CN106674928A - 液晶聚酯复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

液晶聚酯复合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体公开了一种液晶聚酯复合物及其制备方法和应用。所述液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：液晶聚酯树脂60～80份；添加剂0.05～1份；填料20～40份。本发明提供的液晶聚酯复合物具有良好的机械强度，适用于电子电器部件领域中。

Description

液晶聚酯复合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种液晶聚酯复合物及其制备方法和应用。
背景技术
全芳香族液晶聚酯树脂(LCP)由于具有优异的流动性能，电绝缘性能，尺寸稳定性等，被广泛应用于电子、电气、汽车、宇航等领域中，如印刷电路板、食品包装、人造卫星电子部件、电子电气及汽车部件、宇航器部件。
在LCP众多的应用领域中，由于LCP材料优异的流动性能，耐热性和尺寸稳定性，精密电子部件已经成为其非常重要并且应用最广的领域，并且在使用过程中不易发生变形。
但是随着电子电器部件精密度的提高，部件尺寸变小，使得对材料机械性能要求有进一步的提高，以往使用的材料在应用过程中出现了不足之处，从而导致电子电器部件的质量下降。
发明内容
本发明为针对现有液晶聚酯复合物存在的机械性能不能满足电子电器部件小型化使用等的问题，提供一种液晶聚酯复合物及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
液晶聚酯树脂 60～80份；
添加剂 0.05～1份；
填料 20～40份。
以及，一种液晶聚酯复合物的制备方法，至少包括以下步骤：
S01.按如上所述的比例称取液晶聚酯树脂、成核稳定剂及填料；
S02.分别将称取的所述液晶聚酯树脂、填料进行干燥处理；
S03.将步骤S02处理后的液晶聚酯树脂、填料，以及成核稳定剂进行混料处理；
S04.将步骤S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。
相应地，所述液晶聚酯复合物在电子电器部件中的应用。
本发明上述实施例组分获得的产品表现出优异的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度以及弯曲模量等机械性能以及加工性能。
本发明实施例提供的液晶聚酯复合物的制备方法，生产原料简单、无需添加相容剂，而直接采用液晶聚酯树脂、成核稳定剂和填料进行混合再熔融挤出的工艺，可使填料均匀的分散于树脂中，最终得到机械性能优异且加工性能良好的复合物。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
本发明实施例提供一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
液晶聚酯树脂 60～80份；
添加剂 0.05～1份；
填料 20～40份。
在优选实施例中，所述添加剂为成核稳定剂，优选为NA-27、NA-11、NA-902、NA-21、NA-05中的至少一种。这几种型号的成核稳定剂能有效提高聚合物的机械性能、热变形温度、结晶温度、结晶率。上述成核剂均产自Adeka公司。
在任何一个实施例中，液晶聚酯树脂指的是全芳香族液晶聚酯树脂。
涉及的全芳香族液晶聚酯树脂通过以下方式进行制备：
1)采用至少两种单体进行缩聚反应，以合成全芳香族液晶聚酯预聚物；
2)然后对获得的全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相缩聚，最终获得全芳香族液晶聚酯树脂。
这里涉及的单体包括自由芳香族二醇、芳香族二胺及芳香族羟胺中的至少一种及香族二羧酸。
进一步地，单体还包括芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸中的至少一种。
在任何一个实施例所有的全芳香族液晶聚酯树脂中，均具有重复单元的特点。
其中，自由芳香族二醇包含的重复单元为：-O-Ar-O-；
芳香族二胺包含的重复单元为：
芳香族羟胺包含的重复单元为：
芳香族二羧酸包含的重复单元为：
芳香族羟基羧酸包含的重复单元为：
芳香族氨基羧酸包含的重复单元为：
以上重复单元中，Ar表示苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物；或者苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合形成的芳香族化合物中的至少一个氢元素被其他元素取代的芳香族化合物。
上述全芳香族液晶聚酯树脂的制备过程中，可以采用溶液缩聚法，也可以采用本体缩聚法。而为了促进缩聚反应，可以在合成全芳香族液晶聚酯预聚物的过程中使用酰基化剂等物质对原料进行预处理，尤其可以采用乙酰基化剂进行预处理。
上述固相缩聚反应(固态缩聚反应)中，需要给全芳香族液晶聚酯预聚物提供适当的热量，具体供热可通过加热板、热风、高温流体等方法，而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。
