一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法技术

一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法，它涉及一种低介电常数、高冲击强度的热致液晶聚芳酯的制备方法，其制备方法如下：一、将2,5‑二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸，2‑羟基‑6‑萘甲酸，乙酸酐和4‑氨基吡啶以及抗氧化剂加入到聚合釜中通过熔融缩聚制备热致液晶聚芳酯的预聚物；二、预聚物置于氮气保护条件下在旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；三、高分子量聚合物粉末通过与聚四氟乙烯树脂混炼后冷却，牵伸制备初生聚芳酯；四、对初生聚芳酯进行热处理。本发明专利技术所得热致液晶聚芳酯介电常数小于3.0，介电损耗小于0.003，冲击强度可达35～50kJ/m

【技术实现步骤摘要】
一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法
本专利技术涉及一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法
技术介绍
随着5G时代的到来，光电及移动通讯对高频高速传输提出了更高要求。信号传输中，信号的传输速率是与基板的介电常数(εr)有关。基板的介电常数在高频处于稳定状态时，将有利于信号的快速传输和降低延迟；同时，基板的介电损耗越小，信号在基板内部传输的速度越快。所以介电常数和介电损耗是衡量基板介电性能的最重要的参数，其次基板的其他性能，如耐湿性、耐热性以及抗化学性等也是基板性能的衡量参数。热致液晶聚芳酯(TLCP)因其具备低吸湿、耐化性佳、高阻气性以及低介电常数/介电耗损因子等特性受到关注，但是热致液晶聚合物缺口冲击强度不高，需要对其增韧增强，以及降低共混物的介电常数，以满足电子电工、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域日益增加的需求。为进一步降低LCP介电常数，通常会采用改性的方法，通过共混其他更低介电常数材料来降低共混物的介电常数，比如和相对介电常数较低的聚四氟乙烯(PTFE)共混。PTFE在所有的树脂中具有较低的介电常数和介电损耗，在f＝10GHz其介电常数为2.1，介电损耗为0.004，在LCP中加入PTFE可以降低聚合物材料的介电常数和介电损耗，但由于聚四氟乙烯材料润湿性能差，不能很好的被粘接，从而使得聚合物材料的冲击强度降低。
技术实现思路
基于以上原因，本专利技术的目的是为了实现聚芳酯与PTFE良好的可粘结性，从而在降低材料介电常数和介电损耗时，同时提高聚合物材料的冲击强度。配位键理论认为PTFE的大分子只有单纯的给电能力，对那些大多数只有单纯的给电能力而接受电子能力很弱的胶粘剂具有很强的排斥性，并且难以用这些物质在界面上生成配位键而产生有效的粘附作用。然而，PTFE可以和某些能形成较强氢键的物质形成牢固的粘合，即该物质必须能够为氟原子提供有效的可形成氢键的氢原子。本专利技术通过单体2,5-二羟基对苯二甲酸参与聚合反应，使所得聚芳酯大分子链上存在大量的-OH、-COOH官能团，为氟原子提供有效的可形成氢键的氢原子，形成较强氢键的物质形成牢固的粘合，因而在降低复合材料的介电常数和介电损耗时，同时提高聚合物材料的冲击强度本专利技术热致液晶聚芳酯的制备方法按下列步骤实现：一、将摩尔比为0.3:1:1的2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸三种聚合单体，以及乙酸酐、4-氨基吡啶和氯化锡加入到钛合金聚合釜中，在145～180℃之间保持4～9h，然后升温至335℃，保温3.5h后向钛合金聚合釜内充入氮气，经钛合金聚合釜排出，粉碎、干燥后得到预聚物；作为优选，2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸三种聚合单体摩尔比为(0.10～0.40):1:1；作为优选，所述2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸三种聚合单体的纯度大于99.3％；作为优选，所述乙酸酐的摩尔量为聚合单体对羟基苯甲酸与2,5-二羟基对苯二甲酸中羟基总摩尔数的1.2～3.5倍；作为优选，所述4-氨基吡啶的摩尔数为三种聚合单体2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸总摩尔数的0.025～0.04倍；作为优选，步骤一然后以0.5℃/min的速度升温至335℃，保温3h后向钛合金聚合釜内充入氮气；作为优选，步骤一经钛合金聚合釜直径为3mm的10孔放料阀门排出，粉碎、170℃干燥得到预聚物；二、将步骤一得到的预聚物置于氮气保护条件下，以220～250℃于旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；三、将步骤二得到的高分子量聚合物粉末经过双螺杆挤出机与PTFE在305～340℃下混炼，排气后再经计量泵和组件，环吹风冷却后，牵伸，切粒得到初生聚芳酯；作为优选，PTFE质量为聚合单体2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸总质量的1％～30％；作为优选，所述牵伸的速度为5～40m/min；四、在氮气保护条件下，对初生聚芳酯进行热处理，得到热致液晶聚芳酯作为优选，以230～290℃的温度对初生聚芳酯进行热处理66h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术通过加入PTFE，所得热致液晶聚芳酯介电常数小于3.0，介电损耗小于0.003，冲击强度可达35～50kJ/m2，具有高尺寸安全性，优异的力学性能和加工性能；2)本专利技术提供了一种制备高性能聚芳酯的方法，聚芳酯大分子链上存在大量的-OH、-COOH官能团，为氟原子提供有效的可形成氢键的氢原子，形成较强氢键的物质形成牢固的粘合，因而在降低复合材料的介电常数和介电损耗时，同时提高聚合物材料的冲击强度。