CN106633705A - 液晶聚酯复合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶聚酯复合物及其制造方法与应用。本发明液晶聚酯复合物包括以下重量份数的组份：液晶聚酯树脂60‑90份、增强树脂1‑5份、填料10‑40份。本发明液晶聚酯复合物以液晶聚酯树脂为基础树脂组分通过所含的增强树脂、填料等组分对其改性，从而赋予本发明液晶聚酯复合物高的熔接痕强度和机械强度，其制备方法工艺易控，制备的材料性能稳定，有效降低了其生产成本。

Description

液晶聚酯复合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种液晶聚酯复合物及其制备方法与应用。

背景技术

液晶聚酯树脂(LCP)由于具有优异的流动性能，电绝缘性能，耐热性能，尺寸稳定性能等，因此被广泛的应用于电子、电气、汽车、宇航等领域。亦可以用于印刷电路板，食品包装，人造卫星电子部件，电子电气及汽车部件，甚至是作为宇航器部件材料。

在LCP众多的应用领域中，其中一个非常重要并且应用最广的领域是作为电子电器部件，由于LCP材料优异的流动性能，耐热性和尺寸稳定性，使其可以制作精密电子部件，但是精密电子部件对材料的要求也在不断提高，不同形状、尺寸、性能的部件对材料性能的要求也是不同的，其中在电子元器件中广泛应用的环形部件，特别是精密而细小的环形部件在注塑时必然会产生熔接线，这是环形部件的上最容易出现缺陷及损坏的一点，因此环形部件不仅要求制造原料具有高机械强度，更要求材料具有高熔接痕强度。以往的LCP材料虽然在机械强度、稳定性等性能上完全符合环形电子部件的要求，但是由于其注塑时快速冷却的特点使得其熔接痕强度低，其所制造的环形部件容易因此产生缺陷甚至损坏。

介于以上缺陷和问题，本专利通过配方合理组合，工艺优化，提高液晶聚酯复合物的熔接痕强度，同时保持其具有高机械性能，来满足日益发展的电子电器部件对材料的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种液晶聚酯复合物及其制备方法与应用，以解决现有液晶聚酯树脂熔接痕强度低，且机械性能不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种液晶聚酯复合物。所述液晶聚酯复合物包括以下重量份数的组份：

液晶聚酯树脂 60-90份

增强树脂 1-5份

填料 10-40份。

本发明另一方面，提供了一种液晶聚酯复合物的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：

按照本发明液晶聚酯复合物所含的组分种类和含量分别称取各组分原料；

将称取的各组分原料进行熔融混炼挤出处理。

本发明实施例又一方面，提供了一种本发明液晶聚酯复合物或者本发明制备方法制备的液晶聚酯复合物在环形电子部件、精密连接器、插接件、摄像头模组或电子元器件中的应用。

与现有的技术相比，本发明液晶聚酯复合物以液晶聚酯树脂为基础树脂组分，通过所含的增强树脂、填料等组分对其改性，从而赋予本发明液晶聚酯复合物优异的熔接痕强度和机械强度。

本发明液晶聚酯复合物制备方法按照本发明液晶聚酯复合物所含的组分种类和比例直接将各组分进行熔融混炼挤出处理，使得各组分能够充分分散并彼此之间发生作用，使得挤出的液晶聚酯复合物优异的熔接痕强度和机械强度。另外，本发明制备方法工艺易控，制备的材料性能稳定，有效降低了其生产成本。

正是由于本发明液晶聚酯复合物具有优异的熔接痕强度和机械强度，符合的生产要求，有效扩展了其应用范围，如特别适用于环形电子部件材料，有效提高了相应产品品质和工作的稳定性能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