在任一的实施例中，填料为玻璃纤维、晶须中的至少一种。填料的添加，可以增强复合物的机械性能、热性能及电性能等。
本发明上述实施例提供的液晶聚酯复合物，由于将成核稳定剂作为组分加入，制得的液晶聚酯复合物表现出良好的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度以及弯曲模量，并且具有良好的加工性能。
相应地，本发明在上述实施例的基础上，进一步提供了本发明实施例液晶聚酯复合物的制备方法。
在一实施例中，所述液晶聚酯复合物的制备方法至少包括以下步骤：
S01.按如上所述的比例称取液晶聚酯树脂、成核稳定剂及填料；
S02.分别将称取的所述液晶聚酯树脂、填料进行干燥处理；
S03.将步骤S02处理后的液晶聚酯树脂、填料，以及成核稳定剂进行混料处理；
S04.将步骤S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。
其中，步骤S02中，干燥处理的温度为130℃～160℃，处理时间为4h～6h。干燥处理的目的主要是使得原料充分干燥，避免水分过高降低最终产物的性能。
步骤S03中，液晶聚酯树脂、成核稳定剂、填料进行混合的目的是使填料在复合物中分散更加均匀，以提高复合物性能，可以选用自动混合机进行混合。当然，不局限于自动混合机。
步骤S04中，优选双螺杆挤出机进行熔融混炼。在300RPM～600RPM的螺杆转速下熔合，螺筒温度为290℃～355℃，控制真空度在0.5MPa～0.8MPa。
本发明上述实施例提供的液晶聚酯复合物的制备方法，生产原料简单、无需添加相容剂等助剂，直接采用液晶聚酯树脂与填料及成核稳定剂进行熔融挤出的工艺，可使成核稳定剂和填料均匀的分散于树脂中，得到性能更加优异的复合物。
无论是上述提供的液晶聚酯复合物还是有上述制备方法制备的液晶聚酯复合物，均可作为电子电器部件的原材料。
当然，应用于电子连接器件只是本发明实施例提供的液晶聚酯复合物的一个应用领域，其应用领域不仅限于电子电器部件。
为了更好的说明本发明实施例提供的液晶聚酯复合物及其制备方法，下面通通过实施例进行举例说明。
实施例1
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
NA-11 0.2份；
全芳香族液晶聚酯树脂 69.8份；
玻璃纤维 30份。
实施例1提供的液晶聚酯复合物的制备方法如下：
步骤S01、将全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)69.8份、玻璃纤维30份，置于130℃环境中，干燥4小时；
步骤S02、将0.2份NA-11和干燥后玻璃纤维、全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；
步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到液晶聚酯复合物。
实施例2
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
NA-05 0.2份；
全芳香族液晶聚酯树脂 69.8份；
玻璃纤维 30份。
实施例2提供的液晶聚酯复合物的制备方法如下：
步骤S01、将全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)69.8份、玻璃纤维30份，置于130℃环境中，干燥4小时；
步骤S02、将0.2份NA-05和干燥后玻璃纤维、全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；
步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到液晶聚酯复合物。
实施例3
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
NA-05 0.05份；
全芳香族液晶聚酯树脂 69.95份；
玻璃纤维 30份。
实施例3提供的液晶聚酯复合物的制备方法如下：
步骤S01、将全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)69.95份、玻璃纤维30份，置于130℃环境中，干燥4小时；
步骤S02、将0.05份NA-05和干燥后玻璃纤维、全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；
步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到液晶聚酯复合物。
实施例4
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
NA-05 1份；
全芳香族液晶聚酯树脂 69.0份；
玻璃纤维 30份。
实施例4提供的液晶聚酯复合物的制备方法如下：
步骤S01、将全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)69.0份、玻璃纤维30份，置于130℃环境中，干燥4小时；
步骤S02、将1份NA-05和干燥后玻璃纤维、全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；
