本發(fā)明屬于新型材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚雙環(huán)戊二烯(英文字母縮寫為PDCPD)作為一種工程塑料，它是一種機(jī)械物理綜合性能很好的新型工程材料，同時擁有高抗沖擊強(qiáng)度、高彎曲摸量(韌性指標(biāo))、高硬度、高熱變形溫度和很好的抗老化性能，制件工藝靈活、簡單，特別適宜制成高強(qiáng)度、大面積的超薄制件。

在汽車工業(yè)，工程機(jī)械制造業(yè)、醫(yī)療和體育器材、石化管道及民用設(shè)施等領(lǐng)域展現(xiàn)了極為廣闊的應(yīng)用前景。尤其在美國卡特彼勒、特雷克斯、德國利勃海爾、瑞典沃爾沃、山特維克和日本建機(jī)、小松等著名公司對PDCPD工程塑料的研發(fā)與應(yīng)用已有很多年，這些成熟的技術(shù)與產(chǎn)品也已進(jìn)入市場銷售，在高效、節(jié)能、環(huán)保、減排和再生循環(huán)利用方面呈現(xiàn)出了越來越良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，成型產(chǎn)品可適用于汽車外殼配件、雪橇、皮劃艇、化工管道閥門等。

但是，在很多外飾件領(lǐng)域都需要指定的顏色及色彩效果，而傳統(tǒng)的聚雙環(huán)戊二烯材料都是黑色或者深棕色，大部分都需要額外的進(jìn)行噴漆工藝，對環(huán)境不友好及工藝成本的增加，這使得力學(xué)性能非常優(yōu)越的聚雙環(huán)戊二烯材料沒有廣泛地運(yùn)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有聚雙環(huán)戊二烯材料外觀顏色的不足，提供一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料及其制備方法，工藝環(huán)保、簡便、成本低廉。

本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，其特征在于，由包括如下重量百分比的原料制造而成:

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即上述雙環(huán)戊二烯的純度≥85％；

優(yōu)選地，上述雙環(huán)戊二烯的純度95％。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述共聚單體選自丙烯酸酯及其衍生物、二烯烴及其衍生物、烯烴及其衍生物、馬來酸酐及其衍生物等任意可以用于制備共聚體的單體。

優(yōu)選地，上述共聚單體選自苯乙烯、丁二烯、丁苯二烯、環(huán)戊二烯、異戊二烯、降冰片烯、降丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、乙烯、醋酸乙烯、丙烯、馬來酸酐中的一種或多種。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述功能填料為二氧化硅、氧化鋁、蒙脫土、硅灰石、鈦白粉、瀝青、碳纖維、玻璃纖維、聚乙烯纖維、芳綸纖維、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯中的一種或多種。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述環(huán)保色漿為能任意調(diào)節(jié)各種顏色的酯溶性色漿，含固量為1-10％；優(yōu)選地，其含固量為1-5％；

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述色粉選自目數(shù)大于5000目的高目數(shù)顏色色粉、珠光粉、金屬粉漿料中的一種或多種，其固含量是20-70％；優(yōu)選地，其固含量為25-65％；

上述色粉可選自金粉、銅粉、銀粉、鋅粉、鋁粉、錫粉、鐵粉、鎳粉等中的一種或多種。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述釕卡賓催化劑選自如下結(jié)構(gòu)所示的化合物：

其中，X為氫、溴或硝基。

其中，X為氫、溴或硝基。

(Grubbs 2nd)

(Grubbs 1st)

(Hoveyda-Grubbs 2nd)；

(Hoveyda-Grubbs 1st)

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、還包括聚合調(diào)節(jié)劑、抗老化劑、抗UV吸收劑、助溶劑、其他助劑中的一種或多種；

當(dāng)含有上述組分中的一種或多種時，其用量分別如下所示：

上述聚合調(diào)節(jié)劑占總原料質(zhì)量百分比的0.01-0.1％；

上述抗老化劑占總原料質(zhì)量百分比的0.5-5％；

上述抗UV吸收劑占總原料質(zhì)量百分比的1-5％；

上述助溶劑占總原料質(zhì)量百分比的1-3％；

上述其他助劑占總原料質(zhì)量百分比的0-10％。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，還具有這樣的特點：即、上述聚合調(diào)節(jié)劑選自三苯基膦、乙二醇二甲醚、二苯甲酮、2,6-二叔丁基對甲苯酚、二乙二醇二丁醚、異丙醚等聚合調(diào)節(jié)劑中的一種或多種；

