JP2024108735A - Liquid Crystal Polyester Resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、靭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 with excellent toughness.
液晶ポリエステルは、流動性が良好であり、また、バリが出にくいという特徴を有し、耐熱性、剛性等の機械物性、耐薬品性、寸法精度等にも優れるため、複雑な形状を有する電気・電子部品において、その使用量が増大している。 Liquid crystal polyester has good fluidity and is less likely to produce burrs. It also has excellent mechanical properties such as heat resistance and rigidity, chemical resistance, and dimensional accuracy, so its use is increasing in electrical and electronic parts with complex shapes.
電気・電子部品は、近年の小型化や軽量化に伴い、薄肉化や形状の複雑化が進みつつある。そのため、液晶ポリエステルを用いた成形品には高い製品強度が要求されている。一方で、とりわけモーターなどの用途には、強度だけではなく外力に応じて適度にひずむことができる粘り強さ、すなわち靭性が要求される。 In recent years, electrical and electronic parts have become thinner and more complex in shape as they become smaller and lighter. This calls for high product strength in molded products made from liquid crystal polyester. However, applications such as motors in particular require not only strength but also the tenacity to be able to appropriately deform in response to external forces, i.e. toughness.
一般に、液晶ポリエステルは、充填剤や他の樹脂をブレンドすることにより靭性が向上することが知られている。例えば、体積平均粒径が10~50μmかつアスペクト比が50~100のマイカを含有する液晶ポリエステル樹脂組成物(特許文献1)や、ポリカーボネート系樹脂と液晶性樹脂とを配合してなることを特徴とする樹脂組成物(特許文献2)が提案されている。 It is generally known that the toughness of liquid crystal polyester can be improved by blending it with a filler or other resin. For example, a liquid crystal polyester resin composition containing mica with a volume average particle size of 10 to 50 μm and an aspect ratio of 50 to 100 (Patent Document 1) and a resin composition characterized by blending a polycarbonate resin and a liquid crystal resin (Patent Document 2) have been proposed.
しかしながら、さらなる靭性の向上のために充填剤を大量に配合すると、柔軟性などの樹脂の物性に悪影響を与えるため、充填剤の配合量には制限があった。また、ブレンド工程が必要な場合には、それに伴いコストも増大するという課題があった。そのため、液晶ポリエステル樹脂自体の靭性の改良が求められていた。 However, adding a large amount of filler to further improve toughness has a negative effect on the resin's physical properties, such as flexibility, so there is a limit to the amount of filler that can be added. In addition, if a blending process is required, there is also the issue of increased costs. For this reason, there has been a demand for improving the toughness of the liquid crystal polyester resin itself.
本発明の目的は、靭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。 The object of the present invention is to provide a liquid crystal polyester resin with excellent toughness.
本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、特定の繰返し単位を構成成分とすることによって、靭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、本発明を完成させるに至った。 In view of the above problems, the inventors conducted intensive research and discovered that liquid crystal polyester resins with excellent toughness can be obtained by using specific repeating units as constituent components, leading to the completion of the present invention.
すなわち本発明は、以下の好適な態様を包含する。
[1]式[I]~[V]
9≦p≦25、
17≦q≦25、
17≦r≦25、
17≦s≦25、
17≦t≦25、
p+q+r+s+t=100]
で表される繰返し単位を含んで構成され、JIS K7161に準拠して測定した引張ひずみが7.0%以上である液晶ポリエステル樹脂。
[2]r/q=0.6~1.4を満たす、[1]に記載の液晶ポリエステル樹脂。
[3]r≦qを満たす、[1]または[2]に記載の液晶ポリエステル樹脂。
[4]s/t=0.6~1.4を満たす、[1]~[3]のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂。
[5][1]~[4]のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂と無機充填材および/または有機充填材を含む、液晶ポリエステル樹脂組成物。
[6]無機充填材および/または有機充填材は、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種以上である、[5]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[7][1]~[4]のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂あるいは[5]または[6]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物から構成される、成形品、フィルムまたは繊維からなる物品。
That is, the present invention includes the following preferred embodiments.
[1] Formulas [I] to [V]
9≦p≦25,
17≦q≦25,
17≦r≦25,
17≦s≦25,
17≦t≦25,
p+q+r+s+t=100]
and having a tensile strain of 7.0% or more as measured in accordance with JIS K7161.
