高强度热致液晶聚合物制造技术

描述了一种全芳族热致液晶聚合物和包含所述液晶聚合物的组合物。所述聚合物组合物包含该液晶聚合物和纤维填料，例如短切玻璃纤维或磨制玻璃纤维填料。所述组合物能显示出优异的机械性能。所述液晶聚合物通过在聚合物主链中引入很少或不引入环烷酸而提供了所需的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】高强度热致液晶聚合物 专利技术背景 热致液晶聚合物是具有较刚性和线性聚合物链的全芳族缩合聚合物。当这些聚合 物熔融时，它们定向从而形成液晶相。配制剂通常衍生自芳族羟基酸单体（例如羟基苯甲 酸（"HBA"）或6-羟基-2-环烷酸（"HNA"）），单独地或与其它芳族单体如二酸（例如对 苯二甲酸（"TA"）或间苯二甲酸（"IA"））和/或二醇（例如氢醌（"HQ"）、对乙酰氨基 酚（"APAP"）和4, 4'-双酚（"BP")）组合。液晶聚合物构成具有独特性能组的热塑性塑 料族。它们在苛刻环境下表现得非常好，显示出高热抗性和耐受性、高电阻和高耐化学性。 尽管液晶聚合物具有许多独特的优点，然而它们还显示出缺点。例如，液晶聚合物所显示出 的强度特性对某些应用如电连接器的薄壁部分、印刷机零件等而言通常是不足的。此外，随 着对小和轻质产品的需求增长，正寻求显示出足够机械特性的聚合物以代替较重的金属材 料，例如作为便携式电子产品的框架。 已尝试通过各种方式提高液晶聚合物的物理特性，包括与其它聚合物形成共混 物、在液晶聚合物组合物中引入某些填料如特定量的无机填料、在共混物中掺入小分子或 低聚物、在聚合物主链中引入额外的单体单元作为重复单元等。一种用于改善液晶聚合物 物理特性的通常使用的方法是通过在聚合物主链中引入环烷酸链中断剂。例如，在聚合物 中引入HNA，通常据信它中断聚合物主链的线性特性，由此影响聚合物的特性，例如熔融温 度。遗憾的是，使用环烷酸衍生物作为链中断剂可导致其它不那么希望的结果。例如，可发 生环烷酸与其它单体成分的反应，且可对聚合物组合物的最终性能具有非预期的结果。此 外，大量环烷链中断剂可导致较低水平的分子定向，这可影响机械性能。除功能方面的担忧 之外，单单是环烷酸的高成本就决定了避免使用这些材料的要求。 因此，持续需要显示出所需的机械特性同时避免过去所遇到的不希望的问题的热 致液晶聚合物。 专利技术简沐 根据本专利技术的一个实施方案，公开了一种热致液晶聚合物组合物，其包含熔融聚 合的全芳族液晶聚合物和纤维填料。例如，所述液晶聚合物中衍生自环烷酸的重复单元的 总量可不大于约5摩尔％。此外，所述液晶聚合物中的重复单元包括衍生自间苯二甲酸、 氢醌和至少一种羟基羧酸的单元。此外，所述聚合物组合物可具有根据ISO测试号178在 23°C下测得的大于约10, OOOMPa的挠曲模量。 下文将更详细地描述本专利技术的其它特征和方面。 附图简介 更特别地，本专利技术全面和能够实施的公开内容（包括其对本领域技术人员而言的 最佳方式）将在说明书的其余部分描述，包括参照附图，其中： 图1显示了可用于形成液晶聚合物的挤出机。 图2为可根据本公开内容形成的便携式电子设备的一个实施方案的透视图。 图3为以闭合结构显示的图2便携式电子设备的透视图。 图4为可根据本公开内容形成的电连接器的一个实施方案的分解透视图。 图5为图4的细间距的电连接器的相对壁的正视图。 详细描沐 本领域技术人员应理解的是，本文的讨论仅仅是阐述示例性的实施方案，并非意 欲限制本专利技术的较宽方面。 一般而言，本专利技术涉及一种全芳族热致液晶聚合物和包含所述液晶聚合物的组 合物，其能显示出优异的机械性能。例如，所述聚合物组合物可包含所述液晶聚合物和纤 维填料。当在聚合物主链中引入少量或不引入环烷酸时，所述液晶聚合物有益地提供了所 希望的特性。例如，引入所述液晶聚合物的组合物可显示出优异的拉伸模量和挠曲模量 特性，这可视为该聚合物组合物总体刚度的度量。例如，聚合物组合物可具有根据ISO测 试号527(在技术上相当于ASTMD638)在23°C温度下测得的大于约10,000MPa、大于约 16,OOOMPa、大于约18,OOOMPa、大于约20,OOOMPa或大于约22,OOOMPa的拉伸模量。