CN111886276A - 芳香族液晶聚酯、芳香族液晶聚酯组合物以及成型品 - Google Patents
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Abstract
一种芳香族液晶聚酯,其包括由下述式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元。(A1)‑O‑Ar1‑CO‑;(B)‑CO‑Ar2‑CO‑;(C)‑O‑Ar3‑O‑;(D)‑O‑Ar4‑O‑(式中,Ar1为2,6‑萘二基,Ar2为从由2,6‑萘二基、1,4‑亚苯基、1,3‑亚苯基以及4,4’‑亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团,Ar3为从由2,7‑萘二基、1,6‑萘二基以及1,5‑萘二基组成的组中选出的至少一种基团,Ar4表示从由2,6‑萘二基、1,4‑亚苯基、1,3‑亚苯基以及4、4’‑亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团。由Ar1、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团可以分别具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。)。
Description
技术领域
本发明涉及芳香族液晶聚酯、芳香族液晶聚酯组合物以及成型品。
本申请基于2018年3月27日在日本申请的日本特愿2018-059883号并要求优先权,其内容援用于本文。
背景技术
液晶聚酯作为各种电子部件的结构体的形成材料使用。近年来,正在推进电子部件的功能集成化和小型化。为了应对这种情况,需要尺寸稳定性优异且具有高强度的液晶聚酯。
例如,专利文献1记载了具有来自2,7-二羟基萘的结构单元的液晶聚酯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60-38426号公报。
发明内容
发明要解决的问题
从改善得到的成型品的尺寸稳定性以及提高强度的观点出发,专利文献1记载的液晶聚酯具有充分的改良的余地。
本发明是鉴于上述情况完成的,其课题在于,提供能够成型为尺寸稳定性优异且具有高强度的成型品的芳香族液晶聚酯以及使用该芳香族液晶聚酯的芳香族液晶聚酯组合物。
用于解决问题的手段
即,本发明包括以下方案。
[1]一种芳香族液晶聚酯,其包括由下述式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元,
(A1)-O-Ar1-CO-;
(B)-CO-Ar2-CO-;
(C)-O-Ar3-O-;
(D)-O-Ar4-O-;
(式中,Ar1为2,6-萘二基,Ar2为从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4,4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团,Ar3为从由2,7-萘二基、1,6-萘二基以及1,5-萘二基组成的组中选出的至少一种基团,Ar4表示从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4、4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团。由Ar1、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团可以分别具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。)
[2]如[1]所述的芳香族液晶聚酯,仅由以所述式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元构成。
[3]如[1]或[2]所述的芳香族液晶聚酯,相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(A1)表示的重复结构单元的摩尔分数为30摩尔%以上且80摩尔%以下,相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(B)表示的重复结构单元的摩尔分数为10摩尔%以上且35摩尔%以下,相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(C)表示的重复结构单元的摩尔分数为0.1摩尔%以上且20摩尔%以下,相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(D)表示的重复结构单元的摩尔分数为9.9摩尔%以上且34.9摩尔%以下。
[4]如[1]所述的芳香族液晶聚酯,还包括由下述式(A2)表示的重复结构单元,
