CN109563253A - 全芳香族液晶聚酯树脂、成型品、以及电气电子部件 - Google Patents

全芳香族液晶聚酯树脂、成型品、以及电气电子部件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有特别低的介质损耗角正切、且耐热性优异的全芳香族液晶聚酯树脂。本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的特征在于,其是包含源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元(I)、源自于芳香族二醇化合物的构成单元(II)、以及源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元(III)而构成的,构成单元(III)包含源自于对苯二甲酸的构成单元(IIIA),且包含源自于2,6-萘二甲酸的构成单元(IIIB)以及源自于间苯二甲酸的构成单元(IIIC)中的至少1种,所述构成单元的组成比(摩尔%)满足下述的条件:40摩尔%≤构成单元(I)≤80摩尔%、10摩尔%≤构成单元(II)≤30摩尔%、3摩尔%≤构成单元(IIIA)≤28摩尔%、0摩尔%≤构成单元(IIIB)≤9摩尔%、0摩尔%≤构成单元(IIIC)<5摩尔%(其中,构成单元(IIIB)以及构成单元(IIIC)不同时为0摩尔%。)。

Description

全芳香族液晶聚酯树脂、成型品、以及电气电子部件
技术领域
本发明涉及全芳香族液晶聚酯树脂以及成型品,更详细而言,涉及具有特别低的介质损耗角正切的全芳香族液晶聚酯树脂以及包含该全芳香族液晶聚酯树脂的成型品及电气电子部件。
背景技术
近年来,随着通信领域中的信息通信量的增加,电子设备及通信设备等中使用具有高频带频率的信号的情形增加,特别是盛行使用具有频率为109以上的千兆赫(GHz)频带频率的信号。例如,在汽车领域中使用GHz频带的高频带。具体而言,在出于防止汽车碰撞的目的而搭载的毫米波雷达、准毫米波雷达中,分别使用76~79GHz、24GHz的高频,预想今后将进一步普及。
但是,随着被使用的信号的频率升高,可能导致信息的错误识别的输出信号的品质降低、即、传输损耗增大。该传输损耗包括起因于导体的导体损耗、以及起因于构成电子设备及通信设备中的基板等电气电子部件的绝缘用树脂的介电损耗,不过,由于导体损耗与使用的频率的0.5次方成正比例,介电损耗与频率的1次方成正比例,所以在高频带、特别是GHz带中,由该介电损耗所带来的影响变得非常大。另外,介电损耗还与树脂的介质损耗角正切成正比例地增大,因此,为了防止信息劣化而要求有一种具有低介质损耗角正切的树脂。
对于上述课题,在专利文献1中,作为在高频带中显示低介质损耗角正切的液晶性芳香族聚酯,提出了包含源自于对羟基苯甲酸或间羟基苯甲酸的构成单元以及源自于羟基萘甲酸的构成单元中的2种以上的液晶性芳香族聚酯。
但是,要求构成电气电子部件的树脂具有针对成型时的加热的高耐热性(膜制造稳定性),另外,要求使用该树脂制作的膜等成型品具有针对使用了焊料等的加热加工的高耐热性。对于该课题,在专利文献2中,作为像这样的耐热性等优异的全芳香族聚酯,提出了包含1~6%的源自于对羟基苯甲酸的构成单元、40~60%的源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元、17.5~30%的源自于芳香族二醇化合物的构成单元、以及17.5~30%的源自于芳香族二羧酸的构成单元的聚酯树脂。
另外,由于全芳香族液晶聚酯树脂的耐热性及薄壁成型性等优异,所以被广泛使用于注射成型得到的表面安装的电子部件。另外,由于还是介电损耗小且电气特性也优异的材料,所以,最近正在研究利用T模挤出法、吹塑法、溶液浇铸法等将芳香族液晶聚酯成型为膜状的方法。
对于上述课题,在专利文献3中,作为耐热性与膜加工性的平衡优异且介电损耗小的芳香族液晶聚酯,提出了包含源自于2-羟基-6-萘甲酸的重复结构单元(I)40~74.8摩尔%、源自于芳香族二醇化合物的重复结构单元(II)12.5~30摩尔%、源自于2,6-萘二甲酸的重复结构单元(III)12.5~30摩尔%、以及源自于对苯二甲酸或4,4’-联苯二甲酸的重复结构单元(IV)0.2~15摩尔%、且重复结构单元(III)以及(IV)的摩尔比满足(III)/{(III)+(IV)}≥0.5的关系的芳香族液晶聚酯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-250620号公报
专利文献2:日本特开2002-179776号公报
专利文献3:日本特开2005-272810号公报
发明内容
近年来,信息通信量持续急速增加,被使用的信号的频率进一步提高,要求有一种在高频带中具有更低的介质损耗角正切的树脂。本发明的发明人发现:即便使用专利文献1中提出的聚酯树脂,在高频带中也没有显示出所要求的充分的低介质损耗角正切。另外,同样发现:即便使用专利文献2中提出的聚酯树脂,在高频带中也没有显示出所要求的充分的低介质损耗角正切。
本发明的发明人为了解决上述课题而进行了潜心研究,结果发现,在全芳香族液晶聚酯树脂中,通过选择特定的构成单元并将它们调节为特定的组成比,能够得到具有低介质损耗角正切及高耐热性的全芳香族液晶聚酯树脂。
另外,本发明的发明人发现:即便使用专利文献3中提出的聚酯树脂,加工成膜、纤维的加工性也并不充分。具体而言,发现:确保树脂熔融时的加工性、拉伸加工性的熔融拉伸性不充分。
另外,近年来,信息通信量持续急速增加,被使用的信号的频率进一步提高,要求有一种在频率为109Hz以上的千兆赫(GHz)频带中具有更低的介质损耗角正切的树脂。此外,在使用这样的树脂来设计器件等时,由于通常要经过焊料加工这样的高温热工艺,所以需要充分的耐热性。本发明的发明人发现,专利文献1中提出的聚酯树脂无法同时具有:在测定频率10GHz这一高频带中所要求的充分的低介质损耗角正切和充分的耐热性。
本发明的发明人为了解决上述课题而进行了潜心研究,结果发现,在全芳香族液晶聚酯树脂中,通过选择特定的构成单元并将它们调节为特定的组成比,能够得到具有特别低的介质损耗角正切、且耐热性与加工性的平衡优异的全芳香族液晶聚酯树脂。
本发明的目的是:提供一种具有特别低的介质损耗角正切、且耐热性优异的全芳香族液晶聚酯树脂。
另外,本发明的目的是:提供一种具有特别低的介质损耗角正切、且耐热性与加工性的平衡优异的全芳香族液晶聚酯树脂。
此外,本发明的另一目的是:提供一种包含该全芳香族液晶聚酯树脂的成型品以及包含该成型品的电气电子部件。
本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂是包含源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元(I)、源自于芳香族二醇化合物的构成单元(II)、以及源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元(III)而构成的,
构成单元(III)包含源自于对苯二甲酸的构成单元(IIIA),且包含源自于2,6-萘二甲酸的构成单元(IIIB)以及源自于间苯二甲酸的构成单元(IIIC)中的至少1种,
所述构成单元的组成比(摩尔%)满足下述的条件:
40摩尔%≤构成单元(I)≤80摩尔%
10摩尔%≤构成单元(II)≤30摩尔%
3摩尔%≤构成单元(IIIA)≤28摩尔%
0摩尔%≤构成单元(IIIB)≤9摩尔%
0摩尔%≤构成单元(IIIC)<5摩尔%
(其中,构成单元(IIIB)以及构成单元(IIIC)不同时为0摩尔%。)。
本发明的第一方案中,优选所述构成单元的组成比(摩尔%)还满足下述的条件:
50摩尔%≤构成单元(I)≤80摩尔%
10摩尔%≤构成单元(II)≤25摩尔%
5摩尔%<构成单元(IIIA)<25摩尔%。
本发明的第一方案中,更优选所述构成单元的组成比(摩尔%)还满足下述的条件:
0摩尔%<构成单元(IIIB)+构成单元(IIIC)<5摩尔%。
本发明的第二方案中,优选所述构成单元的组成比(摩尔%)还满足下述的条件:
40摩尔%≤构成单元(I)≤75摩尔%
12摩尔%≤构成单元(II)≤30摩尔%
3摩尔%≤构成单元(IIIA)≤28摩尔%
2摩尔%≤构成单元(IIIB)≤9摩尔%。
本发明的第二方案中,更优选所述构成单元的组成比(摩尔%)还满足下述的条件:
50摩尔%≤构成单元(I)≤70摩尔%
15摩尔%≤构成单元(II)≤27摩尔%
6摩尔%≤构成单元(IIIA)≤24摩尔%
3摩尔%≤构成单元(IIIB)≤9摩尔%。
本发明的第一以及第二方案中,优选构成单元(II)由下式表示。
[化学式1]
(式中,Ar1选自由根据期望而具有取代基的苯基、联苯基、萘基、蒽基以及菲基构成的组。)
