CN115895198A - 一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法，其用以改善聚双环戊二烯材料的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度。技术方案如下：原料按重量百分比由以下成分组成：聚酯纤维2.8%~7.8%，玻璃纤维36.9%~69.3%，双环戊二烯28.3%~55.3%，催化剂0.01%~0.15%。该复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）将聚酯纤维布排布于成型容器内；（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚双环戊二烯PDCPD为双环戊二烯(DCPD）之均聚物或共聚物。为一种交联三维网状结构工程塑料。PDCPD可代替金属或玻璃钢而应用于车辆壳体及其他部件，其优点是：质量轻，转运、组装更省力，并且可降低生产线上工人的劳动强度、降低车辆燃油消耗及提高车辆载荷量；投资小，生产周期短，见效快；车辆壳体可实现外观自由设计，使其更加多样化、个性化；壳体喷漆前几乎不经过任何处理就可达到A级表面粗糙度；着色性、电镀性及抗老化性优异。
第一代聚双环戊二烯的聚合成型过程对水、氧环境存在敏感的问题，成型过程需氮气保护，不利于提高聚合效率和聚合物性能，易产生材料缺陷。本发明采用第二代以新型钌卡宾催化剂为基础的环戊二烯聚合体系，在聚合成型过程中对水、氧环境不敏感，有利于提高聚合效率和聚合物性能。虽然聚双环戊二烯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。
有关聚双环戊二烯的研究一直是各领域应用的热门，例如中国专利申请号CN201110454956，名称为一种聚双环戊二烯建筑模板材料及其制备方法，该文献公开了一种聚双环戊二烯的应用技术方案；由于应用领域的越来越广泛，基于不同目的和应用领域的技术改造方向的研究比较活跃。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，用以改善聚双环戊二烯材料的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，其特征在于原料按重量百分比由以下成分组成：聚酯纤维2.8%~7.8%，玻璃纤维36.9%~69.3%，双环戊二烯28.3%~55.3%，催化剂0.01%~0.15% 。
优选的：所述的催化剂为钌卡宾单组分催化剂。
优选的：所述聚酯纤维选自聚酯纤维布。
优选的：所述聚酯纤维布厚度为0.8mm~1.0mm。
优选的：所述聚酯纤维布密度为1.36g/cm³ 。
优选的：所述复合材料的密度为1.36g/cm~1.79g/cm³。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供所述聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，用以改善聚双环戊二烯材料的抗击强度、拉伸强度和弯曲强度。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚酯纤维布排布于成型容器内；
（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将配制好的双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为60~110℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强型聚双环戊二烯复合材料。
优选的：成型温度为80~100℃。
优选的：制备方法采用反应注射成型工艺、真空灌注工艺，或者RTM成型工艺中任一种工艺；RTM成型工艺，即树脂传递模塑成型(Resin Transfer Molding rtm)。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明以聚酯纤维布和玻璃纤维布按一定顺序铺叠而成后填充聚双环戊二烯树脂，相比单纯的聚双环戊二烯材料其冲击强度由原来的9～15KJ/m2提高到22.25～580KJ/m2，拉伸强度由原来的34～46.8MPa提高到52～630Mpa，弯曲强度由原来70～80Mpa提升到122～632MPa；同时，此复合材料的密度在1.36g/cm~1.79 g/cm³，具备低密度的特性，从而提高聚双环戊二烯材料的性能，拓宽该材料的应用领域；本发明的聚酯纤维和玻璃纤维混合聚双环戊二烯是第二代环戊二烯聚合体系，第二代料相比一代料解决了聚合成型过程对水、氧环境敏感的问题，有利于提高聚合效率和聚合物性能，更为关键的是二代料所用催化剂能够使环戊二烯单体均匀聚合成型，有利于避免材料缺陷。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，原料按重量百分比由以下成分组成：聚酯纤维2.8%~7.8%，玻璃纤维36.9%~69.3%，双环戊二烯28.3%~55.3%，催化剂0.01%~0.15%。
催化剂为钌卡宾单组分催化剂。在一个优选的实施中，催化剂的重量百分比为0.02%或0.03% ；在一个实施例中，聚酯纤维选自聚酯纤维布，厚度为0.8mm-1.0mm；在一个实施例中，厚度为0.9mm，密度为1.36g/cm。在一个实施例中，复合材料的密度为1.36g/cm~1.79g/cm³。
