JP2018080242A - Liquid crystal polymer composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性および熱伝導率が改善された液晶ポリマー組成物に関する。 The present invention relates to a liquid crystal polymer composition having improved tracking fracture resistance, anisotropy in molding shrinkage, and improved thermal conductivity.
液晶ポリマーは、分子が剛直で溶融状態でも絡み合いを起こしにくく、成形時の剪断により分子鎖が樹脂の流動方向に著しく配向する。
このため、液晶ポリマーは、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、その使用量が大幅に増大している。
しかしながら、情報・通信分野において使用される電気・電子部品は、近年さらに軽薄短小化、複雑化、高集積化しており、液晶ポリマー組成物に対して、一層、耐トラッキング破壊性能が高いこと、成形収縮率の異方性が低いことや放熱性が高いことが求められるようになっている。
In the liquid crystal polymer, molecules are rigid and hardly entangled even in a molten state, and molecular chains are remarkably aligned in the flow direction of the resin by shearing during molding.
For this reason, the liquid crystal polymer has good fluidity and is difficult to produce burrs, and has excellent mechanical properties such as heat resistance and rigidity, chemical resistance, dimensional accuracy, etc. The amount of electric / electronic parts having a large increase is greatly increased.
However, electrical and electronic parts used in the information / communication field have become lighter, thinner, more complex, and more integrated in recent years, and have higher tracking breakdown resistance than liquid crystal polymer compositions. It is demanded that the anisotropy of the shrinkage rate is low and the heat dissipation is high.
液晶ポリマーの成形収縮率の異方性を改良する方法としては、液晶ポリマーに特定の繊維状無機充填材と板状無機充填材を配合する方法が提案されている(特許文献1)。しかし、この方法では成形収縮率の異方性はある程度改善されるものの、十分ではない。 As a method for improving the anisotropy of the molding shrinkage of the liquid crystal polymer, a method of blending a specific fibrous inorganic filler and a plate-like inorganic filler with the liquid crystal polymer has been proposed (Patent Document 1). However, although this method improves the anisotropy of the molding shrinkage to some extent, it is not sufficient.
液晶ポリエステルに放熱性を付与する方法として、例えば、熱可塑性樹脂に特定粒子径のアルミナと板状フィラーを添加して熱伝導率を向上させる方法が提案されている(特許文献2)。しかしながら、この方法では、アルミナ微粒子を添加することから、混練時における押出機のスクリューやシリンダー、成形時における成形機のスクリュー、シリンダーや金型が摩耗するおそれがあり、また、成形収縮率の異方性の改良効果も十分ではなかった。 As a method for imparting heat dissipation to liquid crystal polyester, for example, a method for improving thermal conductivity by adding alumina having a specific particle diameter and a plate-like filler to a thermoplastic resin has been proposed (Patent Document 2). However, in this method, since alumina fine particles are added, the screw and cylinder of the extruder at the time of kneading, the screw, cylinder and mold of the molding machine at the time of molding may be worn, and the molding shrinkage rate may be different. The effect of improving the directionality was not sufficient.
液晶ポリマーに特定粒子径の板状フィラーと粉粒状フィラーを添加して熱伝導率を向上させる方法が提案されているが(特許文献3)、この方法では、粉粒状酸化チタンを添加しているため、スクリュー等の摩耗のおそれがあるうえに樹脂組成物が劣化して機械的物性等が損なわれ易くなるという問題があった。 A method of improving thermal conductivity by adding a plate-like filler having a specific particle diameter and a granular filler to a liquid crystal polymer has been proposed (Patent Document 3). In this method, granular titanium oxide is added. For this reason, there is a risk that the screw or the like may be worn, and the resin composition is deteriorated so that mechanical properties and the like are easily impaired.
したがって、アルミナフィラーや酸化チタンフィラーを配合せずに、流動性を維持しつつ、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性および熱伝導率をバランスよく改善する方法が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a method of improving the balance between tracking fracture resistance, molding shrinkage anisotropy and thermal conductivity in a balanced manner while maintaining fluidity without blending an alumina filler or a titanium oxide filler.
本発明の目的は、溶融粘度が低く、良好な機械強度を示し、かつ、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性および熱伝導率がバランスよく改善された液晶ポリマー組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal polymer composition having a low melt viscosity, good mechanical strength, and improved balance resistance in tracking fracture resistance, molding shrinkage anisotropy and thermal conductivity. It is in.
本発明の液晶ポリマー組成物は、特定の粒子径の板状フィラーを含有することによって、流動性および機械強度を維持しつつ、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性および熱伝導率が改善されたものである。 The liquid crystal polymer composition of the present invention contains a plate-like filler having a specific particle size, so that the fluidity and mechanical strength are maintained, while the tracking fracture resistance, the anisotropy of molding shrinkage, and the thermal conductivity are high. It is an improvement.
すなわち、本発明は、液晶ポリマー100重量部に対して、粒子径が1〜8μmである板状フィラー(A)を60〜150重量部含有し、比較トラッキング指数が250V以上である液晶ポリマー組成物を提供する。 That is, the present invention contains 60 to 150 parts by weight of a plate-like filler (A) having a particle diameter of 1 to 8 μm with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, and a liquid crystal polymer composition having a comparative tracking index of 250 V or more. I will provide a.
本発明の液晶ポリマー組成物は、溶融粘度が低く、成形収縮率の異方性、耐トラッキング破壊性能および熱伝導率のバランスに優れた成形品を得ることができるため、スイッチ、リレー、コネクター、チップ、光ピックアップ、インバータトランス、コイルボビン、アンテナ、センサー、基板などの電気・電子部品の成形材料として有用である。 The liquid crystal polymer composition of the present invention has a low melt viscosity, and can provide a molded product having a good balance of molding shrinkage anisotropy, tracking fracture resistance and thermal conductivity, so that a switch, relay, connector, It is useful as a molding material for electrical and electronic parts such as chips, optical pickups, inverter transformers, coil bobbins, antennas, sensors, and substrates.
本発明の液晶ポリマー組成物に使用する液晶ポリマーとは、当業者にサーモトロピック液晶ポリマー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または液晶ポリエステルアミド樹脂である。 The liquid crystal polymer used in the liquid crystal polymer composition of the present invention is a liquid crystal polyester resin or liquid crystal polyester amide resin that forms an anisotropic molten phase called a thermotropic liquid crystal polymer by those skilled in the art.
液晶ポリマー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、ホットステージにの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 property of the anisotropic molten phase of the liquid crystal polymer can be confirmed by a normal deflection inspection method using an orthogonal deflector, that is, by observing a sample placed on a hot stage in a nitrogen atmosphere.
本発明に使用する液晶ポリマーは、分子鎖中に脂肪族基を有する半芳香族液晶ポリマー、または分子鎖が全て芳香族基より構成される全芳香族液晶ポリマーの何れを用いてもよい。これらの液晶ポリマーの中では、難燃性や機械的物性が良好であることから全芳香族液晶ポリマー、特に全芳香族液晶ポリエステル樹脂を使用するのが好ましい。 As the liquid crystal polymer used in the present invention, either a semi-aromatic liquid crystal polymer having an aliphatic group in a molecular chain or a wholly aromatic liquid crystal polymer in which the molecular chain is entirely composed of an aromatic group may be used. Among these liquid crystal polymers, it is preferable to use a wholly aromatic liquid crystal polymer, particularly a wholly aromatic liquid crystal polyester resin, because of good flame retardancy and mechanical properties.
本発明に使用する液晶ポリマーを構成する繰返し単位としては、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、脂肪族ジオキシ繰返し単位、脂肪族ジカルボニル繰返し単位およびこれらの組合わせなどが挙げられる。 As the repeating unit constituting the liquid crystal polymer used in the present invention, aromatic oxycarbonyl repeating unit, aromatic dicarbonyl repeating unit, aromatic dioxy repeating unit, aromatic aminooxy repeating unit, aromatic diamino repeating unit, aromatic Examples thereof include aminocarbonyl repeating units, aromatic oxydicarbonyl repeating units, aliphatic dioxy repeating units, aliphatic dicarbonyl repeating units, and combinations thereof.
芳香族オキシカルボニル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、3−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、5−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、3’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、4’−ヒドロキシフェニル−3−安息香酸およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのアシル化物、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。これらの中では4−ヒドロキシ安息香酸および6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸が、得られる液晶ポリマーの特性や融点を調整しやすいという点から好ましい。 Specific examples of the monomer that gives an aromatic oxycarbonyl repeating unit include, for example, 4-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 5-hydroxy- 2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 4'-hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 3'-hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 4'-hydroxyphenyl-3-benzoic acid and their alkyl , Alkoxy- or halogen-substituted products, and ester-forming derivatives thereof such as acylated products, ester derivatives, and acid halides. Among these, 4-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid are preferable from the viewpoint of easily adjusting the characteristics and melting point of the obtained liquid crystal polymer.
