本发明涉及聚丙烯技术领域，具体涉及一种高电磁波吸收性能的增强聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
随着电磁波在电子通讯领域的广泛应用，移动电话、无线网络、雷达等带来的电磁辐射、干扰的问题越来越受到重视；同时，电磁波技术也广泛应用于现在的军事领域中，如雷达技术。基于以上要求，微波吸收材料的研发尤为重要。
玻璃纤维是工程塑料常用的增强材料，制备导电玻璃纤维作为复合材料的导电填料已成为解决电磁屏蔽问题的重要方法，其同时能达到材料增强和电磁屏蔽的效果。
传统的化学镀是制备导电玻璃纤维常用技术之一，但是其工艺复杂，且重金属价格昂贵且对环境造成严重污染，同时电磁屏蔽效果并不理想。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高电磁波吸收性能的增强聚丙烯材料及其制备方法。
一种高电磁波吸收性能的增强聚丙烯材料，由下述组分按重量份数制备而成：
聚丙烯 64-86份，
BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料 10-30份，
聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH） 2-6份，
热稳定剂 0.1-0.3份，
润滑剂 0.1-0.3份，
所述聚丙烯、BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料与PP-g-MAH三者重量之和为100份；
所述BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料是通过静电吸附原理将纳米BaTiO3材料吸附在玻璃纤维上制成。
进一步方案，所述BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料的制备方法如下：
（1）先将玻璃纤维在400-500℃下煅烧60-100分钟后放入丙酮溶液中浸泡清洗30-60分钟；
（2）将清洗后的玻璃纤维放入2mol/L-4mol/L的盐酸溶液中进行羟基化处理30-80分钟，然后经去离子水洗涤后在40-70℃条件下烘干；
（3）将烘干后的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中30-80分钟，然后用去离子水洗净后于40-70℃条件下烘干；
（4）将BaTiO3和经（3）处理后的玻璃纤维按质量比1:1-5浸于蒸馏水中，静置20-40分钟后取出再使用蒸馏水冲洗，然后在40-80℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
所述聚丙烯的熔体流动速率在压力2.16kg、温度230℃的条件下为0.1-100g/min。
所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。
所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂和酰胺类润滑剂中的一种或多种。
所述玻璃纤维为直径10-20μm，长度为3-6mm的短切玻纤。
本发明的另一个发明目的是提供上述高电磁钛酸钡能的增强聚丙烯材料的制备方法，按配比，将聚丙烯、聚丙烯枝马来酸酐、热稳定剂、润滑剂和BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料加入螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒制得增强聚丙烯材料；所述螺杆挤出机的长径比为35-56:1，加工温度为170-250℃。
钛酸钡（BaTiO3）为钙钛矿结构，其具有良好的介电和铁电性能，而且纳米结构的BaTiO3对电磁较强的吸收能力尤为突出。本发明是利用静电吸附原理，将纳米BaTiO3材料吸附在玻璃纤维上制备出BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，再将BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料作为填料改性聚丙烯材料，从而使聚丙烯材料也具备较好电磁吸收能力。
所以本发明的与现有技术相比具有如下优点：
1、利用静电吸附作用将纳米BaTiO3材料吸附在玻璃纤维上制备出BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，该方法较传统的化学镀方法操作简单且无污染；
2、纳米BaTiO3较传统的导电金属相比具有更强的电磁吸收能力，将BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料作为填料改性聚丙烯材料，使改性后的聚丙烯表现出更好的微波吸收性能。
具体实施方式
下面实施例中热稳定剂选用酚类热稳定剂1010、亚磷酸酯类热稳定剂168；
润滑剂选用硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸乙二醇酯、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、芥酸酰胺。
实施例1
将直径15μm、长度为4mm的短切玻璃纤维在450℃下煅烧80分钟；将煅烧过的玻纤在丙酮溶液中浸泡清洗处理40分钟，再将清洗后的玻璃纤维加入3mol/L的盐酸溶液中进行羟基化处理50分钟，然后经去离子水洗涤后在50℃条件下烘干；将上述处理的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中50分钟，经去离子水洗净后于60℃条件下烘干；
将BaTiO3和经上述处理后的玻璃纤维按质量比1:3浸于蒸馏水中，静置30分钟后取出使用蒸馏水冲洗，然后在60℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