[2] The liquid crystal polyester resin according to [1], wherein r/q is 0.6 to 1.4.
[3] The liquid crystal polyester resin according to [1] or [2], wherein r≦q is satisfied.
[4] The liquid crystal polyester resin according to any one of [1] to [3], wherein s/t is 0.6 to 1.4.
[5] A liquid crystal polyester resin composition comprising the liquid crystal polyester resin according to any one of [1] to [4] and an inorganic filler and/or an organic filler.
[6] The liquid crystal polyester resin composition according to [5], wherein the inorganic filler and/or organic filler is at least one selected from the group consisting of glass fiber, silica alumina fiber, alumina fiber, carbon fiber, potassium titanate fiber, aluminum borate fiber, aramid fiber, talc, mica, graphite, wollastonite, dolomite, clay, glass flakes, glass beads, glass balloons, calcium carbonate, barium sulfate, and titanium oxide.
[7] An article made of a molded article, a film or a fiber, which is composed of the liquid crystal polyester resin according to any one of [1] to [4] or the liquid crystal polyester resin composition according to [5] or [6].
本発明によれば、靭性に優れた液晶ポリエステル樹脂を得ることができる。 According to the present invention, a liquid crystal polyester resin with excellent toughness can be obtained.
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, which is known to those skilled in the art as a thermotropic liquid crystal polyester resin.
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 properties of the anisotropic molten phase of liquid crystal polyester resin can be confirmed by the conventional deflection inspection method using cross polarizers, i.e., by observing a sample placed on a hot stage under a nitrogen atmosphere.
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、式[I]~[V]で表される繰返し単位を含んで構成される。
9≦p≦25、
17≦q≦25、
17≦r≦25、
17≦s≦25、
17≦t≦25、
p+q+r+s+t=100]
The liquid crystal polyester resin of the present invention is constituted by containing repeating units represented by the formulae [I] to [V].
9≦p≦25,
17≦q≦25,
17≦r≦25,
17≦s≦25,
17≦t≦25,
p+q+r+s+t=100]
式[I]に係る組成比pは9~25モル%であり、9.5~22モル%が好ましく、10~19モル%がより好ましく、10.5~16モル%がさらに好ましく11~14モル%が特に好ましい。 The composition ratio p in formula [I] is 9 to 25 mol%, preferably 9.5 to 22 mol%, more preferably 10 to 19 mol%, even more preferably 10.5 to 16 mol%, and particularly preferably 11 to 14 mol%.
式[I]で表される繰返し単位が9モル%未満であると衝撃強度が低くなり、25モル%を超えると融点が下がり耐熱性が低くなる。 If the repeating unit represented by formula [I] is less than 9 mol%, the impact strength will be low, and if it exceeds 25 mol%, the melting point will be low and heat resistance will be low.
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、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 monomers that provide the repeating unit represented by formula [I] include, for example, 4-hydroxybenzoic acid and its acylation products, ester derivatives, acid halides, and other ester-forming derivatives.
式[II]に係る組成比qは17~25モル%であり、18~24.5モル%が好ましく、19~24モル%がより好ましく、20~23.5モル%がさらに好ましく、21~23モル%が特に好ましく、21.5~22.5モル%がより特に好ましい。 The composition ratio q in formula [II] is 17 to 25 mol%, preferably 18 to 24.5 mol%, more preferably 19 to 24 mol%, even more preferably 20 to 23.5 mol%, particularly preferably 21 to 23 mol%, and more particularly preferably 21.5 to 22.5 mol%.
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、ハイドロキノン、ならびにこ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 monomers that provide the repeating unit represented by formula [II] include hydroquinone and its acylated and other ester-forming derivatives.
式[III]に係る組成比rは17~25モル%であり、18~24.5モル%が好ましく、19~24モル%がより好ましく、20~23.5モル%がさらに好ましく、21~23モル%が特に好ましく、21.5~22.5モル%がより特に好ましい。 The composition ratio r in formula [III] is 17 to 25 mol%, preferably 18 to 24.5 mol%, more preferably 19 to 24 mol%, even more preferably 20 to 23.5 mol%, particularly preferably 21 to 23 mol%, and more particularly preferably 21.5 to 22.5 mol%.
