CN106633860B - 低介电常数液晶聚酯树脂复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，由如下重量份数的下列组分组成，液晶聚酯树脂60‑90份；添加剂1‑10份；填料10‑40份，其中，所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，所述全芳香族液晶聚酯树脂由反应单体聚合而成，所述反应单体包括自由芳香族二胺和芳香族羟胺中的至少一种、芳香族羟基羧酸或芳香族氨基羧酸、芳香族二醇和芳香族二羧酸；所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为115万‑590万。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物及其制备方法。
背景技术
近年，随着电子信息产业的高速发展，电子设备高频化的发展趋势越发明显，尤其是电子产品、通信制品、卫星传输的高速发展，信息产品走向高速与高频化，更优异的高频电子部件需要更高性能的材料奠基，因此对作为电子部件原材料的全芳香族液晶聚酯树脂(LCP)的性能提出了更高的要求。材料的耐高频特性是介电性能决定的，介电常数(Dk)必须小而且很稳定，信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比，高介电常数容易造成信号传输延迟。而以往的LCP复合物的介电性能还不够优异，因此需要有较低的介电常数，以尽量减少功耗损失和更好的电子性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物及其制备方法，旨在解决液晶聚酯树脂复合物介电性能不佳的问题。
本发明是这样实现的，一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，由如下重量份数的下列组分组成，
液晶聚酯树脂 60-90份；
添加剂 1-10份；
填料 10-40份，
其中，所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，所述全芳香族液晶聚酯树脂由反应单体聚合而成，所述反应单体包括自由芳香族二胺和芳香族羟胺中的至少一种、芳香族羟基羧酸或芳香族氨基羧酸、芳香族二醇和芳香族二羧酸；所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯数均分子量为115万-590万。
以及，一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括以下步骤：
按照上述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的配方称取各组分，其中，所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯数均分子量为115万-590万；
将所述全芳香族液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥处理；
将干燥后的所述添加剂、填料混合均匀，得到混合物；
将所述混合物和所述全芳香族液晶聚酯树脂进行喂料处理，经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、冷却、造粒处理。
本发明提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物，其具有耐热性、优异的机械性能及电绝缘性。因此本发明提供的全芳香族液晶聚酯树脂介电常数低，同时具有优异的弯曲性能。可用作高频电子部件的原料。
本发明提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，只需将先将液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥后，再将添加剂、填料混合，与液晶聚酯树脂混合，进行熔融挤出、造粒即可得到，该工艺成熟，且方法简单可控，易于实现产业化。更重要的是，本发明以超高分子量聚乙烯作为添加剂，与液晶聚酯树脂具有良好的相容性，无需添加相容剂，所制得的低介电常数液晶聚酯树脂复合物介电常数减小，同时具有优异的弯曲性能，可用做高频电子部件原料。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、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。
本发明实施例提供了一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，由如下重量份数的下列组分组成，
液晶聚酯树脂 60-90份；
添加剂 1-10份；
填料 10-40份，
其中，所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，所述全芳香族液晶聚酯树脂由反应单体聚合而成，所述反应单体包括自由芳香族二胺和芳香族羟胺中的至少一种、芳香族羟基羧酸或芳香族氨基羧酸、芳香族二醇和芳香族二羧酸；所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯数均分子量为115万-590万。
具体的，本发明实施例中，所述液晶聚酯树脂作为基体成分，赋予所述复合物优异的耐热性、尺寸稳定性和高机械性能。本发明实施例中，所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，其数均分子量范围在30000-60000，高聚合下的全芳香族液晶聚酯树脂具有高热稳定性、优异的机械性能和电绝缘性。
本发明实施例所述全芳香族液晶聚酯树脂由反应单体聚合而成，具体的，所述反应单体包括自由芳香族二胺和芳香族羟胺中的至少一种、芳香族羟基羧酸或芳香族氨基羧酸、芳香族二醇和芳香族二羧酸。有上述单体组成的全芳香族液晶聚酯树脂，在更高的相对漏电起痕指数下具有更好的热稳定性和强度。
