低粘度液晶聚合物组合物制造技术

技术编号:1604769 阅读:209 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术制备了熔体粘度获得改善的液晶聚酯或聚(酯-酰胺),其制备方法是使该聚合物与有限量的含特殊功能团如羟基、羧基或胺的化合物反应。该方法可在一种典型的聚合物熔体混合设备如挤出机中进行。本发明专利技术的低粘度聚合物产品具有惊人的韧性且对于电子元件的封装特别有用。(*该技术在2019年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有非常高韧性的、熔体流动性获得改善的液晶聚合物组合物(LCP)。
技术介绍
液晶聚合物组合物在本领域中用各种不同的术语表述,包括“液晶”和“各向异性熔体”。人们知道,LCP较之没有液晶特性的同类聚合物具有极高的抗张强度和模量。LCP可用于许多应用领域中,其中包括用作各种电器零部件的模塑树脂,以及用作诸如薄膜之类其它用途的模塑树脂。虽然已知LCP在困难的模塑条件下能够产生流动,但在某些情况下,例如在封装电子元件时,通常的模塑级LCP的熔体粘度就太高了。一般而言,任何给定的LCP的熔体粘度主要受到聚合物分子量的影响,分子量越低熔体粘度也就越低。虽然低分子量的LCP可直接通过缩聚方法进行合成,但这种方法有许多缺点。所合成的聚合物在熔体加工过程中会因为熔体继续产生聚合作用而使分子量(MW)趋于上升。在极低的粘度如50帕·秒或更低的情况下,这类LCP则非常脆。此外,设计用于生产模塑级聚合物的方法中处理这类低分子量聚合物会遇到问题。欧洲专利申请376,615叙述了一种制备具有相对低熔体粘度LCP的方法,该方法是将100份高分子量LCP与1~100份、优选为10~40份低分子量,即MW约1000~7000、优选为1000~4000的LCP混合。该方法要求采用特殊设备生产非常低分子量的LCP,因MW为1000~7000的低分子量LCP材料在市场上不易购得。美国专利No.4,434,262叙述了一种熔体可加工性能获得改善的共混物,该共混物由主含量的聚酯或聚烯烃与低MW液晶化合物、最好分子量低于1000的液晶化合物组成。该液晶化合物不会跟熔体中的聚烯烃或聚酯组分产生化学反应。通过向90重量份的聚烯烃或聚酯中加入10重量份的液晶化合物,获得的结果是熔体粘度下降了25%~75%。因此,本专利技术之目的在于提供一种改善LCP熔体粘度或流动性的方法,以及提供一种熔体粘度或流动性获得改善的LCP树脂组合物,该组合物能够在较低加工温度下被有效地制成一种薄型制品或一种形状复杂的制品,同时又能保持母体LCP原有的强度、刚性以及伸长特性。专利技术概述一种具有改善流动性和优良韧性特征的组合物,包含一种热致液晶聚合物和相对于每公斤该液晶聚合物而言其量为约5~约250毫当量的功能性化合物,该功能性化合物的功能基选自羟基、羧基、羧酸酯、酯和伯胺或仲胺。本专利技术还涉及制造低熔体粘度热致液晶的一种实用方法,该方法包括在反应条件下将液晶聚合物与功能性化合物按照每公斤液晶聚合物含约5~约250毫当量功能性化合物的比例进行混合。该功能性化合物选自羟基、羧基、羧酸酯、酯和伯胺或仲胺。本专利技术还涉及一种改善液晶聚合物流动性的方法,该方法包括在足以使所说的功能性化合物与所说液晶聚合物发生反应的温度下使所说的液晶聚合物与相对于每公斤液晶聚合物而言其量为约5~约250毫当量的功能性化合物混合,混合时间应足以能使所说的液晶聚合物在1000秒-1剪切速率下的熔体粘度下降至少10%,该功能性化合物的功能基选自羟基、羧基、羧酸酯、酯和伯胺或仲胺。专利技术详述LCP组分热致液晶聚合物在本领域中已知有各种不同的术语表述,包括“液晶”和“各向异性熔体”。液晶聚合物是由这样一类单体制成的,该单体沿分子轴方向一般是长的、扁平的且相当刚硬的,且其分子链是一种同轴的或平行的伸展连接。一种聚合物是否呈现液晶态,可借助已知方法测定光学各向异性来判断。如果采用偏光显微镜在熔体相中观察到十字形偏振器之间有光通过,则该聚合物就是各向异性的。本文所赋予常规意义的热致液晶聚合物是按照美国专利4,075,262中所述的TOT试验法测定的一种LCP,该专利并入本文作为参考。