[发明专利]聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双环戊二烯与乙烯共聚物原位聚合共混复合材料，同时还涉及一种该原位聚合共混复合材料的制备方法。

背景技术

聚双环戊二烯（PDCPD）是一种新型的工程塑料，具有较好的耐热性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐腐蚀性、耐磨损性等特性的材料。聚双环戊二烯材料以钨催化剂和烷基铝为催化剂，采用反应注射成型（RIM）工艺，具有成型速度快、效率高和能耗低等优点，可用于制造各种大型薄壁、形状复杂的制件，如：交通运输业中的汽车保险杠、发动机罩和车身壳体，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，氯碱工业大型储料箱及储水箱，空投箱以及农业机械、土木建筑材料等。目前生产聚双环戊二烯所使用催化剂有芳氧基钨络合物或者钌和锇的卡宾催化剂为主催化剂，其中芳氧基钨络合物催化剂在使用时配合助催化剂烷基铝共同催化。虽然，聚双环戊二烯具有较好的综合性能，但是其韧性还不能满足某些工程领域里的较高要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高韧性的聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料。

本发明的另一目的是提供一种聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料的制备复合方法。

为了实现以上目的，本发明聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料所采用的技术方案是：一种聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料，是由以下重量百分比的组分组成：95～99.9%聚双环戊二烯和0.1～5%乙烯共聚物；所述乙烯共聚物为乙烯与含8个碳以下的烯烃、丙烯酸烷酯或醋酸烯烃酯的共聚物，其中乙烯的含量为80-95%。

本发明聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料的制备方法所采用技术方案是：一种聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料的制备方法，该方法为：乙烯共聚物先溶于双环戊二烯，然后对双环戊二烯的乙烯共聚物溶液用开环易位催化剂进行催化聚合；所述乙烯共聚物为乙烯与含8个碳以下的烯烃、丙烯酸烷基酯或醋酸乙烯酯的共聚物，其中乙烯的含量为80-95%。

所述开环易位催化剂为钨催化剂和烷基铝。

所述制备方法包括以下步骤：

（1）取0.1-5wt%乙烯共聚物在40-90℃下溶于95-99.9wt%的双环戊二烯中，得到均匀溶液；

（2）将混合溶液均分成A、B两份，其中在A份中按两份总双环戊二烯摩尔数的1/1000～1/3000加入钨催化剂，搅拌均匀得到A溶液；B份中加入钨催化剂摩尔数20-40倍的烷基铝，搅拌均匀得到B溶液；

（3）在保持40-90℃的条件下，将A溶液和B溶液共混注射至预热的模具中，保温成型得到聚双环戊二烯/乙烯共聚物原位聚合共混复合材料。

所述的乙烯共聚物为：

乙烯-丙烯共聚物，丙烯含量为10-20%；

乙烯-丁烯共聚物，丁烯含量10-15%；

乙烯-辛烯共聚物，辛烯含量10-15%；

乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，丙烯酸乙酯含量5-10%；

乙烯-丙烯酸丙酯共聚物，丙烯酸丙酯含量5-10%；

乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，丙烯酸丁酯含量5-10%；

或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，醋酸乙烯酯含量5-15%。

所述的钨催化剂为芳氧基钨络合物催化剂，具有以下通式：(ArO)_nWCl_6-n，n为1-4的整数，或者是(ArO)_nWOCl_4-n，n为1或2，其中ArO为多烷基取代苯氧基，其结构式为：

式中R₁，R₂，R₃可以是氢原子，或是碳原子数为C_1-10的各种直链烷基或支链烷基，本发明优选为2，6-二特丁基-4-甲基苯氧基；

所述烷基铝为含有一个或两个烷基取代基的氯化铝，具有以下通式：AlR_xCl_3-x，其中R为乙基、丁基或异丁基，x为1或2，本发明优选为一氯二乙基铝。

在制备过程中混合溶液和催化剂需要用惰性气体保护，惰性气体可以选用氮气、氩气等。