本发明的第一方案中,优选构成单元(IIIA)与构成单元(IIIB)以及(IIIC)的合计之间的摩尔比(构成单元(IIIA)/(构成单元(IIIB)+(IIIC))为3.2~45。
本发明的第一以及第二方案中,优选所述全芳香族液晶聚酯树脂的熔点为300℃以上。
本发明的第一以及第二方案中,优选所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率10GHz下的介质损耗角正切为0.85×10-3以下。
本发明的第二方案中,优选以所述液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1的条件挤出的熔融丝束的拉伸比为10倍以上。
本发明的第二方案中,优选所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率82GHz下的介质损耗角正切不足3.5×10-3
本发明的第二方案中,优选所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率34GHz下的、30℃的介质损耗角正切不足2.0×10-3,并且,100℃的介质损耗角正切不足4.0×10-3
本发明的第二方案中,优选所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率34GHz下的30℃至100℃的介质损耗角正切的变化率不足3.0×10-5/℃。
本发明的第二方案中,优选所述液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1时的熔融粘度为20~100Pa·s。
本发明的成型品的特征在于,其是包含上述全芳香族液晶聚酯树脂而构成的。
本发明中,成型品优选为膜状。
本发明中,成型品优选为纤维状。
本发明中,成型品优选为注射成型品。
本发明的电气电子部件的特征在于,其是包含上述成型品而构成的。
根据本发明的第一方案,通过使构成全芳香族液晶聚酯树脂的单元为特定的构成单元,并且,使它们为特定的组成比,能够实现具有特别低的介质损耗角正切以及高熔点的全芳香族液晶聚酯树脂。
因此,在进行加工成型并用作产品时,能够防止使用高频率信号的电气电子设备、通信设备中的输出信号的品质降低。
另外,本发明的全芳香族聚酯树脂具有高膜制造稳定性,并且,使用该全芳香族聚酯树脂制作的成型品针对使用了焊料等的加热加工具有高稳定性。
根据本发明的第二方案,通过使构成全芳香族液晶聚酯树脂的单元为特定的构成单元,并且,使它们为特定的组成比,能够实现具有特别低的介质损耗角正切、且耐热性与加工性的平衡优异的全芳香族液晶聚酯树脂。因此,在进行加工成型并用作产品时,能够防止使用高频率信号的电气电子设备、通信设备中的输出信号的品质降低。另外,本发明的全芳香族聚酯树脂具有高可纺性、膜制造稳定性,还适合于注射成型,使用该全芳香族聚酯树脂制作的成型品针对使用了焊料等的加热加工具有高稳定性。
附图说明
图1是示出了第二方案的全芳香族聚酯树脂在各种GHz频带频率下的介质损耗角正切的测定结果的图。
图2是示出了第二方案的全芳香族聚酯树脂在34GHz下的介质损耗角正切的测定结果(30℃至100℃的温度依赖性)的图。
具体实施方式
(全芳香族液晶聚酯树脂)
本发明的全芳香族液晶聚酯树脂是包含源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元(I)、源自于芳香族二醇化合物的构成单元(II)、以及源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元(III)而构成的,构成单元(III)包含源自于对苯二甲酸的构成单元(IIIA),且包含源自于2,6-萘二甲酸的构成单元(IIIB)以及源自于间苯二甲酸的构成单元(IIIC)中的至少1种,并满足特定的组成比。另外,相对于全芳香族液晶聚酯树脂整体的构成单元而言,关于构成单元(I)~(IIII)的合计,作为下限值,优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上,进一步优选为99摩尔%以上,作为上限值,优选为100摩尔%以下。
根据具有该构成的全芳香族液晶聚酯树脂,能够实现具有特别低的介质损耗角正切的全芳香族液晶聚酯树脂。
另外,还可以使其为高熔点的全芳香族液晶聚酯树脂,因此,能够使膜制造稳定性得到提高,并且,能够使使用该全芳香族液晶聚酯树脂制作的成型品针对加热加工的耐热性得到提高。
另外,还可以使其为高玻璃化温度的全芳香族聚酯树脂,因此,能够使使用该全芳香族聚酯树脂制作的成型品在实际使用中的耐热性得到提高,能够实现在更高的温度环境下进行使用。
此外,能够使体积膨胀率降低,能够实现成型时及加工时的尺寸稳定性高的全芳香族液晶聚酯树脂。
本发明的第一方案中,全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切(测定频率:10GHz)优选为0.85×10-3以下,更优选为0.80×10-3以下,进一步优选为0.75×10-3以下。
应予说明,本说明书中,可以使用Keysight Technology公司的网络分析仪N5247A等,利用分离介质谐振器法(SPDR法)来测定全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切。
另外,本发明的第一方案中,关于全芳香族液晶聚酯树脂的熔点,作为下限值,优选为320℃以上,更优选为325℃以上,进一步优选为330℃以上,作为上限值,优选为390℃以下,更优选为370℃以下。通过使本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的熔点为上述数值范围,能够使膜制造稳定性得到提高,并且,能够使使用该全芳香族液晶聚酯树脂制作的成型品针对加热加工的耐热性得到提高。
本发明的第二方案中,关于全芳香族液晶聚酯树脂的熔点,作为下限值,优选为300℃以上,更优选为305℃以上,进一步优选为310℃以上,另外,作为上限值,优选为350℃以下,更优选为345℃以下,进一步优选为340℃以下。通过使本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的熔点为上述数值范围,能够使膜制造稳定性、纺丝稳定性得到提高,并且,能够使使用该全芳香族液晶聚酯树脂制作的成型品针对加热加工的耐热性得到提高。
应予说明,本说明书中,全芳香族液晶聚酯树脂的熔点是依据ISO11357、ASTMD3418的试验方法得到的,可以使用日立高新科技(株)制的差示扫描量热仪(DSC)等来测定。
另外,本发明的第一方案中,全芳香族液晶聚酯树脂的玻璃化温度优选为120℃以上,更优选为125℃以上。
通过使本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的玻璃化温度为上述数值范围,能够使使用本发明的全芳香族聚酯树脂制作的、被用于电子设备、通信设备等的成型品的耐热性得到提高,能够实现更高温度环境下的使用。
应予说明,本说明书中,可以由tanD的峰顶温度求出全芳香族液晶聚酯树脂的玻璃化温度,该tanD是依据JISK7244,使用动态粘弹性测定装置(日立高新科技(株)、商品名:DMA7100)等,通过动态粘弹性测定得到的。
另外,本发明的第一方案中,从成型时的尺寸稳定性的观点考虑,全芳香族液晶聚酯树脂的体积膨胀率优选为250ppm/℃以下,更优选为240ppm/℃以下,进一步优选为230ppm/℃以下。
应予说明,本说明书中,可以将全芳香族液晶聚酯树脂加热熔融,进行注射成型、压制成型、或膜成型,得到成型品,使用热机械分析装置(日立高新科技(株)制、商品名:TMA7000),由该成型品来测定全芳香族液晶聚酯树脂的体积膨胀率。
另外,本发明的第一方案中,从成型性这一观点考虑,关于液晶聚酯树脂的熔融粘度,就液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1时的粘度而言,作为下限值,优选为1Pa·s以上,更优选为5Pa·s,作为上限值,优选为500Pa·s以下,更优选为450Pa·s以下。
另外,本发明的第二方案中,从成型性这一观点考虑,关于液晶聚酯树脂的熔融粘度,在液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1时,作为下限值,优选为20Pa·s以上,更优选为30Pa·s以上,作为上限值,优选为100Pa·s以下,更优选为90Pa·s以下。
应予说明,本说明书中,可以依据JIS K7199,使用毛细管流变仪粘度计来测定全芳香族液晶聚酯树脂的粘度。