将 70 公斤聚丙烯、4公斤PP-g-MAH，26公斤BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，0.2 公斤酚类热稳定剂1010、0.3 公斤润滑剂 EBS在长径比为 40:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得增强聚丙烯材料。制备时的加工温度为200℃。
实施例2
将直径18μm、长度为5mm的短切玻璃纤维在480℃下煅烧90分钟；将煅烧过的玻纤在丙酮溶液中浸泡清洗处理50分钟，再将清洗后的玻璃纤维加入3.5mol/L的盐酸溶液中进行羟基化处理70分钟，然后经去离子水洗涤后在60℃条件下烘干；将上述处理的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中60分钟，经去离子水洗净后于65℃条件下烘干；
将BaTiO3和经上述处理后的玻璃纤维按质量比1:4浸于蒸馏水中，放置35分钟后取出使用蒸馏水冲洗，在70℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
将 80公斤聚丙烯、5公斤PP-g-MAH，26公斤BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，0.1公斤润滑剂硬脂酸锌、0.1公斤润滑剂硬脂酸钙、0.25 公斤酚类热稳定剂1010在长径比为 56:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得增强聚丙烯材料。制备时的加工温度为220℃。
实施例3
将直径12μm、长度为3mm的短切玻璃纤维在430℃下煅烧65分钟；将煅烧过的玻纤在丙酮溶液中浸泡清洗处理40分钟，再将清洗后的玻璃纤维2.5mol/L的盐酸溶液中进行羟基化处理40分钟，经去离子水洗涤后在50℃条件下烘干；将上述处理的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中40分钟，经去离子水洗净后于50℃条件下烘干；
将BaTiO3和经上述处理后的玻璃纤维按质量比1:1浸于蒸馏水中，放置25分钟后取出使用蒸馏水冲洗，在50℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
将 70公斤聚丙烯、3公斤PP-g-MAH，27公斤BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，0.1公斤酚类热稳定剂1010和0.1公斤热稳定剂168、0.2公斤硅烷偶联剂KH-570，在长径比为 35:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得增强聚丙烯材料。制备时的加工温度为170℃。
实施例4
将直径20μm、长度为6mm的短切玻璃纤维在500℃下煅烧100分钟；将煅烧过的玻纤在丙酮溶液中浸泡清洗处理60分钟，再将清洗后的玻璃纤维加入4mol/L的盐酸溶液中进入羟基化处理80分钟，经去离子水洗涤后在70℃条件下烘干；将上述处理的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中80分钟，经去离子水洗净后于70℃条件下烘干；
将BaTiO3和经上述处理后的玻璃纤维按质量比1:5浸于蒸馏水中，放置40分钟后取出使用蒸馏水冲洗，在80℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
将 86公斤聚丙烯、6公斤PP-g-MAH，10公斤BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料，0.3公斤酚类热稳定剂168、0.3公斤润滑剂硬脂酸乙二醇酯，在长径比为 40:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得本实施例的聚丙烯复合物。制备时的加工温度为250℃。
实施例5
将直径10μm、长度为3mm的短切玻璃纤维在400℃下煅烧60分钟；将煅烧过的玻纤在丙酮溶液中浸泡清洗处理30分钟，再将清洗后的玻璃纤维加入2mol/L的盐酸溶液中进行羟基化处理30分钟，经去离子水洗涤后在40℃条件下烘干；将上述处理的玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中30分钟，经去离子水洗净后于40℃条件下烘干；
将BaTiO3和经上述处理后的玻璃纤维按质量比1:2浸于蒸馏水中，放置20分钟后取出使用蒸馏水冲洗，在40℃下烘干，即可制得BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料。
将 64公斤聚丙烯、2公斤PP-g-MAH，30公斤BaTiO3包覆玻璃纤维复合材料， 0.1公斤酚类热稳定剂1010、0.1公斤润滑剂芥酸酰胺，在长径比为 40:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得增强聚丙烯材料。制备时的加工温度为190℃。
对比例1
先用化学镀方法制备出铬镀玻纤，然后将80公斤聚丙烯、20公斤铬镀玻纤，0.2公斤酚类热稳定剂1010、0.2公斤润滑剂芥酸酰胺在长径比为 40:1 的双螺杆挤出机中熔融混合分散，所有原料共混挤出造粒后，即得本实施例的聚丙烯复合物。制备时的加工温度为190℃。
将上述实施例1-5和对比例1所制备的聚丙烯材料根据使用同轴线传输/反射法测量所得纤维材料的电磁参数,制成外径 7.00 mm、内径 3.04 mm、厚约 2 mm 的环状试样, 在美国安捷伦 E5071C 型矢量网络分析仪上测量它们在 2-18 GHz 频率范围内的复介电常数和复磁导率, 根据传输线理论模拟计算和分析相应单层和双层结构吸波涂层的微波吸收性能。
测试结果如下表：
从表1可看出，本发明制得的聚丙烯材料的吸波能力和对微波吸收频率范围较对比例1制备的材料有明显增强变大的特点，使改性后的聚丙烯材料表现出更好的微波吸收性能，且强度高、无污染，可用于军事和建筑防电磁污染领域。且本发明的制备方法简单。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。