(A2)-O-Ar10-CO-
(式中,Ar10为1,4-亚苯基,由Ar10表示的基团可以具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。)
[5]如[1]~[4]中任一项所述的芳香族液晶聚酯,重均分子量为20000以上,流动起始温度为200℃以上且370℃以下。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的芳香族液晶聚酯,由所述式(D)表示的重复结构单元为来自4,4’-联苯酚的重复结构单元以及来自对苯二酚的重复结构单元中的任意一个或两个。
[7]一种芳香族液晶聚酯组合物,其是含有[1]~[6]中任一项所述的芳香族液晶聚酯以及玻璃纤维的芳香族液晶聚酯组合物,所述玻璃纤维的含量相对于所述芳香族液晶聚酯组合物的总质量为5质量%以上且60质量%以下。
[8]一种成型品,其是对[1]~[6]中任一项所述的芳香族液晶聚酯进行射出成型而成的。
[9]一种成型品,其是对[7]所述的芳香族液晶聚酯组合物进行射出成型而成的。
发明的效果
根据本发明,能够提供能够成型为尺寸稳定性优异且具有高强度的成型品的芳香族液晶聚酯以及包含该芳香族液晶聚酯的芳香族液晶聚酯组合物。
具体实施方式
<芳香族液晶聚酯>
本实施方式是一种芳香族液晶聚酯,其特征在于,其包括由式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元。
(A1)-O-Ar1-CO-
(B)-CO-Ar2-CO-
(C)-O-Ar3-O-
(D)-O-Ar4-O-
(式中,Ar1为2,6-萘二基,Ar2为从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4,4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团,Ar3为从由2,7-萘二基、1,6-萘二基以及1,5-萘二基组成的组中选出的至少一种基团,Ar4表示从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4、4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团。由Ar1、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团可以分别具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。)
根据本实施方式,能够提供一种芳香族液晶聚酯,其通过含有作为必须构成单元的由式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元,从而能够成型为尺寸稳定性优异且具有高强度的成型品。
本实施方式的芳香族液晶聚酯,还可以包括作为任意成分的由下述式(A2)表示的重复结构单元。
(A2)-O-Ar10-CO-
(式中,Ar10为1,4-亚苯基,由Ar10表示的基团可以具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。)
作为重复单元(A1),优选来自2-羟基-6-萘甲酸的重复单元。
需要说明的是,在本说明书中,“来自”是指化学结构因原料单体聚合而发生变化,不产生其他结构变化。
作为重复单元(A2),优选来自对羟基苯甲酸的重复单元。
作为重复单元(B),优选来自对苯二甲酸的重复单元、来自间苯二甲酸的重复单元、来自2,6-萘二羧酸的重复单元、以及来自二苯醚-4,4’-二羧酸的重复单元。
重复单元(C)的式中的Ar3为从由2,7-萘二基、1,6-萘二基以及1,5-萘二基组成的组中选出的至少一种基团,优选为从由2,7-萘二基以及1,6-萘二基组成的组中选出的至少一种基团,更优选为2,7-萘二基。
作为重复单元(C),优选为从由来自2,7-萘二醇(也称2,7-二羟基萘)的重复单元、来自1,6-萘二醇(也称1,6-二羟基萘)的重复单元以及来自1,5-萘二醇(也称1,5-二羟基萘)的重复单元组成的组中选出的至少一种,优选为从由来自2,7-萘二醇的重复单元以及来自1,6-萘二醇的重复单元组成的组中选出的至少一种,更优选为来自2,7-萘二醇的重复单元。如果含有这些具有萘二基或二醇结构的重复单元(C),则芳香族液晶聚酯的熔融粘度容易降低,因此优选。另外,如果含有具有萘骨架的重复单元(D),则使用所述芳香族液晶聚酯成型的成型品的尺寸稳定性良好,能够提高强度。
作为重复单元(D),优选来自4,4’-联苯酚的重复单元以及来自对苯二酚的重复单元。另外,重复单元(D)既可以单独使用一种,也可以联用2种以上。即,作为重复单元(D),优选为来自4,4’-联苯酚的重复单元以及来自对苯二酚的重复单元中的任意一个或两个。
