一种聚合性组合物及其复合材料和制备方法技术

阅读:47 留言:0更新日期:2017-07-02 00:39
本发明专利技术公开了一种聚合性组合物,所述组合物含有环烯烃、易位聚合催化剂和玻璃纤维,相对于100重量份的环烯烃,所述玻璃纤维的含量为4-40重量份,所述易位聚合催化剂的含量为0.1-1重量份,其中,所述玻璃纤维的长度为1.2-15mm。本发明专利技术还公开了由上述聚合性组合物开环聚合得到的复合材料以及其制备方法。本发明专利技术通过在环烯烃单体中加入长度为1.2-15mm的玻璃纤维可以提高聚合得到的复合材料的耐热性和拉伸性能,并且复合材料可以在相对温和的条件下制得,降低了复合材料的生产成本。

Polymerizable composition, composite material and preparation method thereof

The invention discloses a polymerizable composition, said composition containing cyclic olefin metathesis polymerization catalyst, and olefin ring relative to the glass fiber, 100 parts by weight of the glass fiber content is 4-40 weight, content of the metathesis polymerization catalyst for 0.1-1 weight portions, among them, the glass fiber length 1.2-15mm. The present invention also discloses composite material obtained by ring polymerization of said polymerization composition and preparation method thereof. By adding the length of the cyclic olefin monomer in 1.2-15mm glass fiber can improve the polymerization of the composite heat resistance and tensile properties, and composite materials can be prepared at relatively mild conditions, reduce the production cost of composite materials.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合性组合物及其复合材料和制备方法
本专利技术涉及环烯烃复合材料领域,具体地,涉及一种环烯烃与玻璃纤维的聚合性组合物及其复合材料。
技术介绍
环烯烃类聚合物是一类由环戊二烯、降冰片烯等环烯烃经开环易位聚合反应得到的具有高附加值的工程塑料。其中聚双环戊二烯是由单体双环戊二烯(Dicyclopentadiene,简称DCPD)开环移位聚合而得到的一种适度交联的兼具高抗冲性和高模量的热固性塑料。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、耐腐蚀性、轻质等特性的材料,可用于制造各种高性能产品。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。目前聚双环戊二烯的生产主要通过双环戊二烯在双组份催化剂作用下开环移位聚合完成。双组份催化剂对空气中的水分和氧气十分敏感,使用过程中需要严格要求反应在惰性气体环境下完成,使得聚双环戊二烯的生产过程中对设备要求高、反应条件要求苛刻,增加了聚双环戊二烯制品的生产成本。同时现有产品的拉伸强度和模量等拉伸性能和耐热性也有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚合性组合物、其复合材料及制备方法,该复合材料比现有环烯烃聚合物的拉伸强度和模量有所提高,该制备方法能够解决现有技术中对设备和反应条件要求严格的问题。为了实现上述目的,本专利技术提供一种聚合性组合物,所述组合物含有环烯烃、易位聚合催化剂和玻璃纤维,相对于100重量份的环烯烃,所述玻璃纤维的含量为4-40重量份,所述易位聚合催化剂的含量为0.1-1重量份,其中,所述玻璃纤维的长度为1.2-15mm。本专利技术还提供上述任意一种聚合性组合物开环易位聚合得到的复合材料。本专利技术还提供上述复合材料的制备方法,包括以下步骤:将上述任意一项所述的聚合性组合物用溶剂溶解,使其分散均匀;减压除去溶剂,将得到的液态组合物注入成型模内;升温进行开环聚合反应。通过上述技术方案,在环烯烃单体中加入长度为1.2-15mm的玻璃纤维可以提高聚合得到的复合材料的耐热性和拉伸性能,并且复合材料可以在相对温和的条件下制得,降低了复合材料的生产成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种聚合性组合物,该组合物含有环烯烃、易位聚合催化剂和玻璃纤维,相对于100重量份的环烯烃,玻璃纤维的含量为4-40重量份,易位聚合催化剂的含量为0.1-1重量份。将上述长度为1.2-15mm的玻璃纤维与环烯烃混合的组合物经开环易位聚合得到的复合材料的具有较高的拉伸强度和模量。其中,为了进一步提高环戊烯复合材料的拉伸强度和模量,相对于100重量份的环烯烃,玻璃纤维的含量为12-25重量份,易位聚合催化剂的含量为0.2-0.7重量份。根据本专利技术的组合物,上述环烯烃为本领域技术人员所公知,是分子内具有由碳原子构成的脂环式结构、且该脂环式结构中具有碳-碳双键的化合物。根据本专利技术所述的聚合性组合物,优选地,环烯烃可以为碳原子数为4-8的取代或未取代的单环烯烃,也可以为取代或未取代的降冰片烯类双环烯烃。上述的碳原子数的单环烯烃或双环烯烃具有更适宜的环张力,可以在易位聚合催化剂的作用下发生开环易位聚合反应,得到聚环烯烃复合材料。其中,作为取代的单环烯烃或双环烯烃的取代基,可以举出碳原子数为1-10的烃基、卤素原子、被卤素原子取代的碳原子数1-10的烃基等。具体地,作为碳原子数1-10的烃基,可举出:甲基、乙基、丙基等碳原子数1-10的烷基;乙烯基、丙烯基等碳原子数2-10的烯基;乙炔基、炔丙基、3-丁炔基等碳原子数2-10的炔基;苯基、1-萘基、2-萘基等碳原子数6-10的芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数3-10的环烷基等。作为卤素原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子等。作为被卤素原子取代的碳原子数1-10的烃基,可举出氯甲基、2-氯乙基、三氟甲基、五氟乙基等。根据本专利技术,取代的单环烯烃或双环烯烃中,取代基可以为一个或者多个,优选情况下,取代基为一个。根据本专利技术所述的聚合性组合物,碳原子数为4-8的单环烯烃可以为选自环丁烯、环戊烯、环庚烯和环辛烯中的一种或几种,降冰片烯类双环烯烃可以为选自降冰片烯、双环戊二烯、甲基双环戊二烯、二环[2.2.2]辛-2-烯和二环[2.2.1]庚-2,5-二烯中的一种或几种。上述单环烯烃和双环烯烃可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。在本专利技术的聚合性组合物含有易位聚合催化剂,对所用的易位聚合催化剂没有特别限定,可使用公知的那些。作为易位聚合催化剂,可举出以过渡金属原子为中心原子且结合有多个离子、原子、多原子的离子和化合物等而成的过渡金属络合物。该过渡金属络合物中,作为过渡金属原子,通常使用5族、6族和8族的原子。对各族的原子没有特别限定,5族的原子可举出例如钽,6族的原子可举出例如钼和钨,8族的原子可举出例如钌和锇。根据本专利技术的聚合性组合物,优选情况下,易位聚合催化剂可以为钌卡宾化合物,其中,钌卡宾化合物优选为二(三环己基膦)苯亚甲基二氯合钌、[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基]二氯(苯亚甲基)(三环己基膦)合钌、二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)(三环己基膦)钌(II)和(1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(邻异丙氧基苯亚甲基)合钌中的一种或几种。钌卡宾化合物催化活性高,可以提高聚合性组合物的开环聚合反应率,由于未反应的环烯烃含量少所以得到的复合材料异味较小。同时,钌卡宾化合物具有相对与氧气或空气中的水分比较稳定且不易失活的特点。上述钌卡宾化合物可以通过例如JournaloftheAmericanChemicalSociety,1996年,118(1)卷,100-110页,或者TetrahedronLetters,1999年,40(12)卷,2247-2250页等文献记载的方法来制备。也可以通过商购方式得到,例如可以为购自苏州欣诺科生物科技有限公司,商品号为44-0001的二(三环己基膦)苯亚甲基二氯合钌和商品号为44-0002的[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基]二氯(苯亚甲基)(三环己基膦)合钌。根据本专利技术,在聚合性组合物中加入玻璃纤维可以提高聚合得到的复合材料的拉伸强度和模量,玻璃纤维的长度没有特别的限制,可以为本领域技术人员公知,优选情况下,玻璃纤维的长度为1.2-15mm。在上述长度范围的玻璃纤维可以起到增强环烯烃复合材料的作用,同时不会在成型过程中出现团聚现象。根据本专利技术所述的聚合性组合物,为了使玻璃纤维与聚合后的环烯烃的界面作用力增强,上述玻璃纤维可以经过偶联剂表面处理,偶联剂的种类没有特别的要求,可以为本领域技术人员所熟知的,例如可以为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝类偶联剂中的一种或几种。优选情况下,采用硅烷类偶联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合性组合物,其特征在于:所述组合物含有环烯烃、易位聚合催化剂和玻璃纤维,相对于100重量份的环烯烃,所述玻璃纤维的含量为4‑40重量份,所述易位聚合催化剂的含量为0.1‑1重量份,其中,所述玻璃纤维的长度为1.2‑15mm。

