls oben genannte Nachteile auftreten.
Darüber hinaus ist das dortige Verfahren nur für relativ wenige Farbstoffe anwendbar,
da sich diese zu Feststoffen verarbeiten lassen müssen. Darüber hinaus dürfen die
dortigen Farbstoffe nur eine geringe Reaktivität gegenüber den Harzausgangskomponenten
aufweisen.
[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zur Herstellung
eines Duroplasten mit thermochromen Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, mit der
die oben genannten Nachteile vermieden werden, wobei die Variationsvielfalt der verwendbaren
Farbstoff- und Harzsysteme gegenüber dem Stand der Technik erweitert ist.
[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Zusammensetzung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
[0009] Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Zusammensetzung zur Herstellung eines Duroplasten
mit thermochromen Eigenschaften gelöst, die aus einer Mischung eines thermochromen
Komposits und Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten besteht, wobei das
thermochrome Komposit jeweils zumindest eine der folgenden Komponenten aufweist: Farbstoff,
Entwickler, Schmelzmittel, grenzflächenaktiver Stoff und Polymer.
[0010] Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt in der Verwendung eines grenzflächenaktiven
Stoffs in Kombination mit einem Farbstoff-Entwickler-System und einem Schmelzmittel.
Die thermochrome Komponente besteht hierbei in der Farbstoff-Entwickler-Kombination,
einschließlich eines geeigneten Schmelzmittels, wobei die Komponenten jeweils spezifisch
für einen bestimmten Farbwechsel bei einer bestimmten Temperatur kombiniert sind.
Der grenzflächenaktive Stoff und/oder der grenzflächenaktive Stoff in Kombination
mit dem Schmelzmittel ermöglichen in vorteilhafter Weise die Verwendung sehr zahlreicher
Farbstoff-Entwickler-Systeme, da durch den grenzflächenaktiven Stoff oder einer Kombination
des grenzflächenaktiven Stoffs mit dem Schmelzmittel eine Abschirmung der funktionellen
Gruppen der Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten gegenüber dem Farbstoff-Entwickler-System
erfolgt. Die grenzflächenaktiven Komponenten und Schmelzmittel können auch auf einer
hochmolekularen Struktur basieren. Somit ist es möglich, nahezu beliebige Farbstoff-Entwickler-Systeme
zu verwenden, wobei auch die Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten keiner
Limitierung unterliegen. Je nach verwendetem System ist es lediglich notwendig, insbesondere
den grenzflächenaktiven Stoff und je nach Farbstoffsystem auch das Schmelzmittel den
jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
[0011] Erfindungsgemäß ist das thermochrome Komposit in der Mischung gegenüber den Ausgangskomponenten
zur Erzeugung des Duroplasten im wesentlichen inertisiert.
[0012] Eine solche Inertisierung kann je nach Farbintensität des jeweiligen Farbstoffs durch
eine Mikroverkapselung unter Inkaufnahme der damit einhergehenden Nachteile, wie beispielsweise
einer Opakisierung der Kapsel stattfinden. Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt,
daß die Inertisierung des thermochromen Komposits dadurch erhalten wird, daß das Komposit
bzw. insbesondere der Farbstoff von einem Schutzschild umgeben ist, der aus einem
grenzflächenaktiven Stoff und/oder einem Polymer und/oder einem Gemisch aus grenzflächenaktivem
Stoff und Polymer besteht. Der Schutzschild ist vorzugsweise in Form einer Micelle
aufgebaut. An dieser Stelle sei betont, daß das Polymer und der grenzflächenaktive
Stoff, insbesondere Tensid, nicht zwingend als Gemisch im physikalischen Sinne vorliegen
müssen, sondern auch chemisch miteinander verbunden sein können.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der grenzflächenaktive
Stoff im Gesamtsystem in einer Konzentration vor, die in einem polaren Lösungsmittel
vorteilhafter Weise die kritische Micellkonzentration CMC erreicht hat oder überschreitet.
Als Referenzlösungsmittel wird bevorzugt Wasser verwendet, jedoch bestehen in dieser
Beziehung keinerlei Einschränkungen, wobei das verwendete Lösungsmittelsystem jederzeit
beliebig auf die Komponenten des thermochromen Komposits sowie auf die Ausgangskomponenten
zur Erzeugung des Duroplasten angepaßt werden kann. Selbiges gilt für den zu verwendenden
pH-Wert sowie die Reaktionstemperatur, die dem jeweiligen Stoffsystem angepaßt jeweils
so gewählt werden, daß eine Micellbildung stattfinden kann. Innerhalb der Micellen
werden erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise zumindest das Farbstoff-Entwickler-System
gegenüber den reaktiven Gruppen der Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten
abgeschirmt, so daß eine Zerstörung bzw. Denaturierung der farbgebenden Substanzen
vermieden wird.
