本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料。
背景技术：
聚酰胺俗称尼龙(nylon)，英文名称polyamide(pa)，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。是美国dupont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。pa具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。
聚丙烯(pp)，分子式(c3h6)n，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotaeticpolyprolene)、无规聚丙烯(atacticpolypropylene)和间规聚丙烯(syndiotaticpolypropylene)三种。无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
pa6/pp合金材料综合了两种材料的优点。21世纪电子电气通讯家电机电设备向高性能微型化发展，对阻燃pp/pa6合金材料的要求越来越高，同时，随着人类对环保的认识，绿色环保产品受到普遍关注。因此，绿色环保型阻燃pp/pa6合金材料的品种与需求会越来越多。而目前其常用的阻燃剂为卤系阻燃剂，由于其高效的阻燃效果，被广泛用于阻燃聚合物改性材料中。但是，该类阻燃剂在燃烧时会释放出大量的有毒有害的气体，例如卤化氢、二噁英等气体，造成二次污染，严重危害生命安全和环境安全。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种不采用卤系阻燃剂且具有良好的阻燃性能的改性聚酰胺/聚丙烯复合材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的改性聚酰胺/聚丙烯复合材料，采用以下方法步骤制备得到：
(1)将干燥的秸秆粉碎，于水中分散搅拌1-2h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5-6％的氢氧化钠溶液中，在50-60℃浸泡5-6h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为1.0-3.0mol·l-1的铝盐溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于120-150℃下，在水热反应釜中恒温3-5h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；
(4)称取60-75份聚酰胺树脂、70-80份聚丙烯树脂、5-8份润滑剂，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取50-75份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入10-15份相容剂、3-5份抗氧剂，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(1)所述秸秆为小麦秸秆。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(3)所述铝盐溶液为硫酸铝溶液、硝酸铝溶液或氯化铝溶液。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(3)所述真空浸注处理时间为5-8h，真空度0.1mpa。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(4)所述聚酰胺树脂为pa6树脂。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(4)所述润滑剂选自硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、油酸酰胺中的一种或几种。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(5)所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。
优选的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，步骤(5)所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合。
本发明采用纳米改性秸秆替代了有毒有害的卤系阻燃剂，同时所述改性秸秆也可作为聚合物掺杂的无机填料，从而制得纳米秸秆改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料，其中纳米改性秸秆是通过生成的纳米氢氧化铝改性秸秆，由于纳米改性秸秆是以纳米颗粒状态分散在树脂基体中，其在遇热分解时会生成氧化物和水蒸气，水蒸气冲淡稀释了可燃性气体，而氧化物的生成有助于使燃烧中断，起到了抑制燃烧的作用，生成了保护层覆盖于聚合物本体表面，隔离火源和氧气，因此使复合材料具有了良好的阻燃性能，采用ul94防火等级测试，所得树脂材料阻燃防火等级达到v-0。同时秸秆在我国广泛存在，每年都会产生大量的秸秆，在改性聚合物应用秸秆是一种变废为宝的举措，一方面可以给农民增收，另一方面可以减少秸秆的焚烧对环境造成的污染。本发明有效利用了农业废弃物秸秆，使其变废为宝，创造了新的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例所用试剂仅为举例说明，并不用于限制本发明的保护范围，本发明其他实施例仍可选择权利要求范围内的所有可选试剂。如无特别说明，所述份数均为质量份。
实施例1
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌2h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为6％的氢氧化钠溶液中，在50℃浸泡6h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为3.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于120℃下，在水热反应釜中恒温5h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为5h，真空度0.1mpa；
(4)称取60份pa6树脂、70份聚丙烯树脂、5份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取50份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入10份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。
实施例2
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌2h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在50℃浸泡5h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为1.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于150℃下，在水热反应釜中恒温3h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为8h，真空度0.1mpa；
(4)称取65份pa6树脂、75份聚丙烯树脂、6份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取50份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入12份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。
实施例3
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌1h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在50℃浸泡5h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为1.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于120℃下，在水热反应釜中恒温5h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为8h，真空度0.1mpa；
(4)称取70份pa6树脂、80份聚丙烯树脂、7份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取75份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入15份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、4份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。
实施例4
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌1h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在60℃浸泡5h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为3.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于150℃下，在水热反应釜中恒温3h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为5h，真空度0.1mpa；
(4)称取75份pa6树脂、80份聚丙烯树脂、6份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取70份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入10份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、4份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。
实施例5
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌2h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在50℃浸泡6h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为1.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于120℃下，在水热反应釜中恒温3h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为8h，真空度0.1mpa；
(4)称取65份pa6树脂、75份聚丙烯树脂、5份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取50-75份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入10份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、3份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。
实施例6
(1)将干燥的小麦秸秆粉碎，于水中分散搅拌1h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；
(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在50℃浸泡5h后过滤烘干；
(3)将步骤(2)烘干后的秸秆置于浓度为2.0mol·l-1的硝酸铝溶液中真空浸注，然后将真空浸注后的秸秆于140℃下，在水热反应釜中恒温5h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；真空浸注处理时间为6h，真空度0.1mpa；
(4)称取60份pa6树脂、80份聚丙烯树脂、6份润滑剂聚乙烯蜡，加入高速混合机中搅拌均匀；
(5)称取75份纳米改性秸秆，加入到高速混合机中搅拌，继续加入12份相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、4份抗氧剂(抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合)，混合机中搅拌，取出备用；
(6)将步骤(5)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。采用ul94防火等级测试，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯复合材料阻燃防火等级达到v-0。