本发明涉及高分子改性技术领域，具体涉及一种耐化学耐蒸煮的ppo合金及其制备方法。
背景技术
聚苯醚(ppo)属于五大工程塑料之一，是于20世纪60年代中期开发的热塑性树脂。ppo具有优良的力学性能、耐热性、电气绝缘性以及在高温下蠕变较小的优点，同时ppo的密度及吸湿性较低、强度较高、尺寸稳定性较好。但纯ppo树脂的玻璃化转变温度较高、熔体流动性较差、成型加工困难，需要在300℃高温下加工，极大地限制了其应用范围。为了克服ppo的缺点，扩大其应用领域，必须对其进行改性。
现有技术对于ppo的改性，大多集中于ppo/ps合金领域，尤其对于应用于ppo水管，ppo饮水电器相关的ppo合金存在耐温不足(如水蒸气温度在120℃以上容易发生变形和开裂)，不耐化学试剂腐蚀(在酸性或碱性条件下容易降解)的缺点，严重限制ppo合金材料的应用范围。
针对上述缺陷，现有技术出现了利用尼龙(pa)对ppo进行改性，虽然改性后制得的ppo合金能够相对提高热变形温度和耐化学腐蚀性，但是在某些特殊的行业，pa改性ppo制得的合金的耐热性和耐化学腐蚀性还不能达到要求，另外也存在机械强度和耐磨性能不佳的缺陷。这些缺陷归因于：一方面是pa与ppo的相容性还不能达到极好的结合，另一方面是pa和ppo本身的结构特性导致。因此，亟需寻求对ppo的新改性。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，该耐化学耐蒸煮的ppo合金具有热变形温度高、耐化学腐蚀性好、机械性能好和耐磨性好的优点。
本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法。
为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
提供一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
优选的，所述的一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
更为优选的，所述的一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
所述含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
所述含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
所述相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
所述增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
所述抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098和/或抗氧剂168；
所述润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
为了实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：
提供一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在一定温度下水解反应一定时间，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。
上述技术方案中，所述步骤一中，所述催化剂为摩尔浓度是2mol/l～3mol/l的盐酸，所述有机溶剂为无水乙醇；所述水解反应的温度为70℃～80℃，所述水解反应的时间为1h～2h；所述缩聚反应的温度为70℃～120℃，所述缩聚反应的时间为1.5h～3h。
上述技术方案中，所述步骤三中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，所述双螺杆挤出机的前段温度为230℃～250℃，所述双螺杆挤出机的中段温度为250℃～270℃，所述双螺杆挤出机的机头挤出温度为260℃～280℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为370r/min～390r/min。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，通过pa46树脂和含硼有机硅树脂对ppo树脂进行改性，由于一方面pa46是由丁二胺和己二酸缩聚而成的脂肪族聚酰胺，其高度对称的链结构致使其结晶度高，进而使得改性后制得的ppo合金的结晶速度快，进而使得ppo合金熔点更高，以及热变形温度也高；另一面通过含硼有机硅树脂对ppo进行改性，由于含硼有机硅树脂在本申请中既作为对ppo改性的材料，又能够充当阻燃剂的作用，含硼有机硅树脂本身的耐热性和耐磨性较好，通过相容剂对ppo的改性能够进一步提高ppo合金的耐热性能和耐磨性能，另外由于含硼有机硅树脂具有较好的阻燃性能，因而能够更进一步提高所制得的ppo合金的热变形温度。另外，通过独特的相容剂使得ppo树脂、pa46树脂和含硼有机硅树脂三者能够很好地结合，并意想不到地能够大大提高所制得的ppo合金的热变形温度、耐化学腐蚀性能、机械强度和耐磨性能。其中，该耐化学耐蒸煮的ppo合金能够达到205℃。另外，通过添加增韧剂和抗应力开裂剂，能够进一步提高该耐化学耐蒸煮的ppo合金的机械性能，适合应用于ppo水管，ppo饮水电器相关的ppo合金。也即，本申请通过各组分的协同作用，能够使得所制得的耐化学耐蒸煮的ppo合金具有热变形温度高、耐化学腐蚀性好、机械性能好和耐磨性好的优点。
(2)本发明提供的一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，具有制备方法简单，生产成本低，并能够适用于工业化大规模生产的特点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
其中，本发明提及的美国陶氏杜邦公司是陶氏化学公司和杜邦公司合并而成。
实施例1。
一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
其中，含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂1098；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在75℃下水解反应1.5h，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；本实施例中，缩聚反应的温度为90℃，缩聚反应的时间为2h；
其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1:1；其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总物质的量与硼酸之间的摩尔比为2:1；其中，有机溶剂为无水乙醇，无水乙醇与苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的体积比为2:3；其中，水的用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩尔百分比为50％；其中，催化剂为摩尔浓度是2.5mol/l的盐酸；盐酸的体积用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的5％；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为240℃，双螺杆挤出机的中段温度为260℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为270℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为380r/min。
实施例2。
一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
其中，含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂168；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在70℃下水解反应2h，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；本实施例中，缩聚反应的温度为70℃，缩聚反应的时间为3h；