本文中所用的LCP聚合物包括聚酯、聚(酯-酰胺)、聚(酯-酰亚胺)、聚(酯-酰胺-酰亚胺)、聚偶氮甲碱以及它们的混合物。任何的热致LCP均可用于这类组合物及加工方法。优选的LCP是聚酯类或聚(酯-酰胺)类,特别优选的是,所说的聚酯或聚(酯-酰胺)为部分或全部芳族的。所谓芳族聚酯指的是,酯基上的碳原子和氧原子,-C(O)O-(以这种通式键合),是键合到构成芳环的碳原子上的。功能性化合物本专利技术所用的功能性化合物可为单、双、三功能团的,等等。如果存在一个以上功能团,则对于任何特定功能性化合物而言,其功能基最好应当是相同的功能团。另外,最好功能团是直接键合于芳环的碳原子上的。可以使用一种以上的功能性化合物,只要加入的功能性化合物的总量落在每公斤LCP含约5~约250毫当量(meq/kg)范围内即可。功能性化合物可含有其它取代基,只要这些取代基不干扰降低LCP粘度的过程即可。有用的功能性化合物包含氢醌、1-萘酚、双酚A、1,6-己烷二胺氨基甲酸酯、对苯二甲酸、1,3,5-苯三酸、2,6-萘二甲酸、1-萘甲酸、苯甲酸钠、对苯二甲酸二甲酯、二乙酸氢醌酯、6-羟基-2-萘甲酸、4-氨基苯酚、己二酸六亚甲基二铵、1,4-环己烷二甲酸、环己甲酸、1,12-十二烷双酸、4,4′-双酚、1,6-己二胺、4-磺基间苯二甲酸以及间苯二甲酸。优选的功能团为羟基和胺;而羟基和羧基是特别优选的,这是因为在同等当量基础上这些基团对降低粘度惊人地有效。优选的功能性化合物是单功能团或双功能团者,而双功能团者则更为优选。但是,如果还想向LCP中引入支化的或交联的结构而又要降低其粘度,则要使用三功能团或更多功能团的化合物。最好,所说的功能性化合物的分子量为约100~约300克/摩尔。除了以上所列的有用的功能性化合物外,容易产生对降低LCP粘度有效的以上所列举的合适功能团的那些化合物也可包括在有用的一类化合物的定义范围之内。例如,胺-氨基甲酸酯通常很容易热分解为其各自的胺,因而在此也把它作为胺看待。在选择功能性化合物中要考虑的一个重要因素是其挥发性。虽然可以使用挥发性相对高的化合物,但最好所选定的功能性化合物的挥发性不要太高,在加工条件下应具有低的蒸气压。尽管挥发性相对高的功能性化合物的任何蒸发作用对于降低粘度的工艺不是至关重要的,但是却会造成产率的损失,且会降低功能性化合物在常规挤出机中降粘作用的“实效”。如果所说的化合物具有相对高的挥发性,则应注意防止因挥发而造成的损失,或有些功能性化合物会“丢失”到空气中去。最好,功能性化合物的用量为约25~约125meq/kg LCP。本文所说的当量指的是加入到加工过程中或组合物中的功能团(例如羟基等)的摩尔数。其它组分本专利技术的低熔体粘度LCP组合物中可任选含有对LCP流动性或物理性质无害的其它种类的组分,例如填料、补强剂、颜料、润滑剂、脱模剂、抗氧剂以及热塑性组合物中常见的其它物质。制备为了降低LCP的粘度,要求合理均匀地使功能性化合物与原料LCP混合。要做到这一点,就要在使该混合物的温度达到功能性化合物与LCP酯基之间发生反应的温度之前或与之同时使LCP与功能性化合物产生熔体混合。这是一种最常见的做法,即在一种典型的聚合物熔体混合装置如单或双螺杆挤出机或捏合机中实施这种操作工艺。这种工艺几乎没有排泄物释放到环境中。本专利技术的新型组合物的制造方法是直接将LCP的颗粒料(如切片)与适量粉状或液态功能性化合物进行干混。干混可用转鼓混合法完成。然后再将干混后的混合物喂入一台合适的熔体混合器中。或者,通常以切片形式提供的聚合物与功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物,包含: a.一种液晶聚合物, b.一种功能性化合物,其功能团选自羟基、羧基、羧酸酯、酯以及伯胺或仲胺; 所说的功能性化合物的用量以每公斤所说液晶聚合物重量计为约5~约250毫当量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:RR瑟尔克
申请(专利权)人:纳幕尔杜邦公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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