芳香族ジカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニルなどの芳香族ジカルボン酸およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのエステル誘導体、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。これらの中ではテレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸が、得られる液晶ポリマーの機械物性、耐熱性、融点温度、成形性を適度なレベルに調整しやすいことから好ましい。 Specific examples of the monomer that gives an aromatic dicarbonyl repeating unit include, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1 Aromatic dicarboxylic acids such as 1,4-naphthalenedicarboxylic acid and 4,4′-dicarboxybiphenyl and their alkyl, alkoxy or halogen substituents, and ester-forming derivatives such as ester derivatives and acid halides thereof. . Among these, terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferable because the mechanical properties, heat resistance, melting point temperature, and moldability of the obtained liquid crystal polymer can be easily adjusted to appropriate levels.
芳香族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニルエーテルなどの芳香族ジオールおよびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれら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。これらの中ではハイドロキノンおよび4,4’−ジヒドロキシビフェニルが、重合時の反応性、得られる液晶ポリマーの特性などの点から好ましい。 Specific examples of the monomer that provides an aromatic dioxy repeating unit include, for example, hydroquinone, resorcin, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, Aromatic diols such as 4,4′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-dihydroxybiphenyl, 3,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-dihydroxybiphenyl ether and their alkyl, alkoxy or halogen substituents, and these And ester-forming derivatives such as acylated products. Among these, hydroquinone and 4,4'-dihydroxybiphenyl are preferable from the viewpoint of reactivity during polymerization, characteristics of the obtained liquid crystal polymer, and the like.
芳香族アミノオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、4−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノ−1−ナフトール、5−アミノ−1−ナフトール、8−アミノ−2−ナフトール、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニルなどの芳香族ヒドロキシアミンおよびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれら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 the monomer that gives an aromatic aminooxy repeating unit include, for example, 4-aminophenol, 3-aminophenol, 4-amino-1-naphthol, 5-amino-1-naphthol, and 8-amino-2. -Aromatic hydroxyamines such as naphthol, 4-amino-4'-hydroxybiphenyl and their alkyl, alkoxy or halogen substitutions, and ester-forming derivatives such as their acylates.
芳香族ジアミノ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレンなどの芳香族ジアミンおよびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのアシル化物などのアミド形成性誘導体が挙げられる。 Specific examples of the monomer that gives an aromatic diamino repeating unit include aromatic diamines such as 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, and the like. And alkyl, alkoxy or halogen substitution products thereof, and amide-forming derivatives thereof such as acylated products thereof.
芳香族アミノカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、4−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、6−アミノ−2−ナフトエ酸などの芳香族アミノカルボン酸およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのアシル化物、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 the monomer that gives an aromatic aminocarbonyl repeating unit include aromatic aminocarboxylic acids such as 4-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, and 6-amino-2-naphthoic acid, and alkyls thereof. , Alkoxy- or halogen-substituted products, and ester-forming derivatives thereof such as acylated products, ester derivatives, and acid halides.
芳香族オキシジカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、3−ヒドロキシ−2,7−ナフタレンジカルボン酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、および5−ヒドロキシイソフタル酸などのヒドロキシ芳香族ジカルボン酸およびそれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのアシル化物、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 give aromatic oxydicarbonyl repeat units include hydroxy aromatic dicarboxylic acids such as 3-hydroxy-2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, and 5-hydroxyisophthalic acid. Examples include acids and their alkyl, alkoxy or halogen-substituted products, and ester-forming derivatives thereof such as acylated products, ester derivatives and acid halides thereof.
脂肪族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオール、ならびにこれらのアシル化物が挙げられる。また、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレートなどの脂肪族ジオキシ繰返し単位を含有するポリマーを、前記の芳香族オキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオールおよびこれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などと反応させることによっても、脂肪族ジオキシ繰返し単位を含む液晶ポリマーを得ることができる。 Specific examples of the monomer that gives an aliphatic dioxy repeating unit include aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and acylated products thereof. In addition, polymers containing aliphatic dioxy repeating units such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are converted into the above-mentioned aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, aromatic diols and their acylated products, ester derivatives, acid halides. A liquid crystal polymer containing an aliphatic dioxy repeating unit can also be obtained by reacting with the above.
脂肪族ジカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、フマル酸、マレイン酸およびヘキサヒドロテレフタル酸などが挙げられる。 Specific examples of the monomer that gives the aliphatic dicarbonyl repeating unit include, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and tetradecane. Examples include diacid, fumaric acid, maleic acid, and hexahydroterephthalic acid.
本発明に使用する液晶ポリマーは本発明の目的を損なわない範囲で、チオエステル結合を含むものであってもよい。このような結合を与える単量体としては、メルカプト芳香族カルボン酸、および芳香族ジチオールおよびヒドロキシ芳香族チオールなどが挙げられる。これらの単量体の使用量は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰り返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、脂肪族ジオキシ繰返し単位、および脂肪族ジカルボニル繰返し単位を与える単量体の合計量を含む全体に対して10モル%以下であるのが好ましい。 The liquid crystal polymer used in the present invention may contain a thioester bond as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of the monomer that gives such a bond include mercapto aromatic carboxylic acid, aromatic dithiol, and hydroxy aromatic thiol. The amount of these monomers used is aromatic oxycarbonyl repeating unit, aromatic dicarbonyl repeating unit, aromatic dioxy repeating unit, aromatic aminooxy repeating unit, aromatic diamino repeating unit, aromatic aminocarbonyl repeating unit, It is preferably 10 mol% or less based on the total amount including the total amount of monomers that give the aromatic oxydicarbonyl repeating unit, aliphatic dioxy repeating unit, and aliphatic dicarbonyl repeating unit.
これらの繰り返し単位を組み合わせたポリマーは、モノマーの構成や組成比、ポリマー中での各繰り返し単位のシークエンス分布によっては、異方性溶融相を形成するものとしないものが存在するが、本発明に使用する液晶ポリマーは異方性溶融相を形成するものに限られる。 Depending on the composition and composition ratio of the monomers and the sequence distribution of each repeating unit in the polymer, polymers that combine these repeating units may or may not form an anisotropic molten phase. The liquid crystal polymer used is limited to those forming an anisotropic melt phase.
また、本発明に使用することができる液晶ポリマーの具体的な例として、下記の単量体の組合せから与えられる繰返し単位で構成される共重合体を挙げることができる。
1)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸共重合体
2)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
3)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
4)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン共重合体
5)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
6)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
7)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
8)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
9)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
10)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
11)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
12)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
13)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
14)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
15)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
16)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
17)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
18)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
19)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/4−アミノフェノール共重合体
20)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
21)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
22)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
23)4−ヒドロキシ安息香酸/6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
24)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体。
Further, specific examples of the liquid crystal polymer that can be used in the present invention include a copolymer composed of repeating units given by the following combination of monomers.
1) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid copolymer 2) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer 3) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / Isophthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer 4) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / isophthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl / hydroquinone copolymer 5) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / Hydroquinone copolymer 6) 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone copolymer 7) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl Copolymer 8) 6-Hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydride Xibiphenyl copolymer 9) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone copolymer 10) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 11) 4-hydroxybenzoic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 12) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 2 6-Naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone copolymer 13) 4-hydroxybenzoic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone copolymer 14) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / 2,6 -Naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone copolymer 15) 4-hydroxy Benzoic acid / terephthalic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer 16) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 17) 6-hydroxy- 2-naphthoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 18) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 19) 4-hydroxybenzoic acid / Terephthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl / 4-aminophenol copolymer 20) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / ethylene glycol copolymer 21) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4,4′- Dihydroxybiphenyl / ethylene glycol copolymer 22) 4-hydroxy Benzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / ethylene glycol copolymer 23) 4-hydroxybenzoic acid / 6-hydroxy-2-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl / ethylene Glycol copolymer 24) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer.
本発明に使用する液晶ポリマーは、二種以上の液晶ポリマーをブレンドしたブレンド樹脂であってもよく、例えば、上記1)の共重合体と、上記7)、9)および14)の共重合体からなる群から選択される1種以上を含む共重合体とをブレンドしたものなどが挙げられる。 The liquid crystal polymer used in the present invention may be a blend resin obtained by blending two or more kinds of liquid crystal polymers. For example, the copolymer of the above 1) and the copolymers of the above 7), 9) and 14). And a blend of one or more copolymers selected from the group consisting of:
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーとしては、式(I)および(II)で表される繰返し単位の一方または両方を含むものが好適に使用される。
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーとしては、式(I)〜(IV)で表される繰返し単位を含むものが好適に使用される。
ここで、「芳香族基」は、6員の単環または環数2の縮合環である芳香族基を示す。
As the liquid crystal polymer used in the liquid crystal polymer composition of the present invention, those containing repeating units represented by formulas (I) to (IV) are preferably used.
