JP2019189737A - Liquid crystal polyester resin having excellent mechanical strength and dielectric properties - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械強度および誘電特性に優れた液晶ポリエステル樹脂に関する。 The present invention relates to a liquid crystal polyester resin excellent in mechanical strength and dielectric properties.
サーモトロピック液晶ポリエステル樹脂(以下、液晶ポリエステル樹脂またはLCPと略称する)は、機械特性、成形性、耐薬品性、ガス遮断性、耐湿性、電気特性などに優れるため、多種多様な分野の部品に用いられている。特に、耐熱性、薄肉成形性および絶縁性に優れることから、電子部品等への使用が拡大しつつある。 Thermotropic liquid crystalline polyester resin (hereinafter abbreviated as liquid crystalline polyester resin or LCP) is excellent in mechanical properties, moldability, chemical resistance, gas barrier properties, moisture resistance, electrical properties, etc. It is used. In particular, since it is excellent in heat resistance, thin-wall formability, and insulation, its use for electronic parts and the like is expanding.
近年、高度情報化社会の発展とともに、パーソナル・コンピューターや携帯電話等の情報・通信分野において、情報通信機器の伝送情報量および伝達速度が爆発的に増大している。特に、マイクロ波およびミリ波の高周波領域において適応できる高性能な高周波用電子部品のニーズがより強くなってきている。 In recent years, with the development of a highly information-oriented society, the amount of information transmitted and the transmission speed of information communication devices have increased explosively in the field of information and communication such as personal computers and mobile phones. In particular, the need for high-performance high-frequency electronic components that can be applied in the high-frequency region of microwaves and millimeter waves is becoming stronger.
しかしながら、誘電率の高い液晶ポリエステル樹脂を例えば電気コネクタなどの基板として使用した場合、高周波信号が減衰してしまい、信号伝播速度が低下するといった問題が生じる。そのため、これらの電子部品に使用する液晶ポリエステル樹脂は、低誘電率であることが求められている。 However, when a liquid crystal polyester resin having a high dielectric constant is used as a substrate such as an electrical connector, the high-frequency signal is attenuated, resulting in a problem that the signal propagation speed is reduced. Therefore, the liquid crystal polyester resin used for these electronic components is required to have a low dielectric constant.
一般に、液晶ポリエステル樹脂にガラス繊維およびガラスバルーンが配合された液晶性ポリエステル樹脂組成物(特許文献1)は誘電率が低いことが知られている。また、液晶ポリエステル樹脂の誘電率を低下させるために、アスペクト比4以上の繊維状充填材および特定粒子径の無機球状中空体が配合された液晶ポリエステル樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。 In general, it is known that a liquid crystalline polyester resin composition (Patent Document 1) in which glass fibers and glass balloons are blended with a liquid crystal polyester resin has a low dielectric constant. Moreover, in order to reduce the dielectric constant of liquid crystal polyester resin, a liquid crystal polyester resin composition in which a fibrous filler having an aspect ratio of 4 or more and an inorganic spherical hollow body having a specific particle diameter are blended has been proposed (Patent Document 2). ).
しかしながら、上記液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステル樹脂中でガラスバルーンや無機球状中空体が成形加工時に破損したり、均一に分散しないといったことにより、組成物の物性が低下したり、物性にムラが発生するなどの問題があった。 However, the liquid crystal polyester resin composition has a problem that the physical properties of the composition are deteriorated or the physical properties are uneven because the glass balloon or the inorganic spherical hollow body is damaged or not uniformly dispersed in the liquid crystal polyester resin. There was a problem such as.
したがって、液晶ポリエステル樹脂の物性を低下させることなく、しかも樹脂自体の誘電率が低く、誘電特性に優れた液晶ポリエステル樹脂が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a liquid crystal polyester resin that does not deteriorate the physical properties of the liquid crystal polyester resin, has a low dielectric constant, and has excellent dielectric properties.
本発明の目的は、機械強度に優れるとともに、樹脂自体が低誘電率化された、誘電特性に優れた液晶ポリエステル樹脂を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal polyester resin that is excellent in mechanical strength and excellent in dielectric properties in which the resin itself has a low dielectric constant.
本発明者らは、鋭意検討の結果、特定の繰返し単位を構成成分とすることによって、耐衝撃強度や引張強度などの機械強度が良好で、および高周波帯域における誘電特性に優れた液晶ポリエステル樹脂が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a liquid crystal polyester resin having excellent mechanical strength such as impact strength and tensile strength and excellent dielectric properties in a high frequency band by using a specific repeating unit as a constituent component. As a result, the present invention was completed.
すなわち本発明は、式(I)〜(III)
p、qおよびrは、それぞれ、液晶ポリエステル樹脂中での各繰返し単位の組成比(モル%)であり、以下の条件を満たす:
0.01≦p≦7、
0.1≦q/(q+r)≦0.9、
8≦r≦34]
で表される繰返し単位を含み、JIS C2565に準拠した空洞共振器摂動法で85mm×1.7mm×1.7mmの試験片を用いて10GHzにて測定した誘電率が3.50以下である、液晶ポリエステル樹脂に関する。
That is, the present invention relates to the formulas (I) to (III)
p, q, and r are the composition ratio (mol%) of each repeating unit in the liquid crystal polyester resin, respectively, and satisfy the following conditions:
0.01 ≦ p ≦ 7,
0.1 ≦ q / (q + r) ≦ 0.9,
8 ≦ r ≦ 34]
The dielectric constant measured at 10 GHz using a test piece of 85 mm × 1.7 mm × 1.7 mm by a cavity resonator perturbation method in accordance with JIS C2565 is 3.50 or less. The present invention relates to a liquid crystal polyester resin.
