专利名称：：彩色变色指示剂及其生产方法
技术领域：
：本发明涉及硅胶产品的改进，具体讲是一种彩色变色指示剂及其生产方法。其属于无机化工
技术领域：
。普通的无机吸附剂有硅胶，硅铝胶，分子筛，氧化铝等。这些吸附剂可用于干燥有关环境。有一种蓝胶指示剂，其可以通过颜色变化直观地显示吸湿程度或干燥程度。但是该胶的制造方法中要使用氯化钴(CoCL2)，这种化合物经国外有关部门研究，已被列为二类致癌物。因此长期使用或制造蓝胶会对操作人员的健康有危害，目前一些国家已决定逐步停止使用蓝胶。还有由酚酞，红甲酚，百里酚兰浸染的吸附剂，可以显示颜色变化的性能。上述显色吸附剂所选用的染色指示剂，其分子量都较小，因此这些指示剂的着色吸附比较容易。然而对于分子量大的染色指示剂，如溴甲酚绿的分子量为698．07；溴酚兰的分子量为670．02；溴百里香酚兰的分子量是624；这些相对大的染色指示剂对一般干态的吸附剂是很难着色吸附的。由于染色指示剂的分子一般都相当大，大的有溴甲酚绿的698．07，小的也有甲基红的269．3，中性红的288．78，甲基橙的327．34。这样就使得干胶和湿胶对上述染色液的吸附着色有十分关键的影响，即干胶仅能吸附分子量较小的染色液。本发明的目的是要提供一种彩色变色指示剂。该指示剂的外观色泽可以随着含水程度的不同而可逆变化。其显色的颜色选择范围要广些，不仅限于蓝色变红色的蓝胶。扩大染色液指示颜色的范围和应用选择范围，使较多的染色液被用于吸附指示剂的制造工艺中。改进工艺条件，使所应用的吸附剂物料经染色工艺处理后，有明显而均匀的颜色。该指示剂还要保持原吸附剂原有性能不变，而增加显色指示含水程度的性能。本发明的任务是由以下技术方案实现的，研制了一种彩色变色指示剂，其由硅胶，硅铝胶，分子筛，氧化铝，氧化镁，氧化钛的有形颗粒吸附剂，经染色液处理制得具有以下物化指标的彩色变色指示剂吸附量，RH在20％时，≥9．0％；RH在50％时；≥22．0％；粒度合格率，≥90．0％；加热减量，≤5．0％；在可逆的显色变化中，诸该指示剂指示的可逆变色范围为本彩色变色指示剂的生产方法是将硅胶，硅铝胶，分子筛，氧化铝，氧化镁，氧化钛的有形颗粒吸附剂中的一种或几种，进行染色处理，选择前述该吸附剂的湿态或／和干态物料，按比例浸入含有染色液的水溶液中，在常温下浸染2-48小时，而后滤出并冲洗至洗水为无色为止，最后捞出浸染的物料，经烘干处理，烘干温度80-140℃，制得彩色变色指示剂。所述的染色液，其包括溴甲酚绿，溴酚兰，甲基红，甲基紫，绿酚红，中性红，甲基橙，孔雀绿，溴百里香酚兰；其中由溴甲酚绿制成得黄胶Ⅰ指示剂；由溴酚兰制成得黄胶Ⅱ指示剂；由甲基红制成得黄胶Ⅲ指示剂；由甲基紫制成得黄胶Ⅳ指示剂；由溴酚兰和甲酚绿制成得黄胶Ⅴ指示剂；由中性红制成得红胶Ⅰ指示剂；由甲基橙制成得红胶Ⅱ指示剂；由孔雀绿制成得红胶Ⅲ指示剂；由溴百里香酚兰制成得紫胶Ⅰ指示剂。所述的染色液的水溶液，其重量体积比浓度为0．001～5．00％；染色过程中要控制染色溶液的PH值在0～10．0。所述的染色溶液PH值的调节，可以选用磷酸，或碳酸盐，或盐酸，或硫酸，或柠檬酸或酒石酸之中的一种或几种。所述的湿态或干态物料与染色液溶液的体积比为(2．5-2．0)∶1。本发明的优点在于由于本发明摒弃了致癌物质用于制造指示剂，这就为健康环保提供了保障。由于扩大染色液的选择范围，选择了九种染色(指示)液，对吸附剂物料进行染色处理，经优化的工艺条件处理制成了黄胶指示剂，红胶指示剂，紫胶指示剂的九种显色的彩色变色指示剂，用于指示环境潮湿程度和干燥程度；用于仪器仪表设备的防潮，防锈蚀；用于化工产品的脱水精制，如石化产品的除水处理；用于食品工业的防潮包装，保鲜保质；广泛用于军工，纺织，家俱等领域。由于扩大了吸附剂原料来源，将湿胶直接应用于染色工艺中，得到质量品质较高的花色多样的本专利的指示剂，扩大了吸附剂应用范围。由于在染色工艺中选择不同的染色溶液PH值，包括了酸性和碱性的广大范围内的控制参数。