本發(fā)明涉及高分子復合材料
技術(shù)領域：
，特別涉及一種聚聚雙環(huán)戊二烯復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚雙環(huán)戊二烯(Polydicyclopentadiene，英文縮寫PDCPD)是由單體雙環(huán)戊二烯在催化劑的作用下聚合而成的一種兼具高抗沖性和高模量的工程塑料，其單體雙環(huán)戊二烯為石油化工乙烯生產(chǎn)中產(chǎn)量較大的一種副產(chǎn)品。聚雙環(huán)戊二烯工程塑料具有好的耐熱性、抗蠕變性、尺寸穩(wěn)定性、形狀記憶性、耐腐蝕性、輕質(zhì)等特性的材料，可用于制造各種高性能、高附加值、高檔精細產(chǎn)品。如：交通運輸業(yè)中的汽車保險杠、護板、側(cè)板、發(fā)動機罩和車身殼體等；電氣設備中的電動機、空調(diào)機等大型電氣設備的殼體；運動器械中的摩托雪橇、沖浪板、高爾夫球車等的構(gòu)件以及農(nóng)業(yè)機械、土木建筑材料等。美國、日本、歐洲等國已實現(xiàn)了聚雙環(huán)戊二烯的工業(yè)生產(chǎn)，而我國至今還沒有國產(chǎn)牌號的聚雙環(huán)戊二烯生產(chǎn)技術(shù)和材料。國外現(xiàn)行聚雙環(huán)戊二烯生產(chǎn)采用反應注射成型(RIM，ReactionInjectionMolding)和樹脂傳遞模塑成型(RTM，ResinTransferMolding)工藝，此兩種工藝均具有成型速度快、加工溫度低、注射壓力低等優(yōu)越的特點。由于聚雙環(huán)戊二烯是一種熱固性樹脂，具有熱固性樹脂的一般特點，純的聚雙環(huán)戊二烯在韌性方面還不能滿足汽車領域、建筑模板等特殊工程領域的要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料及其制備方法，解決現(xiàn)有的純聚雙環(huán)戊二烯不能滿足特殊工程領域要求的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5～1.2％無機納米填料、1～4％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:(2～3):(1～3):(1～3)為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:(1～2)的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。其中，優(yōu)選地，所述聚丙烯酸環(huán)己酯和所述聚丙烯酸-2-羥基丙酯的粒徑為5～15μm。其中，優(yōu)選地，所述無機納米填料的粒徑為1～12μm。本發(fā)明并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入1～5重量份的有機過氧化物，再加入0.1～0.5重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.02～0.08重量份的消泡劑和1～3重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在60～80℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，優(yōu)選地，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫。其中，優(yōu)選地，所述消泡劑為有機硅類消泡劑。其中，優(yōu)選地，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢。其中，優(yōu)選地，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在聚雙環(huán)戊二烯共混入無機納米填料形成二元復合材料可同時提高材料的模量和耐磨性，并在二元體系中再加入聚合物微粒，可同時提高復合材料的模量、抗沖強度和耐磨性能，抗沖蝕磨損性能比低鉻鑄鐵高出5-9倍，具有很好的耐磨性能。具體實施方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在下述實施例中，所述聚丙烯酸環(huán)己酯和所述聚丙烯酸-2-羥基丙酯的粒徑為5～15μm，所述無機納米填料的粒徑為1～12μm。實施例1本實施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：1.0％無機納米填料、2.5％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:2.5:2:2為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:1.5的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。本實施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入3重量份的有機過氧化物，再加入0.3重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.05重量份的消泡劑和2重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在70℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫，所述消泡劑為有機硅類消泡劑，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。實施例2本實施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5％無機納米填料、4％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:2:1:1為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:1的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。本實施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入1重量份的有機過氧化物，再加入0.5重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.02重量份的消泡劑和3重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在60℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫，所述消泡劑為有機硅類消泡劑，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。實施例3本實施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：1.2％無機納米填料、1％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:3:3:3為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:2)的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。本實施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入5重量份的有機過氧化物，再加入0.1重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.08重量份的消泡劑和1重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在80℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫，所述消泡劑為有機硅類消泡劑，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。實施例4本實施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5～1.2％無機納米填料、1～4％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:3:1:3為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:1.5的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。本實施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入2重量份的有機過氧化物，再加入0.4重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.07重量份的消泡劑和2重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在65℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫，所述消泡劑為有機硅類消泡劑，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。實施例5本實施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.6％無機納米填料、1.5％的輔助聚合物微粒，余量為聚雙環(huán)戊二烯；所述無機納米填料由重量比1:2:2:2為芳綸漿粕纖維、炭黑、納米二氧化鈦組成；所述輔助聚合物微粒由重量比為1:1.5的聚丙烯酸環(huán)己酯和聚丙烯酸-2-羥基丙酯組成。本實施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機納米填料和輔助聚合物微粒加入雙環(huán)戊二烯中，攪拌均勻，得混合溶液，并對所得的混合溶液在惰性氣體保護下待用；(2)在氮氣保護下向注射成型機的A料罐中加入步驟(1)所得混合溶液的一半，加入4重量份的有機過氧化物，再加入0.2重量份的主催化劑后攪拌均勻制成聚合物料A待用；(3)在氮氣保護下向注射成型機的B料罐中加入步驟(1)所得的混合溶液另一半，再加入0.04重量份的消泡劑和3重量份的助催化劑，攪拌均勻制成聚合物料B待用；(4)在75℃和惰性氣體保護的條件下，將物料A和物料B共混注射成型得到聚雙環(huán)戊二烯復合材料。其中，所述有機過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基過氧化氫，所述消泡劑為有機硅類消泡劑，所述主催化劑為二[2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基]四氯化鎢，所述助催化劑為一氯二乙基鋁或三乙基鋁。對實施例1-5制得的復合材料及對比例(對比例采用純的聚雙戊二烯進行聚合，其它工藝條件均與實施例1相同)分別進行抗沖蝕磨損、抗沖擊強度和氧指數(shù)的測定，具體的測定結(jié)果如下表：實施例抗沖蝕磨損(g/m2/h)抗沖擊強度J/m對比例46.692實施例121.6188實施例225.2180實施例324.8192實施例422.6193實施例524.8184并檢測上述實施例復合材料的氧指數(shù)，其它實施例1～5中復合材料的氧指數(shù)為20～25％。由上述數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明方法制備的聚雙環(huán)戊二烯復合材料，與對比例相比，抗沖蝕磨損和抗沖擊強度性能明顯提高，適用于汽車殼體等特殊行業(yè)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3