CN102971804B - 提高了电绝缘特性的全芳香族液晶聚酯树脂复合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了全芳香族液晶聚酯树脂复合物。所公开的全芳香族液晶聚酯树脂复合物包含电导率低且耐热度和机械强度高的无机填充剂，从而具有优异的电绝缘特性、耐热度和机械强度。

Description

提高了电绝缘特性的全芳香族液晶聚酯树脂复合物
技术领域
本发明公开了全芳香族液晶聚酯树脂复合物。更详细的，公开了包含电导率低的无机填充剂而具有优异的电绝缘特性的全芳香族液晶聚酯树脂复合物。
背景技术
全芳香族液晶聚酯树脂由于耐热性和尺寸稳定性优异，熔融时流动性优异，因此作为精密注塑成型材料，以电子部件领域为中心而广泛使用。特别是，这样的全芳香族液晶聚酯树脂由于优异的尺寸稳定性和电绝缘性，因此，作为电子材料用膜和基板用原材料，其用途不断扩大。
具体而言，上述全芳香族液晶聚酯树脂以树脂复合物形态制造后在要求高电绝缘特性的电子部件领域广泛使用。但是，以往的树脂复合物由于电绝缘性不够充分高，因此，作为微波炉等使用高电压的电子部件的原材料使用时，存在绝缘被破坏而耐电弧性（arc resistance）降低，从而导致部件破坏的问题。
发明内容
技术课题
本发明的一实施方式提供包含电导率低的无机填充剂而具有优异的电绝缘特性的全芳香族液晶聚酯树脂复合物。
课题解决方法
本发明一方面提供一种芳香族液晶聚酯树脂复合物，其中，包含：
全芳香族液晶聚酯树脂；
表面电阻为1013Ω/sq以上的第一无机填充剂；以及
表面电阻为1013Ω/sq以上且耐热度（ASTM D648）和机械强度高于上述第一无机填充剂的第二无机填充剂，
上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的耐电弧性等级（ASTM D495）为3级以下，耐热度（ASTM D648）为250℃以上。
上述第一无机填充剂可以包含选自由云母、滑石和硅灰石组成的组中的至少一种。
相对于上述全芳香族液晶聚酯树脂100重量份，上述第一无机填充剂的含量可以为5～40重量份。
上述第二无机填充剂可以包含选自由玻璃长纤维、玻璃短纤维和晶须（Whisker）组成的组中的至少一种。
相对于上述全芳香族液晶聚酯树脂100重量份，上述第二无机填充剂的含量可以为5～40重量份。
发明效果
根据本发明的一实施方式，能够提供如下的全芳香族液晶聚酯树脂复合物，该复合物中包含电导率低且耐热度和机械强度高的无机填充剂，从而电绝缘特性、耐热度和机械强度优异，因此能够用作高电压用电子部件的原材料。
具体实施方式
下面对根据本发明的一实施方式的全芳香族液晶聚酯树脂复合物及其制造方法进行详细说明。
根据本发明的一实施方式的全芳香族液晶聚酯树脂复合物包含全芳香族液晶聚酯树脂、表面电阻为1013Ω/sq以上的第一无机填充剂以及表面电阻为1013Ω/sq以上且与上述第一无机填充剂相比耐热度（ASTM D648）和机械强度高的第二无机填充剂，所述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的耐电弧性等级（ASTM D495）为3级以下，耐热度（ASTM D648）为250℃以上。在这里，“机械强度”是指拉伸强度和弯曲强度这样的不因外力而变形的性质。
上述第一无机填充剂和第二无机填充剂的表面电阻在上述范围内时，上述第一无机填充剂和第二无机填充剂具有非导体的性质，能够对包含上述无机填充剂的全芳香族液晶聚酯树脂复合物赋予优异的电绝缘特性。另外，与上述第一无机填充剂相比耐热度和机械强度优异的第二无机填充剂能够对包含它的全芳香族液晶聚酯树脂复合物赋予高的耐热度和机械强度。另外，上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的耐电弧性等级（ASTM D495）为3级以下且耐热度（ASTM D648）为250℃以上时，上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物即便用于在高电压下工作的电子部件的原材料的情况下，也能够维持绝缘性，不发生电弧放电，从而能够防止部件破坏。