根据本发明的第二方案的全芳香族液晶聚酯树脂,通过具有足够的熔融拉伸性,能够使其具有加工成纤维或膜的稳定加工性。另外,能够实现具有特别低的介质损耗角正切的全芳香族液晶聚酯树脂。此外,还可以使其为高熔点的全芳香族液晶聚酯树脂,因此,能够实现使用该全芳香族液晶聚酯树脂制作的成型品针对加热加工的高耐热性。
本发明的第二方案中,还可以使其为高玻璃化温度的全芳香族聚酯树脂,因此,能够使使用该全芳香族聚酯树脂制作的成型品在实际使用中的耐热性得到提高,能够实现在更高温度环境下的使用。此外,能够使体积膨胀率降低,能够实现成型时及加工时的尺寸稳定性高的全芳香族液晶聚酯树脂。
本发明的第二方案中,可以通过测定熔融丝束的拉伸比,来评价液晶聚酯树脂的熔融拉伸性。从加工成纤维或膜的加工性这一观点考虑,关于本发明的液晶聚酯树脂的熔融拉伸性,一边以借助滑轮的卷绕辊加快牵引速度,一边对以液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1的条件挤出的熔融丝束进行牵引,此时的熔融丝束的拉伸比(=测定终点处的牵引速度(m/min)/毛细管通过时换算的挤出速度(m/min))优选为10倍以上,更优选为15倍以上。应予说明,本说明书中,可以使用(株)东洋精机制作所Capillograph 1D来测定全芳香族液晶聚酯树脂的熔融拉伸性。
另外,从加工成纤维或膜的加工性这一观点考虑,上述测定的终点处的熔融丝束的张力(=熔融张力)优选为1mN以上,更优选为3mN以上,进一步优选为5mN以上。
本发明的第二方案中,全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切(测定频率:10GHz)优选为0.75×10-3以下,更优选为0.70×10-3以下,进一步优选为0.65×10-3以下。
另外,全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切(测定频率:82GHz)优选为不足3.5×10-3,更优选为不足3.0×10-3,进一步优选为不足2.5×10-3
另外,全芳香族液晶聚酯树脂在30℃以及100℃下的介质损耗角正切(测定频率:34GHz)分别优选为不足2.0×10-3以及不足4.0×10-3,更优选为不足1.5×10-3以及不足3.0×10-3,进一步优选为不足1.2×10-3以及不足2.0×10-3
此外,测定频率34GHz下的30℃至100℃的介质损耗角正切的变化率优选为不足3.0×10-5/℃,更优选为不足2.0×10-5/℃,进一步优选为不足1.5×10-5/℃。
应予说明,本说明书中,可以使用Keysight·Technology公司的网络分析仪N5247A等,利用分离介质谐振器法(SPDR法),来测定全芳香族液晶聚酯树脂在10GHz下的介质损耗角正切。可以使用圆筒空腔谐振器法来测定除此以外的介质损耗角正切。另外,在没有特别指定的情况下,介质损耗角正切的值为23℃、大气气氛下、湿度60%时的测定值。
本发明的全芳香族液晶聚酯树脂的液晶性可以通过如下方式来确认,即:使用具备梅特勒制的显微镜用热台(商品名:FP82HT)的奥林巴斯(株)制的偏光显微镜(商品名:BH-2)等,在显微镜加热台上使全芳香族液晶聚酯树脂加热熔融,然后,观察有无光学各向异性,从而确认液晶性。
以下,对全芳香族液晶聚酯树脂中所包含的各构成单元进行说明。
(源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元(I))
全芳香族液晶聚酯树脂包含由下式(I)表示的源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元(I),全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(I)的组成比(摩尔%)为40摩尔%~80摩尔%。
[化学式2]
作为提供构成单元(I)的单体,可以举出:6-羟基-2-萘甲酸(HNA、下式(1))、其乙酰化物、酯衍生物、酰卤化物等。
[化学式3]
本发明的第一方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(I)的组成比(摩尔%),作为下限值,为50摩尔%以上,优选为51摩尔%以上,更优选为52摩尔%以上,进一步优选为54摩尔%以上,最优选为55摩尔%以上,作为上限值,为75摩尔%以下,优选为70摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,进一步优选为63摩尔%以下,最优选为60摩尔%以下。
本发明的第二方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(I)的组成比(摩尔%),作为下限值,为40摩尔%以上,优选为45摩尔%以上,更优选为50摩尔%以上,进一步优选为55摩尔%以上,作为上限值,为75摩尔%以下,优选为70摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,进一步优选为60摩尔%以下。
(源自于芳香族二醇化合物的构成单元(II))
全芳香族液晶聚酯树脂包含源自于芳香族二醇化合物的构成单元(II),液晶聚酯中的构成单元(II)的组成比(摩尔%)为10摩尔%~30摩尔%。应予说明,全芳香族液晶聚酯树脂可以包含2种以上构成单元(II)。
在一个实施方案中,构成单元(II)由下式表示。
[化学式4]
上式中,Ar1选自由根据期望而具有取代基的苯基、联苯基、萘基、蒽基以及菲基构成的组。其中,更优选苯基以及联苯基。作为取代基,可以举出:氢、烷基、烷氧基、以及氟等。烷基具有的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5。另外,可以为直链状的烷基,也可以为支链状的烷基。烷氧基具有的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5。
作为提供构成单元(II)的单体,例如可以举出:氢醌(HQ,下式(2))、4,4-二羟基联苯(BP、下式(3))、3,3’-二甲基-1,1’-联苯基-4,4’-二醇(OCBP、下式(4))以及它们的酰化物等。
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
本发明的第一方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(II)的组成比(摩尔%),作为下限值,为10摩尔%以上,优选为12.5摩尔%以上,更优选为15摩尔%以上,进一步优选为17.5摩尔%以上,特别优选为18.5摩尔%以上,最优选为20摩尔%以上,作为上限值,为24.5摩尔%以下,优选为24摩尔%以下,更优选为23摩尔%以下,进一步优选为22.5摩尔%以下,最优选为22.5摩尔%以下。
本发明的第一方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(II)的组成比(摩尔%),作为下限值,为12摩尔%以上,优选为15摩尔%以上,更优选为17摩尔%以上,进一步优选为20摩尔%以上,作为上限值,优选为27摩尔%以下,更优选为25摩尔%以下,进一步优选为23摩尔%以下。
(源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元(III))
全芳香族液晶聚酯树脂中的源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元(III)包含由下式(IIIA)表示的源自于对苯二甲酸的构成单元(IIIA),且包含由下式(IIIB)表示的源自于2,6-萘二甲酸的构成单元(IIIB)以及由下式(IIIC)表示的源自于间苯二甲酸的构成单元(IIIC)中的至少1种。
液晶聚酯中的构成单元(III)的组成比(摩尔%)优选为,满足下述的条件:
10摩尔%≤构成单元(III)≤30摩尔%,
构成单元(III)的组成比与构成单元(II)的组成比实质上为当量(构成单元(III)≒构成单元(II))。
另外,液晶聚酯中的构成单元(III)的组成比(摩尔%)满足下述的条件:
3摩尔%≤构成单元(IIIA)≤28摩尔%
0摩尔%≤构成单元(IIIB)≤9摩尔%
0摩尔%≤构成单元(IIIC)<5摩尔%
(其中,构成单元(IIIB)以及构成单元(IIIC)不同时为0摩尔%。)。
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
