本发明涉及增强聚丙烯制备的，尤其是涉及一种高相容性增强改性型聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
1、聚丙烯是由丙烯单体加聚反应合成的聚合物，原料易得，制造成本低。作为世界五大通用塑料之一，聚丙烯拥有较高的强度、刚度和耐腐蚀性能，同时聚丙烯的化学组成和分子结构赋予其良好的电绝缘性能和耐热性，可在-30-140℃温度区间长期使用，是一种性能优异的轻质热塑性材料。与其他塑料相比，在生产、加工、应用和再生的整个生命周期内，聚丙烯均是非常环保的材料，被广泛应用于建筑、汽车、包装、食品工业和电子电器等领域。但是，由于聚丙烯存在成型收缩率大、低温脆性高、易高温氧化分解、不耐磨、耐划伤性能和抗光老化性能差等缺点，导致聚丙烯在实际应用中仍受到一定的限制。目前，聚丙烯增强改性中常用的增强改性填料有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、玻璃纤维和碳纤维等增强聚丙烯体系的机械强度，
2、针对上述相关技术，发明人发现，现有的增强改性聚丙烯体系的方案中，由于聚丙烯的极性较差，与其他极性聚合物树脂、填充物等相容性较差，限制了聚丙烯材料性能的提高。
技术实现思路
1、为了改善现有增强改性聚丙烯体系方案中无机材料与聚丙烯之间相容性不佳的缺陷，本技术提供一种高相容性增强改性型聚丙烯材料及其制备方法。
2、第一方面，本技术提供了一种高相容性增强改性型聚丙烯，采用以下技术方案
3、一种高相容性增强改性型聚丙烯包括以下重量份物质：
4、聚丙烯树脂80-120份；
5、增强纤维10-25份；
6、增容改性材料 3-15份；
7、所述增强材料包括经辐照接枝改性的短切玻璃纤维。
8、通过上述技术方案，本技术选用辐照接枝改性的短切玻璃纤维作为主要的增强材料，一方面短切玻璃纤维作为无机纤维材料，能显著提升聚丙烯的力学性能，提升强度、刚度和耐冲击性；另一方面，辐照接枝改性后的短切玻璃纤维其反应活性和比表面积进一步提高，从而改善了聚丙烯树脂与增强纤维之间的结合强度和相容性能。
9、同时本技术通过添加增容改性材料，能够增强聚丙烯与增强纤维之间的界面结合力，改善界面相容性，从而进一步改善了增强聚丙烯材料的力学性能。
10、进一步的，所述增容改性材料包括马来酸酐接枝聚丙烯颗粒。
11、进一步的，所述增强材料为经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维。
12、进一步的，所述经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维采用以下技术方案制成：
13、取短切玻璃纤维并对其表面焙烧处理，静置冷却，收集得预处理短切玻璃纤维；
14、取预处理玻璃纤维并置于电子束辐照装置中，在100-200kgy辐照剂量下进行辐照接枝改性处理；
15、待辐照接枝完成后，取硅烷偶联剂与乙醇溶液搅拌混合，收集混合液并将辐照接枝改性处理的玻璃纤维置于混合液中，超声处理并洗涤干燥，即可制备得所述经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维。
16、通过上述技术方案，本技术选用硅烷偶联剂水解形成的纳米二氧化硅颗粒作为改性包覆层，进一步对辐照接枝短切玻璃纤维进行改性。纳米二氧化硅的包覆可以提高短切玻璃纤维的表面活性，增强其与聚丙烯的相容性，改善界面结合力，从而提高复合材料的强度和韧性。此外，辐照接枝改性增强了玻璃纤维的化学稳定性和与聚丙烯材料之间的相容性，从而进一步提高了增强聚丙烯材料的力学性能。
17、进一步的，所述增强材料还包括碳纤维短切纤维和热塑性弹性体颗粒，所述热塑性弹性体颗粒与碳纤维短切纤维添加比例为1:（3.5-4.5）。
18、通过上述技术方案，本技术再添加碳纤维短切纤维和热塑性弹性体颗粒作为改性材料，一方面，由于碳纤维和玻璃纤维作为无机填料对聚丙烯材料进行改性时有效显著改善其强度，而热塑性弹性体具有良好的韧性补强的效果，从而改善了聚丙烯增强材料的力学性能；另一方面，热塑性弹性体颗粒在加工过程中，能有效改善碳纤维短切纤维和玻璃纤维短切纤维之间的结合强度，从而进一步改善了增强纤维与聚丙烯树脂之间的结合强度和相容性，从而进一步改善了增强聚丙烯材料的力学性能。
19、进一步的，所述热塑性弹性体颗粒包括poe、sebs、sbs或tpo中的至少一种。
20、通过上述技术方案，本技术优化了热塑性弹性体的类别，通过选用poe、sebs、sbs或tpo等不同类型，结合这些热塑性弹性体的优势，可以根据不同应用需求进行合理选择和调整，优化聚丙烯复合材料的整体性能，满足客户对材料性能的特殊要求。
21、进一步的，所述碳纤维短切纤维为表面处理碳纤维短切纤维，所述表面处理碳纤维短切纤维采用以下方案制成：
22、将碳纤维短切纤维浸渍于表面处理剂中，浸渍处理后，将其置于烘箱中干燥处理即可制备得所述表面处理碳纤维短切纤维。
23、进一步的，所述表面处理剂包括以下重量份的物质：
24、异丙醇0.45-0.60份；
25、马来酸酐接枝聚丙烯树脂颗粒0.10-0.25份；
