CN101845203A - 液晶聚酯树脂组合物及其模塑制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶聚酯树脂组合物及其模塑制品。本发明提供适用于光学拾取器单元的液晶聚酯树脂组合物。该组合物包括液晶聚酯、云母和中空填料。使用该液晶聚酯树脂组合物，能够在抑制组合物的中空填料破损的同时制备具有高耐焊接性和高扭转弹性模量的光学拾取器单元。

Description

液晶聚酯树脂组合物及其模塑制品
技术领域
本发明涉及包含液晶聚酯和填料的液晶聚酯树脂组合物及其模塑制品。更特别地，本发明涉及适用于制造光学拾取器单元(optical pickup unit)的液晶聚酯树脂组合物。
背景技术
光学拾取器(optical pickups)用于光盘(compact disc)和激光盘(laser disc)。所述光学拾取器，其用透镜把半导体激光聚集成直径为几微米的点并用该聚集的半导体激光照射盘，读取盘上记录的信息。通常，所述光学拾取器包括固定光学元件或类似元件的光学框架、物镜、使物镜架跟随光盘的移动的制动器部件，和容纳该制动器部件和形成到所述光学框架的光路的基础框架。从降低重量和降低成本的需求出发已经主要研究了用树脂制造的光学拾取器单元，例如光学框架、制动器部件和基础框架。
在用于制造光学拾取器单元的树脂材料中，已经特别研究了含有液晶聚酯的树脂组合物。这是因为液晶聚酯具有优秀的特性，例如机械性能、模塑性、尺寸精确性和阻尼性能。此外，为了获得轻重量的光学拾取器单元，已经研究了由具有中空部分的填料(称为中空填料(hollow filler))和液晶聚酯得到的液晶聚酯树脂组合物。例如，日本专利申请公开No.2005-330468提出了包含具有特定熔体粘度的液晶聚酯(全芳族聚酯)和无机球形中空体(即中空填料)以及玻璃纤维或滑石的树脂组合物。
通常，包含中空填料的树脂组合物具有以下特性：在用于得到粒料形状的树脂组合物的造粒过程中或在用所述树脂组合物制造(模塑)模塑制品的过程中，中空填料容易被损坏。因此，当制造包含中空填料的粒料形状的树脂组合物或其模塑制品时，应该在尽可能地抑制中空填料的破损的情况下进行所述制造。
在迄今为止所提出的液晶聚酯树脂组合物制备中，通过使用具有相对低的熔体粘度的液晶聚酯或调节造粒或模塑条件来抑制中空填料的破损。使用不同于中空填料的填料来抑制中空填料破损的技术鲜有研究。
同时，光学拾取器的制造过程具有其中使光学拾取器单元与高温焊剂(solder)接触的步骤。近来使用无铅焊剂的要求需要使用更高温度的焊剂。与高温焊剂的使用相应，光学拾取器单元抵抗高温焊剂的耐久性(耐焊接性(solderingresistance))需求日渐强烈。然而，日本专利申请公开No.2005-330468(如上所述)中公开的液晶聚酯的耐焊接性一点也不充分，其难以符合使用无铅焊剂的需求。当具有高耐热性的液晶聚酯用于提高耐焊接性时，通常液晶聚酯的熔体粘度会增加，这不利地促进中空填料的破损。
发明内容
在这种情况下，本发明的一个目的是提供液晶聚酯树脂组合物，该组合物通过使用特定填料能充分地抑制中空填料的破损。特别地，本发明的一个目的是提供液晶聚酯树脂组合物，即使当使用具有高耐热性的液晶聚酯时，该组合物也能充分地抑制中空填料的破损。
本发明提供包括下列组分(A)、(B)和(C)的液晶聚酯树脂组合物：
(A)液晶聚酯；
(B)云母；和
(C)中空填料。
另外，本发明提供由所述液晶聚酯树脂组合物得到的模塑制品。
根据本发明，在充分抑制中空填料破损的同时，能够造粒或模塑包含该中空填料的液晶聚酯树脂组合物。特别地，即使当为了增强模塑制品的耐焊接性而使用具有高耐热性的液晶聚酯时，本发明也使得能够充分抑制中空填料的破损。
本发明的液晶聚酯树脂组合物不会显著地损害液晶聚酯的优秀模塑性或机械强度。因此，所述液晶聚酯树脂组合物非常适合用作用于制造需要这些性能的光学拾取器单元(光学拾取器透镜架(lens holder)等)的材料。此外，所述液晶聚酯树脂组合物也能用于制造此后日益需要厚度降低和形状复杂的光学拾取器单元。因此，所述液晶聚酯树脂组合物具有巨大的工业价值。
附图说明
图1是显示实施例中用于测量薄壁流动长度的模具的图。
具体实施方式
本发明的液晶聚酯树脂组合物包括下列组分(A)、(B)和(C)：
(A)液晶聚酯；
(B)云母；和
(C)中空填料。
下面，将依次说明本发明液晶聚酯树脂组合物的的每一种组分(A)-(C)、所述液晶聚酯树脂组合物的生产方法和用该液晶聚酯树脂组合物生产模塑制品的方法。
<组分(A)：液晶聚酯>
