[发明专利]模制热致性液晶聚合物及由其制成的制品

说明书

本发明涉及液晶聚合物的用途，具体涉及热致性液晶聚合物的用途，并且更具体地涉及用热致性液晶聚合物进行模制及由其模制的制品。

背景技术

存在多种用于将聚合物材料模制成模制制品的方法和设备。注模是一种广泛地用于模制多种不同类型的聚合物制品的方法。存在两种基本类型的注模技术。一种类型的注模技术使用冷浇道系统10，例如图1A和图1B中所示。通常，冷浇道注模系统10凭借往复式螺杆挤出机（未示出）来经由喷嘴12向模具11中提供熔融聚合物材料，喷嘴12通过喷嘴座13与模具11流体连通。模具11具有限定模具腔体的第一模具半部14和第二模具半部15，该模具腔体包括通过第一模具半部14形成的直浇口通道16，直浇口通道16将供自喷嘴12的熔融聚合物材料导向形成模具腔体一部分的体腔17中。体腔17包括浇道通道18，浇道通道18分别通过单独的浇口开口21和22将来自直浇口16的熔融聚合物材料导向两个型腔19和20。浇口21和22确定注入对应型腔19和20中的熔融聚合物材料的流场。当填充直浇口16和体腔17的熔融聚合物材料已经硬化之后，分离模具半部14和15并移除硬化制品。为了有利于移除模制制品，将多个推顶销23安装在第二模具半部15中，并加以使用，以便将模制制品推出第二模具半部15。

另一类型的注模技术使用热浇道模制系统。热浇道注模系统在构造方面与冷浇道系统类似，不同的是直浇口和浇道腔体经加热，以使得熔融聚合物材料在穿过型腔时保持熔融。因此，在热浇道系统中，注入型腔中的熔融聚合物材料通常仅为硬化的熔融聚合物材料并最终从模具中移除。

此类常规的注模和其他模制系统已用于形成多种具有宽泛特征设计和尺寸范围的模制制品。另外，已通过使用此类设备将多种不同的聚合物材料用于模制成制品。一种已知的用于制备注模制品的聚合物材料为热致性液晶聚合物(TLCP)。在分子水平上，TLCP由形成聚合物链中的链段的刚性部分构成。这些刚性部分被称为“介晶基元”。已知TLCP可显示具有期望的性质，这些性质可包括以下性质中的一种或多种：高抗冲性、低热膨胀系数、耐化学降解性、低重量、高强度和高模量等其他性质。

对可通过常规模制系统、使用已知聚合物模制材料填充的模特征设计和尺寸具有诸多限制。因此，一直需要一种这样的模制系统，尤其是注模系统，其能够模制具有甚至更小且更复杂设计特征的制品。本发明实现了此需求。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了用于注模或以其他方式模制制品的方法。该方法包括：提供组合物，所述组合物包含至少一种可熔融加工或热致性液晶聚合物(TLCP)，其中TLCP包含多个介晶基元；以及提供模具，所述模具包括模具腔体，其中模具腔体包括至少一个特征腔，并且每一个特征腔包括至少一个细小特征室。该方法还包括：加热组合物，以便形成熔融组合物，所述熔融组合物包含熔融TLCP；以及用所需量的熔融组合物填充模具腔体。填充模具腔体，使得填充至少一个细小特征室的熔融组合物以这样的流速移动，该流速导致对应的熔融TLCP（即，填充至少一个细小特征室的熔融TLCP）中的介晶基元的全部或至少相当大一部分相对于熔融组合物的流动方向流动定向。使熔融组合物硬化，使得至少一个细小特征室中的至少硬化TLCP的介晶基元（即，所得模制制品的对应的至少一个细小特征元件中的介晶基元）保持其流动定向。

用于此方法中的模具腔体还可包括体腔，其中每一个特征腔从体腔延伸并与其连接。关于此实施例，填充模具腔体的步骤包括用所需量的熔融组合物填充体腔，使得填充体腔的熔融组合物的至少一部分以导致对应的熔融TLCP（即，填充体腔的熔融TLCP）中的介晶基元流动翻滚的第一流速移动。此外，填充每一个细小特征室的熔融组合物的流速为快于第一流速的第二流速。

在另一个实施例中，填充模具腔体的步骤包括用所需量的熔融组合物填充体腔，使得填充体腔的熔融组合物的至少一部分以导致填充体腔的熔融TLCP中的介晶基元流动定向的流速移动。关于此实施例，可进行硬化熔融组合物的步骤，使得体腔中的介晶基元的流动定向得以保持或至少减少。为了得到体腔中的介晶基元的至少减少的流动定向，硬化步骤还可包括在填充体腔的熔融组合物硬化之前硬化填充每一个细小特征室的熔融组合物，并且在体腔中的介晶基元的流动定向具有被至少减少的足够时间之后硬化体腔中的熔融组合物。还可通过以下方式至少减少体腔中的介晶基元的流动定向：硬化熔融TCLP，使得每一个细小特征室和体腔中的介晶基元的流动定向都得以保持；再熔融体腔中的硬化TCLP；以及再硬化体腔中再熔融的TCLP。