26、去离子水45-60份。
27、通过上述技术方案，本技术通过对碳纤维短切纤维表面进行上浆处理并采用马来酸酐接枝聚丙烯树脂颗粒作为上浆剂中的主要包覆改性材料，一方面，上浆后的碳纤维短切纤维可以有效改善其表面特性，增强其与聚丙烯的相容性，经过处理后的碳纤维具有更好的表面活性和粘附性；另一方面，马来酸酐接枝聚丙烯树脂颗粒制备的上浆剂使碳纤维短切纤维与聚丙烯颗粒之间保持良好的界面结合力，有助于改善增强材料与聚丙烯之间的相容性，从而改善了增强聚丙烯材料的力学性能。
28、第二方面，本技术提供了一种高相容性增强改性型聚丙烯的制备方法，采用以下技术方案：
29、一种高相容性增强改性型聚丙烯的制备方法，包括以下制备步骤：
30、取表面处理碳纤维短切纤维、经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维、热塑性弹性体颗粒和增容改性材料搅拌混合并置于双螺杆挤出机中，混合并挤出混合，制备的增强纤维复合材料；
31、再将聚丙烯树脂和增强纤维复合材料混合并置于双螺杆挤出机中，挤出成型，即可制备得所述高相容性增强改性型聚丙烯。
32、通过上述技术方案，本技术优化了高相容性增强改性型聚丙烯的制备方法，通过先将增强纤维与增容改性材料进行复合，确保各组分的充分混合与均匀分散，提高了复合材料的整体性能，同时该生产工艺能够有效提升聚丙烯复合材料的机械性能和热稳定性，适应更广泛的应用领域。
33、进一步的，所述挤出成型的温度设定为230℃，螺杆转速设定为600r／min，喂料设定为30kg／h。
34、综上所述，本技术具有以下有益效果：
35、第一、本技术选用辐照接枝改性的短切玻璃纤维作为主要的增强材料，一方面短切玻璃纤维作为无机纤维材料，能显著提升聚丙烯的力学性能，提升强度、刚度和耐冲击性；另一方面，辐照接枝改性后的短切玻璃纤维其反应活性和比表面积进一步提高，从而改善了聚丙烯树脂与增强纤维之间的结合强度和相容性能。
36、同时本技术通过添加增容改性材料，能够增强聚丙烯与增强纤维之间的界面结合力，改善界面相容性，从而进一步改善了增强聚丙烯材料的力学性能。
37、第二、本技术选用硅烷偶联剂水解形成的纳米二氧化硅颗粒作为改性包覆层，进一步对辐照接枝短切玻璃纤维进行改性。纳米二氧化硅的包覆可以提高短切玻璃纤维的表面活性，增强其与聚丙烯的相容性，改善界面结合力，从而提高复合材料的强度和韧性。此外，辐照接枝改性增强了玻璃纤维的化学稳定性和与聚丙烯材料之间的相容性，从而进一步提高了增强聚丙烯材料的力学性能。
38、第三、本技术再添加碳纤维短切纤维和热塑性弹性体颗粒作为改性材料，一方面，由于碳纤维和玻璃纤维作为无机填料对聚丙烯材料进行改性时有效显著改善其强度，而热塑性弹性体具有良好的韧性补强的效果，从而改善了聚丙烯增强材料的力学性能；另一方面，热塑性弹性体颗粒在加工过程中，能有效改善碳纤维短切纤维和玻璃纤维短切纤维之间的结合强度，从而进一步改善了增强纤维与聚丙烯树脂之间的结合强度和相容性，从而进一步改善了增强聚丙烯材料的力学性能。
1.一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，包括以下重量份物质：
2.根据权利要求1所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述增容改性材料包括马来酸酐接枝聚丙烯颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述增强材料为经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述经纳米二氧化硅包覆改性的辐照接枝改性的短切玻璃纤维采用以下技术方案制成：
5.根据权利要求1所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述增强材料还包括碳纤维短切纤维和热塑性弹性体颗粒，所述热塑性弹性体颗粒与碳纤维短切纤维添加比例为1:（3.5-4.5）。
6.根据权利要求5所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述热塑性弹性体颗粒包括poe、sebs、sbs或tpo中 的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述碳纤维短切纤维为表面处理碳纤维短切纤维，所述表面处理碳纤维短切纤维采用以下方案制成：
8.根据权利要求7所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯，其特征在于，所述表面处理剂包括以下重量份的物质：
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
10.根据权利要求9所述的一种高相容性增强改性型聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述挤出成型的温度设定为230℃，螺杆转速设定为600r／min，喂料设定为30kg／h。