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、4,4´-ジヒドロキシビフェニル、ならびにこ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 monomers that give the repeating unit represented by formula [III] include 4,4'-dihydroxybiphenyl and its acylated and other ester-forming derivatives.
式[IV]に係る組成比sは17~25モル%であり、18~24.5モル%が好ましく、19~24モル%がより好ましく、20~23.5モル%がさらに好ましく、21~23モル%が特に好ましく、21.5~22.5モル%がより特に好ましい。 The composition ratio s of formula [IV] is 17 to 25 mol%, preferably 18 to 24.5 mol%, more preferably 19 to 24 mol%, even more preferably 20 to 23.5 mol%, particularly preferably 21 to 23 mol%, and more particularly preferably 21.5 to 22.5 mol%.
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、テレフタル酸、ならびにこのエステル誘導体、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 monomers that provide the repeating unit represented by formula [IV] include terephthalic acid, as well as its ester derivatives and ester-forming derivatives such as acid halides.
式[V]に係る組成比tは17~25モル%であり、18~24.5モル%が好ましく、19~24モル%がより好ましく、20~23.5モル%がさらに好ましく、21~23モル%が特に好ましく、21.5~22.5モル%がより特に好ましい。 The composition ratio t in formula [V] is 17 to 25 mol%, preferably 18 to 24.5 mol%, more preferably 19 to 24 mol%, even more preferably 20 to 23.5 mol%, particularly preferably 21 to 23 mol%, and more particularly preferably 21.5 to 22.5 mol%.
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、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ならびにこのエステル誘導体、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 monomers that give the repeating unit represented by formula [V] include 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, as well as its ester derivatives and ester-forming derivatives such as acid halides.
式[II]に係る組成比qと式[III]に係る組成比rは、r/qが0.6~1.4であるのが好ましく、r/qが0.8~1.2であるのがより好ましく、r/qが0.9~1.1であるのがさらに好ましい。また、r≦q、すなわちr/qが1以下であるのが好ましく、等モルであることが特に好ましい。 The composition ratio q in formula [II] and the composition ratio r in formula [III] are preferably r/q 0.6 to 1.4, more preferably r/q 0.8 to 1.2, and even more preferably r/q 0.9 to 1.1. It is also preferable that r≦q, i.e., r/q is 1 or less, and it is particularly preferable that they are equimolar.
式[IV]に係る組成比sと式[V]に係る組成比tは、s/tが0.6~1.4であるのが好ましく、0.8~1.2であるのがより好ましく、0.9~1.1であるのがさらに好ましく、等モルであることが特に好ましい。 The composition ratio s in formula [IV] and the composition ratio t in formula [V] are preferably s/t in the range of 0.6 to 1.4, more preferably 0.8 to 1.2, even more preferably 0.9 to 1.1, and are particularly preferably equimolar.
本発明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、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 total composition ratio of the repeating units in the liquid crystal polyester resin of the present invention [p+q+r+s+t] is preferably 100 mol %, but other repeating units may also be contained within a range that does not impair the object of the present invention.
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、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、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。 Examples of monomers that provide other repeating units include other aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic diols, aromatic dicarboxylic acids, aromatic hydroxyamines, aromatic diamines, aromatic aminocarboxylic acids, aromatic hydroxydicarboxylic acids, aliphatic diols, aliphatic dicarboxylic acids, aromatic mercaptocarboxylic acids, aromatic dithiols, aromatic mercaptophenols, and combinations of these.
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 the repeating units provided by these other monomer components is preferably 10 mol % or less of the total 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。
The method for producing the liquid crystal polyester resin of the present invention will be described below.
The method for producing the liquid crystal polyester resin of the present invention is not particularly limited, and any known polycondensation method for forming an ester bond from the above-mentioned monomer components, such as 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 molten acidolysis method is a method suitable for producing the liquid crystal polyester resin of the present invention, in which the monomers are first heated to form a molten liquid of the reactants, and the reaction is continued to obtain a molten polyester. A vacuum may be applied to facilitate the removal of volatile by-products (e.g., acetic acid, water, etc.) produced in the final stage of 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。 Slurry polymerization is a process in which the reaction is carried out in the presence of a heat exchange fluid, and the solid product is obtained in a state suspended in the 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 molten acidolysis method and the slurry polymerization method, the polymerizable monomer components used in producing the liquid crystal polyester resin can be subjected to the reaction at room temperature in a modified form in which the hydroxyl groups are acylated, i.e., as lower acylated products. The lower acyl groups preferably have 2 to 5 carbon atoms, and more preferably have 2 or 3 carbon atoms. Particularly preferred is a method in which an acetylated product of the monomer component is used 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 monomer may be synthesized in advance by separate acylation, 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 crystal polyester resin.
