CN114369325B - 一种抗高压管道塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗高压管道塑料及其制备方法，该抗高压管道塑料由聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂混合制备而成，本发明通过将正硅酸乙酯的乙醇溶液与氧化石墨烯的分散液均匀混合后，向其中加入氨水反应，使正硅酸乙酯水解生成纳米二氧化硅，得到纳米二氧化硅与氧化石墨烯均匀混合的纳米混合浆料；脱水至浆态后，将其加入有机溶剂中分散，再向其中加入异氰酸酯，加热处理，使纳米二氧化硅与氧化石墨烯紧密交联结合，最后再将其与接枝改性聚丙烯等材料进行共混挤出造粒，提升纳米二氧化硅与石墨烯均匀分散体系的稳定性，从而提升在后续加工的过程中，两者点面结合结构的稳定性，且提升塑料的强度、韧性与耐磨性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体的，涉及一种抗高压管道塑料及其制备方法。
背景技术
管道是用于气体或液体的传输装置，管道主要铺设于地表或地下进行传输，随着城市的建设，大量的管道主要铺设于带下，有利于市容市貌的建设，但是一方面，地下的潮湿环境会加速管道的腐蚀，因此耐腐蚀的塑料管道常作为金属管道的替代品在众多领域进行使用，但是相较于金属管道，塑料管道的强度较差，性脆，在使用使遭到撞击等因素时，容易出现断裂等情况，因此在现有技术中，常会通过在塑料中加入改性剂，对塑料的性质进行改变，使其具有普通塑料不具备的强度，但是由于改性填充剂在塑料基体中的分散效果较差，无法起到良好的增强增韧效果，需要适当增加改性填充剂的使用数量，但是这样又会导致塑料的缺口冲击强度大幅下降，塑料易于出现粉碎的状况，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗高压管道塑料及其制备方法。
本发明需要解决的技术问题为：
塑料管道的强度较差，性脆，在使用使遭到撞击等因素时，容易出现断裂等情况，因此在现有技术中，常会通过在塑料中加入改性剂，对塑料的性质进行改变，使其具有普通塑料不具备的强度，但是由于改性填充剂在塑料基体中的分散效果较差，无法起到良好的增强增韧效果，需要适当增加改性填充剂的使用数量，但是这样又会导致塑料的缺口冲击强度大幅下降，塑料易于出现粉碎的状况。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗高压管道塑料，由如下原料加工制备而成：
聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:1-6:4-20；
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物或聚丙烯接枝2-烯丙基双酚A中的至少一种。
所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的2％-15％；
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或N，N'一亚己基二(3，5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)中的任一种。
所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.1％-0.6％；
一种抗高压管道塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备改性碳纤维
S11、将碳纤维加入丙酮中，在频率为30-80KHz的条件下超声处理15-25min后，用去离子水或乙醇洗涤碳纤维后烘干，并将烘干后的碳纤维加入氧化液中浸泡处理25-50min后，用去离子水洗涤至碳纤维表面为中性后，烘干得到氧化碳纤维；
所述氧化液为硫酸与高锰酸钾的混合溶液或硝酸溶液；
所述碳纤维为长度1-6mm的短切碳纤维；
该步骤中，首先通过将碳纤维加入丙酮中进行超声处理，除去碳纤维表面的杂质，使碳纤维易于分散，然后通过具有强氧化性的溶液处理碳纤维，从而一方面提升碳纤维表面活性基团的数量，另一方面提升碳纤维表面的粗糙度，有利于碳纤维后续的处理；
S12、通过偶联剂溶液对步骤S1中处理得到的氧化碳纤维进行表面处理，然后烘干干燥，得到改性碳纤维。
其中偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂与硅烷偶联剂中的一种或至少两种的任意比混合物；
步骤二，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为7-26g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率40-100KHz的条件下超声处理10-16min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将正硅酸乙酯、乙醇与硅烷偶联剂按照重量比加入反应釜中，在转速2000-4000r/min的条件下高速搅拌处理6-10min，得到正硅酸乙酯的乙醇溶液，将步骤S21中制备得到的氧化石墨烯的分散液加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中，在转速400-600r/min的条件下搅拌处理3-5min后，在频率60-120KHz的条件下超声处理7-12min，然后保持转速为200-400r/min对其进行搅拌，向其中加入氨水，调节pH至5-6，提升温度至45-50℃，保温反应40-60min后，提升反应温度至120-145℃，减压脱水至固液比为1:0.8-1.2，得到纳米混合浆料；
其中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇的用量比为1g:0.01-0.08g:3-7mL；
在该步骤中，将在无水乙醇中分散的氧化石墨烯加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中进行均匀混合后，向其中加入氨水反应，使正硅酸乙酯水解生成纳米二氧化硅，得到纳米二氧化硅与氧化石墨烯均匀混合的纳米混合浆料；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至65-80℃，保温反应2-5h后，固液分离，并在60-80℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
所述异氰酸酯为赖氨酸异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯；
该步骤以异氰酸酯作为交联剂，将纳米二氧化硅固定在石墨烯片层上，一方面提升纳米二氧化硅与石墨烯均匀分散体系的稳定性，从而提升在后续加工的过程中，两者点面结合结构的稳定性，提升塑料的强度、韧性与耐磨性能。
步骤三，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度170-200℃，转速40-60r/min的条件下搅拌反应8-12min，得到接枝改性聚丙烯；