步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到液晶聚酯复合物。
对比例1
一种液晶聚酯复合物，包括重量份数如下的组分：
成核稳定剂 0份；
全芳香族液晶聚酯树脂 70份；
玻璃纤维 30份。
将对比例1提供的液晶聚酯复合物的制备方法如下：
步骤S01、将全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)70份、玻璃纤维30份，置于130℃环境中，干燥4小时；
步骤S02、将干燥后的玻璃纤维和全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；
步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到液晶聚酯复合物。
为了验证本发明实施例1～4及对比例1制备的复合物性能，将上述实施例1～4和对比例1分别获得的复合物作为注塑原料，使用注塑成型机注塑成型，然后通过以下方法测试和评价实施例与对比例中复合物的性能：
(1)拉伸强度、拉伸模量
本发明实施例涉及的拉伸强度、拉伸模量数按ASTM D-638标准。
(2)弯曲强度、弯曲模量
本发明实施例涉及的弯曲强度和弯曲模量测定按照ASTM D-790标准。
上述测试结果统计于表1中。
表1实施例及对比例中复合物性能测试结果
性能指标 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度/MPa 129 135 136 132 131
拉伸模量/MPa 13000 13600 13100 13000 13000
弯曲强度/MPa 160 175 172 165 163
弯曲模量/MPa 10800 11200 11300 11000 11000
从上表1可知，实施例1～4制备的液晶聚酯复合物相对于比对比例1中制备的树脂复合物表现出良好的机械强度，尤其是拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量提升明显。由此，依据本发明实施例制备的液晶聚酯复合物可用作电子电器的原材料。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶聚酯复合物，其特征在于：包括重量份数如下的组分：
液晶聚酯树脂 60～80份；
添加剂 0.05～1份；
填料 20～40份。
2.如权利要求1所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述添加剂为成核稳定剂；和/或所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂。
3.如权利要求1所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述填料为玻璃纤维、晶须中的至少一种。
4.如权利要求2所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述全芳香族液晶聚酯树脂按如下所述步骤制备：
1)采用至少两种单体进行缩聚合成全芳香族液晶聚酯预聚物；
2)将所述全芳香族液晶聚酯预聚物进行固态缩聚反应；
其中，所述单体为自由芳香族二醇、芳香族二胺及芳香族羟胺中的至少一种及芳香族二羧酸。
5.如权利要求4所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述单体还包括芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸中的至少一种。
6.如权利要求2～3任一所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述自由芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸分别包含如下的重复单元：-O-Ar-O-、
其中，Ar为苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物；或者苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中至少一个的氢元素被其他元素所取代形成的芳香族化合物。
7.一种液晶聚酯复合物的制备方法，至少包括以下步骤：
S01.按如权利要求1～6任一所述的比例称取液晶聚酯树脂、成核稳定剂及填料；
S02.分别将称取的所述液晶聚酯树脂、填料进行干燥处理；
S03.将步骤S02处理后的液晶聚酯树脂、填料，以及成核稳定剂进行混料处理；
S04.将步骤S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。
8.如权利要求7所述的液晶聚酯复合物的制备方法，其特征在于：所述干燥处理的温度为130℃～160℃，处理时间为4h～6h。
9.如权利要求7所述的液晶聚酯复合物的制备方法，其特征在于：所述熔融混炼的设备为双螺杆挤出机。
10.如权利要求1～6任一项所述的液晶聚酯复合物在电子电器部件领域中的应用。
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