本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

聚酰胺俗稱尼龍(nylon)，英文名稱polyamide(pa)，它是大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團(tuán)的高聚物的總稱。聚酰胺可由內(nèi)酸胺開環(huán)聚合制得，也可由二元胺與二元酸縮聚等得到的。是美國dupont公司最先開發(fā)用于纖維的樹脂，于1939年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。20世紀(jì)50年代開始開發(fā)和生產(chǎn)注塑制品，以取代金屬滿足下游工業(yè)制品輕量化、降低成本的要求。pa具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)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種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯(isotaeticpolyprolene)、無規(guī)聚丙烯(atacticpolypropylene)和間規(guī)聚丙烯(syndiotaticpolypropylene)三種。無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。

pa6/pp合金材料綜合了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)。21世紀(jì)電子電氣通訊家電機(jī)電設(shè)備向高性能微型化發(fā)展，對阻燃pp/pa6合金材料的要求越來越高，同時，隨著人類對環(huán)保的認(rèn)識，綠色環(huán)保產(chǎn)品受到普遍關(guān)注。因此，綠色環(huán)保型阻燃pp/pa6合金材料的品種與需求會越來越多。而目前其常用的阻燃劑為鹵系阻燃劑，由于其高效的阻燃效果，被廣泛用于阻燃聚合物改性材料中。但是，該類阻燃劑在燃燒時會釋放出大量的有毒有害的氣體，例如鹵化氫、二噁英等氣體，造成二次污染，嚴(yán)重危害生命安全和環(huán)境安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種不采用鹵系阻燃劑且具有良好的阻燃性能的改性聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的改性聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法步驟制備得到：

(1)將干燥的秸稈粉碎，于水中分散攪拌1-2h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-6％的氫氧化鈉溶液中，在50-60℃浸泡5-6h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為1.0-3.0mol·l-1的鋁鹽溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120-150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫3-5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；

(4)稱取60-75份聚酰胺樹脂、70-80份聚丙烯樹脂、5-8份潤滑劑，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取50-75份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入10-15份相容劑、3-5份抗氧劑，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(1)所述秸稈為小麥秸稈。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(3)所述鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液、硝酸鋁溶液或氯化鋁溶液。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(3)所述真空浸注處理時間為5-8h，真空度0.1mpa。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(4)所述聚酰胺樹脂為pa6樹脂。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(4)所述潤滑劑選自硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酰胺、芥酸酰胺、聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、油酸酰胺中的一種或幾種。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(5)所述相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐。

優(yōu)選的上述所述的改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，步驟(5)所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合。

本發(fā)明采用納米改性秸稈替代了有毒有害的鹵系阻燃劑，同時所述改性秸稈也可作為聚合物摻雜的無機(jī)填料，從而制得納米秸稈改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料，其中納米改性秸稈是通過生成的納米氫氧化鋁改性秸稈，由于納米改性秸稈是以納米顆粒狀態(tài)分散在樹脂基體中，其在遇熱分解時會生成氧化物和水蒸氣，水蒸氣沖淡稀釋了可燃性氣體，而氧化物的生成有助于使燃燒中斷，起到了抑制燃燒的作用，生成了保護(hù)層覆蓋于聚合物本體表面，隔離火源和氧氣，因此使復(fù)合材料具有了良好的阻燃性能，采用ul94防火等級測試，所得樹脂材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。同時秸稈在我國廣泛存在，每年都會產(chǎn)生大量的秸稈，在改性聚合物應(yīng)用秸稈是一種變廢為寶的舉措，一方面可以給農(nóng)民增收，另一方面可以減少秸稈的焚燒對環(huán)境造成的污染。本發(fā)明有效利用了農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈，使其變廢為寶，創(chuàng)造了新的應(yīng)用價值。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例所用試劑僅為舉例說明，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明其他實(shí)施例仍可選擇權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可選試劑。如無特別說明，所述份數(shù)均為質(zhì)量份。

實(shí)施例1

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌2h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的氫氧化鈉溶液中，在50℃浸泡6h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為3.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為5h，真空度0.1mpa；

(4)稱取60份pa6樹脂、70份聚丙烯樹脂、5份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取50份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入10份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、3份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。

實(shí)施例2

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌2h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在50℃浸泡5h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為1.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫3h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為8h，真空度0.1mpa；

(4)稱取65份pa6樹脂、75份聚丙烯樹脂、6份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取50份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入12份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、3份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。

實(shí)施例3

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌1h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在50℃浸泡5h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為1.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為8h，真空度0.1mpa；

(4)稱取70份pa6樹脂、80份聚丙烯樹脂、7份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取75份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入15份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、4份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。

實(shí)施例4

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌1h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在60℃浸泡5h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為3.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫3h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為5h，真空度0.1mpa；

(4)稱取75份pa6樹脂、80份聚丙烯樹脂、6份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取70份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入10份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、4份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。

實(shí)施例5

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌2h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在50℃浸泡6h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為1.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫3h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為8h，真空度0.1mpa；

(4)稱取65份pa6樹脂、75份聚丙烯樹脂、5份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取50-75份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入10份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、3份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。

實(shí)施例6

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎，于水中分散攪拌1h，過濾沉淀物再用無水乙醇和去離子水超聲洗滌，過濾沉淀物烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的秸稈粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在50℃浸泡5h后過濾烘干；

(3)將步驟(2)烘干后的秸稈置于濃度為2.0mol·l-1的硝酸鋁溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于140℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米改性秸稈；真空浸注處理時間為6h，真空度0.1mpa；

(4)稱取60份pa6樹脂、80份聚丙烯樹脂、6份潤滑劑聚乙烯蠟，加入高速混合機(jī)中攪拌均勻；

(5)稱取75份納米改性秸稈，加入到高速混合機(jī)中攪拌，繼續(xù)加入12份相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐、4份抗氧劑(抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)合)，混合機(jī)中攪拌，取出備用；

(6)將步驟(5)所得物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在220-260℃擠出造粒。采用ul94防火等級測試，所得改性阻燃聚酰胺/聚丙烯復(fù)合材料阻燃防火等級達(dá)到v-0。