[发明专利]一种适用于5G产品中的LCP高分子材料

说明书

本发明提供了一种适用于5G产品中的LCP高分子材料，其目的是要解决现有技术中LCP芳香族聚合物进行分子设计时，降低熔融温度时，机械响度相应降低的技术问题。主要包括在LCP聚合物中导入特定的离子性芳香单体，使得LCP聚合物在熔融加工时不会破坏高分子的流动性，在凝固时能够有效地产生液晶聚合物主链之间的相互作用，因此，表现出与在导入前的原LCP聚合物相同或者更低的熔融粘度，而同时还保留较高的力学性能和机械强度。实现了LCP高分子材料的低成本化、高性能化发展，具有较高的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种适用于5G产品中的LCP高分子材料。

背景技术

在过去的十数年时间里，无线通讯技术出现的长足发展，截止到2020年底，第五代（5G）蜂窝连接设备已经达到了数百亿个。微米波或毫米波技术因为其大带宽而被认为是不断增长的5G需求中最出色的候选，尽管目前已经开发出了基于微米波或毫米波的高速通信设备，例如FR4材料以及聚酰亚胺材料，但这些材料在微米波或毫米波的频率范围内，会经常因为吸水而导致介电性能下降严重。

液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer，LCP）是一种耐热耐有机的热塑性塑料，其具有超低的吸水性能，同时还具有良好的机械性能和柔韧性。LCP在高达110GHz的全部射频范围内，表现出的介电常数约为3.0，非常稳定，正切损耗小于0.004。由于这些优点，LCP被认为是制造微米波或毫米波频率范围内理想衬底材料。

由于刚性LCP的高熔点，为了使这种聚合物表现出热致液晶特性，需要设计分子使其在一定程度上降低熔融温度。已有技术表明主链的规整性对LCP具有很大的影响，由此可以提出分子设计的概念。例如，在芳环上添加柔性组分，可以极大的改变聚酯的一系列性能，添加柔性组分可以使得反应更加容易进行控制。从分子设计的角度，是打破共聚链规整性，降低熔融温度的最简单、最广泛的方法。例如引入对苯基、对联苯基、对三联苯基，或者由羰基、氧、硫连接的苯基等等。

传统上，为了提高LCP的熔融加工性能，通过调整聚合度和分子设计，从而开发了具有刚性分子骨架的低熔融粘度的芳香族聚合物，但同样也伴随着机械强度的降低。因此，有必要开发一种新的LCP芳香族聚合物，既能降低熔融的粘度，也可以提高机械强度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于5G产品中的LCP高分子材料，具有较好的熔融加工性能，同时也具有较高的机械强度。主要是在LCP聚合物中导入特定的离子性芳香单体，使得LCP聚合物在熔融加工时不会破坏高分子的流动性，在凝固时能够有效地产生液晶聚合物主链之间的相互作用，因此，表现出与在导入前的原LCP聚合物相同或者更低的熔融粘度，但在制成薄膜时，可显著降低宽幅方向的线胀系数，降低成型方向和宽幅方向的各向异性，而从使得机械强度增强。

所述离子性芳香单体中，引入的离子基团选自磺酸基或磷酸基。优选的离子基团选自磺酸基。对应的金属离子选自碱金属离子，包括但不限于锂、钠、钾，或者碱土金属离子，包括但不限于镁、钙、锶，或者过渡金属离子，包括但不限于铁、钴、镍、铜、锌。最优选的金属离子选自钠或钾。每个芳基单元包含一个或多个离子基团，包括但不限于一个、两个、三个、或更多个。优选的，每个芳基单元包含一个离子基团。所述离子性芳香单体优选的离子基团是磺酸钠。不限定于保护范围，本发明可以使用的离子性芳香单体的一个示例是：2,3-二羟基萘-6-磺酸钠。没有特别限制，本发明中所使用的2,3-二羟基萘-6-磺酸钠购自麦克林生化试剂。

基于前述目的，本发明提供了一种LCP高分子材料，所述LCP高分子材料通过以下步骤制备：

（1）、在具有搅拌桨的反应容器内加入反应性单体对羟基苯甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、4,4-联苯二酚以及2,3-二羟基萘-6-磺酸钠，在反应容器内进行3-5次真空-氮气置换，加热温度至140-170℃，在回流状态下进行反应，所述回流的溶剂选自丙酸；