作为所述卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子。
作为所述烷基的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基以及正癸基。
作为所述芳基的具体例,可举出苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基以及2-萘基。
在由Ar1、Ar10、Ar2、Ar3或Ar4表示的所述基团中,当至少1个氢原子被上述取代基取代时,所述取代基的数目优选为每个由Ar1、Ar10、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团中相互独立地为1个或2个。另外,所述取代基的数目更优选为每个由Ar1、Ar10、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团中为1个。
在本实施方式中,可以为仅由重复单元(A1)、(A2)、(B)、(C)以及(D)构成的芳香族液晶聚酯,也可以为仅由重复单元(A1)、(B)、(C)以及(D)构成的芳香族液晶聚酯。
从成型品的尺寸稳定性优异且能够赋予高强度的观点出发,优选为仅由重复单元(A1)、(B)、(C)以及(D)构成的芳香族液晶聚酯。
本实施方式中,相对于全部重复单元的总摩尔量(即,构成芳香族液晶聚酯的全部重复单元的总摩尔量),由所述式(A1)表示的重复结构单元的摩尔分数优选为30摩尔%以上且80摩尔%以下,更优选为40摩尔%以上且70摩尔%以下,特别优选为50摩尔%以上且65摩尔%以下。
本实施方式中,相对于全部重复单元的总摩尔量(即,构成芳香族液晶聚酯的全部重复单元的总摩尔量),由所述式(B)表示的重复结构单元的摩尔分数优选为10摩尔%以上且35摩尔%以下,更优选为15摩尔%以上且30摩尔%以下,特别优选为17摩尔%以上且25摩尔%以下。
本实施方式中,相对于全部重复单元的总摩尔量(即,构成芳香族液晶聚酯的全部重复单元的总摩尔量),由所述式(C)表示的重复结构单元的摩尔分数优选为0.1摩尔%以上且20摩尔%以下,更优选为0.5摩尔%以上且15摩尔%以下,特别优选为0.8摩尔%以上且12摩尔%以下。
本实施方式中,相对于全部重复单元的总摩尔量(即,构成芳香族液晶聚酯的全部重复单元的总摩尔量),由所述式(D)表示的重复结构单元的摩尔分数优选为9.9摩尔%以上且34.9摩尔%以下,更优选为12摩尔%以上且30摩尔%以下,特别优选为14摩尔%以上且25摩尔%以下。
本实施方式中,当包括由所述式(A2)表示的重复结构单元时,相对于全部重复单元的总摩尔量(即,构成芳香族液晶聚酯的全部重复单元的总摩尔量),其摩尔分数优选为1摩尔%以上且50摩尔%以下,更优选为5摩尔%以上且40摩尔%以下,特别优选为8摩尔%以上且30摩尔%以下。
其中,重复单元(A1)、(A2)、(B)、(C)以及(D)的总摩尔量不大于100摩尔%。
本实施方式的芳香族液晶聚酯的重均分子量优选为5000以上且400000以下,更优选为20000以上且400000以下。
重均分子量例如是将通过凝胶渗透色谱(GPC)分析而两次测定的测定值(聚苯乙烯换算值)进行平均而得到的值。
优选的是,本实施方式的芳香族液晶聚酯通过使与构成该芳香族液晶聚酯的重复单元对应的原料单体进行熔融聚合,并使得到的聚合物(以下,有时称为“预聚物”)进行固相聚合来制造。
熔融聚合可以在催化剂的存在下进行,作为该催化剂的例子,可举出乙酸镁、硫酸亚锡、钛酸四丁酯、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾、三氧化锑等金属化合物,4-(二甲氨基)吡啶、1-甲基咪唑等含氮杂环化合物,优选使用含氮杂环化合物。
本实施方式的芳香族液晶聚酯的流动起始温度优选为200℃以上且370℃以下。作为一个方面,所述流动起始温度也可以为297℃以上且333℃以下。
其中,流动起始温度也称为粘流温度或流动温度。流动起始温度是使用毛细管流变计在9.8MPa(100kgf/cm2)的负荷下以4℃/分钟的速度升温,同时,使液晶聚酯熔融,从内径为1mm且长度为10mm的喷嘴挤出时,表现出4800Pa·s(48000泊)的粘度的温度。流动起始温度成为液晶聚酯的分子量的标准(参照小出直之编写,《液晶聚合物-合成·成型·应用-(液晶ポリマー-合成·成形·応用-)》,CMC株式会社(株式会社シーエムシー),1987年6月5日,P.95)。
本实施方式的芳香族液晶聚酯通过在其中组合重复单元(A1)和重复单元(C),能够提高制造的成型品的强度。
<芳香族液晶聚酯组合物>
本实施方式是含有所述本实施方式的芳香族聚酯以及玻璃纤维的芳香族液晶聚酯组合物。
对于本实施方式的芳香族液晶聚酯组合物,所述玻璃纤维的含量相对于所述芳香族液晶聚酯组合物的总质量为5质量%以上且60质量%以下,优选为10质量%以上且50质量%以下,特别优选为15质量%以上且45质量%以下。
