CN109749367A - 具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物及其制备方法。本发明所提供的液晶聚酯树脂复合物，按总计100重量份计，包括以下重量份组分：全芳香族液晶聚酯树脂50～89份；碳纳米管1～10份；玻璃纤维10～40份。与现有技术相比，以全芳香族液晶聚酯树脂作为基础树脂组分，采用碳纳米管和玻璃纤维对该全芳香族液晶聚酯树脂进行改性，赋予了本发明液晶聚酯树脂复合物良好的抗静电吸附作用，解决了传统液晶聚酯树脂材料容易吸附粉尘的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物及其制备方法。
背景技术
液晶聚酯树脂(LCP)因其具有优异的电绝缘性，耐热性，尺寸稳定性，以及熔融时良好的流动性，被广泛的应用于电子、电气、汽车、宇航等领域,可以作为体育用品、印刷电路板、食品包装、人造卫星电子部件、电子电气和汽车部件等，甚至是作为宇航器外部的面板材料。然而，该类材料具有一定程度的静电吸附作用，在实际应用过程中，材料表面会吸附存在于环境中的粉尘，随着时间的推移，导致粉尘的大量聚集，轻则影响美观和用户体验，重则会影响产品的使用性能，影响产品的正常使用。目前，针对该问题的常规做法是，采用除尘装置或人工手动清除粉尘，费力费时。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物及其制备方法，旨在解决现有液晶聚酯树脂材料容易吸附粉尘的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物，按总计100重量份计，包括以下重量份组分：
全芳香族液晶聚酯树脂 50～89份；
碳纳米管 1～10份；
玻璃纤维 10～40份。
本发明的另一方面，提供了一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括如下步骤：
提供全芳香族液晶聚酯树脂、玻璃纤维和碳纳米管，将所述全芳香族液晶聚酯树脂、所述玻璃纤维和所述碳纳米管进行混合均匀，之后进行熔融混炼，挤出，获得所述液晶聚酯复合物；
其中，按总计100重量份计，所述全芳香族液晶聚酯树脂50～89份，所述碳纳米管1～10份，所述玻璃纤维10～40份。
与现有技术相比，以全芳香族液晶聚酯树脂作为基础树脂组分，采用碳纳米管和玻璃纤维对该全芳香族液晶聚酯树脂进行改性，在全芳香族液晶聚酯树脂、碳纳米管和玻璃纤维的协同作用下，赋予了本发明液晶聚酯树脂复合物良好的抗静电吸附作用，解决了传统液晶聚酯树脂材料容易吸附粉尘的技术问题；同时，该液晶聚酯树脂复合物还具有良好的机械强度和加工性能。因而，该液晶聚酯树脂复合物可广泛应用于电子、电气、汽车、宇航等领域。
本发明液晶聚酯树脂复合物的制备方法将各组分按配比混合并进行熔融混炼挤出，使得碳纳米管和玻璃纤维能够充分分散在全芳香族液晶聚酯树脂基础树脂中，并使得各组分之间能够相互发生作用，使得通过本发明方法制备得到的液晶聚酯树脂复合物具有良好的抗静电吸附作用，良好的机械性能和加工性能，以及性能稳定。该制备方法工艺优化，易于操作，成本节约。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提供了一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物，按总计100重量份计，包括以下重量份组分：
全芳香族液晶聚酯树脂 50～89份；
碳纳米管 1～10份；
玻璃纤维 10～40份。
在上述技术方案中，本发明实施例以全芳香族液晶聚酯树脂作为基础树脂组分，采用碳纳米管和玻璃纤维对该全芳香族液晶聚酯树脂进行改性，在全芳香族液晶聚酯树脂、碳纳米管和玻璃纤维的协同作用下，赋予了本发明液晶聚酯树脂复合物良好的抗静电吸附作用，同时该液晶聚酯树脂复合物还具有良好的机械强度和加工性能。因而，该液晶聚酯树脂复合物可广泛应用于电子、电气、汽车、宇航等领域。
具体的，上述液晶聚酯树脂复合物实施例中，全芳香族液晶聚酯树脂作为本发明液晶聚酯树脂复合物的基础树脂组分，其数均分子量为20000～50000。
在一优选实施例中，该全芳香族液晶聚酯树脂包含如下重复结构单元中的至少一种：-HN-Ar-O-，-HN-Ar-NH-，-HN-Ar-CO-，-O-Ar-O-，-O-Ar-CO-，-OC-Ar-CO-；其中，所述Ar选自苯撑、联苯撑、萘撑或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物，或者所述苯撑、联苯撑、萘撑或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中的1个以上的H被其他元素取代的芳香族化合物。
在另一优选实施例中，该全芳香族液晶聚酯树脂的制备包括下述步骤：
a)提供两种以上的单体，将该两种以上的单体混合并进行缩聚反应合成全芳香族液晶聚酯预聚物；
b)将所述芳香族液晶聚酯树脂预聚物进行冷却固化，粉碎，然后进行固相反应，得到所述具有低各向异性的芳香族液晶聚酯树脂；
其中，单体选自由芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸和芳香族氨基羧酸组成的组中的至少一种。
进一步的，上述步骤a)的合成方法为溶液缩聚法或本体缩聚法。更进一步的，为了促进缩聚反应，步骤a)的合成反应中还加入乙酰基化剂，以提高单体的反应性。