本发明成品彩色变色指示剂在RH10-50％之间吸收水分，即可有明显的颜色变化。从而直观地指示干燥状况及吸湿程度。同时，因吸收水分而变化了颜色的该指示剂可在80-180℃之间加热恢复原有成品彩色变色指示剂的颜色，因此可继续使用。本发明的该指示剂可用于吸收中性气体中水分，如天然气，N2，O2，H2，CO2，气态烃，合成气，压缩空气，输送气体等。该指示剂还可用于指示中性气体中的酸碱成份。本发明的实施例将进一步说明本发明的优越性。本发明的保护范围不仅限于本实施例之中。本发明的彩色变色指示剂，由湿硅胶，经染色液处理，得到如下技术性能指示的产品见表1，彩色变色指示剂的产品技术性能指标实测数据表1本发明选用的颗粒吸附剂，其粒度在0．5-8．0mm。该吸附剂是采用常规的已知方法制备的。其有干态凝胶(干胶)和水凝胶(湿胶，也就是没有烘干的半成品硅胶)。干胶对于大分子的染色液，无论浸染溶液浓度如何变化，在可行的PH值范围内，所得的吸附指示剂，基本无色。见表2，表3，实验结果表2，干胶染色实验结果表<tablesid="table1"num="001"><table>吸附剂状态指示剂染色溶液的浓度％控制PH值成品干态指示剂颜色干态溴甲酚绿0．01％4．1基本无色干态溴甲酚绿0．02％4．5基本无色干态溴甲酚绿0．1％4．8基本无色干态溴甲酚绿0．1％5．3基本无色干态溴酚兰0．001％3．7基本无色干态溴酚兰0．002％4．7基本无色干态溴酚兰0．01％5．2基本无色干态溴酚兰0．1％6．0基本无色</table></tables>表3湿胶染色实验结果表。<tablesid="table2"num="002"><table>吸附剂状态指示剂染色溶液的浓度％控制PH值成品干态指示剂颜色湿态溴甲酚绿0．001％3．9浅黄色湿态溴甲酚绿0．002％4．3浅黄色湿态溴甲酚绿0．01％4．8浅黄色湿态溴甲酚绿0．005％5．3浅绿色湿态溴酚兰0．005％4．8浅黄色湿态溴酚兰0．01％5．5浅棕色湿态溴酚兰0．01％6．4浅紫色</table></tables>从表2、3中可看出湿胶着色性能好。这是由于湿胶的孔径、孔容和比表面积都大于干胶的相应参数，其数据上差距7-10倍。由于用干胶浸染指示剂一般要先经蒸汽吸湿，这样会造成吸附量下降，因此用湿胶浸染制备的彩色变色指示剂。能降低成本，同时有较高的吸附量。见表4，表4干法和湿法浸染所得指示剂产品吸附量的比较<tablesid="table3"num="003"><table>指示剂原吸附剂状态成品指示剂的吸附量RH20％RH50％溴百里香酚兰干胶10．125．7溴百里香酚兰干胶9．524．1溴百里香酚兰干胶9．523．9溴百里香酚兰湿胶9．927．6溴百里香酚兰湿胶10．328．3溴百里香酚兰湿胶10．527．9</table></tables>(一)黄胶Ⅱ指示剂生产的实施例以溴酚兰为指示染色浸液染湿胶，在不同浓度下浸染湿胶，并且使用不同的酸碱控制浸染溶液的PH值在3．0-7．5之间，浸染24-48小时后，水洗至洗水为无色，再在相同温度120℃±5℃下烘干，结果见表5表5黄胶Ⅱ指示剂生产的实施例<tablesid="table4"num="004"><table>实例号指示剂染料浓度W／V％所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色1溴酚兰0．004硫酸3．5浅黄色浅黄色2溴酚兰0．004硫酸3．8浅黄色浅棕色3溴酚兰0．004磷酸4．3浅黄色棕色4溴酚兰0．003磷酸4．7浅黄色浅紫色5溴酚兰0．003酒石酸5．5浅棕色浅紫色6溴酚兰0．01酒石酸6．4浅紫色浅紫色</table></tables>(二)黄胶Ⅰ指示剂的生产实施例以溴甲酚绿指示染色液浸染湿胶，并控制浸染溶液PH值在4．0-5．