【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体为一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料及其制备工艺。
技术介绍
1、聚双环戊二烯(pdcpd)是一种综合性能出色的材料，在包括汽车工业、工程机械制造、医疗器械、体育器材、石化管道以及民用设施等多个领域有广泛的应用前景。聚双环戊二烯主要是通过双环戊二烯进行开环易位聚合而成，具有表面可涂饰性、质轻、高电绝缘性、耐酸碱性和防水性等优点，可用于各种制件的反应注射成型。然而，传统聚双环戊二烯材料的模量较高，刚性较强，但是韧性和冲击强度仍有改进的空间。常规的改性方法主要是加入无机材料或有机高分子材料如环氧树脂、聚氨酯等进行改性，且均以物理共混的方式为主，因此存在分散性差、相容性不佳等问题，改性效果不理想。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料及其制备工艺，包括以下步骤：
3、步骤1：
4、s11：将2-氨基对苯二甲酸、异氟尔酮二异氰酸酯混合，在60～70℃下，通入氮气进行保护，反应2～3h后继续滴加丙烯酸羟乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡，升温至70～85℃保温反应3～5h，得到中间产物；
5、s12：将氯化锆和中间产物分散在n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，超声分散得到均匀的分散液；然后向分散液中加入盐酸调节ph至3～4，在75～90℃下油浴反应8～12h；将
6、步骤2：
7、s21：原料脱水，将聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡混合，在80～90℃、氮气氛围下反应3～5h；加入2,2-二羟甲基丙酸，在70～80℃反应1～2h，得到聚氨酯预聚体；
8、s22：向环氧树脂中加入甲基丙烯酸，升温到80～90℃，加入催化剂三乙胺，保温反应2～3h，降温至60～70℃，出料得到改性环氧树脂；
9、s23：向改性环氧树脂中加入聚氨酯预聚体，在40～50℃下反应6～8h，得到聚氨酯改性环氧树脂；
10、步骤3：
11、将双环戊二烯单体、聚氨酯改性环氧树脂混合得到混合树脂；向混合树脂中加入zr-mofs粉体、甲基纳迪克酸酐固化剂、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、grubbs二代催化剂粉末、缓聚剂亚磷酸三丁酯溶液混合搅拌，真空抽除溶剂直至无气泡产生；将混合物料注入到浇注体模具中固化，得到抗冲击型聚双环戊二烯复合材料。
12、进一步的，s11中，2-氨基对苯二甲酸、异氟尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:1:1。
13、进一步的，s12中，氯化锆和中间产物按重量比1:1进行混合。
14、进一步的，s21中，各组分含量，按重量份数计，20～40份聚四氢呋喃醚二醇、18～22份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡、3～4份2,2-二羟甲基丙酸。
15、进一步的，s22中，按环氧基和羧基摩尔比1:1将环氧树脂与甲基丙烯酸进行反应。
16、进一步的，s23中，聚氨酯改性环氧树脂，改性环氧树脂和聚氨酯预聚体的重量比为(50～60)：(10～12)。
17、进一步的，步骤3中，混合树脂中，按重量百分数计，聚氨酯改性环氧树脂的用量为双环戊二烯单体用量的5～8％。
18、进一步的，步骤3中，聚双环戊二烯复合材料中，各组分含量按重量份数计，100份混合树脂、0.5～2份zr-mofs粉体、8～10份甲基纳迪克酸酐固化剂、0.1～0.2份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、0.13～0.15份grubbs二代催化剂粉末、0.065～0.085份缓聚剂亚磷酸三丁酯溶液。
19、进一步的，步骤3中，固化方式为：按照45～50℃下0.5h、60～80℃下0.5h、90～110℃下0.5h、120～130℃下2h、150～160℃下4h、170～180℃下2h进行固化。
20、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术在制备聚双环戊二烯复合材料时，以双环戊二烯和聚氨酯改性环氧树脂的混合物作为树脂材料，同时加入了无机刚性粒子进行改性，得到聚双环戊二烯复合材料。其中，聚氨酯改性环氧树脂先通过甲基丙烯酸的羧基与环氧树脂中的环氧基团反应，引入碳碳双键，再加入异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体进行化学交联改性，因此具有三维网络结构；无机刚性粒子为zr-mofs粉体，由自主合成的含有碳碳双键的中间产物与氯化锆配位得到，所述含双键的中间产物以2-氨基对苯二甲酸、异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料，并通过异氰酸酯基与氨基、羟基反应得到。