用于组分(A)的液晶聚酯是称为热致液晶聚合物的聚酯。所述液晶聚酯适于通过聚合芳族羟基羧酸、芳族二羧酸和芳族二醇来获得，并在400℃或更低的温度形成各向异性的熔体。
通过把原料单体，例如芳族羟基羧酸、芳族二羧酸和芳族二醇部分地转化为成酯衍生物并聚合所述衍生物，可更容易地生产所述液晶聚酯。所述成酯衍生物的实例包括如下这些。对于分子中具有羧基基团的芳族羟基羧酸和芳族二羧酸的成酯衍生物，其实例包括其中羧基被转化成例如高活性酰卤基团或酸酐基团的基团的那些，和其中羧基被转化成在酯交换反应中生成聚酯的酯的那些。对于分子中具有酚羟基基团的芳族羟基羧酸和芳族二醇的成酯衍生物，其实例包括其中酚羟基基团被转化成酯以在酯交换反应中形成聚酯的那些。后面将对使用这些成酯衍生物生产液晶聚酯的合适方法进行说明。
构成用于组分(A)的液晶聚酯的结构单元的具体例子将在下面示出。
衍生自芳族羟基羧酸的结构单元：
Figure GSA00000099626000031
Figure GSA00000099626000041
在这些结构单元中，它们的芳族环中的一些氢原子可由选自卤素原子、烷基和芳基的取代基取代。
衍生自芳族二羧酸的结构单元：
Figure GSA00000099626000042
在这些结构单元中，它们的芳族环中的一些氢原子可由选自卤素原子、烷基和芳基的取代基取代。
衍生自芳族二醇的结构单元：
Figure GSA00000099626000051
在这些结构单元中，它们的芳族环中的一些氢原子可由选自卤素原子、烷基和芳基的取代基取代。
将对可以任选包含在结构单元中的取代基进行简要地说明。卤素原子的例子包括氟原子、氯原子和溴原子。烷基的例子包括具有约1-4个碳的低级烷基基团，例如甲基、乙基和丁基。芳基的典型例子包括苯基。如稍后描述的那样，用于本发明中使用的组分(A)的液晶聚酯的流动起始温度(flow startingtemperature)优选为360℃或更高。因此，为了得到具有这种流动起始温度的液晶聚酯，结构单元不具有所述取代基是理想的。
将详细描述上述所示例的结构单元的适当组合。用于组分(A)的液晶聚酯的结构单元的组合优选通过下列组合(a)、(b)、(c)、(d)、(e)或(f)(以下可以称为“(a)-(f)”)示出。
(a)：单元(A1)、单元(B1)和/或(B2)、和单元(C1)的组合
(b)：单元(A1)和(A2)的组合
(c)：通过在组合(a)中用单元(A2)部分代替单元(A1)所得到的组合
(d)：通过在组合(a)中用单元(B3)部分代替单元(B1)所得到的组合
(e)：通过在组合(a)中用单元(C3)部分代替单元(C1)所得到的组合
(f)：通过在组合(b)中添加单元(B1)和(C1)所得到的组合
在组合(a)-(f)中，衍生自p-羟基苯甲酸的结构单元(A1)的量基于全部结构单元的总量优选是30mol％或更多，更优选为50mol％或更多。(A1)的这种摩尔百分比提供了具有优异的性能均衡例如耐热性和机械强度的液晶聚酯。
在组合(a)-(f)中，具有合适流动起始温度(即360℃或更高的流动起始温度)的液晶聚酯可以通过利用由增加液晶聚酯分子链的线性度导致的流动起始温度增高来生产。更具体地，在(B1)和(B2)的组合中，单元(B1)增加液晶聚酯分子的线性度，单元(B2)增加液晶聚酯分子的柔韧性(flexibility)(降低线性度)。因此，流动起始温度能够通过控制单元(B1)和(B2)的共聚比来调节。
在以上述组合得到的液晶聚酯之中，作为组分(A)的优选液晶聚酯的例子包括组合(a)的液晶聚酯，即包括衍生自p-羟基苯甲酸的结构单元[(A1)]、衍生自4，4-二羟基联苯的结构单元[(C1)]和衍生自对苯二甲酸的结构单元和/或衍生自间苯二甲酸的结构单元[(B1)和/或(B2)]的液晶聚酯。
在组合(a)的液晶聚酯中，(C1)/(A1)的摩尔比优选是0.2或更高且1.0或更低；[(B1)+(B2)]/(C1)的摩尔比优选是0.9或更高且1.1或更低；和(B2)/(B1)的摩尔比优选大于0且小于等于1，更优选大于0且小于等于0.3。