0以照上述方法进行操作，结果如表6表6黄胶Ⅰ指示剂的生产实施例<tablesid="table5"num="005"><table>实例号指示剂染料浓度(W／V％)所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色7溴甲酚绿0．005硫酸3．5浅黄色浅黄色8溴甲酚绿0．005磷酸4．1浅黄色浅绿色9溴甲酚绿0．01磷酸4．8浅黄色深绿色10溴甲酚绿0．01磷酸5．2浅绿色深绿色11溴甲酚绿0．012柠檬酸6．3浅蓝色浅蓝色</table></tables>(三)紫胶Ⅰ生产的实施例以溴百里香酚兰浸染于硅铝胶，并控制浸染溶液PH值在5．0-9．0，以与上述相同的方法进行操作，所得结果如表7表7紫胶Ⅰ指示剂的生产实施例<tablesid="table6"num="006"><table>实例号指示剂染料浓度(W／V％)所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色12溴百里香酚兰0．02磷酸5．1浅紫色浅桔红色13溴百里香酚兰0．02磷酸5．9浅紫色浅桔红色14溴百里香酚兰0．05磷酸6．8浅紫色浅桔红色15溴百里香酚兰0．1碳酸钠7．5浅紫色浅桔红色</table></tables>(四)黄胶Ⅲ指示剂的生产实施例以甲基红浸染硅胶，控制浸染溶液的PH值在8．0-9．0之间，照上述方法操作，结果如表8表8黄胶Ⅲ指示剂的生产实施例<tablesid="table7"num="007"><table>实例号指示剂染料浓度(W／V％)所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色16甲基红0．01碳酸铵7．1浅黄色浅黄色17甲基红0．01碳酸铵7．7浅黄色浅黄色18甲基红0．02碳酸钠8．2浅黄色浅桔红色19甲基红0．03碳酸钠8．5浅桔黄色浅桔红色20甲基红0．05碳酸钠8．9桔黄色桔红色</table></tables>(五)红胶Ⅰ指示剂的生产实施例以中性红为染料，控制浸染溶液的PH值在7．0-8．5之间。以本发明的方法进行浸染。所得结果如表9表9红胶Ⅰ指示剂的生产实施例<tablesid="table8"num="008"><table>实例号指示剂染料浓度(W／V％)所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色21中性红0．025硫酸5．7深红色深红色22中性红0．025磷酸6．4深红色深红色23中性红0．05碳酸钠7．6深红色浅红色24中性红0．05碳酸钠8．1深红色浅红色25中性红0．1碳酸钠8．8深红色深红色</table></tables>(六)红胶Ⅱ的生产实施例以甲基橙为指示剂，控制浸染溶液的PH值在4．0-7．0之间，按本发明的方法进行操作，结果如表10表10红胶Ⅱ指示剂的生产实施例<tablesid="table9"num="009"><table>实例号指示剂染料浓度(W／V％)所用酸或碱控制PH值烘干后颜色吸水后颜色26甲基橙0．025硫酸3．5深红色深红色27甲基橙0．05磷酸5．7深红色橙黄色28甲基橙0．01碳酸钠7．9深红色深红色</table></tables>(七)黄胶Ⅳ指示剂生产的实施例以甲基紫为染料，在不同的浓度浸染硅胶，且用不同的酸控制PH值0-1．5，浸染24小时后，水洗至洗水为无色，在100℃±5℃下干燥，结果见表11表11黄胶Ⅳ指示剂的生产实施例<tablesid="table10"num="010"><table>实例号染料浓度(W／V％)所用酸控制PH干燥后颜色吸湿后颜色29甲基紫0．01硫酸0．6浅黄色浅绿色30甲基紫0．02硫酸0．8浅黄色浅绿色31甲基紫0．01硫酸0．2浅黄色浅绿色32甲基紫0．01硫酸0．3浅黄色浅蓝绿色33甲基紫0．01硫酸0．4浅黄色浅蓝绿色34甲基紫0．02硫酸0．