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、耐衝撃強度や引張強度といった機械強度が良好で、および高周波帯域における誘電特性に優れるので、薄層化、高集積化したコネクタ、アンテナやプリント配線基板などの電気電子部品用の材料として好適に使用することができる。 The liquid crystalline polyester resin of the present invention has good mechanical strength such as impact strength and tensile strength, and excellent dielectric properties in the high frequency band, so that electrical and electronic devices such as thin layers, highly integrated connectors, antennas and printed wiring boards, etc. It can be suitably used as a material for parts.
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、当業者にサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂と呼ばれる、異方性溶融相を形成する液晶ポリエステル樹脂である。 The liquid crystal polyester resin of the present invention is a liquid crystal polyester resin that forms an anisotropic molten phase, called a thermotropic liquid crystal polyester resin by those skilled in the art.
液晶ポリエステル樹脂の異方性溶融相の性質は、直交偏向子を利用した通常の偏向検査法、すなわち、ホットステージに載せた試料を窒素雰囲気下で観察することにより確認できる。 The property of the anisotropic molten phase of the liquid crystal polyester resin can be confirmed by a normal deflection inspection method using an orthogonal deflector, that is, by observing a sample placed on a hot stage in a nitrogen atmosphere.
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、式(I)〜(III)
p、qおよびrは、それぞれ、液晶ポリエステル樹脂中での各繰返し単位の組成比(モル%)であり、以下の条件を満たす:
0.01≦p≦7、
0.1≦q/(q+r)≦0.9、
8≦r≦34]
で表される繰返し単位を含む。
The liquid crystal polyester resin of the present invention has the formulas (I) to (III).
p, q, and r are the composition ratio (mol%) of each repeating unit in the liquid crystal polyester resin, respectively, and satisfy the following conditions:
0.01 ≦ p ≦ 7,
0.1 ≦ q / (q + r) ≦ 0.9,
8 ≦ r ≦ 34]
The repeating unit represented by
式(I)に係る組成比pは、0.05〜6モル%が好ましく、0.1〜5モル%がより好ましい。 The composition ratio p according to the formula (I) is preferably 0.05 to 6 mol%, more preferably 0.1 to 5 mol%.
式(I)で表される繰返し単位が0.01モル%未満であると誘電特性に改善効果が得られにくく、7モル%を超えると機械強度が低下しやすくなる。 When the repeating unit represented by the formula (I) is less than 0.01 mol%, it is difficult to obtain an improvement effect on the dielectric properties, and when it exceeds 7 mol%, the mechanical strength tends to decrease.
式(I)で表される繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、3−ヒドロキシ安息香酸、ならびにこのアシル化物、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。 Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (I) include 3-hydroxybenzoic acid and ester-forming derivatives such as acylated products, ester derivatives, and acid halides.
式(II)に係る組成比qと式(III)に係る組成比rは、好ましくは0.3≦q/(q+r)≦0.8を満たし、より好ましくは0.5≦q/(q+r)≦0.75を満たす。 The composition ratio q according to the formula (II) and the composition ratio r according to the formula (III) preferably satisfy 0.3 ≦ q / (q + r) ≦ 0.8, more preferably 0.5 ≦ q / (q + r ) ≦ 0.75.
式(III)に係る組成比rは、10〜32モル%が好ましく、12〜30モル%がより好ましい。 10-32 mol% is preferable and, as for the composition ratio r concerning Formula (III), 12-30 mol% is more preferable.
式(II)で表される繰返し単位を与える単量体の具体例としては、4−ヒドロキシ安息香酸、ならびにこのアシル化物、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。 Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (II) include 4-hydroxybenzoic acid and ester-forming derivatives such as acylated products, ester derivatives, and acid halides.
式(III)で表される繰返し単位を与える単量体の具体例としては、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、ならびにこのアシル化物、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。 Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (III) include 6-hydroxy-2-naphthoic acid and ester-forming derivatives such as acylated products, ester derivatives, and acid halides. .
本発明の液晶ポリエステル樹脂の好ましい第1の実施態様として、式(I)〜式(III)で表される繰返し単位から構成される液晶ポリエステル樹脂が挙げられる。 A preferred first embodiment of the liquid crystal polyester resin of the present invention includes a liquid crystal polyester resin composed of repeating units represented by the formulas (I) to (III).
