[发明专利]聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料，同时涉及该复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

互穿聚合物网络是由两种或多种各自交联并相互贯穿缠绕的聚合物大分子组成的高分子合金。其形成过程中的“强迫相容”使性质不同聚合物分子相互缠结形成一个相容的整体，因此，该方法所形成的高分子材料具有更好的性能。聚双环戊二烯(PDCPD)是由双环戊二烯单体(DCPD)在开环易位催化剂的作用下聚合而成的一种兼具高抗冲性和高模量的工程塑料。目前所使用的催化剂体系包括芳基或芳氧基钨、钼配合物或钼、钌和锇的卡宾催化剂。其中芳氧基钨、钼配合物催化剂必须要有助催化剂才能有效的使双环戊二烯发生聚合，属于双组分配位催化体系。因其成本较低，是目前使用较多的一种

聚双环戊二烯材料采用反应注射成型(RIM)方法可一步快速成型制备大型薄壁复杂结构的制件，因此，其广泛应用为土木建筑、通信、机械、运动器材等方而金属材料的代用品。然而，工程领域对高分子材料的要求在不断提高，聚双环戊二烯工程塑料在冲击韧性上还不能满足某些特殊行业，如建筑模板的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲击韧性高的聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料。

为了实现以上目的，本发明聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料所采用的技术方案是：一种聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料，主要是由以下重量份的单体同步共混聚合而成：

双环戊二烯单体70-99份，

单丙烯酸酯类单体1-30份，

二乙烯基苯单体0.1-10份。

所述二乙烯基苯单体为对二乙烯基苯单体。

所述单丙烯酸酯类单体具有如下通式1：

通式1

通式1中R₅选自H或甲基；R₆选自甲基、三氟甲基、三氯甲基、三溴甲基、乙基或丙基，或者采用如下通式2含芳基的取代基：

通式2或通式3

通式2和3中X选自H、Cl或Br。

本发明的聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料采用如下方法制备：

1)取1-30份的单丙烯酸酯类单体和0.1-10份的二乙烯基苯单体在40-90℃下溶于70-99份的双环戊二烯单体中，得到混合溶液；

2)将混合溶液分成A、B两部分，A部分中加入用于催化双环戊二烯聚合的开环易位主催化剂，搅拌均匀得到A溶液；B部分中加入用于催化双环戊二烯聚合的助催化剂和用于催化丙烯酸酯类聚合的自由基引发剂，搅拌均匀得到B溶液；

3)在40-80℃条件下，采用反应注射成型工艺将A溶液和B溶液共混注射至预热的30-50℃的模具中，保温5-10min成型得到聚双环戊二烯/聚丙烯酸酯类复合材料。

所述主催化剂的加入量为双环戊二烯总量摩尔数的1/1000～1/2000，助催化剂的加入量为主催化剂摩尔数的15-40倍。

所述主催化剂采用如下通式5：

(ArO)_nMoCl_5-n，n为1、2、3或4；

或通式6：

(ArO)_nMoOCl_3-n，n为1或2；

通式5和通式6中ArO为多烷基取代苯氧基，其结构为通式7：

通式7

通式7中R₁，R₂，R₃均选自H原子或碳原子数为1至10的直链烷基或支链烷基。

所述主催化剂三对正壬基酚二氯化钼。

所述的自由基引发剂的加入量为单丙烯酸酯类单体重量的0.1-2％。

所述的自由基引选自5-二甲基-2，5-双-(过氧化叔丁基)己烷，2，5-二甲基-2，5-双-(过氧化叔丁基)-3-己炔，1，4-双-(叔丁过氧基)二异丙苯，二叔丁基过氧化物，过氧化二异丙苯，过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酸叔丁酯，1，1-双-(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷，叔丁基过氧化氢，2，2双(过氧化叔丁基)丁烷，偶氮二异丁腈，偶氮二异戊腈或偶氮二异庚腈。

所述助催化剂为烷基铝，具有如下通式8：AlR_xCl_3-x，其中R为乙基、丁基或异丁基，x为1或2。