聚三环戊二烯ptcpd高分子材料及其制备方法和应用

文档序号:562011 发布日期:2021-05-18 浏览:59次 >En<

阅读说明:本技术 聚三环戊二烯ptcpd高分子材料及其制备方法和应用 (Polytricyclopentadiene PTCPD high polymer material and preparation method and application thereof ) 是由 王丽杰 于 2021-02-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料及其制备方法和应用,所述高分子材料包括以下组分制成:三环戊二烯TCPD;催化剂;其中,三环戊二烯TCPD的重量百分比大于等于50%且小于100%。由于TCPD的分子量大,刚性大,所制得的PTCPD高分子材料的刚性远大于现有的聚双环戊二烯高分子材料的刚性,解决了现有技术中聚双环戊二烯材料刚度不足的技术问题。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,适用于车辆、船舶、化工管道及容器、污水处理槽、医疗设备、体育娱乐设备、卫浴产品、风电叶片、风机叶轮、深海养殖网设备等领域。(The invention discloses a polytrieopentadiene PTCPD high polymer material and a preparation method and application thereof, wherein the high polymer material is prepared from the following components: tricyclopentadiene TCPD; a catalyst; wherein the weight percentage of the tricyclopentadiene TCPD is more than or equal to 50 percent and less than 100 percent. Because the TCPD has large molecular weight and high rigidity, the rigidity of the prepared PTCPD high polymer material is far greater than that of the existing polydicyclopentadiene high polymer material, and the technical problem of insufficient rigidity of the polydicyclopentadiene material in the prior art is solved. Meanwhile, the PTCPD high polymer material has excellent characteristics of acid resistance, alkali resistance, seawater corrosion resistance, fatigue resistance and the like, and is suitable for the fields of vehicles, ships, chemical pipelines and containers, sewage treatment tanks, medical equipment, sports and entertainment equipment, bathroom products, wind power blades, fan impellers, deep sea aquaculture net equipment and the like.)

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料及其制备方法和应用

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高分子材料及其制备方法和应用。

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。聚双环戊二烯PDCPD高分子材料的弯曲模量为1790~2070MPa左右,对于弯曲模量要求较高的工况,如纯树脂成型时,聚双环戊二烯PDCPD的材料刚度不能满足要求。

发明内容

本申请实施例通过提供一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料,解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料刚度不足的技术问题,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料的弯曲模量为可达 2800~3470MPa,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高分子材料,所述高分子材料包括以下组分制成:

三环戊二烯TCPD;

催化剂;

其中,所述三环戊二烯TCPD的重量百分比大于等于50%且小于 100%。

优选地,所述高分子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,所述催化剂包含钨系催化剂、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。

进一步地,所述催化剂还包含铝、镁、锡、锌、硅的金属有机化合物中的一种或几种。

进一步地,所述催化剂还包含醇、酚、BF3中的一种或几种。

进一步地,所述钨系催化剂包括钨单质、钨的氧化物、钨的卤化物、钨的羟基化合物、杂多钨酸中的一种或几种;

进一步地,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;

进一步地,所述钌系催化剂为金属钌、钌的化合物中的一种或几种;

进一步地,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;

进一步地,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。

进一步地,所述催化剂的重量为所述三环戊二烯TCPD重量的 0.01%~1%。

本申请还提供了一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料产品的制备方法,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,B 组分包含催化剂;

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高分子材料产品。

优选地,所述A组分还包含环戊二烯、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,加热至50~80℃,使所述混合物聚合。

本申请还提供了上述的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料的应用,所述聚三环戊二烯PTCPD高分子材料用于如下领域中的一个或多个:车辆、船舶、化工管道及容器、污水处理槽、医疗设备、体育娱乐设备、卫浴产品、垃圾箱、物流托盘、空投箱、集装箱、建筑模板、化粪池、沼气池、风电叶片、风机叶轮、深海养殖网设备。

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高分子材料,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高分子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,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料的弯曲模量可达2800~3470MPa,解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料刚度不足的技术问题。

2、本申请提供的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料还具有耐酸、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。

3、本申请提供的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可用于如下领域:车辆、船舶、化工管道及容器、污水处理槽、医疗设备、体育娱乐设备、卫浴产品、垃圾箱、物流托盘、空投箱、集装箱、建筑模板、化粪池、沼气池、风机叶片、风机叶轮、深海养殖网及平台等。

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高分子材料,解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料刚度不足的技术问题。

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高分子材料,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。

所述聚三环戊二烯PTCPD高分子材料也可含有环戊二烯、双环戊二烯、四环戊二烯、五环戊二烯等中的一种或几种。

所述高分子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。

所述催化剂包含钨系催化剂、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。

所述催化剂还包含铝、镁、锡、锌、硅的金属有机化合物中的一种或几种。如三乙基铝、三丁基铝、一氯二乙基铝、三异丁基铝等。

所述催化剂还包含醇、酚、BF3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、钌的化合物中的一种或几种;如钌卡宾催化剂。