如上所述，用于组分(A)的液晶聚酯的流动起始温度优选是360℃或更高，更优选360-410℃，特别优选370-400℃。当液晶聚酯的流动起始温度在这样的范围内时，液晶聚酯本身的耐热性被充分展现，并且用本发明液晶聚酯树脂组合物得到模塑制品的耐焊接性非常好。因此，能够在实际模塑温度得到模塑制品。即使当具有这种高流动起始温度的液晶聚酯(具有高耐热性的液晶聚酯)用于组分(A)时，本发明也能够在造粒或模塑中令人满意地抑制中空填料的破损。本文中所使用的流动起始温度是指这样的温度，在该温度，通过使用连接有内径为1mm且长度为10mm的模头(dice)的毛细管流变仪，在9.8MPa(100kg/cm2)的负荷下，在以4℃/分钟的加热速率加热的同时，当液晶聚酯从喷嘴挤出时，熔体粘度变为4800Pa·s(48000泊)。流动起始温度是本技术领域中公知的用于指示液晶聚酯的分子量的指数(参见Naoyuki Koide，Liquid-crystalline PolymerSynthesis，Molding，and Application，第95到105页，由CMC在1987年6月5日出版)。
以下，将对制备作为组分(A)的液晶聚酯的方法进行说明。
用于组分(A)的液晶聚酯优选地通过包括酰化步骤和聚合步骤的生产方法来生产。所述酰化步骤是用脂肪酸酸酐(乙酸酐等)酰化芳族二醇和芳族羟基羧酸的酚羟基来生产酰化化合物(芳族二醇酰化化合物和芳族羟基羧酸酰化化合物)。所述聚合步骤聚合所得酰化化合物的酰基和芳族二羧酸及芳族羟基羧酸的酰化化合物的羧基，从而所述酰基和羧基导致酯交换以提供所述液晶聚酯。
在生产液晶聚酯的方法中，酰化步骤和/或聚合步骤可以在以下所示的杂环有机碱化合物的存在下进行：
Figure GSA00000099626000071
其中R1到R4分别独立地代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、羟甲基、氰基、烷基具有1-4个碳原子的氰基烷基、烷氧基具有1-4个碳原子的氰基烷氧基、羧基、氨基、具有1-4个碳原子的氨基烷基、具有1-4个碳原子的氨基烷氧基、苯基、苯甲基、苯丙基或甲酰基(formyl group)。
在上式所代表的杂环有机碱化合物中，由于1-甲基咪唑和/或1-乙基咪唑易于得到，因此它们是更优选的。
考虑到将得到的模塑制品的色调和模塑制品的生产率，所使用的所述杂环有机碱化合物的量基于液晶聚酯的原料单体(芳族二羧酸、芳族二醇和芳族羟基羧酸)总量为100重量份，优选是0.005-1重量份，更优选0.05-0.5重量份。所述杂环有机碱化合物在所述酰化反应和酯交换反应期间可以存在一段时间。此外，所述杂环有机碱化合物可以刚好在酰化反应开始之前添加或在酰化反应过程中添加。作为选择，所述杂环有机碱化合物可以在所述酰化反应和所述酯交换反应之间添加。如此得到的液晶聚酯具有其展现更优秀的熔体流动性的优点。
将要使用的脂肪酸酸酐的量，例如乙酸酐，优选是存在于芳族二醇和/或芳族羟基羧酸中的酚羟基的总摩尔量(考虑到将要使用的这些原料单体的量)的按摩尔计1.0-1.2倍，更优选按摩尔计1.0-1.15倍，仍更优选按摩尔计1.03-1.12倍，特别优选按摩尔计1.05-1.1倍。
酰化步骤中芳族二醇和芳族羟基羧酸的酰化反应优选在130-180℃实施30分钟-20小时，更优选在140-160℃实施1-5小时。
以下，将描述使酰化步骤中得到的酰化化合物(芳族二醇的酰化化合物和芳族羟基羧酸的酰化化合物)的酰基以及芳族二羧酸与芳族羟基羧酸的酰化化合物的羧基进行酯交换(酯交换反应)以聚合所述酰化化合物的聚合步骤。在酰化步骤过程中芳族二羧酸可以在反应体系中存在。换言之，在酰化步骤过程中芳族二醇、芳族羟基羧酸和芳族二羧酸可以存在于相同的反应体系中。这是因为芳族二羧酸中存在的羧基和可任选取代的取代基根本不受脂肪酸酸酐的影响。因此，相同的反应器容器中可以加入将要用脂肪酸酸酐酰化的芳族二醇、芳族羟基羧酸和芳族二羧酸。作为选择，可以将芳族二醇和芳族羟基羧酸预先加入反应器容器中并用脂肪酸酸酐酰化，然后可以向反应器容器中加入芳族二羧酸。考虑到操作的简单性，前一方法是更优选的。
在优选地以0.1-50℃/分钟的速率在130-400℃的范围，更优选地以0.3-5℃/分钟的速率在150-350℃的范围加热反应体系的同时，实施由所述酯交换反应引起的聚合。
当实施所述酯交换反应时，为了移动平衡，优选把作为副产物生成的脂肪酸(乙酸等)和未反应的脂肪酸酸酐(乙酸酐等)蒸发和蒸馏出体系之外。通过回流一部分蒸馏掉的脂肪酸并把这部分返回到反应器容器，能够冷凝或逆升华随着所述脂肪酸蒸发或升华的原料单体等以返回反应器容器。
所述酰化反应和酯交换反应可通过使用间歇设备或连续设备实施。用于本发明的所述液晶聚酯可以通过使用所述反应设备(反应器容器)的任一种得到。