また、本発明の液晶ポリエステル樹脂の好ましい第2の実施態様として、式(I)〜(V)
Ar1およびAr2は、それぞれ1種または2種以上の2価の芳香族基を表し、p、q、r、sおよびtは、それぞれ、液晶ポリエステル樹脂中での各繰返し単位の組成比(モル%)であり、以下の条件を満たす:
0.01≦p≦7、
0.1≦q/(q+r)≦0.9、
8≦r≦34、
10≦s≦25、および
10≦t≦25]
で表される繰返し単位から構成される液晶ポリエステル樹脂が挙げられる。
Further, as a second preferred embodiment of the liquid crystal polyester resin of the present invention, the formulas (I) to (V)
Ar 1 and Ar 2 each represent one or more divalent aromatic groups, and p, q, r, s, and t are the composition ratios of the respective repeating units in the liquid crystal polyester resin ( Mol%) and satisfy the following conditions:
0.01 ≦ p ≦ 7,
0.1 ≦ q / (q + r) ≦ 0.9,
8 ≦ r ≦ 34,
10 ≦ s ≦ 25, and 10 ≦ t ≦ 25]
And a liquid crystal polyester resin composed of repeating units represented by the formula:
第2の実施態様において、式(I)に係る組成比p、式(II)に係る組成比qおよび式(III)に係る組成比rは、第1の実施態様に関する上述の記載事項と同様の条件および好適な条件を満たす。 In the second embodiment, the composition ratio p according to the formula (I), the composition ratio q according to the formula (II), and the composition ratio r according to the formula (III) are the same as those described above regarding the first embodiment. And the preferred conditions are satisfied.
式(IV)に係る組成比sおよび式(V)に係る組成比tは、それぞれ、12〜24モル%が好ましく、14〜22モル%がより好ましい。sとtは、等モル量であるのが好ましい。 The composition ratio s according to the formula (IV) and the composition ratio t according to the formula (V) are each preferably 12 to 24 mol%, more preferably 14 to 22 mol%. s and t are preferably equimolar amounts.
上記の繰返し単位において、例えばAr1(またはAr2)が2種以上の2価の芳香族基を表すとは、式(IV)(または(V))で表される繰返し単位が液晶ポリエステル樹脂中に2価の芳香族基の種類に応じて2種以上含まれることを意味する。この場合、式(IV)に係る組成比s(または式(V)に係る組成比t)は、2種以上の繰返し単位を合計した組成比を表す。 In the above repeating unit, for example, Ar 1 (or Ar 2 ) represents two or more divalent aromatic groups. The repeating unit represented by the formula (IV) (or (V)) is a liquid crystal polyester resin. It means that two or more kinds are contained depending on the kind of the divalent aromatic group. In this case, the composition ratio s according to the formula (IV) (or the composition ratio t according to the formula (V)) represents a composition ratio obtained by summing two or more kinds of repeating units.
式(IV)で表される繰返し単位を与え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など、およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこ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。 Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (IV) include, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalene. Dicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-dicarboxybiphenyl, and the like, and alkyl, alkoxy, or halogen-substituted products thereof, and ester-forming derivatives such as ester derivatives and acid halides thereof .
式(V)で表される繰返し単位を与え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ーテルなど、およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこ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。 Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (V) include, for example, hydroquinone, resorcin, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1, 4-dihydroxynaphthalene, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-dihydroxybiphenyl, 3,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-dihydroxybiphenyl ether and the like, and alkyl, alkoxy or halogen substituents thereof, And ester-forming derivatives such as acylated products thereof.
なかでも、式(IV)および式(V)で表される繰返し単位に係るAr1およびAr2が、互いに独立して、式(1)〜(4)で表される芳香族基からなる群から選択される1種または2種以上を含む液晶ポリエステル樹脂が好ましい。
このなかでも、式(IV)で表される繰返し単位に係るAr1としては、式(1)および式(4)で表される芳香族基が、得られる液晶ポリエステル樹脂の機械物性、耐熱性、結晶融解温度および成形加工性を適度なレベルに調整しやすいことからより好ましい。 Among these, as Ar 1 related to the repeating unit represented by the formula (IV), the aromatic group represented by the formula (1) and the formula (4) is a mechanical property and heat resistance of the obtained liquid crystal polyester resin. It is more preferable because the crystal melting temperature and the moldability are easily adjusted to an appropriate level.
これらの繰返し単位を与える単量体としては、テレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸、ならびにこのエステル形成性誘導体が挙げられる。 Monomers that give these repeating units include terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and ester-forming derivatives thereof.
また、式(V)で表される繰返し単位に係るAr2としては、式(1)および/または式(3)で表される芳香族基が、重合時の反応性および得られる液晶ポリエステル樹脂の機械強度、耐熱性、結晶融解温度および成形加工性を適度なレベルに調整しやすいことからより好ましい。 As the Ar 2 according to the repeating unit represented by formula (V), formula (1) and / or Formula aromatic group represented by (3), at the time of polymerization reactivity and the obtained liquid crystal polyester resin It is more preferable because the mechanical strength, heat resistance, crystal melting temperature, and molding processability are easily adjusted to appropriate levels.
これらの繰返し単位を与える単量体としては、ハイドロキノンおよび4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ならびにこのエステル形成性誘導体が挙げられる。 Monomers that give these repeating units include hydroquinone and 4,4'-dihydroxybiphenyl, and ester-forming derivatives thereof.
第1の実施態様の液晶ポリエステル樹脂における繰返し単位の組成比の合計[p+q+r]、および第2の実施態様の液晶ポリエステル樹脂における繰返し単位の組成比の合計[p+q+r+s+t]は、いずれも100モル%であることが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲において、他の繰返し単位をさらに含有してもよい。 The sum [p + q + r] of the composition ratio of repeating units in the liquid crystal polyester resin of the first embodiment and the sum [p + q + r + s + t] of the composition ratio of repeating units in the liquid crystal polyester resin of the second embodiment are both 100 mol%. Although it is preferable, it may further contain other repeating units as long as the object of the present invention is not impaired.