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重量的0.01%~1%。

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高分子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。聚三环戊二烯PTCPD 高分子材料的弯曲模量可达2800~3470MPa,解决了现有技术中聚双环戊二烯PDCPD的材料刚度不足的技术问题。

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高分子材料,由以下组分组成:

三环戊二烯,重量百分比50%;

双环戊二烯,重量百分比49.49%;

WCl6,重量百分比0.127%;

AlEt2Cl,重量百分比0.382%;

C6H2Cl4O,重量百分比0.001%;

本实施例中,聚三环戊二烯PTCPD高分子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,B组分为三环戊二烯TCPD、WCl6、C6H2Cl4O;

步骤S2:在氮气保护下,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50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高分子材料产品。

经检测,本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料产品的弯曲模量为2800MPa。

实施例二

本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料,由以下组分组成:

三环戊二烯TCPD,重量百分比70%;

双环戊二烯,重量百分比27%;

四环戊二烯,重量百分比2.65%;

ReCls,重量百分比0.085%;

(CH3)4Sn,重量百分比0.265%。

本实施例中,聚三环戊二烯PTCPD高分子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,B组分为三环戊二烯TCPD、 ReCls;

步骤S2:在氮气保护下,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60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高分子材料产品。

经检测,本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料产品的弯曲模量为2950MPa。

实施例三

本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料,由以下组分组成:

三环戊二烯TCPD,重量百分比83%;

双环戊二烯,重量百分比13.7%;

五环戊二烯,重量百分比2.7%;

CpTiCl2,重量百分比0.145%;

CH3MgI,重量百分比0.435%。

本实施例中,聚三环戊二烯PTCPD高分子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,B组分为三环戊二烯TCPD、 CpTiCl2

步骤S2:在氮气保护下,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高分子材料产品。

经检测,本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料产品的弯曲模量为3180MPa。

实施例四

本申请实施例提供了一种聚三环戊二烯PTCPD高分子材料,由以下组分组成:

三环戊二烯TCPD,重量百分比99%;

四环戊二烯,重量百分比0.901%;

钌卡宾催化剂,重量百分比0.099%。

本实施例中,聚三环戊二烯PTCPD高分子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,B组分为钌卡宾催化剂溶液;

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80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高分子材料产品。

经检测,本实施例制备的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料产品的弯曲模量为3470MPa。

实施例五

本申请实施例提供的聚三环戊二烯PTCPD高分子材料具有弯曲模量大、耐酸、耐碱、耐海水腐蚀、耐疲劳等优异特性,可应用于如下领域。

1、车辆

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可替代金属或玻璃钢而应用于车辆壳体及其他部件,具有质量轻,强度大,转运、组装更省力的优势,且可降低生产线上工人的劳动强度,降低车辆燃油消耗,提高车辆载荷量。

车辆壳体可实现多样化设计,着色性、电镀性、抗老化性优异。聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可用于制作车辆的保险杠、护板、侧板、客车空调罩、车身壳体、卡车车厢等。

2、船舶

目前,船舶所用的玻璃钢材料相对密度大、刚性模量低,而聚三环戊二烯PTCPD高分子材料高刚性、高模量,可一步成型,整体性好,壳体无接缝、无缝隙,质轻高强,适于船舶制造。

3、化工管道及容器

化工生产过程中存在盐水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀和卤素气体腐蚀等,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料具有耐酸、耐碱、耐盐水腐蚀、耐卤素气体腐蚀等优异特性,可在PH 0~14之间的高温介质下工作,适合于耐腐蚀管道、电镀、电解槽及大型储罐等部件的制造。

4、污水处理槽

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可一步成型,生产效率高,为绿色材料,很高的耐腐蚀性保证了较长的使用寿命,高强度保证了其可承受足够的水压,可制备大型、不同厚度的污水处理槽。

5、医疗设备

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可制备质量轻、体积大且空间结构精确的医疗设备,且产品电绝缘性高。

6、体育娱乐设施

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可制备体育娱乐设施,如乒乓球台、摩托雪橇、冲浪板、滑水板、高尔夫球车壳体及水上自行车座舱等。

7、卫浴产品

现有的陶瓷卫浴产品具有脆性大、耐冲击能力低、易碎、吸水后膨胀导致釉面皲裂等问题,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料可克服上述问题。聚三环戊二烯PTCPD高分子材料具有高抗冲击能力,可保证产品长期安全使用。

8、其它

聚三环戊二烯PTCPD高分子材料的低密度、高强度、高硬度、高耐冲击性及耐腐蚀等性能可使其用于制造大型垃圾箱、空投箱、集装箱。优异的低温特性可用于制造雪橇。

另外,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料还可用于制造大型电器外壳,建筑模板,所制造的建筑模板质量轻、循环使用寿命长、能达到清水混凝土效果。聚三环戊二烯PTCPD高分子材料还可用于制造大型化粪池、沼气池、风电叶片、风机叶轮、深海养殖网设备等容器。

另外,聚三环戊二烯PTCPD高分子材料还可用作复合材料的树脂基。

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。

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