上述抗老化劑為對叔丁基苯酚、叔丁基對苯二酚、苯胺、2-甲基苯胺、巴斯夫1010、1076、168等抗老化劑中的一種或多種；

上述抗UV吸收劑選自鄰羥基苯甲酸苯酯、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羥基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺、UV-531、UV-327、UV-770等抗UV吸收劑中的一種或多種；

上述助溶劑選自甲苯、二氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、甲基叔丁基醚中的一種或多種；

上述其他助劑選自熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑、防霉劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、脫模劑等中的一種或多種。

此外，本發(fā)明還提供了上述多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

第一步：混合漿液的制備：將除釕卡賓催化劑以外的所有原料和部分助溶劑充分混合均勻；優(yōu)選地，將環(huán)保色漿或者高目數(shù)色粉、雙環(huán)戊二烯、共聚物、功能填料、聚合調(diào)節(jié)劑、抗老化劑、抗UV吸收劑和1/2～2/3重量的助溶劑充分混合均勻，可通過攪拌來調(diào)均勻并保持不結(jié)塊；

第二步：催化劑溶液的制備：將釕卡賓催化劑和剩余的助溶劑混合成均相溶液；優(yōu)選地，將釕卡賓催化劑和剩余的助溶劑混合成均相溶液，溶液中沒有不溶解的固化劑，呈透明溶液狀態(tài)；

第三步：將混合漿液和催化劑溶液混合后，保持低于30℃的溫度下，搖勻或者攪拌均勻；

第四步：將上述混合液注入模具后，于40-120℃固化；

第五步：完成固化后，脫模；

其中，步驟一中的助溶劑與步驟二中的助溶劑質(zhì)量比為1:0.25-1。

進(jìn)一步地、，本發(fā)明提供的上述多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，還具有這樣的特點，即、上述注塑速度是每分鐘10-200升，和/或所述注塑時間小于1分鐘；

上述固化溫度為60-80℃；

上述固化的時間小于1分鐘。

另外，本發(fā)明還提供了上述多色彩、耐老化的免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的使用方法，其特征在于：應(yīng)用于免噴涂外飾件；

優(yōu)選地適用于汽車及新能源交通工具的外殼、高鐵動車及輪船的外飾件、皮劃艇、雪橇等體育運(yùn)動器材、衛(wèi)浴制品、化工管道閥門、醫(yī)療器械、環(huán)保耐腐蝕容器、電子材料外飾件、工程機(jī)械外罩等免噴涂外飾件上；

最優(yōu)選的適用于衛(wèi)浴制品等免噴涂外飾件上。

本發(fā)明的作用和效果:

相對于傳統(tǒng)的聚雙環(huán)戊二烯材料都是黑色或者深棕色，大部分都需要額外的進(jìn)行噴漆工藝，對環(huán)境不友好及工藝成本的增加。

本發(fā)明運(yùn)用免噴涂的工藝特點，使得聚雙環(huán)戊二烯材料也能色彩鮮艷、耐老化壽命長、力學(xué)性能優(yōu)越，還可以簡易地修復(fù)微小的刮擦或劃痕，制品的制備工藝簡便。

具體地，本發(fā)明制造的產(chǎn)品多色彩：五顏六色，任意調(diào)配顏色；可以透明，也可以高光。如圖1所示的透明型免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，如圖2所示的高光型免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料。

此外，本發(fā)明制造的產(chǎn)品耐老化，特別是，抗高溫老化，經(jīng)性能測試試驗表明，本發(fā)明的產(chǎn)品抗UV老化能力卓越，其在200小時、310nm波長的氙氣大燈連續(xù)照射及100度熱水反復(fù)操作后，色差值<5。

此外，本發(fā)明制造的產(chǎn)品具有優(yōu)良的力學(xué)性能，如：具有高抗沖擊性能等優(yōu)點，經(jīng)性能測試試驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的產(chǎn)品密度可達(dá)1.03，拉伸強(qiáng)度可達(dá)60MPa，拉伸模量約2400MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)129MPa，彎曲模量可達(dá)4460MPa，23度懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)35KJ/m²。

