一种剪切应力变色PMMA材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术开发了一种剪切应力变色PMMA材料及其制备方法和应用，属于工程塑料技术领域。该剪切应力变色PMMA材料，包括如下重量份的组分：PMMA树脂100份，增粘粒子25～60份，异吲哚啉酮类黄色颜料0.2～2.5份。本发明专利技术的剪切应力变色PMMA材料以PMMA树脂为基体，还包括增粘粒子和异吲哚啉酮类黄色颜料，材料能够在受到剪切应力的情况下出现变色，从而实现对PMMA耐剪切应力性能的准确检测。切应力性能的准确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切应力变色PMMA材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及工程塑料
，尤其是一种剪切应力变色PMMA材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]塑料高速注塑成型时，剪切应力对塑料制件性能影响较大，塑料制件在较大剪切应力下可能出现翘曲形变、强度下降以及外观缺陷等现象。塑料的耐剪切应力性能具有复杂性，与多种因素有关，除了注塑条件外，塑料自身的分子结构、熔体强度、熔体流动速率、结晶性、粘度等相关参数均会影响其耐剪切应力性能。因此，研究塑料是否具有良好的耐剪切应力性能是一个相对综合、复杂的课题。
[0003]近年来，模拟仿真在注塑模具开模时起到较好理论指导作用，通过模拟仿真塑料高速充填模具，可以一定程度上模拟出塑料的耐剪切应力性能，通过计算机模拟成像显示剪切应力大小分布变化，从而在注塑制件开模时优化模具成型时的剪切应力。而模拟仿真也有一定缺陷：(1)模拟仿真前需要提前准确掌握注塑成型材料流变的材料属性，才能有效模拟出模具剪切应力；(2)模拟仿真所使用的计算公式及数学模型与实际注塑情况之间存在差异，不能完全对应；(3)模拟仿真需要对每种模具、注塑材料分别建立不同的模拟模型，耗时长且繁琐。因此，采用模拟仿真的方法研究塑料的耐剪切应力性能，不仅难以应用到大批量工业生产中，更重要的是，仿真方法还存在一定误差，往往只能检测到较大的剪切应力，而由于误差无法模拟出较轻微的剪切应力，使得实际注塑成型外观缺陷现象的准确预测具有较高难度。
[0004]PMMA材料作为热塑性塑料，通常采用注塑加工的方式制备PMMA制件，往往在注塑成型时在剪切应力的作用下出现外观缺陷，因此，需要提供一种能准确检测PMMA耐剪切应力性能的材料或方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，克服现有技术中不能准确检测耐剪切应力性能的缺陷，提供一种剪切应力变色PMMA材料，以PMMA树脂为基体，还包括增粘粒子和异吲哚啉酮类黄色颜料，材料能够在受到剪切应力的情况下出现变色，从而实现对PMMA耐剪切应力性能的准确检测。
[0006]本专利技术的另一目的在于，提供上述剪切应力变色PMMA材料的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供上述剪切应力变色PMMA材料在检测PMMA树脂的耐剪切应力性能测试中的应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种剪切应力变色PMMA材料，包括如下重量份的组分：
[0010]PMMA树脂
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100份，
[0011]增粘粒子
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25～60份，
[0012]异吲哚啉酮类黄色颜料
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0.2～2.5份。
[0013]本专利技术的剪切应力变色PMMA材料中，以PMMA树脂为基体，还包括增粘粒子和异吲哚啉酮类黄色颜料，剪切应力变色PMMA材料能够在受到剪切应力的情况下出现变色。
[0014]异吲哚啉酮类黄色颜料是一种有机黄色颜料，加至PMMA基体中制备的剪切应力变色PMMA材料为黄色外观材料。异吲哚啉酮类黄色颜料中含有羰基、亚氨基、氰基和酰胺基官能团，分子间和分子内具有较多的氢键。专利技术人意外发现，在本专利技术的PMMA体系中加入异吲哚啉酮类黄色颜料，材料在高速注塑成型时，由于较强剪切外力作用，会导致分子间氢键断裂，从而使得材料整体的发色光谱出现蓝移，呈现出较为明显黄色褪色的外观变化现象。优选地，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为氯代异吲哚啉酮黄色颜料。
[0015]增粘粒子在本专利技术的PMMA体系中起到增粘作用，有助于放大PMMA树脂对于剪切应力的耐受能力，从而可以更准确地捕捉到微弱剪切应力对于PMMA树脂的影响。
[0016]优选地，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为颜料黄110、颜料黄109、颜料黄139中的至少一种。
