JP2011021178A - 液晶ポリエステルブレンド組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸を多量に用いた液晶ポリエステルと、p−ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸を単量体として用いて得られた液晶ポリエステルとをブレンドするに際し、少なくとも一方の液晶ポリエステルに、さらに特定量の芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、または芳香族モノヒドロキシ化合物を共重合させることにより得られる液晶ポリエステルブレンドに、チタン酸カルシウムやチタン酸バリウムなどの誘電特性に優れた充填材を配合することにより得られる、機械的性質や熱的性質が低下することなく、優れた誘電特性を示す、液晶ポリエステルブレンド組成物。
【選択図】なし
Description
(1)比誘電率(εr)が使用周波数領域帯域で一定であり、誘電正接(tanδ)が低いなど誘電特性に優れる;
(2)低膨張特性(環境寸法安定性)、耐熱性、難燃性、剛性等など種々の機械物性に優れる;
(3)成形時の流動性に優れ、薄肉部、微細部を有する成形品を容易に加工できる;
などの優れた性質を有することから、高周波用途において特に期待されている材料である。
以下の液晶ポリエステルブレンド、および、該液晶ポリエステルブレンド100重量部に対して、チタン酸カルシウムおよび/またはチタン酸バリウム0.1〜300重量部を含む液晶ポリエステルブレンド組成物であり、
該液晶ポリエステルブレンドは、
以下の液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)を、(A)/(B)が重量比で99/1〜80/20となるよう配合することにより得られるものであり、
液晶ポリエステル(A):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位、芳香族ジオキシ繰り返し単位および芳香族ジカルボニル繰り返し単位からなり、等モルの芳香族ジオキシ繰り返し単位と芳香族ジカルボニル繰り返し単位を含み、構造中に式(I)で表される繰り返し単位を40〜80モル%含む液晶ポリエステル;
液晶ポリエステル(B):以下の液晶ポリエステル(b−1)または(b−2)から選択され、主たる繰り返し単位の全量中に、式(I)で表される繰り返し単位および式(II)で表される繰り返し単位を、合計量で90モル%以上含み、式(I)および式(II)で表される繰り返し単位のモル比率(式(I)/式(II))が10/90〜50/50である液晶ポリエステル:
液晶ポリエステル(b−1):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位のみで構成される液晶ポリエステル:
液晶ポリエステル(b−2):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位、芳香族ジオキシ繰り返し単位、および芳香族ジカルボニル繰り返し単位から構成される液晶ポリエステルであり、芳香族ジオキシ繰り返し単位と芳香族ジカルボニル繰り返し単位の量は等モルである液晶ポリエステル:
ただし、該液晶ポリエステル(A)と液晶ポリエステル(B)の少なくとも一方の製造工程において、その主たる繰り返し単位をもたらす主たる単量体の合計量100モル部に対して、さらに0.1〜2モル部の芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、または芳香族モノヒドロキシ化合物から選択される1種または2種の微量の共重合成分を共重合させる工程を含む、液晶ポリエステルブレンド組成物、
を提供する。
また、「主たる単量体」とは、上記の「主たる繰り返し単位」を与える単量体である。
一方、「微量の共重合成分」とは、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、または芳香族モノヒドロキシ化合物から選択され、かつ、液晶ポリエステル(A)と液晶ポリエステル(B)の少なくとも一方の製造工程において、その主たる単量体の合計量100モル部に対して、さらに0.1〜2モル部の量にて共重合に供される成分をいう。
本発明において用いる液晶ポリエステル(A)は、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位として式(I)で表される繰り返し単位を必須に含むものである。式(I)で表される繰り返し単位を与える主たる単量体としては、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、ならびにこれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
芳香族ジオキシ繰り返し単位を与える主たる単量体の具体例としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニルエ−テル等の芳香族ジオール、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
芳香族ジカルボニル繰り返し単位を与える主たる単量体の具体例としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル等の芳香族ジカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのエステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
1)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/テレフタル酸共重合体
2)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
3)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/イソフタル酸共重合体
4)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/テレフタル酸共重合体
5)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
6)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/イソフタル酸共重合体
7)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/テレフタル酸共重合体
8)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
