[发明专利]一种适用于纤维制备且具备低介电损耗正切值的全芳香族液晶聚酯树脂及其应用

说明书

本发明提供了一种适用于纤维制备且具备低介电损耗正切值的全芳香族液晶聚酯树脂。该树脂具有260～320℃的熔点，并具有大于或等于3.0的P1/P3比。P1、P2、P3分别是在剪切速率1000s^‑1的条件下，结晶熔融温度(Tm)、Tm+10℃的温度、Tm+20℃的温度下的熔体粘度。本发明的全芳香族液晶聚酯树脂在包含[I]～[IV]所示的四种主要重复单元之外，还可以包含小比例的第五种重复单元[V]，以进一步降低树脂分子结构的规整性。a、b、c、d、e分别代表液晶聚酯树脂中重复单元[I]～[V]的摩尔比(摩尔％)，满足下述条件：35≤a≤50，20≤b≤30，10≤c≤20，10≤d≤20，0≤e≤3。该树脂及其制备的纤维具有低的介电损耗正切，在10GHz下小于0.002，在5G领域具有良好的使用前景。

技术领域

本发明涉及纤维制造用材料和纤维，本发明的全芳族液晶聚酯树脂(LCP) 具备良好可纺性，可以连续制备具有低介电损耗正切值的纤维。

背景技术

近年来通信领域电子设备及通信设备中使用千兆赫(GHz)频率信号越来越普遍，随之而来的问题是，电子设备及通信设备的介电损耗变得非常严重，可能导致输出错误信号。众所周知，设备的介电损耗与设备原件中所用树脂的介质损耗成正比。相对其它种类树脂而言，尽管LCP具备相对更低的介电损耗，但是普通的LCP树脂在传输千兆赫频率的信号时，其介电损耗仍然过高，需要继续降低。而由LCP树脂制成的纤维，在千兆赫频率的场景下使用时，也同样需要具备非常低的介电损耗值。因此，开发低介质损耗并且能够纺丝的树脂变得非常关键。

20世纪80年代，美国塞拉尼斯公司利用对羟基苯甲酸和二羟基六萘甲酸两种单体制备了纺丝级液晶聚酯树脂，并实现了液晶聚酯纤维的工业化生产，后来将相关技术出售给了日本可乐丽公司。近年来，日本东丽公司将少量PET与芳香族单体熔融聚合，制备了半芳香族半脂肪族的新型液晶聚酯树脂，也成功的制备了液晶聚酯纤维，并开始批量供应。在CN103130995、CN103130995两篇专利中，日本住友公司利用对羟基苯甲酸、联苯二酚、对苯二甲酸、间苯二甲酸四种单体制备的液晶聚酯树脂，也顺利的制备了液晶纤维，并研究了不同分子量及工艺对纺丝稳定性及强度的影响。尽管以上公司很早就开始了LCP纤维的研究，但一直没有涉及介电性能的报道。在申请专利201880022725.7中，上野提供了一种介电损耗非常低的树脂，但是对该树脂是否能够制备纤维没有进一步研究。

发明内容

本发明的目的是为题提供了一种适用于纤维制备且具备低介电损耗正切值的全芳香族液晶聚酯树脂。该液晶聚酯树脂跟以上几种已经商业化的纤维具有完全不同的分子结构，且可以调节单体比例制备不同熔点树脂，进一步得到不同熔点和耐热性的纤维。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种适用于纤维制备且具备低介电损耗正切值的全芳香族液晶聚酯树脂，该树脂由对羟基苯甲酸的构成单元[I]、源自于6-羟基-2-萘甲酸的构成单元[II]、源自于芳香族二醇化合物的构成单元[IV]以及源自于芳香族二羧酸的构成单元[III]和[V]构成：

其中a、b、c、d、e分别代表液晶聚酯树脂中重复单元[I]～[V]的摩尔比(摩尔％)，并满足下式：

(a)35≤a≤50，20≤b≤30，10≤c≤20，10≤d≤20；

(b)作为小比例第五重复单元，0≤e≤3，而且c+e＝d；

(c)a+b+c+d+e＝100；

P1、P2、P3分别是在剪切速率1000s^-1的条件下，结晶熔融温度(Tm)、 Tm+10℃的温度、Tm+20℃的温度下的熔体粘度。P3的熔融粘度低于70Pa·S。其熔点范围为260～320℃。该全芳族该树脂及其制备的纤维具有低的介电损耗正切，在10GHz下小于0.002，在5G领域具有良好的使用前景。