上述全芳香族液晶聚酯树脂可经过下述步骤来制造：
（a）将至少2种单体进行缩聚来合成全芳香族液晶聚酯预聚物的步骤；以及
（b）将上述预聚物进行固相缩聚来合成全芳香族液晶聚酯树脂的步骤。
在上述（a）步骤中使用的单体包含选自由芳香族二醇、芳香族二胺和芳香族羟胺组成的组中的至少一种化合物、以及芳香族二羧酸。另外，上述单体还可以进一步包含芳香族羟基羧酸和/或芳香族氨基羧酸。
作为上述（a）步骤的合成方法，可以使用溶液缩聚、本体缩聚（bulkcondensation polymerization）。另外，为了促进缩聚反应，上述（a）步骤中可以使用由酰基化剂（特别是乙酰化剂）等化学物质进行了预处理而反应性增加的单体（即，被酰基化的单体）。
为了上述（b）步骤的固相缩聚反应，需要向上述预聚物提供适当的热量，作为这样的供热方法，有利用热板的方法、利用热风的方法、利用高温流体的方法等。为了除去固相缩聚反应时产生的副产物，可以实施利用非活性气体的吹扫或利用真空的清除。
上述全芳香族液晶聚酯树脂在链内包含各种重复单元，例如可以包含如下重复单元：
（1）来自芳香族二醇的重复单元：
-O-Ar-O-
（2）来自芳香族二胺的重复单元：
-HN-Ar-NH-
（3）来自芳香族羟胺的重复单元：
-HN-Ar-O-
（4）来自芳香族二羧酸的重复单元：
-OC-Ar-CO-
（5）来自芳香族羟基羧酸的重复单元：
-O-Ar-CO-
（6）来自芳香族氨基羧酸的重复单元：
-HN-Ar-CO-
上述化学式中，Ar可以是苯撑、联苯撑、萘撑或2个苯撑由碳或非碳元素结合的芳香族化合物，或者苯撑、联苯撑、萘撑或2个苯撑由碳或非碳元素结合的芳香族化合物中的1个以上的氢被其它元素取代的芳香族化合物。
上述第一无机填充剂可以包含选自由云母、滑石和硅灰石组成的组中的至少一种。
相对于上述全芳香族液晶聚酯树脂100重量份，上述第一无机填充剂的含量可以为5～40重量份。上述第一无机填充剂的含量在上述范围内时，上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的电绝缘特性提高效果显著。
上述第二无机填充剂可以包含选自由玻璃长纤维、玻璃短纤维和晶须（whisker）组成的组中的至少一种。
另外，相对于上述全芳香族聚酯树脂100重量份，上述第二无机填充剂的含量可以为5～40重量份。上述第二无机填充剂的含量在上述范围内时，可以在较高地维持上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的电绝缘特性的同时提供第一无机填充剂不能充分提供的物性，例如耐热性和机械强度。
上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物还可以进一步包含计量稳定剂（stabilizer）作为添加剂。上述计量稳定剂可以包含选自由褐煤酸钙（Ca-MON）、山嵛酸钙（Ca-BEH）和硬脂酸钙（Ca-ST）组成的组中的至少1种。
上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物可以如下制造：将全芳香族液晶聚酯树脂100重量份、上述第一无机填充剂5～40重量份和上述第二无机填充剂5～40重量份混合而制造树脂组合物，干燥上述树脂组合物后进行熔融混炼。
为了这样的熔融混炼，可以使用双螺杆挤出机、分批式混炼机或混炼辊等。另外，为了顺利的熔融混炼，可以在熔融混炼时使用增滑剂。
另外，为了上述熔融混炼后提高上述制造的全芳香族液晶聚酯树脂复合物的注塑成型稳定性和计量性，可以在上述树脂复合物中添加上述计量稳定剂。
在上述熔融混炼后或添加上述计量稳定剂后，充分混合上述树脂复合物使上述第一、第二无机填充剂和计量稳定剂之类的添加剂均匀地熔接于包含它们的全芳香族液晶聚酯树脂复合物的表面后，在上述添加剂的熔融温度以上的温度干燥2小时以上。
另外，本发明的一实施方式提供包含上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的变压器部件，例如绝缘膜。
以下，举出实施例来更详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例