其中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.6％-1.3％；
所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的3％-8％；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂、步骤一中制备得到的改性碳纤维以及步骤二中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到本发明所述的抗高压管道塑料。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种抗高压管道塑料及其制备方法，该抗高压管道塑料由聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂混合制备而成，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:1-6:4-20，具体的，在制备改性碳纤维时，首先通过将碳纤维加入丙酮中进行超声处理，除去碳纤维表面的杂质，使碳纤维易于分散，然后通过具有强氧化性的溶液处理碳纤维，从而一方面提升碳纤维表面活性基团的数量，另一方面提升碳纤维表面的粗糙度，有利于碳纤维后续的处理；在制备改性纳米填料时，首先将氧化石墨烯超声分散在无水乙醇中，得到氧化石墨烯的均匀分散液待用，然后再配制正硅酸乙酯的乙醇溶液，将正硅酸乙酯的乙醇溶液与氧化石墨烯的分散液均匀混合后，向其中加入氨水反应，使正硅酸乙酯水解生成纳米二氧化硅，得到纳米二氧化硅与氧化石墨烯均匀混合的纳米混合浆料；然后脱水至浆态后，将其加入有机溶剂中分散，再向其中加入异氰酸酯作为交联剂，加热处理，使纳米二氧化硅与氧化石墨烯紧密交联结合，最后再将其与接枝改性聚丙烯等材料进行共混挤出造粒，一方面提升纳米二氧化硅与石墨烯均匀分散体系的稳定性，从而提升在后续加工的过程中，两者点面结合结构的稳定性，提升塑料的强度、韧性与耐磨性能。
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
一种抗高压管道塑料，由如下原料加工制备而成：
聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:3:16；
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的8％；
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.2％；
一种抗高压管道塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备改性碳纤维
S11、将碳纤维加入丙酮中，在频率为60KHz的条件下超声处理20min后，用去离子水或乙醇洗涤碳纤维后烘干，并将烘干后的碳纤维加入氧化液中浸泡处理40min后，用去离子水洗涤至碳纤维表面为中性后，烘干得到氧化碳纤维；
所述氧化液为硫酸与高锰酸钾的混合溶液或硝酸溶液；
所述碳纤维为长度1-3mm的短切碳纤维；
S12、通过偶联剂溶液对步骤S1中处理得到的氧化碳纤维进行表面处理，然后烘干干燥，得到改性碳纤维。
其中偶联剂为钛酸酯偶联剂；
步骤二，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为14g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率80KHz的条件下超声处理12min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将正硅酸乙酯、乙醇与硅烷偶联剂按照重量比加入反应釜中，在转速3200r/min的条件下高速搅拌处理8min，得到正硅酸乙酯的乙醇溶液，将步骤S21中制备得到的氧化石墨烯的分散液加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中，在转速460r/min的条件下搅拌处理4min后，在频率100KHz的条件下超声处理10min，然后保持转速为320r/min对其进行搅拌，向其中加入氨水，调节pH至5-5.5，提升温度至50℃，保温反应50min后，提升反应温度至125℃，减压脱水至固液比为1:1，得到纳米混合浆料；
其中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇的用量比为1g:0.05g:5.5mL；
氧化石墨烯的分散液与正硅酸乙酯的乙醇溶液的体积比1:0.2；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至75℃，保温反应3h后，固液分离，并在70℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；
步骤三，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度185℃，转速60r/min的条件下搅拌反应10min，得到接枝改性聚丙烯；
其中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.9％；
所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的6％；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂、步骤一中制备得到的改性碳纤维以及步骤二中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到本发明所述的抗高压管道塑料。
实施例2
一种抗高压管道塑料，由如下原料加工制备而成：
聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:4:18；
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物；
所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的6.5％；
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.35％；
一种抗高压管道塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备改性碳纤维
S11、将碳纤维加入丙酮中，在频率为60KHz的条件下超声处理20min后，用去离子水或乙醇洗涤碳纤维后烘干，并将烘干后的碳纤维加入氧化液中浸泡处理35min后，用去离子水洗涤至碳纤维表面为中性后，烘干得到氧化碳纤维；
所述氧化液为硫酸与高锰酸钾的混合溶液或硝酸溶液；
所述碳纤维为长度1-3mm的短切碳纤维；
S12、通过偶联剂溶液对步骤S1中处理得到的氧化碳纤维进行表面处理，然后烘干干燥，得到改性碳纤维；
其中偶联剂为钛酸酯偶联剂；