作为提供构成单元(IIIA)的单体,可以举出:对苯二甲酸(TPA、下式(5))、以及其酯衍生物、酰卤化物等。TPA及其衍生物被广泛用作聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用塑料的原料等,由于是芳香族二羧酸化合物中原价最低的种类,所以通过提高构成单元(III)中的构成单元(IIIA)的组成比,使得作为树脂产品的成本优势提高。因此,从成本观点考虑,构成单元(III)的组成比(摩尔%)优选满足构成单元(IIIA)>(构成单元(IIIB)+构成单元(IIIC))。另外,通过提高构成单元(III)中的构成单元(IIIA)的组成比,还能够期待使耐热性得到提高。
[化学式11]
作为提供构成单元(IIIB)的单体,可以举出:2,6-萘二甲酸(NADA、下式(6))、以及其酯衍生物、酰卤化物等。NADA的原价高于TPA等的原价,所以,通过降低构成单元(III)中的构成单元(IIIB)的组成比,使得作为树脂产品的成本优势提高。
[化学式12]
作为提供构成单元(IIIC)的单体,可以举出:间苯二甲酸(IPA、下式(7))、以及其酯衍生物、酰卤化物等。
[化学式13]
本发明的第一方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIA)的组成比(摩尔%),作为下限值,为5摩尔%,优选为5.5摩尔%以上,更优选为8摩尔%以上,进一步优选为10.5摩尔%以上,更进一步优选为13摩尔%以上,特别优选为14摩尔%以上,最优选为15.5摩尔%以上,作为上限值,不足25摩尔%,优选为24.5摩尔%以下,更优选为23.5摩尔%以下,进一步优选为22.5摩尔%以下,最优选为22摩尔%以下。
关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIB)的组成比(摩尔%),作为下限值,超过0摩尔%,优选为0.5摩尔%以上,作为上限值,不足5摩尔%,优选为4.5摩尔%以下。
关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIC)的组成比(摩尔%),作为下限值,为0摩尔%以上,优选超过0摩尔%,更优选为0.5摩尔%以上,作为上限值,不足5摩尔%,优选为4.5摩尔%以下。
关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIB)以及构成单元(IIIC)的合计的组成比(摩尔%),作为下限值,超过0摩尔%,优选为0.5摩尔%以上,作为上限值,不足5摩尔%,优选为4.5摩尔%以下。
另外,全芳香族聚酯树脂中,构成单元(IIIA)与构成单元(IIIB)以及(IIIC)的合计之间的摩尔比(构成单元(III)/(构成单元(IIIA)+(IIIC))优选为3.2以上,更优选为4以上,进一步优选为5以上。另外,该摩尔比优选为45以下,更优选为40以下,进一步优选为30以下,更进一步优选为20以下。通过使构成单元(III)与构成单元(IIIB)以及(IIIC)的合计之间的摩尔比为上述数值范围,能够使全芳香族聚酯树脂的熔点得到提高,并且,能够使体积膨胀率降低。
本发明的第二方案中,从降低全芳香族液晶聚酯树脂的介质损耗角正切并提高熔点这一观点考虑,关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIA)的组成比(摩尔%),作为下限值,为3摩尔%,优选为6摩尔%以上,更优选为8摩尔%以上,进一步优选为11摩尔%以上,作为上限值,为28摩尔%以下,优选为25摩尔%以下,更优选为23摩尔%以下,进一步优选为21摩尔%以下。
关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIB)的组成比(摩尔%),作为下限值,为2摩尔%以上,优选为3摩尔%以上,更优选为4.5摩尔%以上,进一步优选为5摩尔%以上,作为上限值,为9摩尔%以下。
关于全芳香族液晶聚酯树脂中的构成单元(IIIC)的组成比(摩尔%),作为下限值,为0摩尔%以上,优选超过0摩尔%,更优选为0.5摩尔%以上,作为上限值,不足5摩尔%,优选为4.5摩尔%以下。
另外,全芳香族聚酯树脂中,关于构成单元(IIIA)与构成单元(IIIB)之间的摩尔比(构成单元(IIIA)/构成单元(IIIB)),作为下限值,优选为0.5以上,更优选为1.0以上,进一步优选为1.5以上,更进一步优选为2.0以上,作为上限值,优选为8.0以下,更优选为7.0以下,进一步优选为5.0以下。
(全芳香族液晶聚酯树脂的制造方法)
本发明所涉及的全芳香族液晶聚酯树脂可以通过如下方式来制造,即:使提供构成单元(I)~(IV)的单体利用熔融聚合、固相聚合、溶液聚合以及浆料聚合等现有公知的方法聚合,由此,制造全芳香族液晶聚酯树脂。
在一个实施方案中,可以仅通过熔融聚合来制造本发明所涉及的全芳香族液晶聚酯树脂。另外,也可以通过利用熔融聚合制作预聚物、进而使该预聚物固相聚合的二阶段聚合来制造。
从效率良好地得到本发明所涉及的聚酯化合物的观点考虑,优选使提供上述构成单元(I)~(IV)的单体为规定的配比且合计为100摩尔%,相对于单体具有的全部羟基而言,存在1.05~1.15摩尔当量的醋酸酐,在醋酸回流下进行熔融聚合。
在利用熔融聚合和紧接着该熔融聚合的固相聚合这两个阶段来进行聚合反应的情况下,将利用熔融聚合得到的预聚物冷却固化后粉碎,制成粉末状或者片状,然后,优选选择公知的固相聚合方法、例如、在氮等惰性气氛下、或真空下于200~350℃的温度范围对预聚物树脂进行1~30小时热处理等方法。固相聚合可以边搅拌边进行,另外,可以不搅拌而是在静置的状态下进行。
聚合反应中,可以使用催化剂,也可以不使用催化剂。作为使用的催化剂,可以使用作为聚酯的聚合用催化剂现有公知的催化剂,可以举出:醋酸镁、醋酸亚锡、钛酸四丁酯、醋酸铅、醋酸钠、醋酸钾、三氧化二锑等金属盐催化剂;N-甲基咪唑等含氮杂环化合物等;以及有机化合物催化剂等。催化剂的使用量并没有特别限定,相对于单体的总量100重量份,优选为0.0001~0.1重量份。
熔融聚合中的聚合反应装置并没有特别限定,优选使用一般的高粘度流体反应所使用的反应装置。作为这些反应装置的例子,例如可以举出:具备具有锚型、多段型、螺旋带型、螺旋轴型等、或者将它们变形得到的各种形状的搅拌叶片的搅拌装置的搅拌槽型聚合反应装置、或、捏合机、辊磨机、班伯里混合机等通常用于树脂混炼的混合装置等。
(成型品)
本发明的成型品是包含全芳香族液晶聚酯树脂而构成的,其形状可根据用途而适当变更,没有特别限定,例如可以为膜状、板状、纤维状等。
另外,本发明的成型品可以在无损本发明效果的范围内包含全芳香族液晶聚酯树脂以外的树脂。例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚芳酯以及聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂;聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂;环烯烃聚合物;聚氯乙烯等乙烯基树脂;聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯以及聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸树脂;聚苯醚树脂;聚缩醛树脂;聚酰胺树脂、聚酰亚胺以及聚醚酰亚胺等酰亚胺树脂;聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、AS树脂以及ABS树脂等聚苯乙烯树脂;环氧树脂等热固性树脂;纤维素树脂;聚醚醚酮树脂;氟树脂以及聚碳酸酯树脂等,成型品可以包含它们中的1种或2种以上。
本发明的成型品可以在无损本发明效果的范围内包含其它添加剂、例如着色剂、分散剂、增塑剂、抗氧化剂、固化剂、阻燃剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、表面活性剂。
本发明的成型品可以通过对包含全芳香族液晶聚酯树脂以及根据期望而包含的其它树脂、添加剂等的混合物进行压制成型、发泡成型、注射成型、挤出成型、冲压成型来得到。
应予说明,混合物可以通过使用班伯里混合机、捏合机、单轴挤出机或双轴挤出机等对全芳香族液晶聚酯树脂等进行熔融混炼来得到。
在一个实施方案中,成型品优选为膜状。可以利用现有公知的方法、例如、吹塑成型、熔融挤出成型等挤出成型、以及溶液浇铸法来得到膜。像这样得到的膜可以为由全芳香族液晶聚酯树脂构成的单层膜,也可以为与异种材料的多层膜。
应予说明,出于改良尺寸稳定性、机械特性的目的,可以利用单轴或双轴对熔融挤出成型、溶液浇铸成型得到的膜进行拉伸处理。另外,可以出于除去这些膜的各向异性、或提高耐热性的目的进行热处理。
在一个实施方案中,成型品优选为纤维状。可以利用现有公知的方法、例如、熔融纺丝法、溶液纺丝法等来得到纤维。纤维可以仅由全芳香族液晶聚酯树脂构成,也可以与其它树脂混合。
