阅读说明：本技术 一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法 (Dicyclopentadiene in bathroom material and preparation method thereof ) 是由 陈旭东 肖作杰 甄智勇 于 2019-09-28 设计创作，主要内容包括：一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法,包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份,固化剂0.005-0.01份,助溶剂0.05-0.1份,共聚单体0.5-2份,无机填料50-150份,无碱玻纤布50-100份,抗氧剂0.5-1.5份,助抗氧剂0.5-2份,光稳定剂0.1-1份。本发明相对于传统的卫浴材料,具有优良的力学性能,具有高拉伸强度,高抗冲性,优异的耐酸碱性,玻璃化转变温度在140℃以上,固化时间短、所需设备简单,操作简单方便。(A dicyclopentadiene bathroom material and a preparation method thereof comprise the following components in parts by weight: 100 parts of dicyclopentadiene (DCPD), 0.005-0.01 part of curing agent, 0.05-0.1 part of cosolvent, 0.5-2 parts of comonomer, 50-150 parts of inorganic filler, 50-100 parts of alkali-free glass fiber cloth, 0.5-1.5 parts of antioxidant, 0.5-2 parts of antioxidant aid and 0.1-1 part of light stabilizer. Compared with the traditional bathroom material, the material has the advantages of excellent mechanical property, high tensile strength, high impact resistance, excellent acid and alkali resistance, glass transition temperature of more than 140 ℃, short curing time, simple required equipment and simple and convenient operation.)

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及双环戊二烯(DCPD)的合成及其应用制备，具体为一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法。

背景技术

DCPD分子中含有一个降冰片烯环和一个环戊烯环，理论上两个环都可以打开，但实际上由于前者的环张力大(降冰片烯环的张力为83.6kJ/mol，环戊烯环的张力为20.5kJ/mol，在合适的催化体系下，高张力的降冰片烯环容易发生开环易位聚合(ROMP)，形成线型聚双环戊二烯，随着反应不断进行，处在环戊烯环的双键也会部分打开发生ROMP，形成交联结构的PDCPD。PDCPD具有较高的交联度，主链上又具有大量环状结构，分子链具有一定的刚性，因此PDCPD具有优异的抗冲击强度，较高的模量，较好的热稳定性。它在交通、电气设备、娱乐设施、建筑材料、通讯领域具有广阔的应用场景。

目前市场上聚双环戊二烯(PDCPD)的应用越来越多，但是由于聚双环戊二烯(PDCPD)大分子链中存在较多双键,在光、氧气的作用下，双键中的π键容易断裂，导致材料性能下降。共轭双键的存在，也是导致聚双环戊二烯黄变的原因。为了提升聚双环戊二烯的实用性，很有必要对其耐黄变、耐候性能进行进一步地提升。

目前市面上采用的卫浴材料主要为PVC材料、人造大理石材料、人造石英石材料。其中人造石英石材料主要采用石英砂等重质填料。中国专利CN103396040B公开了人造实体面材及其制造方法。中国专利CN106243279A公开了一种聚双环戊二烯复合材料的制备，其中解决了聚双环戊二烯的耐老化问题。但是没有解决聚双环戊二烯的黄变问题，因此需要进一步开发耐黄变、耐候性聚双环戊二烯材料。现有的卫浴材料存在生产工艺复杂、生产成本较高等问题。常规的石英石、人造石质脆加工过程中容易崩碎等问题。故需要寻找一种加工工艺简单、生产成本低、韧性好、耐候、耐黄变的卫浴材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，具有优良的力学性能，具有高拉伸强度，高抗冲性，优异的耐酸碱性，玻璃化转变温度在140℃以上，固化时间短、所需设备简单，操作简单方便，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双环戊二烯在卫浴材料，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.005-0.01份，助溶剂0.05-0.1份，共聚单体0.5-2份，无机填料50-150份，无碱玻纤布50-100份，抗氧剂0.5-1.5份，助抗氧剂0.5-2份，光稳定剂0.1-1份。

进一步地，所述双环戊二烯(DCPD)优选纯度大于90％。

进一步地，所述固化剂为Grubbs第一代催化剂，Grubbs第一代催化剂为钌金属卡宾络合物催化剂。

进一步地，所述助溶剂为芳香类、醚类、烷基类中的一种或几种的组合，最优选为甲苯、二甲苯、***、白油等其中任何一种或几种的组合。

进一步地，所述共聚单体为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)一种或几种的组合。

进一步地，所述无机填料为300目碳酸钙、300目硅微粉、300目氢氧化铝中的一种或几种。

进一步地，所述无碱玻纤布为无碱玻璃纤维布，厚度为0.4mm，面密度350g/m²。

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂618、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂626中的一种或多种，助抗氧剂为抗氧剂BHP、抗氧剂DLTP中的一种或多种。

