一种耐腐蚀耐高温复合塑料及其生产工艺
技术领域
本发明属于塑料制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀耐高温复合塑料及其生产工艺。
背景技术
塑料自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用，近年来，随着，包装、电子、汽车等工业的快速发展，塑料正逐步替代木制产品，高强度韧性和高耐磨性能已逐步取代金属的机械功能，另外塑料具有良好的接枝和复合功能，在混凝土、纺织、包装和农林渔业方面具有巨大的应用空间。
现有的塑料在使用时，会在高温条件下，高温使得聚合物发生分解，进而使得塑料无法正常工作，且在使用时受到腐蚀性液体浸泡时，表面会出现皮损进而影响塑料的正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀耐高温复合塑料及其生产工艺。
本发明要解决的技术问题：
现有的塑料在使用时，会在高温条件下，高温使得聚合物发生分解，进而使得塑料无法正常工作，且在使用时受到腐蚀性液体浸泡时，表面会出现皮损进而影响塑料的正常使用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐腐蚀耐高温复合塑料，由如下重量份原料制成：80-100份聚丙烯、50-60份聚苯乙烯、2-5份耐热填料、3-5份分散剂、3-5份增塑剂、1-3份玻璃纤维、0.5-2份抗氧剂；
该复合塑料由如下步骤制成：
步骤S1：将聚丙烯、聚苯乙烯、分散剂在转速为300-500r/min的条件下，进行搅拌10-15min，制得第一混合料；
步骤S2：将耐热填料、玻璃纤维、抗氧剂在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌3-5min后，加入增塑剂，继续搅拌10-15min，制得第二混合料；
步骤S3：将第一混合料和第二混合料，在转速为1000-1200r/min，温度为240℃的条件下，进行熔融搅拌30-40min制得熔融料；
步骤S4：将熔融料加入三段双螺杆挤出机中，在三段温度分别为240℃、245℃、250℃的条件下，进行挤出并冷却切粒，制得耐腐蚀耐高温复合塑料。
进一步，所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种任意比例混合，增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种任意比例混合，抗氧剂为多酚抗氧剂1010和多酚抗氧剂1076中的一种或两种任意比例混合。
进一步，所述的耐热填料由如下步骤制成：
步骤A1：将苯胺和丙酮加入反应釜中，在转速为120-150r/min的条件下，进行搅拌至苯胺完全溶解后，在温度为10-15℃的条件下，加入硫酸溶液，在温度为18-20℃的条件下，进行搅拌2-3h后，降温至温度为1-3℃，保温10-15min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体1，将马来酸酐溶于丙酮中，通入氮气进行保护，在转速为150-200r/min，温度为25-30℃的条件下，加入中间体1，进行反应6-10h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体2；
反应过程如下：
步骤A2：将步骤A1制得的中间体2溶于丙酮中，在转速为120-150r/min，温度为55-60℃的条件下，进行搅拌并加入三乙胺、乙酸钠、乙酸酐，进行搅拌3-5h后，加入去离子水静置5-10min后，过滤去除滤液，制得中间体3，将中间体3和四氯化碳加入反应釜中，在转速为200-300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20-30min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度80-85℃的条件下，回流反应1-2h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体4；
反应过程如下：
步骤A3：将去离子水加入反应釜中，调节pH值为8-9，加入多聚甲醛，在转速为120-150r/min，温度为70-80℃的条件下，进行搅拌5-10min后，加入对甲基苯酚和甲苯，继续搅拌5-10min后，加入甲胺饱和水溶液，在温度为80-85℃的条件下，进行搅拌3-5h后，调节反应液pH值为7，并冷却至室温，静置10-15min后，过滤去除滤液，制得中间体5，将中间体5和四氯化碳加入反应釜中，在转速为200-300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20-30min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度80-85℃的条件下，回流反应1-2h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体6；
反应过程如下：
步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入步骤A2制得的中间体4，在转速为120-150r/min，温度为40-50℃，pH值为7-8的条件下，进行搅拌2-3h后，加入步骤A3制得的中间体6，在温度为80-90℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体7，将中间体7溶于四氯化碳中，在转速为120-150r/min，温度为90-95℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应5-6h后，过滤去除滤液将滤饼进行烘干制得中间体8；