(电气电子部件)
本发明的电气电子部件是包含上述全芳香族液晶聚酯树脂而构成的。
作为电气电子部件,例如可以举出:ETC、GPS、无线LAN以及移动电话等电子设备、通信设备中使用的天线、高速传输用连接器、CPU插口、电路基板、柔性印刷基板(FPC)、层叠用电路基板、防碰撞用雷达等毫米波以及准毫米波雷达、RFID标签、电容器、逆变器部件、绝缘膜、电缆的被覆材料、锂离子电池等二次电池的绝缘材料、扬声器振动板等。
在一个实施方案中,电气电子部件是具备包含全芳香族液晶聚酯树脂的成型品(例如、注射成型品、膜等)而构成的。
实施例
以下,利用实施例,对本发明更具体地进行说明,但是,本发明并不限定于实施例。
首先,举出实施例以及比较例,对本发明的第一方案详细地进行说明。
<全芳香族液晶聚酯树脂的制造>
(实施例1-1:全芳香族液晶聚酯树脂A的合成)
在具有搅拌叶片的聚合容器中加入6-羟基-2-萘甲酸(HNA)203.24g(60摩尔%)、4,4-二羟基联苯(BP)67.03g(20摩尔%)、对苯二甲酸(TPA)53.83g(18摩尔%)、以及间苯二甲酸(IPA)5.98g(2摩尔%),装入作为催化剂的醋酸钾以及醋酸镁,将聚合容器的减压-氮注入进行3次,进行氮置换后,再添加醋酸酐198.46g(相对于羟基为1.08摩尔当量),升温至150℃,在回流状态下进行2小时乙酰化反应。
乙酰化结束后,将处于醋酸蒸馏出来的状态的聚合容器以0.5℃/分钟进行升温,当槽内的熔融体温度达到310℃时,取出聚合物,进行冷却固化。将得到的聚合物粉碎,粉碎成能够经过筛眼2.0mm的筛子的大小,得到预聚物。
接下来,在大和科学(株)制的烘箱中,利用加热器,将上述得到的预聚物的温度从室温经14小时升温至310℃,然后,于310℃保温2小时,进行固相聚合。然后,于室温自然放热,得到全芳香族液晶聚酯树脂A。使用具备梅特勒制的显微镜用热台(商品名:FP82HT)的奥林巴斯(株)制的偏光显微镜(商品名:BH-2),在显微镜加热台上使全芳香族液晶聚酯树脂A试样加热熔融,根据有无光学各向异性来确认液晶性。
(实施例1-2:全芳香族液晶聚酯树脂B的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 19.5摩尔%、IPA 0.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂B,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-3:全芳香族液晶聚酯树脂C的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 15.5摩尔%、IPA 4.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂C,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-4:全芳香族液晶聚酯树脂D的合成)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 14.5摩尔%、IPA 0.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂D,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-5:全芳香族液晶聚酯树脂E的合成)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 13摩尔%、IPA 2摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂E,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-6:全芳香族液晶聚酯树脂F的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 15.5摩尔%、2,6-萘二甲酸(NADA)4.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂F,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-7:全芳香族液晶聚酯树脂G的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 18摩尔%、NADA 2摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂G,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-8:全芳香族液晶聚酯树脂H的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 19.5摩尔%、NADA 0.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂H,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-9:全芳香族液晶聚酯树脂I的合成)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 20.5摩尔%、NADA 2摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与
实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂I,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-10:全芳香族液晶聚酯树脂J的合成)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 18.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为295℃,除此以外,与
实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂J,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-11:全芳香族液晶聚酯树脂K的合成)
将单体装入量变更为HNA 58摩尔%、BP 21摩尔%、TPA 16.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂K,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例1-12:全芳香族液晶聚酯树脂L的合成)
将单体装入量变更为HNA 65摩尔%、BP 17.5摩尔%、TPA 15.5摩尔%、NADA 2摩尔%,使固相聚合的最终温度为300℃,除此以外,与
实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂L,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-1:全芳香族液晶聚酯树脂M的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 10摩尔%、IPA 10摩尔%,使固相聚合的最终温度为280℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂M,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-2:全芳香族液晶聚酯树脂N的合成)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 10摩尔%、IPA 5摩尔%,使固相聚合的最终温度为280℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂N,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-3:全芳香族液晶聚酯树脂O的合成)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 5摩尔%、IPA 10摩尔%,使固相聚合的最终温度为280℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂O,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-4:全芳香族液晶聚酯树脂P的合成)