他の繰返し単位を与える単量体としては、他の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン、芳香族アミノカルボン酸、芳香族ヒドロキシジカルボン酸、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族メルカプトカルボン酸、芳香族ジチオール、芳香族メルカプトフェノールおよびこれらの組合せなどが挙げられる。 Other monomers that give repeating units include other aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic hydroxyamines, aromatic diamines, aromatic aminocarboxylic acids, aromatic hydroxydicarboxylic acids, aliphatic diols, aliphatic dicarboxylic acids, Aromatic mercaptocarboxylic acids, aromatic dithiols, aromatic mercaptophenols, combinations thereof and the like.
他の芳香族ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシ安息香酸、5−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、3’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、4’−ヒドロキシフェニル−3−安息香酸およびそれらのアルキル、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。 Specific examples of other aromatic hydroxycarboxylic acids include, for example, 2-hydroxybenzoic acid, 5-hydroxy-2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 4′-hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 3'-Hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 4'-hydroxyphenyl-3-benzoic acid and their alkyl, alkoxy or halogen-substituted products, and their ester-forming derivatives such as acylated products, ester derivatives, acid halides, etc. Is mentioned.
これらの他の単量体成分から与えられる繰返し単位の組成比の合計は、繰返し単位全体において、10モル%以下であるのが好ましい。 The total composition ratio of repeating units given from these other monomer components is preferably 10 mol% or less in the entire repeating units.
以下、本発明の液晶ポリエステル樹脂の製造方法について説明する。
本発明の液晶ポリエステル樹脂の製造方法には特に限定はなく、前記の単量体成分によるエステル結合を形成させる公知の重縮合法、例えば溶融アシドリシス法、スラリー重合法などを用いることができる。
Hereinafter, the manufacturing method of the liquid crystalline polyester resin of this invention is demonstrated.
The method for producing the liquid crystalline polyester resin of the present invention is not particularly limited, and a known polycondensation method for forming an ester bond with the above monomer components, for example, a melt acidolysis method or a slurry polymerization method can be used.
溶融アシドリシス法とは、本発明の液晶ポリエステル樹脂を製造するのに適した方法であり、この方法は、最初に単量体を加熱して反応物質の溶融液を形成し、反応を継続することにより溶融ポリエステルを得るものである。なお、縮合の最終段階で副生する揮発物(例えば酢酸、水など)の除去を容易にするために真空を適用してもよい。 The melt acidosis method is a method suitable for producing the liquid crystalline polyester resin of the present invention, and this method involves first heating a monomer to form a molten liquid of a reactant and continuing the reaction. Thus, a molten polyester is obtained. A vacuum may be applied to facilitate removal of volatiles (for example, acetic acid, water, etc.) by-produced in the final stage of the condensation.
スラリー重合法とは、熱交換流体の存在下で反応させる方法であって、固体生成物は熱交換媒質中に懸濁した状態で得られる。 The slurry polymerization method is a method of reacting in the presence of a heat exchange fluid, and the solid product is obtained in a state suspended in a heat exchange medium.
溶融アシドリシス法およびスラリー重合法のいずれの場合においても、液晶ポリエステル樹脂を製造する際に使用する重合性単量体成分は、常温において、ヒドロキシル基をアシル化した変性形態、すなわち低級アシル化物として反応に供することもできる。低級アシル基は炭素原子数2〜5のものが好ましく、炭素原子数2または3のものがより好ましい。特に好ましくは前記単量体成分のアセチル化物を反応に用いる方法が挙げられる。 In both the melt acidification method and the slurry polymerization method, the polymerizable monomer component used in producing the liquid crystal polyester resin reacts at room temperature as a modified form in which the hydroxyl group is acylated, that is, a lower acylated product. It can also be used. The lower acyl group preferably has 2 to 5 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms. Particularly preferred is a method using an acetylated product of the monomer component in the reaction.
単量体の低級アシル化物は、別途アシル化して予め合成したものを用いてもよいし、液晶ポリエステル樹脂の製造時にモノマーに無水酢酸などのアシル化剤を加えて反応系内で生成せしめることもできる。 The lower acylated product of the monomer may be separately acylated and synthesized in advance, or may be produced in the reaction system by adding an acylating agent such as acetic anhydride to the monomer during the production of the liquid crystalline polyester resin. it can.
溶融アシドリシス法またはスラリー重合法のいずれの場合においても反応時、必要に応じて触媒を用いてもよい。 In either case of the melt acidolysis method or the slurry polymerization method, a catalyst may be used as needed during the reaction.
触媒の具体例としては、例えば、有機スズ化合物(ジブチルスズオキシドなどのジアルキルスズオキシド、ジアリールスズオキシドなど)、二酸化チタン、三酸化アンチモン、有機チタン化合物(アルコキシチタンシリケート、チタンアルコキシドなど)、カルボン酸のアルカリおよびアルカリ土類金属塩(酢酸カリウム、酢酸ナトリウムなど)、ルイス酸(BF3など)、ハロゲン化水素などの気体状酸触媒(HClなど)などが挙げられる。 Specific examples of the catalyst include, for example, organotin compounds (dialkyltin oxide such as dibutyltin oxide, diaryltin oxide), titanium dioxide, antimony trioxide, organic titanium compounds (alkoxytitanium silicate, titanium alkoxide, etc.), carboxylic acid Examples thereof include alkali and alkaline earth metal salts (such as potassium acetate and sodium acetate), Lewis acids (such as BF 3 ), and gaseous acid catalysts (such as HCl) such as hydrogen halide.
