CN112961280A - 聚三环戊二烯ptcpd发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料及其制备方法，所述材料包括以下组分制成：三环戊二烯TCPD；催化剂；发泡剂；其中，所述三环戊二烯TCPD的重量百分比为51％～99％。由于三环戊二烯TCPD的分子量大，因此三环戊二烯TCPD的刚性大，所制得的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的刚性远大于现有的聚双环戊二烯PDCPD高分子材料的刚性。同时发泡剂的加入，使得材料中存在空隙，体积增大，密度减小，材质整体呈现高强度、轻量化的特性。同时PTCPD高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐海水腐蚀、耐疲劳等优异特性，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚三环戊二烯 PTCPD发泡材料及其制备方法。
背景技术
聚双环戊二烯PDCPD高分子材料为双环戊二烯DCPD之均聚物或共聚物，是一种交联三维网状结构工程塑料。聚双环戊二烯PDCPD 是一种具有较好的耐热性、抗蠕变性、尺寸稳定性、形状记忆性、耐腐蚀性、轻质等特性的材料，可用于制造各种高性能、高附加值、高档精细产品。如：交通运输业中的汽车保险杠、护板、侧板、缓冲板、仪表板、挡泥板、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。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
虽然聚双环戊二烯PDCPD具有较好的综合性能，但是其强度还不能满足某些特定工程领域里的较高要求。同时，如何使其进一步轻量化，也是本领域技术人员致力于解决的难题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料强度不足及如何进一步轻量化的技术问题，聚三环戊二烯PTCPD发泡材料具有高强度和轻质量的双重优质属性，同时还具有耐酸、耐碱、耐盐水腐蚀、耐卤素气体腐蚀、耐疲劳等优异特性，应用范围广泛。
本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，所述材料包括以下组分制成：
三环戊二烯TCPD；
催化剂；
发泡剂；
其中，所述三环戊二烯TCPD的重量百分比为51％～99％。
优选地，所述材料的组分还包括环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种。
优选地，所述催化剂包括主催化剂和助催化剂；
所述主催化剂为钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种；
所述助催化剂为铝、镁、锡、锌、硅的金属有机化合物中的一种或几种。
进一步地，所述催化剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.01％～1％。
优选地，所述发泡剂为2-丙醇、1-丁醇、偶氮二甲酰胺、2,2’- 偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、 N，N-二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰肼偶、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或几种。
进一步地，所述发泡剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.1％～15％。
优选地，所述材料的组分还包括助剂，所述助剂为抗氧化剂、紫外线吸收剂、可见光吸收剂、抗冲剂、阻燃剂、颜料、石墨烯中的一种或几种。
优选地，所述材料的组分还包括填料，所述填料为二氧化硅、氧化铝、蒙脱土、硅石灰、钛白粉、沥青、橡胶中的一种或几种。
本申请还提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤为：
将原料配制成A、B两组分，A组分包含三环戊二烯TCPD、助催化剂、发泡剂，B组分包含三环戊二烯TCPD、主催化剂；
将所述A、B两组分按比例混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热，所述混合物聚合，并交联固化成型；
打开所述模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品。
优选地，所述A组分和/或B组分内还包含助剂和/或填料。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请提供了一种新的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，该材料组分中含有高比例的三环戊二烯TCPD，由于三环戊二烯TCPD的分子量大，刚性大，所制得的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的刚性远大于现有的聚双环戊二烯PDCPD高分子材料的刚性。同时发泡剂的加入，使得材料中存在空隙，体积增大，密度减小，材质整体呈现高强度、轻量化的特性。
2、本申请提供的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料还具有耐酸、耐碱、耐盐水腐蚀、耐卤素气体腐蚀、耐疲劳等优异特性，应用范围广泛。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料强度不足及如何进一步轻量化的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述串扰的问题，总体思路如下：
设计一种新的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，该材料的原料组分以三环戊二烯TCPD为主，具体包括：
三环戊二烯TCPD材料，且三环戊二烯TCPD材料的重量百分比为51％～99％；
催化剂；
发泡剂。
所述聚三环戊二烯PTCPD发泡材料也可含有少量环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯等中的一种或几种。
所述催化剂包括主催化剂和助催化剂；
所述主催化剂为钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种；
所述助催化剂为铝、镁、锡、锌、硅的金属有机化合物中的一种或几种。
所述钨系催化剂包括钨单质、钨的氧化物、钨的卤化物(如钨的硫化物、钨的氯化物)、钨的羟基化合物、杂多钨酸中的一种或几种；
所述钼系催化剂包括钼单质、钼的氧化物、钼的卤化物、钼的羟基化合物、磷钼酸、钼酸铵中的一种或几种；
所述钌系催化剂为金属钌、钌的氧化物、钌的卤化物、钌的羟基化合物中的一种或几种；如Grubbs’I代、Grubbs’II代钌催化剂。
所述钛系催化剂为金属钛、钛的氧化物、钛的卤化物、钛的羟基化合物中的一种或几种；
所述铼系催化剂为金属铼、铼的氧化物、铼的卤化物、铼的羟基化合物中的一种或几种。
所述催化剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.01％～ 1％。
所述发泡剂为2-丙醇、1-丁醇、偶氮二甲酰胺、2,2’-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、N，N-二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰肼偶、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的任意一种或几种。
所述发泡剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.1％～ 15％。
由于三环戊二烯TCPD的分子量大，因此三环戊二烯TCPD的刚性大，所制得的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的刚性远大于现有的聚双环戊二烯PDCPD高分子材料的刚性。同时发泡剂的加入，使得材料中存在空隙，体积增大，密度减小，材质整体呈现高强度、轻量化的特性。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，由以下组分组成：
三环戊二烯，重量百分比51％；
双环戊二烯，重量百分比46.4％；
WCl6，重量百分比0.127％；
AlEt2Cl，重量百分比0.383％；
2-丙醇，重量百分比0.51％；
SBS橡胶，重量百分比1.58％；