作为一个方面,所述玻璃纤维的平均纤维长度为2μm~4mm,平均纤维直径优选为0.1μm~50μm。
作为所述玻璃纤维的例子,可举出短切原丝玻璃纤维、磨碎原丝玻璃纤维等能够通过各种方法制造的玻璃纤维。
另外,对于本实施方式的芳香族液晶聚酯组合物,所述芳香族聚酯的含量相对于所述芳香族液晶聚酯组合物的总质量优选为40质量%以上且100质量%以下。
作为一个方面,本实施方式的芳香族液晶聚酯组合物也可以为仅由所述本实施方式的芳香族聚酯以及玻璃纤维构成的芳香族液晶聚酯组合物。
作为另一方面,本实施方式的芳香族液晶聚酯组合物也可以为包括所述本实施方式的芳香族聚酯、玻璃纤维、根据所需的其他成分(例如,玻璃珠、中空玻璃球、玻璃粉末、云母、滑石、粘土、二氧化硅、氧化铝、钛酸钾、硅灰石、碳酸钙(重质、轻质、胶质等)、碳酸镁、碱性碳酸镁、硫酸钠、硫酸钙、硫酸钡、亚硫酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钙、硅砂、硅石、石英、氧化钛、氧化锌、氧化铁、石墨(graphite)、钼、石棉、二氧化硅-氧化铝纤维、氧化铝纤维、石膏纤维、碳纤维、炭黑、白炭、硅藻土、膨润土、绢云母、白砂、石墨等无机填充剂,钛酸钾晶须、氧化铝晶须、硼酸铝晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须等金属或非金属系晶须类)的芳香族液晶聚酯组合物。
所述其他成分的含量相对于芳香族液晶聚酯组合物的总质量优选为0.01~50质量%。
<成型品>
本实施方式是对上述本实施方式的芳香族液晶聚酯或芳香族液晶聚酯组合物进行射出成型而成的成型品。
作为芳香族液晶聚酯或芳香族液晶聚酯组合物的成型品,能够举出光拾波器线轴、变压器线轴等线轴;继电器盒、继电器底座、继电器浇口、继电器电枢等继电器部件;RIMM、DDR、CPU插槽、S/O、DIMM、板对板(Board to Board)连接器、FPC连接器、卡连接器等连接器;灯反光器、LED反光器等反光器;灯支架、加热器支架等支架;扬声器振动板等振动板;复印机用分离爪、打印机用分离爪等分离爪;相机模块部件;开关部件;马达部件;传感器部件;硬盘驱动器部件;烤箱用具等餐具;车辆部件;飞机部件;以及半导体元件用密封部件、线圈用密封部件等密封部件;膜;纤维等。
本实施方式的成型品具有高强度,拉伸强度为130MPa以上且220MPa以下,优选为155MPa以上且200MPa以下。作为另一方面,所述拉伸强度也可以为137MPa以上且182MPa以下。
另外,本实施方式的成型品的弯曲强度为170MPa以上且240MPa以下,优选为190MPa以上且220MPa以下。作为另一方面,所述弯曲强度也可以为176MPa以上且206MPa以下。
进一步,本实施方式的成型品具有优异的尺寸稳定性,作为成型收缩率,MD的收缩率为0.01以上且0.20以下,优选为0.05以上且0.15以下。作为另一方面,所述MD的收缩率为0.09以上且0.19以下。
另外,本实施方式的成型品的TD的收缩率为0.10以上且1.45以下,优选为0.30以上且1.10以下。作为另一方面,所述TD的收缩率也可以为0.99以上且1.45以下。
在本说明书中,“尺寸稳定性”是指从模具取出的射出成型品相对于模具的尺寸变化的程度。
成型品的拉伸强度例如能够通过后述<拉伸强度的测定>中记载的方法求出。
成型品的弯曲强度例如能够通过后述<弯曲强度的测定>中记载的方法求出。
在本说明书中,“MD”是指射出成型中树脂的流动方向,“TD”是指与射出成型中树脂的流动垂直的方向。
成型品的MD的收缩率和TD的收缩率例如能够通过后述<成型收缩率的测定>中记载的方法求出。
需要说明的是,采用与后述实施例中记载的<拉伸强度的测定>、<弯曲强度的测定>、<成型收缩率的测定>中使用的试验片相同的形成材料成型的成型品具有与所述试验片所具有的特性相同的特性。
<使用芳香族液晶聚酯或芳香族液晶聚酯组合物的成型品的制造方法>
对使用本实施方式的芳香族液晶聚酯或芳香族液晶聚酯组合物的成型品的制造方法进行说明。
作为本实施方式的成型品的制造方法,能够应用公知的熔融成型法,优选应用射出成型、挤出成型、压缩成型、吹塑成型、真空成型等成型法。
另外,也能够应用使用T模的薄膜成型、吹胀成型等膜的制膜、熔融纺丝。特别地,在能够应用于各种形状的成型体且能够达成高生产率的方面,优选射出成型。此处,对射出成型进行说明。
作为优选的射出成型方法,可举出相对于芳香族液晶聚酯颗粒或芳香族液晶聚酯组合物颗粒的流动起始温度,在流动起始温度以上且流动起始温度+100℃以下的温度条件下将颗粒熔融,在设定为50℃以上的温度的模具中进行射出成型的方法。