[0014] Das Schmelzmittel dient einerseits einer besseren Durchmischbarkeit des thermochromen
Komposits mit den Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten als auch seinerseits
einer Abschirmung des Farbstoff-Entwickler-Systems gegenüber den harzbildenden Komponenten.
Des weiteren initiert es temperaturgesteuert die Änderung des Aggregatzustandes des
Komplexes. Die Struktur des Schmelzmittels gewährleistet eine ausgewogene Hydrophobie-Hydrophilie-Ballance.
Hierzu sind die funktionellen Gruppen in enger Nachbarbarschaft mit einem endständigen
hydrophoben Strukturteil angeordnet. Als polymere Komponenten werden hier im weitgefassten
Sinn auch Vorkondensate oder Monomere einbezogen. Alle Ausgangskomponente zur Erzeugung
der Duroplaste können mehr als eine aktive funktionelle Gruppe besitzen. Erfindungsgemäß
sind die Komponenten der Zusammensetzung aus einer oder mehrerer der gemäß nachfolgender
Tabelle 1 genannten Substanzen ausgewählt:
Tabelle 1
| Farbstoff |
Phtalide, Fluorone, Spiropyrane |
| Entwickler |
Phenole, organische Säuren und deren Derivate |
| Schmelzmittel |
Paraffine, gesättigte und ungesättigte Alkohole, Säuren, Ester, Amide, Amine |
| grenzflächenaktiver Stoff |
Ionische und nichtionische Tenside, Dioctylsulfosuccinat, C-12 Sulfobetain, C-16 Aminoxid,
Na-Dodecylsulfat, Cetyltrimethylammoniumbromid |
| Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten |
Polyester, Formaldehydharze, Epoxidharze, Polyurethane, Hydroxycarbonsäuren, Dialkohole,
Diepoxide, Diisocyanate, Diamine, Vinylmonomere, Dienaddukte der Maleinsäure, Phthalsäurederivate |
| Polymer |
PVA, Polyacrylsäure, Polyether, Polyester, Styren, Polyacrylamid, Polyethylen, Polypropylen,
Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Melamine |
[0015] Die erfindungsgemäß bevorzugten Konzentrationen der Komponenten der Zusammensetzung
sind nachfolgender Tabelle 2 zu entnehmen:
Tabelle 2
| Komponente |
Gew.-% |
bevorzugt Gew.-% |
besonders bevorzugt Gew.-% |
| Farbstoff |
0,005-0,8 |
0,01-0,5 |
0,1-0,25 |
| Entwickler |
0,005-1,6 |
0,01-1,0 |
0,1-0,5 |
| Schmelzmittel |
0,5-6,5 |
0,1-6,0 |
1,0-3,0 |
| grenzflächenaktiver Stoff |
0,008-2,3 |
0,01-2,0 |
0,2-0,6 |
| Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten |
87,5-99,9 |
90,0-99,5 |
95,0-98,5 |
| Polymer |
0,05-7,3 |
0,11-6,1 |
0,5-3,0 |
[0016] In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße thermochrome Komposit die
Herstellung eines Duroplasten, der in Abhängigkeit der Temperatur zumindest einen
klar definierten Farbwechsel zeigt. Der Farbwechsel entspricht hierbei einem definierten
Farbübergang von einer ersten Farbe in eine zweite Farbe, wobei ein Farbübergang in
Form von Mischfarben der ersten und der zweiten Farbe nicht oder allenfalls sehr untergeordnet
stattfindet. Somit ist beispielsweise ein Farbumschlag von Blau als erster Farbe nach
Rot als zweiter Farbe ohne violette Zwischentöne möglich. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung
kann dementsprechend in vorteilhafter Weise zur Erzeugung von Duroplasten verwendet
werden, die bei einer bestimmten Sprungtemperatur einen klar definierten Farbwechsel
zeigen und somit beispielsweise als Indikatoren für kritische Temperaturen verwendet
werden können, ohne daß eine Interpretation eines Farbübergangs, die oft subjektiven
Einflüssen unterliegt, vorgenommen werden muß.
