CN102250622B - 一种制备不易流动的物料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备不易流动的物料的方法,其步骤包括,(1)先在反应釜中加入用以合成液晶的原料成分,在温度200~400℃时反应0.5~2小时生成液晶低聚物,(2)将反应生成的液晶低聚物放料至反应性螺杆挤出机中,在温度200~400℃、并对其抽真空使其真空度为100Pa以下时,反应5~30分钟制备成高粘液晶并挤出切粒。本发明所述制备不易流动的物料的方法,其优点在于,制备的液晶具有高强度与高模量、突出的耐热性、线膨胀系数极小、优异的阻燃性、优良的电性能、成型加工性能好、突出的耐化学腐蚀性等特性。根据需要,可以添加抗氧剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、抗静电剂;也可以通过加入玻璃纤维、碳纤维、无机填料来进行增强。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产不易流动的物料的方法,特别是一种生产高粘度、不易流动的液晶材料的方法。
背景技术
液晶高分子简称LCP,是一种优良的工程塑料,介于液体和晶体之间的一种中间态,LCP在其液晶态相区间温度时的粘度较低,且高度取向,因此LCP材料具有一系列优异的性能,如高强度、高模量、突出的耐热性、极小的线膨胀系数、优良的耐燃性、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐气候老化和能透微波,以及优异的成型加工性能等。根据液晶形成的条件又可分为热致性LCP和溶致性LCP,溶致性液晶聚合物的液晶态是在溶液中形成,热致性液晶聚合物的液晶态是在熔体中或玻璃化温度以上形成。热致性液晶应用更加广泛,已工业化生产的热致性液晶绝大多数是芳香族聚酯LCP。
由于具有独特的分子和相态结构使其具有一系列优异性能。具有突出的自增强特性,呈现出高强度和高模量,同时还具有更优良的耐热、耐磨、耐腐蚀性能及极小,尤其在强度模量和耐热性等方面超过了聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)等高性能工程塑料,故被称为“超级工程塑料”。其具有高强度与高模量、突出的耐热性、线膨胀系数极小、优异的阻燃性、优良的电性能、成型加工性能好、突出的耐化学腐蚀性等特性。
现有的制备液晶高分子的系统为带有搅拌装置的反应器,但由于当液晶粘度上升到一定值,静态流动性变差,不易出料,因此目前市场上生产的液晶材料比浓对数粘度多在4左右,粘度更高的液晶材料很难生产。
发明内容
本发明给出一种生产不易流动的物料的方法,采用本方法可制备比浓对数粘度7以上的液晶材料。
一种制备不易流动的物料的方法,其步骤包括,(1)先在反应釜中加入用以合成液晶的原料成分,在温度200~400℃时反应0.5~2小时生成液晶低聚物,(2)将反应生成的液晶低聚物放料至反应性螺杆挤出机中,在温度200~400℃、并对其抽真空使其真空度为100Pa以下时,反应5~30分钟制备成高粘液晶并挤出切粒。
用以合成液晶的原料成分为现有技术,且可以为对羟基苯甲酸、对苯二酚、联苯二酚或萘二甲酸;反应釜中生产的液晶低聚物的比浓对数粘度=1.5-2.5,优选2.0;高粘液晶产物的比浓对数粘度为3-11;所述的反应性螺杆挤出机抽真空时真空度要能抽到100Pa以下,优选40Pa以下,所述的反应性螺杆挤出机为现有技术;液晶聚合物的熔点在280-350℃之间。
为提高反应效率,除了普通的反应釜外,还可对其釜内结构作改进,所述反应釜内包括一搅拌轴,搅拌轴的上部为螺杆搅拌,下部为锥形螺杆,其上下两部分通过联轴器连接,制备液晶低聚物时,搅拌轴通过转动产生向上的轴向力,在出料阶段通过控制器改变其旋转方向产生向下的轴向力并便于从锥形螺杆下部出料。
本发明所述的生产不易流动的物料的方法,其优点在于:
1.通过两步式反应及出料,其制备的液晶具有高强度与高模量、突出的耐热性、线膨胀系数极小、优异的阻燃性、优良的电性能、成型加工性能好、突出的耐化学腐蚀性等特性;
2.添加的抗氧剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、抗静电剂;及加入的玻璃纤维、碳纤维、无机填料可增强其力学及抗老化性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来说明本发明,但并不限于此。
本发明制备的液晶的比浓对数粘度的测试方法如下:
在60℃的氘代五氟苯酚中测量浓度为0.1g/dl的液晶的比浓对数黏度ηinh。ηinh=[ln(t1/t0)]/C;其中,ηinh表示比浓对数黏度(dl/g),t0表示溶剂的流过时间(sec),t1表示样品溶液的流过时间(sec),C表示样品溶液的浓度(g/dl)。
实施例1:
在20L反应釜中加入6kg生成液晶的原料,在240℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.0;放至反应性螺杆挤出机中在240℃、绝压40Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=7.0,出料量5.9kg。
实施例2:
在20L反应釜中加入5kg生成液晶的原料,在270℃反应0.8h,测得比浓对数粘度=2.2;放至反应性螺杆挤出机中在270℃、绝压380Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=8.0,出料量4.8kg。
实施例3:
在20L反应釜中加入7kg生成液晶的原料,在300℃反应0.9h,测得比浓对数粘度=2.4;放至反应性螺杆挤出机中在300℃、绝压36Pa下反应9min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=9.0,出料量6.6kg。
实施例4:
在20L反应釜中加入6kg生成液晶的原料,在330℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.0;放至反应性螺杆挤出机中在330℃、绝压30Pa下反应8min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=10.0,出料量5.9kg。
实施例5:
在20L反应釜中加入4kg生成液晶的原料,在360℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.5;放至反应性螺杆挤出机中在360℃、绝压32Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=7.0,出料量3.8kg。
实施例6:
在20L反应釜中加入7kg生成液晶的原料,在400℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.1;放至反应性螺杆挤出机中在400℃、绝压35Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=8.0,出料量6.6kg。
对比例1:
在20L反应釜中加入6kg生成液晶的原料,在240℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.0;继续在绝压40Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=7.0,物料放不出。
对比例2:
在20L反应釜中加入6kg生成液晶的原料,在280℃反应1h,测得比浓对数粘度=2.0;继续在绝压36Pa下反应10min,挤出切粒,测得液晶聚合物的比浓对数粘度=8.0,物料放不出。
经过测定方法测试后可以得出,采用本工艺方法可制备出传统方法难以制备的高粘度的物料,且制备的产品具有高强度与高模量、耐热性好、线膨胀系数极小、阻燃性优异、优良的电性能、成型加工性能好、突出的耐化学腐蚀性等特性。
Claims (5)
1.一种制备不易流动的物料的方法,其步骤包括:(1)先在反应釜中加入用以合成液晶的原料成分,在温度200~400℃时反应0.5~2小时生成液晶低聚物,(2)将反应生成的液晶低聚物放料至反应性螺杆挤出机中,在温度200~400℃、并对其抽真空使其真空度为100Pa以下时,反应5~30分钟制备成高粘液晶并挤出切粒。
2.根据权利要求1所述制备不易流动的物料的方法,其特征在于:所述液晶低聚物的比浓对数粘度为2.0-2.5。
3.根据权利要求1所述制备不易流动的物料的方法,其特征在于:所述的高粘液晶的比浓对数粘度为7-11。
4.根据权利要求1所述制备不易流动的物料的方法,其特征在于:聚合物的熔点在280-350℃之间。
5.根据权利要求1所述制备不易流动的物料的方法,其特征在于:所述反应釜内包括一搅拌轴,搅拌轴的上部为螺杆搅拌,下部为锥形螺杆,其上下两部分通过联轴器连接,制备液晶低聚物时,搅拌轴通过转动产生向上的轴向力,在出料阶段通过控制器改变其旋转方向产生向下的轴向力并便于从锥形螺杆下部出料。
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