专利名称：一种聚双环戊二烯建筑模板材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚双环戊二烯建筑模板材料，同时涉及一种该材料的制备方法。
背景技术：
建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具。在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20% 30%，占工程用工量的30% 40%，占工期的50%左右。模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益，因此它是推动我国建筑技术进步的一个重要内容。随着我国经济的发展，高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑大量兴建，大规模的基础设施建设，城市交通和高速公路、铁路等飞速发展对建筑模板需求量日增。2009年全年建筑模板使用量达5. 85亿平方米，同比增速为7. 3%，2010年保持10%%左右的增速；2011年 2012年我国建筑模板行业年均生产规模增速将在15%左右。目前使用的建筑模板一般有两种，一是钢制模板，二是竹木模板。钢制模板与水泥 具有良好的亲和性，且容易锈蚀，所以钢模板在施工后脱模困难，往往在使用前还得作覆一层脱模剂，带来施工繁琐；另外脱模剂往往也极易污染钢筋及建筑表面，或引起质量事故或给下一步建筑施工带来困难。钢模板在重复使用中易被碰撞变形，使得被灌注的水泥表面十分不平整，往往还得再次用水泥进行平整修饰。费工、费时，增加成本。变形的钢模板要经常进行修理。竹木模板具有强吸水性，受潮后重量增加，在多次使用防水层遭到破坏后引起较大的变形，强度显著降低，极易损坏。同时还会发霉变质，损坏后无利用价值。近几年出现的以聚丙烯为主的塑料建筑模板因其质轻、耐锈蚀、脱模容易等优点引起了人们的重视。但是大面积的塑料模板制造困难，成本高，而且刚度不好，因而应用也受到了限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械强度高的聚双环戊二烯建筑模板材料。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是一种聚双环戊二烯建筑模板材料，是由以下重量百分比的原料共混聚合而成80 99%双环戊二烯，I 20%的玻璃纤维。所述玻璃纤维为表面氧化改性玻璃纤维或表面偶联改性玻璃纤维。所述玻璃纤维的长度为I 12mm。本发明的聚双环戊二烯建筑模板材料采用如下方法制备I)将I 20%的玻璃纤维在80 99%的液态双环戊二烯中均质分散，得到分散液；2)将分散液分为两个部分，在惰性气体保护下，向其中一部分中加入双环戊二烯总摩尔数1/1000 1/3000的芳氧基钨催化剂，搅拌均匀得到A溶液；另一部分中加入所述钨催化剂摩尔数25 45倍的烷基铝，搅拌均匀得到B溶液；3)在40 90°C和多情气体保护的条件下，将A溶液和B溶液共混注射成型得到聚双环戊二烯建筑模板材料。所述玻璃纤维为表面氧化改性玻璃纤维或表面偶联改性玻璃纤维。其中表面氧化改性玻璃纤维可以采用如下方法制备(I)将玻璃纤维加入到30%的过氧化氢溶液中，在温度为60 90°C的条件下反应2 7小时；(2)再将玻璃纤维转入浓硝酸中，在温度为100 120°C的温条件下反应3 6小时；(3)反应结束后将表面氧化改性玻璃纤维取出，用蒸馏水洗涤至pH为6 7，真空烘箱中烘干至恒重即得表面氧化改性玻璃纤维。其中表面偶联改性纤维可以采用如下方法制备
(I)将硅烷偶联剂溶于有机溶剂配成质量分数为10 20%的溶液，加入玻璃纤维，所述溶液为玻璃纤维质量75-125倍；然后加入冰醋酸调节pH值为4 5左右，以超声波分散5 6小时，水温控制在60°C左右进行偶联反应；(2)反应结束后将表面偶联改性玻璃纤维取出，用蒸馏水洗涤至pH为6 7，真空烘箱中烘干至恒重即得表面偶联改性玻璃纤维。所述玻璃纤维的长度为I 12mm。所述芳氧基钨催化剂为二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨。所述烷基铝为一氯二乙基铝。步骤3)所述注射前对模具预热至40_65°C，阳模比阴模高5 10°C。步骤3)所述固化时间为2 8分钟。本发明的聚双环戊二烯建筑模板材料，选择玻璃纤维作为增强材料与双环戊二烯共混聚合成复合材料，只需要加入少量的玻璃纤维就可以显著的提高聚双环戊二烯材料的冲击强度和拉伸强度，相比单纯的聚双环戊二烯材料其冲击强度由原来的lOOJ/m提高到180 350J/m，拉伸强度由原来的25MPa提高到30 35MPa。本发明的材料作为建筑模板，比钢制模板轻六分之一到七分之一，且不生锈，不变形，与建筑表面不亲和，同时克服了竹木模板的易吸水、易霉变、强度低和使用寿命段的缺点。而且聚双环戊二烯建筑模板寿命长、重复使用次数多，可以周转50次以上，是竹模板7倍，木模板的16倍。综合成本是竹木模板的1/5 1/6。另外本发明的聚双环戊二烯建筑模板材料制备方法操作简单、易于实施，制备效率高，其中钨催化剂和烷基铝采用常规的双组分催化剂，即芳氧基钨催化剂和烷基铝催化齐U，本发明中芳氧基钨催化剂优选二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨，烷基铝优
选一氯二乙基铝。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明的聚双环戊二烯建筑模板材料进行详细的说明，但并不限定本发明的技术方案。实施例I 5中涉及的原料双环戊二烯、纤维原丝、钨催化剂、烷基铝均为市售的产品。实施例I本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的原料共混聚合而成98. 5%聚双环戊二烯和I. 5%玻璃纤维，玻璃纤维的长度为10mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)在45°C的条件下，将重量百分比为I. 5%的玻璃纤维经均质机均匀分散在重量百分比为98. 5%的双环戊二烯中，得到玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用；(2)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 261千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为49. 25千克的双环戊二烯摩尔数的1/1000);在B罐中加入I. 