作为一个方面,作为本发明的一实施方式的芳香族液晶聚酯是仅由来自2-羟基-6-萘甲酸的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为50摩尔%以上且65摩尔%以下)、来自4,4’-联苯酚的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为14摩尔%以上且25摩尔%以下)、来自2,7-二羟基萘的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为0.8摩尔%以上且12摩尔%以下)以及来自对苯二甲酸的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为17摩尔%以上且25摩尔%以下)构成的芳香族液晶聚酯;
或者,是仅由来自2-羟基-6-萘甲酸的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为50摩尔%以上且65摩尔%以下)、来自4,4’-联苯酚的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为14摩尔%以上且25摩尔%以下)、来自1,6-二羟基萘的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为0.8摩尔%以上且12摩尔%以下)以及来自对苯二甲酸的重复单元(相对于全部重复单元的总摩尔量为17摩尔%以上且25摩尔%以下)构成的芳香族液晶聚酯。
进一步,所述芳香族液晶聚酯的流动起始温度可以为290℃以上且350℃以下,也可以为297℃以上且333℃以下。
进一步,所述芳香族液晶聚酯也可以为具有通过射出成型而成型为成型品时所述成型品的拉伸强度为137~182MPa、所述成型品的弯曲强度为176~206MPa、所述成型品的MD的收缩率为0.09~0.19%以及所述成型品的TD的收缩率为0.99~1.45%的特性的芳香族液晶聚酯。
作为本发明的一实施方式的成型品是对所述芳香族液晶聚酯进行射出成型而成的成型品,而且是具有拉伸强度为137~182MPa、弯曲强度为176~206MPa、MD的收缩率为0.09~0.19%以及TD的收缩率为0.99~1.45%的特性的成型品。
实施例
然后,通过实施例更详细地对本发明进行说明。
实施例1
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚353.8g(1.9摩尔)、2,7-二羟基萘16.0g(0.1摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费10小时15分钟从230℃升温至310℃,以310℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
实施例2
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚335.2g(1.8摩尔)、2,7-二羟基萘32.0g(0.2摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费10小时15分钟从230℃升温至310℃,以310℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
实施例3
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚279.3g(1.5摩尔)、2,7-二羟基萘80.1g(0.5摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费10小时15分钟从230℃升温至310℃,以310℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
比较例1
将4-羟基苯甲酸828.7g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚372.4g(2.0摩尔)、对苯二甲酸249.2g(1.5摩尔)、间苯二甲酸83.1g(0.5摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费7小时从230℃升温至285℃,以285℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
比较例2
将4-羟基苯甲酸828.7g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚335.2g(1.8摩尔)、2,7-二羟基萘32.0g(0.2摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费7小时40分钟从230℃升温至290℃,以290℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