触媒の使用量は、モノマー質量に対し10〜1000ppmが好ましく、20〜200ppmがより好ましい。 10-1000 ppm is preferable with respect to the monomer mass, and, as for the usage-amount of a catalyst, 20-200 ppm is more preferable.
このような重縮合反応によって得られた液晶ポリエステル樹脂は、溶融状態で重合反応槽より抜き出された後に、ペレット状、フレーク状、または粉末状に加工され、成形加工や溶融混練に供される。 The liquid crystalline polyester resin obtained by such a polycondensation reaction is extracted from the polymerization reaction tank in a molten state, and then processed into pellets, flakes, or powders for use in molding or melt kneading. .
ペレット状、フレーク状、または粉末状の液晶ポリエステル樹脂は、分子量を高めて耐熱性を向上させる目的で、減圧下、真空下または窒素やヘリウムなど不活性ガスの雰囲気下において、実質的に固相状態で熱処理を行ってもよい。 The liquid crystal polyester resin in the form of pellets, flakes, or powders is substantially a solid phase under reduced pressure, vacuum, or an inert gas atmosphere such as nitrogen or helium for the purpose of increasing the molecular weight and improving heat resistance. You may heat-process in a state.
熱処理の温度は、液晶ポリエステル樹脂が溶融しない範囲において特に限定されないが、好ましくは260〜350℃、より好ましくは280〜320℃である。 The temperature of the heat treatment is not particularly limited as long as the liquid crystal polyester resin is not melted, but is preferably 260 to 350 ° C, more preferably 280 to 320 ° C.
このようにして得られた本発明の液晶ポリエステル樹脂は、JIS C2565に準拠した空洞共振器摂動法で85mm×1.7mm×1.7mmの試験片を用いて10GHzにて測定した誘電率が3.50以下であり、誘電特性に優れるものである。誘電率は、好ましくは3.49以下、より好ましくは3.48以下である。なお、本発明の液晶ポリエステル樹脂の誘電率は、通常3.0以上である。 The liquid crystal polyester resin of the present invention thus obtained has a dielectric constant of 3 measured at 10 GHz using a test piece of 85 mm × 1.7 mm × 1.7 mm by a cavity resonator perturbation method according to JIS C2565. .50 or less, and has excellent dielectric properties. The dielectric constant is preferably 3.49 or less, more preferably 3.48 or less. The dielectric constant of the liquid crystal polyester resin of the present invention is usually 3.0 or more.
上記のようにして得られた本発明の液晶ポリエステル樹脂は、無機充填材および/または有機充填材、添加剤や他の樹脂成分などを含有した液晶ポリエステル樹脂組成物とすることができる。 The liquid crystal polyester resin of the present invention obtained as described above can be a liquid crystal polyester resin composition containing an inorganic filler and / or an organic filler, additives, other resin components, and the like.
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物が含有してもよい無機充填材および/または有機充填材の具体例としては、例えば、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、酸化チタンなどが挙げられる。これらの充填材は単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the inorganic filler and / or organic filler that may be contained in the liquid crystal polyester resin composition of the present invention include, for example, glass fiber, silica alumina fiber, alumina fiber, carbon fiber, potassium titanate fiber, boron Examples include aluminum oxide fiber, aramid fiber, talc, mica, graphite, wollastonite, dolomite, clay, glass flake, glass beads, glass balloon, calcium carbonate, barium sulfate, and titanium oxide. These fillers may be used alone or in combination of two or more.
これらのなかでは、タルクおよびガラス繊維が、機械物性とコストのバランスが優れている点で好ましい。 Among these, talc and glass fiber are preferable in that the balance between mechanical properties and cost is excellent.
無機充填材および/または有機充填材を含有する場合、その含有量は、液晶ポリエステル樹脂100質量部に対して、1〜150質量部であることが好ましく、10〜100質量部であることがより好ましい。 When the inorganic filler and / or the organic filler are contained, the content thereof is preferably 1 to 150 parts by mass and more preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystal polyester resin. preferable.
無機充填材および/または有機充填材の含有量が1質量部以上であると液晶ポリエステル樹脂組成物について機械強度の向上効果が得られやすい。無機充填材および/または有機充填材の含有量が150質量部を超えると、流動性が低下する傾向があり、また誘電特性の向上効果が不十分となる傾向がある。 When the content of the inorganic filler and / or the organic filler is 1 part by mass or more, the effect of improving the mechanical strength of the liquid crystal polyester resin composition is easily obtained. When the content of the inorganic filler and / or the organic filler exceeds 150 parts by mass, the fluidity tends to decrease and the effect of improving the dielectric characteristics tends to be insufficient.
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物が含有してもよい他の添加剤の具体例としては、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属塩(ここで高級脂肪酸とは、炭素原子数10〜25のものをいう)などの滑剤、ポリシロキサン、フッ素樹脂などの離型剤、染料、顔料、カーボンブラックなどの着色剤、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などの酸化防止剤、耐候剤、熱安定剤、中和剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。 Specific examples of other additives that may be contained in the liquid crystal polyester resin composition of the present invention include, for example, higher fatty acids, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, higher fatty acid metal salts (where higher fatty acids are carbon Lubricants such as polysiloxane and fluororesin, dyes, pigments, colorants such as carbon black, flame retardants, antistatic agents, surfactants, phosphorous oxidation Examples thereof include antioxidants, phenolic antioxidants, antioxidants such as sulfur antioxidants, weathering agents, heat stabilizers, and neutralizing agents. These additives may be used alone or in combination of two or more.