在聚合步骤后可以冷却并取出得到的液晶聚酯并粉碎以制成粉末状。此外，制成粉末状的液晶聚酯可以造粒。因此，所得固体(粉末或粒料)液晶聚酯可进一步被加热以大分子化。液晶聚酯的大分子化(macromolecularization)在本技术领域中被称为固相聚合。固相聚合对于液晶聚酯的大分子化是特别有效的。所述大分子化使得能够容易地得到具有合适流动起始温度的液晶聚酯。作为所述固相聚合的反应条件，采用在不活泼气体(氮气等)气氛或降低的压力下热处理固体液晶聚酯1-20小时的方法等等。在这一情况下，用于热处理的设备的例子包括公知的干燥机、反应器容器、惰性烘箱、混合器和电炉。
<组分(B)：云母>
用于组分(B)的云母可以由含有碱金属(alkaline metal)的铝硅酸盐制成。在本发明中，可以使用可商业得到的作为添加到树脂中的填料的云母产品。在这些可商业得到的云母产品中，优选使用由所谓的白云母生产的云母产品。在市面上，由白云母生产的云母和由金云母生产的云母都是可商业得到的。本发明人发现使用后一云母容易劣化本发明的液晶聚酯树脂组合物的模塑加工性能，并且当得到具有薄壁部分的模塑制品时，容易促进模塑制品翘曲的产生。
通过激光衍射型颗粒尺寸分布测量得到的用于组分(B)的云母的体积平均颗粒直径(volume average particle diameter)D50优选是40μm或更小，更优选25μm或更小。当所述体积平均颗粒直径D50大于40μm时，本发明液晶聚酯树脂组合物的熔体流动性倾向于变差，并且其可能变得难于得到具有薄壁部分的模塑制品。
用BET方法测量的用于组分(B)的云母的比表面积优选是6m2/g或更小，更优选4m2/g或更小。当所述比表面积大于6m2/g时，附着到云母表面的水的量增加，并且附着的水可能容易地产生液晶聚酯的水解。所得到的模塑制品可能具有降低的强度或可能具有由液晶聚酯分解产物引起的外观异常例如膨胀。本文中所使用的附着水的量通过加热干燥型水分测定仪测得。用于组分(B)的云母上的附着水的量优选是0.3重量％或更低，更优选0.2重量％或更低。
满足所述合适的体积平均颗粒直径D50和比表面积的商业上可得到的云母产品的例子包括来自于Yamaguchi Mica Co.，Ltd的“AB25S”。
<组分(C)：中空填料>
用于组分(C)的中空填料是使用本发明液晶聚酯树脂组合物得到的模塑制品的重量降低所需要的。当光学拾取器透镜架是用例如本发明的液晶聚酯树脂组合物得到时，所述重量降低能够增强所述光学拾取器透镜架的聚焦灵敏度。
希兰球(shirasu balloon)、玻璃球(glass balloon)、陶瓷球(ceramic balloon)、有机树脂球(organic resin balloon)、富勒烯等可用于所述中空填料。考虑到易于获得性和难于破损，玻璃球是特别优选的。
所述中空填料的平均颗粒直径优选是1-200μm，更优选5-100μm，甚至更优选10-50μm，特别优选10-30μm。当所述中空填料的平均颗粒直径太大时，中空填料的强度会降低，中空填料本身易于破损。另一方面，当中空填料的平均颗粒直径太小时，表面积增加，中空填料容易吸收水分。这可能促进液晶聚酯在造粒中的水解。所述中空填料的强度优选是1000kg/cm2或更高，更优选1000kg/cm2-1800kg/cm2，甚至更优选1200kg/cm2-1800kg/cm2。
所述中空填料的体积空心率(volume hollow rate)优选是40-80％，更优选60-80％。本文中所用的体积空心率是通过下式计算的近似值：
(体积空心率)＝100×{(1-(σ1/σ2)}
其中σ1代表中空填料的真实比重，σ2代表构成中空填料的材料的比重。
满足所述合适的平均颗粒直径、强度和体积空心率的中空填料的例子包括由Sumitomo 3M Ltd生产的“Glass Bubbles S60HS”(强度：1260kg/cm2，平均颗粒直径：27μm，体积空心率76％)。
<其他添加剂>
如上所述，本发明的液晶聚酯树脂组合物包括作为不可缺少组分的组分(A)-(C)。然而，在不损害本发明目标的范围内，所述液晶聚酯树脂能够包括不同于组分(A)的树脂，例如一种或两种或更多种热塑性树脂，例如聚酰胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚及其改性产物、聚砜、聚醚砜和聚醚酰亚胺，和热固性树脂，例如酚树脂、环氧树脂和聚酰亚胺树脂。