所述聚 合物组合物还可具有根据ISO测试号178(在技术上相当于ASTMD790)在23°C温度下测得 的大于约16,OOOMPa、大于约19,OOOMPa、大于约21，OOOMPa或大于约23,OOOMPa的挠曲强 度。 形成具有上述性能的聚合物的能力可通过在聚合物主链上使用间苯二甲酸和氢 醌并结合具有少量或不具有环烷酸衍生物的聚合物来实现。更特别地，液晶聚合物可使用 间苯二甲酸和氢醌代替过去所用的常规环烷酸链中断剂（例如HNA)。例如，间苯二甲酸和 氢醌可以以约2:1-约1: 2、约3:2-约2:3或约4:5-约5:4的彼此比例使用。在一个实施 方案中，间苯二甲酸和氢醌可以以约1:1的彼此比例使用。不希望被任何具体理论所束缚， 据信通过使用间苯二甲助剂和氢醌的组合而非环烷酸链中断剂，可提高聚合物的线性度， 这可提高聚合物的强度特性。 在所述液晶聚合物形成期间所用的前体单体可包括间苯二甲酸和氢醌，此外还有 一种或多种额外的前体单体。如本领域所已知的那样，所用的额外前体单体通常可变。例 如，合适的热致液晶聚合物可为芳族聚酯，芳族聚（酯酰胺）、芳族聚（酯碳酸酯）、芳族聚 酰胺等，且同样地包含由一种或多种芳族羟基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族氨基羧酸、 芳族胺、芳族二胺等及其组合连同间苯二甲酸和氢醌形成的重复单元。 一般而言，衍生自氢醌的单体单元可占该聚合物的约1-约25摩尔％，在一些实施 方案中约2-约20摩尔％，在一些实施方案中约2-约18摩尔％。衍生自间苯二甲酸的单 体单元可占该聚合物的约1-约30摩尔％，在一些实施方案中约2-约25摩尔％，在一些实 施方案中约2-约23摩尔％。所述聚合物的其余单体单元可衍生自本领域所公知的额外前 体单元。 例如，芳族聚酯可通过聚合氢醌和间苯二甲酸连同至少一种芳族羟基羧酸而获 得。正如所已知的那样，芳族聚酯可任选包含额外的二醇和/或二羧酸。合适的芳族羟基 羧酸的实例包括4-羟基苯甲酸、4-羟基-4' -联苯甲酸、4' -羟基苯基-4-苯甲酸、3' -羟基 苯基-4-苯甲酸、4' -羟基苯基-3-苯甲酸等，及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物。 芳族二羧酸的实例包括对苯二甲酸、2, 6-萘二甲酸、二苯基醚-4, 4' -二甲酸、 1，6-萘二甲酸、2, 7-萘二甲酸、4, 4'-二羧基联苯、双（4-羧基苯基）醚、双（4-羧基苯基） 丁烷、双（4-羧基苯基）乙烷、双（3-羧基苯基）醚、双（3-羧基苯基）乙烷等，及其烷基、 烷氧基、芳基和卤素取代物。芳族二醇的实例包括间苯二酚、4, 4' -二羟基联苯、3, 3' -二羟 基联苯、3, 4'-二羟基联苯、4, 4'-二羟基二苯醚、双（4-羟基苯基）乙烷等，及其烷基、烷氧 基、芳基和卤素取代物。 液晶聚酯酰胺同样可通过聚合间苯二甲酸和氢醌以及至少一种芳族氨基羧酸和/ 或至少一种任选具有酚羟基的芳族胺和/或二胺而获得。液晶聚酯酰胺也可引入一种或 多种上文所述的额外芳族羟基羧酸和/或芳族二羧酸。合适的芳族胺和二胺可包括例如 氨基苯酸、4-氨基苯酸、1，4-苯二胺、1，3-苯二胺等，及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代 物。例如，液晶聚酯酰胺可通过聚合间苯二甲酸、氢醌和N-乙酰基-4-氨基苯酚（通常称 为APAP或对乙酰氨基酚）以及羟基羧酸且任选连同一种或多种所述的额外单体成分而获 得。 尽管并非是所有实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热致液晶聚合物组合物，其包含熔融聚合的全芳族液晶聚合物和纤维填料，其中所述液晶聚合物中衍生自环烷酸的重复单元总量不大于约5摩尔％，所述液晶聚合物中的重复单元包含间苯二甲酸、氢醌和至少一种羟基羧酸；且其中所述聚合物组合物具有根据ISO测试号178在23℃下测得的大于约10,000MPa的挠曲模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新宇，K·奈尔，P·杨，G·巴伯尔，S·格雷，金荣申，A·马里奇，
申请(专利权)人：提克纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US