将单体装入量变更为对羟基苯甲酸(HBA)60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 5摩尔%、IPA 5摩尔%,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂P,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-5:全芳香族液晶聚酯树脂Q的合成)
将单体装入量变更为HBA 2摩尔%、HNA 48摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 25摩尔%,使固相聚合的最终温度为280℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂Q,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例1-6:全芳香族液晶聚酯树脂R的合成)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 5摩尔%、NADA 15摩尔%,使固相聚合的最终温度为295℃,除此以外,与实施例1-1同样地操作得到液晶聚酯树脂R,与上述同样地操作确认液晶性。
<<性能评价>>
<介质损耗角正切测定>
将利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂在熔点~熔点+30℃的条件下进行加热熔融、注射成型,制作30mm×30mm×0.4mm的平板状试验片。关于该试验片的面内方向的介质损耗角正切,使用Keysight·Technology公司的网络分析仪N5247A,利用分离介质谐振器法(SPDR法),测定频率10GHz的介质损耗角正切。
<熔点的测定>
利用日立高新科技(株)制的差示扫描量热仪(DSC),来测定实施例以及比较例中得到的全芳香族液晶聚酯树脂的熔点。此时,以升温速度10℃/分钟从室温升温至360~380℃,使聚合物完全熔融后,以速度10℃/分钟降温至30℃,进而,以10℃/分钟的速度升温至380℃,将此时得到的吸热峰的顶点作为熔点。但是,在再次加热时的吸热峰较宽而很难检测的情况下,将第一次的吸热峰的顶点作为熔点。将测定结果汇总于表1。
<体积膨胀率的测定>
将利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂于熔点~熔点+30℃进行加热熔融、注射成型,制作30mm×30mm×0.4mm的平板状试验片。将该平板状试验片切削为宽度5mm,准备出30×5×0.4mm的长方形状试验片而用于拉伸模式。另外,将平板状试验片中央部切削为7×7mm,准备出7×7×0.4mm的板状试验片而用于压缩模式。
使用热机械分析装置(日立高新科技(株)制、商品名:TMA7000),来测定这些试验片的30~150℃的体积膨胀率(MD线膨胀率+TD线膨胀率+厚度线膨胀率),应予说明,MD方向以及TD方向以拉伸模式评价,厚度方向以压缩模式评价。将测定结果汇总于表1。
<粘度的测定>
使用毛细管流变仪粘度计(东洋精机株式会社制),依据JIS K7199,测定利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂在熔点+20℃下的熔融粘度。将测定结果汇总于表1。
<玻璃化温度(Tg)的测定>
将实施例以及比较例中得到的全芳香族液晶聚酯树脂于熔点~熔点+30℃的条件下进行加热熔融、注射成型,制作30mm×30mm×0.4mm的平板状试验片。将该平板状试验片切削为宽度8mm,准备出30×8×0.4mm的长方形状试验片(MD方向为8mm、TD方向为30mm)。使用动态粘弹性测定装置(日立高新科技(株)制、商品名:DMA7100),由利用拉伸模式的动态粘弹性测定得到的tanD的峰顶温度求出全芳香族液晶聚酯树脂的玻璃化点。将测定结果汇总于表1。
[表1]
接下来,举出实施例以及比较例,对本发明的第二方案详细地进行说明。
<全芳香族液晶聚酯树脂的制造>
(实施例2-1)
在具有搅拌叶片的聚合容器中加入6-羟基-2-萘甲酸(HNA)45摩尔%、4,4-二羟基联苯(BP)27.5摩尔%、对苯二甲酸(TPA)23摩尔%、2,6-萘二甲酸(NADA)4.5摩尔%,装入作为催化剂的醋酸钾以及醋酸镁,将聚合容器的减压-氮注入进行3次,进行氮置换后,再添加醋酸酐(相对于羟基而言为1.08摩尔当量),升温至150℃,在回流状态下进行2小时乙酰化反应。
乙酰化结束后,将处于醋酸蒸馏出来的状态的聚合容器以0.5℃/分钟进行升温,当槽内的熔融体温度达到300℃时,取出聚合物,进行冷却固化。将得到的聚合物粉碎,粉碎成能够经过筛眼2.0mm的筛子的大小,得到预聚物。
接下来,在大和科学(株)制的烘箱中,利用加热器,将上述得到的预聚物的温度从室温经14小时升温至300℃,然后,于300℃保温2小时,进行固相聚合。然后,于室温自然放热,得到全芳香族液晶聚酯树脂A。使用具备梅特勒制的显微镜用热台(商品名:FP82HT)的奥林巴斯(株)制的偏光显微镜(商品名:BH-2),在显微镜加热台上使全芳香族液晶聚酯树脂试样加热熔融,根据有无光学各向异性确认液晶性。
(实施例2-2)
将单体装入量变更为HNA 45摩尔%、BP 27.5摩尔%、TPA 21.5摩尔%、NADA 6摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-3)
将单体装入量变更为HNA 45摩尔%、BP 27.5摩尔%、TPA 19.5摩尔%、NADA 8摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-4)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 22摩尔%、NADA 3摩尔%,使固相聚合的最终温度为310℃,使保温时间为1小时,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-5)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 20.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-6)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 19摩尔%、NADA 6摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-7)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 17摩尔%、NADA 8摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-8)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 18.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%、间苯二甲酸(IPA)2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-9)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 15摩尔%、NADA 8摩尔%、IPA 2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-10)
将单体装入量变更为HNA 52摩尔%、BP 24摩尔%、TPA 21摩尔%、NADA 2摩尔%、IPA 1摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-11)
