一种纳米二氧化硅增强PP材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及PP材料技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅增强PP材料及其制备工艺。

背景技术

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。

增强聚丙烯是聚丙烯与玻璃纤维或有机纤维、石棉、或无机填料的混合物。通常采用加入玻璃纤维、粉体添加剂或弹性体的方法对PP进行改性。加入30％的玻璃纤维可以使收缩率降到0.7％。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃溶剂、氯化烃溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。一般工业用的玻璃纤维增强聚丙烯中含10～30％的纤维。由于含有玻璃纤维而具有良好的耐热性和尺寸稳定性。增强聚丙烯主要用于制造各种机械零件，主要包括汽车风扇、空调风扇、净水器滤瓶，在电器行业可用于各类家电外观件替代ABS、HIPS，广泛用于冰箱顶盖、空调底座、足浴器等。

纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。

利用纳米二氧化硅透光、粒度小，可以使塑料变得更加致密，在聚苯乙烯塑料薄膜中添加二氧化硅后，不但提高其透明度、强度、韧性，而且防水性能和抗老化性能也明显提高。通过在普通塑料聚氯乙烯中添加少量纳米二氧化硅后生产出的塑钢门窗硬度、光洁度和抗老化性能均大幅提高。利用纳米二氧化硅对普通塑料聚丙烯进行改性，主要技术指标均达到或超过工程塑料尼龙6的性能指标，实现了聚丙烯铁道配件替代尼龙6使用，产品成本大幅下降，其经济效益和社会效益十分显著。

但现有的PP材料的性能树脂的加工性能较差，市场上的PP材料冲击强度一般在3.0KJ/m

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种纳米二氧化硅增强PP材料及其制备工艺，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种纳米二氧化硅增强PP材料及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒65-75份，纳米二氧化硅15-20份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物6-8份，乙烯-辛烯共聚物4-6份，抗静电剂1-3份，抗氧剂1-3份，改性增塑剂1-2份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐5-7份，填料8-10份，光稳定剂0.5-1份，润滑剂1-2份，纳米阻燃剂1-3份，改性助剂1-3份，补强剂2-5份，交联助剂1-3份。

优选的，所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯40-50份，N,N-二烯丙基十八胺30-40份，亚磷酸酯15-25份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸4-6份，1,4-丁烯二醇3-5份，羧甲基纤维素钠4-6份，二甲基硅油1-3份，保护剂2-4份。

优选的，所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

优选的，所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

优选的，所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

优选的，所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷35-45份，改性三乙醇胺30-40份、顺丁烯二酸酐10-20份、偏苯三甲酸酐甘油酯15-25份，乙酰丙酮铝3-5份，软脂酸8-10份、丙酸氢氧化钴4-6份、氧化锆2-4份。

优选的，所述补强剂的加入量为原材料总量的0.8-1.2％，补强剂由质量比为1:1-3:1-3.5的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

优选的，所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.1-1.5：3.5-5.5。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350转/分-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的纳米二氧化硅增强PP材料通过添加改性增塑剂、改性助剂，补强剂和交联助剂进行共混改性来提高改性材料的加工性能以及抗冲击性能，使得纳米二氧化硅增强PP材料与现有PP材料相比，拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度以及阻燃性能显著提高，能够广泛运用，并代替现有的材料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒65份，纳米二氧化硅15份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物6份，乙烯-辛烯共聚物4份，抗静电剂1份，抗氧剂1份，改性增塑剂1份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐5份，填料8份，光稳定剂0.5份，润滑剂1份，纳米阻燃剂1份，改性助剂1份，补强剂2份，交联助剂1份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯40份，N,N-二烯丙基十八胺30份，亚磷酸酯15份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸4份，1,4-丁烯二醇3份，羧甲基纤维素钠4份，二甲基硅油1份，保护剂2份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷35份，改性三乙醇胺30份、顺丁烯二酸酐10份、偏苯三甲酸酐甘油酯15份，乙酰丙酮铝3份，软脂酸8份、丙酸氢氧化钴4份、氧化锆2份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的0.8％，补强剂由质量比为1:1:1的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.1：3.5。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350转/分-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