进一步地，所述光稳定剂为UV-9、UV-31、UV-P、UV-326、UV-327、LS-744、LS-770中的一种或多种。

本发明还提供了一种双环戊二烯在卫浴的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将单体、共聚单体、无机填料、抗氧剂、助抗氧剂、光稳定剂通过搅拌混合均匀；

第二步：将钌卡宾催化剂与助溶剂混合成均相溶液，优选地，将钌卡宾催化剂与助溶剂混合成均相溶液，溶液中固化剂完全溶解，呈透明溶液状态；

第三步：将混合浆液与催化剂溶液在室温下混合，快速地搅拌均匀；

第四步：将三层玻璃纤维布平铺在模具内；

第五步：将第三步中的混合浆液倒入步骤四中的模具内，让浆液完全浸透无碱玻璃纤维布并在室温下凝胶；

第六步：将第五步中模具加热固化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明相对于传统的卫浴材料，其中的聚双环戊二烯本身的高强度、高模量、高韧性可以对卫浴材料性能进行提升，硅微粉无机填料对双环戊二烯卫浴材料的弯曲强度、弯曲模量有着大幅度的提升，既节约成本又增强了力学性能，共聚单体MDI的加入提升了聚双环戊二烯的力学性能，抗氧剂168和助抗氧剂BHP的协同作用大大提升了聚双环戊二烯的耐候性，光稳定剂LS-744的加入提升了聚双环戊二烯的耐黄变性能，保证了本发明具有优良的力学性能，具有高拉伸强度，高抗冲性，优异的耐酸碱性，玻璃化转变温度在140℃以上，固化时间短、所需设备简单，操作简单方便。

具体实施方式

以下将详细说明本发明实施例，但本发明实施例并不以此为限。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.005份，助溶剂0.1份，共聚单体0.5份，无机填料100份，无碱玻纤布50份，抗氧剂1.5份，助抗氧剂1.5份，光稳定剂0.5份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯中，得到透明溶液；

第二步：将白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体MDI、抗氧剂618、助抗氧剂BHP、光稳定剂LS-744、硅微粉共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化。

第七步：产品脱模。

对实施例1进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表1中：

表1实施例1老化试验测试结果

实施例2

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.006份，助溶剂0.08份，共聚单体0.6份，无机填料80份，无碱玻纤布60份，抗氧剂1.5份，助抗氧剂2份，光稳定剂0.6份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于甲苯中，得到透明溶液；

第二步：将***加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体TDI、抗氧剂168、助抗氧剂BHP、光稳定剂UV-9、碳酸钙共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例2进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表2中：

表2实施例2老化试验测试结果

实施例3

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.007份，助溶剂0.06份，共聚单体0.8份，无机填料100份，无碱玻纤布70份，抗氧剂1.2份，助抗氧剂1.8份，光稳定剂0.3份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于甲苯和二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体TDI和共聚单体MDI、抗氧剂1010、助抗氧剂DLTP、光稳定剂UV-31、氢氧化铝共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例3进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表3中：

表3实施例3老化试验测试结果

实施例4

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.008份，助溶剂0.1份，共聚单体1.2份，无机填料120份，无碱玻纤布80份，抗氧剂1份，助抗氧剂1份，光稳定剂1份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯和***的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体HDI、抗氧剂1010、助抗氧剂DLTP、光稳定剂UV-P、碳酸钙和氢氧化铝共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例4进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表4中：

表4实施例4老化试验测试结果

实施例5

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.01份，助溶剂0.08份，共聚单体1.6份，无机填料150份，无碱玻纤布100份，抗氧剂1.5份，助抗氧剂1.5份，光稳定剂1份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将***和白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体LDI、抗氧剂626、助抗氧剂BHP和DLTP、光稳定剂UV-326、硅微粉和氢氧化铝共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例5进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表5中：

表5实施例5老化试验测试结果

实施例6

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.01份，助溶剂0.06份，共聚单体1.8份，无机填料130份，无碱玻纤布80份，抗氧剂1.2份，助抗氧剂2份，光稳定剂0.8份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将***加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体LDI、抗氧剂618和抗氧剂168、助抗氧剂BHP和DLTP、光稳定剂UV-327、硅微粉和氢氧化铝共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例6进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表6中：