实施例1
（1）全芳香族液晶聚酯树脂的选择
使用三星精密化学株式会社的KF grade全芳香族聚酯树脂。使用差示扫描量热计测定的上述树脂的熔点为350℃。
（2）全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）的制造
将上述（1）中选择的全芳香族液晶聚酯树脂、云母（表面电阻=1013Ω/sq）（DongYang Meterials Industrial Co.,Ltd.，Mica#400）和玻璃短纤维（表面电阻1013Ω/sq）（Sungjin Fiber Co.,Ltd.，MF150W-NT）以重量基准计6:1:3的比例投入自动混合机（Jeil Industry Device Co.,Ltd.制品）中混合20分钟后，使用方形烘干箱（Jeil Industry Device Co.,Ltd.）以130℃干燥2小时后，使用双螺杆挤出机（L/D:40，直径：25mm）（Collin公司）进行熔融混炼而制造全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）。另外，上述熔融混炼时，对上述双螺杆挤出机进行抽真空而清除副产物。
（3）在全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）中添加计量稳定剂
在上述（2）中制造的全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）中，以上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）的重量基准添加硬脂酸钙（Ca-ST）100ppm后，用自动混合机（Jeil Industry Device Co.,Ltd.）混合10分钟后，在方形烘干箱（Jeil Industry Device Co.,Ltd.）中以130℃干燥2小时。
实施例2
将在上述实施例1的（1）中选择的全芳香族液晶聚酯树脂、云母（表面电阻=1013Ω/sq）（DongYang Meterials Industrial Co.,Ltd.，Mica#400）和玻璃短纤维（表面电阻1013Ω/sq）（Sungjin Fiber Co.,Ltd.，MF150W-NT）的混合比变更成以重量基准计为6:2:2，除此之外，用与上述实施例1相同的方法来制造全芳香族液晶聚酯树脂复合物（2）。
实施例3
将在上述实施例1的（1）中选择的全芳香族液晶聚酯树脂、云母（表面电阻=1013Ω/sq）（DongYang Meterials Industrial Co.,Ltd.，Mica#400）和玻璃短纤维（表面电阻1013Ω/sq）（Sungjin Fiber Co.,Ltd.，MF150W-NT）的混合比变更成以重量基准计为6:3:1，除此之外，用与上述实施例1相同的方法来制造全芳香族液晶聚酯树脂复合物（3）。
比较例1
将在上述实施例1的（1）中选择的全芳香族液晶聚酯树脂、云母（表面电阻=1013Ω/sq）（DongYang Meterials Industrial Co.,Ltd.，Mica#400）和玻璃短纤维（表面电阻1013Ω/sq）（Sungjin Fiber Co.,Ltd.，MF150W-NT）的混合比变更成以重量基准计为6:1:0，除此之外，用与上述实施例1相同的方法来制造全芳香族液晶聚酯树脂复合物（4）。
比较例2
将在上述实施例1的（1）中选择的全芳香族液晶聚酯树脂、云母（表面电阻=1013Ω/sq）（DongYang Meterials Industrial Co.,Ltd.，Mica#400）和玻璃短纤维（表面电阻1013Ω/sq）（Sungjin Fiber Co.,Ltd.，MF150W-NT）的混合比变更成以重量基准计为6:0:3（即，不使用云母），除此之外，用与上述实施例1相同的方法来制造全芳香族液晶聚酯树脂复合物（5）。
评价例