本发明的复合材料提高复合材料的机械性能、韧性，密度在1.36g/cm~1.79 g/cm³，还具有轻量化特点。
该聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制好的聚酯纤维布排布于成型容器内；
（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为60~110℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料。
在一个优选的实施例中：成型温度为80~100℃。
在一个优选的实施中，制备方法（聚合固化成型）采用反应注射成型工艺。
以下针对实际产品的成分和检测试验结果进行举例。
实施例1
原料按照重量百分比由以下组分组成：
聚酯纤维 2.5%，
玻璃纤维 69.55%，
双环戊二烯 27.8%，
催化剂 0.15%，
根据反应成型工艺（制备方法）：
（1）聚酯纤维布（按预设的秩序）排布于成型容器 ；
（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为80~100℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强型聚双环戊二烯复合材料。
将实施例1所制得的聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯和现有双环戊二烯材料进行试验，相关试验对比数据如表1所示：
由表1可以看出：所得到的复合材料在拉伸/弯曲强度、缺口冲击强度均有提高。
实施例2
原料按照重量百分比由以下组分组成：
聚酯纤维 4.8%，
玻璃纤维 56.27%，
双环戊二烯 38.9%，
催化剂 0.03%
根据反应成型工艺（制备方法）：
（1）聚酯纤维布（按预设的秩序）排布于成型容器内 ；
（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为80~100℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强型聚双环戊二烯复合材料。
将实施例2所制得的聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯和现有双环戊二烯材料进行试验，相关试验对比数据如表2所示：
由表2可以看出：所得到的聚复合材料在拉伸/弯曲强度、缺口冲击强度均有提高。
实施例3
原料按照重量百分比由以下组分组成：
聚酯纤维 7.8%，
玻璃纤维 36.9%，
双环戊二烯 55.28%，
催化剂 0.02%，
根据反应成型工艺（制备方法）：
（1）聚酯纤维布（按预设的秩序）排布于成型容器内 ；
（2）将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为80~100℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强型聚双环戊二烯复合材料。
将实施例3所制得的聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯和现有双环戊二烯材料进行试验，相关试验对比数据如表3所示：
由表3可以看出：所得到的复合材料在拉伸/弯曲强度、缺口冲击强度均有提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，其特征在于原料按重量百分比由以下成分组成：聚酯纤维2.8%~7.8%，玻璃纤维36.9%~69.3%，双环戊二烯28.3%~55.3%，催化剂0.01%~0.15% 。
2.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，其特征在于：所述的催化剂为钌卡宾单组分催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，其特征在于：所述聚酯纤维是聚酯纤维布。
4.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料，其特征在于：所述复合材料的密度为1.36g/cm~1.79g/cm³。
5.权利要求1至4任一项所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚酯纤维布排布于成型容器内 ；
将玻璃纤维布按一定顺序铺在（1）中的聚酯纤维上；
（3）将双环戊二烯单体和催化剂均匀混合后注入步骤（2）中的成型容器中，在一定温度下聚合固化成型，成型温度为60~110℃，得到聚酯纤维和玻璃纤维混合增强型聚双环戊二烯复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，其特征在于：成型温度为80~100℃。
7.根据权利要求5所述的一种聚酯纤维和玻璃纤维混合增强聚双环戊二烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法采用反应注射成型工艺、真空灌注工艺，或者RTM成型工艺中任一种工艺。
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