[发明专利]一种高模量热致性液晶聚芳酯薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子共聚物技术领域，具体涉及一种高模量热致性液晶聚芳酯薄膜及其制备方法和应用。本发明的液晶聚芳酯薄膜包括的液晶聚合物由以下单体制成：对羟基苯甲酸、6‑羟基‑2‑萘甲酸、4‑(4‑羧基‑3‑氟苯基)‑2‑氟苯酚。制备步骤为预聚、固相缩聚、混炼、挤出、牵引、卷绕、热处理。通过引入新型单体4‑(4‑羧基‑3‑氟苯基)‑2‑氟苯酚，获得的薄膜不仅具有良好的拉伸强度、介电常数及介电损耗因子，而且拉伸模量得到显著提高，拉伸模量可达12GPa及以上，能够满足高端耳机用耳机振膜的要求。

技术领域

本发明属于高分子共聚物技术领域，具体涉及一种高模量热致性液晶聚芳酯薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

耳机是人们日常使用频率较高的随身设备之一，一款好的耳机不仅可以让人享受高音质和聆听更丰富的细节，同时也使其听力免受损害。耳机振膜作为影响耳机音质的关键因素，对其材质的要求是轻量化、模量高、阻尼合适。

目前常见的振膜材料有纸质振膜、木振膜、高分子振膜、金属振膜等；纸质和木质振膜虽然质量轻，但是模量很低，振动一致性较差；金属振膜虽具有较高的模量，但其质量较大，作为发声单元不易驱动；高分子振膜相较于纸质/木质振膜具有较好的模量，相较于金属振膜具有较轻的质量，是目前使用较频繁的振膜材料。

常用的高分子振膜主要有聚醚醚酮振膜，模量为2.2GPa，聚氨酯振膜，模量为1.6-1.8GPa，经不断改性目前也仅达到3.1GPa。随着人们对声音还原度的不懈追求，以上模量的高分子振膜已不能满足高端耳机市场的需求。LCP(液晶聚合物)因其高模量、低质量、强阻尼、低介电、高强度等一系列优异特性已经开始作为振膜材料乍现，专利(CN111647282A)公开了一种LCP振膜材料，其采用溶致性LCP溶液、玻璃纤维粉、填充剂、增强剂和增韧剂进行混合，得到改性混合料，在涂覆基底上依次涂覆LCP溶液、改性混合料和LCP溶液，得到LCP中间膜；将所述LCP中间膜在100～250℃条件下进行定型，得到所述振膜材料，其主要目的是在LCP溶液中加入玻璃纤维粉进行改性，并搭配合适比例的填充剂、增强剂和增韧剂，以提高LCP的刚性。采用溶致性LCP制膜的加工方式比较局限，需要在溶液中进行，而且改性LCP需要严格控制添加剂的量，增加制备难度，另外改性后的振膜材料模量提升至3.68GPa，相比于聚醚醚酮、聚氨酯振膜等虽有了一定程度的提高，但将其在高频高传输下的5G场景中应用时，仍会因刚性不足而导致响应延迟，进而影响耳机音质。因此，围绕上述问题亟待开发一款新型液晶聚合物薄膜材料以推动高端耳机市场发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种高模量热致性液晶聚芳酯薄膜，通过在液晶聚合物中引入新型单体4-(4-羧基-3-氟苯基)-2-氟苯酚可有效提高液晶聚合物薄膜的刚性。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种高模量热致性液晶聚芳酯薄膜，包括液晶聚合物，所述的液晶聚合物由以下单体制成：

对羟基苯甲酸，其结构式为：

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6-羟基-2-萘甲酸，其结构式为：

4-(4-羧基-3-氟苯基)-2-氟苯酚，其结构式为：

其中上述三种单体的摩尔百分数分别为64.5-86mol％、11.8-35.1mol％、0.4-2.2mol％，三种单体摩尔百分数之和为100mol％。

本发明的第二个目的是提供一种上述高模量热致性液晶聚芳酯薄膜的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：

S1：将单体对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、4-(4-羧基-3-氟苯基)-2-氟苯酚，乙酰化试剂乙酸酐，催化剂2-氨基嘧啶，抗氧化剂氯化亚锡，投至哈氏合金聚合釜中进行预聚合制备预聚物；