具体优选的，所述液晶聚酯树脂含有下述重复单元中的至少一种：
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-；
其中，所述Ar为苯撑及其衍生物、联苯撑及其衍生物、萘及其衍生物、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物及其衍生物中的一种，本发明实施例所指的衍生物是指所述苯撑、联苯撑、萘上的一个或多个氢原子被其他元素取代的芳香族化合物。
作为具体实施例，所述液晶聚酯树脂的含量为60-90份，具体可为60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份等具体份量。
本发明实施例中，所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且其数均分子量为115万-590万，从而赋予所述液晶聚酯树脂复合物优异的电绝缘性和易加工性。作为具体实施例，所述添加剂的含量为1-10份，具体可为1份、2份、3份、5份、8份、10份等具体份量。
所述填料可以增强复合物的机械性能、热性能。优选的所述填料为玻璃纤维、晶须、碳纤维中的至少一种。作为具体实施例，所述填料的含量为10-40份，具体可为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份等具体份量。
应当说明的是，本发明实施例中，各添加组分的含量需满足上述要求，若含量过低，难以起到其相应的作用；若含量太高，在其发挥的作用达到饱和的情况下反而会增加成本、甚至会影响其他性能，反而影响所述液晶聚酯树脂复合物的质量。
本发明实施例提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物，具有耐热性、优异的机械性能和电绝缘性。本发明提供的全芳香族液晶聚酯树脂介电常数低，同时具有优异的弯曲性能。可用作高频电子部件的原料。
本发明实施例提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物可以通过下述方法制备获得。
以及，本发明实施例提供了一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括以下步骤：
S01.按照上述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的配方称取各组分，其中，所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为115万-590万；
S02.将所述全芳香族液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥处理；
S03.将干燥后的所述添加剂、填料混合均匀，得到混合物；
S04.将所述混合物和所述全芳香族液晶聚酯树脂进行喂料处理，经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、冷却、造粒处理。
具体的，上述步骤S01中，所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的配方及其各优选情况，如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。
作为具体实施例，所述全芳香族液晶聚酯树脂通过下述方法制备获得，具体包括以下步骤：
S011.提供至少两种反应单体，进行缩聚反应制备液晶聚酯预聚物；
S012.将所述液晶聚酯预聚物进行固相缩聚制备得到液晶聚酯树脂。
上述步骤S011中，所述反应单体如上文所述。作为优选实施，在进行所述缩聚反应前，还包括对所述反应单体采用酰基化剂进行预处理。通过预处理可以提高所述反应单体的反应性，具体的，所述酰基化剂包括但不限于乙酰基化剂，所述乙酰基化剂可以将所述反应单体进行乙酰化处理，提高其反应性。
所述缩聚反应可以采用本领域常规的方法实现，包括但不限于溶液缩聚法、本体缩聚法。
上述步骤S012中，所述固态缩聚反应，需要向上述液晶聚酯树脂预聚物进行加热处理。但是，具体的加热温度，因所选定的所述反应单体而有差异，此处无法一并限定。所述加热处理可通过加热板、热风、高温流体等方法。此外，为了除去固态缩聚反应的副产物，可利用惰性气体吹扫或利用真空清除。
上述步骤S02中，为了避免所述全芳香族液晶聚酯树脂、添加剂、填料中含水量过高对制备的低介电常数液晶聚酯树脂复合物性能造成不利影响，需要将所述液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥处理。优选的，所述干燥处理的温度为120-140℃，干燥时间为3-5小时，更优选为4小时。
上述步骤S03中，所述添加剂、填料混合均匀，混合可采用自动混合机实现，当然，也可采用其他可实现均匀混合的方式实现。
上述步骤S04中，将所述混合物和所述全芳香族液晶聚酯树脂进行喂料处理，优选从不同的喂料口进料，从而提高混合均匀性。经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、冷却、造粒处理，即可得到全芳香族液晶聚酯树脂复合物。
本发明实施例提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，只需将先将液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥后，再将添加剂、填料混合，与液晶聚酯树脂混合，进行熔融挤出、造粒即可得到，该工艺成熟，且方法简单可控，易于实现产业化。更重要的是，本发明实施例以超高分子量聚乙烯作为添加剂，与液晶聚酯树脂具有良好的相容性，无需添加相容剂，所制得的低介电常数液晶聚酯树脂复合物介电常数减小，同时具有优异的弯曲性能，可用做高频电子部件原料。