同样地，在不损害本发明目标的范围内，所述液晶聚酯树脂组合物可包括不同于组分(B)和组分(C)的填料和添加剂。所述液晶聚酯树脂组合物可以包括例如，纤维状无机填料例如玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须、二氧化硅氧化铝纤维和氧化铝纤维。这些可以单独使用，或者可以组合使用他们中的两种或更多种。球形无机填料的例子包括玻璃珠和二氧化硅珠。所述液晶聚酯树脂组合物可以包含添加剂，所述添加剂包括脱模改良剂如氟树脂和金属皂；着色剂如染料和颜料；抗氧化剂；热稳定剂；紫外吸收剂；抗静电剂；和表面活性剂，其在本技术领域中是常规所使用的。可以使用具有外部润滑作用的添加剂，例如高级脂肪酸、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸的金属盐和基于碳氟化合物的表面活性剂。
<制备液晶聚酯树脂组合物的方法>
本发明的液晶聚酯树脂组合物包括组分(A)-(C)，并且如果需要还可以包含不同于组分(A)的树脂和不同于组分(B)和组分(C)的填料和添加剂。考虑到得到的模塑制品的所需的比重等，可以适当地调节组分(A)-(C)的混合百分比。然而，组分(B)的量基于组分(A)-(C)的总重量按重量计优选是1-20％，按重量计更优选为5-20％。另一方面，组分(C)的量基于组分(A)-(C)的总重量按重量计优选是3-25％，按重量计更优选为4-20％。当组分(B)的混合百分比在上述范围内时，存在液晶聚酯的分解被充分阻止以防止出现外观异常的优点。当组分(C)的混合百分比在上述范围内时，通过组分(B)的协同作用进一步抑制中空填料的破损，并且当模塑制品被用作光学拾取器单元时比重被充分降低。当实施注射模塑以得到模塑制品时，混合百分比的上述范围具有优点：能够降低由剪切应力引起的液晶聚酯的取向度以提高所得模塑制品的焊接强度(weld strength)。
用于获得本发明的液晶聚酯树脂组合物的组分(A)到(C)可以通过各种已知的方式混合。其例子包括单独地分别把组分(A)到(C)、以及如果需要的话所述添加剂和所述树脂提供给熔体混合器，并混合所述组分的方法；和使用研钵、亨舍尔混合机、球磨机或螺带式混合机预混合这些原料组分，并将混合物供给到熔体混合器的方法。
在用于制备液晶聚酯树脂组合物的这些方法中，当使用具有360℃或更高流动起始温度的液晶聚酯作为组分(A)时，为了进一步防止作为组分(C)的中空填料的破损，例如，优选在其中液晶聚酯(A)和组分(B)已经在熔体混合器中充分地熔融和混合、并且混合物的熔体粘度已经变得最低的时间点混合组分(C)。因此，当使用熔体挤出捏合机时，采用从熔体捏合机的上游侧供给组分(A)和组分(B)和从熔体捏合机的中游(下游侧)供给组分(C)的熔体捏合方法。
<液晶聚酯树脂组合物和光学拾取器透镜架的模塑>
通过熔融和模塑如此得到的本发明的液晶聚酯树脂组合物能够得到模塑制品。作为模塑方式，注射模塑是特别优选的，因为易于获得具有薄壁部分的模塑制品。本发明的液晶聚酯树脂组合物特别适用于用于制造光学拾取器单元，尤其是光学拾取器透镜架的材料。
将对作为合适的模塑方法的注射模塑进行进一步详细地说明。模塑温度优选地设定为是比作为组分(A)的液晶聚酯的流动起始温度高约10-80℃的温度。当模塑温度在这一范围内时，即使在具有薄壁部分的光学拾取器透镜架和具有复杂形状的光学拾取器透镜架中，本发明的液晶聚酯树脂组合物也能展现出优秀的熔体流动性和能展现出良好的模塑性。对于这类光学拾取器透镜架重量降低和成本降低是强烈需要的，并且其厚度趋于不断降低。根据本发明的液晶聚酯树脂组合物，也可以容易地模塑具有厚度为0.1mm-1.5mm的薄壁部分的光学拾取器透镜架。即使当在具有相对短的流动长度的光学拾取器透镜架的模塑中模塑具有厚度为0.05mm-0.15mm的薄壁部分的光学拾取器透镜架时，也能够以良好的尺寸精确性模塑所述光学拾取器透镜架。这样得到的模塑制品不损害液晶聚酯的优秀耐热性而具有优秀的扭转弹性模量(torsional elastic modulus)和机械强度，例如冲击强度。此外，由本发明的液晶聚酯树脂组合物得到的模塑制品，其实际是作为光学拾取器单元，具有低比重。例如，能够得到具有1.15-1.55的低比重(基于ASTM D792(方法A)得到)的模塑制品。模塑制品的扭转弹性模量也是足够的。因此，所述模塑制品特别优选作为光学拾取器单元。为了将模塑制品的比重设置在上述范围内，基于组分(A)的总重量可以适当调整组分(B)和组分(C)的混合百分比，特别是组分(C)的混合百分比。
如上所述，本发明的液晶聚酯树脂组合物非常适合用作用于生产光学拾取器单元的材料，特别是用作用于生产此后需要厚度降低和具有复杂形状的光学拾取器透镜架的材料。使用本发明的液晶聚酯树脂组合物得到的光学拾取器透镜构件(光学拾取器透镜架)能够改善数字光盘驱动设备的信号读取设备的读取性能。
