本发明属于复合材料技术领域，更具体地，本发明涉及一种高性能abs/玉米秸秆复合材料及其制备方法。
背景技术：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)树脂是一种性能优越的通用型热塑性工程塑料，具有较高的冲击强度，优良的电绝缘性，良好的加工性能和化学稳定性，易于模塑成型，制品富有光泽和较高的韧性，被广泛应用于家用电器、建筑材料、汽车工业等领域。由于阻燃性能要求高，如防火外壳、开关等都要求材料的阻燃性能达到ul-94v-0级，abs树脂本身的阻燃性能无法满足需求，最常见的方法是添加卤系阻燃剂与三氧化二锑的复合阻燃体系，但其燃烧时会释放大量的烟和有害气体，会对环境和人体造成伤害。随着人们对材料环保要求的不断提高，无机阻燃剂或磷系、氮系阻燃剂得到一定的使用，但无机阻燃剂存在阻燃效率低，添加量大的问题，磷系阻燃剂阻燃效率高，添加量少，但其使材料塑化，影响材料的力学性能，在一定程度上限制了其使用范围。此外为了降低成本，通过与植物秸秆复合是很好的方法，但这又常常会进一步降低阻燃性能和力学强度，难以得到应用。因此，有必要进行技术改进，得到阻燃性能好、力学强度高的高性能abs/玉米秸秆复合材料。
技术实现要素：
为此，本发明的提供一种高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料包括：abs树脂100份、木质素8-15份、纳米氧化铯5-10份、蒙脱土5-10份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉5-12份、abs-g-mah5-10份、相容剂5-10份和抗氧剂0.5-1份。
优选地，所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料包括：abs树脂100份、木质素9-12份、纳米氧化铯7-9份、蒙脱土7-9份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉7-10份、abs-g-mah6-9份、相容剂5-10份和抗氧剂0.7-0.9份。
更优选地，所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料包括：abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂8份和抗氧剂0.8份。
在优选方案中，所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉。
在优选方案中，所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料还包括：硅烷修饰磺化聚磷腈5-10份。
在更优选方案中，所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料还包括：硅烷修饰磺化聚磷腈8份。
在优选方案中，述硅烷修饰磺化聚磷腈的制备方法为：
在250毫升圆底烧瓶中，将0.4克六氯环三磷腈和0.91克4,4’-二羟基二苯砜溶解于150毫升乙腈中，然后加入1.1毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应4h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在40℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入0.5克上述白色聚磷腈粉末，再加入10毫升质量分数98%的浓硫酸，置于60℃水浴锅中，在机械搅拌下反应10h，反应结束后，将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，离心除去未反应的硫酸，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到磺化聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入1克上述磺化聚磷腈粉末、硅烷偶联剂kh-5600.3克以及10毫升二甲基亚砜，升温50℃反应4h后，降至室温并将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到硅烷修饰磺化聚磷腈。
在优选方案中，所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料，按重量份计，其制备原料还包括：2-氯-4,5-二氢-1h-咪唑磺酸盐1-10份、2-巯基苯并咪唑-5-磺酸钠二水合物1-5份。
本发明进一步提供了一种高性能abs/玉米秸秆复合材料的制备方法，包括以下步骤：
先将所述的原料在高速混合器中混合10-50min，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为200-230℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料。
本发明又进一步提供了所述的高性能abs/玉米秸秆复合材料在家电、建筑、汽车工业以及医疗领域的应用。
本发明的有益技术效果为：
通过聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉提高材料的强度和阻燃性能，通过硅烷修饰磺化聚磷腈、2-氯-4,5-二氢-1h-咪唑磺酸盐以及2-巯基苯并咪唑-5-磺酸钠二水合物进一步提高材料的交联密度、阻燃性和强度。
具体实施方式
原料如下：abs树脂为台湾奇美pa-727。相容剂sebs-g-mah为壳牌kratong1901x。木质素购自上海云哲学，型号为mn-1a。abs-g-mah（马来酸酐改性abs，马来酸酐接枝率3%）、纳米氧化铯平均粒径为50纳米、蒙脱土平均粒径为650纳米、硅烷偶联剂kh-550、kh-560均购自sigma。其他试剂均购自阿拉丁。
实施例1
按重量份计，将abs树脂100份、木质素8份、纳米氧化铯5份、蒙脱土5份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉5份、abs-g-mah5份、相容剂sebs-g-mah5份和抗氧剂10100.5份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉。
实施例2
按重量份计，将abs树脂100份、木质素15份、纳米氧化铯10份、蒙脱土10份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉12份、abs-g-mah10份、相容剂sebs-g-mah10份和抗氧剂10101份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉。
实施例3
按重量份计，将abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂sebs-g-mah8份和抗氧剂10100.8份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉。
实施例4
按重量份计，将abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂sebs-g-mah8份、抗氧剂10100.8份以及硅烷修饰磺化聚磷腈8份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉；