416千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的35倍)；(3)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在70°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入60°C预热的模具(阳模比阴模高5°C)中成型，保温 固化2分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例2本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的原料共混聚合而成99. 7%双环戊二烯和O. 3%玻璃纤维，玻璃纤维的长度为1mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)在45°C的条件下，将重量百分比为O. 3%的玻璃纤维经均质机均匀分散在重量百分比为99. 7%的双环戊二烯中，得到玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用；(2)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中分别加入25千克玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液；然后在A罐中加入O. 138千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为49. 85千克的双环戊二烯摩尔数的1/1900);在B罐中加入O. 539千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的25倍)；(3)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在35°C，在氮气保护下同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入40°C预热的模具(阳模比阴模高7°C )中成型，保温固化5分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例3本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的组分组成99%聚双环戊二烯和I %表面偶联改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的长度为3mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)将I克玻璃纤维加入75克质量分数为10%的KH-570硅烷偶联剂丙酮溶液中，加入冰醋酸调节PH值为4. 5，然后以超声波分散反应5小时，水温控制在60°C;反应结束后将表面偶联改性玻璃纤维取出，用蒸馏水洗涤至PH为7，在80°C下真空烘箱中烘干至恒重即得表面偶联改性玻璃纤维；(2)在45°C的条件下，将质量百分比为I %的表面偶联改性玻璃纤维经均质机均匀分散在质量百分比为99%的双环戊二烯中，得到表面偶联改性玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用；(3)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克表面偶联改性玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 137千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为49. 5千克的双环戊二烯摩尔数的1/1900);在B罐中加入O. 746千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的35倍)；(4)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在45°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入45°C预热的模具(阳模比阴模高10°C)中成型，保温固化8分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例4 本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的原料共混聚合而成99. 99%聚双环戊二烯和O. 01%玻璃纤维，玻璃纤维的长度为7mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)在45°C的条件下，将重量百分比为O. 01%的玻璃纤维经均质机均匀分散在重量百分比为99. 99%的双环戊二烯中，得到玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用。(2)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 264千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为49. 995千克的双环戊二烯摩尔数的1/1000);在8罐中加入I. 438千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的35倍)；(3)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在70°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入60°C预热的模具(阳模比阴模高5°C)中成型，保温固化6分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例5本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的组分组成96%聚双环戊二烯和4%表面氧化改性玻璃纤维，其中玻璃纤维的长度为12mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)将I克玻璃纤维加入到100克30%的过氧化氢溶液中，在温度为80°C的条件下反应5小时；再将玻璃纤维转入浓硝酸中，在温度为110°C的温条件下反应4小时；反应结束后将表面氧化改性玻璃纤维取出，用蒸馏水洗涤至pH为7，在80°C的真空烘箱中烘干至恒重即得表面氧化改性玻璃纤维。(2)在45°C的条件下，将质量百分比为2%的表面氧化改性玻璃纤维经均质机均匀分散在质量百分比为98%的双环戊二烯中，得到表面氧化改性玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用。(3)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克表面氧化改性玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 133千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为48千克的双环戊二烯摩尔数的1/1900);在B罐中加入O. 622千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的30倍)；(4)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在60°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入55°C预热的模具(阳模比阴模高8°C)中成型，保温固化4分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例6本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的原料共混聚合而成88%聚双环戊二烯和12%玻璃纤维，玻璃纤维的长度为5mm。