Here, the “aromatic group” refers to an aromatic group which is a 6-membered monocyclic ring or a condensed ring having 2 rings.
Ar1およびAr2は、互いに独立して、下記の式(1)〜(4)で表される芳香族基からなる群から選択される少なくとも1種を含むのがより好ましく、Ar1が式(1)および/または(4)で表される芳香族基であり、Ar2が式(1)および/または(3)で表される芳香族基であるのが特に好ましい。
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーの好ましい一つの態様として、下記の繰返し単位の組成比で構成される液晶ポリマーが挙げられる。
90≦p+q≦100、
20≦p≦80および
20≦q≦80]
p+q=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限り、他の繰返し単位をさらに含有してもよい。
As a preferred embodiment of the liquid crystal polymer used in the liquid crystal polymer composition of the present invention, a liquid crystal polymer composed of the composition ratio of the following repeating units is exemplified.
90 ≦ p + q ≦ 100,
20 ≦ p ≦ 80 and 20 ≦ q ≦ 80]
It is preferable that p + q = 100 mol%, but other repeating units may be further contained as long as the object of the present invention is not impaired.
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーの好ましい一つの態様として、下記の繰返し単位の組成比で構成される液晶ポリマーが挙げられる。
60≦p+q≦78、
0.05≦q≦3、
11≦r≦20および
11≦s≦20]
p+q+r+s=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限り、他の繰返し単位をさらに含有してもよい。
As a preferred embodiment of the liquid crystal polymer used in the liquid crystal polymer composition of the present invention, a liquid crystal polymer constituted by the composition ratio of the following repeating units can be mentioned.
60 ≦ p + q ≦ 78,
0.05 ≦ q ≦ 3,
11 ≦ r ≦ 20 and 11 ≦ s ≦ 20]
Although it is preferable that p + q + r + s = 100 mol%, other repeating units may be further contained unless the object of the present invention is impaired.
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーの好ましい一つの態様として、下記の繰返し単位の組成比で構成される液晶ポリマーが挙げられる。
25≦p≦45、
2≦q≦10、
10≦r≦20、
10≦t≦20、
20≦u≦40および
r>t]
p+q+r+t+u=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限り、他の繰返し単位をさらに含有してもよい。
As a preferred embodiment of the liquid crystal polymer used in the liquid crystal polymer composition of the present invention, a liquid crystal polymer constituted by the composition ratio of the following repeating units can be mentioned.
25 ≦ p ≦ 45,
2 ≦ q ≦ 10,
10 ≦ r ≦ 20,
10 ≦ t ≦ 20,
20 ≦ u ≦ 40 and r> t]
Although it is preferable that p + q + r + t + u = 100 mol%, other repeating units may be further contained unless the object of the present invention is impaired.
他の繰返し単位を与える単量体成分としては、上述した、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、あるいは芳香族ヒドロキシジカルボン酸、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などが挙げられる。 Examples of the monomer component that gives other repeating units include the above-mentioned other aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic diols, aromatic dicarboxylic acids, or aromatic hydroxydicarboxylic acids, aromatic hydroxyamines, aromatic diamines, aromatics. Aromatic aminocarboxylic acid, aromatic mercaptocarboxylic acid, aromatic dithiol, aromatic mercaptophenol and the like.
これらの他の単量体成分から与えられる繰返し単位の割合は、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 proportion of repeating units given from these other monomer components is preferably 10 mol% or less in the entire repeating units.
本発明に使用される液晶ポリマーの結晶融解温度は、特に限定はされないが、270〜360℃であるものが好ましい。 The crystal melting temperature of the liquid crystal polymer used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 270 to 360 ° C.
以下、本発明に使用する液晶ポリマーの製造方法について説明する。 Hereafter, the manufacturing method of the liquid crystal polymer used for this invention is demonstrated.
本発明に使用する液晶ポリマーの製造方法に特に制限はなく、前記の単量体の組み合わせからなるエステル結合またはアミド結合を形成させる公知の重縮合方法、例えば溶融アシドリシス法、スラリー重合法などを使用することができる。 There is no particular limitation on the method for producing the liquid crystal polymer used in the present invention, and a known polycondensation method for forming an ester bond or an amide bond composed of the above-mentioned monomers, for example, a melt acidosis method or a slurry polymerization method is used. can do.
溶融アシドリシス法とは、本発明で使用する液晶ポリマーの製造方法に使用するのに好ましい方法であり、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、続いて反応を続けて溶融ポリマーを得るものである。なお、縮合の最終段階で副生する揮発物(例えば、酢酸、水等)の除去を容易にするために真空を適用してもよい。 The melt acidolysis method is a preferred method for use in the method for producing the liquid crystal polymer used in the present invention, and this method first heats the monomer to form a melt of the reactant, The reaction is continued to obtain a molten polymer. Note that a vacuum may be applied to facilitate removal of volatiles (for example, acetic acid, water, etc.) by-produced in the final stage of the 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。 The slurry polymerization method is a method of reacting in the presence of a heat exchange fluid, and the solid product is obtained in a state suspended in a heat exchange medium.
溶融アシドリシス法およびスラリー重合法の何れの場合においても、液晶ポリマー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、ヒドロキシル基および/またはアミノ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のアセチル化物を反応に使用する方法が挙げられる。 In any case of the melt acidification method and the slurry polymerization method, the polymerizable monomer component used in producing the liquid crystal polymer is a modified form in which hydroxyl groups and / or amino groups are acylated at room temperature, that is, lower It can also be subjected to the reaction as an acylated product. The lower acyl group preferably has 2 to 5 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms. Particularly preferred is a method using an acetylated product of the monomer in the reaction.
単量体のアシル化物は、別途アシル化して予め合成したものを用いてもよいし、液晶ポリマーの製造時に単量体に無水酢酸等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 acylated product of the monomer may be prepared by separately acylating and synthesized in advance, or it may be generated in the reaction system by adding an acylating agent such as acetic anhydride to the monomer during the production of the liquid crystal polymer. it can.
溶融アシドリシス法またはスラリー重合法の何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 any case of the melt acidification method or the slurry polymerization method, a catalyst may be used as needed during the reaction.
触媒の具体例としては、ジアルキルスズオキシド(例えばジブチルスズオキシド)、ジアリールスズオキシドなどの有機スズ化合物、二酸化チタン、三酸化アンチモン、アルコキシチタンシリケート、チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物、カルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩(例えば酢酸カリウム)、無機酸塩類(例えば硫酸カリウム)、ルイス酸(例えば三フッ化硼素)、ハロゲン化水素(例えば塩化水素)などの気体状酸触媒などが挙げられる。 Specific examples of the catalyst include organotin compounds such as dialkyltin oxide (for example, dibutyltin oxide) and diaryltin oxide, organotitanium compounds such as titanium dioxide, antimony trioxide, alkoxytitanium silicate, and titanium alkoxide, alkali or alkali of carboxylic acid Examples thereof include gaseous acid catalysts such as earth metal salts (for example, potassium acetate), inorganic acid salts (for example, potassium sulfate), Lewis acids (for example, boron trifluoride), hydrogen halides (for example, hydrogen chloride), and the like.
触媒の使用割合は、通常モノマー全量に対して1〜1000ppm、好ましくは2〜100ppmである。 The ratio of the catalyst used is usually 1 to 1000 ppm, preferably 2 to 100 ppm, based on the total amount of monomers.
このようにして重縮合反応されて得られた液晶ポリマーは、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る。 The liquid crystal polymer obtained by the polycondensation reaction in this way is extracted from the polymerization reaction tank in a molten state, and then processed into a pellet, flake, or powder.
ペレット状、フレーク状、または粉末状の液晶ポリマーは、分子量を高め耐熱性を向上させる目的などで、減圧下または不活性ガス雰囲気下において、実質的に固相状態において熱処理を行ってもよい。 The liquid crystal polymer in the form of pellets, flakes, or powders may be heat-treated in a substantially solid state under reduced pressure or in an inert gas atmosphere for the purpose of increasing molecular weight and improving heat resistance.
固相状態で行う熱処理の温度は、液晶ポリマーが溶融しない限り特に限定されないが、260〜350℃、好ましくは280〜320℃で行うのがよい。 The temperature of the heat treatment performed in the solid phase is not particularly limited as long as the liquid crystal polymer is not melted, but it is preferably 260 to 350 ° C, preferably 280 to 320 ° C.
