[发明专利]环烯烃树脂在多孔材料中的灌注

说明书

本申请是国际申请日为2002年8月30日、申请号为02821755.1的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。本申请要求2001年8月30日提交的共同未决美国临时专利申请60/316,290的权益，它的内容被引入本文供参考。 

背景技术

本发明一般涉及将环烯烃树脂与开环易位聚合(ROMP)催化剂一起灌注入独立的多孔材料中以在该多孔材料内进行该烯烃的聚合反应来得到特定的复合结构和新型衍生物的方法和系统。 

各种的天然和合成结构材料具有多孔性质。常见的例子包括木材、水泥和混凝土，开孔泡沫和海绵，纸和纸板，以及各种烧结材料。这些材料的孔隙度可以是它们的最初模式的非预谋结果或可以是有意的设计特征。取决于给定的材料的预定用途，此类孔隙度可以提供一些优点，如减轻的重量，吸收性，透气性，或独特的导电性或绝缘特性。然而，对于许多应用来说，孔隙度也可以导致诸如下降的机械性能和耐久性之类的问题。作为常见的例子，水或水分通常进入和离开多孔材料的孔隙。除了影响材料的机械性能以外，该水分常常也加速化学和/或机械作用的降解。 

许多类型的处理措施已经被设计来保护和改进多孔材料的性能。漆和其它涂料常常被用于表面保护，但实现了机械性能的较少改进。各种的化学剂能够作为防腐剂、阻燃剂、拒水剂或生物杀伤剂被浸渍入多孔材料中，虽然一般有损于机械强度和韧度。另外，大多数的这些试剂随着时间的推移而慢慢地沥析出来，削弱它们的效率并产生环境问题。聚合物浸渍剂潜在地减轻了这些问题中的一些，但是难以施工，尤其对于微孔性材料。热塑性的树脂和甚至许多热固性的树脂的粘度是非常高的，使得多孔材料的浸渍和湿润变得非常困难。低粘度的热固性树脂，它更容易灌注，典型地在固化之后形成脆性聚合物。另外，热固性树脂化学性质与在多孔材料的空隙或表面(多孔材料具有很高的表面积)内存在的结构部分不相容并常常相当容易发生水解，因此限制了它们的长期耐久性。 

得到韧性、耐湿性聚合物的低粘度热固性树脂似乎是作为保护剂和机械性能增强剂灌注入多孔材料中的理想备选物。此类聚合物可以通过环烯烃单体的开环易位聚合(ROMP)来获得。所获得的ROMP聚合物具有不可水解的烃骨架并且一般是非常韧性的。然而，ROMP典型地取决于对空气，水分，和在单体或多孔材料中存在的官能团非常敏感的过渡金属催化剂。因此，ROMP聚合物通常不被认为是多孔材料的候选的浸渍剂。 

然而，最近某些钌和锇碳烯化合物已经确定为用于ROMP的、甚至在空气、水和大多数的官能团存在下有效的催化剂。此类易位催化剂的例子已经预先描述在，例如，美国专利5,312,940；5,969,170；5,917,071；5,977,393；6,111,121；6,211,391，6,225,488和6,306,987和PCT出版物WO 98/39346，WO 99/00396，WO 99/00397，WO 99/28330，WO 99/29701，WO 99/50330，WO 99/51344，WO 00/15339，WO 00/58322，WO 00/71554和WO 02/14376，它们的公开内容被引入这里供参考。令人吃惊地，现在也已经发现，这些催化剂能使已经灌注入各种多孔材料中的环烯烃单体发生ROMP，该多孔材料包括例如是高度官能的材料如木材和混凝土。 

附图简述 

图1显示了用DCPD树脂灌注棒球击棒的优选方法。 

图2显示了木材-树脂粘合性对木材密度的依赖性。 

图3显示了一系列的十件网形白蜡木击棒的树脂吸取率。 

图4概述了对于灌注时间的变化所获得的结果。 

图5显示了相对于木纹计数，未处理的和DCPD灌注的木材击棒的“击打至破坏”数目。 

图6显示了相对于承受的击打的次数，在未处理的和DCPD灌注的棒球击棒中测量的凹陷的深度。 

详细说明 

本发明包括包含用聚合物灌注的多孔材料的新型组合物，该聚合物是从易位反应获得的，例如ROMP衍生聚合物和ADMET衍生聚合物。本发明的另一个实施方案是用于多孔材料的灌注的包括钌或锇碳烯易位催化剂的环烯烃单体配制料。本发明的另一个实施方案包括制备用环烯烃树脂配制料灌注的多孔材料的方法。本发明的其它实施方案是从用环烯烃聚合物灌注的多孔材料制造的特定的复合结构和制品。