これらの添加剤を含有する場合、その含有量は、液晶ポリエステル樹脂の合計量100質量部に対する合計量として、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜3質量部がより好ましい。 When these additives are contained, the content is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 3 parts by mass as the total amount with respect to 100 parts by mass of the total amount of the liquid crystal polyester resin.
添加剤の含有量が0.01質量部未満であると、添加剤の機能が実現しにくくなる傾向があり、10質量部を超えると、液晶ポリエステル樹脂組成物の成形加工時の熱安定性が悪くなる傾向がある。 When the content of the additive is less than 0.01 parts by mass, the function of the additive tends to be difficult to achieve. When the content exceeds 10 parts by mass, the thermal stability during the molding process of the liquid crystal polyester resin composition is increased. Tend to get worse.
また、上記他の添加剤のうち、滑剤、離型剤などの添加剤を使用する場合は、液晶ポリエステル樹脂組成物を作製する際に添加してもよいし、成形加工の際に液晶ポリエステル樹脂のペレット表面に付着させてもよい。 Moreover, when using additives, such as a lubricant and a mold release agent, among these other additives, it may be added when preparing a liquid crystal polyester resin composition, or a liquid crystal polyester resin during molding processing. It may be attached to the surface of the pellet.
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物が含有してもよい他の樹脂成分の具体例としては、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドなどの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂成分は単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。 Specific examples of other resin components that may be contained in the liquid crystal polyester resin composition of the present invention include, for example, polyamide, polyester, polyacetal, polyphenylene ether and modified products thereof, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyamide Thermosetting resins such as thermoplastic resins such as imides, phenol resins, epoxy resins, and polyimide resins can be used. These resin components may be used alone or in combination of two or more.
上記他の樹脂成分の含有量は、液晶ポリエステル樹脂100質量部に対して0.1〜100質量部が好ましく、0.5〜80質量部がより好ましい。 0.1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of liquid crystal polyester resins, and, as for content of the said other resin component, 0.5-80 mass parts is more preferable.
液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステル樹脂、ならびに、無機充填材および/または充填材、添加剤または他の樹脂成分を混合し、バンバリーミキサー、ニーダー、一軸もしくは二軸押出機などを用いて、液晶ポリエステル樹脂の結晶融解温度近傍から結晶融解温度+50℃の温度条件で溶融混練して得ることができる。 The liquid crystal polyester resin composition is prepared by mixing a liquid crystal polyester resin and inorganic fillers and / or fillers, additives or other resin components, and using a Banbury mixer, a kneader, a single screw or a twin screw extruder, etc. It can be obtained by melt-kneading from near the crystal melting temperature of the polyester resin under the temperature condition of crystal melting temperature + 50 ° C.
このようにして得られた本発明の液晶ポリエステル樹脂または液晶ポリエステル樹脂組成物は、射出成形、圧縮成形、押出し成形、ブロー成形など公知の成形加工方法によって成形品に加工することができる。 The liquid crystal polyester resin or liquid crystal polyester resin composition of the present invention thus obtained can be processed into a molded product by a known molding method such as injection molding, compression molding, extrusion molding or blow molding.
本発明の液晶ポリエステル樹脂または液晶ポリエステル樹脂組成物は、低誘電率であるという優れた誘電特性を有するため、電気電子部品として好適に使用することができる。 Since the liquid crystal polyester resin or the liquid crystal polyester resin composition of the present invention has excellent dielectric properties such as a low dielectric constant, it can be suitably used as an electric / electronic component.
このような電気電子部品としては、特に限定されないが、例えば、コネクタ、スイッチ、リレー、コンデンサ、コイル、トランス、カメラモジュール、アンテナ、チップアンテナおよび電子回路基板、とりわけプリント基板などの基板などが挙げられる。これらのなかでも、コネクタ、アンテナまたは基板に特に好適に使用することができる。 Examples of such electrical and electronic parts include, but are not limited to, connectors, switches, relays, capacitors, coils, transformers, camera modules, antennas, chip antennas, and electronic circuit boards, especially printed circuit boards. . Among these, it can be particularly suitably used for a connector, an antenna or a substrate.
また、本発明の液晶ポリエステル樹脂または液晶ポリエステル樹脂組成物は、インフレーション成形、Tダイ成形などの公知の方法でフィルム(またはシート)としてもよい。フィルムは、単層構造でもよく、異種材料との多層構造であってもよい。 The liquid crystal polyester resin or liquid crystal polyester resin composition of the present invention may be formed into a film (or sheet) by a known method such as inflation molding or T-die molding. The film may have a single layer structure or a multilayer structure with different materials.
以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例中の溶融粘度、引張強度、Izod衝撃強度および誘電率は、以下に記載の方法で測定した。
Hereinafter, although an example explains the present invention in detail, the present invention is not limited to this.
The melt viscosity, tensile strength, Izod impact strength and dielectric constant in the examples were measured by the methods described below.