反应过程如下：
步骤A5：将碳化硅粉末分散在去离子水中，在转速为300-500r/min，温度为60-65℃的条件下，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行反应2-3h后，加入步骤A4制得的中间体8、二甲基亚砜、1-羟基苯并三唑，进行反应3-5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行研磨过5-10μm筛网后，烘干制得耐热填料。
进一步，步骤A1所述的苯胺和丙酮的用量摩尔比为1:1，硫酸溶液的用量为苯胺和丙酮质量和的20-30％，硫酸溶液质量分数为70-75％，中间体1和马来酸酐用量摩尔比为1:2。
进一步，步骤A2所述的中间体2、三乙胺、乙酸酐的用量摩尔比1:0.2:2.5，乙酸钠的用量为中间体2质量的20-25％，丙酮的用量为中间体2质量50-60％，去离子水的用量为丙酮质量的30-40％，中间体3和氯气的用量摩尔比为2:1，碳酸钾溶液用量为中间体3质量的1-3倍，碳酸钾溶液质量分数为5-10％，四乙基溴化铵的用量为中间体3质量的10-15％。
进一步，步骤A3所述的多聚甲醛、对甲基苯酚、甲胺的用量质量比1:5:0.8，中间体5和氯气的用量摩尔比为2:1，碳酸钾溶液用量为中间体5质量的1-3倍，碳酸钾溶液质量分数为5-10％，四乙基溴化铵的用量为中间体5质量的10-15％。
进一步，步骤A4所述的三聚氯氰、中间体4、中间体6的用量摩尔比为1:2:1，高锰酸钾溶液的用量为中间体7质量5-6倍，高锰酸钾溶液的质量分数为10-15％。
进一步，步骤A5所述的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为碳化硅粉末质量的3-5％，中间体8和碳化硅粉末用量质量比为1:1，1-羟基苯并三唑的用量为中间体8和碳化硅粉末质量和的30-50％。
一种耐腐蚀耐高温复合塑料的生产工艺，具体包括如下步骤：
步骤S1：将聚丙烯、聚苯乙烯、分散剂在转速为300-500r/min的条件下，进行搅拌10-15min，制得第一混合料；
步骤S2：将耐热填料、玻璃纤维、抗氧剂在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌3-5min后，加入增塑剂，继续搅拌10-15min，制得第二混合料；
步骤S3：将第一混合料和第二混合料，在转速为1000-1200r/min，温度为240℃的条件下，进行熔融搅拌30-40min制得熔融料；
步骤S4：将熔融料加入三段双螺杆挤出机中，在三段温度分别为240℃、245℃、250℃的条件下，进行挤出并冷却切粒，制得耐腐蚀耐高温复合塑料。
本发明的有益效果：本发明在制备一种耐腐蚀耐高温复合塑料的过程制备了一种耐高温填料，以苯胺和丙酮为原料进行反应制得中间体1，中间体1与马来酸酐进行反应制得中间体2，中间体2进一步反应制得中间体3，中间体3进行反应使得其中一个甲基上接有羟基，制得中间体4，再以对甲基苯安和甲胺为原料制得中间体5，中间体5进一步反应，使得氮原子上的甲基上接有羟基，制得中间体6，将三聚氯氰、中间体4、中间体6进行反应，使得中间体4和中间体6分子接枝在三聚氯氰分子上制得中间体7，进而再与高锰酸钾进行氧化，将中间体7分子上的部分甲基氧化成羧基，制得中间体8，再将碳化硅用γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面处理，使得碳化硅表面含有大量氨基，进而与中间体8反应，使得中间体8分子上的羧基和氨基反应，制得耐热填料，该耐热填料上含氧和氮构成的特殊六元杂环结构以及独特的开环固化机理，使得该耐热填料具有很好的耐热性，且自身含有α，β-不饱和酰亚胺基团，该基团具有三个可功能化的位点，能够同时被三个不同的基团取代酰亚胺基团的聚合物，进而使得聚合物具有很好的耐高温性，同时以碳化硅为载体，碳化硅具有很好的耐热性和防腐性，使得塑料的耐热性和防腐性进一步提升；且用聚丙烯和聚苯乙烯为原料使得制得塑料耐腐蚀性进一步提升。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐腐蚀耐高温复合塑料，由如下重量份原料制成：80份聚丙烯、50份聚苯乙烯、2份耐热填料、3份三聚磷酸钠、3份邻苯二甲酸二乙酯、1份玻璃纤维、0.5份多酚抗氧剂1010；
该复合塑料由如下步骤制成：
步骤S1：将聚丙烯、聚苯乙烯、三聚磷酸钠在转速为300r/min的条件下，进行搅拌10min，制得第一混合料；
步骤S2：将耐热填料、玻璃纤维、多酚抗氧剂1010在转速为500r/min的条件下，进行搅拌3min后，加入邻苯二甲酸二乙酯，继续搅拌10min，制得第二混合料；
步骤S3：将第一混合料和第二混合料，在转速为1000r/min，温度为240℃的条件下，进行熔融搅拌30min制得熔融料；
步骤S4：将熔融料加入三段双螺杆挤出机中，在三段温度分别为240℃、245℃、250℃的条件下，进行挤出并冷却切粒，制得耐腐蚀耐高温复合塑料。
所述的耐热填料由如下步骤制成：
步骤A1：将苯胺和丙酮加入反应釜中，在转速为120r/min的条件下，进行搅拌至苯胺完全溶解后，在温度为10℃的条件下，加入硫酸溶液，在温度为18℃的条件下，进行搅拌2h后，降温至温度为1℃，保温10min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体1，将马来酸酐溶于丙酮中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为25℃的条件下，加入中间体1，进行反应6h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体2；