本発明における一つの態様の液晶ポリマー組成物は、上記液晶ポリマー、および、粒子径が1〜8μmである板状フィラー(A)を含有するものである。本発明の液晶ポリマー組成物は、板状フィラー(A)を単独で、すなわちフィラー成分として板状フィラー(A)のみを含むものであってよく、板状フィラー(A)と後述するフィラー(B)、繊維状フィラー(C)および/または他の充填材とを含むものであってもよい。 The liquid crystal polymer composition of one embodiment in the present invention contains the liquid crystal polymer and a plate-like filler (A) having a particle diameter of 1 to 8 μm. The liquid crystal polymer composition of the present invention may contain the plate-like filler (A) alone, that is, only the plate-like filler (A) as a filler component. ), Fibrous filler (C) and / or other fillers.
本発明において、粒子径とは、レーザー回折法により測定されるメディアン径D50である。 In the present invention, the particle diameter is a median diameter D50 measured by a laser diffraction method.
本発明に使用する、板状フィラー(A)の粒子径は1〜8μmであり、好ましくは2〜6μm、より好ましくは3μm以上5μm未満である。板状フィラー(A)の粒子径が1μm未満であると機械強度が不十分となる傾向があり、8μmを超えると耐トラッキング破壊性能が低下する傾向がある。 The particle size of the plate-like filler (A) used in the present invention is 1 to 8 μm, preferably 2 to 6 μm, more preferably 3 μm or more and less than 5 μm. If the particle size of the plate filler (A) is less than 1 μm, the mechanical strength tends to be insufficient, and if it exceeds 8 μm, the tracking fracture resistance tends to be reduced.
板状フィラー(A)の含有量は、液晶ポリマー100重量部に対して、60〜150重量部であり、65〜140重量部が好ましく、70〜130重量部であることがより好ましい。 The content of the plate filler (A) is 60 to 150 parts by weight, preferably 65 to 140 parts by weight, and more preferably 70 to 130 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer.
板状フィラー(A)の含有量が、60重量部未満であると成形収縮率の異方性改善効果が不十分であり、150重量部を超えると溶融粘度が上昇するため溶融混練による樹脂組成物の作製が困難となる。 If the content of the plate-like filler (A) is less than 60 parts by weight, the effect of improving the anisotropy of the molding shrinkage is insufficient, and if it exceeds 150 parts by weight, the melt viscosity increases, so the resin composition by melt kneading It becomes difficult to produce the object.
本発明における別の態様の液晶ポリマー組成物は、液晶ポリマー、板状フィラー(A)、および、粒子径が10〜50μmであるフィラー(B)を含有するものである。 The liquid crystal polymer composition according to another embodiment of the present invention contains a liquid crystal polymer, a plate-like filler (A), and a filler (B) having a particle diameter of 10 to 50 μm.
フィラー(B)の含有量が、板状フィラー(A)との重量比において一定の範囲内とすることによって、耐トラッキング破壊性能および熱伝導率を維持しつつ機械強度を向上させることができる。 By making the content of the filler (B) within a certain range in the weight ratio with the plate-like filler (A), the mechanical strength can be improved while maintaining the tracking fracture resistance and the thermal conductivity.
本発明に使用する、フィラー(B)の粒子径は10〜50μmであり、15〜30μmが好ましい。10μm未満であると機械強度が向上せず、50μmを超えると耐トラッキング破壊性能が低下する。 The particle diameter of the filler (B) used for this invention is 10-50 micrometers, and 15-30 micrometers is preferable. If it is less than 10 μm, the mechanical strength is not improved, and if it exceeds 50 μm, the tracking destruction resistance is deteriorated.
フィラー(B)を含有させる場合、好ましくは、板状フィラー(A)とフィラー(B)の合計の含有量は60〜150重量部であり、かつ、板状フィラー(A)とフィラー(B)との重量比(B/A)は0.05〜1.0である。 When the filler (B) is contained, the total content of the plate filler (A) and the filler (B) is preferably 60 to 150 parts by weight, and the plate filler (A) and the filler (B). The weight ratio (B / A) is 0.05 to 1.0.
板状フィラー(A)とフィラー(B)の合計の含有量が、60重量部未満であると異方性改善効果が十分でなく、150重量部を超えると溶融粘度が上昇し、また、溶融混練による樹脂組成物の作製が困難となる傾向がある。フィラー(B)を含有させる場合、板状フィラー(A)とフィラー(B)の合計の含有量は、より好ましくは65〜140重量部、さらに好ましくは70〜130重量部である。 If the total content of the plate-like filler (A) and the filler (B) is less than 60 parts by weight, the effect of improving anisotropy is not sufficient, and if it exceeds 150 parts by weight, the melt viscosity increases, There exists a tendency for preparation of the resin composition by kneading to become difficult. When the filler (B) is contained, the total content of the plate-like filler (A) and the filler (B) is more preferably 65 to 140 parts by weight, still more preferably 70 to 130 parts by weight.
重量比(B/A)が1.0を超えると、耐トラッキング破壊性能および熱伝導率が低下する。板状フィラー(A)とフィラー(B)との重量比(B/A)は、より好ましくは0.05〜0.67、さらに好ましくは0.05〜0.54である。 When the weight ratio (B / A) exceeds 1.0, the tracking fracture resistance and thermal conductivity are lowered. The weight ratio (B / A) between the plate-like filler (A) and the filler (B) is more preferably 0.05 to 0.67, still more preferably 0.05 to 0.54.
フィラー(B)を含有させる場合、フィラー(B)の含有量は、上述の板状フィラー(A)とフィラー(B)の合計の含有量および板状フィラー(A)とフィラー(B)との重量比(B/A)を満たす量であれば特に限定されないが、液晶ポリマー100重量部に対して、例えば0重量部超75重量部以下、5〜60重量部、10〜50重量部などであってよい。 When the filler (B) is contained, the content of the filler (B) is the total content of the plate-like filler (A) and the filler (B) and the plate-like filler (A) and the filler (B). Although it will not specifically limit if it is the quantity which satisfy | fills a weight ratio (B / A), For example with respect to 100 weight part of liquid crystal polymers, it is more than 0 weight part 75 weight part or less, 5-60 weight part, 10-50 weight part etc. It may be.
板状フィラー(A)としては、電気絶縁性フィラー、例えば、タルク、マイカ、カオリン、クレー、バーミキュライト、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、長石粉、酸性白土、ロウ石クレー、セリサイト、シリマナイト、ベントナイト、ガラスフレーク、スレート粉、シラン等の珪酸塩、炭酸カルシウム、胡粉、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、バライト粉、沈降性硫酸カルシウム、焼石膏、硫酸バリウム等の硫酸塩、水和アルミナ等の水酸化物、アルミナ、酸化アンチモン、マグネシア、酸化チタン、亜鉛華、シリカ、珪砂、石英、ホワイトカーボン、珪藻土等の酸化物、二硫化モリブデン等の硫化物、板状のウォラストナイトなどが挙げられる。 As the plate-like filler (A), electrically insulating fillers such as talc, mica, kaolin, clay, vermiculite, calcium silicate, aluminum silicate, feldspar powder, acid clay, rhodolite clay, sericite, sillimanite, bentonite, glass Flakes, slate powder, silicates such as silane, carbonates such as calcium carbonate, hum powder, barium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, barite powder, precipitated calcium sulfate, calcined gypsum, sulfate such as barium sulfate, hydrated alumina, etc. Hydroxides, alumina, antimony oxide, magnesia, titanium oxide, zinc oxide, silica, silica sand, quartz, white carbon, diatomaceous earth oxides, sulfides such as molybdenum disulfide, and plate-like wollastonite It is done.
この中でも、液晶ポリマー組成物の熱伝導性に優れる点から、タルクが好ましい。 Among these, talc is preferable from the viewpoint of excellent thermal conductivity of the liquid crystal polymer composition.
フィラー(B)は、繊維状フィラーではないフィラーであればよく、例えば板状フィラーおよび粒状フィラーを用いることができる。
板状フィラーとしては、上述の板状フィラー(A)の例として記載したものを用いることができる。
粒状フィラーとしては、粒状の無機充填材、例えば炭酸カルシウム、ガラスビーズ、硫酸バリウム、酸化チタン、フッ化カルシウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
フィラー(B)としては、板状フィラーが好ましく、液晶ポリマー組成物の熱伝導性に優れる点からタルクがより好ましい。
The filler (B) should just be a filler which is not a fibrous filler, for example, a plate-like filler and a granular filler can be used.
As a plate-like filler, what was described as an example of the above-mentioned plate-like filler (A) can be used.
Examples of the granular filler include granular inorganic fillers such as calcium carbonate, glass beads, barium sulfate, titanium oxide, calcium fluoride, and magnesium oxide.
As the filler (B), a plate-like filler is preferable, and talc is more preferable from the viewpoint of excellent thermal conductivity of the liquid crystal polymer composition.