将单体装入量变更为HNA 52摩尔%、BP 24摩尔%、TPA 20摩尔%、NADA 3摩尔%、IPA 1摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-12)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 18摩尔%、NADA 4.5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-13)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 16.5摩尔%、NADA 6摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-14)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 14.5摩尔%、NADA 8摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-15)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 18摩尔%、NADA 3.5摩尔%、IPA 1摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-16)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 17摩尔%、NADA 4.5摩尔%、IPA 1摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-17)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 18摩尔%、NADA 2.5摩尔%、IPA 2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-18)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 16摩尔%、NADA 4.5摩尔%、IPA 2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-19)
将单体装入量变更为HNA 58摩尔%、BP 21摩尔%、TPA 16.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-20)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 17摩尔%、NADA 3摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-21)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 15.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-22)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 15摩尔%、NADA 5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-23)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 14摩尔%、NADA 6摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-24)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 12摩尔%、NADA 8摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-25)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 11摩尔%、NADA 9摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-26)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 15.5摩尔%、NADA 2.5摩尔%、IPA 2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-27)
将单体装入量变更为HNA 65摩尔%、BP 17.5摩尔%、TPA 15.5摩尔%、NADA 2摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-28)
将单体装入量变更为HNA 65摩尔%、BP 17.5摩尔%、TPA 13摩尔%、NADA 4.5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-29)
将单体装入量变更为HNA 65摩尔%、BP 17.5摩尔%、TPA 8.5摩尔%、NADA 9摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂N,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-30)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 12摩尔%、NADA 3摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-31)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 8摩尔%、NADA 7摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(实施例2-32)
将单体装入量变更为HNA 70摩尔%、BP 15摩尔%、TPA 6摩尔%、NADA 9摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-1)
将单体装入量变更为HNA 30摩尔%、BP 35摩尔%、TPA 30.5摩尔%、NADA 4.5摩尔%,使固相聚合的最终温度为295℃,使保温时间为1小时,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-2)
将单体装入量变更为HNA 50摩尔%、BP 25摩尔%、TPA 10摩尔%、NADA 15摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-3)
将单体装入量变更为HNA 55摩尔%、BP 22.5摩尔%、TPA 12.5摩尔%、NADA 10摩尔%,使固相聚合的最终温度为295℃,使保温时间为1小时,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-4)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 10摩尔%、NADA 10摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-5)
将单体装入量变更为HNA 60摩尔%、BP 20摩尔%、TPA 5摩尔%、NADA 15摩尔%,使固相聚合的最终温度为295℃,使保温时间为1小时,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-6)
将单体装入量变更为HNA 65摩尔%、BP 17.5摩尔%、TPA 2.5摩尔%、NADA 15摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-7)
将单体装入量变更为BP 20摩尔%、TPA 15摩尔%、对羟基苯甲酸(HBA)60摩尔%、IPA 5摩尔%,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
(比较例2-8)
将单体装入量变更为HNA 27摩尔%、HBA 73摩尔%,使固相聚合的最终温度为270℃,除此以外,与实施例2-1同样地操作得到液晶聚酯树脂,与上述同样地操作确认液晶性。
<<性能评价>>
<熔融拉伸性·熔融张力的测定>
通过测定熔融丝束的拉伸比,来评价利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂的熔融拉伸性。具体而言,使用(株)东洋精机制作所Capillograph 1D(料筒内径9.55mm的流变仪)、内径1mm毛细管,在液晶聚酯树脂的熔点+20℃、柱塞挤出速度82.3mm/min(=毛细管通过时对树脂施加的剪切速度达到1000s-1的挤出速度)的条件下,使全芳香族液晶聚酯树脂熔融,并将熔融的树脂挤出成丝束。将挤出的熔融丝束借助滑轮以卷绕辊测定牵引拉伸比(=测定终点处的牵引速度(m/min)/毛细管通过时换算的挤出速度(m/min))。关于牵引速度,将40m/min作为初始速度,以400m/min2的比例使牵引速度上升,将牵引速度达到装置测定临界值200m/min的点、或熔融丝束断裂的点作为测定终点。将该测定结果汇总于表2以及表3。另外,也将测定终点处的熔融丝束的张力(=熔融张力)一同汇总于表2以及表3。应予说明,将因熔融拉伸性、熔融粘度、或者熔融张力不足而无法将熔融丝束适当地固定于一系列的滑轮、卷绕辊的情形、或熔融拉伸性低于装置的测定下限而无法测定的情形评价为“-”。
