JP5924525B2 - 液晶ポリエステル樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下の<1>〜<5>の液晶ポリエステル樹脂組成物、及び<6>〜<8>の成形体を提供するものである。
<2> 前記成分(A)100質量部に対して、前記成分(B)を100〜300質量部含むことを特徴とする前記<1>の液晶ポリエステル樹脂組成物。
<3> 前記成分(A)の流動開始温度が280℃以上であることを特徴とする前記<1>又は<2>の液晶ポリエステル樹脂組成物。
<4> さらに、成分(C)電気絶縁性材料からなる板状フィラー及び、成分(D)電気絶縁性材料からなる繊維状フィラーを含むことを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれかの液晶ポリエステル樹脂組成物。
<5> 前記<1>〜<4>のいずれかの液晶ポリエステル樹脂組成物を用いた成形体。
<6> 電気・電子部品として使用されることを特徴とする前記<5>の成形体。
<7> 前記電気・電子部品が、電子素子の封止材、インシュレータ、表示装置用反射板、電子素子収納用の筐体及び表面実装部品からなる群より選ばれる一種以上であることを特徴とする前記<6>の成形体。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、下記成分(A)及び(B)を含むことを特徴とする。
(A)液晶ポリエステル
(B)水和率が5.0wt%以下の低水和性酸化マグネシウム
以下、各成分の詳細、これらの成分を含む液晶ポリエステル樹脂組成物及び該液晶ポリエステル樹脂組成物を用いた成形体に関し、順次説明する。
まず、成分(B)水和率が5.0wt%以下の低水和性酸化マグネシウムについて説明する。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、成分(B)として酸化マグネシウムを含むため、熱伝導性に優れている。特に、成分(B)の低水和性酸化マグネシウムは、水和率が5.0wt%以下であり、水酸化マグネシウムの混入量が非常に少ない。このため、該低水和性酸化マグネシウムを配合された液晶ポリエステルは分解され難く、ペレットを作製する際の造粒性に優れている。成分(B)の低水和性酸化マグネシウムの水和率は、2.0wt%以下であることが好ましく、1.0wt%以下であることがより好ましい。
(水和率の測定)
試料粉末10gを、100mLの沸騰水に撹拌しながら10分間浸漬後、冷却のために冷水100mLを加えて直ちに粉末を濾過する。この粉末をアセトンで洗浄後、120℃で乾燥させたものを、測定用試料とする。
該測定用試料について、900℃、60分間の強熱処理の前後の重量を測定する。測定結果に基づき、次式により水和率が求められる。
水和率={(A−B)/B}×100%
A:強熱処理前重量
B:強熱処理後重量
次に、成分(A)液晶ポリエステルについて説明する。
液晶ポリエステルとは、サーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエステルであり、光学的異方性を示す溶融体を450℃以下の温度で形成し得るものである。このような液晶ポリエステルとしては、具体的には、
(1)芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを重合して得られるもの、
(2)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合して得られるもの、
(3)芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを重合して得られるもの、
(4)ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られるもの、
などを挙げることができる。
分子内にカルボキシル基を有する芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体の例としては、当該カルボキシル基が、ハロホルミル基(酸ハロゲン化物)やアシルオキシカルボニル基(酸無水物)等の高反応性の基に転化したものや、当該カルボキシル基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、一価のアルコール類やエチレングリコール等の多価アルコール類、フェノール類などとエステルを形成したものが挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジオールのようなフェノール性水酸基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、該フェノール性水酸基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、低級カルボン酸類とエステルを形成したものが挙げられる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位としては、パラヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位((A1))及び/又は2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸に由来する繰返し単位((A2))を有していると好ましく、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位としては、テレフタル酸に由来する繰返し単位((B1))、イソフタル酸に由来する繰返し単位((B2))及び2,6−ナフタレンジカルボン酸((B3))に由来する繰返し単位からなる群より選ばれるものを有していると好ましく、芳香族ジオールに由来する繰返し単位としては、ヒドロキノンに由来する繰返し単位((C2))及び/又は4,4’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位((C1))を有していると好ましい。