所述硅烷修饰磺化聚磷腈的制备方法为：
在250毫升圆底烧瓶中，将0.4克六氯环三磷腈和0.91克4,4’-二羟基二苯砜溶解于150毫升乙腈中，然后加入1.1毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应4h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在40℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入0.5克上述白色聚磷腈粉末，再加入10毫升质量分数98%的浓硫酸，置于60℃水浴锅中，在机械搅拌下反应10h，反应结束后，将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，离心除去未反应的硫酸，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到磺化聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入1克上述磺化聚磷腈粉末、硅烷偶联剂kh-5600.3克以及10毫升二甲基亚砜，升温50℃反应4h后，降至室温并将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到硅烷修饰磺化聚磷腈。
实施例5
按重量份计，将abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂sebs-g-mah8份、抗氧剂10100.8份、硅烷修饰磺化聚磷腈8份、2-氯-4,5-二氢-1h-咪唑磺酸盐6份以及2-巯基苯并咪唑-5-磺酸钠二水合物3份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉的制备方法为：
（1）在250毫升圆底烧瓶中，将0.42克六氯环三磷腈和0.93克4,4’-二羟基二苯砜溶解于180毫升乙腈中，然后加入1.2毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应5h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
（2）在氮气保护下，向连接有机械搅拌、进气管、带水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23g上述步骤（1）所得白色聚磷腈粉末、4.256g二烯丙基双酚s、3.810g4,4’-二氟二苯砜、20ml环丁砜、2.277g碳酸钾、15ml甲苯，140℃回流，带水4小时后，升高温度，蒸出甲苯，体系温度升至170℃，反应8小时，出料于水中，得到条状聚合物，将得到的条状聚合物用捣碎机捣碎，再用蒸馏水煮沸洗涤6遍后，放在真空烘箱中40℃烘干48小时得到聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物；
（3）在250毫升圆底烧瓶中，依次加入上述步骤（2）所得聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物10g、玉米秸秆粉25g、二甲基亚砜150ml、醋酸0.5ml、kh-5502g以及kh-5605g，体系温度升至50℃，反应6小时，出料于水中，得到絮状产物，用去离子水洗涤该絮状产物3次，最后在50℃下真空干燥24h得到所述聚磷腈/聚醚砜嵌段共聚物包覆玉米秸秆粉；
所述硅烷修饰磺化聚磷腈的制备方法为：
在250毫升圆底烧瓶中，将0.4克六氯环三磷腈和0.91克4,4’-二羟基二苯砜溶解于150毫升乙腈中，然后加入1.1毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应4h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在40℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入0.5克上述白色聚磷腈粉末，再加入10毫升质量分数98%的浓硫酸，置于60℃水浴锅中，在机械搅拌下反应10h，反应结束后，将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，离心除去未反应的硫酸，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到磺化聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入1克上述磺化聚磷腈粉末、硅烷偶联剂kh-5600.3克以及10毫升二甲基亚砜，升温50℃反应4h后，降至室温并将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到硅烷修饰磺化聚磷腈。
对比例1
按重量份计，将abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂sebs-g-mah8份、抗氧剂10100.8份、硅烷修饰磺化聚磷腈8份、2-氯-4,5-二氢-1h-咪唑磺酸盐6份以及2-巯基苯并咪唑-5-磺酸钠二水合物3份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料；
所述硅烷修饰磺化聚磷腈的制备方法为：
在250毫升圆底烧瓶中，将0.4克六氯环三磷腈和0.91克4,4’-二羟基二苯砜溶解于150毫升乙腈中，然后加入1.1毫升三乙胺，置于50℃超声水浴中反应4h，反应结束后，离心除去溶剂，用去离子水和丙酮分别洗涤产物3次，最后在40℃下真空干燥24h得到白色聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入0.5克上述白色聚磷腈粉末，再加入10毫升质量分数98%的浓硫酸，置于60℃水浴锅中，在机械搅拌下反应10h，反应结束后，将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，离心除去未反应的硫酸，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到磺化聚磷腈粉末；
在50毫升三颈烧瓶中加入1克上述磺化聚磷腈粉末、硅烷偶联剂kh-5600.3克以及10毫升二甲基亚砜，升温50℃反应4h后，降至室温并将产物缓缓倒入冷水中，并不断搅拌，然后用去离子水洗涤产物5次，最后在50℃下真空干燥48h即得到硅烷修饰磺化聚磷腈。
对比例2
按重量份计，将abs树脂100份、木质素10份、纳米氧化铯8份、蒙脱土8份、玉米秸秆粉8份、abs-g-mah7份、相容剂sebs-g-mah8份、抗氧剂10100.8份、2-氯-4,5-二氢-1h-咪唑磺酸盐6份以及2-巯基苯并咪唑-5-磺酸钠二水合物3份在高速混合器中混合20min，混合速率为1500转/分，然后将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，控制挤出温度为215℃，经熔融挤出后，冷却造粒，得高性能abs/玉米秸秆复合材料。
测试结果见表1。
表1
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。