虽然已经如此说明了本发明，但显然本发明可以以很多方式改变。将把这些变化看作是在本发明的精神和范围之内，并且如对于本领域的技术人员将是显而易见的那样，所有这些改动都在下列权利要求的范围内。
2009年3月11日提交的日本专利申请No.2009-57574和2009年6月29日提交的日本专利申请No.2009-153518的全部公开内容，两者都包括说明书、权利要求和摘要，通过引用在此全部合并到本文中。
实施例
用以下实施例更加详细地说明本发明，所述实施例不应理解为是对本发明范围的限制。评价方法如下。
(1)比重
液晶聚酯树脂组合物在料筒温度350℃、模具温度130℃、和注射率(injectionrate)60％的模塑条件下使用注塑机(“PS40E1ASE”，由Nissei Plastic IndustrialCo.，Ltd制造)模塑成哑铃形试样[JIS K7113(1/2)](厚度：0.5mm)。获得的每个试样的比重根据ASTM D792(方法A)测定。
(2)Izod冲击强度
液晶聚酯树脂组合物在料筒温度350℃、模具温度130℃、和注射率60％的模塑条件下使用注塑机(“PS40E1ASE”，由Nissei Plastic Industrial Co.，Ltd制造)模塑成长度为64mm、宽度为12.7mm和厚度为6.4mm的试样。获得的每个试样的Izod冲击强度根据ASTM D256测定。
(3)扭转弹性模量
液晶聚酯树脂组合物在料筒温度400℃、模具温度130℃、和注射率80％的模塑条件下使用注塑机(“PS40E1ASE”，由Nissei Plastic Industrial Co.，Ltd制造)模塑成哑铃形试样[JIS K7113(1/2)](厚度：0.5mm)。得到的试样切割成样条(5mm×35mm)，并且使用Rheometrics制造的“Dynamic Analyzer RDA II”在23℃、在80Hz测量每个样条的储能弹性模量(扭转弹性模量)。
(4)耐焊接性
液晶聚酯树脂组合物在料筒温度350℃、模具温度130℃、和注射率60％的模塑条件下使用注塑机(“PS40E1ASE”，由Nissei Plastic Industrial Co.，Ltd制造)模塑成哑铃形试样[JIS K7113(1/2)](厚度：1.2mm)。五个得到的试样浸入加热到预定温度的焊剂浴(solder bath)中60秒。观察取出的试样的翘曲的产生。将产生翘曲的温度定义为耐焊接热温度(solder heat resistance temperature)。
(5)薄壁流动长度
液晶聚酯树脂组合物使用图1所示的模具(0.3mmt)在料筒温度390℃、400℃或410℃、模具温度130℃、和注射率60％的模塑条件下使用注塑机(“PS10E1ASE”，由Nissei Plastic Industrial Co.，Ltd制造)模塑成试样。测量每一(1)个试样在4-模腔部分的每一长度。这些测量的长度(每一试样4部分×5个试样)的平均长度定义为薄壁流动长度。
制备例1
向装有搅拌器、扭矩计、氮气入口、温度计和回流冷凝器的反应器容器内加入830.7g(5.0mol)p-羟基苯甲酸、465.5g(2.5mol)4，4’-二羟基联苯、394.6g(2.375mol)对苯二甲酸、20.8g(0.125mol)间苯二甲酸、和1153g(11.0mol)乙酸酐。在反应器容器内部由氮气充分置换后，在氮气流下经15分钟将反应器容器加热到150℃并保持在该温度，并且回流180分钟。之后，在蒸馏出作为副产物产生的乙酸和未反应的乙酸酐的同时，经2小时50分钟将温度升高到320℃。在观察到扭矩增大的时候认为反应完成并取出内容物。将得到的内容物冷却到室温并用粗粉碎机粉碎以获得粉末。所述粉末在氮气气氛下从室温经1小时加热到250℃，和经5小时从250℃加热到320℃，并在320℃保持3小时以进行固相聚合。将聚合的产物冷却以得到液晶聚酯。得到的液晶聚酯命名为LCP1。LCP1的流动起始温度为385℃。LCP1的结构单元的摩尔比例如下：(C1)/(A1)＝0.5；[(B1)+(B2)]/(C1)＝1；并且(B2)/(B1)＝0.05。
制备例2