将上述实施例1~3和比较例1~2中制造的各个全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）~（5）作为注塑原料，使用注塑成型机（FANUC ROBOSHOT2000i-50B），在料筒温度为380℃、金属模具温度为120℃、注塑速度为150mm/s、冷却时间为10秒的条件下，分别制造横50mm×纵50mm×厚3mm的试片后，用下述方法测定上述各试片的物性。
（耐热度的测定）
根据ASTM D648测定各试片的电导率。
（耐电弧性（电绝缘特性）的测定）
根据ASTM D495测定各试片的耐电弧性。测定的耐电弧性等级的数字越小，意味着耐电弧性越优异。
（拉伸强度测定）
根据ASTM D638测定各试片的拉伸强度。
（弯曲强度测定）
根据ASTM D790测定各试片的弯曲强度。
[表1]
区分 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2
耐热度（℃） 299 293 290 254 310
耐电弧性（等级） 3 3 3 2 5
拉伸强度（MPa） 126 125 118 105 129
弯曲强度（MPa） 168 165 157 142 172
参照上述表1，可以确认在实施例1~3中制造的全芳香族液晶聚酯树脂复合物（1）~（3）的耐热度、耐电弧性、拉伸强度和弯曲强度均显示较高，因此可以适用于同时要求优异的耐电弧性（电绝缘特性）和机械特性的高电压用电子部件的原材料。但是，在比较例1中制造的全芳香族液晶聚酯树脂复合物（4）虽然耐热性和耐电弧性高，但显示出拉伸强度和弯曲强度低，因此可知不适用于机械特性重要的高电压用电子部件的原材料。
另一方面，在比较例2中制造的全芳香族液晶聚酯树脂复合物（5）虽然耐热度、拉伸强度和弯曲强度高，但显示耐电弧性非常低，因此可知不适用于必须要求优异的耐电弧性的高电压用电子部件的原材料。
将实施方式作为参考说明了本发明，但这仅是例示，应该理解为本领域技术人员由此可以实现各种变形和等同的其它实施方式。因此，本发明的真正的技术保护范围应当由权利要求书中的技术思想来确定。

Claims (6)

1.一种全芳香族液晶聚酯树脂复合物，其包含全芳香族液晶聚酯树脂、表面电阻为1013Ω/sq以上的第一无机填充剂、以及表面电阻为1013Ω/sq以上且耐热度ASTM D648和机械强度高于所述第一无机填充剂的第二无机填充剂，
所述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的耐电弧性等级ASTM D495为3级以下，耐热度ASTM D648为250℃以上；
所述全芳香族液晶聚酯树脂在链内包含如下重复单元：
来自芳香族二醇的重复单元：-O-Ar-O-，来自芳香族二胺的重复单元：-HN-Ar-NH-，来自芳香族羟胺的重复单元：-HN-Ar-O-，来自芳香族二羧酸的重复单元：-OC-Ar-CO-，来自芳香族羟基羧酸的重复单元：-O-Ar-CO-，来自芳香族氨基羧酸的重复单元：-HN-Ar-CO-，
上述化学式中，Ar是苯撑、联苯撑、萘撑或2个苯撑由碳或非碳元素结合的芳香族化合物，或者苯撑、联苯撑、萘撑或2个苯撑由碳或非碳元素结合的芳香族化合物中的1个以上的氢被其它元素取代的芳香族化合物。
2.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂复合物，其中，所述第一无机填充剂包含选自由云母、滑石和硅灰石组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂复合物，其中，相对于所述全芳香族液晶聚酯树脂100重量份，所述第一无机填充剂的含量为5～40重量份。
4.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂复合物，其中，所述第二无机填充剂包含选自由玻璃长纤维、玻璃短纤维和晶须组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂复合物，其中，相对于所述全芳香族聚酯树脂100重量份，所述第二无机填充剂的含量为5～40重量份。
6.一种变压器部件，其包含权利要求1～5中任一项所述的树脂复合物。
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