表6实施例6老化试验测试结果

实施例7

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.01份，助溶剂0.08份，共聚单体1.6份，无机填料90份，无碱玻纤布80份，抗氧剂0.8份，助抗氧剂1.8份，光稳定剂0.5份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将***加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体TDI和LDI、抗氧剂618和抗氧剂1010、助抗氧剂BHP、光稳定剂LS-770、硅微粉和氢氧化铝共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例7进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表7中：

表7实施例7老化试验测试结果

实施例8

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.01份，助溶剂0.1份，共聚单体2份，无机填料100份，无碱玻纤布100份，抗氧剂0.7份，助抗氧剂1.8份，光稳定剂0.2份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体TDI和HDI、抗氧剂618和抗氧剂626、助抗氧剂DLTP、光稳定剂LS-744和LS-770、硅微粉共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对实施例8进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表8中：

表8实施例8老化试验测试结果

本发明中的聚双环戊二烯本身的高强度、高模量、高韧性可以对卫浴材料性能进行提升，硅微粉无机填料对双环戊二烯卫浴材料的弯曲强度、弯曲模量有着大幅度的提升，既节约成本又增强了力学性能，共聚单体MDI的加入提升了聚双环戊二烯的力学性能，抗氧剂168和助抗氧剂BHP的协同作用大大提升了聚双环戊二烯的耐候性，光稳定剂LS-744的加入提升了聚双环戊二烯的耐黄变性能。

以上展示了本发明的8个实施例，现展示对比例如下：

对比例1

一种双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，包括如下重量份数的组分：双环戊二烯(DCPD)100份，固化剂0.005份，助溶剂0.1份，共聚单体0.5份无碱玻纤布50份，抗氧剂1.5份，助抗氧剂1.5份，光稳定剂0.5份。制备步骤如下：

第一步：将Grubbs钌系催化剂溶于二甲苯的混合液中，得到透明溶液；

第二步：将白油加入第一步中的透明溶液，将Grubbs钌系催化剂稀释成1％浓度的溶液；

第三步：在室温下将双环戊二烯(DCPD)、共聚单体MDI、抗氧剂618、助抗氧剂BHP、光稳定剂LS-744共混搅拌均匀；

第四步：将第三步中的混合浆液与第二步中的固化剂溶液迅速混合并快速搅拌均匀；

第五步：将无碱玻璃纤维布平铺在模具中；

第六步：将第四步中混合好的浆液倒入第五步中的模具，待浆液完全浸透无碱玻璃纤维布，并在室温凝胶，然后在80℃下加热固化；

第七步：产品脱模。

对对比例1进行老化试验测试，得到以下数据，记录在表9中：

表9对比例老化试验测试结果

表1-8表示本发明8个实施例的老化试验测试结果，表9表示对比例的老化试验测试结果，对比可以得知，采用本发明的材料配方制备的卫浴经性能测试实验表明，产品在310nm波长的氙气大灯连续照射200h，未发生明显黄变，在100℃烘箱下烘烤100h，未见明显黄变，本发明具有较好的耐候、耐黄变、高强度、高模量和高韧性性能，同时具有优良的力学性能，具有高拉伸强度，高抗冲性，经性能测试试验发现，本发明的弯曲强度可以大于120Mpa，弯曲模量大于8Gpa，悬臂梁冲击强度大于70KJ/m²。

综上所述：本发明的双环戊二烯在卫浴材料及其制备方法，相对于传统的卫浴材料，本发明中的聚双环戊二烯本身的高强度、高模量、高韧性可以对卫浴材料性能进行提升，硅微粉无机填料对双环戊二烯卫浴材料的弯曲强度、弯曲模量有着大幅度的提升，既节约成本又增强了力学性能，共聚单体MDI的加入提升了聚双环戊二烯的力学性能，抗氧剂168和助抗氧剂BHP的协同作用大大提升了聚双环戊二烯的耐候性，光稳定剂LS-744的加入提升了聚双环戊二烯的耐黄变性能，保证了本发明具有优良的力学性能，具有高拉伸强度，高抗冲性，优异的耐酸碱性，玻璃化转变温度在140℃以上，本发明制造的双环戊二烯卫浴材料，固化时间短、所需设备简单，操作简单方便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。