实施例2

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，改性增塑剂1.5份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，改性助剂2份，补强剂2.5份，交联助剂2份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯45份，N,N-二烯丙基十八胺35份，亚磷酸酯20份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸5份，1,4-丁烯二醇4份，羧甲基纤维素钠5份，二甲基硅油2份，保护剂3份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷40份，改性三乙醇胺35份、顺丁烯二酸酐15份、偏苯三甲酸酐甘油酯20份，乙酰丙酮铝4份，软脂酸9份、丙酸氢氧化钴5份、氧化锆3份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的1.0％，补强剂由质量比为1:2:2的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.2：4.1。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

实施例3

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒75份，纳米二氧化硅20份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物8份，乙烯-辛烯共聚物6份，抗静电剂3份，抗氧剂3份，改性增塑剂2份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐7份，填料10份，光稳定剂1份，润滑剂2份，纳米阻燃剂3份，改性助剂3份，补强剂5份，交联助剂3份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯50份，N,N-二烯丙基十八胺40份，亚磷酸酯25份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸6份，1,4-丁烯二醇5份，羧甲基纤维素钠6份，二甲基硅油3份，保护剂4份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷45份，改性三乙醇胺40份、顺丁烯二酸酐20份、偏苯三甲酸酐甘油酯25份，乙酰丙酮铝5份，软脂酸10份、丙酸氢氧化钴6份、氧化锆4份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的0.8-1.2％，补强剂由质量比为1:3:3.5的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.5：5.5。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350转/分-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

对比例1

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，改性助剂2份，补强剂2.5份，交联助剂2份。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷40份，改性三乙醇胺35份、顺丁烯二酸酐15份、偏苯三甲酸酐甘油酯20份，乙酰丙酮铝4份，软脂酸9份、丙酸氢氧化钴5份、氧化锆3份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的1.0％，补强剂由质量比为1:2:2的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.2：4.1。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

对比例2

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，改性增塑剂1.5份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，改性助剂2份，补强剂2.5份，交联助剂2份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯45份，N,N-二烯丙基十八胺35份，亚磷酸酯20份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸5份，1,4-丁烯二醇4份，羧甲基纤维素钠5份，二甲基硅油2份。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷40份，改性三乙醇胺35份、顺丁烯二酸酐15份、偏苯三甲酸酐甘油酯20份，乙酰丙酮铝4份，软脂酸9份、丙酸氢氧化钴5份、氧化锆3份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的1.0％，补强剂由质量比为1:2:2的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.2：4.1。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

对比例3

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，改性增塑剂1.5份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，补强剂2.5份，交联助剂2份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯45份，N,N-二烯丙基十八胺35份，亚磷酸酯20份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸5份，1,4-丁烯二醇4份，羧甲基纤维素钠5份，二甲基硅油2份，保护剂3份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述补强剂的加入量为原材料总量的1.0％，补强剂由质量比为1:2:2的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.2：4.1。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂和纳米阻燃剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅，补强剂和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

对比例4

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，改性增塑剂1.5份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，改性助剂2份，交联助剂2份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯45份，N,N-二烯丙基十八胺35份，亚磷酸酯20份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸5份，1,4-丁烯二醇4份，羧甲基纤维素钠5份，二甲基硅油2份，保护剂3份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷40份，改性三乙醇胺35份、顺丁烯二酸酐15份、偏苯三甲酸酐甘油酯20份，乙酰丙酮铝4份，软脂酸9份、丙酸氢氧化钴5份、氧化锆3份。

所述交联助剂为聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的组合，其中聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为1.2：4.1。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅和交联助剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

对比例5

一种纳米二氧化硅增强PP材料，所述纳米二氧化硅增强PP材料由以下重量份的原材料制作而成：

聚丙烯树脂颗粒70份，纳米二氧化硅17份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物7份，乙烯-辛烯共聚物5份，抗静电剂2份，抗氧剂2份，改性增塑剂1.5份，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐6份，填料9份，光稳定剂0.7份，润滑剂1.5份，纳米阻燃剂2份，改性助剂2份，补强剂2.5份。