本発明におけるさらに別の態様の液晶ポリマー組成物は、液晶ポリマー、板状フィラー(A)、上記のように一定範囲内の含有量で含有されてもよいフィラー(B)、および、繊維状フィラー(C)を含有するものである。 The liquid crystal polymer composition of still another embodiment of the present invention includes a liquid crystal polymer, a plate-like filler (A), a filler (B) that may be contained in a certain range as described above, and a fibrous filler. (C) is contained.
本発明に使用される繊維状フィラー(C)は、数平均繊維径が5〜20μmであって、平均アスペクト比が5〜30であることが、機械強度を向上させる点で好ましい。 The fibrous filler (C) used in the present invention preferably has a number average fiber diameter of 5 to 20 μm and an average aspect ratio of 5 to 30 in terms of improving mechanical strength.
平均アスペクト比とは、繊維状フィラーの形状を表す指標であり、数平均繊維長と数平均繊維径の比(数平均繊維長/数平均繊維径)である。 The average aspect ratio is an index representing the shape of the fibrous filler and is a ratio of the number average fiber length to the number average fiber diameter (number average fiber length / number average fiber diameter).
繊維状フィラー(C)を含有させる場合、繊維状フィラー(C)の含有量を一定範囲内とすることによって、成形収縮率の異方性の低下を抑制しつつ、機械強度を向上させることができる。 When the fibrous filler (C) is contained, the mechanical strength can be improved while suppressing a decrease in the anisotropy of the molding shrinkage rate by keeping the content of the fibrous filler (C) within a certain range. it can.
本発明の液晶ポリマー組成物における繊維状フィラー(C)の含有量は、液晶ポリマー100重量部に対して、5〜30重量部であることが好ましく、10〜30重量部であることがより好ましく、15〜25重量部であることがさらに好ましい。 The content of the fibrous filler (C) in the liquid crystal polymer composition of the present invention is preferably 5 to 30 parts by weight and more preferably 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. More preferably, it is 15 to 25 parts by weight.
繊維状フィラー(C)の含有量が、5重量部未満であると機械強度は向上せず、30重量部を超えると収縮率の異方性の低下が大きくなる。 If the content of the fibrous filler (C) is less than 5 parts by weight, the mechanical strength is not improved, and if it exceeds 30 parts by weight, the anisotropy of the shrinkage rate is increased.
繊維状フィラー(C)と、板状フィラー(A)および必要な場合にはフィラー(B)の合計との重量比[C/AまたはC/(A+B)]は、0.05〜0.47の範囲内であることが好ましく、0.10〜0.33の範囲内であることがより好ましい。 The weight ratio [C / A or C / (A + B)] of the fibrous filler (C) to the sum of the plate-like filler (A) and, if necessary, the filler (B) is 0.05 to 0.47. It is preferable to be in the range of 0.10, more preferably in the range of 0.10 to 0.33.
重量比[C/AまたはC/(A+B)]が0.47を超えると、成形収縮率の異方性が低下する。 When the weight ratio [C / A or C / (A + B)] exceeds 0.47, the anisotropy of the molding shrinkage ratio decreases.
繊維状フィラー(C)を含ませる場合、好ましくは、液晶ポリマー100重量部に対して5〜30重量部含有し、かつ、繊維状フィラー(C)と板状フィラー(A)および必要な場合にはフィラー(B)の合計との重量比[C/AまたはC/(A+B)]が0.05〜0.47である。 When the fibrous filler (C) is included, it is preferably contained in an amount of 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, and the fibrous filler (C) and the plate-like filler (A) and when necessary. The weight ratio [C / A or C / (A + B)] to the total of fillers (B) is 0.05 to 0.47.
繊維状フィラー(C)としては、例えば、ガラス繊維、ミルドガラス、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、ウォラストナイトなどが挙げられるが、この中でも、強度に優れ入手容易である点からガラス繊維が好ましい。 Examples of the fibrous filler (C) include glass fiber, milled glass, silica alumina fiber, alumina fiber, carbon fiber, aramid fiber, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, and wollastonite. Of these, glass fiber is preferred because of its excellent strength and easy availability.
また、本発明の液晶ポリマー組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、上述の板状フィラー(A)、フィラー(B)および繊維状フィラー(C)以外のフィラー(以下、他の充填材ともいう)、例えば、粒子径が10μm未満または50μm以上である粒状の無機充填材をさらに含有してもよい。 Further, the liquid crystal polymer composition of the present invention is a filler other than the above-mentioned plate-like filler (A), filler (B) and fibrous filler (C) within the range not impairing the object of the present invention (hereinafter referred to as other fillings). For example, a particulate inorganic filler having a particle diameter of less than 10 μm or 50 μm or more may be further contained.
粒状の無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、硫酸バリウム、酸化チタン、フッ化カルシウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。 Examples of the granular inorganic filler include calcium carbonate, glass beads, barium sulfate, titanium oxide, calcium fluoride, and magnesium oxide.
本発明の液晶ポリマー組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の添加剤を含有することができる。
他の添加剤としては、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)、ポリシロキサン、フッ素樹脂などの離型改良剤、カーボンブラック、染料、顔料などの着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤などが挙げられる。
The liquid crystal polymer composition of the present invention can contain other additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of other additives include higher fatty acids, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, higher fatty acid metal salts (here, higher fatty acids are those having 10 to 25 carbon atoms), polysiloxanes, fluororesins, and the like. Examples include mold release improvers, colorants such as carbon black, dyes, and pigments, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, and surfactants.
これらの他の添加剤の含有量は、液晶ポリマー100重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部であるのがよい。これら他の添加剤の含有量が10重量部を超える場合には、成形加工性が低下したり、熱安定性や耐トラッキング破壊性能が悪くなる傾向がある。 The content of these other additives is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. When the content of these other additives exceeds 10 parts by weight, the moldability tends to be lowered, and the thermal stability and tracking breakdown resistance performance tend to deteriorate.
高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤などの外部滑剤効果を有するものについては、液晶ポリマー組成物を成形するに際して、予め、液晶ポリマー組成物のペレットの表面に付着せしめてもよい。 For those having an external lubricant effect such as higher fatty acid, higher fatty acid ester, higher fatty acid metal salt, and fluorocarbon surfactant, the liquid crystal polymer composition is preliminarily adhered to the surface of the pellet of the liquid crystal polymer composition. May be.
また、本発明の液晶ポリマー組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに、他の樹脂成分を含有させてもよい。 Further, the liquid crystal polymer composition of the present invention may further contain other resin components as long as the object of the present invention is not impaired.
他の樹脂成分としては、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、ならびにポリスルホン、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。 Examples of other resin components include polyamide, polyester, polyacetal, polyphenylene ether, and modified products thereof, and thermoplastic resins such as polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, and polyamideimide, phenol resin, epoxy resin, and polyimide resin. And other thermosetting resins.
他の樹脂成分は、単独で、あるいは2種以上を組み合わせて含有することができる。他の樹脂成分の含有量は特に限定的ではなく、液晶ポリマー組成物の用途や目的に応じて適宜定めればよい。典型的には液晶ポリマー100重量部に対する他の樹脂の合計含有量が0.1〜100重量部、特に0.1〜80重量部となる範囲で添加される。 Other resin components can be contained alone or in combination of two or more. The content of other resin components is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the use and purpose of the liquid crystal polymer composition. Typically, it is added in a range where the total content of other resins with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer is 0.1 to 100 parts by weight, particularly 0.1 to 80 parts by weight.
板状フィラー(A)、フィラー(B)および繊維状フィラー(C)、ならびに他の充填材、他の添加剤、他の樹脂成分などは、液晶ポリマー中に添加され、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、液晶ポリマーの結晶融解温度近傍から結晶融解温度+30℃の温度条件で溶融混練して液晶ポリマー組成物とすることができる。 The plate-like filler (A), filler (B) and fibrous filler (C), and other fillers, other additives, other resin components, etc. are added to the liquid crystal polymer, and Banbury mixer, kneader, uniaxial Alternatively, using a twin screw extruder or the like, a liquid crystal polymer composition can be obtained by melt-kneading from near the crystal melting temperature of the liquid crystal polymer under a temperature condition of crystal melting temperature + 30 ° C.
前記溶融混練において、板状フィラー(A)は、そのまま供されてもよいが、見掛け比重を大きくして操作性を高めるために、圧縮した充填材として供されてもよい。 In the melt-kneading, the plate-like filler (A) may be provided as it is, but may be provided as a compressed filler in order to increase the apparent specific gravity and improve the operability.
板状フィラー(A)を圧縮した充填材の見掛け比重(JIS−K5101)は、0.3〜0.45g/mlであることが好ましく、0.35〜0.40g/mlであることがより好ましい。 The apparent specific gravity (JIS-K5101) of the filler obtained by compressing the plate filler (A) is preferably 0.3 to 0.45 g / ml, and more preferably 0.35 to 0.40 g / ml. preferable.