具体实施方式实施例：将100g胺水溶液加至250ml三口瓶中，冷却至0℃，然后加入4-氯吡啶12g，升温回流1小时，冷却后，加入40g甲苯，萃取2次，合并萃取液，加入无水硫酸镁8g干燥24h，过滤，旋蒸，得粗品，加至40g二甲苯中，重结晶，得到近无色片状晶体4-氨基吡啶7g，备用。在1L四口烧瓶中加入50g的1,4-环己二酮-2,5-二甲酸二甲酯，搅拌，加入0.2L冰醋酸并逐渐升温，至85℃时，1,4-环己二酮-2,5-二甲酸二甲酯完全溶解，温度升至100℃时加入少量的碘和碘化钾。缓慢滴入0.012L30％的H2O2，保温30min后加入0.1L冷水，冷却温度降至室温离心，蒸馏水洗涤3次，得到黄色粉末2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(DHTA)。称取一定量的DHTA粗品加至四口瓶中，加入pH值13的氢氧化钠溶液。加热至DHTA完全溶解后，离心，冷却，缓慢滴加稀盐酸，观察到有黄色固体析出，调pH值4～6。冷至室温，离心，干燥，得到高纯度的2，5-二羟基对苯二甲酸45g。实施例一：本实施例热致液晶聚芳酯的制备方法按下列步骤实现一、将29.7g2,5-二羟基对苯二甲酸与69g对羟基苯甲酸、94g2-羟基-6-萘甲酸，398g乙酸酐和6.2g4-氨基吡啶以及0.5g氯化锡加入到钛合金聚合釜中，在160℃保持6h，然后以0.5℃/min的速度升温至335℃，保温3h后向钛合金聚合釜内充入0.3MPa氮气，经过直径3mm的10孔放料阀门放出后，粉碎，过20目筛，以170℃干燥2.5h后得到预聚物；二、将步骤一得到的预聚物置于氮气流量为0.3m3/h保护条件下，以235℃于旋转窑内进行固相缩聚反应55h，得到高分子量聚合物粉末；三、将步骤二得到的高分子量聚合物粉末经过双螺杆挤出机与11.6gPTFE在310℃下混炼，排气后再经计量泵和组件，25℃环吹风冷却后，切粒得到初生聚芳酯；四、在氮气流量为0.3m3/h的条件下，以260℃的温度对初生聚芳酯进行热处理66h，得到热致液晶聚芳酯。本实施例步骤四得到的热致液晶聚芳酯的介电常数为2.9，介电损耗为0.0027，悬臂梁冲击强度为30kJ/m2。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：/n一、将摩尔比为(0.1～0.60):1:1的2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸三种聚合单体，以及乙酸酐、4-氨基吡啶和抗氧化剂加入到钛合金聚合釜中，在145～180℃之间保持4～9h，然后升温至335℃，保温3.5h后向钛合金聚合釜内充入氮气，经钛合金聚合釜排出，粉碎、干燥后得到预聚物；/n二、将步骤一得到的预聚物置于氮气保护条件下，以220～250℃于旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；/n三、将步骤二得到的高分子量聚合物粉末经过双螺杆挤出机与聚四氟乙烯树脂在305～340℃下混炼，排气后再经计量泵和组件，环吹风冷却后，牵伸，切粒得到初生聚芳酯；/n四、在氮气保护条件下，对初生聚芳酯进行热处理，得到热致液晶聚芳酯；/n步骤一中所述的抗氧化剂为氯化锡。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：
一、将摩尔比为(0.1～0.60):1:1的2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸三种聚合单体，以及乙酸酐、4-氨基吡啶和抗氧化剂加入到钛合金聚合釜中，在145～180℃之间保持4～9h，然后升温至335℃，保温3.5h后向钛合金聚合釜内充入氮气，经钛合金聚合釜排出，粉碎、干燥后得到预聚物；
二、将步骤一得到的预聚物置于氮气保护条件下，以220～250℃于旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；
三、将步骤二得到的高分子量聚合物粉末经过双螺杆挤出机与聚四氟乙烯树脂在305～340℃下混炼，排气后再经计量泵和组件，环吹风冷却后，牵伸，切粒得到初生聚芳酯；
四、在氮气保护条件下，对初生聚芳酯进行热处理，得到热致液晶聚芳酯；
步骤一中所述的抗氧化剂为氯化锡。


2.根据权利要求1所述的一种高性能热致液晶聚芳酯的制备方法，其特征在于步骤一中2,5-二羟基对苯二甲酸与对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸的纯度大于99.3％。

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，张彦，
申请(专利权)人：宁波聚嘉新材料科技有限公司，宁波激智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33