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 the molten acidolysis method or the slurry polymerization method, a catalyst may be used during the reaction, if necessary.
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, organic tin compounds (dialkyl tin oxides such as dibutyltin oxide, diaryl tin oxides, etc.), titanium dioxide, antimony trioxide, organic titanium compounds (alkoxy titanium silicates, titanium alkoxides, etc.), alkali and alkaline earth metal salts of carboxylic acids (potassium acetate, sodium acetate, etc.), Lewis acids ( BF3 , etc.), gaseous acid catalysts such as hydrogen halides (HCl, etc.), and the like.
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。 The amount of catalyst used is preferably 10 to 1000 ppm, more preferably 20 to 200 ppm, based on the mass of monomer.
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 crystal polyester resin obtained by such a polycondensation reaction is extracted in a molten state from the polymerization reaction tank, processed into pellets, flakes, or powder, and then subjected to molding processing 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。 Liquid crystal polyester resin in pellet, flake, or powder form may be heat-treated in a substantially solid state under reduced pressure, vacuum, or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or helium in order to increase the molecular weight and improve heat resistance.
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 heat treatment temperature is not particularly limited as long as the liquid crystal polyester resin does not melt, but is preferably 260 to 350°C, and more preferably 280 to 320°C.
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、キャピラリーレオメーター(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1000s-1の条件下、結晶融解温度+20℃で測定した溶融粘度が、10~100Pa・sであるものが好ましく、12~60Pa・sであるものがより好ましい。 The liquid crystal polyester resin of the present invention preferably has a melt viscosity of 10 to 100 Pa·s, more preferably 12 to 60 Pa·s, measured using a capillary rheometer (Capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) with a capillary of 0.7 mmφ×10 mm under a shear rate of 1000 s −1 at a crystal melting temperature of +20° C.
本発明の液晶ポリエステル樹脂の引張ひずみは7.0%以上であり、7.1%以上であるのが好ましく、7.2%以上であるのがより好ましい。尚、本明細書中における引張ひずみの測定値はJIS K7161に準拠し、後述の実施例に記載の測定方法によって測定される値である。 The tensile strain of the liquid crystal polyester resin of the present invention is 7.0% or more, preferably 7.1% or more, and more preferably 7.2% or more. The measured values of tensile strain in this specification are values measured in accordance with JIS K7161 by the measurement method described in the examples below.
本発明の液晶ポリエステル樹脂の伸び(平均)は15%以上であるのが好ましく、17%で以上あるのがより好ましく、20%以上であるのがさらに好ましい。 The average elongation of the liquid crystal polyester resin of the present invention is preferably 15% or more, more preferably 17% or more, and even more preferably 20% or more.
本発明の液晶ポリエステル樹脂の伸び(最大)は36%以上であるのが好ましく、38%以上であるのがより好ましく、40%以上であるのがさらに好ましい。尚、本明細書中における伸びの測定値は、後述の実施例に記載の測定方法によって測定される値である。 The elongation (maximum) of the liquid crystal polyester resin of the present invention is preferably 36% or more, more preferably 38% or more, and even more preferably 40% or more. The measured elongation values in this specification are values measured by the measurement method described in the examples below.
引張ひずみおよび伸びが大きいほど、靭性に優れることを意味する。本発明の液晶ポリエステル樹脂の引張ひずみおよび伸びの測定値は、上記範囲内にあることで、靭性に優れるため好ましい。 The larger the tensile strain and elongation, the better the toughness. It is preferable that the measured values of the tensile strain and elongation of the liquid crystal polyester resin of the present invention are within the above ranges, since the resin has excellent toughness.
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 made into a liquid crystal polyester resin composition containing inorganic fillers and/or organic fillers, additives, other resin components, etc.