所述改性增塑剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙酰柠檬酸三丁酯45份，N,N-二烯丙基十八胺35份，亚磷酸酯20份，2,2-二甲基-3-羟基丙酸5份，1,4-丁烯二醇4份，羧甲基纤维素钠5份，二甲基硅油2份，保护剂3份。

所述保护剂为氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化镍中的一种或两种以上。

所述填料为硅酸盐、碳酸钙、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、二氧化硅、纤维素、钛镍合金纤维以及玻璃纤维中的一种或两种以上。

所述纳米阻燃剂为笼型聚倍半硅氧烷、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土以及硼酸盐中的一种或两种以上。

所述改性助剂由以下重量份的原材料制作而成：

二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷40份，改性三乙醇胺35份、顺丁烯二酸酐15份、偏苯三甲酸酐甘油酯20份，乙酰丙酮铝4份，软脂酸9份、丙酸氢氧化钴5份、氧化锆3份。

所述补强剂的加入量为原材料总量的1.0％，补强剂由质量比为1:2:2的纳米碳酸钙、白炭黑和纳米高岭土复配而得。

一种纳米二氧化硅增强PP材料的制备工艺，还包括以下步骤：

S1、将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，1,3-二烯丙基咪唑丙烯酸盐和填料加入到捏合机中以350-450转/分的速度进行混合8-10min，捏合机温度控制在108-112℃，即得混合料一；

S2、将抗静电剂，抗氧剂，改性增塑剂，光稳定剂，润滑剂，纳米阻燃剂和改性助剂加入到步骤S1已经去湿完毕的混合料一中，以600-700转/分的速度混合6-8min，即得混合料二；

S3、将聚丙烯树脂颗粒，纳米二氧化硅和补强剂加入步骤S2中的混合料二中，以650-750转/分的速度混合8-10min，即得混合料三；

S4、将步骤S3中的混合料三置于双螺杆挤出机中进行熔融，并挤出风干造粒，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在180-185℃，螺杆转速为40-45r/min，即可得到纳米二氧化硅增强PP材料。

将实施例1-3和对比例1-5所制得的PP材料按照国家标准利用注射成型工艺制备成测试样条，进行样条性能测试，测试项目包括：

拉伸性能测试按ISO-527-2进行，试样尺寸150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；

弯曲强度按ISO 178进行，试样尺寸80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；

产品缺口冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸80*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；

热变形温度按ISO 75进行，试样尺寸120*10*3mm，载荷为1.8MPa；熔融指数按照ISO1133。

选取市面上常见的PP材料作为对照组，经测试结果见表1所示：

将对比例1的PP材料与实施例2的增强PP材料进行性能比较，可以得到，通过添加改性增塑剂，有效增强了PP材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度，使得改性增塑剂对PP材料的补强效果增强；

将对比例2的PP材料与实施例2的增强PP材料进行性能比较，可以得到，通过在改性增塑剂中添加保护剂，能够提高改性增塑剂的增强效果，使得PP材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度得到有效提升；

将对比例3的PP材料与实施例2的增强PP材料进行性能比较，可以得到，通过添加改性助剂，使得原材料在混合时能够充分分散，不易沉淀，同时能够有效增加拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度以及阻燃性能；

将对比例4的PP材料与实施例2的增强PP材料进行性能比较，可以得到，通过添加补强剂，增加了PP材料的力学强度，在保持材料抗冲击性能的基础上，能显著提高PP材料的热变形温度，综合性能优异；

将对比例5的PP材料与实施例2的增强PP材料进行性能比较，可以得到，通过添加交联助剂，使线型分子相互连在一起，形成网状结构，提高了高分子PP材料的强度和弹性，交联后显著提高PP材料的耐热性、阻燃性及机械强度。

综上，相对于对比例1-5和对照组，本发明实施例1-3所制备的纳米二氧化硅增强PP材料的性能显著，其中实施例2制备所得的纳米二氧化硅增强PP材料性能最佳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。