[0017] Erfindungsgemäß kann das thermochrome Komposit mehrere Farbstoff-Entwickler-Systeme
enthalten, die jeweils für wenigstens einen klar definierten Farbwechsel stehen, so
daß ein großer Temperaturbereich mit mehreren Sprungtemperaturen abgedeckt werden
kann.
[0018] Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß bevorzugte Farbstoff-Entwickler-Systeme neben
zumindest einem klar definiertem Farbwechsel zumindest einen weiteren optisch darstellbaren
Übergang ins Transparente vollziehen können. Auf diese Weise ist, je nach Farbstoff-Entwickler-System,
gewährleistet, daß in Abhängigkeit der jeweiligen Temperatur für den Betrachter jeweils
nur ein Farbstoff-Entwickler-System optisch aktiv in Erscheinung tritt, so daß Mischfarben
durch eine Interferenz verschiedener Farbstoff-Entwickler-Systeme vermieden werden.
[0019] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die Verwendung des
thermochromen Komposits in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weiterhin die Herstellung
eines Duroplasten, bei dem in Abhängigkeit der Temperatur ein, insbesondere reversibler,
scharfer Farbwechsel innerhalb eines klar definierten Temperaturintervalls stattfindet.
Erfindungsgemäß liegt das Temperaturintervall, d.h. der Temperaturbereich, innerhalb
dessen der Farbwechsel vollendet ist, in einem Bereich von 15 K, bevorzugt innerhalb
eines Temperaturintervalls von 8 K und besonders bevorzugt innerhalb eines Temperaturintervalls
von 2 K.
[0020] In vorteilhafter Weise ist es somit möglich, spezifisch auf eine notwendige Empfindlichkeit
hinsichtlich einer Temperaturüberwachung einzugehen, wobei bei thermisch unproblematischen
Systemen beispielsweise ein hohes Farbwechseltemperaturintervall von 15 K oder höher
gewählt werden kann, während thermisch empfindliche Systeme mit einem kleinen Farbwechseltemperaturintervall
von 2 K oder gegebenenfalls auch kleiner ausgestattet werden.
[0021] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das thermochrome Komposit
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Herstellung eines Duroplasten, der mehrere
Farbwechselschaltpunkte aufweist. Dies kann zum einen dadurch realisiert sein, daß
ein Farbstoff-Entwickler-System mehrere Farbwechsel vollziehen kann. Gemäß einer Alternative
werden Mehrfach-Farbwechsel-Schaltpunkte dadurch erreicht, daß das thermochrome Komposit
mehrere Farbstoff-Entwickler-Systeme aufweist, die jeweils bei unterschiedlichen Temperaturen
aktiv sind. Es kann ebenso möglich sein, daß zwei oder mehr Farbstoffe jeweils mit
einem oder auch mehr Entwickler(n) bei unterschiedlichen Temperaturen eine Aktivität
hinsichtlich der Ausbildung unterschiedlicher Farben zeigen.
[0022] In vorteilhafter Weise ist mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein im wesentlichen
isotroper Duroplast erzeugbar, der in alle Raumesrichtungen dieselben Farbeigenschaften
aufweist. Somit ist bei der Verarbeitung des Duroplasten die Orientierung des Duroplasten
unerheblich, wodurch eine Verarbeitung des Duroplasten zu einem Produkt wie beispielsweise
einem Formteil erheblich vereinfacht ist.
[0023] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verläuft zumindest ein Farbwechsel irreversibel.
In vorteilhafter Weise ist es erfindungsgemäß möglich, einen solchen irreversiblen
Farbwechsel beispielsweise zur Qualitätssicherung oder für eine sonstige, insbesondere
kritische Temperaturkontrolle einzusetzen.
[0024] Wie bereits oben erwähnt, können gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
zumindest zwei der Komponenten des thermochromen Komposits funktionell innerhalb einer
supramolekularen Molekülstruktur vorliegen. Hierfür eigenen sich insbesondere das
Schmelzmittel und der grenzflächenaktive Stoff, wobei auch eine chemische Verbindung
von Farbstoff und/oder Entwickler und/oder Schmelzmittel und/oder grenzflächenaktivem
Stoff innerhalb einer Struktur, hier jedoch an unterschiedlichen Bindungspunkten von
der Erfindung umfaßt ist.
[0025] Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Verwendung einer vorgenannten
Zusammensetzung zur Herstellung von Gehäusen, insbesondere von Lagern oder Pumpen,
Schabern, Abdeckungen, insbesondere für Maschinen, Monitoring- und Anzeigevorrichtungen
sowie für eine sichtbare Temperaturüberwachung, insbesondere in der Klebetechnik und
der Qualitätssicherung gelöst.