步骤A2：将步骤A1制得的中间体2溶于丙酮中，在转速为120r/min，温度为55℃的条件下，进行搅拌并加入三乙胺、乙酸钠、乙酸酐，进行搅拌3h后，加入去离子水静置5min后，过滤去除滤液，制得中间体3，将中间体3和四氯化碳加入反应釜中，在转速为200r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度80℃的条件下，回流反应1h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体4；
步骤A3：将去离子水加入反应釜中，调节pH值为8，加入多聚甲醛，在转速为120r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌5min后，加入对甲基苯酚和甲苯，继续搅拌5min后，加入甲胺饱和水溶液，在温度为80℃的条件下，进行搅拌3h后，调节反应液pH值为7，并冷却至室温，静置10min后，过滤去除滤液，制得中间体5，将中间体5和四氯化碳加入反应釜中，在转速为200r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度80℃的条件下，回流反应1h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体6；
步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入步骤A2制得的中间体4，在转速为120r/min，温度为40℃，pH值为7的条件下，进行搅拌2h后，加入步骤A3制得的中间体6，在温度为80℃的条件下，进行反应2h，制得中间体7，将中间体7溶于四氯化碳中，在转速为120r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应5h后，过滤去除滤液将滤饼进行烘干制得中间体8；
步骤A5：将碳化硅粉末分散在去离子水中，在转速为300r/min，温度为60℃的条件下，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行反应2h后，加入步骤A4制得的中间体8、二甲基亚砜、1-羟基苯并三唑，进行反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行研磨过5μm筛网后，烘干制得耐热填料。
实施例2
一种耐腐蚀耐高温复合塑料，由如下重量份原料制成：90份聚丙烯、55份聚苯乙烯、3份耐热填料、4份三聚磷酸钠、4份邻苯二甲酸二乙酯、2份玻璃纤维、1份多酚抗氧剂1010；
该复合塑料由如下步骤制成：
步骤S1：将聚丙烯、聚苯乙烯、三聚磷酸钠在转速为500r/min的条件下，进行搅拌10min，制得第一混合料；
步骤S2：将耐热填料、玻璃纤维、多酚抗氧剂1010在转速为800r/min的条件下，进行搅拌3min后，加入邻苯二甲酸二乙酯，继续搅拌10min，制得第二混合料；
步骤S3：将第一混合料和第二混合料，在转速为1200r/min，温度为240℃的条件下，进行熔融搅拌30min制得熔融料；
步骤S4：将熔融料加入三段双螺杆挤出机中，在三段温度分别为240℃、245℃、250℃的条件下，进行挤出并冷却切粒，制得耐腐蚀耐高温复合塑料。
所述的耐热填料由如下步骤制成：
步骤A1：将苯胺和丙酮加入反应釜中，在转速为120r/min的条件下，进行搅拌至苯胺完全溶解后，在温度为15℃的条件下，加入硫酸溶液，在温度为18℃的条件下，进行搅拌3h后，降温至温度为1℃，保温15min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体1，将马来酸酐溶于丙酮中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为30℃的条件下，加入中间体1，进行反应6h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体2；
步骤A2：将步骤A1制得的中间体2溶于丙酮中，在转速为150r/min，温度为55℃的条件下，进行搅拌并加入三乙胺、乙酸钠、乙酸酐，进行搅拌5h后，加入去离子水静置5min后，过滤去除滤液，制得中间体3，将中间体3和四氯化碳加入反应釜中，在转速为300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度85℃的条件下，回流反应1h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体4；
步骤A3：将去离子水加入反应釜中，调节pH值为9，加入多聚甲醛，在转速为120r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌5min后，加入对甲基苯酚和甲苯，继续搅拌10min后，加入甲胺饱和水溶液，在温度为80℃的条件下，进行搅拌5h后，调节反应液pH值为7，并冷却至室温，静置10min后，过滤去除滤液，制得中间体5，将中间体5和四氯化碳加入反应釜中，在转速为300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应20min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度85℃的条件下，回流反应1h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体6；