进一步的，上述步骤b)中，需要为全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相反应提供适当的热量。具体的，可利用加热板、热风或高温流体等方法进行热量补充。更进一步的，为了及时除去固相反应过程中产生的副产物，可利用惰性气体吹扫或利用真空清除。
上述液晶聚酯树脂复合物实施例中，采用碳纳米管和玻璃纤维对该全芳香族液晶聚酯树脂进行改性，赋予了本发明液晶聚酯树脂复合物良好的抗静电吸附作用，同时该液晶聚酯树脂复合物还具有良好的机械强度和加工性能。
碳纳米管，具有良好的导电性能，化学性能稳定，以及热稳定性高。在上述液晶聚酯树脂复合物实施例中，该碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种。在一实施例中，该碳纳米管的管径为12～25nm。在另一实施例中，该碳纳米管的长度为3～12μm。在又一实施例中，该碳纳米管的表面电阻率为80-100mΩ·cm。在上述管径、长度和/或表面电阻率范围内的碳纳米管均匀分散在基础树脂中，其与玻璃纤维相互交织形成网络结构，改善了液晶聚酯树脂复合物表面的导电性能，赋予了液晶聚酯树脂复合物良好的抗静电吸附作用。
玻璃纤维，一般作为增强材料填充于塑料制品中。在上述液晶聚酯树脂复合物实施例中，该玻璃纤维选自无碱玻纤、耐化学玻纤、高碱玻纤、中碱玻纤、高强度玻纤、高弹性模量玻纤和耐碱玻纤中的至少一种。在一实施例中，该玻璃纤维的单丝直径为5～15μm。在另一实施例中，该玻璃纤维的长度为1～3mm。在上述单丝直径和/或长度范围内的玻璃纤维与碳纳米管均匀分散在基础树脂中，可提高液晶聚酯树脂复合物的机械强度，使得本发明实施例的液晶聚酯树脂复合物在具有良好的抗静电吸附作用的同时，还具有优异的机械性能和加工性能。
本发明的另一方面，提供了一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物的制备方法，包括如下步骤：
提供全芳香族液晶聚酯树脂、玻璃纤维和碳纳米管，将所述全芳香族液晶聚酯树脂、所述玻璃纤维和所述碳纳米管进行混合均匀，之后进行熔融混炼，挤出，获得所述液晶聚酯复合物；
其中，按总计100重量份计，所述全芳香族液晶聚酯树脂50～89份，所述碳纳米管1～10份，所述玻璃纤维10～40份。
在上述液晶聚酯树脂复合物的制备方法实施例中，将各组分按配比混合并进行熔融混炼挤出，使得碳纳米管和玻璃纤维能够充分分散在全芳香族液晶聚酯树脂基础树脂中，并使得各组分之间能够相互发生作用，使得通过本发明方法制备得到的液晶聚酯树脂复合物具有良好的抗静电吸附作用，良好的机械性能和加工性能，以及性能稳定。
在一实施例中，上述熔融混炼、挤出的温度为350～360℃。在另一实施例中，上述熔融混炼、挤出采用双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出处理。在又一实施例中，上述熔融混炼、挤出采用失重式自动喂料机进行熔融混炼挤出处理。
进一步的，在上述熔融混炼、挤出之后，还包括对熔融混炼、挤出后的液晶聚酯树脂复合物进行拉条、冷却和造粒等后续步骤。
在上述液晶聚酯树脂复合物的制备方法实施例中，进行混合均匀之前，将所述全芳香族液晶聚酯树脂和所述玻璃纤维进行干燥处理，用于脱水。在一实施例中，所述干燥处理的温度为130～160℃。在另一实施例中，所述干燥处理的时间为4小时以上。
在上述液晶聚酯树脂复合物的制备方法实施例中，所述全芳香族液晶聚酯树脂的数均分子量为20000～50000。在一优选实施例中，该全芳香族液晶聚酯树脂包含如下重复结构单元中的至少一种：-HN-Ar-O-，-HN-Ar-NH-，-HN-Ar-CO-，-O-Ar-O-，-O-Ar-CO-，-OC-Ar-CO-；其中，所述Ar选自苯撑、联苯撑、萘撑或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物，或者所述苯撑、联苯撑、萘撑或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中的1个以上的H被其他元素取代的芳香族化合物。
在上述液晶聚酯树脂复合物的制备方法实施例中，所述碳纳米管选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种。在一实施例中，该碳纳米管的管径为12～25nm。在另一实施例中，该碳纳米管的长度为3～12μm。在又一实施例中，该碳纳米管的表面电阻率为80～100mΩ·cm。
在上述液晶聚酯树脂复合物的制备方法实施例中，所述玻璃纤维选自无碱玻纤、耐化学玻纤、高碱玻纤、中碱玻纤、高强度玻纤、高弹性模量玻纤和耐碱玻纤中的至少一种。在一实施例中，该玻璃纤维的单丝直径为5～15μm。在另一实施例中，该玻璃纤维的长度为1～3mm。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物及其制备方法的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
实施例1
本实施例提供了一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物，其制备方法具体包括以下步骤：
S11、备料
称取69重量份全芳香族液晶聚酯树脂(购自江苏沃特特种材料制造有限公司)和30重量份玻璃纤维，置于130℃下干燥4小时，得到全芳香族液晶聚酯树脂和玻璃纤维的干燥物。
S12、熔融混炼挤出