一方面，本发明实施例提供一种液晶聚酯复合物。所述液晶聚酯复合物包括以下重量份数的组份：

液晶聚酯树脂 60-90份

增强树脂 1-5份

填料 10-40份。

这样，本实施例液晶聚酯复合物以液晶聚酯树脂为基础树脂组分，通过所含的增强树脂、填料等组分对其改性，从而赋予本发明液晶聚酯复合物高的机械强度和熔接痕强度。

具体的，上述液晶聚酯复合物实施例中，所述液晶聚酯树脂选用全芳香族液晶聚酯树脂。在一实施例中，所述全芳香族液晶聚酯树脂数均分子量为10000-100000。该范围的树脂分子量具有可赋予复合物优异的流动性及加工性能。作为本发明的一实施例，上述全芳香族液晶聚酯树脂至少含有如下任一种重复单元：

(1)来自芳香族二醇的重复单元：-O-Ar-O-；

(2)来自芳香族二胺的重复单元：-HN-Ar-NH-；

(3)来自芳香族羟胺的重复单元：-HN-Ar-O-；

(4)来自芳香族二羧酸的重复单元：-OC-Ar-CO-；

(5)来自芳香族羟基羧酸的重复单元：-O-Ar-CO-；

(6)来自芳香族氨基羧酸的重复单元：-HN-Ar-CO-。

其中，上述(1)至(6)所示的重复单元中的Ar基团为苯撑、联苯撑、萘、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物任一种，或为苯撑、联苯撑、萘、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中的一个以上的氢被其他元素取代的芳香族化合物。由此结构单元单体制造的全芳香族液晶聚酯树脂具有优异的耐高温性能及流动性、加工性。上述液晶聚酯树脂可以但不仅仅按照如下方法制备获得：

先将第一单体和第二单体进行缩聚反应，然后将所述缩聚反应合成全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相缩聚反应制备获得。

其中，所述第一单体为自由芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺中的至少一种，所述第二单体为芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸、芳香族氨基羧酸中的至少一种。具体地芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸、芳香族氨基羧酸均可以是但不仅仅选用常规的相应化合物。

在进一步实施例中，上述第一单体和/或第二单体在进行上述缩聚反应之前，事先被酰基化剂预处理，以提高了反应性的单体。具体地，该酰基化剂为乙酰基化剂中的至少一种。具体的如当酰基化剂为乙酰基化剂时，预处理第一单体和/或第二单体以提高第一单体和/或第二单体反应性乙酰化的单体。

在将缩聚反应合成全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相缩聚反应过程中，通过固相缩聚反应提产物的分子量，获取分子量合适的液晶聚酯树脂。在该固相缩聚反应过程需要加热处理，如可以采用可利用加热板、热风、高温流体等方法对固相缩聚反应提供热能。为了除去固相缩聚反应的副产物，可利用惰性气体吹扫或利用真空清除。

上述液晶聚酯复合物所含的增强树脂与填料对液晶聚酯复合物发挥协同改性作用，赋予上述液晶聚酯复合物高熔接痕强度，同时具有优异的机械强度及加工性。一实施例中，该增强树脂为聚烯烃共聚物，在具体实施例中，所述聚烯烃共聚物为乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物及它们与环氧化合物、马来酸酐的接枝共聚物的一种或两种以上的组合物。该选用的聚烯烃共聚物能够提高其余填料的协效改性作用，进一步提高液晶聚酯复合物的熔接痕强度和机械强度。

在一实施例中，上述填料为玻璃纤维、滑石粉、云母、硅灰石、碳酸钙、粘土、玻璃微珠中的一种或者两种以上的混合物。其中，玻璃纤维的优选尺寸为直径7-15um，长50-150um，滑石粉、云母、硅灰石、碳酸钙、粘土、玻璃微珠中任一种优选粒径范围为250-800目。

因此，上述液晶聚酯复合物通增强树脂、填料对液晶聚酯树脂为基础树脂组分作用，从而赋予本发明液晶聚酯复合物高的熔接痕强度，同时具有优异的机械强度及加工性。

另一方面，本发明实施例提供了上述实施例中液晶聚酯复合物的一种制备方法。在一实施例中，所述液晶聚酯复合物制备方法包括如下步骤：

步骤S01：按照上文所述液晶聚酯复合物所含的组分种类和含量分别称取各组分原料；

步骤S02：将称取的各组分原料进行熔融混炼挤出处理。

其中，上述步骤S01中称取的各组分的含量和所选用的成分均如上文所述液晶聚酯复合物中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤S02中，各组分原料在熔融混炼挤出的高压和高热的作用下充分分散并彼此之间发生作用，从而实现对液晶聚酯树脂作用，使得经熔融混炼挤出得到目标产物液晶聚酯复合物，并赋予液晶聚酯复合物具有高的熔接痕强度和机械强度。在一实施例中，所述熔融混炼挤出温度为310-350℃，以使得各组在熔融状态下充分混合均匀且充分作用，提高液晶聚酯复合物的熔接痕强度和机械强度及加工性。