向装有搅拌器、扭矩计、氮气入口、温度计和回流冷凝器的反应器容器内加入994.5g(7.2mol)p-羟基苯甲酸、446.9g(2.4mol)4，4’-二羟基联苯、299.0g(1.8mol)对苯二甲酸、99.7g(0.6mol)间苯二甲酸、和1347.6g(13.2mol)乙酸酐。在反应器容器内部由氮气充分置换后，在氮气流下经30分钟将反应器容器加热到150℃并保持在该温度，并且回流30分钟。之后，在蒸馏出作为副产物产生的乙酸和未反应的乙酸酐的同时，经2小时50分钟将温度升高到320℃。在观察到扭矩增大的时候认为反应完成并取出内容物。将得到的内容物冷却到室温并用粗粉碎机粉碎以获得粉末。所述粉末在氮气气氛下从室温经1小时加热到250℃，和经5小时从250℃加热到285℃，并在285℃保持3小时以进行固相聚合。将聚合的产物冷却以得到液晶聚酯。得到的液晶聚酯命名为LCP2。LCP2的流动起始温度为327℃。LCP2的结构单元的摩尔比例如下：(C1)/(A1)＝0.3；[(B1)+(B2)]/(C1)＝1；并且(B2)/(B1)＝0.3。
实施例1-9和对比例1-6
根据表1中示出的混合百分比将液晶聚酯和填料混合。它们然后使用双螺杆挤出机(由Ikegai Iron Works，Ltd制造的“PCM-30”)和水密封真空泵(由ShinkoSeiki Co.，Ltd制造的“SW-25”)在使用真空排气口在390℃的料筒温度除气的同时造粒以获得粒料形状的液晶聚酯树脂组合物。
获得的液晶聚酯树脂组合物在上述模塑条件下模塑以得到模塑制品。测量各模塑制品的比重、Izod冲击强度、扭转弹性模量和耐焊接性。在实施例1-3中还测量了各模塑制品的薄壁流动长度。结果示于表1中。使用的填料如下所示。
玻璃纤维：由Owens Corning，Inc制造的“CS03JAPX-1”。
云母1：由Yamaguchi Mica Co.，Ltd制造的“AB-25S”。
云母2：由Yamaguchi Mica Co.，Ltd制造的“AB-21S”。
云母3：由Yamaguchi Mica Co.，Ltd制造的“AB-41S”。
中空填料：由Sumitomo 3M Ltd制造的“Glass Bubbles S60HS”。
使用激光衍射型颗粒尺寸分布测定设备(由Sysmex Corp.制造的“Mastersizer2000”)测量每种云母的体积平均颗粒直径D50。使用BET比表面积测量设备(由Mountech Co.，Ltd制造的“Hmmodel-1208”)基于ASTM D792测量每种云母的比表面积。此外，使用加热干燥型水分测定仪(A&D Company，Limited)测量每种云母上的附着水。测量结果如下所示：
云母1
体积平均颗粒直径D50：21μm
比表面积：4m2/g
附着水的量：0.21重量％
云母2
体积平均颗粒直径D50：19μm
比表面积：11m2/g
附着水的量：0.50重量％
云母3
体积平均颗粒直径D50：47μm
比表面积：3m2/g
附着水的量：0.20重量％
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   对比例1   实施例4   实施例5   实施例6   对比例2   实施例7   实施例8   实施例9   对比例3   对比例4   对比例5   对比例6
  LCP1(重量％)   75   75   75   75   75   75   75   75   -   75   65   75   75   75   75
  LCP2(重量％)   -   -   -   -   -   -   -   -   75   -   -   -   -   -   -
  云母1(重量％)   20   -   -   -   15   10   -   -   10   5   20   25   15   10   -
  云母2(重量％)   -   20   -   -   -   -   10   -   -   -   -   -   -   -   -
  云母3(重量％)   -   -   20   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -
  玻璃纤维(重量％)   -   -   -   20   -   -   -   10   -   -   -   -   10   15   25
  中空填料(重量％)   5   5   5   5   10   15   15   15   15   20   15   -   -   -   -
  比重   1.48   1.46   1.46   1.51   1.37   1.32   1.28   1.38   1.29   1.21   1.42   1.58   1.58   1.57   1.56
  Izod冲击强度(MPa)   355   180   346   341   341   325   239   281   365   288   337   375   368   372   380