【技术特征摘要】
1.一种聚合性组合物,其特征在于:所述组合物含有环烯烃、易位聚合催化剂和玻璃纤维,相对于100重量份的环烯烃,所述玻璃纤维的含量为4-40重量份,所述易位聚合催化剂的含量为0.1-1重量份,其中,所述玻璃纤维的长度为1.2-15mm。2.根据权利要求1所述的聚合性组合物,其特征在于:相对于100重量份的环烯烃,所述玻璃纤维的含量为12-25重量份,所述易位聚合催化剂的含量为0.2-0.7重量份。3.根据权利要求1所述的聚合性组合物,其特征在于:所述环烯烃为碳原子数为4-8的取代或未取代的单环烯烃或降冰片烯类取代或未取代的双环烯烃。4.根据权利要求3所述的聚合性组合物,其特征在于:所述碳原子数为4-8的单环烯烃为选自环丁烯、环戊烯、环庚烯和环辛烯中的一种或几种,所述降冰片烯类双环烯烃为选自降冰片烯、双环戊二烯、甲基双环戊二烯、二环[2.2.2]辛-2-烯和二环[2.2.1]庚-2,5-二烯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的聚合性组合物,其特征在于:所述易位聚合催化剂为钌卡宾化合物,所述钌卡宾化合物为选自二(三环己基膦)苯亚甲基二氯合钌、[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基]二氯(苯亚甲基)(三环己基膦)合钌、二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)(三环己基膦)钌(II)和...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑玉斌王柳
申请(专利权)人:大连理工常熟研究院有限公司
类型:发明
编号:201510981717
国别省市:江苏,32

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