(1)溶融粘度
溶融粘度測定装置(東洋精機(株)製キャピログラフ1D)により、0.7mmφ×10mmのキャピラリーを用いて、剪断速度1000sec−1の条件下、実施例1〜3および比較例1〜3については320℃、実施例4〜6および比較例4〜6については350℃で、それぞれ測定した。
(1) Melt Viscosity Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 using a melt viscosity measuring apparatus (Capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) using a 0.7 mmφ × 10 mm capillary under a shear rate of 1000 sec −1. -3 was measured at 320 ° C, and Examples 4-6 and Comparative Examples 4-6 were measured at 350 ° C.
(2)引張強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度を実施例1〜3および比較例1〜3については320℃、実施例4〜6および比較例4〜6については350℃、金型温度70℃で、ASTM4号ダンベル試験片を成形し、これを用いてASTM D638に準拠して測定した。
(2) Tensile strength Using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.), the cylinder set temperature was 320 ° C. for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and Examples 4 to 6 and For Comparative Examples 4 to 6, an ASTM No. 4 dumbbell test piece was molded at 350 ° C. and a mold temperature of 70 ° C., and measured according to ASTM D638.
(3)Izod衝撃強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃、金型温度70℃で、長さ127.0mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を成形した。この試験片の中央を長さ方向と垂直に切断し、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。
(3) Izod Impact Strength Using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.), cylinder setting temperature 350 ° C., mold temperature 70 ° C., length 127.0 mm, width 12.7 mm, thickness A strip-shaped test piece having a thickness of 3.2 mm was formed. The center of the test piece was cut perpendicular to the length direction to obtain a strip-shaped test piece having a length of 63.5 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 3.2 mm, and was measured in accordance with ASTM D256.
(4)誘電率
射出成形機(日精樹脂工業(株)NEX−15−1E)を用いて、シリンダー設定温度を実施例1〜3および比較例1〜3については320℃、実施例4〜6および比較例4〜6については350℃、金型温度80℃で、長さ85mm、幅1.7mm、厚さ1.7mmのスティック状試験片に成形した。
この試験片を用いて、JIS C2565に準拠した空洞共振器摂動法により、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PNAシリーズE8316A)を使用して、誘電率(10GHz)を測定した。
(4) Dielectric constant Using an injection molding machine (Nissei Plastic Industry Co., Ltd. NEX-15-1E), the cylinder set temperature was 320 ° C. for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and Examples 4 to 6 were used. And about Comparative Examples 4-6, it shape | molded into the stick-shaped test piece of length 85mm, width 1.7mm, and thickness 1.7mm at 350 degreeC and die temperature 80 degreeC.
Using this test piece, a dielectric constant (10 GHz) was measured using a network analyzer (PNA series E8316A manufactured by Agilent Technologies) by a cavity resonator perturbation method based on JIS C2565.
実施例において、下記の略号は以下の化合物を表す。
3HBA:3−ヒドロキシ安息香酸
POB:4−ヒドロキシ安息香酸
BON6:6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸
TPA:テレフタル酸
HQ:ハイドロキノン
In the examples, the following abbreviations represent the following compounds:
3HBA: 3-hydroxybenzoic acid POB: 4-hydroxybenzoic acid BON6: 6-hydroxy-2-naphthoic acid TPA: terephthalic acid HQ: hydroquinone
[実施例1]
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、3HBA:4.5g(0.5モル%)、POB:651.8g(72.6モル%)およびBON6:329.0g(26.9モル%)を仕込み、さらに全単量体の水酸基量(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。
[Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer with a torque meter and a distillation tube, 3HBA: 4.5 g (0.5 mol%), POB: 651.8 g (72.6 mol%) and BON 6: 329.0 g (26. 9 mol%) and 1.03 times moles of acetic anhydride relative to the amount of hydroxyl groups (moles) of all monomers were further charged, and deacetic acid polymerization was carried out under the following conditions.
窒素ガス雰囲気下に室温から150℃まで1時間で昇温し、同温度にて30分間保持した。次いで、副生する酢酸を留去しながら210℃まで速やかに昇温し、同温度にて30分間保持した。その後、325℃まで5時間かけて昇温した後、90分かけて20mmHgにまで減圧した。所定のトルクをした時点で重合反応を終了し、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。得られたペレットを用いて上記の方法により評価を行った。結果を表1に示す。 The temperature was raised from room temperature to 150 ° C. over 1 hour in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was maintained for 30 minutes. Next, while acetic acid produced as a by-product was distilled off, the temperature was quickly raised to 210 ° C. and held at that temperature for 30 minutes. Then, after heating up to 325 degreeC over 5 hours, it pressure-reduced to 20 mmHg over 90 minutes. When a predetermined torque was applied, the polymerization reaction was terminated, the reaction vessel contents were taken out, and liquid crystal polyester resin pellets were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during the polymerization was almost as theoretical. Evaluation was performed by the above method using the obtained pellets. The results are shown in Table 1.