9)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/イソフタル酸共重合体
10)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/テレフタル酸共重合体
11)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
12)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4−ヒドロキシ安息香酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/イソフタル酸共重合体
13)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
14)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/テレフタル酸/イソフタル酸共重合体
15)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン/2,6−ナフタレンジカルボン酸/イソフタル酸共重合体
16)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
17)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/テレフタル酸/イソフタル酸共重合体
18)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/レゾルシン/2,6−ナフタレンジカルボン酸/イソフタル酸共重合体
19)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/テレフタル酸共重合体
20)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
21)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/イソフタル酸共重合体
22)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/ハイドロキノン/テレフタル酸共重合体
23)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/ハイドロキノン/2,6−ナフタレンジカルボン酸共重合体
24)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/ハイドロキノン/イソフタル酸共重合体。
本発明において用いる液晶ポリエステル(B)は、以下の液晶ポリエステル(b−1)または(b−2)から選択され、主たる繰り返し単位の全量中に、式(I)で表される繰り返し単位および式(II)で表される繰り返し単位を、合計量で90モル%以上含み、式(I)および式(II)で表される繰り返し単位のモル比率(式(I)/式(II))が10/90〜50/50である液晶ポリエステルである:
液晶ポリエステル(b−1):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位のみで構成される液晶ポリエステル:
液晶ポリエステル(b−2):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位、芳香族ジオキシ繰り返し単位、および芳香族ジカルボニル繰り返し単位から構成される液晶ポリエステルであり、芳香族ジオキシ繰り返し単位と芳香族ジカルボニル繰り返し単位の量は等モルである液晶ポリエステル。
触媒の具体例としては、ジアルキルスズオキシド(たとえばジブチルスズオキシド)、ジアリールスズオキシドなどの有機スズ化合物;二酸化チタン、三酸化アンチモン、アルコキシチタンシリケート、チタンアルコキシドなどのチタン化合物;カルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩(たとえば酢酸カリウム);無機酸塩類(たとえば硫酸カリウム);ルイス酸(例えば三フッ化硼素);ハロゲン化水素(例えば塩化水素)などの気体状酸触媒などが挙げられる。
実施例および比較例において、荷重たわみ温度(DTUL)、曲げ強度、Izod衝撃強度、誘電率、誘電正接(tanδ)は以下の方法で測定した。
試料を、射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて長さ127mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片に成形し、これを用いてASTM D648に準拠し、荷重1.82MPa、昇温速度2℃/分で測定した。
試料を、型締め圧110トンの射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダ温度350℃、金型温度70℃で射出成形し、長さ127mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を得た。曲げ試験はASTM D790に従って行った。
荷重たわみ温度測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、試験片の中央を長さ方向に垂直に切断し、長さ63.5mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を得、ASTM D256に準拠して測定した。
試料を、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製 PS40)を用いて、長さ85mm、幅1.75mm、厚さ1.75mmのスティック状試験片に成形し、その試験片を用いて、ベクトルネットワークアナライザー(アジレントテクノロジー社製)にて1GHzにおける誘電率および誘電正接を空洞共振器摂動法により測定した。
〔液晶ポリエステル樹脂モノマー〕
BON6:6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸
POB:4−ヒドロキシ安息香酸
BP:4,4’−ジヒドロキシビフェニル
HQ:ハイドロキノン
TPA:テレフタル酸
LCP−Iの合成
トルクメーター付き攪拌装置および留出管を備えた反応容器にBON6、BP、HQ、およびTPAを表1に示す組成比で、総量1840molとなるように仕込み、次いで酢酸カリウム7.55g(全モノマーに対して22.6ppm)および、全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03倍モルの無水酢酸を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行った。