称取1重量份碳纳米管，将所述碳纳米管与上述干燥物投入自动混合机混合均匀，然后将混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，之后挤出，拉条，冷却，制粒，获得所述液晶聚酯复合物。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂67重量份，碳纳米管3份，玻璃纤维30份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂65重量份，碳纳米管5份，玻璃纤维30份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂70重量份，碳纳米管0份，玻璃纤维30份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂69重量份，碳纳米管1份，二氧化硅30份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂69重量份，碳纤维1份，滑石粉30份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：全芳香族液晶聚酯树脂70重量份，碳纳米管2份，碳纤维5重量份，玻璃纤维25重量份。其余地方与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。
测试例
将实施例1～3和对比例1～4制备的全芳香族液晶聚酯树脂复合物作为注塑原料，使用注塑成型机注塑成型得到平板材料，然后进行粉尘吸附量测试和机械性能测试。
1、粉尘吸附量测试
将50×50×2mm平板用水清洗干燥，用毛布摩擦10次；然后，取100mg滑石粉静置于平板一侧，该平板距离滑石粉1cm，静置30天后，收集附着在平板表面的粉尘，称量粉尘量。
表1为检测结果，如结果所示，实施例1～3制备的全芳香族液晶聚酯树脂复合物平板材料吸附的粉尘较对比例1～4的要少，说明本发明实施例的液晶聚酯树脂复合物具有良好的抗静电吸附的作用。
表1
2、机械性能测试：按ASTM D-638测试材料的拉伸强度。
表2为检测结果，如结果所示，实施例1～3制备的全芳香族液晶聚酯树脂复合物平板材料具有优异的机械强度。
表2
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，按总计100重量份计，包括以下重量份组分：
全芳香族液晶聚酯树脂 50～89份；
碳纳米管 1～10份；
玻璃纤维 10～40份。
2.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，所述碳纳米管的管径为12～25nm，长度为3～12μm。
3.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，所述玻璃纤维选自无碱玻纤、耐化学玻纤、高碱玻纤、中碱玻纤、高强度玻纤、高弹性模量玻纤和耐碱玻纤中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的液晶聚酯树脂复合物，其特征在于，所述玻璃纤维的单丝直径为5～15微米。
5.一种具有抗静电吸附作用的液晶聚酯树脂复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供全芳香族液晶聚酯树脂、玻璃纤维和碳纳米管，将所述全芳香族液晶聚酯树脂、所述玻璃纤维和所述碳纳米管进行混合均匀，之后进行熔融混炼，挤出，获得所述液晶聚酯复合物；
其中，按总计100重量份计，所述全芳香族液晶聚酯树脂50～89份，所述碳纳米管1～10份，所述玻璃纤维10～40份。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的管径为12～25nm，长度为3～12μm。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维选自无碱玻纤、耐化学玻纤、高碱玻纤、中碱玻纤、高强度玻纤、高弹性模量玻纤和耐碱玻纤中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维的单丝直径为5～15微米。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，进行混合均匀之前，将所述全芳香族液晶聚酯树脂和所述玻璃纤维进行干燥处理。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为130～160℃。
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| CN110804284A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-18 | 江苏胜帆电子科技有限公司 | 一种高强度lcp基板封装材料及其制备方法 |
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| EP2204403A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | Cheil Industries Inc. | Resin composition |
| CN103874733A (zh) * | 2011-10-31 | 2014-06-18 | 三星精密化学株式会社 | 具有抗静电特性的全芳香族液晶聚酯树脂化合物以及产品 |
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