此外，本發(fā)明制造的產(chǎn)品耐高溫達(dá)到140度以上，耐酸、耐腐蝕性能優(yōu)良。

另外，本發(fā)明制造的產(chǎn)品具有免噴涂的特點，可被廣泛運(yùn)用于汽車及新能源交通工具的外殼、高鐵動車及輪船的外飾件、皮劃艇、雪橇等體育運(yùn)動器材、衛(wèi)浴制品、化工管道閥門、醫(yī)療器械、環(huán)保耐腐蝕容器、電子材料外飾件、工程機(jī)械外罩等免噴涂外飾件，優(yōu)選為衛(wèi)浴制品等免噴涂產(chǎn)品上。

附圖說明

附圖1、透明型免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料；

附圖2、高光型免噴涂聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料；

附圖3、復(fù)合材料1#的成品圖；

附圖4、復(fù)合材料2#的成品圖；

附圖5、復(fù)合材料3#的成品圖。

具體實施方式

實施例一、復(fù)合材料1#

A.由如下重量百分比的原料制造而成:

B.制備方法：

(1)、將紅色色粉(>5000目)、雙環(huán)戊二烯、苯乙烯、二氧化硅、三苯基膦、對叔丁基苯酚、2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪和1/2重量的甲苯充分混合，得到漿液；

(2)、將溶于剩余甲苯中，得到透明溶液；

(3)、將步驟(1)和(2)的溶液充分混合后，保持30℃以下通過注塑機(jī)注入模具中；

(4)、模具升至65度，保持65℃30秒固化。

(5)、產(chǎn)品脫模。

C.免噴涂產(chǎn)品如圖3所示。

D.性能指標(biāo)如下：

色差值ΔE：3.2(310nm波長氙氣大燈及100度高溫200小時)

實施例二、復(fù)合材料2#

A.由如下重量百分比的原料制造而成:

B.制備方法：

(1)、將深藍(lán)色酯溶性色漿、雙環(huán)戊二烯、丁苯二烯、碳纖維、二乙二醇二丁醚、叔丁基對苯二酚、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2/3重量的二氯甲烷充分混合，得到漿液；

(2)、將溶于剩余二氯甲烷中，得到透明溶液；

(3)、將步驟(1)和(2)的溶液充分混合后，保持30℃以下通過注塑機(jī)注入模具中。

(4)、模具升至70℃，保持70℃45秒即可固化。

(5)、產(chǎn)品脫模。

C.透明免噴涂產(chǎn)品如圖4所示。

D.性能指標(biāo)如下：

色差值ΔE：2.8(310nm波長氙氣大燈及100度高溫200小時)

實施例三

A.由如下重量百分比的原料制造而成:

B.制備方法：

(1)、將白色象牙色漿、雙環(huán)戊二烯、甲基丙烯酸丁酯、玻璃纖維、2,6-二叔丁基對甲苯酚、2-(2’-羥基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、苯胺和3/5重量的四氫呋喃充分混合，得到漿液；

(2)、將溶于剩余四氫呋喃中，得到透明溶液；

(3)、將步驟(1)和(2)的溶液充分混合后，保持30℃以下通過注塑機(jī)注入模具中；

(4)、模具升至60℃，保持60℃15秒即可固化。

(5)、產(chǎn)品脫模。

C.高亮免噴涂產(chǎn)品如圖5所示。

D.性能指標(biāo)如下：

色差值ΔE：4.5(310nm波長氙氣大燈及100度高溫200小時)

實施例四、復(fù)合材料4#

A.由如下重量百分比的原料制造而成:

B.制備方法：

(1)、雙環(huán)戊二烯、丁苯乙烯、降冰片烯、蒙脫土、二乙二醇二丁醚、1010、UV-531、綠色色粉(目數(shù)>5000目)和4/5重量的乙醚充分混合，得到漿液；

(2)、將溶于剩余乙醚中，得到透明溶液；

(3)、將步驟(1)和(2)的溶液充分混合后，保持30℃以下通過注塑機(jī)注入模具中；

(4)、模具升至65度，保持65℃，35秒固化。

(5)、產(chǎn)品脫模。

實施例五、復(fù)合材料5#

A.由如下重量百分比的原料制造而成:

B.制備方法：

(1)、雙環(huán)戊二烯、丁苯乙烯、碳纖維、二乙二醇二丁醚、異丙醚、168、UV-770、紫色色粉(目數(shù)>5000目)、和3/4重量的甲苯充分混合，得到漿液；

(2)、將溶于剩余甲苯中，得到透明溶液；

(3)、將步驟(1)和(2)的溶液充分混合后，保持30℃以下通過注塑機(jī)注入模具中；

(4)、模具升至80度，保持80℃，25秒固化。

(5)、產(chǎn)品脫模。