本发明涉及复合材料这一技术领域，特别涉及到一种改性复合塑料的制备工艺及其应用。
背景技术：
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。管材主要用作房屋建筑的自来水供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管系统、雨水管以及电线安装配套用的穿线管等。在建筑工程中，管材和阀门需要配合安装和使用，是密不可分的一组器件。
传统的阀门、管材主要是由金属材料制成。金属材料在满足机械强度的情况下，往往存在着诸如质量较重、容易腐蚀、重金属渗透污染等问题。塑料管材和塑料阀门的出现，部分解决了上述问题。塑料材料与传统的铸铁材料、镀锌材料、水泥材料等相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。然而，在某些特殊环境中，塑料材料制成的管材及阀门的使用寿命往往会受到很大影响。同时，塑料材料的机械强度往往不够理想，不能承受过高的压力，使用寿命也会受到影响，这就给塑料材料的进一步应用带来了不利影响。例如，聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30mpa或稍高的水平。
复合塑料一般是以合成树脂，也就是聚酯为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等加工而成。由于它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点，可以解决传统塑料材料的性能问题，在建筑工程中获得了越来越广泛的应用。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种改性复合塑料的制备工艺及其应用，该方法采用将乙烯-醋酸乙烯共聚物、钛白粉、氮化硼、脂肪酸甲酯磺酸盐球磨得到球磨混合物，再将聚丙烯、溴化聚苯乙烯、磷酸三苯酯、三碱式磷酸钠加入到n,n-二甲基甲酰胺溶液中一次改性，随后加入苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸癸酯加热、脱水、干燥进行二次改性，之后将球磨混合物和二次改性混合物混合后进行捏合、挤出成型、压制，得到成品材料。制备而成的复合塑料，其拉伸强度高、耐酸碱腐蚀，在制备塑料阀门、管配件产品中具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种改性复合塑料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物18-22份、钛白粉10-15份、氮化硼6-8份、脂肪酸甲酯磺酸盐2-4份投入球磨机进行高能球磨，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯50-60份、溴化聚苯乙烯35-45份、磷酸三苯酯16-18份、三碱式磷酸钠5-8份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2-3小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物5-9份、去离子水150份，将温度升至85-95℃，并在磁力搅拌下反应10-20小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯8-12份并缓慢升温至105℃，维持6-8h后对反应体系抽真空脱水60-80min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥12-18小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及抗氧化剂3-5份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌15-20min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺3-5份，以60-80r/min的转速捏合25-35min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，随后将得到的片材层叠，加热压制，得到成品。
优选地，所述步骤(1)中球磨机转速为350r/min，球磨时间为3-5h。
优选地，所述步骤(4)中抗氧化剂选自硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸苯二异癸酯、2,6-二叔丁基对硝基苯酚中的任意一种。
优选地，所述步骤(5)中挤出片材机的熔融挤出温度设置为270-280℃，螺杆长径比为30-35。
优选地，所述步骤(5)中加压压制的压力6-8mpa，温度设定在150-170℃，预热时间为10min，压制时间为25-35min，压制完成后将产品冷却至室温后取出。
进一步的，本发明还公开了所述制备工艺得到的改性复合塑料在制备塑料阀门、管配件产品中的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的改性复合塑料的制备工艺采用将乙烯-醋酸乙烯共聚物、钛白粉、氮化硼、脂肪酸甲酯磺酸盐球磨得到球磨混合物，再将聚丙烯、溴化聚苯乙烯、磷酸三苯酯、三碱式磷酸钠加入到n,n-二甲基甲酰胺溶液中一次改性，随后加入苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸癸酯加热、脱水、干燥进行二次改性，之后将球磨混合物和二次改性混合物混合后进行捏合、挤出成型、压制，得到成品材料。制备而成的复合塑料，其拉伸强度高、耐酸碱腐蚀，在制备塑料阀门、管配件产品中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了三碱式磷酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸癸酯等原料对复合塑料进行了有效的改性，虽然这些改性过程中所用材料并非首次应用于复合塑料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的改性处理方式，给最后制备得到的复合塑料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、钛白粉10份、氮化硼6份、脂肪酸甲酯磺酸盐2份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为3h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯50份、溴化聚苯乙烯35份、磷酸三苯酯16份、三碱式磷酸钠5份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物5份、去离子水150份，将温度升至85℃，并在磁力搅拌下反应10小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯8份并缓慢升温至105℃，维持6h后对反应体系抽真空脱水60min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥12小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及硫代二丙酸二月桂酯3份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌15min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺3份，以60r/min的转速捏合25min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为270℃，螺杆长径比为30，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力6mpa，温度设定在150℃，预热时间为10min，压制时间为25min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的改性复合塑料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、钛白粉13份、氮化硼7份、脂肪酸甲酯磺酸盐3份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为4h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯55份、溴化聚苯乙烯40份、磷酸三苯酯17份、三碱式磷酸钠6份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2.5小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物7份、去离子水150份，将温度升至90℃，并在磁力搅拌下反应15小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯10份并缓慢升温至105℃，维持7h后对反应体系抽真空脱水70min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥15小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及亚磷酸苯二异癸酯4份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌18min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺4份，以70r/min的转速捏合30min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为275℃，螺杆长径比为32，