  扭转弹性模量(GPa)   3.5   3.0   2.8   2.2   2.7   2.2   2.0   2.1   2.1   1.8   2.8   4.0   2.9   2.8   2.2
  实施例1   实施例2   实施例3   对比例1   实施例4   实施例5   实施例6   对比例2   实施例7   实施例8   实施例9   对比例3   对比例4   对比例5   对比例6
  耐焊接性(℃)   345   340   340   340   345   345   340   341   300   335   340   350   345   340   353
  薄壁流动长度(mm/390℃)   13   14   6   -   -    -   -   -   -   -   -   -   -   -   -
  薄壁流动长度(mm/400℃)   20   21   13   -   -    -   -   -   -   -   -   -   -   -   -
  薄壁流动长度(mm/410℃)   27   29   21   -   -    -   -   -   -   -   -   -   -   -   -
在实施例1-3和对比例1中，使用了75重量％的LCP1和5重量％的中空填料。实施例1-3与对比例1的不同仅在于剩余的20重量％是云母或玻璃纤维。在实施例1-3中获得的模塑制品具有比对比例1更低的比重。即实施例1-3的制品在重量轻性能上是优异的。在实施例5-6和对比例2中，使用了75重量％的LCP1和15重量％的中空填料。实施例5-6与对比例2的不同仅在于剩余的10重量％是云母或玻璃纤维。由于这种差别，在实施例5-6中获得的模塑制品具有比对比例2更低的比重。即实施例5-6的制品在重量轻性能上是优异的。这些结果被认为是基于以下事实：与使用玻璃纤维相比，使用云母有效抑制了中空填料的破损。对比例3-6的结果表明在不存在中空填料时云母显示出比玻璃纤维低的比重降低效果。
在实施例1-3和对比例1中，使用了75重量％的LCP1、20重量％的云母和5重量％的中空填料。实施例1-3彼此之间的不同仅在于使用的云母种类不同。由于这种差别，在实施例1-2(使用了体积平均颗粒直径为40μm或更小的云母)中获得的模塑制品具有比在实施例3(使用了体积平均颗粒直径超过40μm的云母)中得到的模塑制品更高的薄壁流动长度。即实施例1-2的制品在熔体流动性方面优于实施例3。另一方面，实施例1和3(使用了比表面积为6m2/g或更小的云母)中获得的模塑制品具有比实施例2(使用了比表面积大于6m2/g的云母)中获得的模塑制品更高的Izod冲击强度。在实施例5-6中使用了75重量％的LCP1、10重量％云母和15重量％的中空填料。实施例5-6之间的差别仅在于使用了不同种类的云母。由于该差别，在实施例5(使用了比表面积为6m2/g或更小的云母)中获得的模塑制品具有比实施例6(使用了比表面积大于6m2/g的云母)中获得的模塑制品更高的Izod冲击强度。

Claims (7)

1.包括以下成分(A)、(B)和(C)的液晶聚酯树脂组合物：
(A)液晶聚酯；
(B)云母；和
(C)中空填料。
2.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂组合物，其中基于成分(A)、成分(B)和成分(C)的总重量，成分(B)的含量为1-20重量％和成分(C)的含量为3-25重量％。
3.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂组合物，其中成分(A)具有360℃或更高的流动起始温度。
4.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂组合物，其中成分(B)具有40μm或更小的体积平均颗粒直径。
5.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂组合物，其中成分(B)具有6m2/g或更小的比表面积。
6.通过模塑权利要求1的液晶聚酯树脂组合物得到的模塑制品。
7.根据权利要求6的模塑制品，其中该模塑制品具有1.15-1.55的比重，通过ASTM D792中的方法A测定。
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