21、在复合材料的固化过程中，聚氨酯改性环氧树脂、zr-mofs粉体均含有碳碳双键，在聚合过程中能与双环戊二烯共同形成共价键，从而提高了三者的界面相容性。zr-mofs粉体中的乙烯基与双环戊二烯中的双键进行共价结合后，导致一部分的活性聚合点消失，聚合过程中的链增长反应被终止，使材料的交联度降低，在一定程度上提高了材料的韧性和冲击强度，但同时也会导致拉伸强度下降。而加入聚氨酯改性环氧树脂能够改善这一问题。聚氨酯改性环氧树脂本身交联的三维网状结构，在聚双环戊二烯合成过程中，二者除了通过化学键形成交联，也会以物理方式进行交联，形成互穿网络结构，同时聚氨酯改性环氧树脂还具有聚氨酯和环氧树脂的优点，因此补足了因加入zr-mofs粉体导致拉伸强度下降的问题，且进一步提高了复合材料的冲击强度。
22、需要说明的是，混合树脂中聚氨酯改性环氧树脂含量并非越多越好。尽管与常规的物理共混相比，本专利技术中聚氨酯改性环氧树脂能够与聚双环戊二烯通过共价键进行聚合，不同材料之间的相容性更好，但由于聚氨酯改性环氧树脂分子较大，一定程度上阻碍了聚合反应的进行，因此最佳用量应当控制在双环戊二烯树脂总重量的5～8％。
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1.一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：S11中，2-氨基对苯二甲酸、异氟尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：S12中，氯化锆和中间产物按重量比1:1混合。
4.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：S21中，各组分含量，按重量份数计，20～40份聚四氢呋喃醚二醇、18～22份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡、3～4份2,2-二羟甲基丙酸。
5.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：S22中，按环氧基和羧基摩尔比1:1将环氧树脂与甲基丙烯酸进行反应。
6.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：S23中，聚氨酯改性环氧树脂中改性环氧树脂和聚氨酯预聚体的重量比为(50～60)：(10～
7.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤3中，混合树脂中，按重量百分数计，聚氨酯改性环氧树脂的用量为双环戊二烯单体用量的5～8％。
8.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤3中，聚双环戊二烯复合材料中，各组分含量按重量份数计，100份混合树脂、0.5～2份Zr-MOFs粉体、8～10份固化剂、0.1～0.2份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、0.13～0.15份催化剂、0.065～0.085份缓聚剂。
9.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤3中，固化方式为：依次在45～50℃下0.5h、60～80℃下0.5h、90～110℃下0.5h、120～130℃下2h、150～160℃下4h、170～180℃下2h进行固化。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺制备得到的聚双环戊二烯复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：s11中，2-氨基对苯二甲酸、异氟尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：s12中，氯化锆和中间产物按重量比1:1混合。
4.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：s21中，各组分含量，按重量份数计，20～40份聚四氢呋喃醚二醇、18～22份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3～0.5份二月桂酸二丁基锡、3～4份2,2-二羟甲基丙酸。
5.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：s22中，按环氧基和羧基摩尔比1:1将环氧树脂与甲基丙烯酸进行反应。
6.根据权利要求1所述的一种抗冲击型聚双环戊二烯复合材料的制备工艺，其特征在于：s23中，聚氨酯改性环氧树脂中改性环氧树脂和聚氨酯预聚体的...
【专利技术属性】
技术研发人员：侍小容，唐伟，丁鹏飞，
申请(专利权)人：江苏基源新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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