本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)在45°C的条件下，将重量百分比为12%的玻璃纤维经均质机均匀分散在重量百分比为88%的双环戊二烯中，得到玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用； (2)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 122千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为44千克的双环戊二烯摩尔数的1/1900);在B罐中加入O. 761千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的40倍)；(3)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在70°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入60°C预热的模具(阳模比阴模高5°C)中成型，保温固化10分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实施例7本实施例的聚双环戊二烯建筑模板材料是由以下重量百分比的原料共混聚合而成80%聚双环戊二烯和20%玻璃纤维，玻璃纤维的长度为9mm。本发明聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法包括以下步骤(I)在45°C的条件下，将重量百分比为20%的玻璃纤维经均质机均匀分散在重量百分比为80%的双环戊二烯中，得到玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合溶液，真空泵脱气25min后充氮气保护待用；(2)在氮气保护下分别向反应注射成型机的A罐和B罐中加入25千克玻璃纤维均匀分散的双环戊二烯混合液；然后在A罐中加入O. 07千克的二(2，6 二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨(加入量为40千克的双环戊二烯摩尔数的1/3000);在B罐中加入O. 493千克一氯二乙基铝(为A罐中钨催化剂摩尔数的45倍)；(3)将注射反应成型机A、B罐中物料温度保持在50°C，同时开启反应注射成型机的两物料循环泵，将反应注射成型机的注射头与模具模口进行对接并开启注射枪，A、B料罐中的物料在注射枪内高速混合后注入50°C预热的模具(阳模比阴模高9°C)中成型，保温固化8分钟开模，即得到聚双环戊二烯建筑模板材料。
本实施例材料的冲击强度和拉伸强度见表I所示。实验例对上述实施例I 6中的聚双环戊二烯建筑模板材料进行拉伸强度和冲击强度试验，得到的试验结果如表I所示表I实施例I 6复合材料的拉伸 强度与冲击强度试验结果
权利要求
1.一种聚双环戊二烯建筑模板材料，其特征在于是由以下重量百分比的原料共混聚合而成80 99. 99%双环戊二烯，O. Ol 20%的玻璃纤维。
2.根据权利要求I所述的聚双环戊二烯建筑模板材料，其特征在于所述玻璃纤维为表面氧化改性玻璃纤维或表面偶联改性玻璃纤维。
3.根据权利要求I所述的聚双环戊二烯建筑模板材料，其特征在于所述玻璃纤维的长度为I 12_。
4.一种如权利要求I所述聚双环戊二烯建筑模板材料的制备方法，其特征在于其步骤如下 1)将O.01 20%的玻璃纤维在80 99. 99%的液态双环戊二烯中均质分散，得到分散液； 2)将分散液分为两个部分，在惰性气体保护下，向其中一部分中加入双环戊二烯总摩尔数1/1000 1/3000的芳氧基钨催化剂，搅拌均匀得到A溶液；另一部分中加入所述钨催化剂摩尔数25 45倍的烷基铝，搅拌均匀得到B溶液； 3)在35 70°C和多情气体保护的条件下，将A溶液和B溶液共混注射入模具型腔中成型、固化得到聚双环戊二烯建筑模板材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述玻璃纤维为表面氧化改性玻璃纤维或表面偶联改性玻璃纤维。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述玻璃纤维的长度为I 12mm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述芳氧基钨催化剂为二(2，6二特丁基-4-甲基苯氧基)四氯化钨。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述烷基铝为一氯二乙基铝。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤3)所述注射前对模具预热至40-65°C，阳模比阴模高5 10。。。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤3)所述固化时间为2 8分钟。
全文摘要
本发明公开了一种聚双环戊二烯建筑模板材料，是由以下重量百分比的原料共混聚合而成80～99.99％双环戊二烯，0.01～20％的玻璃纤维。本发明的聚双环戊二烯建筑模板材料，选择玻璃纤维作为增强材料与双环戊二烯共混聚合成复合材料，只需要加入少量的玻璃纤维就可以显著的提高聚双环戊二烯材料的冲击强度和拉伸强度，相比单纯的聚双环戊二烯材料其冲击强度由原来的100J/m提高到180～350J/m，拉伸强度由原来的25MPa提高到30～35MPa；本发明的材料作为建筑模板，比钢制模板轻六分之一到七分之一，且不生锈，不变形，与建筑表面不亲和，同时克服了竹木模板的易吸水、易霉变、强度低和使用寿命段的缺点。
文档编号C08K9/02GK102827318SQ20111045495
公开日2012年12月19日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张玉清, 曹湛军, 张航 申请人:洛阳智颢工程塑料有限公司