表1:合成例1モノマー組成比
LCP−IIの合成(液晶ポリエステル(A))
合成例1の組成に対し、さらに、テレフタル酸1.5kg(合成例1のモノマー組成100モル部に対し0.5モル部)を仕込み、その過剰分に合わせて酢酸カリウム量を7.59gとした以外は合成例1と同様にして脱酢酸重合を行った。
LCP−IIIの合成
トルクメーター付き攪拌装置および留出管を備えた反応容器にPOBおよびBON6を、表2に示す組成比で、総量1840molとなるように仕込み、全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03倍モルの無水酢酸を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行った。
表2:合成例3モノマー組成比
LCP−IVの合成(液晶ポリエステル(B))
合成例3の組成に対し、さらに、テレフタル酸1.5kg(合成例1のモノマー組成100モル部に対し0.5モル部)を仕込んだ以外は合成例3と同様にして脱酢酸重合を行った。
表3に示すように、LCP−I〜LCP-IVを所定の重量比となるようにブレンドし、さらに充填材としてチタン酸カルシウムおよび/またはチタン酸バリウムおよび/またはガラス繊維を配合して、二軸押出機TEX−30(日本製鋼所株式会社製)を用いて、350℃にて溶融混練を行い、液晶ポリエステルブレンド組成物のペレットを作製した。
結果を表3に示す。
表3:液晶ポリエステルブレンド組成物の物性値
Claims (10)
- 以下の液晶ポリエステルブレンド、および、該液晶ポリエステルブレンド100重量部に対して、チタン酸カルシウムおよび/またはチタン酸バリウム0.1〜300重量部を含む液晶ポリエステルブレンド組成物であり、
該液晶ポリエステルブレンドは、
以下の液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)を、(A)/(B)が重量比で99/1〜80/20となるよう配合することにより得られるものであり、
液晶ポリエステル(A):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位、芳香族ジオキシ繰り返し単位および芳香族ジカルボニル繰り返し単位からなり、等モルの芳香族ジオキシ繰り返し単位と芳香族ジカルボニル繰り返し単位を含み、構造中に式(I)で表される繰り返し単位を40〜80モル%含む液晶ポリエステル;
液晶ポリエステル(B):以下の液晶ポリエステル(b−1)または(b−2)から選択され、主たる繰り返し単位の全量中に、式(I)で表される繰り返し単位および式(II)で表される繰り返し単位を、合計量で90モル%以上含み、式(I)および式(II)で表される繰り返し単位のモル比率(式(I)/式(II))が10/90〜50/50である液晶ポリエステル:
液晶ポリエステル(b−1):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位のみで構成される液晶ポリエステル:
液晶ポリエステル(b−2):主たる繰り返し単位が、芳香族オキシカルボニル繰り返し単位、芳香族ジオキシ繰り返し単位、および芳香族ジカルボニル繰り返し単位から構成される液晶ポリエステルであり、芳香族ジオキシ繰り返し単位と芳香族ジカルボニル繰り返し単位の量は等モルである液晶ポリエステル:
ただし、該液晶ポリエステル(A)と液晶ポリエステル(B)の少なくとも一方の製造工程において、その主たる繰り返し単位をもたらす主たる単量体の合計量100モル部に対して、さらに0.1〜2モル部の芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、または芳香族モノヒドロキシ化合物から選択される1種または2種の微量の共重合成分を共重合させる工程を含む、液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 液晶ポリエステル(A)が、主たる繰り返し単位である芳香族オキシカルボニル繰り返し単位として、式(I)で表される繰り返し単位のみを含むものである、請求項1に記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 液晶ポリエステル(B)が、主たる繰り返し単位の合計量に対して、式(I)で表される繰り返し単位および式(II)で表される繰り返し単位を、合計量で95モル%以上含むものである、請求項1〜3の何れかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- さらに、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、アラミド繊維、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ドロマイト、クレイ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラスバルーン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、および酸化チタンからなる群から選択される1種以上の他の充填材を含み、チタン酸カルシウムおよび/またはチタン酸バリウムと該他の充填材との合計量が、液晶ポリエステルブレンド100重量部に対して0.1〜400重量部である、請求項1〜4いずれかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 他の充填材がガラス繊維である請求項5に記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 長さ85mm、幅1.75mm、厚さ1.75mmのスティック状試験片を用いて、1GHzにおいて測定した誘電率が5以上である請求項1〜6の何れかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 長さ85mm、幅1.75mm、厚さ1.75mmのスティック状試験片を用いて、1GHzにおいて測定した誘電正接が0.003以下である請求項1〜7の何れかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
- 請求項1〜8の何れかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物を成形してなる成形品。
- アンテナ、コネクター、または基板である請求項9記載の成形品。
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