專利名稱：一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，同時涉及一種該復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚雙環(huán)戍二烯(Polydicyclopentadiene,簡稱F1DCPD)是一種由雙環(huán)戍二烯(dicyclopentadiene, DCPD)經(jīng)有機(jī)金屬催化 聚合而形成的具有一定交聯(lián)度的聚合物。目前所使用的催化劑體系包括芳基或芳氧基鎢、鑰配合物或鑰、釕和鋨的卡賓催化劑。其中芳氧基鎢、鑰配合物催化劑必須要有烷基鋁或烷基鋅助催化劑才能有效的使雙環(huán)戊二烯發(fā)生聚合，屬于雙組分配位催化體系，因其成本較低，是目前使用較多的一種。鑒于DCPD本身的性質(zhì)，反應(yīng)注射成型(Reaction Injection Maudling,簡稱RIM)是生產(chǎn)F1DCPD的最好方法。該工藝具有成型快、周期短、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點。制備出的聚雙環(huán)戊二烯稱為HXPD-R頂材料，其成本比一般的注塑成型低70%左右。rocro作為一種新型材料，它的很多應(yīng)用方面仍方興未艾，有希望用做管狀材料替代不銹鋼、發(fā)電機(jī)殼、收割機(jī)單人座艙、汽車防護(hù)板、滑冰鞋底盤等方面。聚雙環(huán)戊二烯RIM商品的具體用途如下(I)交通運輸用作小轎車、公共汽車、載重卡車或自行車的保險杠、護(hù)板、側(cè)板、發(fā)動機(jī)罩和車身殼體等；(2)電氣設(shè)備電動機(jī)、空調(diào)機(jī)、控制器、交通指示標(biāo)記等大型電氣設(shè)備的殼體；(3)體育、娛樂摩托雪橇、沖浪板、滑水板、高爾夫球車等的構(gòu)件；其它衛(wèi)星通訊(拋物面天線)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、土木建筑材料等；(5)替代木材、鋼材制造重量輕和耐撞擊的集裝箱。雖然聚雙環(huán)戊二烯具有較好的綜合性能，但是其強(qiáng)度及韌性還不能滿足某些特定工程領(lǐng)域里的較高要求。石墨烯(Graphene)是單原子厚度的碳原子層,近年才被發(fā)現(xiàn)的二維碳原子晶體。它被認(rèn)為是富勒烯、碳納米管(CNT)、石墨的基本結(jié)構(gòu)單元，因其力學(xué)、量子和電學(xué)性質(zhì)特殊，頗受物理和材料學(xué)界重視。除了電學(xué)性能優(yōu)異外，石墨烯的拉伸模量(LOlTPa)和極限強(qiáng)度(116GPa)與單壁碳納米管(Single walled carbon nanotubes, SWCNTs)相當(dāng)，其質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性好( 3000W/(m*K))且比表面積大(2600m2/g)。與昂貴的富勒烯和碳納米管相比，氧化石墨烯價格低廉，原料易得，可作為制備聚合物納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料，但是石墨烯且很難在聚合物中達(dá)到很好的分散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，以提高復(fù)合材料的韌性和強(qiáng)度。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料所采用的技術(shù)方案是一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由以下重量份的主要原料共混聚合而成雙環(huán)戊二烯95 99. 9份，改性石墨烯0. I 5份；其中改性石墨烯為表面連接有丙烯酸單元的改性石墨烯。
丙烯酸單元采用式I結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，其特征在于是由以下重量份的主要原料共混聚合而成雙環(huán)戊二烯95 99. 9份，改性石墨烯0. I 5份；其中改性石墨烯為表面連接有丙烯酸單元的改性石墨烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，其特征在于所述丙烯酸單元采用式I結(jié)構(gòu)
3.—種如權(quán)利要求I所述改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于其步驟如下 1)石墨烯的改性將氧化石墨烯加入到液態(tài)的式II化合物中，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟2)改性石墨烯采用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)分散于雙環(huán)戊二烯中，所述超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)的功率為40 100Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟2)所述催化劑為對羥甲基苯磺酸、濃硫酸、鹽酸、氯化亞錫、二月桂酸二丁基錫、氯化錫或氯化鈦。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟I)所述氧化石墨烯為采用Hummers方法制備的氧化石墨烯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性石墨烯增強(qiáng)聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由以下重量份的主要原料共混聚合而成雙環(huán)戊二烯95～99.9份，改性石墨烯0.1～5份；其中改性石墨烯為表面連接有丙烯酸單元的改性石墨烯。本發(fā)明的復(fù)合材料與未采用改性石墨烯增強(qiáng)的聚雙環(huán)戊二烯材料相比，其沖擊強(qiáng)度由原來的100J/m提高到200～320J/m，拉伸強(qiáng)度由原來的25MPa提高到31～35MPa，并且改性石墨烯的添加量較低(在5％以內(nèi))，從而在提高韌性和強(qiáng)度的前提下，其制備成本較低。
文檔編號C08L45/00GK102675512SQ201110427150
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉紅宇, 姚大虎, 張玉清, 謝英波, 赫玉欣, 陸昶 申請人:河南科技大學(xué)