(b):(A2)、(B3)及び(C2)からなる組み合わせ、又は(A2)、(B1)、(B3)及び(C2)からなる組み合わせ。
(c):(A1)及び(A2)からなる組み合わせ。
(d):(a)の繰返し単位の組み合わせにおいて、(A1)の一部又は全部を(A2)で置きかえたもの。
(e):(a)の繰返し単位の組み合わせにおいて、(B1)の一部又は全部を(B3)で置きかえたもの。
(f):(a)の繰返し単位の組み合わせにおいて、(C1)の一部又は全部を(C3)で置きかえたもの。
(g):(b)の繰返し単位の組み合わせにおいて、(A2)の一部又は全部を(A1)で置きかえたもの。
(h):(c)の繰返し単位の組み合わせに、(B1)と(C2)を加えたもの。
ヒドロキノンに由来する繰返し単位((C2))及び/又は4,4’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位((C1))といった芳香族ジオールに由来する繰返し単位の合計が10〜35モル%、
テレフタル酸に由来する繰返し単位((B1))、イソフタル酸に由来する繰返し単位((B2))及び2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位((B3))からなる群より選ばれる芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位の合計が10〜35モル%、
である液晶ポリエステルを挙げることができる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記成分(A)及び(B)に加えて、さらに成分(C)電気絶縁性材料からなる板状フィラー(以下、「成分(C)板状フィラー」ということがある。)を含むことができる。
成分(C)板状フィラー自体の電気絶縁性及び熱伝導性の点から、成分(C)板状フィラーは、タルクであることが好ましい。タルクは安価であるという利点も有する。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記成分(A)及び(B)に加えて、さらに成分(D)電気絶縁性材料からなる繊維状フィラー(以下、「成分(D)繊維状フィラー」ということがある。)を含むことができる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記成分(A)〜(D)以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、必要に応じて他の成分を1種以上含んでいてもよい。
前記他の成分の例としては、フッ素樹脂等の離型改良剤;染料、顔料等の着色剤;酸化防止剤;熱安定剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;界面活性剤等の通常の添加剤が挙げられる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、成分(A)及び成分(B)をはじめとする各種成分を各種公知の手段で混合して得られる。
本発明の成形体は、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物を成形してなることを特徴とする。
かかる成形体は、前記液晶ポリエステル樹脂組成物を用いたことにより、熱伝導性及び成形性に優れる。
フローテスター(島津製作所社製「CFT−500型」)を用いて、液晶ポリエステル約2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填し、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度を測定した。
低水和性酸化マグネシウム微粒子(パイロキスマ3320(協和化学工業社製):体積平均粒径:17μm、水和率0.93wt%)(以下「MgO(1)」と略記する。)
・成分(C)板状フィラー;
タルク(タルクX50(日本タルク社製):長軸の体積平均粒径17.4μm)
・成分(D)繊維状フィラー;
ガラス繊維(チョップドガラス繊維CS03JAPX−1(旭ファイバーガラス社製):数平均繊維径10μm、数平均繊維長3mm)
・水和性の高い酸化マグネシウム微粒子(パイロキスマ5301(協和化学工業社製):体積平均粒径:2μm、水和率7.2wt%)(以下「MgO(2)」と略記する。)
[製造例1]
(液晶ポリエステル(1)の製造)
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、パラヒドロキシ安息香酸994.5g(7.2モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル446.9g(2.4モル)、テレフタル酸239.2g(1.44モル)、イソフタル酸159.5g(0.96モル)及び無水酢酸1347.6g(13.2モル)を仕込み、反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で30分間かけて150℃まで昇温し、同温度を保持して1時間還流させた。
