[发明专利]一种双组分潜伏型金属卡宾催化体系、双环戊二烯聚合双物料体系、聚双环戊二烯复合材料

说明书

本发明属于新型材料技术领域，具体涉及一种双组分潜伏型金属卡宾催化体系，还涉及一种双环戊二烯聚合双物料体系，还涉及一种聚双环戊二烯复合材料。本发明的双组分潜伏型金属卡宾催化体系由金属卡宾和三烃基膦的混合物与卤代烃组成；所述金属卡宾为钌金属卡宾、钼金属卡宾、钌金属卡宾中的一种或多种；所述三烃基膦的结构通式：所述卤代烃的结构通式为XCH₂R，其中X为氯、溴、碘中的一种，R为乙烯基、取代乙烯基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、乙腈基中的任一种。本发明的双组分潜伏型金属卡宾催化体系在反应注射成型工艺的双物料反应体系中应用时，可延长双物料体系的存放时间，适合工业化催化合成PDCPD。

技术领域

本发明属于新型材料技术领域，具体涉及一种双组分潜伏型金属卡宾催化体系，还涉及一种双环戊二烯聚合双物料体系，还涉及一种聚双环戊二烯复合材料。

背景技术

聚双环戊二烯(PDCPD)是一种机械物理综合性能良好的新型工程材料，具有高抗冲击强度与高弯曲模量，适合作表面饰件和结构性部件。利用现有的反应注射成型(RIM)工艺，PDCPD工件的制造工艺灵活、简单，因此PDCPD得到广泛的应用。

PDCPD由双环戊二烯(DCPD)在催化剂的作用下开环易位聚合而成，工业生产中常用的催化剂是以金属钨、钼类化合物的主催化剂以及助催化剂有机铝化合物组成的双组分催化体系，该类催化体系可配置成双物料反应体系，适合反应注射成型工艺，但是该类催化活性较低，并且对环境较为敏感从而容易失活。研究发现金属卡宾催化剂同样可用于制备PDCPD，金属卡宾催化剂具有较高的活性并且对环境不敏感。如公告号为CN105199290B的中国专利申请文件中公开了一种以钌卡宾催化剂为固化剂合成PDCPD的单料体系，由于金属卡宾催化剂的高催化活性使得单料体系的存放时间短，需要现配现用，并不适合工业化的快速生产要求。

《采用Grubbs催化剂的双环戊二烯开环移位聚合速率调控》一文中公开了一种以Grubbs为催化剂、三苯基膦为调聚剂的双料体系，但是该双料体系的存放时间仍较短，不利于规模化生产(孙春水等，化学反应工程与工艺，2011年6月第27卷3期)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双组分潜伏型金属卡宾催化体系，该催化体系适用于反注射成型工艺的双物料体系。

本发明的目的还在于提供一种双环戊二烯聚合双物料体系，该双物料体系存放时间较长。

本发明的目的还在于提供一种由上述双环戊二烯聚合双物料体系制得的聚双环戊二烯复合材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双组分潜伏型金属卡宾催化体系，由金属卡宾和三烃基膦的混合物与卤代烃组成；

所述金属卡宾为钌金属卡宾、钼金属卡宾、钨金属卡宾的一种或多种；

所述三烃基膦的结构通式：其中R1、R2、R3是相同或不同的，各自为碳原子个数为1～8的烷基或苯基；

所述卤代烃的结构通式为XCH₂R，其中X为氯、溴、碘中的一种，R为乙烯基、取代乙烯基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、乙腈基中的任一种；所述取代乙烯基中的取代基为碳原子个数为2～3的烷基；所述取代苯基中的取代基为碳原子个数为1～3的烷基、卤素、硝基、腈基中的一种或多种；所述取代萘基中的取代基为碳原子个数为1～3的烷基。

本发明的双组分潜伏型金属卡宾催化体系中，金属卡宾(Grubbs，简称为G)为催化活性中心，其金属原子可与三烃基膦中的P原子配伍，使得金属卡宾的稳定性增加，从而金属卡宾的催化活性被抑制。

三烃基膦中的P原子电子云密度较大，具有较强的供电子性，极易于缺电子的卤代烃发生亲电加成反应而生成不能与金属卡宾配位的季磷盐，从而把金属卡宾释放出来使其恢复催化活性，继而能够用于引发双环戊二烯的聚合。