本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種聚聚雙環(huán)戊二烯復(fù)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(xì)產(chǎn)品。如：交通運(yùn)輸業(yè)中的汽車保險(xiǎn)杠、護(hù)板、側(cè)板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和車身殼體等；電氣設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)、空調(diào)機(jī)等大型電氣設(shè)備的殼體；運(yùn)動(dòng)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(jī)械、土木建筑材料等。美國、日本、歐洲等國已實(shí)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(hào)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(yīng)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(diǎn)。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(diǎn)，純的聚雙環(huán)戊二烯在韌性方面還不能滿足汽車領(lǐng)域、建筑模板等特殊工程領(lǐng)域的要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)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(lǐng)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(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5～1.2％無機(jī)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(jī)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(jī)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(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，優(yōu)選地，所述有機(jī)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(jī)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(jī)納米填料形成二元復(fù)合材料可同時(shí)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(shí)提高復(fù)合材料的模量、抗沖強(qiáng)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(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下述實(shí)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(jī)納米填料的粒徑為1～12μm。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：1.0％無機(jī)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(jī)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(shí)施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，所述有機(jī)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(jī)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(shí)施例2本實(shí)施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5％無機(jī)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(jī)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(shí)施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，所述有機(jī)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(jī)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(shí)施例3本實(shí)施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：1.2％無機(jī)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(jī)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(shí)施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)在50±5℃條件下，將無機(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，所述有機(jī)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(jī)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(shí)施例4本實(shí)施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.5～1.2％無機(jī)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(jī)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(shí)施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)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(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，所述有機(jī)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(jī)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(shí)施例5本實(shí)施例提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)合材料，是由下述重量份原料制備而成：0.6％無機(jī)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(jī)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(shí)施例并提供一種聚雙環(huán)戊二烯復(fù)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(jī)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(duì)所得的混合溶液在惰性氣體保護(hù)下待用；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)下向注射成型機(jī)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(hù)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(fù)合材料。其中，所述有機(jī)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(jī)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(duì)實(shí)施例1-5制得的復(fù)合材料及對(duì)比例(對(duì)比例采用純的聚雙戊二烯進(jìn)行聚合，其它工藝條件均與實(shí)施例1相同)分別進(jìn)行抗沖蝕磨損、抗沖擊強(qiáng)度和氧指數(shù)的測定，具體的測定結(jié)果如下表：實(shí)施例抗沖蝕磨損(g/m2/h)抗沖擊強(qiáng)度J/m對(duì)比例46.692實(shí)施例121.6188實(shí)施例225.2180實(shí)施例324.8192實(shí)施例422.6193實(shí)施例524.8184并檢測上述實(shí)施例復(fù)合材料的氧指數(shù)，其它實(shí)施例1～5中復(fù)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(fù)合材料，與對(duì)比例相比，抗沖蝕磨損和抗沖擊強(qiáng)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(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3