[发明专利]一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热致液晶聚合物的改性技术，具体地说，涉及一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料及其制备技术与成品。

背景技术

热致液晶聚合物(TLCP)在液晶态下由于其大分子链是取向的，它有异常规整的纤维状结构，性能特殊，制品强度很高，并不亚于金属和陶瓷。它具有优异的机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品性、阻燃性、加工性，耐热性以及较低的热膨胀系数，广泛应用于电子电气元器件。

由于液晶聚合物的分子链是刚性分子链，在成型过程中易于沿流动方向取向，造成纵横向的收缩率差异很大，使得成型的制品出现较为严重的翘曲变形，特别是经高温烘烤后会出现更严重的翘曲变形。为了克服这个缺陷，通常是添加一定量的填料或者是常规玻璃纤维(圆形横截面)，以减小纵横向收缩率的差异，并进一步提高刚性，均有利于SMT制程中翘曲变形的减小。但是，如果单纯采用填料，虽然会降低纵横向收缩率的差异，但会使强度下降，而且对刚性的贡献也有限；如果单纯采用常规玻璃纤维，则对纵横向收缩率的差异的减小贡献不大。因此，通常是填料和玻璃纤维以一定比例一起使用，以同时达到减小翘曲变形和提高刚性的目的，如Ticona公司的改性液晶聚合物材料Vectra E471i和Solvay公司的Xydar MG-350等。但其效果也不尽如人意，非常有必要进一步改善。

已经有公开的采用扁平玻璃纤维增强热塑性树脂的发明专利，如中国专利CN101360593A、CN101338071A和CN101372555A等。在CN101360593A中，采用扁平长玻璃纤维(扁平率2～10，其中扁平玻璃纤维在颗粒中沿一个方向排列，其长度与颗粒长度相同)，优选热塑性树脂聚酰胺，达到降低翘曲变形、提高拉伸强度、冲击和表面光滑性的目的。在专利CN101338071A和CN101372555A中，采用短切扁平玻璃纤维(扁平率2～5)来增强聚酰胺特别是高温聚酰胺树脂，达到降低翘曲变形、提高横向拉伸强度和刚性、流动性以及表面光滑性的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有更小翘曲变形、更高流动性和熔接痕强度的非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料，由如下重量百分数的组分组成：

(A)20～80％熔点至少为270℃的热致液晶聚合物；

(B)20～80％至少一种增强材料，包括：

(B1)10～70％非圆形横截面玻璃纤维；

(B2)0～70％圆球状、针状和片状的填料中的一种或多种混合；

(B3)0～70％其它纤维状增强材料；

(C)0～20％聚酯树脂中的一种或多种混合；

(D)0～5％其它添加剂。

其中(A)+(B)+(C)+(D)以重量计的总和为100％。

在上述非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料中，所述热致液晶聚合物是熔点至少为270℃的热致液晶聚合物，包括聚酯型、聚酯-酰胺型和聚酯-酰亚胺型。优选全芳香族的，即是在聚合物主链上所有的基团都是都是芳香基团(除以酯基为连接基团外)，但侧基有可能是非芳香基团。这些液晶聚合物是由以下单体经聚合而成的，这些单体包括芳香族羟基羧酸，芳香族二羧酸，脂肪族二羧酸，芳香族二醇，脂肪族二醇，芳香族羟基胺和芳香族二胺。例如，可能是由一种、两种或者多种芳香族羟基羧酸经聚合得到的芳香族聚酯；也可能是由芳香族二羧酸，一种、两种或者多种脂肪族二羧酸，芳香族二醇，一种、两种或多种脂肪族二醇，或芳香族羟基羧酸经聚合得到的芳香族聚酯；还可能是由含有芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸、芳香族二醇或脂肪族二醇这些基团的单体经聚合得到的芳香族聚酯。又例如，由芳香族羟基胺，一种、两种或多种芳香族二胺与一种、两种或多种芳香族羟基羧酸经聚合物得到的芳香族聚酯-酰胺；也可能是由芳香族羟基胺，一种、两种或多种芳香族二胺，一种、两种或多种芳香族羟基羧酸，芳香族二羧酸和一种、两种或多种脂肪族羧酸经聚合得到的芳香族聚酯-酰胺；还可能是由芳香族羟基胺，一种、两种或多种芳香族二胺，一种、两种或多种芳香族羟基羧酸，芳香族二羧酸，一种、两种或多种脂肪族羧酸，芳香族二醇，一种、两种或多种脂肪族二醇经聚合得到香族聚酯-酰胺。以上单体通过熔融聚合、溶液聚合或者固相缩聚等缩合聚合方法经聚合得到液晶聚合物，其数均分子量控制在2000～200000之间，优选在5000～50000之间，更优选在10000～20000之间。