TW201819459A - 全芳香族液晶聚酯樹脂、成形品及電氣電子零件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有極低之介電損耗正切、並且耐熱性優異之全芳香族液晶聚酯樹脂。 本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之特徵在於包含如下結構單元而成: 源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元(I)、 源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)、及 源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III),且 結構單元(III)包含源自對苯二甲酸之結構單元(IIIA),且包含源自2,6-萘二甲酸之結構單元(IIIB)及源自間苯二甲酸之結構單元(IIIC)之至少1種; 上述結構單元之組成比(莫耳%)滿足下述條件: 40莫耳%≦結構單元(I)≦80莫耳% 10莫耳%≦結構單元(II)≦30莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIC)<5莫耳% (但,並無結構單元(IIIB)及結構單元(IIIC)兩者均為0莫耳%之情況)。
Description
本發明係關於一種全芳香族液晶聚酯樹脂及成形品,更詳細而言,係關於一種具有極低之介電損耗正切之全芳香族液晶聚酯樹脂、以及包含其之成形品及電氣電子零件。
近年來,隨著通訊領域之資訊通訊量之增加,於電子機器及通訊機器等中,具有高頻帶之頻率之信號之使用增加,尤其是,正積極地使用具有頻率為109
以上之千兆赫(GHz)帶之頻率之信號。例如,於汽車領域中使用GHz帶之高頻帶。具體而言,於以防止汽車碰撞為目的而搭載之毫米波雷達、亞毫米波雷達中,分別使用76~79 GHz、24 GHz之高頻率,可預想今後將進一步普及。 然而,隨著所使用之信號之頻率變高,可能引起資訊之錯誤識別的輸出信號之品質降低、即傳輸損失變大。該傳輸損失包括導體所引起之導體損失、及構成電子機器及通訊機器中之基板等電氣電子零件之絕緣用樹脂所引起之介電損失,但由於導體損失與使用之頻率之0.5次方成正比、介電損失與頻率之1次方成正比,故於高頻帶、尤其是GHz帶中,因該介電損失所造成之影響變得非常大。又,由於介電損失亦與樹脂之介電損耗正切成正比地增大,故為了防止資訊之劣化,要求具有低介電損耗正切之樹脂。 對於上述課題,於專利文獻1中,作為於高頻帶中顯示出低介電損耗正切之液晶性芳香族聚酯,揭示有一種液晶性芳香族聚酯,其包含源自對或間羥基苯甲酸之結構單元及源自羥基萘甲酸之結構單元之2種以上。 然,對構成電氣電子零件之樹脂要求對成形時之加熱的較高之耐熱性(製膜穩定性),又,對使用其製作之膜等成形品要求對使用焊料等之加熱加工的較高之耐熱性。對於此種課題,於專利文獻2中,作為此種耐熱性等優異之全芳香族聚酯,揭示有一種聚酯樹脂,其包含:1~6%之源自對羥基苯甲酸之結構單元、40~60%之源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元、17.5~30%之源自芳香族二醇化合物之結構單元、及17.5~30%之源自芳香族二羧酸之結構單元。 又,全芳香族液晶聚酯樹脂由於耐熱性及薄壁成形性等優異,故而被廣泛應用於射出成形而獲得之表面安裝之電子零件。又,由於其亦為介電損失較小且電氣特性亦優異之材料,故最近正研究利用T字模擠出法或吹脹法、溶液澆鑄法等而使芳香族液晶聚酯成形為膜狀之方法。 對於上述課題,於專利文獻3中,作為耐熱性與膜加工性之平衡性優異、且介電損失較小之芳香族液晶聚酯,揭示有一種芳香族液晶聚酯,其包含:源自2-羥基-6-萘甲酸之重複結構單元(I)40~74.8莫耳%、源自芳香族二醇化合物之重複結構單元(II)12.5~30莫耳%、源自2,6-萘二甲酸之重複結構單元(III)12.5~30莫耳%、及源自對苯二甲酸或4,4'-聯苯二羧酸之重複結構單元(IV)0.2~15莫耳%,且重複結構單元(III)及(IV)之莫耳比滿足(III)/{(III)+(IV)}≧0.5之關係。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2004-250620號公報 [專利文獻2]日本專利特開2002-179776號公報 [專利文獻3]日本專利特開2005-272810號公報
[發明所欲解決之問題] 近年來,資訊通訊量持續迅速地增加,所使用之信號頻率進一步增高,而要求於高頻帶中具有更低之介電損耗正切之樹脂。本發明者發現,即便使用於專利文獻1中所揭示之聚酯樹脂,亦不會顯示出於高頻帶中所要求之充分之低介電損耗正切。又,同樣地發現,即便使用於專利文獻2中所揭示之聚酯樹脂,亦不會顯示出於高頻帶中所要求之充分之低介電損耗正切。 並且,本發明者為解決上述課題而進行了努力研究,結果發現,於全芳香族液晶聚酯樹脂中,藉由特定之結構單元及將該等調節成特定之組成比,可獲得具有低介電損耗正切且高耐熱性之全芳香族液晶聚酯樹脂。 又,本發明者發現,即便使用於專利文獻3中所揭示之聚酯樹脂,對膜及纖維之加工性亦不充分。具體而言,發現確保樹脂之熔融時之加工性及延伸加工性之熔融延伸性並不充分。 又,近年來,資訊通訊量持續迅速地增加,所使用之信號之頻率進一步增高,要求於頻率為109
