[发明专利]一种双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的方法及装置

说明书

本发明属于聚双环戊二烯复合材料领域，具体涉及一种双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的方法及装置。该方法主要包括以下步骤：首先将纤维织物增强体固定于模具内，模具包括溢料口和进料口；其次，对模具抽真空后，浸润剂进入模具对纤维织物增强体进行原位浸润，之后排出浸润剂；然后，双环戊二烯组合料进入模具，固化，脱模取出制品。本发明中，通过原位浸润结合双环戊二烯组合料注入，在保证界面粘结效果的基础上，实现高性能聚双环戊二烯/纤维织物复合材料的高效规模化生产。

技术领域

本发明属于聚双环戊二烯复合材料领域，具体涉及一种双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的方法及装置。

背景技术

聚双环戊二烯(PDCPD)是一种新型热固性工程塑料，不仅同时拥有高抗冲击强度、高模量、高硬度、高耐蠕变性等优异的综合性能，更值得注意的是其单体黏度低及快的聚合速度，使其可采用反应注射成型工艺进行成型、而且成型时不需要很高的锁模压力和高的模温，其制品后处理简单、脱模后不需要后固化，特别适宜制成高强度、大面积的超薄制件。因此在交通车辆、工程机械、化工环保、国防军工、医疗和体育器材等领域得到了广泛的应用。

然而，本体聚双环戊二烯材料在某些性能上还不能满足特殊领域的要求，如作为运载车辆的覆盖件等需要更高刚性的应用场景。因此，需要采用与纤维复合的技术来增强材料的模量。

公布号为CN108058405A的中国发明专利申请公开了一种纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法，采用含有单组份钌卡宾催化剂的双环戊二烯单体喷涂在预先经过合股处理的纤维织物上，然后再依次经过拉挤加热成型、冷却后得到具有良好力学性能的纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料。

公布号为CN109774798A的中国发明专利申请公开了一种汽车零部件及其制备方法，该方法采用含有单组份钌催化剂的双环戊二烯制备非连续型增强的聚双环戊二烯复合材料外板和连续型增强体增强的聚双环戊二烯复合材料内板，实现了汽车零部件的高性能、低成本、轻量化、短周期制造的效益。在该现有技术中，论证了纤维织物增强体复合PDCPD材料具有更佳的力学性能表现(相对于非纤维织物增强)，可以作为主要承重部分使用。具体在纤维织物增强复合材料成型时，采用了RTM成型工艺(树脂传递模塑工艺)。

聚双环戊二烯可采用两种催化体系来实现聚合成型。一是单组份钌卡宾催化剂，二是由有机钨或钼为主催化剂、烷基铝为活化剂组成的双组份物料(即双环戊二烯组合料)。由于单组份钌卡宾催化剂催化双环戊二烯聚合速度在一定范围内可调，能够满足纤维的充分浸润，从而能保证复合材料的力学性能。从上述公开的纤维复合聚双环戊二烯材料的制备技术可以看到，其中大都采用钌卡宾催化剂，但是价格较高，物料操作时间窗口小，需现配现用，不能适应规模化生产。

目前工业化生产聚双环戊二烯制品基本都是采用双组份组合料，其特点是成本低、反应快，且采用的成型设备是高压反应注射成型机(需要利用高压反应注射成型机将两个组分快速、高效混合均匀)。然而，这两个特点(反应快、高压注射)限制了规模化聚双环戊二烯/纤维复合材料的生产。原因是(1)高压反应注射成型机柱塞泵不能输送和计量含有大量短纤维和填料的聚合物料；(2)聚合反应太快，纤维不能得到很好的浸润，难以保证良好的界面粘结性；(3)模具中预设纤维织物，注料速度和压力较高容易冲散铺设在模具中的纤维。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的方法，解决现有技术不能高效规模化生产高性能聚双环戊二烯/纤维织物复合材料制品的问题。

本发明的第二个目的在于提供双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的装置。

为实现上述目的，本发明的双环戊二烯组合料制备纤维织物增强聚双环戊二烯复合材料的方法的技术方案是：