[发明专利]液晶聚合物组合物

说明书

技术领域

由氢醌、2，6-萘二甲酸、4-羟基苯甲酸和任选的少量对苯二甲酸制备的液晶聚合物具有令人惊讶的高热挠曲温度，使得它们尤其适用于高温用途。

技术背景

热致液晶聚合物(LCP)是重要的商业物品。它们通常以其良好的熔化形式特征、通常的低可燃性、以及在高温下的许多有用之处而著称。LCP的一个目标是开发具有越来越高的温度容量(capatility)的聚合物。

来源于氢醌(HQ)、对苯二甲酸(TA)、2，6-萘二甲酸(NDA)、4-羟基苯甲酸(HBA)的聚酯LCP是已知的，参见美国专利4,169,933、6,121,369和6,306,946。在所有这些参考文献中，所制备的LCP其中均具有相对(与本文所述的LCP相比)大量的来源于对苯二甲酸的重复单元。

特别是，US 6,306,946报道了LCP的某些性质随着聚合物组成的改变而变化。在该专利的图8中，热挠曲温度(HDT)随聚合物组成的变化以预测HDT作为聚合物组成的函数的等值线图表和方程式的形式给出。HDT是一种通常用于预测聚合物在较高温度下的相对有效性的性质。大体上，随着温度上升，其测量聚合物的刚度(更准确地说是抗弯能力)。通常HDT越高，聚合物可以在任何指定应用中使用的温度越高。本文所述的LCP令人惊讶地具有比通过US 6,306,946的图8底部的方程(方程C)所预测的高得多的HDT。

美国专利4,067,852公开了具有来源于氢醌、2，6-萘二甲酸和4-羟基苯甲酸的重复单元的聚合物。该专利中报道的这种聚合物的唯一实施例含有的来源于4-羟基苯甲酸的重复单元的水平比本文所要求的聚合物高得多。

发明内容

本发明涉及一种包括液晶聚合物的组合物，所述液晶聚合物基本上由来源于下述的重复单元组成：

(a)100摩尔份氢醌；

(b)大约85到100摩尔份2，6-萘二甲酸；

(c)0到大约15摩尔份对苯二甲酸；以及

(d)大约50到大约150摩尔份4-羟基苯甲酸；条件是：

(b)加(c)的总摩尔份是100；且

当所述2，6-萘二甲酸的所述摩尔份是大约85到88时，所述4-羟基苯甲酸的所述摩尔份是大约50到大约130。本文还公开了该LCP组合物的填充聚合物和成形部件。

具体实施方式

在这里，LCP“源自”某些单体。源自表示重复单元不必是所使用的单体，而是在聚合反应中来源于该单体或者是该单体的衍生物。例如，在一种制备现有LCP的通用方法中，HQ二酯如氢醌二乙酸酯、HBA酸的酯如4-羟基苯甲酸乙酸酯、TA和NDA一起反应形成LCP。酯可以作为酯被加入到过程中，或者酯可以在原地形成，例如通过与羧酸酐如乙酸酐反应。

在优选的LCP中，在聚合物中存在1到12摩尔份来源于TA的重复单元和88到99摩尔份来源于NDA的重复单元(更优选3到10摩尔份来源于TA的重复单元和90到97摩尔份来源于NDA重复单元)、和/或大约75到大约125摩尔份来源于HBA的重复单元。

在这里，“基本上由…组成”表示指定组分加上不会改变LCP实质特征的任何其它组分。这可以包括例如作为所使用单体中正常杂质的少量可以聚合到LCP中(作为单体)的其它化合物。在这里，“包括”表示指定组分加任何其它组分。

LCP可以通过本领域公知的方法制备。如上所述，HQ和HBA的酯可以与TA和NDA在加热下反应，同时馏出副产品羧酸如乙酸。当高温使乙酸的生产减缓时，所形成的低分子量聚合物(有时称为预聚合物)经历真空，同时保持高温。然后，可以通过在加热和真空条件下继续聚合过程而将聚合物提升到需要的分子量。或者，预聚合物(或某些分子量稍高的聚合物)可以固化，然后固体聚合物在温和加热和真空和/或惰性气流的条件下提升到需要的分子量。类似过程可以使用TA和NDA的酚酯与HQ和HBA一起进行。除了产生作为副产品的苯酚(其是苯酯的来源)之外，该工艺类似于乙酸酯工艺。这些类型的方法在本领域是公知的。