[0017]颜料黄110，分子式为C
22
H6Cl8N4O2，CAS号为5590
‑
18
‑
1；颜料黄109，分子式为C
23
H8Cl8N4O2，CAS号为5045
‑
40
‑
9；颜料黄139，分子式为C
16
H9N5O6，CAS号为36888
‑
99
‑
0。
[0018]更优选地，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为颜料黄110和/或颜料黄109。
[0019]进一步优选地，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为颜料黄110。
[0020]颜料黄110是红光很强的黄色有机颜料，加至本专利技术的PMMA/增粘粒子体系中后，经过剪切作用力，原本的红黄色光的蓝变更明显，从而更易捕捉到微弱剪切应力对于PMMA树脂的影响。
[0021]优选地，所述增粘粒子的平均粒径为150～300nm。
[0022]对于本专利技术的PMMA材料，增粘粒子的粒径不宜过大或过小。在增粘粒子平均粒径过大的情况下，会影响剪切应力变色PMMA材料的透光性能，使得材料受到剪切应力作用下变色效果不明显。在增粘粒子平均粒径过小的情况下，对PMMA的增粘效果有限，进而会影响检测效果。
[0023]更优选地，所述增粘粒子的平均粒径为180～220nm。
[0024]需要说明的是，本专利技术中增粘粒子的粒径是指增粘粒子整体的粒径，特别是对于具有核壳结构的增粘粒子来说，增粘粒子的粒径是指壳和核结构的整体粒径。增粘粒子的平均粒径，可以采用激光粒度仪和透射电镜检测得到。
[0025]优选地，所述增粘粒子的折射率为1.49～1.5。更优选地，所述增粘粒子的折射率为1.49。
[0026]需要说明的是，本专利技术中增粘粒子的折射率是指增粘粒子整体的折射率，特别是对于具有核壳结构的增粘粒子来说，增粘粒子的折射率是指壳和核结构的整体折射率。
[0027]优选地，所述增粘粒子为具有核壳结构的橡胶，核为苯乙烯和丙烯酸酯共聚物，壳为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0028]增粘粒子的壳层与基体树脂PMMA相容性好，强化界面粘结增容作用，增粘粒子的核可以受外力和加工剪切作用下产生形变引发银纹发白。
[0029]对于具有核壳结构的增粘粒子来说，其折射率由苯乙烯和丙烯酸酯共聚物的共聚单体比例影响，可以通过调节苯乙烯和丙烯酸酯的共聚单体的占比控制增粘粒子的折射
率，以使得增粘粒子的折射率为1.49～1.5。增粘粒子的折射率为1.49～1.5，特别是折射率为1.49时，与PMMA的折射率接近，添加增粘粒子不会影响PMMA材料的透光性能。
[0030]优选地，所述增粘粒子为共聚的甲基丙烯酸甲酯
‑
丙烯酸丁酯
‑
苯乙烯(MBS)核
‑
壳型橡胶。
[0031]优选地，所述剪切应力变色PMMA材料，包括如下重量份的组分：
[0032]PMMA树脂
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100份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：PMMA树脂
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100份，增粘粒子
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25～60份，异吲哚啉酮类黄色颜料
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0.2～2.5份。2.根据权利要求1所述剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为颜料黄110、颜料黄109、颜料黄139中的至少一种。3.根据权利要求2所述剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，所述异吲哚啉酮类黄色颜料为颜料黄110。4.根据权利要求1所述剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，所述增粘粒子的平均粒径为150～300nm。5.根据权利要求1所述剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，所述增粘粒子为具有核壳结构的橡胶，核为苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物，壳为聚甲基丙烯酸甲酯。6.根据权利要求1所述剪切应力变色PMMA材料，其特征在于，所述增粘粒子的折...

【专利技术属性】
技术研发人员：何超雄，陈平绪，叶南飚，邝树浓，林士文，黄宝奎，吴俊，付锦锋，
申请(专利权)人：广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：