一实施例中，上述熔融混炼挤出可以但不仅仅通失重式自动喂料机按比例投放原料，通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出处理。

另外，在进行上述步骤S02之前，还包括对称取的各组分原料进行干燥处理，如在130-160℃下干燥4小时。

待步骤S02之后，还可以包括对熔融混炼挤出处理生成的液晶聚酯复合物进行拉条、冷却、造粒等后续步骤。

因此，本发明实施例液晶聚酯复合物制备方法按照上文所述的液晶聚酯复合物所含的组分种类和比例直接将各组分进行熔融混炼挤出处理，使得各组分能够充分分散并彼此之间发生作用，使得挤出的液晶聚酯复合物熔接痕强度和机械强度高。另外，该制备方法工艺易控，制备的材料性能稳定，有效降低了其生产成本。

基于上述液晶聚酯复合物及其制备方法的基础上，正是由于本发明液晶聚酯复合物具有优异的熔接痕强度和机械强度及加工性，且生产能够达到要求，有效扩展了其应用范围，如在环形电子部件、精密连接器、插接件、摄像头模组或电子元器件中的应用，特别适用于如特别适用于环形电子部件材料，使得其制备的环形电子部件生产的品质和保证了其工作的稳定性能。

以下结合具体实施例对上述液晶聚酯复合物及其制备方法进行详细阐述。

实施例1

本实施例提供了一种液晶聚酯复合物及其制备方法。所述液晶聚酯复合物包括下述表1中的重量份数的组分和含量。其中，液晶聚酯树脂均分子量为45000，滑石粉的尺寸为400目。

液晶聚酯复合物的制备方法如下：

S11.液晶聚酯树脂的制备：树脂结构单元为对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、联苯酚、6-羟基-2-萘酸及间苯二甲酸，乙酰化剂为醋酸酐；

S12.按照表1中实施例1所述的重量份数，将选择的液晶聚酯树脂(全芳香族液晶聚酯树脂，江苏沃特特种材料制造有限公司)74份、乙烯共聚物1份、滑石粉25份在130℃干燥4小时；

S13.将步骤S12干燥后的液晶聚酯树脂、乙烯共聚物滑石粉投入失重式喂料机，通过喂料机按照配方比例将原料投入双螺杆挤出机于340±10℃下进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒制造出液晶聚酯复合物。

实施例2

本实施例提供了一种液晶聚酯复合物及其制备方法。所述液晶聚酯复合物包括下述表1中的重量份数的组分和含量。其中，液晶聚酯树脂均分子量为45000，滑石粉的尺寸为400目。

液晶聚酯复合物的制备方法如下：

S21.液晶聚酯树脂的制备：树脂结构单元为对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、联苯酚、6-羟基-2-萘酸及间苯二甲酸，乙酰化剂为醋酸酐；

S22.按照表1中实施例2所述的重量份数，将选择的液晶聚酯树脂(全芳香族液晶聚酯树脂，江苏沃特特种材料制造有限公司)72份、乙烯共聚物3份，滑石粉25份在130℃干燥4小时；

S23.将步骤S22干燥后的液晶聚酯树脂、乙烯共聚物滑石粉投入失重式喂料机，通过喂料机按照配方比例将原料投入双螺杆挤出机于320±10℃下进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒制造出液晶聚酯复合物。

实施例3

本实施例提供了一种液晶聚酯复合物及其制备方法。所述液晶聚酯复合物包括下述表1中的重量份数的组分和含量。其中，液晶聚酯树脂均分子量为45000，滑石粉的尺寸为400目。