板状フィラー(A)の圧縮は、例えば、スプレードライ法、圧縮押し出し法またはロールプレス加工などにより行うことができる。
上記の板状フィラー(A)を圧縮して得られる充填材の二次粒子の形状としては、顆粒状、球状またはフレーク状などが挙げられる。
The plate-like filler (A) can be compressed by, for example, a spray drying method, a compression extrusion method, or a roll press process.
Examples of the shape of the secondary particles of the filler obtained by compressing the plate filler (A) include granules, spheres, and flakes.
このようにして得られた本発明の液晶ポリマー組成物は、目的とする部品の形状により、射出成形、押出成形などの公知の成形方法により成形品とすることができる。 The liquid crystal polymer composition of the present invention thus obtained can be formed into a molded product by a known molding method such as injection molding or extrusion molding depending on the shape of the target part.
本発明の液晶ポリマー組成物は、スイッチ、リレー、コネクター、チップ、光ピックアップ、インバータトランス、コイルボビン、センサー、アンテナおよび基板等の成形品の成形用材料として好ましく用いることができる。 The liquid crystal polymer composition of the present invention can be preferably used as a molding material for molded products such as switches, relays, connectors, chips, optical pickups, inverter transformers, coil bobbins, sensors, antennas and substrates.
本発明の液晶ポリマー組成物は、これから構成される成形品についてASTM D3638−12に準拠した比較トラッキング指数(CTI)が250V以上、好ましくは275V以上となり、耐トラッキング破壊性能に優れるという利点を有する。 The liquid crystal polymer composition of the present invention has an advantage that the molded article constituted therefrom has a comparative tracking index (CTI) based on ASTM D3638-12 of 250 V or more, preferably 275 V or more, and is excellent in resistance to tracking destruction.
本発明の液晶ポリマー組成物は、これから構成される成形品の成形時の溶融樹脂組成物が金型に充填される際の流れ方向、および、これに直交する方向について固化時の収縮率の比率が小さいという利点を有する。
具体的には、直角方向の成形収縮率(TD)を流動方向の成形収縮率(MD)で除することによる収縮率比(TD/MD)が、好ましくは1.0〜3.0、より好ましくは1.0〜2.5であり、成形収縮率の異方性が緩和された比較的等方的な成形品とすることができる。なお、収縮率比が1.0に近いほど、より等方的ということになる。
The liquid crystal polymer composition of the present invention has a flow direction when a molten resin composition is filled in a mold at the time of molding of a molded product composed thereof, and a ratio of shrinkage rate when solidified in a direction perpendicular thereto Has the advantage of being small.
Specifically, the shrinkage ratio (TD / MD) by dividing the molding shrinkage ratio (TD) in the perpendicular direction by the molding shrinkage ratio (MD) in the flow direction is preferably 1.0 to 3.0. Preferably it is 1.0-2.5, and it can be set as a comparatively isotropic molded article in which the anisotropy of the molding shrinkage rate is relaxed. Note that the closer the shrinkage ratio is to 1.0, the more isotropic.
本発明の液晶ポリマー組成物は、これから構成される成形品について、レーザーフラッシュ法で測定した成形時の溶融樹脂組成物が金型に充填される際の流れ方向の熱伝導率が、好ましくは1.8W/m・K以上、より好ましくは2.0W/m・K以上となり、優れた熱伝導率を有する。 The liquid crystal polymer composition of the present invention preferably has a heat conductivity in the flow direction when the mold is filled with the molten resin composition at the time of molding, which is measured by a laser flash method, with respect to a molded article composed of the liquid crystal polymer composition. .8 W / m · K or more, more preferably 2.0 W / m · K or more, and excellent thermal conductivity.
本発明の液晶ポリマー組成物は、液晶ポリマーの結晶融解温度+20℃(結晶融解温度が300℃超の場合)または結晶融解温度+40℃(結晶融解温度が300℃以下の場合)におけるキャピログラフによる溶融粘度(剪断速度1000sec−1)が、好ましくは40〜100Pa・s、より好ましくは45〜95Pa・sである。 The liquid crystal polymer composition of the present invention has a melt viscosity by a capillograph at the crystal melting temperature of the liquid crystal polymer + 20 ° C. (when the crystal melting temperature is higher than 300 ° C.) or the crystal melting temperature + 40 ° C. (when the crystal melting temperature is 300 ° C. or lower) (Shear rate 1000 sec −1 ) is preferably 40 to 100 Pa · s, more preferably 45 to 95 Pa · s.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to a following example at all.
実施例中の溶融粘度、荷重たわみ温度、引張強度、曲げ強度及び曲げ弾性率、Izod衝撃強度、比較トラッキング指数、成形収縮率の異方性、熱伝導率および結晶融解温度の測定・評価は以下に記載の方法で行った。 The measurement and evaluation of melt viscosity, load deflection temperature, tensile strength, bending strength and flexural modulus, Izod impact strength, comparative tracking index, molding shrinkage anisotropy, thermal conductivity and crystal melting temperature are as follows. It carried out by the method of description.
(1)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、合成例の液晶ポリマーについては0.7mmφ×10mm、実施例1〜13および比較例1〜8の液晶ポリマー組成物については1.0mmφ×10mmのキャピラリーを用いて、剪断速度1000sec−1、350℃(LCP−3および実施例15については320℃)の条件下での溶融粘度をそれぞれ測定した。
(1) Melt viscosity With a melt viscosity measuring device (Capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), the liquid crystal polymer of the synthesis example was 0.7 mmφ × 10 mm, and the liquid crystal polymer compositions of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8 Was measured using a 1.0 mmφ × 10 mm capillary under a shear rate of 1000 sec −1 and 350 ° C. (320 ° C. for LCP-3 and Example 15).
(2)荷重たわみ温度(DTUL)
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃(実施例15については320℃)、金型温度70℃で、長さ127mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片に成形し、これを用いてASTM D648に準拠し、荷重1.82MPa、昇温速度2℃/分で測定した。
(2) Deflection temperature under load (DTUL)
Using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., UH1000-110), cylinder setting temperature 350 ° C. (320 ° C. for Example 15), mold temperature 70 ° C., length 127 mm, width 12.7 mm, It was molded into a strip-shaped test piece having a thickness of 3.2 mm, and measured according to ASTM D648 at a load of 1.82 MPa and a heating rate of 2 ° C./min.
(3)引張強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃(実施例15については320℃)、金型温度70℃で、ASTM4号ダンベル試験片を成形し、これを用いてASTM D638に準拠して測定した。
(3) Tensile strength ASTM No. 4 dumbbell test using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.) at a cylinder set temperature of 350 ° C. (320 ° C. for Example 15) and a mold temperature of 70 ° C. A piece was molded and measured according to ASTM D638.
(4)曲げ強度および曲げ弾性率
荷重たわみ温度の測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、ASTM D790に準拠して測定した。
(4) Bending strength and flexural modulus Using the same test piece as that used for measuring the deflection temperature under load, the bending strength and the flexural modulus were measured in accordance with ASTM D790.
(5)Izod衝撃強度
荷重たわみ温度測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、試験片の中央を長さ方向と垂直に切断し、長さ63.5mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を得、ASTM D256に準拠して測定した。
(5) Izod impact strength Using the same test piece as that used for measuring the deflection temperature under load, the center of the test piece was cut perpendicular to the length direction, and the length was 63.5 mm, the width was 12.7 mm, and the thickness was A strip-shaped test piece of 3.2 mm was obtained and measured according to ASTM D256.
(6)比較トラッキング指数(CTI)
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃(実施例15については320℃)、金型温度70℃で、50mmφ×3.2mm厚の円板型試験片を作製した。ASTM D3638−12に準拠して、0.1重量%塩化アンモニウム水溶液、白金電極を用い、試験片にトラッキングが生じる印加電圧(V:ボルト)を求め、この数値を比較トラッキング指数(V)とした。なお、比較トラッキング指数が高いほど、耐トラッキング破壊性能に優れることを示す。
(6) Comparative tracking index (CTI)
Using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.), a cylinder set temperature of 350 ° C. (320 ° C. for Example 15), a mold temperature of 70 ° C., and a 50 mmφ × 3.2 mm thick disc A mold specimen was prepared. In accordance with ASTM D3638-12, a 0.1% by weight ammonium chloride aqueous solution and a platinum electrode were used to determine an applied voltage (V: volt) at which tracking occurs on the test piece, and this value was used as a comparative tracking index (V). . In addition, it shows that it is excellent in tracking destruction-proof performance, so that a comparative tracking index | exponent is high.
