[发明专利]一种聚芳酯LCP及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚芳酯LCP及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)配料：打开聚合釜投料口，将单体加入投料釜中，再将乙酸酐加入投料釜中，加入催化剂，再加入增白剂；(2)乙酰化：搅拌，利用导热油升温到140～150℃回流反应3～4h，乙酰化过程结束；(3)分阶段预聚合；(4)缩聚：油温设定为320～330℃，反应30～35min；(5)分阶段抽真空；(6)出料：观察釜内聚合物的形态，通氮气，打开插板阀，出料，得聚芳酯LCP。本发明通过分阶段预聚合及分阶段抽真空，可以有效控制聚芳酯聚合物的分子量，熔融指数在30g/10min左右，熔融粘度低、流动性好、稳定性好，易于后期的加工成型。

技术领域

本发明涉及有机化学技术领域，具体涉及一种聚芳酯LCP及其制备方法。

背景技术

液晶高分子材料(LCP)是20世纪60年代发展出的一种新型材料，分子链中含有刚性的棒状或碟形基团，在溶液或熔融状态下能够形成液晶相，从而赋予了这类材料一些独特的性能。LCP在外力诱导下，分子会高度取向，使得LCP表现出优异的机械、光电、热稳定性等性能。根据液晶形成的条件，液晶高分子LCP又可分为热致液晶高分子和溶致液晶高分子两大类。热致液晶高分子的主要代表是热致液晶聚芳酯。溶致液晶高分子的典型代表是芳香族聚酰胺，是由芳族二酸和芳族二胺缩聚得到的。热致液晶高分子(TLCP)是在熔融状态下本体呈现出液晶态的一类高分子，与在溶液中呈现出液晶态的溶致液晶高分子相比，加工方式简单而且环保。热致液晶高分子可以熔融纺丝、注塑和成膜，在加工过程中一般不涉及到溶剂的使用及回收，是目前实现工业化生产中商品牌号最多的一类液晶高分子。如赛拉尼斯的Vectra、阿莫科石油公司的Xydar、伊士曼柯达公司的X7G等热致液晶高分子已经占领全球LCP市场的主导地位。另外，由于绝大多数热致液晶高分子TLCP产品为聚芳酯液晶，因此习惯上热致液晶高分子TLCP又专指聚芳酯，在一定程度上热致液晶高分子TLCP也等同于聚芳酯。

聚芳酯又名芳香族聚酯，简称PAR，由日本Unitika公司1973年实现工业化生产，商品名称为U聚合物，是综合性能非常优良的高分子新材料。聚芳酯纤维一般具有高于普通对位芳纶的断裂强度，其还拥有优异的抗撕裂、耐湿热、高低温性能、耐酸碱、耐磨损性能，能应用于各种复杂环境条件。

聚芳酯是一种通过酯键连接芳环而成的高分子，其分子结构与传统无规线团或者交联网络结构有所不同，是由长刚棒状的分子单元链接组成，在加热过程中形成液晶。当其从液晶态冷却至固态时，分子链的高度取向排列会被保留了下来，形成特有的高度取向结构，并使性能具有各向异性。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。

用于合成芳香族聚酯液晶的单体很多，根据单体功能团的性质，最主要可以分成3种类型：芳环上一端是羟基(H)、一端是羧酸基(A)的为AH型，如对羟基苯甲酸(HBA)、2-羟基-6-萘甲酸(HNA)等等；芳环含有2个羧酸基，为AA型，如对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸、联苯二甲酸、2，6-萘二甲酸；芳环上含有2个羟基，为HH型，如对苯二酚(HQ)、联苯二酚(BP)、2，6-萘二酚等等。

聚芳酯主要有三种合成方法：熔融聚合法、溶液聚合法和界面聚合法。

(1)熔融聚合法

所谓“熔融”是指聚合反应温度在单体和聚合物的熔点之上，聚合反应物料处于“熔融状态”下而进行的缩聚反应。熔融聚合法一般采用双酚A的醋酸盐为原料进行反应。熔融聚合时，生产的聚芳酯熔体黏度较高，当达到一定的聚合度时，反应体系的搅拌及副产物醋酸的除去都比较困难，聚合度不高。采用熔融缩聚时，温度需达300～330℃，能耗大，同时需要用惰性气体保护以防止高温氧化。

(2)溶液聚合