液晶聚酯复合物的制备方法如下：

S31.液晶聚酯树脂的制备：树脂结构单元为对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、联苯酚、6-羟基-2-萘酸及间苯二甲酸，乙酰化剂为醋酸酐；

S32.按照表1中实施例3所述的重量份数，将选择的液晶聚酯树脂(全芳香族液晶聚酯树脂，江苏沃特特种材料制造有限公司)70份、乙烯共聚物5份，滑石粉25份在130℃干燥4小时；

S33.将步骤S32干燥后的液晶聚酯树脂、乙烯共聚物滑石粉投入失重式喂料机，通过喂料机按照配方比例将原料投入双螺杆挤出机于330±10℃下进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒制造出液晶聚酯复合物。

对比例1

提供一种液晶聚酯树脂复合物，其包括下述表1中的重量份数的组分和含量。其制备方法参照实施例1的制备方法。

相应性能的测试

将上述实施例1至实施例3提供的液晶聚酯复合物和对比例1提供的液晶聚酯树脂复合物分别作为注塑原料，使用注塑成型机注塑成型，然后通过下列检测标准对其进行性能测试分别进行测试，测试结果如下述表2所示：

(1)弯曲强度：按ASTM D-790测试。

(2)熔接痕强度：使用模具注塑成型，样品尺寸长度100±1mm，宽度12.7±0.1mm，厚度1.0±0.1mm，注塑时塑料溶胶从样品两端进入磨具，熔接线位于样品中点，注塑成型后测试样品的弯曲强度，测试条件为：支点跨距40mm,压头半径5mm，加载速度2mm/min。

表1

表2

参照上述表2，实施例1-3与比较例1中制造的液晶聚酯树脂复合物相比熔接痕强度提高，同时具有较高的机械强度，适用于制造环形电子部件。

本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶聚酯复合物，其特征在于，包括以下重量份数的组份：

液晶聚酯树脂 60-90份

增强树脂 1-5份

填料 10-40份。

2.根据权利要求1所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述填料为玻璃纤维、滑石粉、云母、硅灰石、碳酸钙、粘土、玻璃微珠中的一种或者两种以上的混合物；和/或

所述增强树脂为聚烯烃共聚物。

3.根据权利要求1或2所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂，所述全芳香族液晶聚酯树脂数均分子量为10000-100000。

4.根据权利要求3所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述全芳香族液晶聚酯树脂至少含有如下任一种重复单元：

-O-Ar-O-、-HN-Ar-NH-、-HN-Ar-O-、-OC-Ar-CO-、-O-Ar-CO-、-HN-Ar-CO-；

且所述重复单元中的Ar基团为苯撑、联苯撑、萘、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物任一种，或为苯撑、联苯撑、萘、两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中的一个以上的氢被其他元素取代的芳香族化合物；

所述聚烯烃共聚物为乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物及它们与环氧化合物、马来酸酐的接枝共聚物的一种或两种以上的组合物。

5.根据权利要求3-4任一所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述全芳香族液晶聚酯预聚物是先将第一单体和第二单体进行缩聚反应，然后将所述缩聚反应合成全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相缩聚反应制备获得；其中，所述第一单体为自由芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺中的至少一种，所述第二单体为芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸、芳香族氨基羧酸中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述第一单体和/或第二单体事先被酰基化剂预处理。

7.根据权利要求6所述的液晶聚酯复合物，其特征在于：所述酰基化剂为乙酰基化剂中的至少一种。

8.一种液晶聚酯复合物的制备方法，包括如下步骤：

按照权利要求1-7任一所述的液晶聚酯复合物所含的组分种类和含量分别称取各组分原料；

将称取的各组分原料进行熔融混炼挤出处理。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述熔融混炼挤出处理的温度为310-350℃。

10.权利要求1-7任一所述的液晶聚酯复合物或者由权利要求8-9任一所述的制备方法制备的液晶聚酯复合物在环形电子部件、精密连接器、插接件、摄像头模组或电子元器件中的应用。