比较例3
将4-羟基苯甲酸828.7g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚279.3g(1.5摩尔)、2,7-二羟基萘80.1g(0.5摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费7小时40分钟从230℃升温至290℃,以290℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
比较例4
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚372.4g(2.0摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至230℃,花费10小时15分钟从230℃升温至310℃,以310℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
实施例4
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚353.8g(1.9摩尔)、1,6-二羟基萘16.0g(0.1摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至250℃,花费6小时30分钟从250℃升温至300℃,以300℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
实施例5
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚335.2g(1.8摩尔)、1,6-二羟基萘32.0g(0.2摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至250℃,花费6小时30分钟从250℃升温至300℃,以300℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
实施例6
将2-羟基-6-萘甲酸1129.1g(6.0摩尔)、4,4’-联苯酚279.3g(1.5摩尔)、1,6-二羟基萘80.1g(0.5摩尔)、对苯二甲酸332.3g(2.0摩尔)、乙酸酐1123.0g(11摩尔)以及N-甲基咪唑0.06g投入到具有搅拌装置、扭矩测量计、氮气导入管、温度计以及回流冷却器的反应器中。对反应器内充分利用氮气进行置换后,在氮气气流下花费60分钟升温至142℃,保持温度回流1小时。然后,一边蒸馏除去馏出的副产的乙酸、未反应的乙酸酐一边花费4小时30分钟升温至305℃,将能够确认扭矩上升的时刻视为反应结束,取出内容物。得到的固体成分冷却至室温(23℃),用粗粉碎机粉碎后,在氮环境下,花费1.5小时从室温升温至250℃,花费6小时30分钟从250℃升温至300℃,以300℃保持5小时,在固相条件下进行聚合反应从而获得粉末状的芳香族液晶聚酯。
<芳香族液晶聚酯的流动起始温度的测定>
使用流动试验仪(Flow Tester)(株式会社岛津制作所的“CFT-500型”),将芳香族液晶聚酯约2g填充到安装有具有内径1mm且长度10mm的喷嘴的模具的料筒中,在9.8MPa(100kg/cm2)的负荷下,一边以4℃/分钟的速度升温,一边使芳香族液晶聚酯熔融,从喷嘴挤出,测定显示出4800Pa·s(48000泊)的粘度的温度。
<拉伸强度的测定>
在粉末状的芳香族液晶聚酯60质量份中混合磨碎玻璃纤维(平均纤维长度75μm,纤维直径11μm)40质量份,使用同向双螺杆挤出机(池贝铁工株式会社的“PCM-30HS”)熔融混炼,以股线状挤出,冷却后,切断,获得颗粒状的液晶聚酯组合物。
使用射出成型机(日精树脂工业株式会社的“PS40E5ASE型”)将得到的液晶聚酯组合物成型为ASTM 4号哑铃状,按照ASTM D638测定拉伸强度。
<弯曲强度的测定>
在粉末状的芳香族液晶聚酯60质量份中混合磨碎玻璃纤维(平均纤维长度75μm,纤维直径11μm)40质量份,使用同向双螺杆挤出机(池贝铁工株式会社的“PCM-30HS”)熔融混炼,以股线状挤出,冷却后,切断,获得颗粒状的液晶聚酯组合物。
使用射出成型机(日精树脂工业株式会社的“PS40E5ASE型”)将得到的液晶聚酯组合物成型为长度127mm、宽度12.7mm且厚度6.4mm的试验片,按照ASTM D790测定弯曲强度。
<负荷挠曲温度的测定>
在粉末状的芳香族液晶聚酯60质量份中混合磨碎玻璃纤维(平均纤维长度75μm,纤维直径11μm)40质量份,使用同向双螺杆挤出机(池贝铁工株式会社的“PCM-30HS”)熔融混炼,以股线状挤出,冷却后,切断,获得颗粒状的液晶聚酯组合物。