下面结合具体实施例进行说明，其中，所述全芳香族液晶聚酯树脂由江苏沃特新材料制造有限公公司提供，聚乙烯为Million 145M(分子量在115万以上的无支链的线性聚乙烯)。
实施例1
一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，含有表1实施例1所示重量百分含量的各组分。
所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括以下步骤：
S11.按照上述全芳香族液晶聚酯树脂复合物的配方称取各组分；
S12.将所述全芳香族液晶聚酯树脂、添加剂、填料在130℃干燥处理4小时；
S13.将干燥后的所述添加剂、填料投入自动混合机中混合均匀，得到混合物；
S14.将所述混合物和所述全芳香族液晶聚酯树脂进行喂料处理，经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、冷却、造粒处理。
实施例2
一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，含有表1实施例2所示重量百分含量的各组分。
所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，与实施例1相同。
实施例3
一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，含有表1实施例3所示重量百分含量的各组分。
所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，与实施例1相同。
对比例1
一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，含有表1对比例1所示重量百分含量的各组分。
所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，与实施例1相同。
将本发明实施例1-3和对比例1制备的低介电常数液晶聚酯树脂复合物作为注塑原料，采用注塑成型机注塑成型，然后进行性能测试，性能测试的方法如下：
(1)介电常数：按ASTM D-150测试，测试频率为1KHz、1MHz和1GHz。
(2)弯曲强度：按ASTM D-790测试。
测试结果如下表2所示。
表1
表2
由上表2可见，实施例1-3中制造的低介电常数液晶聚酯树脂复合物相对于对比例1中制造的液晶聚酯树脂复合物，在1KHz时对介电常数影响不大，但在1MHz和1GHz时，本发明低介电常数液晶聚酯树脂复合物的介电常数降低，且具有优异的弯曲性能。因此，本发明提供的低介电常数液晶聚酯树脂复合物可作为高频电子部件的原料使用，但是不仅限应用于此。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，由如下重量份数的下列组分组成，
液晶聚酯树脂 60-90份；
添加剂 1-10份；
填料 10-40份，
其中，所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，所述全芳香族液晶聚酯树脂由反应单体聚合而成，所述反应单体包括自由芳香族二胺和芳香族羟胺中的至少一种、芳香族羟基羧酸或芳香族氨基羧酸、芳香族二醇和芳香族二羧酸；所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且超高分子量聚乙烯的数均分子量为115万-590万。
2.如权利要求1所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，所述液晶聚酯树脂含有下述重复单元中的至少一种：
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-；
其中，所述Ar为苯撑及其衍生物、联苯撑及其衍生物、萘及其衍生物、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物及其衍生物中的一种。
3.如权利要求1所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，所述填料为玻璃纤维、晶须、碳纤维中的至少一种。
4.一种低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括以下步骤：
按照如权利要求1-3任一所述低介电常数液晶聚酯树脂复合物的配方称取各组分，其中，所述添加剂为超高分子量聚乙烯，且所述超高分子量聚乙烯数均分子量为115万-590万；
将所述全芳香族液晶聚酯树脂、添加剂、填料进行干燥处理；
将干燥后的所述添加剂、填料混合均匀，得到混合物；
将所述混合物和所述全芳香族液晶聚酯树脂进行喂料处理，经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、冷却、造粒处理。
5.如权利要求4所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为130-160℃。
6.如权利要求4所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，其特征在于，所述全芳香族液晶聚酯树脂通过下述方法制备获得，具体包括以下步骤：
提供至少两种反应单体，进行缩聚反应制备液晶聚酯预聚物；
将所述液晶聚酯预聚物进行固相缩聚制备得到液晶聚酯树脂。
7.如权利要求6所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的方法为溶液缩聚法或本体缩聚法。
8.如权利要求6或7所述的低介电常数液晶聚酯树脂复合物的制备方法，其特征在于，采用酰基化试剂对所述反应单体进行预处理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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