<介质损耗角正切测定(10GHz)>
将利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂在熔点~熔点+30℃的条件下进行加热熔融、注射成型,制作30mm×30mm×0.4mm的平板状试验片。关于该试验片的面内方向的介质损耗角正切,使用Keysight·Technology公司的网络分析仪N5247A,利用分离介质谐振器法(SPDR法),来测定频率10GHz的介质损耗角正切。
<介质损耗角正切测定(82GHz等)>
在熔点~熔点+30℃的条件下,利用加热熔融、注射成型,将利用实施例2-22以及比较例2-7及2-8得到的全芳香族液晶聚酯树脂制作成30mm×30mm×0.4mm的平板样品。接下来,自该平板样品的中央开始进行切削,得到13mm见方的正方形平板,作为试验片。在宇都宫大学研究生院工学研究科的古神·清水研究室,将该试验片装载于100GHz用谐振器,利用圆筒空腔谐振器法,于室温测定频率82GHz的介质损耗角正切。(虽然使用了100GHz用的谐振器,但是因材料的谐振特性而成为实际的测定频率在82GHz附近的测定)。将测定结果汇总于表4。另外,将使用设定频率不同的圆筒空腔谐振器以同样的步骤在各种频率测定得到的介质损耗角正切示于图1。
<介质损耗角正切测定(GHz区域中的温度依赖性)>
在熔点~熔点+30℃的条件下,利用加热熔融、注射成型,将利用实施例2-22以及比较例2-7及2-8得到的全芳香族液晶聚酯树脂制作成30mm×30mm×0.4mm的平板样品。接下来,自该平板样品的中央开始进行切削,得到13mm见方的正方形平板,作为试验片。关于该试验片,在宇都宫大学研究生院工学研究科的古神·清水研究室,使用36GHz用谐振器,利用圆筒空腔谐振器法,一边使测定温度发生变化,一边进行34GHz的介质损耗角正切测定。(虽然使用了36GHz用的谐振器,但是实际的测定频率因材料的谐振特性而成为34GHz)。具体的测定方法如下。将装载有试验片的该谐振器配置于恒温槽,将恒温槽的设定温度设定为105℃后,使其经过2小时。然后,将恒温槽设定为20℃,使槽内温度自然下降,每隔1℃测定一次此时的介质损耗角正切。将结果示于图2。另外,将30℃以及100℃下的介质损耗角正切和30℃至100℃的介质损耗角正切的变化率示于表5。
<熔点的测定>
利用日立高新科技(株)制的差示扫描量热仪(DSC)来测定实施例以及比较例中得到的全芳香族液晶聚酯树脂的熔点。此时,以升温速度10℃/分钟从室温升温至360~380℃,使聚合物完全熔融后,以速度10℃/分钟降温至30℃,进而,以10℃/分钟的速度升温至380℃,将此时得到的吸热峰的顶点作为熔点(Tm2)。但是,在再次加热时的吸热峰较宽而很难检测的情况下,将第一次的吸热峰的顶点(Tm1)作为熔点(℃)。将测定结果汇总于表2以及表3。
<熔融粘度的测定>
使用毛细管流变仪粘度计((株)东洋精机制作所Capillograph 1D)和内径1mm的毛细管,依据JIS K7199,来测定利用实施例以及比较例得到的全芳香族液晶聚酯树脂在剪切速度1000S-1时的熔点+20℃下的熔融粘度(Pa·s)。将测定结果示于表2以及表3。
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]

Claims (19)

1.一种全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂是包含源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元I、源自于芳香族二醇化合物的构成单元II、以及源自于芳香族二羧酸化合物的构成单元III而构成的,
构成单元III包含源自于对苯二甲酸的构成单元IIIA,且包含源自于2,6-萘二甲酸的构成单元IIIB以及源自于间苯二甲酸的构成单元IIIC中的至少1种,
所述构成单元的组成比满足下述的条件:
40摩尔%≤构成单元I≤80摩尔%、
10摩尔%≤构成单元II≤30摩尔%、
3摩尔%≤构成单元IIIA≤28摩尔%、
0摩尔%≤构成单元IIIB≤9摩尔%、
0摩尔%≤构成单元IIIC<5摩尔%,
其中,构成单元IIIB以及构成单元IIIC不同时为0摩尔%,组成比的单位为摩尔%。
2.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述构成单元的组成比还满足下述的条件:
50摩尔%≤构成单元I≤80摩尔%、
10摩尔%≤构成单元II≤25摩尔%、
5摩尔%<构成单元IIIA<25摩尔%,
其中,组成比的单位为摩尔%。
3.根据权利要求2所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述构成单元的组成比还满足下述的条件:
0摩尔%<构成单元IIIB+构成单元IIIC<5摩尔%,
其中,组成比的单位为摩尔%。
4.根据权利要求1所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述构成单元的组成比还满足下述的条件:
40摩尔%≤构成单元I≤75摩尔%、
12摩尔%≤构成单元II≤30摩尔%、
3摩尔%≤构成单元IIIA≤28摩尔%、
2摩尔%≤构成单元IIIB≤9摩尔%,
其中,组成比的单位为摩尔%。
5.根据权利要求4所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述构成单元的组成比还满足下述的条件:
50摩尔%≤构成单元I≤70摩尔%、
15摩尔%≤构成单元II≤27摩尔%、
6摩尔%≤构成单元IIIA≤24摩尔%、
3摩尔%≤构成单元IIIB≤9摩尔%,
其中,组成比的单位为摩尔%。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述构成单元II由下式表示,
[化学式1]
式中,Ar1选自由根据期望而具有取代基的苯基、联苯基、萘基、蒽基以及菲基构成的组。
7.根据权利要求3所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
构成单元IIIA与构成单元IIIB以及IIIC的合计之间的摩尔比、亦即构成单元IIIA/(构成单元IIIB+IIIC)为3.2~45。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂的熔点为300℃以上。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率10GHz下的介质损耗角正切为0.85×10-3以下。
10.根据权利要求4或5所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
以所述液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1的条件挤出的熔融丝束的拉伸比为10倍以上。
11.根据权利要求4或5所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率82GHz下的介质损耗角正切不足3.5×10-3
12.根据权利要求4或5所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率34GHz下的、30℃的介质损耗角正切不足2.0×10-3,并且,100℃的介质损耗角正切不足4.0×10-3
13.根据权利要求4或5所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述全芳香族液晶聚酯树脂在测定频率34GHz下的30℃至100℃的介质损耗角正切的变化率不足3.0×10-5/℃。
14.根据权利要求4或5所述的全芳香族液晶聚酯树脂,其特征在于,
所述液晶聚酯树脂的熔点+20℃、剪切速度1000s-1时的熔融粘度为20~100Pa·s。
15.一种成型品,其是包含权利要求1~14中的任意一项所述的全芳香族液晶聚酯树脂而构成的。
16.根据权利要求15所述的成型品,其特征在于,
所述成型品为膜状。
17.根据权利要求15所述的成型品,其特征在于,
所述成型品为纤维状。
18.根据权利要求15所述的成型品,其特征在于,
所述成型品为注射成型品。
19.一种电气电子部件,其是包含权利要求15~18中的任意一项所述的成型品而构成的。
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