5浅黄色浅蓝绿色</table></tables>(八)黄胶Ⅴ指示剂的生产实施例以溴酚兰和緑酚红共同作染料，在不同浓度PH值下，浸染24小时，水洗至洗水无色，而后在100℃±5℃下烘干，结果见表12表12黄胶Ⅴ指示剂的生产实施例<tablesid="table11"num="011"><table>实例号染料浓度(W／V％)酸或碱控制PH值烘干后颜色吸湿后颜色35溴酚兰绿酚红0．020．02碳酸钠7浅黄色浅棕色36溴酚兰绿酚红0．030．03碳酸钠8浅黄色浅棕色</table></tables>(九)红胶Ⅲ指示剂的生产实施例以孔雀绿作染料，以不同浓度及PH值下进行24hr浸染，而后冲洗至洗水无色，烘干。结果如下，见表13表13红胶Ⅲ指示剂的生产实施例<tablesid="table12"num="012"><table>实例号染料浓度(W／V％)所用酸控制PH烘干后颜色吸湿后颜色37孔雀绿0．03硫酸0．2浅桔红色浅墨绿色38孔雀绿0．04磷酸0．8浅红色浅墨绿色39孔雀绿0．06盐酸1．2浅红色浅墨绿色40孔雀绿0．03硫酸0．4浅桔红色浅墨绿色41孔雀绿0．04磷酸0．4浅桔红色浅墨绿色42孔雀绿0．06盐酸0．5浅桔红色浅墨绿色43孔雀绿0．06盐酸0．6浅桔红色浅墨绿色</table></tables>权利要求1.一种彩色变色指示剂，其由硅胶，硅铝胶，分子筛，氧化铝，氧化镁，氧化钛的有形颗粒吸附剂，经染色液处理制得具有以下物化指标的彩色变色指示剂吸附量，RH在20％时，≥9．0％；RH在50％时；≥22．0％；粒度合格率，≥90．0％；加热减量，≤5．0％；其特征在于在可逆的显色变化中，诸该指示剂指示的可逆变色范围为2.根据权利要求1所述的彩色变色指示剂的生产方法，是将硅胶，硅铝胶，分子筛，氧化铝，氧化镁，氧化钛的有形颗粒吸附剂中的一种或几种，进行染色处理，其特征在于选择前述该吸附剂的湿态或／和干态物料，按比例浸入含有染色液的水溶液中，在常温下浸染2-48小时，而后滤出并冲洗至洗水为无色为止，最后捞出浸染的物料，经烘干处理，烘干温度80-140℃，制得彩色变色指示剂。3.根据权利要求2所述的彩色变色指示剂的生产方法，其特征在于所述的染色液，其包括溴甲酚绿，溴酚兰，甲基红，甲基紫，中性红，甲基橙，孔雀绿，绿酚红，溴百里香酚兰；其中由溴甲酚绿制成得黄胶Ⅰ指示剂；由溴酚兰制成得黄胶Ⅱ指示剂；由甲基红制成得黄胶Ⅲ指示剂；由甲基紫制得黄胶Ⅳ指示剂；由溴酚兰和绿酚红制成得黄胶Ⅴ指示剂；由中性红制成得红胶Ⅰ指示剂；由甲基橙制成得红胶Ⅱ指示剂；由孔雀绿制成得红胶Ⅲ指示剂；由溴百里香酚兰制成得紫胶Ⅰ指示剂。4.根据权利要求2所述的彩色变色指示剂的生产方法，其特征在于所述的染色液的水溶液，其重量体积比浓度为0．001-5．00％；染色过程中要控制染色溶液的PH值在0～10．0。5.根据权利要求4所述的彩色变色指示剂的生产方法，其特征在于所述的染色溶液PH值的调节，可以选用磷酸，或碳酸盐，或盐酸，或硫酸，或柠檬酸或酒石酸之中的一种或几种。6.根据权利要求2或3所述的彩色变色指示剂的生产方法，其特征在于所述的湿态或／和干态物料与染色液溶液的体积比为(2．5-2．0)∶1。全文摘要本发明是彩色变色指示剂及其生产方法。其由硅胶等有形颗粒吸附剂,经溴甲酚绿,溴酚蓝,甲基红,甲基紫,中性红,甲基橙,孔雀绿,绿酚红,溴百里香酚蓝的染色液处理,制得产品颜色随含水程度的不同而可逆变化的黄胶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,红胶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,紫胶Ⅰ九种本指示剂成品。该指示剂产品可用于干燥或指示湿度,指示环境中的酸,碱气体成份,减少环境污染,可用于军工,纺织,化工,石油,家俱等工业领域中的除湿,显湿,净化等工艺处理。文档编号B01D53/26GK1281144SQ0011117公开日2001年1月24日申请日期2000年7月7日优先权日2000年3月24日发明者韩玉信,张崇岷,陈观元申请人:青岛海洋化工有限公司