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力7mpa，温度设定在160℃，预热时间为10min，压制时间为30min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的改性复合塑料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物22份、钛白粉15份、氮化硼8份、脂肪酸甲酯磺酸盐4份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为5h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯60份、溴化聚苯乙烯45份、磷酸三苯酯18份、三碱式磷酸钠8份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌3小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物9份、去离子水150份，将温度升至95℃，并在磁力搅拌下反应20小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯12份并缓慢升温至105℃，维持8h后对反应体系抽真空脱水80min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥18小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及2,6-二叔丁基对硝基苯酚5份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌20min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺5份，以80r/min的转速捏合35min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为280℃，螺杆长径比为35，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力8mpa，温度设定在170℃，预热时间为10min，压制时间为35min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的改性复合塑料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、钛白粉13份、氮化硼7份、脂肪酸甲酯磺酸盐3份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为4h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯55份、溴化聚苯乙烯40份、磷酸三苯酯17份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2.5小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物7份、去离子水150份，将温度升至90℃，并在磁力搅拌下反应15小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯10份并缓慢升温至105℃，维持7h后对反应体系抽真空脱水70min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥15小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及亚磷酸苯二异癸酯4份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌18min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺4份，以70r/min的转速捏合30min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为275℃，螺杆长径比为32，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力7mpa，温度设定在160℃，预热时间为10min，压制时间为30min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的复合塑料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、钛白粉13份、氮化硼7份、脂肪酸甲酯磺酸盐3份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为4h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯55份、溴化聚苯乙烯40份、磷酸三苯酯17份、三碱式磷酸钠6份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2.5小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入去离子水150份，将温度升至90℃，并在磁力搅拌下反应15小时，随后再加入甲基丙烯酸癸酯10份并缓慢升温至105℃，维持7h后对反应体系抽真空脱水70min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥15小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及亚磷酸苯二异癸酯4份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌18min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺4份，以70r/min的转速捏合30min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为275℃，螺杆长径比为32，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力7mpa，温度设定在160℃，预热时间为10min，压制时间为30min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的复合塑料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)将乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、钛白粉13份、氮化硼7份、脂肪酸甲酯磺酸盐3份投入球磨机进行高能球磨，球磨机转速为350r/min，球磨时间为4h，得到球磨混合物；
(2)将聚丙烯55份、溴化聚苯乙烯40份、磷酸三苯酯17份、三碱式磷酸钠6份混合，加入到200份浓度为5％的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在80℃下搅拌2.5小时，过滤，并用去离子水清洗除去n,n-二甲基甲酰胺，得到一次改性混合物；
(3)向步骤(2)得到的一次改性混合物中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物7份、去离子水150份，将温度升至90℃，并在磁力搅拌下反应15小时，随后缓慢升温至105℃，维持7h后对反应体系抽真空脱水70min，随后将脱水产物置于真空干燥箱，在50℃下干燥15小时，研磨过筛，得到二次改性混合物；
(4)将球磨混合物、二次改性混合物以及亚磷酸苯二异癸酯4份投入分散机的搅拌桶中，以1200r/min的转速搅拌18min后加入到塑料捏合机中，再向塑料捏合机中加入偶氮二甲酰胺4份，以70r/min的转速捏合30min；
(5)将捏合后的混合料置于挤出片材机中挤出成型，挤出片材机的熔融挤出温度设置为275℃，螺杆长径比为32，随后将得到的片材层叠，加热压制，加压压制的压力7mpa，温度设定在160℃，预热时间为10min，压制时间为30min，压制完成后将产品冷却至室温后取出，得到成品。
制得的复合塑料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-3和对比例1-3的制得的复合塑料分别进行拉伸强度、耐酸碱性能评价这几项性能测试。其中耐酸碱性能评价是将所制备的塑料材料分别在2mol/l的磷酸溶液和2mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡15天测试其耐酸碱性能(评价标准：+++表示非常耐受，++表示一般耐受，+表示较为耐受)
表1
本发明的复合塑料的制备工艺采用将乙烯-醋酸乙烯共聚物、钛白粉、氮化硼、脂肪酸甲酯磺酸盐球磨得到球磨混合物，再将聚丙烯、溴化聚苯乙烯、磷酸三苯酯、三碱式磷酸钠加入到n,n-二甲基甲酰胺溶液中一次改性，随后加入苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸癸酯加热、脱水、干燥进行二次改性，之后将球磨混合物和二次改性混合物混合后进行捏合、挤出成型、压制，得到成品材料。制备而成的复合塑料，其拉伸强度高、耐酸碱腐蚀，在制备塑料阀门、管配件产品中具有良好的应用前景。并且，本发明采用了三碱式磷酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸癸酯等原料对复合塑料进行了有效的改性，虽然这些改性过程中所用材料并非首次应用于复合塑料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的改性处理方式，给最后制备得到的复合塑料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。