[发明专利]一种本征高导热液晶聚酯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种本征高导热液晶聚酯及其制备方法，属于聚酯树脂材料技术领域。本发明提供的本征高导热液晶聚酯结构单元中含有苯环、联苯基团(刚性介晶基元)和大量醚键(柔性链)，使得聚酯具有热致型液晶性质。刚性联苯基团的堆叠加以分子间π‑π堆叠结构，抑制了分子链的随机取向，促进层状结构有序域的形成。且较佳的分子链柔性确保了其动力学上优良的结晶能力和热力学要求的有序域的稳定性。该结构的聚酯材料在传热过程中，声子沿着有序域中排列取向的分子链高效传导，从而大幅度提升了聚酯本体的导热性能。实施例的结果表明，本发明提供的本征高导热液晶树脂的λ为0.51W/(m·K)。

技术领域

本发明涉及聚酯树脂材料技术领域，尤其涉及一种本征导热液晶聚酯及其制备方法。

背景技术

液晶聚酯具有高强度、高模量、突出耐热性、极小成型收缩率、优良阻燃性和电绝缘性等特性，可以在很多场合替代原来使用的金属、陶瓷、热固性高分子材料和其他高性能的热塑性高分子材料，并已在电子、信息、通讯、航空航天等高新技术领域获得了重要应用。如用作电子器件的封装、手机和计算机的外壳以及人造卫星和火箭所需的特殊零部件。

高分子材料本身具有一定的结构缺陷，其分子链缠结、无序取向、孔洞或杂质等都会引起声子散射，使其导热系数(λ)通常很低，难以满足电子电气设备及元器件小型化、轻薄化和智能化的发展趋势。自液晶聚酯问世以来，科研工作者一直尝试将其卓越的综合性能应用到导热领域，如以液晶聚酯为高分子基体，或先将液晶聚酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等共混，再向其中添加不同种类或(和)尺寸的导热填料以制备液晶聚酯导热复合材料。但研究表明，当基体与导热填料的λ值之比小于1：100时，仅靠填充高λ的导热填料很难高效提高高分子复合材料的导热性能。而且导热填料的高填充通常使高分子复合材料的加工性能和力学性能变差。因此，亟需使用具有优异本征导热性能的高分子基体。传统液晶聚酯Vectra A950本体的导热系数(λ)很低，仅为0.22W/(m·K)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种本征导热液晶聚酯及其制备方法。本发明提供的液晶聚酯具有优异的本征导热性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种本征导热液晶聚酯，具有式1所示结构：

优选的，所述本征导热液晶聚酯的数均分子量为12000～18000。

本发明提供了上述方案所述本征导热液晶聚酯的制备方法，包括以下步骤：

将对甲苯磺酰氯、三乙二醇、缚酸剂和第一有机溶剂混合，发生醇解反应，得到化合物1；

将所述化合物1与4,4’-二羟基联苯、碱性催化剂和第二有机溶剂混合，发生取代反应，得到化合物2；

将所述化合物2与对苯二甲酸和缩聚催化剂混合，发生熔融缩聚反应，得到本征导热液晶聚酯。

优选的，所述对甲苯磺酰氯和三乙二醇的摩尔比为11：(4.4～5.5)；所述对甲苯磺酰氯和缚酸剂的摩尔比为11：(8.8～13.2)；所述缚酸剂包括三乙胺、吡啶、氢氧化钾和碳酸钾中的一种或多种。

优选的，所述醇解反应的温度为0～5℃，时间为12～24小时。

优选的，所述化合物1与4,4’-二羟基联苯的摩尔比为15：(27.3～33.3)。

优选的，所述碱性催化剂包括碳酸钾、碘化钾、碳酸铯和氢化钠中的一种或多种。

优选的，所述取代反应的温度为70～90℃，时间为36～60小时。