其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1:1；其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总物质的量与硼酸之间的摩尔比为1:1；其中，有机溶剂为无水乙醇，无水乙醇与苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的体积比为1:2；其中，水的用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩尔百分比为45％；其中，催化剂为摩尔浓度是2mol/l的盐酸；盐酸的体积用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的4％；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为230℃，双螺杆挤出机的中段温度为250℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为260℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为370r/min。
实施例3。
一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
其中，含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168以质量比为1:1的组合物；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在80℃下水解反应1h，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；本实施例中，缩聚反应的温度为120℃，缩聚反应的时间为1.5h；
其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1:1；其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总物质的量与硼酸之间的摩尔比为4:1；其中，有机溶剂为无水乙醇，无水乙醇与苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的体积比为3:4；其中，水的用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩尔百分比为55％；其中，催化剂为摩尔浓度是3mol/l的盐酸；盐酸的体积用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的6％；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为250℃，双螺杆挤出机的中段温度为270℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为280℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为390r/min。
实施例4。
一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
其中，含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂1098；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在72℃下水解反应1.8h，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；本实施例中，缩聚反应的温度为80℃，缩聚反应的时间为2.5h；
其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1:1；其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总物质的量与硼酸之间的摩尔比为3:1；其中，有机溶剂为无水乙醇，无水乙醇与苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的体积比为1:3；其中，水的用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩尔百分比为48％；其中，催化剂为摩尔浓度是2.3mol/l的盐酸；盐酸的体积用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的5％；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为235℃，双螺杆挤出机的中段温度为255℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为265℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为375r/min。
实施例5。
一种耐化学耐蒸煮的ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，含硼有机硅树脂具有式i表示的结构：
其中，含硼有机硅树脂是由硅氧烷单体、硼酸、有机溶剂、水和催化剂反应制备而成。
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂168；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、含硼有机硅树脂的制备：将苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、硼酸和有机溶剂混合后，再加入催化剂和水，在78℃下水解反应1.2h，得到水解，然后水解液通过减压蒸馏进行缩聚反应，制得所述含硼有机硅树脂；本实施例中，缩聚反应的温度为110℃，缩聚反应的时间为1.7h；
其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1:1；其中，苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总物质的量与硼酸之间的摩尔比为1:1；其中，有机溶剂为无水乙醇，无水乙醇与苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的体积比为3:2；其中，水的用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷完全水解所需的水用量的摩尔百分比为52％；其中，催化剂为摩尔浓度是2.8mol/l的盐酸；盐酸的体积用量占苯基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的总体积的4％；
步骤二、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、含硼有机硅树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为245℃，双螺杆挤出机的中段温度为265℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为275℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为385r/min。
对比例1。
一种ppo合金，由以下重量份数的组份制成：
其中，相容剂为佳易容相容剂江苏有限公司生产的商品代号为cmg5805，poe-g-mah的相容剂；
其中，增韧剂为巴陵石油化工有限责任公司生产的商品代号为sebsyh-501的增韧剂；
其中，抗应力开裂剂为美国陶氏杜邦公司生产的商品代号为ema1125ac的抗应力开裂剂。
本实施例中，抗氧剂为抗氧剂1098；
其中，润滑剂为双季戊四醇硬脂酸酯。
上述一种耐化学耐蒸煮的ppo合金的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、原料混合：按照配方量将ppo树脂、pa46树脂、相容剂、增韧剂、抗应力开裂剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀，得到混合物；
步骤三、熔融塑化造粒：将步骤二得到的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料料斗，经过熔融塑化，挤出造粒，制得所述耐化学耐蒸煮的ppo合金。本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，双螺杆挤出机的前段温度为240℃，双螺杆挤出机的中段温度为260℃，双螺杆挤出机的机头挤出温度为270℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为380r/min。
性能测试：
将上述实施例1至实施例5，以及对比例1制得的ppo合金进行性能测试，测试数据结果如下表1：
表1实施例1至实施例5，以及对比例1的ppo合金的性能测试表
从表1的性能测试数据可知，本申请的实施例1至实施例5，与对比例1相比，由于增加了含硼有机硅树脂对ppo进行改性，进而使得所制得的耐化学耐蒸煮的ppo合金具有优异的热变形温度、耐化学腐蚀性、机械性能和耐磨性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。