(7)成形収縮率の異方性
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃(実施例15については320℃)、金型温度70℃にて、1辺がフィルムゲートの80mm×80mm×1mm厚みの平板試験片金型を用いて試験片を作製し、成形品の各辺の長さを工具顕微鏡で測定した。
この測定値と常温時の金型寸法との差を金型寸法で除することにより各辺の成形収縮率を求め、樹脂の流動方向の2辺についての平均値を流動方向の成形収縮率(MD)、樹脂の流動方向と直行する2辺についての平均値を直角方向の成形収縮率(TD)とした。
また、直角方向の成形収縮率(TD)を流動方向の成形収縮率(MD)で除することにより収縮率比(TD/MD)を求めた。
(7) Anisotropy of Mold Shrinkage Ratio Using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.), a cylinder set temperature of 350 ° C. (320 ° C. for Example 15) and a mold temperature of 70 ° C. Then, a test piece was prepared using a flat plate test piece mold having a side of a film gate of 80 mm × 80 mm × 1 mm, and the length of each side of the molded product was measured with a tool microscope.
By dividing the difference between this measured value and the mold dimension at room temperature by the mold dimension, the mold shrinkage rate of each side is obtained, and the average value for the two sides in the resin flow direction is calculated as the mold shrinkage rate in the flow direction ( MD), an average value for two sides perpendicular to the resin flow direction was defined as a molding shrinkage ratio (TD) in the perpendicular direction.
Further, the shrinkage ratio (TD / MD) was determined by dividing the molding shrinkage ratio (TD) in the perpendicular direction by the molding shrinkage ratio (MD) in the flow direction.
(8)熱伝導率
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、シリンダー設定温度350℃(実施例15については320℃)、金型温度70℃で、12.7mm×127mm×1mm厚みのバーフロー試験片(サイドゲート、ゲート口125mm×0.5mm)を作製し、これらを積層して10mm厚みとした。図1に示すように、この積層品から長軸方向に垂直の線[溶融樹脂組成物が金型に充填される際の流れ方向(MD)]をもってゲート側から切り出し、10mm×10mm×1mm厚みの平板を得た。
この平板の10mm×10mm面の表面にレーザー光吸収用スプレ(ファインケミカルジャパン(株)製、ブラックガードスプレーFC−153)を塗布したものを熱伝導率評価用サンプルとして、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定した(Netzsch社製、XeフラッシュアナライザーLFA467HyperFlash)。
比熱は示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ株式会社製Exstar6000)、比重は電子比重計(ミラージュ貿易株式会社 SD−200L)により測定した。
熱伝導率は、熱拡散率と比熱と比重の積から求めた。
(8) Thermal conductivity Using an injection molding machine (UH1000-110 manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.), cylinder setting temperature 350 ° C. (320 ° C. for Example 15), mold temperature 70 ° C., 12.7 mm A bar flow test piece (side gate, gate opening 125 mm × 0.5 mm) having a thickness of × 127 mm × 1 mm was prepared, and these were laminated to a thickness of 10 mm. As shown in FIG. 1, this laminate is cut out from the gate side with a line perpendicular to the long axis direction [flow direction (MD) when the molten resin composition is filled in the mold], and the thickness is 10 mm × 10 mm × 1 mm. A flat plate was obtained.
A thermal diffusivity obtained by applying a laser light absorbing spray (Fine Chemical Japan Co., Ltd., Black Guard Spray FC-153) to the surface of the 10 mm × 10 mm surface of this flat plate as a thermal conductivity evaluation sample by a laser flash method. Was measured (manufactured by Netzsch, Xe flash analyzer LFA467 HyperFlash).
Specific heat was measured with a differential scanning calorimeter (Exstar 6000 manufactured by Seiko Instruments Inc.), and specific gravity was measured with an electronic hydrometer (Mirage Trading SD-200L).
The thermal conductivity was obtained from the product of thermal diffusivity, specific heat and specific gravity.
(9)結晶融解温度
示差走査熱量計としてセイコーインスツルメンツ株式会社製Exstar6000を用い、室温から20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、Tm1より20〜50℃高い温度で10分間保持する。ついで、20℃/分の降温条件で室温まで試料を冷却し、その際に観測される発熱ピークのピークトップの温度を液晶ポリマーの結晶化温度(Tc)とし、さらに、再度20℃/分の昇温条件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(Tm)とした。
(9) Crystal melting temperature Using an Exstar 6000 manufactured by Seiko Instruments Inc. as a differential scanning calorimeter, the endothermic peak temperature (Tm1) observed when measured at room temperature to 20 ° C./min. Hold at 20-50 ° C elevated temperature for 10 minutes. Next, the sample is cooled to room temperature under a temperature-decreasing condition of 20 ° C./min. The temperature at the top of the exothermic peak observed at that time is set as the crystallization temperature (Tc) of the liquid crystal polymer, and again 20 ° C./min. An endothermic peak when measured under temperature rising conditions was observed, and the temperature showing the peak top was defined as the crystal melting temperature (Tm) of the liquid crystal polymer.
以下、実施例および比較例において使用する液晶ポリマーの合成例を記した。合成例における化合物の略号は以下の通りである。 Hereinafter, synthesis examples of liquid crystal polymers used in Examples and Comparative Examples are described. The abbreviations of the compounds in the synthesis examples are as follows.
[液晶ポリマー合成に用いた単量体]
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
[Monomers used for liquid crystal polymer synthesis]
POB: 4-hydroxybenzoic acid BON6: 6-hydroxy-2-naphthoic acid HQ: hydroquinone BP: 4,4'-dihydroxybiphenyl TPA: terephthalic acid NDA: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid
[合成例1(LCP−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:323.2g(36モル%)、BON6:48.9g(4モル%)、BP:169.4g(14モル%)、HQ:114.5g(16モル%)およびTPA:323.9g(30モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03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。
[Synthesis Example 1 (LCP-1)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer with a torque meter and a distillation pipe, POB: 323.2 g (36 mol%), BON 6: 48.9 g (4 mol%), BP: 169.4 g (14 mol%), HQ : 114.5 g (16 mol%) and TPA: 323.9 g (30 mol%), and 1.03 times mol acetic anhydride with respect to the amount of hydroxyl groups (mol) of all monomers were charged under the following conditions: Deacetic acid polymerization was performed.
窒素ガス雰囲気下に室温〜145℃まで1時間かけて昇温し、145℃で30分保持した。次いで、副生する酢酸を留出させつつ350℃まで7時間かけて昇温した後、80分かけて5mmHg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エステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は335℃であり、溶融粘度は20Pa・sであった。 The temperature was raised from room temperature to 145 ° C. over 1 hour under a nitrogen gas atmosphere, and maintained at 145 ° C. for 30 minutes. Next, the temperature was raised to 350 ° C. over 7 hours while distilling off the acetic acid produced as a by-product, and then the pressure was reduced to 5 mmHg over 80 minutes. When the predetermined torque was exhibited, the polymerization reaction was terminated, the contents were taken out from the reaction vessel, and liquid crystal polyester resin pellets were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during the polymerization was almost as theoretical. The obtained pellet had a crystal melting temperature (Tm) of 335 ° C. and a melt viscosity of 20 Pa · s.
[合成例2(LCP−2)]
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:641.9g(71.5モル%)、BON6:30.6g(2.5モル%)、HQ:93.0g(13モル%)およびNDA182.7g(13モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03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。
[Synthesis Example 2 (LCP-2)]
POB: 641.9 g (71.5 mol%), BON 6: 30.6 g (2.5 mol%), HQ: 93.0 g (13 mol) %) And 182.7 g (13 mol%) of NDA, 1.03 times mol acetic anhydride with respect to the amount of hydroxyl groups (mol) of all monomers, and deacetic acid polymerization was carried out under the following conditions.
窒素ガス雰囲気下に室温〜145℃まで1時間かけて昇温し、145℃で30分保持した。次いで、副生する酢酸を留出させつつ345℃まで7時間かけて昇温した後、80分かけて10mmHg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エステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は321℃であり、溶融粘度は23Pa・sであった。 The temperature was raised from room temperature to 145 ° C. over 1 hour under a nitrogen gas atmosphere, and maintained at 145 ° C. for 30 minutes. Next, the temperature was raised to 345 ° C. over 7 hours while acetic acid produced as a by-product was distilled off, and then the pressure was reduced to 10 mmHg over 80 minutes. When the predetermined torque was exhibited, the polymerization reaction was terminated, the contents were taken out from the reaction vessel, and liquid crystal polyester resin pellets were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during the polymerization was almost as theoretical. The obtained pellet had a crystal melting temperature (Tm) of 321 ° C. and a melt viscosity of 23 Pa · s.
[合成例3(LCP−3)]
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:655.4g(73モル%)およびBON6:330.2g(27モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.02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。
[Synthesis Example 3 (LCP-3)]
POB: 655.4 g (73 mol%) and BON6: 330.2 g (27 mol%) were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer with a torque meter and a distillation pipe, and the hydroxyl amount (mol) of all monomers was further increased. On the other hand, 1.02 moles of acetic anhydride was charged and deacetic acid polymerization was performed under the following conditions.