[実施例2および3、比較例1〜3]
3HBA、POBおよびBON6を表1に示す割合(モル%)となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。得られたペレットを用いて上記の方法により溶融粘度、引張強度、Izod衝撃強度および誘電率を測定した。結果を表1に示す。
[Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 to 3]
Liquid crystal polyester resin pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that 3HBA, POB and BON6 were used in the proportions (mol%) shown in Table 1. Using the obtained pellets, melt viscosity, tensile strength, Izod impact strength and dielectric constant were measured by the above methods. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
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、3HBA:4.5g(0.5モル%)、POB:393.2g(43.8モル%)、BON6:194.5g(15.9モル%)、TPA:214.9g(19.9モル%)およびHQ:142.4g(19.9モル%)を仕込み、さらに全単量体の水酸基量(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。
[Example 4]
In a reaction vessel equipped with a stirrer with a torque meter and a distillation pipe, 3HBA: 4.5 g (0.5 mol%), POB: 393.2 g (43.8 mol%), BON 6: 194.5 g (15. 9 mol%), TPA: 214.9 g (19.9 mol%) and HQ: 142.4 g (19.9 mol%), and 1.03 with respect to the amount of hydroxyl groups (mol) of all monomers. A double mole of acetic anhydride was charged, and deacetic acid polymerization was performed under the following conditions.
窒素ガス雰囲気下に室温から150℃まで1時間で昇温し、同温度にて30分間保持した。次いで、副生する酢酸を留去しながら210℃まで速やかに昇温し、同温度にて30分間保持した。その後、345℃まで5時間かけて昇温した後、90分かけて20mmHgにまで減圧した。所定のトルクをした時点で重合反応を終了し、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。得られたペレットを用いて上記の方法により評価を行った。結果を表2に示す。 The temperature was raised from room temperature to 150 ° C. over 1 hour in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was maintained for 30 minutes. Next, while acetic acid produced as a by-product was distilled off, the temperature was quickly raised to 210 ° C. and held at that temperature for 30 minutes. Then, after heating up to 345 degreeC over 5 hours, it pressure-reduced to 20 mmHg over 90 minutes. When a predetermined torque was applied, the polymerization reaction was terminated, the reaction vessel contents were taken out, and liquid crystal polyester resin pellets were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during the polymerization was almost as theoretical. Evaluation was performed by the above method using the obtained pellets. The results are shown in Table 2.
[実施例5および6、比較例4〜6]
3HBA、POB、BON6、TPAおよびHQを表2に示す割合(モル%)となるように用いたこと以外は実施例4と同様にして液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。得られたペレットを用いて上記の方法により溶融粘度、引張強度、Izod衝撃強度および誘電率を測定した。結果を表2に示す。
[Examples 5 and 6, Comparative Examples 4 to 6]
Liquid crystal polyester resin pellets were obtained in the same manner as in Example 4 except that 3HBA, POB, BON6, TPA, and HQ were used in the proportions (mol%) shown in Table 2. Using the obtained pellets, melt viscosity, tensile strength, Izod impact strength and dielectric constant were measured by the above methods. The results are shown in Table 2.
各実施例における液晶ポリエステル樹脂(実施例1〜6)は、誘電率が十分に低く、誘電特性に優れるものであった。これに対して、3HBAから与えられる繰返し単位の含有量が本発明の範囲外である液晶ポリエステル樹脂(比較例1〜6)は、誘電特性に劣るものであった。 The liquid crystal polyester resins (Examples 1 to 6) in each example had a sufficiently low dielectric constant and excellent dielectric characteristics. In contrast, the liquid crystal polyester resins (Comparative Examples 1 to 6) in which the content of repeating units given by 3HBA is outside the scope of the present invention were inferior in dielectric properties.
Claims (7)
p、qおよびrは、それぞれ、液晶ポリエステル樹脂中での各繰返し単位の組成比(モル%)であり、以下の条件を満たす:
0.01≦p≦7、
0.1≦q/(q+r)≦0.9、
8≦r≦34]
で表される繰返し単位を含み、
JIS C2565に準拠した空洞共振器摂動法で85mm×1.7mm×1.7mmの試験片を用いて10GHzにて測定した誘電率が3.50以下である、液晶ポリエステル樹脂。 Formulas (I) to (III)
p, q, and r are the composition ratio (mol%) of each repeating unit in the liquid crystal polyester resin, respectively, and satisfy the following conditions:
0.01 ≦ p ≦ 7,
0.1 ≦ q / (q + r) ≦ 0.9,
8 ≦ r ≦ 34]
Including a repeating unit represented by
A liquid crystal polyester resin having a dielectric constant of 3.50 or less measured at 10 GHz using a test piece of 85 mm × 1.7 mm × 1.7 mm by a cavity resonator perturbation method according to JIS C2565.
Ar1およびAr2は、それぞれ1種または2種以上の2価の芳香族基を表し、p、q、r、sおよびtは、それぞれ、液晶ポリエステル樹脂中での各繰返し単位の組成比(モル%)であり、以下の条件を満たす:
0.01≦p≦7、
0.1≦q/(q+r)≦0.9、
8≦r≦34、
10≦s≦25、および
10≦t≦25]
で表される繰返し単位から構成される、請求項1に記載の液晶ポリエステル樹脂。 Liquid crystalline polyester resins are represented by the formulas (I) to (V)
Ar 1 and Ar 2 each represent one or more divalent aromatic groups, and p, q, r, s, and t are the composition ratios of the respective repeating units in the liquid crystal polyester resin ( Mol%) and satisfy the following conditions:
0.01 ≦ p ≦ 7,
0.1 ≦ q / (q + r) ≦ 0.9,
8 ≦ r ≦ 34,
10 ≦ s ≦ 25, and 10 ≦ t ≦ 25]
The liquid crystalline polyester resin of Claim 1 comprised from the repeating unit represented by these.
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