步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入步骤A2制得的中间体4，在转速为120r/min，温度为50℃，pH值为7的条件下，进行搅拌3h后，加入步骤A3制得的中间体6，在温度为90℃的条件下，进行反应2h，制得中间体7，将中间体7溶于四氯化碳中，在转速为150r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应6h后，过滤去除滤液将滤饼进行烘干制得中间体8；
步骤A5：将碳化硅粉末分散在去离子水中，在转速为500r/min，温度为60℃的条件下，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行反应3h后，加入步骤A4制得的中间体8、二甲基亚砜、1-羟基苯并三唑，进行反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行研磨过10μm筛网后，烘干制得耐热填料。
实施例3
一种耐腐蚀耐高温复合塑料，由如下重量份原料制成：100份聚丙烯、60份聚苯乙烯、5份耐热填料、5份三聚磷酸钠、5份邻苯二甲酸二乙酯、3份玻璃纤维、2份多酚抗氧剂1010；
该复合塑料由如下步骤制成：
步骤S1：将聚丙烯、聚苯乙烯、三聚磷酸钠在转速为500r/min的条件下，进行搅拌15min，制得第一混合料；
步骤S2：将耐热填料、玻璃纤维、多酚抗氧剂1010在转速为800r/min的条件下，进行搅拌5min后，加入邻苯二甲酸二乙酯，继续搅拌15min，制得第二混合料；
步骤S3：将第一混合料和第二混合料，在转速为1200r/min，温度为240℃的条件下，进行熔融搅拌40min制得熔融料；
步骤S4：将熔融料加入三段双螺杆挤出机中，在三段温度分别为240℃、245℃、250℃的条件下，进行挤出并冷却切粒，制得耐腐蚀耐高温复合塑料。
所述的耐热填料由如下步骤制成：
步骤A1：将苯胺和丙酮加入反应釜中，在转速为150r/min的条件下，进行搅拌至苯胺完全溶解后，在温度为15℃的条件下，加入硫酸溶液，在温度为20℃的条件下，进行搅拌3h后，降温至温度为3℃，保温15min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体1，将马来酸酐溶于丙酮中，通入氮气进行保护，在转速为200r/min，温度为30℃的条件下，加入中间体1，进行反应10h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得中间体2；
步骤A2：将步骤A1制得的中间体2溶于丙酮中，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌并加入三乙胺、乙酸钠、乙酸酐，进行搅拌5h后，加入去离子水静置10min后，过滤去除滤液，制得中间体3，将中间体3和四氯化碳加入反应釜中，在转速为300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应30min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度85℃的条件下，回流反应2h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体4；
步骤A3：将去离子水加入反应釜中，调节pH值为9，加入多聚甲醛，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌10min后，加入对甲基苯酚和甲苯，继续搅拌10min后，加入甲胺饱和水溶液，在温度为85℃的条件下，进行搅拌5h后，调节反应液pH值为7，并冷却至室温，静置15min后，过滤去除滤液，制得中间体5，将中间体5和四氯化碳加入反应釜中，在转速为300r/min、光照条件下，通入氯气，进行反应30min后，加入碳酸钾溶液和四乙基溴化铵，在温度85℃的条件下，回流反应2h后，蒸馏去除四氯化碳，制得中间体6；
步骤A4：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入步骤A2制得的中间体4，在转速为150r/min，温度为50℃，pH值为8的条件下，进行搅拌3h后，加入步骤A3制得的中间体6，在温度为90℃的条件下，进行反应3h，制得中间体7，将中间体7溶于四氯化碳中，在转速为150r/min，温度为95℃的条件下，进行搅拌并加入高锰酸钾溶液，进行反应6h后，过滤去除滤液将滤饼进行烘干制得中间体8；
步骤A5：将碳化硅粉末分散在去离子水中，在转速为500r/min，温度为65℃的条件下，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，进行反应3h后，加入步骤A4制得的中间体8、二甲基亚砜、1-羟基苯并三唑，进行反应5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行研磨过10μm筛网后，烘干制得耐热填料。
对比例
本对比例为市场上一种常见的塑料。
对实施例1-3和对比例制得的塑料进行性能测试，测试结果如下表1所示；
表1
由上表1可知实施例1-3制得的塑料最大分解温度为293-295℃，质量分数40％氢氧化钠溶液，20℃，40天，无明显变化，质量分数30％硫酸溶液，20℃，40天，无明显变化，而对比例制得的的塑料最大分解温度为220℃，质量分数40％氢氧化钠溶液，20℃，40天，表面出现腐蚀，质量减少8％，质量分数30％硫酸溶液，20℃，40天，表面出现腐蚀，质量减少10％，表明本发明具有很好的耐腐蚀性和耐高温性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