窒素ガス雰囲気下に室温から145℃まで1時間で昇温し、145℃にて30分間保持した。次いで、副生する酢酸を留去させつつ320℃まで 時間かけて昇温した後、80分かけて10mmHg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エステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は279℃であり、溶融粘度は21Pa・sであった。 The temperature was raised from room temperature to 145 ° C. over 1 hour under a nitrogen gas atmosphere, and maintained at 145 ° C. for 30 minutes. Next, the temperature was raised to 320 ° C. over time while acetic acid produced as a by-product was distilled off, and then the pressure was reduced to 10 mmHg over 80 minutes. When the predetermined torque was exhibited, the polymerization reaction was terminated, the contents were taken out from the reaction vessel, and liquid crystal polyester resin pellets were obtained using a pulverizer. The amount of acetic acid distilled during the polymerization was almost as theoretical. The obtained pellet had a crystal melting temperature (Tm) of 279 ° C. and a melt viscosity of 21 Pa · s.
以下の実施例および比較例で使用した充填材を示す。
〈板状フィラー〉
タルク1:住友大阪セメント株式会社製、ファインタルク(粒子径4μm)
タルク2:富士タルク株式会社製、NK−64(粒子径19μm)
タルク3:日本タルク株式会社製、D−800(粒子径0.8μm)
マイカ:株式会社ヤマグチマイカ製、AB−25S(粒子径22μm)
〈繊維状フィラー〉
ガラス繊維:CPIC社製、ECS3010A(数平均繊維径10.5μm、数平均繊維長3mm)
〈粒状フィラー〉
CaF2:住友大阪セメント株式会社製、フッ化カルシウム粒子(粒子径26μm)
The filler used in the following examples and comparative examples is shown.
<Plate filler>
Talc 1: Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., Fine Talc (particle size 4μm)
Talc 2: manufactured by Fuji Talc Co., Ltd., NK-64 (particle diameter 19 μm)
Talc 3: Nippon Talc Co., Ltd., D-800 (particle diameter 0.8 μm)
Mica: manufactured by Yamaguchi Mica, AB-25S (particle size 22 μm)
<Fibrous filler>
Glass fiber: manufactured by CPIC, ECS3010A (number average fiber diameter 10.5 μm, number average fiber length 3 mm)
<Granular filler>
CaF 2 : Calcium fluoride particles (particle size: 26 μm) manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.
[実施例1〜9、比較例1〜5]
液晶ポリマーとしてLCP−1を用い、液晶ポリマー100重量部に対して、表1に記載の量となるようタルク、マイカとCaF2を配合し、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX−30α)にて350℃で溶融混練したものをペレット化し、液晶ポリマー組成物を調製した。
実施例および比較例の液晶ポリマー組成物について、溶融粘度、荷重撓み温度(DTUL)、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、Izod衝撃強度、比較トラッキング指数、成形収縮率の異方性および熱伝導率を測定し、その結果を表1に示した。
[Examples 1-9, Comparative Examples 1-5]
Using LCP-1 as the liquid crystal polymer, talc, mica and CaF 2 are blended so as to have the amounts shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, and a twin-screw extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX). The mixture melt-kneaded at 350 ° C. at −30α was pelletized to prepare a liquid crystal polymer composition.
For the liquid crystal polymer compositions of Examples and Comparative Examples, melt viscosity, load deflection temperature (DTUL), tensile strength, bending strength, bending elastic modulus, Izod impact strength, comparative tracking index, anisotropy of molding shrinkage, and heat conduction The rate was measured and the results are shown in Table 1.
[実施例10〜18、比較例6〜9]
液晶ポリマーとしてLCP−1、LCP−2およびLCP−3を用い、液晶ポリマー100重量部に対して、表2に記載の量となるようタルク、マイカ、CaF2およびガラス繊維を配合し、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX−30α)にて350℃(実施例15については320℃)で溶融混練したものをペレット化し、液晶ポリマー組成物を調製した。
同様に、実施例および比較例の液晶ポリマー組成物について、溶融粘度、荷重撓み温度(DTUL)、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、Izod衝撃強度、比較トラッキング指数、成形収縮率の異方性および熱伝導率を測定し、その結果を表2に示した。
[Examples 10 to 18, Comparative Examples 6 to 9]
LCP-1, LCP-2 and LCP-3 are used as the liquid crystal polymer, and talc, mica, CaF 2 and glass fiber are blended so as to have the amounts shown in Table 2 with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. What was melt-kneaded at 350 ° C. (320 ° C. for Example 15) with an extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX-30α) was pelletized to prepare a liquid crystal polymer composition.
Similarly, for the liquid crystal polymer compositions of Examples and Comparative Examples, melt viscosity, load deflection temperature (DTUL), tensile strength, bending strength, bending elastic modulus, Izod impact strength, comparative tracking index, anisotropy of molding shrinkage rate The thermal conductivity was measured and the results are shown in Table 2.
表1に示されるように、本発明の液晶ポリマー組成物(実施例1〜9)はいずれにおいても、比較トラッキング指数が250V以上であり、良好な成形収縮率比および熱伝導率が得られ、ならびに適度な溶融粘度となり、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性、熱伝導性および溶融粘度について優れたバランスを示すものであった。 As shown in Table 1, in any of the liquid crystal polymer compositions of the present invention (Examples 1 to 9), the comparative tracking index is 250 V or more, and a good molding shrinkage ratio and thermal conductivity are obtained. In addition, the melt viscosity was moderate, and an excellent balance of tracking fracture resistance, molding shrinkage anisotropy, thermal conductivity and melt viscosity was exhibited.
これに対し、比較例1、4、5のように、本発明の範囲から外れる場合は、比較トラッキング指数、成形収縮率の異方性もしくは熱伝導率の少なくとも一つが好ましくない結果となった。
比較例2は、比較トラッキング指数が350V、成形収縮率比が1.5であり、熱伝導率が2.8W/m・Kであるものの、溶融粘度が167Pa・sと著しく高く、Izod衝撃強度も6J/mと著しく低く、成形品として使用に適さないものであった。
比較例3は、比較トラッキング指数が300V、成形収縮率比が1.6、熱伝導率が2.4W/m・Kであるものの、引張強度が40Mpaおよび曲げ強度が48MPaと低く、Izod衝撃強度も8J/mと低いことから、成形品として使用に適さないものであった。
On the other hand, as in Comparative Examples 1, 4, and 5, when out of the scope of the present invention, at least one of the comparative tracking index, the anisotropy of the molding shrinkage rate, or the thermal conductivity resulted in an undesirable result.
Comparative Example 2 has a comparative tracking index of 350 V, a molding shrinkage ratio of 1.5, and a thermal conductivity of 2.8 W / m · K. However, the melt viscosity is remarkably high at 167 Pa · s, and Izod impact strength. Was extremely low at 6 J / m, and was not suitable for use as a molded product.
Comparative Example 3 has a comparative tracking index of 300 V, a molding shrinkage ratio of 1.6, and a thermal conductivity of 2.4 W / m · K, but has a low tensile strength of 40 MPa and a bending strength of 48 MPa, and an Izod impact strength. Since it was as low as 8 J / m, it was not suitable for use as a molded product.
また、表2に示されるように、本発明の液晶ポリマー組成物(実施例10〜18)ではいずれにおいても、耐トラッキング破壊性能、成形収縮率の異方性、熱伝導性および溶融粘度について優れたバランスを示すことに加えて、ガラス繊維を含むことにより良好な機械特性をも示すものであった。 Moreover, as shown in Table 2, all of the liquid crystal polymer compositions of the present invention (Examples 10 to 18) are excellent in tracking fracture resistance, anisotropy of molding shrinkage, thermal conductivity, and melt viscosity. In addition to showing a good balance, the inclusion of glass fibers also showed good mechanical properties.
これに対し、比較例6〜8のように、本発明の範囲から外れる場合は、比較トラッキング指数、成形収縮率の異方性もしくは熱伝導率の少なくとも一つが好ましくない結果となった。
比較例9は、比較トラッキング指数が330V、成形収縮率比が2.5であり、熱伝導率が2.2W/m・Kであるものの、引張強度が45MPaおよび曲げ強度が71MPaであり、ガラス繊維を含有させた場合であっても成形品として使用に適さないものであった。
On the other hand, when it was outside the scope of the present invention as in Comparative Examples 6 to 8, at least one of the comparative tracking index, the anisotropy of the molding shrinkage rate, or the thermal conductivity resulted in an undesirable result.
Comparative Example 9 has a comparative tracking index of 330 V, a molding shrinkage ratio of 2.5, and a thermal conductivity of 2.2 W / m · K, but a tensile strength of 45 MPa and a bending strength of 71 MPa. Even when fibers were contained, they were not suitable for use as molded articles.
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