使用射出成型机(日精树脂工业(株)的“PS40E5ASE型”)将得到的液晶聚酯组合物成型为长度127mm、宽度12.7mm且厚度6.4mm的试验片,按照ASTM D648以1.82MPa的负荷测定所述试验片的负荷挠曲温度。
<成型收缩率的测定>
在粉末状的芳香族液晶聚酯60质量份中混合磨碎玻璃纤维40质量份,使用同向双螺杆挤出机(池贝铁工株式会社的“PCM-30HS”)熔融混炼,以股线状挤出,冷却后,切断,获得颗粒状的液晶聚酯组合物。
用射出成型机(日精树脂工业株式会社的“PS40E5ASE型”)将得到的液晶聚酯组合物制成的64mm(MD)×64mm(TD)×3mmt的平板状试验片(以下,有时称为“成型体”)测定MD的两边的长度,求出其平均值,根据该平均值和模具腔体的MD的长度,通过下述式算出MD的收缩率。对制成的成型体测定TD的两边的长度,求出其平均值,根据该平均值和模具腔体的TD的长度,通过下述式算出TD的收缩率。
[MD的收缩率(%)]=([模具腔体的MD的长度(μm)]-[成型体的MD的两边的长度的平均值(μm)])/[模具腔体的MD的长度(μm)]×100
[TD的收缩率(%)]=([模具腔体的TD的长度(μm)]-[成型体的TD的两边的长度的平均值(μm)])/[模具腔体的TD的长度(μm)]×100
表1
如上述表1所示的结果所述,与未应用本发明的比较例1~4相比,应用了本发明的实施例1~6的成型品的尺寸稳定性优异,具有高强度。
工业实用性
本发明能够提供能够成型为尺寸稳定性优异且具有高强度的成型品的芳香族液晶聚酯以及使用该芳香族液晶聚酯的芳香族液晶聚酯组合物,因此在工业上极其有用。
Claims (9)
1.一种芳香族液晶聚酯,其中,其包括由下述式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元,
(A1)-O-Ar1-CO-
(B)-CO-Ar2-CO-
(C)-O-Ar3-O-
(D)-O-Ar4-O-
式中,Ar1为2,6-萘二基,
Ar2为从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4,4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团,
Ar3为从由2,7-萘二基、1,6-萘二基以及1,5-萘二基组成的组中选出的至少一种基团,
Ar4表示从由2,6-萘二基、1,4-亚苯基、1,3-亚苯基以及4、4’-亚联苯基组成的组中选出的至少一种基团,
由Ar1、Ar2、Ar3或Ar4表示的基团分别具有或不具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。
2.如权利要求1所述的芳香族液晶聚酯,其中,其由以所述式(A1)、(B)、(C)以及(D)表示的重复结构单元构成。
3.如权利要求1或2所述的芳香族液晶聚酯,其中,相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(A1)表示的重复结构单元的摩尔分数为30摩尔%以上且80摩尔%以下,
相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(B)表示的重复结构单元的摩尔分数为10摩尔%以上且35摩尔%以下,
相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(C)表示的重复结构单元的摩尔分数为0.1摩尔%以上且20摩尔%以下,
相对于全部重复单元的总摩尔量,由所述式(D)表示的重复结构单元的摩尔分数为9.9摩尔%以上且34.9摩尔%以下。
4.如权利要求1所述的芳香族液晶聚酯,其中,还包括由下述式(A2)表示的重复结构单元,
(A2)-O-Ar10-CO-
式中,Ar10为1,4-亚苯基,由Ar10表示的基团具有或不具有作为取代基的卤素原子、碳数为1~10的烷基或碳数为6~20的芳基。
5.如权利要求1~4中任一项所述的芳香族液晶聚酯,其中,所述芳香族液晶聚酯的重均分子量为20000以上、流动起始温度为200℃以上且370℃以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的芳香族液晶聚酯,其中,由所述式(D)表示的重复结构单元为来自4,4’-联苯酚的重复结构单元以及来自对苯二酚的重复结构单元中的任意一个或两个。
7.一种芳香族液晶聚酯组合物,其是含有权利要求1~6中任一项所述的芳香族液晶聚酯以及玻璃纤维的芳香族液晶聚酯组合物,其中,
所述玻璃纤维的含量相对于所述芳香族液晶聚酯组合物的总质量为5质量%以上且60质量%以下。
8.一种成型品,其中,其是对权利要求1~6中任一项所述的芳香族液晶聚酯进行射出成型而成的。
9.一种成型品,其中,其是对权利要求7所述的芳香族液晶聚酯组合物进行射出成型而成的。
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