Hz以上之千兆赫(GHz)帶中具有更低之介電損耗正切之樹脂。進而於使用此種樹脂設計元件等時,通常會經過如利用焊料所進行之加工般之高溫之熱製程,故需要充分之耐熱性。本發明者發現,於專利文獻1中所揭示之聚酯樹脂無法兼具於測定頻率10 GHz等高頻帶下所要求之充分之低介電損耗正切、及充分之耐熱性。 本發明者為了解決上述課題而進行了努力研究,結果發現,於全芳香族液晶聚酯樹脂中,藉由特定之結構單元及將該等調節成特定之組成比,可獲得具有極低之介電損耗正切、並且耐熱性及加工性之平衡性優異之全芳香族液晶聚酯樹脂。 本發明之目的在於提供一種具有極低之介電損耗正切、並且耐熱性優異之全芳香族液晶聚酯樹脂。 又,本發明之目的在於提供一種具有極低之介電損耗正切、並且耐熱性及加工性之平衡性優異之全芳香族液晶聚酯樹脂。 進而,本發明之另一目的在於提供一種包含該全芳香族液晶聚酯樹脂之成形品及包含該成形品之電氣電子零件。 [解決問題之技術手段] 本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之特徵在於包含如下結構單元而成: 源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元(I)、 源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)、及 源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III),且 結構單元(III)包含源自對苯二甲酸之結構單元(IIIA),且包含源自2,6-萘二甲酸之結構單元(IIIB)及源自間苯二甲酸之結構單元(IIIC)之至少1種; 上述結構單元之組成比(莫耳%)滿足下述條件: 40莫耳%≦結構單元(I)≦80莫耳% 10莫耳%≦結構單元(II)≦30莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIC)<5莫耳% (但,並無結構單元(IIIB)及結構單元(IIIC)兩者均為0莫耳%)。 於本發明之第1態樣中,較佳為上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 50莫耳%≦結構單元(I)≦80莫耳% 10莫耳%≦結構單元(II)≦25莫耳% 5莫耳%<結構單元(IIIA)<25莫耳%。 於本發明之第1態樣中,更佳為上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 0莫耳%<結構單元(IIIB)+結構單元(IIIC)<5莫耳%。 於本發明之第2態樣中,較佳為上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 40莫耳%≦結構單元(I)≦75莫耳% 12莫耳%≦結構單元(II)≦30莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 2莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳%。 於本發明之第2態樣中,更佳為上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 50莫耳%≦結構單元(I)≦70莫耳% 15莫耳%≦結構單元(II)≦27莫耳% 6莫耳%≦結構單元(IIIA)≦24莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳%。 於本發明之第1及第2態樣中,較佳為結構單元(II)由下述式表示: [化1](式中,Ar1
選自由視需要具有取代基之苯基、聯苯基、萘基、蒽基及菲基所組成之群)。 於本發明之第1態樣中,較佳為結構單元(IIIA)與結構單元(IIIB)及(IIIC)之合計之莫耳比(結構單元(IIIA)/(結構單元(IIIB)+(IIIC))為3.2~45。 於本發明之第1及第2態樣中,較佳為熔點為300℃以上。 於本發明之第1及第2態樣中,較佳為於測定頻率10 GHz下之介電損耗正切為0.85×10-3
以下。 於本發明之第2態樣中,較佳為於上述液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1
之條件下擠出之熔融線料之延伸比為10倍以上。 於本發明之第2態樣中,較佳為於測定頻率82 GHz下之介電損耗正切未達3.5×10-3
。 於本發明之第2態樣中,較佳為於測定頻率34 GHz下之30℃及100℃之介電損耗正切分別為未達2.0×10-3
及未達4.0×10-3
。 於本發明之第2態樣中,較佳為於測定頻率34 GHz下之自30℃至100℃之介電損耗正切之變化率未達3.0×10-5
/℃。 於本發明之第2態樣中,較佳為於上述液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1
