[发明专利]聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，特别涉及到一种聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法。

背景技术

聚双环戊二烯(英文缩写PDCPD)是一种兼具高抗冲强度和高弯曲模量性能工程塑料，该塑料具有好的耐热性、抗蠕变性、尺寸稳定性、形状记忆性、耐腐蚀性、耐磨损性、轻质等特性的材料，可用于制造各种高性能、高附加值、高档精细产品。如：交通运输业中的汽车保险杠、护板、侧板、发动机罩和车身壳体等；电气设备中的电动机、空调机等大型电气设备的壳体；运动器械中的摩托雪橇、冲浪板、高尔夫球车等的构件以及农业机械、土木建筑材料等。美国、日本、欧洲等国已实现了聚双环戊二烯的工业生产，而我国至今还没有国产的聚双环戊二烯生产技术和材料。

国外现行纯聚双环戊二烯生产采用反应注射成型(RIM)工艺，该工艺具有成型速度快、加工温度低、注射压力低等优越的特点。目前使用催化剂有芳氧基钨络合物或者钌和锇的卡宾催化剂为主催化剂。芳氧基钨络合物催化剂必须要有烷基铝作为助催化剂才能有效的使双环戊二烯发生聚合，属于双组分络合催化体系。因其成本较低，是目前使用较多的一种。

发明内容

由于聚双环戊二烯是一种热固性树脂，具有热固性树脂的一般特点，纯的聚双环戊二烯在韧性方面还不能满足特殊工程领域的要求，因此，本发明要解决的技术问题是提供一种聚双环戊二烯与橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，该制备方法将橡胶溶于聚双环戊二烯，以芳氧基钨络合物为主催化剂、烷基铝为助催化剂，利用反应注射成型技术原位聚合共混制备聚双环戊二烯/橡胶共混复合材料，通过引入橡胶使聚双环戊二烯材料具有高韧性能，扩大其应用领域。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法是先制备双环戊二烯橡胶溶液，再将双环戊二烯橡胶溶液分别配制成聚合物料A和聚合物料B待用；将配制的聚合物料A和聚合物料B通过反应注射成型机进行原位聚合共混制得到聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料，并对所制得的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料进行后处理得到成品的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制品。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其制备双环戊二烯橡胶溶液的方法是：

在50±10℃条件下，将质量百分比为0.1～10％的橡胶溶于纯度大于98％、质量百分比为90～99.9％的聚双环戊二烯中，搅拌均匀后制成双环戊二烯橡胶溶液，并对所生成的双环戊二烯橡胶溶液进行脱气反应后再用惰性气体保护待用。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其橡胶可是丁苯橡胶，或是氯丁橡胶，或是顺丁橡胶，或是丁基橡胶。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其聚合物料A的配制方法是：

根据反应注射成型机的物料罐容积量大小，在氮气保护下向注射成型机的A料罐中加入所制备的双环戊二烯橡胶溶液20千克，按双环戊二烯橡胶溶液所含橡胶质量的1～5％加入有机过氧化物，再按双环戊二烯橡胶溶液中所含双环戊二烯摩尔数的1/1000～1/3000加入钨催化剂后搅拌均匀制成聚合物料A待用。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其有机过氧化物是5-二甲基-2，5-双-(过氧化叔丁基)己烷，或是2，5-二甲基-2，5-双-(过氧化叔丁基)-3-己炔，或是1，4-双-(叔丁过氧基)二异丙苯，或是二叔丁基过氧化物，或是过氧化二异丙苯，或是过氧化苯甲酰，或是过氧化苯甲酸叔丁酯，或是1，1-双-(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷，或是叔丁基过氧化氢，或是2，2双(过氧化叔丁基)丁烷。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其钨催化剂是[(ArO)_nWCl_6-n]，其中n＝1至4；或是[(ArO)_nWOCl_4-n]，其中n＝1至2；其中ArO为多烷基取代苯氧基，其结构通式为：

式中R₁，R₂，R₃可以是氢原子，或是碳原子数为1至10个碳原子的各种直链烷基和支链烷基。

所述的聚双环戊二烯/橡胶原位聚合共混复合材料制备方法，其聚合物料B的配制方法是：

加入与A料罐相同质量的双环戊二烯橡胶溶液到注射成型机的B料罐中，并按双环戊二烯橡胶溶液加入量的0.08％加入消泡剂，再按A料罐中钨催化剂摩尔数的20～40倍加入烷基铝，搅拌均匀制成聚合物料B待用。