步骤二，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为14g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率70KHz的条件下超声处理10-16min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将正硅酸乙酯、乙醇与硅烷偶联剂按照重量比加入反应釜中，在转速3400r/min的条件下高速搅拌处理8min，得到正硅酸乙酯的乙醇溶液，将步骤S21中制备得到的氧化石墨烯的分散液加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中，在转速600r/min的条件下搅拌处理5min后，在频率100KHz的条件下超声处理10min，然后保持转速为360r/min对其进行搅拌，向其中加入氨水，调节pH至5-5.5，提升温度至50℃，保温反应50min后，提升反应温度至140℃，减压脱水至固液比为1:1.2，得到纳米混合浆料；
其中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇的用量比为1g:0.03g:2mL；
氧化石墨烯的分散液与正硅酸乙酯的乙醇溶液的体积比1:0.2；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至70℃，保温反应3.5h后，固液分离，并在75℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；
步骤三，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度180℃，转速50r/min的条件下搅拌反应10min，得到接枝改性聚丙烯；
其中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.9％；
所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的6.5％；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂、步骤一中制备得到的改性碳纤维以及步骤二中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到本发明所述的抗高压管道塑料。
对比例1
一种抗高压管道塑料，由如下原料加工制备而成：
聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:3:16；
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的8％；
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.2％；
一种抗高压管道塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为14g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率80KHz的条件下超声处理12min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将正硅酸乙酯、乙醇与硅烷偶联剂按照重量比加入反应釜中，在转速3200r/min的条件下高速搅拌处理8min，得到正硅酸乙酯的乙醇溶液，将步骤S21中制备得到的氧化石墨烯的分散液加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中，在转速460r/min的条件下搅拌处理4min后，在频率100KHz的条件下超声处理10min，然后保持转速为320r/min对其进行搅拌，向其中加入氨水，调节pH至5-5.5，提升温度至50℃，保温反应50min后，提升反应温度至125℃，减压脱水至固液比为1:1，得到纳米混合浆料；
其中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇的用量比为1g:0.05g:5.5mL；
氧化石墨烯的分散液与正硅酸乙酯的乙醇溶液的体积比1:0.2；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至75℃，保温反应3h后，固液分离，并在70℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；
步骤二，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度185℃，转速60r/min的条件下搅拌反应10min，得到接枝改性聚丙烯；
其中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.9％；
所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的6％；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂与步骤一中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到本发明所述的抗高压管道塑料。
对比例2
一种抗高压管道塑料，由如下原料加工制备而成：
聚丙烯、改性碳纤维、改性纳米填料、相容剂与抗氧化剂，其中聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料之间的重量比为100:3:16；
所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的8％；
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.2％；
一种抗高压管道塑料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备改性碳纤维
S11、将碳纤维加入丙酮中，在频率为60KHz的条件下超声处理20min后，用去离子水或乙醇洗涤碳纤维后烘干，并将烘干后的碳纤维加入氧化液中浸泡处理40min后，用去离子水洗涤至碳纤维表面为中性后，烘干得到氧化碳纤维；
所述氧化液为硫酸与高锰酸钾的混合溶液或硝酸溶液；
所述碳纤维为长度1-3mm的短切碳纤维；
S12、通过偶联剂溶液对步骤S1中处理得到的氧化碳纤维进行表面处理，然后烘干干燥，得到改性碳纤维。
其中偶联剂为钛酸酯偶联剂；
步骤二，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为14g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率80KHz的条件下超声处理12min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将纳米二氧化硅、硅烷偶联剂加入乙醇溶液中，在50℃，频率20-60KHz的条件下保温超声处理20min后，提升反应温度至125℃，减压脱水至固液比为1:1，得到纳米混合浆料；