本实施例中，聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品的制备工艺如下：
步骤S1：将原料配制成A、B两组分，A组分为三环戊二烯TCPD、双环戊二烯、AlEt2Cl、2-丙醇，B组分为三环戊二烯TCPD、WCl6、 SBS橡胶；
步骤S2：将A、B两组分混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热至55度，混合物迅速聚合，并交联固化成型；
步骤S3：打开模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品。
经检测，本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品内具有均匀的孔隙。聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的弯曲模量为4108 MPa，密度为0.61g/cm3。
实施例二
本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，由以下组分组成：
三环戊二烯TCPD，重量百分比60％；
双环戊二烯，重量百分比26％；
四环戊二烯，重量百分比4.7％；
ReCls，重量百分比0.07％；
(CH3)4Sn，重量百分比0.23％；
1-丁醇,重量百分比9％。
本实施例中，聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品的制备工艺如下：
步骤S1：将原料配制成A、B两组分，A组分为三环戊二烯TCPD、双环戊二烯、四环戊二烯、(CH3)4Sn、1-丁醇，B组分为三环戊二烯 TCPD、钼ReCls；
步骤S2：将A、B两组分混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热至73度，混合物迅速聚合，并交联固化成型；
步骤S3：打开模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品。
经检测，本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品内具有均匀的孔隙。聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的弯曲模量为 3814MPa，密度为0.58g/cm3。
实施例三
本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，由以下组分组成：
三环戊二烯TCPD，重量百分比80％；
双环戊二烯，重量百分比11.4％；
CpTiCl2，重量百分比0.16％；
CH3MgI，重量百分比0.44％；
2,2’-偶氮二异丁腈，重量百分比8％；
本实施例中，聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品的制备工艺如下：
步骤S1：将原料配制成A、B两组分，A组分为三环戊二烯TCPD、双环戊二烯、五环戊二烯、CH3MgI、2,2’-偶氮二异丁腈，B组分为三环戊二烯TCPD、CpTiCl2；
步骤S2：将A、B两组分混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热至68度，混合物迅速聚合，并交联固化成型；
步骤S3：打开模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料。
经检测，本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品内具有均匀的孔隙。聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的弯曲模量为 3898MPa，密度为0.51g/cm3。
实施例四
本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，由以下组分组成：
三环戊二烯TCPD，重量百分比99％；
Grubbs’I代钌催化剂，重量百分比0.8％；
1-丁醇，重量百分比0.2％。
本实施例中，聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品的制备工艺如下：
步骤S1：将原料配制成A、B两组分，A组分为三环戊二烯TCPD、 1-丁醇，B组分为Grubbs’I代钌催化剂溶液；
步骤S2：将A、B两组分混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热至70度，混合物迅速聚合，并交联固化成型；
步骤S3：打开模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品。
经检测，本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品内具有均匀的孔隙。聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的弯曲模量为 4003MPa，密度为0.64g/cm3。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并非对本申请任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本申请的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本申请的等效实施例；同时，凡依据本申请的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本申请的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述材料包括以下组分制成：
三环戊二烯TCPD；
催化剂；
发泡剂；
其中，所述三环戊二烯TCPD的重量百分比为51％～99％。
2.如权利要求1所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述材料的组分还包括环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述催化剂包括主催化剂和助催化剂；
所述主催化剂为钨系催化剂、钼系催化剂、钌系催化剂、钛系催化剂、铼系催化剂中的一种或几种；
所述助催化剂为铝、镁、锡、锌、硅的金属有机化合物中的一种或几种。
4.如权利要求1或3所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述催化剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.01％～1％。
5.如权利要求1所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述发泡剂为2-丙醇、1-丁醇、偶氮二甲酰胺、2,2’-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、N，N-二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰肼偶、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或几种。
6.如权利要求1或5所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述发泡剂的重量为所述三环戊二烯TCPD的总重量的0.1％～15％。
7.如权利要求1所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述材料的组分还包括助剂，所述助剂为抗氧化剂、紫外线吸收剂、可见光吸收剂、抗冲剂、阻燃剂、颜料、石墨烯中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料，其特征在于，所述材料的组分还包括填料，所述填料为二氧化硅、氧化铝、蒙脱土、硅石灰、钛白粉、沥青、橡胶中的一种或几种。
9.一种聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤为：
将原料配制成A、B两组分，A组分包含三环戊二烯TCPD、助催化剂、发泡剂，B组分包含三环戊二烯TCPD、主催化剂；
将所述A、B两组分按比例混合，并将混合物注射到闭合的模具的型腔中；加热，所述混合物聚合，并交联固化成型；
打开所述模具，脱模，得到聚三环戊二烯PTCPD发泡材料产品。
10.如权利要求9所述的聚三环戊二烯PTCPD发泡材料的制备方法，其特征在于，所述A组分和/或B组分内还包含助剂和/或填料。
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