1.本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术：
2.聚丙烯材料由于具有良好的耐温性、机械性能和耐辐照性能，在涂膜、工程材料等领域得到了广泛的应用。聚丙烯材料的品种众多，合成方法多种多样，满足不同领域的生产需求。
3.通过向聚丙烯材料原料中添加不同成分来获得具有不同性能的聚丙烯复合材料，是改善现有聚丙烯材料性能，扩大其应用领域的有效途径，目前，通常采用纤维增强的聚丙烯复合材料来制备具有耐热稳定性和良好机械性能的复合材料，但是，纤维增强的聚丙烯复合材料存在导热性差，制备工艺复杂，且产品稳定性较差的缺陷。
技术实现要素：
4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法。该方法制备的无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料以纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡为无机纳米粒子掺杂物，通过将基材与纳米粒子复合，得到的复合材料具有更好的耐热稳定性和机械性能。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：
6.聚丙烯100份
7.乙烯丙烯酸酯10份～30份；
8.环氧树脂5份～20份；
9.三元乙丙橡胶2份～10份；
10.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶2份～10份；
11.硼酸锌1份～5份；
12.沸石1份～5份；
13.氧化镁2份～10份；
14.氧化钙2份～10份；
15.纳米二氧化硅1份～3份；
16.纳米氧化锌1份～3份；
17.纳米钛酸钡1份～3份；
18.所述方法包括以下步骤：
19.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于400℃～600℃焙烧4h～6h；
20.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧
化钙混合，在60℃～90℃温度条件下搅拌混合30min～60min，得到浆料；
21.步骤三、设置挤出机螺杆转速为300r/min～350r/min，挤出温度为200℃～250℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
22.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：
23.聚丙烯100份
24.乙烯丙烯酸酯15份～25份；
25.环氧树脂10份～16份；
26.三元乙丙橡胶4份～8份；
27.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶4份～8份；
28.硼酸锌2份～4份；
29.沸石2份～4份；
30.氧化镁3份～8份；
31.氧化钙4份～8份；
32.纳米二氧化硅1.2份～2.6份；
33.纳米氧化锌1.2份～2.6份；
34.纳米钛酸钡1.2份～2.4份。
35.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：
36.聚丙烯100份
37.乙烯丙烯酸酯20份；
38.环氧树脂15份；
39.三元乙丙橡胶5份；
40.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶5份；
41.硼酸锌3份；
42.沸石3份；
43.氧化镁5份；
44.氧化钙5份；
45.纳米二氧化硅2份；
46.纳米氧化锌2份；
47.纳米钛酸钡2份。
48.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为60nm～120nm。
49.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
50.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
51.上述的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面处理的温度为60℃～90℃，所述表面处理的时间为1h～4h。
52.本发明与现有技术相比具有以下优点：
53.1、本发明的方法制备的无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料，以纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡为无机纳米粒子掺杂物，通过将基材与纳米粒子复合，得到的复合材料具有更好的耐热稳定性和机械性能。
54.下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
55.实施例1
56.本实施例的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，原料包括以下重量份的组分：
57.聚丙烯100份
58.乙烯丙烯酸酯20份；
59.环氧树脂15份；
60.三元乙丙橡胶5份；
61.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶5份；
62.硼酸锌3份；
63.沸石3份；
64.氧化镁5份；
65.氧化钙5份；
66.纳米二氧化硅2份；
67.纳米氧化锌2份；
68.纳米钛酸钡2份。
69.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为100nm。
70.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
71.所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
72.所述表面处理的温度为80℃，所述表面处理的时间为3h。
73.所述方法包括以下步骤：
74.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于500℃焙烧5h；
75.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧化钙混合，在80℃温度条件下搅拌混合50min，得到浆料；
76.步骤三、设置挤出机螺杆转速为320r/min，挤出温度为220℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
77.实施例2
78.本实施例的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，原料包括以下重量份的组分：
79.聚丙烯100份
80.乙烯丙烯酸酯15份；
81.环氧树脂10份；
82.三元乙丙橡胶4份；
83.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶4份；
84.硼酸锌2份；
85.沸石2份；
86.氧化镁3份；
87.氧化钙4份；
88.纳米二氧化硅1.2份；
89.纳米氧化锌1.2份；
90.纳米钛酸钡1.2份。
91.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为60nm。
92.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
93.所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
94.所述表面处理的温度为60℃，所述表面处理的时间为4h。
95.所述方法包括以下步骤：
96.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于400℃焙烧6h；
97.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧化钙混合，在60℃温度条件下搅拌混合60min，得到浆料；
98.步骤三、设置挤出机螺杆转速为300r/min，挤出温度为200℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
99.实施例3
100.本实施例的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，原料包括以下重量份的组分：
101.聚丙烯100份
102.乙烯丙烯酸酯25份；
103.环氧树脂16份；
104.三元乙丙橡胶8份；
105.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶8份；
106.硼酸锌4份；
107.沸石4份；
108.氧化镁8份；
109.氧化钙8份；
110.纳米二氧化硅2.6份；
111.纳米氧化锌2.6份；
112.纳米钛酸钡2.4份。
113.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为120nm。
114.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
115.所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
116.所述表面处理的温度为90℃，所述表面处理的时间为1h。
117.所述方法包括以下步骤：
118.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于600℃焙烧4h；
119.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧化钙混合，在90℃温度条件下搅拌混合30min，得到浆料；
120.步骤三、设置挤出机螺杆转速为350r/min，挤出温度为250℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
121.实施例4
122.本实施例的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，原料包括以下重量份的组分：
123.聚丙烯100份
124.乙烯丙烯酸酯10份；
125.环氧树脂5份；
126.三元乙丙橡胶2份；
127.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶2份；
128.硼酸锌1份；
129.沸石1份；
130.氧化镁2份；
131.氧化钙2份；
132.纳米二氧化硅1份；
133.纳米氧化锌1份；
134.纳米钛酸钡1份。
135.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为60nm。
136.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
137.所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
138.所述表面处理的温度为60℃，所述表面处理的时间为4h。
139.所述方法包括以下步骤：
140.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于600℃焙烧4h；
141.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧化钙混合，在90℃温度条件下搅拌混合30min，得到浆料；
142.步骤三、设置挤出机螺杆转速为350r/min，挤出温度为250℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
143.实施例5
144.本实施例的一种无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料的制备方法，原料包括以下重量份的组分：
145.聚丙烯100份
146.乙烯丙烯酸酯30份；
147.环氧树脂20份；
148.三元乙丙橡胶10份；
149.马来酸酐接枝三元乙丙橡胶10份；
150.硼酸锌5份；
151.沸石5份；
152.氧化镁10份；
153.氧化钙10份；
154.纳米二氧化硅3份；
155.纳米氧化锌3份；
156.纳米钛酸钡3份。
157.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡的粒径均为120nm。
158.所述纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米钛酸钡均经过硅烷偶联剂表面处理。
159.所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
160.所述表面处理的温度为90℃，所述表面处理的时间为1h。
161.所述方法包括以下步骤：
162.步骤一、将沸石、氧化镁和氧化钙于600℃焙烧4h；
163.步骤二、将聚丙烯、乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、硼酸锌、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡和步骤一焙烧后沸石、氧化镁和氧化钙混合，在90℃温度条件下搅拌混合30min，得到浆料；
164.步骤三、设置挤出机螺杆转速为350r/min，挤出温度为250℃，将步骤二所述浆料熔融挤出，干燥，得到无机纳米粒子增强的聚丙烯复合材料。
165.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。