其中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇溶液的用量比为0.8g:0.05g:5.5mL；
所述乙醇溶液为体积比92％的乙醇水溶液；
氧化石墨烯的分散液与正硅酸乙酯的乙醇溶液的体积比1:0.2；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至75℃，保温反应3h后，固液分离，并在70℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；
步骤三，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度185℃，转速60r/min的条件下搅拌反应10min，得到接枝改性聚丙烯；
其中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.9％；
所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的6％；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂、步骤一中制备得到的改性碳纤维以及步骤二中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到本发明所述的抗高压管道塑料。
实验数据与结果分析
对实施例1至实施例2以及对比例1至对比例2的实验结果进行检测，检测项目包括弯曲强度(MPa)、拉伸强度(MPa)与缺口冲击强度(KJ/m)，具体结果见表1：
表1
| 弯曲强度 | 拉伸强度 | 缺口冲击强度 | |
| 实施例1 | 68 | 44 | 3.8 |
| 实施例2 | 62 | 42 | 4.2 |
| 对比例1 | 45 | 30 | 3.6 |
| 对比例2 | 52 | 36 | 2.4 |
由表1结果可知，本发明所述抗高压管道塑料具有良好的弯曲强度与拉伸强度，其缺口冲击强度也能够达到4左右。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，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，只要不偏离发明的结构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。
Claims (10)
1.一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，制备改性碳纤维；
步骤二，制备改性纳米颗粒
S21、将氧化石墨烯加入无水乙醇中，氧化石墨烯与无水乙醇的用量比为7-26g：100mL，待氧化石墨烯完全浸润后，在频率40-100KHz的条件下超声处理10-16min，得到氧化石墨烯的分散液待用；
S22、将正硅酸乙酯、乙醇与硅烷偶联剂按照重量比加入反应釜中，在转速2000-4000r/min的条件下高速搅拌处理6-10min，得到正硅酸乙酯的乙醇溶液，将步骤S21中制备得到的氧化石墨烯的分散液加入正硅酸乙酯的乙醇溶液中，在转速400-600r/min的条件下搅拌处理3-5min后，在频率60-120KHz的条件下超声处理7-12min，然后保持转速为200-400r/min对其进行搅拌，向其中加入氨水，调节pH至5-6，提升温度至45-50℃，保温反应40-60min后，提升反应温度至120-145℃，减压脱水至固液比为1:0.8-1.2，得到纳米混合浆料；
S23、将步骤S22中制备得到的纳米混合浆料加入N，N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌均匀后，向其中加入异氰酸酯，混合搅拌溶解后，提升反应温度至65-80℃，保温反应2-5h后，固液分离，并在60-80℃温度下对固相产物进行烘干，得到氧化石墨烯与纳米二氧化硅的接枝产物，即改性纳米颗粒；
步骤三，将聚丙烯加入密炼机中熔融后，依次向其中加入过氧化二异丙苯作为引发剂，再向其中加入二烯丙基双酚A，在温度170-200℃，转速40-60r/min的条件下搅拌反应8-12min，得到接枝改性聚丙烯；
步骤四，将步骤三中制备得到的接枝改性聚丙烯、相容剂、抗氧化剂、步骤一中制备得到的改性碳纤维以及步骤二中制备得到的改性纳米颗粒混合均匀后加入螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到所述的抗高压管道塑料。
2.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤一中制备改性碳纤维的具体步骤为：
S11、将碳纤维加入丙酮中，在频率为30-80KHz的条件下超声处理15-25min后，用去离子水或乙醇洗涤碳纤维后烘干，并将烘干后的碳纤维加入氧化液中浸泡处理25-50min后，用去离子水洗涤至碳纤维表面为中性后，烘干得到氧化碳纤维；
S12、通过偶联剂溶液对步骤S1中处理得到的氧化碳纤维进行表面处理，然后烘干干燥，得到改性碳纤维。
3.根据权利要求2所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，所述氧化液为硫酸与高锰酸钾的混合溶液或硝酸溶液，所述碳纤维为长度1-6mm的短切碳纤维；偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂与硅烷偶联剂中的一种或至少两种的任意比混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤S22中正硅酸乙酯、硅烷偶联剂与乙醇的用量比为1g:0.01-0.08g:3-7mL。
5.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤S23中所述异氰酸酯为赖氨酸异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤三中过氧化二异丙苯的添加量为聚丙烯重量的0.6％-1.3％；所述二烯丙基双酚A的添加量为聚丙烯重量的3％-8％。
7.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述相容剂为苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物或聚丙烯接枝2-烯丙基双酚A中的至少一种，所述相容剂的添加量为聚丙烯重量的2％-15％。
8.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或N，N'一亚己基二(3，5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)中的任一种，所述抗氧化剂的添加量为聚丙烯重量的0.1％-0.6％。
9.根据权利要求1所述的一种抗高压管道塑料，其特征在于，聚丙烯、改性碳纤维与改性纳米填料的重量比为100:1-6:4-20。
10.一种抗高压管道塑料，其特征在于，根据权利要求1至9任一所述的制备方法加工制备得到。
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