[0026] Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0027] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Ausführungsbeispiel:
[0028] Zu 250 ml destilliertem Wasser werden 0.35 g Sulfobetain mit einer Kettenlänge von
12 Kohlenstoffatomen und 0.25 g Polyacrylsäure gegeben. Das Gemisch wird auf 85°C
erwärmt und mit 750 U/min gerührt. Anschließend erfolgt die Zugabe von 2.5 g des Farbstoff-Komplexes.
Dieser besteht aus Bisphenol A, Kristallviolettlakton und 1-Octadecanol im Gew.-Verhältnis
von 2 : 1 : 15. Das Gemisch wird weitere 2.5 Std. bei 85°C gerührt. Eine stabile Emulsion
bildet sich aus. Hierzu werden 30 g einer wässerigen 7.5 %igen Lösung von Methylolmelamin
über einen Zeitraum von 5 min zugesetzt. Die Mischung wird nochmals für 3 Std. gerührt.
Das gebildete thermochrome Komposit (TK) läßt sich in einfacher Weise filtrieren und
trocknen. Das TK wird unter Rühren direkt in eine Harz-Härter-Mischung (Gew.-Verhältnis
10 : 4) dotiert, wobei sich 4.5 Gew.-% TK in der Mischung befinden. Der fertige Duroplast
bzw. das fertige Duromer besitzt stabile thermochrome Eigenschaften. Es schaltet bei
60°C reversibel zwischen blau und farblos um.
[0029] An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben beschriebenen Details für
sich alleine und in jeder Kombination als erfindungswesentlich beansprucht werden.
Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
1. Zusammensetzung zur Herstellung eines Duroplasten mit thermochromen Eigenschaften,
bestehend aus einer Mischung eines thermochromen Komposits, das jeweils zumindest
eine der folgenden Komponenten
- Farbstoff,
- Entwickler,
- Schmelzmittel,
- grenzflächenaktiver Stoff,
- Polymer
aufweist, und Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten, wobei das thermochrome
Komposit in der Mischung gegenüber den Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten
im wesentlichen inertisiert ist, und wobei das Komposit zur Inertisierung von einem
Schutzschild umgeben ist, der aus einem grenzflächenaktiven Stoff und/oder einem Polymer
und/oder einem Gemisch aus grenzflächenaktiven Stoff und Polymer, insbesondere einer
Micelle, besteht.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der grenzflächenaktive Stoff in der Mischung in einer Konzentration vorliegt, welche
die kritische Micellkonzentration erreicht oder überschreitet.
3. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponenten der Zusammensetzung aus einer oder mehrerer der gemäß nachfolgender
Tabelle genannten Substanzen ausgewählt sind:
| Farbstoff |
Phtalide, Fluorone, Spiropyrane |
| Entwickler |
Phenole, organische Säuren und deren Derivate |
| Schmelzmittel |
Paraffine, gesättigte und ungesättigte Alkohole, Säuren, Ester, Amide, Amine |
| grenzflächenaktiver Stoff |
Ionische und nichtionische Tenside, Dioctylsulfosuccinat, C-12 Sulfobetain, C-16 Aminoxid,
Na-Dodecylsulfat, Cetyltrimethylammoniumbromid |
| Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten |
Polyester, Formaldehydharze, Epoxidharze, Polyurethane, Hydroxycarbonsäuren, Dialkohole,
Diepoxide, Diisocyanate, Diamine, Vinylmonomere, Dienaddukte der Maleinsäure, Phthalsäurederivate |
| Polymer |
PVA, Polyacrylsäure, Polyether, Polyester, Styren, Polyacrylamid, Polyethylen, Polypropylen,
Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Melamine |
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponenten der Zusammensetzung in einer Konzentration gemäß nachfolgender Tabelle
vorliegen:
| Komponente |
Gew.-% |
bevorzugt Gew.-% |
besonders bevorzugt Gew.-% |
| Farbstoff |
0,005-0,8 |
0,01-0,5 |
0,1-0,25 |
| Entwickler |
0,005-1,6 |
0,01-1,0 |
0,1-0,5 |
| Schmelzmittel |
0,5-6,5 |
0,1-6,0 |
1,0-3,0 |
| grenzflächenaktiver Stoff |
0,008-2,3 |
0,01-2,0 |
0,2-0,6 |
| Ausgangskomponenten zur Erzeugung des Duroplasten |
87,5-99,9 |
90,0-99,5 |
95,0-98,5 |
| Polymer |
0,05-7,3 |
0,11-6,1 |
0,5-3,0 |
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das thermochrome Komposit die Herstellung eines Duroplasten ermöglicht, der in Abhängigkeit
der Temperatur zumindest einen klar definierten Farbwechsel zeigt.
