Characterization of Thermochromic Pigments as Coating Materials

Abstract

In this study, thermochromic coatings were produced using thermochromic pigment and polyvinylpyrrolidone (PVP). It is aimed to develop innovative materials that will reduce external dependence, increase international competitiveness and support energy efficiency. The particle size of the thermochromic pigments and TG/DTA analyzes were carried out. Particle size of thermochromic pigments that change color at 33°C green, black at 45°C, and blue at 65°C were measured as 2.483 ?m, 6.227 ?m and 3.671 ?m, respectively, according to the particle size d (50) values. The color change of thermochromic pigments with increasing and decreasing temperature was examined by infrared thermometer. When the surface temperature was elevated above the transition temperature, the pigments' and coatings' color turned to white. When it was cooled, the product returned to its original color. Characterization studies were carried out by X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy analysis techniques. It has been determined that the resulting blackness of the thermochromic pigment is due to the presence of iron. Furthermore, color of green and blue pigment is originated from copper in the content. As a result of the EDX analyzes made in blue and black coatings, boron oxide (B2O3) was detected. Conclusions showed that thermochromic pigments can be used in the production of energy saving thermochromic coated smart glasses.

Bu çalışmada, termokromik kaplamalar termokromik pigment ve polivinilpirolidon (PVP) kullanılarak üretilmiştir. Dışa bağımlılığı azaltacak, uluslararası rekabet gücünü artıracak ve enerji verimliliğini destekleyecek yenilikçi malzemelerin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Termokromik pigmentlerin tane boyutu ve TG / DTA analizi gerçekleştirilmiştir. 33.45 ve 65°C’de renk değiştiren termokromik pigmentlerin sırasıyla tane boyutu d (50) değerlerine göre 2.483 µm, 6.227 µm, 3.671 µm olarak ölçülmüştür. Termokromik pigmentlerin artan ve azalan sıcaklık ile renk değişimi infrared termometre ile incelenmiştir. Yüzey sıcaklığı geçiş sıcaklığının üzerine çıkarıldığında pigmentlerin ve kaplamaların rengi beyaza dönmüştür. Soğutulduğunda ise ürün orijinal rengine geri dönmüştür. Karakterizasyon çalışmaları X-ışını kırınım analizi ve taramalı elektron mikroskobu analiz teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Termokromik pigmentin siyahlığının demirin varlığından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Ayrıca, yeşil ve mavi pigmentin rengi içeriğindeki bakırdan kaynaklanmaktadır. Mavi ve siyah kaplamalarda yapılan EDX analizi sonucunda bor oksit (B2O3) tespit edilmiştir. Sonuçlar, termokromik pigmentlerin enerji tasarrufu sağlayan termokromik kaplamalı akıllı camların üretiminde kullanılabileceğini göstermiştir.