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 inorganic and/or organic fillers that may be contained in the liquid crystal polyester resin composition of the present invention include glass fibers, silica alumina fibers, alumina fibers, carbon fibers, potassium titanate fibers, aluminum borate fibers, aramid fibers, talc, mica, graphite, wollastonite, dolomite, clay, glass flakes, glass beads, glass balloons, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, etc. These fillers may be used alone or in combination of two or more.
これらの中では、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 preferred because they offer an excellent balance between mechanical properties and cost.
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 an inorganic filler and/or an organic filler is contained, the content is preferably 1 to 150 parts by mass, and more preferably 10 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the liquid crystal polyester resin.
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、柔軟性が低下する傾向がある。 When the content of inorganic filler and/or organic filler is 1 part by mass or more, the liquid crystal polyester resin composition is likely to have an improved mechanical strength. When the content of inorganic filler and/or organic filler exceeds 150 parts by mass, flexibility tends to decrease.
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 lubricants such as higher fatty acids, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, and higher fatty acid metal salts (here, higher fatty acids refer to those having 10 to 25 carbon atoms), release agents such as polysiloxanes and fluororesins, colorants such as dyes, pigments, and carbon black, flame retardants, antistatic agents, surfactants, antioxidants such as phosphorus-based antioxidants, phenolic antioxidants, and sulfur-based antioxidants, weather resistance 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 total content is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the liquid crystal polyester resin.
添加剤の添加により機能を発現させる場合、その含有量が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 a function is expressed by adding an additive, if the content is less than 0.01 parts by mass, the function of the additive tends to be difficult to realize, and if the content exceeds 10 parts by mass, the thermal stability of the liquid crystal polyester resin composition during molding processing tends to deteriorate.
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。 When additives such as lubricants and release agents are used among the other additives, they may be added when preparing the liquid crystal polyester resin composition, or may be attached to the surface of the liquid crystal polyester resin pellets during molding.
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 thermoplastic resins such as polyamide, polyester, polyacetal, polyphenylene ether and modified products thereof, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, and polyamideimide, and thermosetting resins such as phenolic resin, epoxy resin, and polyimide resin. These resin components may be used alone or in combination of two or more.
上記他の樹脂成分を含有する場合、その含有量は、液晶ポリエステル樹脂100質量部に対して0.1~100質量部が好ましく、0.5~80質量部がより好ましい。 When the above-mentioned other resin components are contained, the content is preferably 0.1 to 100 parts by mass, and more preferably 0.5 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the liquid crystal polyester resin.
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 can be obtained by mixing the liquid crystal polyester resin with inorganic fillers and/or fillers, additives or other resin components, and melt-kneading the mixture at temperatures ranging from the crystalline melting temperature of the liquid crystal polyester resin to the crystalline melting temperature + 50°C using a Banbury mixer, kneader, single-screw or twin-screw extruder, or the like.
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、押出成形、ブロー成形など公知の加工方法によって成形品、フィルムまたは繊維などの物品に加工される。 The liquid crystal polyester resin or liquid crystal polyester resin composition of the present invention thus obtained is processed into articles such as molded articles, films, or fibers by known processing methods such as injection molding, compression molding, extrusion molding, and 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靭性に優れるためモーター用途やフィルム用途等に好適に使用することができる。 The liquid crystal polyester resin or liquid crystal polyester resin composition of the present invention has excellent toughness and can be suitably used for motor applications, film applications, etc.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例における各物性値は以下の方法によって測定した。 The physical properties in the examples were measured using the following methods.
〈結晶融解温度〉
セイコーインスツルメンツ(株)製の示差走査熱量計(DSC)Exstar6000を用いて測定を行った。液晶ポリマーの試料を、40℃から20℃/分の昇温条件下で375℃まで昇温させた後に10分間保持する。次いで、20℃/分の降温条件で50℃まで試料を冷却した後に、再度20℃/分の昇温条件で375℃まで測定した際の吸熱ピークを観測し、そのピークトップを示す温度を液晶ポリマーの結晶融解温度とした。また、ピークが複数出た場合はピーク面積の大きい側(融解エンタルピーが大きい側)を結晶融解温度とした。
<Crystal Melting Temperature>
The measurement was carried out using a differential scanning calorimeter (DSC) Exstar 6000 manufactured by Seiko Instruments Inc. The liquid crystal polymer sample was heated from 40°C to 375°C under a temperature increase condition of 20°C/min, and then held for 10 minutes. Next, the sample was cooled to 50°C under a temperature decrease condition of 20°C/min, and then measured again under a temperature increase condition of 20°C/min up to 375°C. The endothermic peak was observed, and the temperature showing the peak top was taken as the crystalline melting temperature of the liquid crystal polymer. In addition, when multiple peaks were observed, the side with the larger peak area (the side with the larger melting enthalpy) was taken as the crystalline melting temperature.
