[发明专利]一种新型热致液晶高性能聚芳酯薄膜的制备方法

说明书

一种新型热致液晶高性能聚芳酯薄膜的制备方法。具体是先在哈氏合金聚合釜中通过熔融缩聚制备出热致液晶聚芳酯的预聚物，预聚物的特性粘度在1.0～2.8dl/g，然后将预聚物经哈氏合金聚合釜排出，经过粉碎，固相缩聚后制备出高分子量的热致性液晶聚芳酯，其特性粘度在6.0～9.5dl/g，重均分子量为4.5×10⁴～8.0×10⁴。所得聚合物经过双螺杆挤出机混炼，排气后，经计量泵和组件，侧吹风冷却后，牵伸，卷绕，得高强度聚芳酯薄膜，所得初生薄膜拉伸强度可达到0.2‑0.3GPa，再经过热处理后所得成品薄膜拉抻强度可达0.4‑0.5GPa。本方法操作简单，反应条件易于控制，制备出的热致液晶聚芳酯分子量高，能够进行连续化生产，解决了以往热致液晶聚芳酯制备步骤繁琐，条件不易控制，质量不稳定，成品薄膜强度较低的缺点。

技术领域

本发明涉及到一种新型热致液晶高性能聚芳酯薄膜的制备方法，具体为先在哈氏合金聚合釜中通过熔融缩聚制备出热致液晶聚芳酯的预聚物，预聚物的特性粘度在1.0～2.8dl/g，然后将预聚物经哈氏合金聚合釜排出，经过粉碎，固相缩聚后制备出高分子量的热致性液晶聚芳酯，其特性粘度在6.0～9.5dl/g，重均分子量为4.5×10⁴～8.0×10⁴。所得聚合物经过双螺杆挤出机混炼，排气后，经计量泵和组件，侧吹风冷却后，牵伸，卷绕，得高强度聚芳酯初生薄膜，所得初生薄膜拉伸强度可达到0.2-0.3GPa，再经过热处理后所得成品薄膜拉抻强度可达0.4-0.5GPa。本方法操作简单，反应条件易于控制，制备出的热致液晶聚芳酯分子量高，能够进行连续化生产，解决了以往热致液晶聚芳酯薄膜制备步骤繁琐，条件不易控制，质量不稳定，成品薄膜强度较低的缺点。

背景技术

热致性液晶聚芳酯具有高强高模、耐阻燃性、低吸水率、良好尺寸稳定性等一系列优点，广泛运用于汽车、电子、军工、防护等领域。自从20世纪70年代Jackson报道了第一个热致性液晶聚酯后，人们对热致性液晶聚芳酯展开了大规模的研究。

热致液晶聚芳酯的制备方法大致可分为两类，一类是酰氯法，将二元酰氯和二元酚及相应的催化剂加入到有机溶剂中进行反应制备热致性液晶聚芳酯。张海良用这种方法在玻璃瓶中制备出了含柔性间隔基的热致液晶聚酯，该方法不需要较高温度且反应较易进行，但溶剂回收处理很困难，步骤繁琐，成本较高，目前还处在实验室阶段大规模生产更是遥遥无期。第二类是熔融酯缩聚法，将二元酸或二元酚先与小分子的一元醇类或酸类化合物反应生成酯，然后在催化剂存在的条件下再与相应的二元酚或二元酸在高温下进行熔融缩聚反应制备出热致性液晶聚芳酯。国内专利200810173114.0用该方法制备出了全芳族液晶聚酯，不涉及到溶剂回收处理的问题，操作相对简单但在反应后期需要较高的温度及高真空条件来进一步提升分子量，对设备要求比较严格也存在着质量不稳定的缺点。国内专利200410054025.6报道了一种液晶共聚酯的固态制备方法，具体是将熔融聚合后的预聚体进行数十小时的固态聚合来制备高分子量的液晶聚酯。但该方法明显存在着生产周期过长的问题，不适合工业化大规模连续生产。美国专利4,169,933描述了一种含有从氢醌、对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸及4-羟基苯甲酸转化而来的重复单元的聚合物制备方法。美国专利5,079,289、5,097,001以及5,221,730描述了含有自氢醌、对苯二甲酸、间苯二甲酸及4-羟基苯甲酸转化而来的重复单元的聚合物制备方法。本发明的聚合物则不属于这些专利中所描述的任何一种。美国专利5,492,946涉及LCP，美国专利4,851，497涉及芳族聚酯。本发明所涉及的单体组成不属于上述已知文献中的任何一种。

已知的熔融缩聚反应催化剂为醋酸锌、醋酸锰、醋酸钠、醋酸钾、醋酸钴、醋酸锂、钛酸酯、月桂酸二丁基锡、氧化二丁基锡、三氧化二锑或乙二醇锑中的一种或几种，本发明所使用的催化剂不属于上述催化剂中的任何一种。

本发明正是通过运用更合理的单体组成及一种新的催化剂，改善上述发明的不足，此发明可在双螺杆挤出机中制备高性能热致液晶聚芳酯薄膜，开创了一个适用于大规模工业化连续生产的新方法。

发明内容