次いで、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら2時間50分間かけて320℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了としてプレポリマーを得た。
得られたプレポリマーを室温まで冷却し、粗粉砕機で粉砕後、窒素ガス雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から285℃まで5時間かけて昇温し、285℃で3時間保持することにより、固相重合を行い、液晶ポリエステル(1)を得た。この液晶ポリエステル(1)をLCP1とする。LCP1の流動開始温度は327℃であった。
(液晶ポリエステル(2)の製造)
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸940.9g(5.0モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル512.1g(2.75モル、0.25モル過剰に使用。)、2,6−ナフタレンジカルボン酸497.2g(2.3モル)、テレフタル酸33.2g(0.2モル)、無水酢酸1179.1(11.5モル)及び触媒として1−メチルイミダゾール0.198gを添加し、室温で15分間攪拌した後、攪拌しながら昇温した。内温が145℃となったところで、同温度を保持したまま1時間攪拌し、触媒である1−メチルイミダゾール5.94gをさらに添加した。
次いで、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら3時間30分間かけて310℃まで昇温し、この温度(310℃)を2時間10分保温してプレポリマーを得た。
得られたプレポリマーを室温まで冷却し、粗粉砕機で粉砕後、窒素ガス雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から325℃まで10時間かけて昇温し、この温度(325℃)で12時間保持することにより、固相重合を行い、液晶ポリエステル(2)を得た。この液晶ポリエステル(2)をLCP2とする。LCP2の流動開始温度は335℃であった。
製造例1で得られたLCP1、製造例2で得られたLCP2、成分(B)低水和性酸化マグネシウム微粒子、成分(C)板状フィラー及び成分(D)繊維状フィラーを、表1に示す割合で、同方向2軸押出機(池貝鉄工(株)製、製品名:PCM−30HS)に供給し、330℃で溶融混練してペレット化することで液晶ポリエステル樹脂組成物のペレットを得た。ただし、水和性の高い酸化マグネシウムを使用した比較例1の場合、押出機内部で樹脂が分解し、造粒できなかった。
射出成形機(日精樹脂工業株式会社UH−1000型)を用いて、得られた前記ペレットを、シリンダー温度330℃、金型温度120℃、射出率100cm3/sで射出成形し、以下に示す形状の成形体(1)を得た。
また、上記ペレットを射出成形機(日精樹脂工業株式会社PS40E5ASE型)を用いて、シリンダー温度330℃、金型温度120℃、射出率30cm3/sで射出成形し、以下に示す形状の成形体(2)を得た。
成形体(1):64mm×64mm×1mm
成形体(2):ASTM4号ダンベル
成形体(1)の厚さ方向について、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置(アルバック理工株式会社製「TC−7000」)を用いて、熱拡散率を測定した。DSC(PERKIN ELMER製「DSC7」)を用いて、各サンプルのペレットの比熱を測定した。さらに、成形体(2)について、自動比重測定装置(関東メジャー株式会社「ASG−320K」)を用い、ASTM D792に準拠して、比重を測定した。そして、成形体の厚さ方向の熱伝導率を、熱拡散率と比熱と比重の積から求めた([熱伝導率]=[熱拡散率]×[比熱]×[比重])。
Claims (7)
- 成分(A)液晶ポリエステル、及び成分(B)水和率が5.0wt%以下の低水和性酸化マグネシウムであって、
前記成分(B)が、平均粒径1〜70μm、最大粒径300μm以下の粒径分布を有することを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。 - 前記成分(A)100質量部に対して、前記成分(B)を100〜300質量部含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記成分(A)の流動開始温度が280℃以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- さらに、成分(C)電気絶縁性材料からなる板状フィラー及び、成分(D)電気絶縁性材料からなる繊維状フィラーを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いた成形体。
- 電気・電子部品として使用されることを特徴とする請求項5に記載の成形体。
- 前記電気・電子部品が、電子素子の封止材、インシュレータ、表示装置用反射板、電子素子収納用の筐体及び表面実装部品からなる群より選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項6に記載の成形体。
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