〈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、表1に示す測定温度(結晶融解温度+20℃)における溶融粘度を測定した。
<Melt Viscosity>
The melt viscosity was measured at the measurement temperature shown in Table 1 (crystal melting temperature + 20° C.) using a melt viscosity measuring device (Capillograph 1D, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) and a capillary of 0.7 mmφ×10 mm under the condition of a shear rate of 1000 sec −1 .
〈引張ひずみ〉
型締め圧15tの射出成形機(住友重機械工業(株)製 MINIMAT M26/15)を用いて、シリンダー温度は表1に示す成形温度、金型温度は70℃で射出成形し、図1の厚み2.0mmのダンベル状試験片を得た。引張試験はINSTRON5567(インストロンジャパン カンパニイリミテッド社製万能試験機)を用いて、スパン間距離25.4mm、引張速度5.0mm/分で行った。
Tensile strain
Using an injection molding machine (MINIMAT M26/15 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) with a clamping pressure of 15 t, injection molding was performed at a cylinder temperature shown in Table 1 and a mold temperature of 70° C. to obtain dumbbell-shaped test pieces having a thickness of 2.0 mm as shown in Figure 1. Tensile tests were performed using an INSTRON 5567 (a universal testing machine manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) with a span distance of 25.4 mm and a tensile speed of 5.0 mm/min.
〈曲げ強度および曲げ弾性率〉
型締め圧15tの射出成形機(住友重機械工業(株)製 MINIMAT M26/15)を用いて、シリンダー温度は表1に示す成形温度、金型温度は70℃で射出成形し、短冊状試験片(長さ65mm×幅12.7mm×厚さ2.0mm)を作製した。曲げ試験は、3点曲げ試験をINSTRON5567(インストロンジャパンカンパニイリミティッド社製万能試験機)を用いて、ASTM D790に準拠し、スパン間距離40.0mm、圧縮速度1.3mm/分で行った。
<Flexural strength and flexural modulus>
Using an injection molding machine (MINIMAT M26/15 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) with a clamping pressure of 15 t, injection molding was performed at a cylinder temperature of the molding temperature shown in Table 1 and a mold temperature of 70° C. to prepare rectangular test pieces (length 65 mm × width 12.7 mm × thickness 2.0 mm). The bending test was a three-point bending test using an INSTRON 5567 (a universal testing machine manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) in accordance with ASTM D790, with a span distance of 40.0 mm and a compression speed of 1.3 mm/min.
〈伸び〉
真空プレス機((株)井本製作所製 IMC1A36)を用いて、表1に示す成形温度で、3分間50MPaの加圧力でプレス成形し、短冊状試験片(長さ80mm×幅10mm×厚さ0.13mm)を作製した。伸びの測定は、オートグラフ((株)島津製作所製万能試験機AG-Xplus)を用いて、スパン間距離40.0mm、引張速度5.0mm/分で5回実施し、短冊状試験片の伸び(%)の最大値と平均値を算出した。
<stretch>
Using a vacuum press (IMC1A36 manufactured by Imoto Manufacturing Co., Ltd.), press molding was performed at a pressure of 50 MPa for 3 minutes at the molding temperature shown in Table 1 to prepare rectangular test pieces (length 80 mm x width 10 mm x thickness 0.13 mm). Elongation was measured five times using an autograph (Universal testing machine AG-Xplus manufactured by Shimadzu Corporation) at a span distance of 40.0 mm and a tensile speed of 5.0 mm/min, and the maximum and average elongation (%) of the rectangular test pieces were calculated.
