[發明專利]一種纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010186934.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111286052B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王貴賓;白大成;潘東野;張淑玲
• 申請（專利權）人: 長春三友智造科技發展有限公司
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L45/00;C08K9/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 紀志超

本發明提供了一種纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：a)將玄武巖纖維酸化后，采用多巴胺單體和硅烷偶聯劑進行表面改性，得到表面修飾有碳碳雙鍵的玄武巖纖維；b)將步驟a)得到的表面修飾有碳碳雙鍵的玄武巖纖維與聚雙環戊二烯進行原位復合增強，得到纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料；所述纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料中，表面修飾有碳碳雙鍵的玄武巖纖維的質量百分比為20wt％～80wt％。本發明提供的制備方法采用表面連接有不飽和碳碳雙鍵的玄武巖纖維為增強體，既與纖維本身有著很好結合，又與聚雙環戊二烯有著很好鍵合，從而實現對聚雙環戊二烯的原位增強，得到的纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料具有優異的力學性能。

技術領域

本發明涉及高分子及其復合材料技術領域，更具體地說，是涉及一種纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚雙環戊二烯(PDCPD)作為一種新型工程塑料，不僅具有優異的綜合性能，更值得注意的是其單體黏度低、成型時不需要很高的鎖模壓力，其單體聚合反應屬于放熱反應、成型時不需要很高的模溫，其制品后處理簡單、脫模后不需要后固化，且在整個聚合過程中無副產物產生。因此，聚雙環戊二烯無論是聚合工藝、還是制品成型，都具有顯著的環境友好性。

玄武巖纖維屬于新型無機材料的高性能綠色環保纖維，其生產工藝比較簡單，直接以玻璃態的天然玄武巖礦石為原料，采用“一段法”拉絲制造，生產中不添加其它輔料，生產過程中亦無“三廢”排放，不污染環境。以玄武巖纖維為增強體可制成性能優異的復合材料，在軍用、民用領域有廣泛的應用，故玄武巖纖維被譽為21世紀的新材料。

目前，隨著人們環保意識的增強以及玻璃鋼制品的固有不足，玻璃鋼制品正面臨著被淘汰的局面，那么源于玄武巖纖維增強聚雙環戊二烯復合材料優異的綜合性能和綠色環保的特性，研究制備出性能優良的玄武巖纖維增強聚雙環戊二烯復合材料，必將成為玻璃鋼的首選替代品。然而，想要制備出性能優良的玄武巖纖維增強聚雙環戊二烯復合材料，不僅取決于基體樹脂聚雙環戊二烯和增強填料玄武巖纖維的自身特性，還取決于基體樹脂與玄武巖纖維之間的界面結合強度。為了改善基體樹脂與玄武巖纖維之間的界面結合強度，必須基于聚雙環戊二烯的結構特點對玄武巖纖維表面改性。玄武巖纖維表面改性一方面要求改性后的玄武巖纖維表面的功能基團與玄武巖纖維有著很好的結合，另一方面要求表面的功能基團與聚雙環戊二烯有著很好的鍵合(原位增強)，即在基體樹脂和增強填料之間起到穩固的橋梁作用。

中國專利CN108058405A公開了纖維增強聚雙環戊二烯復合材料及制備方法，其主要是將少量的碳纖維或者芳綸纖維的原絲加入到聚雙環戊二烯中，從而提高聚雙環戊二烯的拉伸和沖擊性能，性能改善僅源于纖維自身性質特點。中國專利CN108623730A公開了一種纖維增強聚雙環戊二烯復合材料及制備方法，該方法主要是將通過硝酸-硅烷偶聯劑處理的碳纖維加入到聚雙環戊二烯中，從而提高聚雙環戊二烯的力學性能，性能改善源于處理后的碳纖維表面溝槽加深、變得粗糙、能夠較有效傳遞載荷、發揮碳纖維的特性。中國專利CN108058405A公開了連續纖維增強聚雙環戊二烯復合材料及制備方法，該方法主要是將雙環戊二烯預先噴涂到連續纖維上，而后再與聚雙環戊二烯復合，從而提高聚雙環戊二烯的剪切性能，性能改善源于連續纖維自身性質特點及預先浸潤處理。

目前，現有技術公開的纖維增強聚雙環戊二烯復合材料及制備方法中，并不存在既與纖維有著很好結合，又與聚雙環戊二烯有著很好鍵合的技術方案。因此，如何突破這個技術瓶頸，制備出性能優良的環境友好型纖維增強聚雙環戊二烯復合材料，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料及其制備方法，本發明提供的制備方法采用表面連接有不飽和碳碳雙鍵的玄武巖纖維為增強體，既與纖維本身有著很好結合，又與聚雙環戊二烯有著很好鍵合，從而實現對聚雙環戊二烯的原位增強，得到的纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料具有優異的力學性能。

本發明提供了一種纖維原位增強聚雙環戊二烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：