6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das thermochrome Komposit die Herstellung eines Duroplasten ermöglicht, bei dem in
Abhängigkeit der Temperatur ein, insbesondere reversibler, scharfer Farbwechsel, insbesondere
innerhalb eines Temperaturintervalls von 15 K, bevorzugt innerhalb eines Temperaturintervalls
von 8 K und besonders bevorzugt innerhalb eines Temperaturintervalls von 2 K, stattfindet.
7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das thermochrome Komposit die Herstellung eines Duroplasten ermöglicht, der Mehrfach-Farbwechsel-Schaltpunkte
aufweist.
8. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein isotroper Duroplast erzeugbar ist.
9. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Farbwechsel irreversibel ist.
10. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei der Komponenten des thermochromen Komposits funktionell innerhalb einer
supramolekularen Molekülstruktur vorliegen.
11. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung
von Gehäusen, insbesondere von Lagern oder Pumpen, Schabern, Abdeckungen, insbesondere
für Maschinen, Monitoring- und Anzeigevorrichtungen sowie für eine sichtbare Temperaturüberwachung,
insbesondere in der Klebetechnik und der Qualitätssicherung.
1. Composition for the preparation of a thermoset having thermochromic properties, consisting
of a mixture of a thermochromic composite, which has at least one of each of the following
components:
- colorant,
- developer,
- flux,
- surface-active substance,
- polymer,
and starting components for the production of the thermoset, the thermochromic composite
having been rendered substantially inert in the mixture with respect to the starting
components for the production of the thermoset, and for inertisation the composite
being surrounded by a protective shield which consists of a surface-active substance
and/or a polymer and/or a mixture of surface-active substance and polymer, especially
a micelle.
2. Composition according to claim 1,
characterised in that
the surface-active substance is present in the mixture in a concentration which reaches
or exceeds the critical micelle concentration.
3. Composition according to either one of the preceding claims,
characterised in that
the components of the composition are selected from one or more of the substances
mentioned in the table below:
| Colorant |
phthalides, fluorones, spiropyrans |
| Developer |
phenols, organic acids and derivatives thereof |
| Flux |
paraffins, saturated and unsaturated alcohols, acids, esters, amides, amines |
| Surface-active substance |
ionic and non-ionic surfactants, dioctyl sulfosuccinate, C-12 sulfobetaine, C-16 amine
oxide, Na dodecyl sulfate, cetyltrimethylammonium bromide |
| Starting components for the production of the thermoset |
polyesters, formaldehyde resins, epoxy resins, polyurethanes, hydroxycarboxylic acids,
dialcohols, diepoxides, diisocyanates, diamines, vinyl monomers, diene adducts of
maleic acid, phthalic acid derivatives |
| Polymer |
PVA, polyacrylic acid, polyether, polyester, styrene, polyacrylamide, polyethylene,
polypropylene, maleic anhydride copolymers, melamine |
4. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the components of the composition are present in a concentration in accordance with
the table below:
| Component |
% by weight |
preferred % by weight |
especially preferred % by weight |
| Colorant |
0.005-0.8 |
0.01-0.5 |
0.1-0.25 |
| Developer |
0.005-1.6 |
0.01-1.0 |
0.1-0.5 |
| Flux |
0.5-6.5 |
0.1-6.0 |
1.0-3.0 |
| Surface-active substance |
0.008-2.3 |
0.01-2.0 |
0.2-0.6 |
| Starting components for the production of the thermoset |
87.5-99.9 |
90.0-99.5 |
95.0-98.5 |
| Polymer |
0.05-7.3 |
0.11-6.1 |
0.5-3.0 |
5. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the thermochromic composite enables a thermoset to be prepared which exhibits at least
one clearly defined colour change in dependence upon the temperature.
6. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the thermochromic composite enables a thermoset to be prepared in which, in dependence
upon the temperature, a marked colour change, especially a reversible colour change,
takes place especially within a temperature range of 15 K, preferably within a temperature
range of 8 K and more especially within a temperature range of 2 K.
7. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the thermochromic composite enables a thermoset to be prepared which has multiple
colour change transition points.
8. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
an isotropic thermoset can be produced.
9. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
at least one colour change is irreversible.
10. Composition according to any one of the preceding claims,
characterised in that
at least two of the components of the thermochromic composite are present functionally
within a supramolecular molecule structure.
11. Use of a composition according to any one of claims 1 to 10 in the production of housings,
especially of bearings or pumps, scrapers, covers, especially for machines, monitoring
and display devices and for visible temperature monitoring, especially in adhesives
technology and quality assurance.
1. Composition pour la préparation d'une résine thermodurcissable avec des propriétés
thermochromes, constituée d'un mélange d'un composite thermochrome qui comporte respectivement
au moins un des composants suivants :
- un colorant,
- un révélateur,
- un fondant,
- une substance tensioactive,
- un polymère,
et des composants de départ pour la préparation de résines thermodurcissables, sachant
que le composite thermochrome dans le mélange est sensiblement inertisé par rapport
aux composants de départ pour la production de la résine thermodurcissable et sachant
que le composite est entouré pour l'inertisation d'un bouclier protecteur qui consiste
en une substance tensioactive et/ou en un polymère et/ou en un mélange de la substance
tensioactive et du polymère, en particulier consiste en une micelle.
2. Composition selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la substance tensioactive est présente dans le mélange en une concentration qui atteint
ou dépasse la concentration micellaire critique.
3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les composants de la composition sont choisis parmi une ou plusieurs des substances
citées conformément au tableau ci-après :
| Colorant |
Phtalides, fluorones, spiropyranes |
| Révélateur |
Phénols, acides organiques et leurs dérivés |
| Fondant |
Paraffines, alcools, acides, esters, amides, amines, saturés et insaturés |
| Substance tensioactive |
Tensioactifs ioniques et non ioniques, dioctylsulfosuccinate, sulfobétaïne C-12, oxyde
d'amine C-16, dodécylsulfate de sodium, bromure de cétyltriméthylammonium |
| Composants de départ pour la production de la résine thermodurcissable |
Polyesters, résines de formaldéhyde, résines époxydes, polyuréthannes, acides hydroxycarboxyliques,
dialcools, diépoxydes, diisocyanates, diamines, monomères de vinyle, produits d'addition
diéniques de l'acide maléique, dérivés des acides phtaliques |
| Polymère |
PVA, acide polyacrylique, polyéthers, polyesters, styrène, polyacrylamide, polyéthylène,
polypropylène, copolymères de l'anhydride maléique, mélamines |
4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les composants de la composition sont présent dans des concentrations conformément
au tableau suivant :
| Composant |
% en poids |
% en poids de préférence |
% en poids de façon particulièrement préférée |
| colorant |
0,005 à 0,8 |
0,01 à 0,5 |
0,1 à 0,25 |
| Révélateur |
0,005 à 1,6 |
0,01 à 1,0 |
0,1 à 0,5 |
| Fondant |
0,5 à 6,5 |
0,1 à 6,0 |
1,0 à 3,0 |
| Substance tensioactive |
0,008 à 2,3 |
0,01 à 2,0 |
0,2 à 0,6 |
| Composés de départ pour la production de la résine thermodurcissable |
87,5 à 99,9 |
90,0 à 99,5 |
95,0 à 98,5 |
| Polymère |
0,05 à 7,3 |
0,11 à 6,1 |
0,5 à 3,0 |
5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le composite thermochrome permet la préparation d'une résine thermodurcissable qui
présente au moins un changement de couleur clairement défini en fonction de la température.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le composite thermochrome permet la préparation d'une résine thermodurcissable pour
laquelle a lieu en fonction de la température un changement de couleur net, en particulier
réversible, en particulier à l'intérieur d'un intervalle de température de 15 K, de
préférence à l'intérieur d'un intervalle de température de 8 K, et de façon particulièrement
préférée à l'intérieur d'un intervalle de température de 2 K.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le composite thermochrome permet la préparation d'une résine thermodurcissable qui
présente de multiples points de changement de couleur.
8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
une résine thermodurcissable isotrope peut être produite.
9. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
un changement de couleur au moins est irréversible.
10. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
deux au moins des composants du composite thermochrome sont présents fonctionnellement
à l'intérieur d'une structure de molécule supramoléculaire.
11. Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la
fabrication de carters, en particulier de paliers ou de pompes, de racloirs, de recouvrements,
en particulier pour des machines, de dispositifs de contrôle et d'affichage, ainsi
que pour une surveillance visible de la température, en particulier dans la technique
de collage et dans l'assurance qualité.