[发明专利]聚双环戊二烯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复合材料，同时涉及一种该复合材料的制备方法。

背景技术

聚双环戊二烯（Polydicyclopentadiene，英文缩写PDCPD）是由单体双环戊二烯在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，其单体双环戊二烯为石油化工乙烯生产中产量较大的一种副产品。

聚双环戊二烯工程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、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牌号的聚双环戊二烯生产技术和材料。

国外现行聚双环戊二烯生产采用反应注射成型（RIM，Reaction Injection Molding）和树脂传递模塑成型（RTM，Resin Transfer Molding）工艺，此两种工艺均具有成型速度快、加工温度低、注射压力低等优越的特点。目前所使用的催化剂体系包括芳氧基钨配合物及钼、钌、锇的卡宾催化剂。其中芳氧基钨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。

中国专利CN1084340C公开了一种采用双金属复合催化剂和助催化剂复合烷基铝锌卤化物制备聚双环戊二烯的方法，所得产品具有高抗冲、高弯曲模量等优点。中国专利CN101205344A公开了纳米蒙脱土载体负载钨系主催化剂在助催化剂烷基铝的共同作用下使双环戊二烯聚合制备聚双环戊二烯材料的方法。中国专利CN101597351A公开了一类聚双环戊二烯/橡胶复合材料的制备方法，所得材料具有优良的抗冲击性能。但是通过上述方法得到的聚双环戊二烯复合材料的耐磨性能较差，不能够满足市场的需求，限制了其推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具有较高模量、抗冲强度和耐磨性能的聚双环戊二烯复合材料。

为了实现以上目的，本发明所聚双环戊二烯复合材料采用的技术方案是：一种聚双环戊二烯复合材料，是由以下重量百分比的组分组成：0.1-2%的无机纳米填料，0-5%的辅助聚合物微粒，余量为聚双环戊二烯及不可避免的杂质；所述无机纳米填料为含有Si、Al、Ca、Zn、Ti、Zr、Mo金属的纳米无机盐、纳米氧化物、纳米碳化物或纳米硫化物或者含碳的非金属纳米化合物；所述辅助聚合物微粒为粒径在0.5-15微米的聚乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺的粒子。

所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米硫酸钙、纳米二硫化钼、纳米石墨粒子、纳米累托石、蒙脱土、凹凸棒土、水滑石、膨胀纳米石墨、纳米氧化石墨、纳米石墨烯，纳米坡缕石、纳米钛酸钾、纳米硼酸铝、碳纳米纤维、纳米埃洛石。

所述无机纳米填料采用占填料重量0.5-10%的改性剂进行表面有机化改性，所述改性剂为：偶联剂、异氰酸酯类衍生物、降冰片稀衍生物或长链烷基酸或长链烷基酸盐。

所述偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述异氰酸酯类衍生物选自十八烷基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、间甲苯基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、乙基异氰酸酯、叔丁基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）及二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）；所述降冰片稀衍生物选自5-降冰片烯-2-羧酸、5-降冰片烯-2-甲醛、5-降冰片烯-2-甲醇、5-降冰片烯-2-羧酸叔丁酯、5-降冰片烯-2-异丙醇、5-降冰片烯-2-醇、5-降冰片烯-2-（2-羟乙基）羧酸酯；所述长链烷基酸或长链烷基酸盐选自硬脂酸、硬脂酸钠、油酸、油酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠。

所述的聚酰胺为尼龙6、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612或尼龙1010。

本发明的目的还在于提供一种聚双环戊二烯复合材料的制备方法，以提高纳米复合材料的耐磨性能。

本发明聚双环戊二烯复合材料的制备方法，其步骤如下：一种聚双环戊二烯复合材料的制备方法，步骤如下：