〈Izod衝撃強度〉
型締め圧15tの射出成形機(住友重機械工業(株)製MINIMAT M26/15)を用いて、シリンダー温度は表1に示す成形温度、金型温度は70℃で射出成形し、短冊状試験片(長さ65mm×幅12.7mm×厚さ2.0mm)を作製し、ノッチを付した後にASTM D256に準拠して測定した。
<Izod impact strength>
Using an injection molding machine (MINIMAT M26/15 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) with a mold clamping pressure of 15 t, injection molding was performed at a cylinder temperature of the molding temperature shown in Table 1 and a mold temperature of 70°C. Strip-shaped test pieces (length 65 mm x width 12.7 mm x thickness 2.0 mm) were prepared and notched, and then measured in accordance with ASTM D256.
実施例において、下記の略号は以下の化合物を表す。
LCP:液晶ポリマー
POB:4-ヒドロキシ安息香酸
BON6:6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸
HQ:ハイドロキノン
BP:4,4´-ジヒドロキシビフェニル
TPA:テレフタル酸
NDA:2,6-ナフタレンジカルボン酸
In the examples, the following abbreviations represent the following compounds.
LCP: Liquid crystal polymer POB: 4-hydroxybenzoic acid BON6: 6-hydroxy-2-naphthoic acid HQ: Hydroquinone BP: 4,4'-dihydroxybiphenyl TPA: Terephthalic acid NDA: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid
[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、POB、HQ、BP、TPAおよびNDAを、下記に示す組成比で総量6.5モルとなるように仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.05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。窒素ガス雰囲気下に室温から150℃まで1時間かけて昇温し、同温度にて30分間保持した。次いで、副生する酢酸を留出させつつ240℃まで速やかに昇温し、同温度にて30分間保持した。その後、5時間かけて350℃まで昇温した後、30分かけて20mmHgにまで減圧した。所定のトルクを示した時点で重合反応を終了し、反応容器から内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリマー1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LCPについて各物性を測定した。結果を表1に示す。
POB :107.9g(12モル%)
HQ :157.8g(22モル%)
BP :266.8g(22モル%)
TPA :237.7g(22モル%)
NDA :309.3g(22モル%)
[Example 1]
In a reaction vessel equipped with a torque meter-equipped stirrer and a distillation tube, POB, HQ, BP, TPA and NDA were charged in a total amount of 6.5 moles in the composition ratio shown below, and acetic anhydride was further charged in an amount 1.05 times the moles of hydroxyl groups (moles) of all monomers, and deacetic acid polymerization was performed under the following conditions. The temperature was raised from room temperature to 150°C over 1 hour in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was maintained at the same temperature for 30 minutes. Next, the temperature was quickly raised to 240°C while distilling off the by-product acetic acid, and the temperature was maintained at the same temperature for 30 minutes. After that, the temperature was raised to 350°C over 5 hours, and the pressure was reduced to 20 mmHg over 30 minutes. The polymerization reaction was terminated when a predetermined torque was indicated, the contents were removed from the reaction vessel, and pellets of liquid crystal polymer 1 were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during polymerization was almost the theoretical value. The physical properties of the obtained LCP were measured. The results are shown in Table 1.
POB: 107.9 g (12 mol%)
HQ: 157.8 g (22 mol%)
BP: 266.8 g (22 mol%)
TPA: 237.7 g (22 mol%)
NDA: 309.3 g (22 mol%)
[実施例2~4、比較例1~4]
原料のモノマーを表1のモル%となるように仕込んだ以外は、実施例1と同様にLCPを得た。得られた各LCPについて各物性をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 4]
LCPs were obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material monomers were charged in the mole percentages shown in Table 1. The physical properties of each of the obtained LCPs were measured. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、実施例1~4で得られた液晶ポリエステル樹脂は靭性(引張ひずみ、および伸び)に優れることが理解される。
Claims (7)
9≦p≦25、
17≦q≦25、
17≦r≦25、
17≦s≦25、
17≦t≦25、
p+q+r+s+t=100]
で表される繰返し単位を含んで構成され、JIS K7161に準拠して測定した引張ひずみが7.0%以上である、液晶ポリエステル樹脂。 Formulas [I] to [V]
9≦p≦25,
17≦q≦25,
17≦r≦25,
17≦s≦25,
17≦t≦25,
p+q+r+s+t=100]
and having a tensile strain of 7.0% or more as measured in accordance with JIS K7161.
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