時之熔融黏度為20~100 Pa・s。 本發明之成形品之特徵在於,其包含上述全芳香族液晶聚酯樹脂而成。 於本發明中,成形品較佳為膜狀。 於本發明中,成形品較佳為纖維狀。 於本發明中,成形品較佳為射出成形品。 本發明之電氣電子零件之特徵在於,其包含上述成形品而成。 [發明之效果] 根據本發明之第1態樣,藉由將構成全芳香族液晶聚酯樹脂之單元設為特定之結構單元及將該等設為特定之組成比,可實現具有極低之介電損耗正切及較高之熔點之全芳香族液晶聚酯樹脂。 因此,於進行加工成形而作為製品使用時,能夠防止使用頻率較高之信號之電氣電子機器或通訊機器中的輸出信號之品質之降低。 又,本發明之全芳香族聚酯樹脂具有較高之製膜穩定性,並且使用該全芳香族聚酯樹脂製作之成形品對使用焊料等之加熱加工具有較高之穩定性。 根據本發明之第2態樣,藉由將構成全芳香族液晶聚酯樹脂之單元設為特定之結構單元及將該等設為特定之組成比,可實現具有極低之介電損耗正切,並且耐熱性及加工性之平衡性優異之全芳香族液晶聚酯樹脂。因此,於進行加工成形而作為製品使用時,能夠防止使用頻率較高之信號之電氣電子機器或通訊機器中的輸出信號之品質之降低。又,本發明之全芳香族聚酯樹脂具有較高之紡絲性、製膜穩定性,並且亦適合射出成形,使用該全芳香族聚酯樹脂製作之成形品對使用焊料等之加熱加工具有較高之穩定性。
(全芳香族液晶聚酯樹脂) 本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂係包含如下結構單元而成:源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元(I)、源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)、及源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III),且 結構單元(III)包含源自對苯二甲酸之結構單元(IIIA),且包含源自2,6-萘二甲酸之結構單元(IIIB)及源自間苯二甲酸之結構單元(IIIC)之至少1種,且滿足特定之組成比。又,相對於全芳香族液晶聚酯樹脂全體之結構單元,結構單元(I)~(IIII)之合計如下,即,作為下限值,較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,進而較佳為99莫耳%以上,作為上限值,較佳為100莫耳%以下。 根據具有此種構成之全芳香族液晶聚酯樹脂,能夠實現具有極低之介電損耗正切之全芳香族液晶聚酯樹脂。 又,由於亦能夠製成較高之熔點之全芳香族液晶聚酯樹脂,故而可提高製膜穩定性,並且可提高使用該全芳香族液晶聚酯樹脂製作之成形品對加熱加工之耐熱性。 又,由於亦能夠製成玻璃轉移溫度較高之全芳香族聚酯樹脂,故而可提高使用該全芳香族聚酯樹脂製作之成形品於實際使用中之耐熱性,從而能夠實現於更高之溫度環境下之使用。 進而,可降低體積膨脹率,從而能夠實現成形時及加工時之尺寸穩定性較高之全芳香族液晶聚酯樹脂。 於本發明之第1態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切(測定頻率:10 GHz)較佳為0.85×10-3
以下,更佳為0.80以下×10-3
,進而較佳為0.75以下×10-3
。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切可使用Keysight Technologie公司之網路分析儀N5247A等,藉由分離介質諧振器法(Split Post Dielectric Resonator,SPDR法)而測定。 又,於本發明之第1態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點如下,即,作為下限值,較佳為320℃以上,更佳為325℃以上,進而較佳為330℃以上,作為上限值,較佳為390℃以下,較佳為370℃以下。藉由使本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點處於上述數值範圍,能夠提高製膜穩定性,並且可提高使用該全芳香族液晶聚酯樹脂製作之成形品對加熱加工之耐熱性。 於本發明之第2態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點如下,即,作為下限值,較佳為300℃以上,更佳為305℃以上,進而較佳為310℃以上,又,作為上限值,較佳為350℃以下,更佳為345℃以下,進而較佳為340℃以下。藉由使本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點處於上述數值範圍,能夠提高製膜穩定性及紡絲穩定性,並且可提高使用該全芳香族液晶聚酯樹脂製作之成形品對加熱加工之耐熱性。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點係依據ISO11357、ASTM D3418之試驗方法,可使用Hitachi High-Tech Science(股份)製造之示差掃描熱量計(Differential Scanning Calorimeter,DSC)等而測定。 又,於本發明之第1態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之玻璃轉移溫度較佳為120℃以上,更佳為125℃以上。 藉由使本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之玻璃轉移溫度處於上述數值範圍,能夠提高使用本發明之全芳香族聚酯樹脂製作之用於電子機器或通訊機器等的成形品之耐熱性,從而可實現更高之溫度環境下之使用。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之玻璃轉移溫度可依據JIS K7244,使用動態黏彈性測定裝置(Hitachi High-Tech Science(股份),商品名:DMA7100)等,根據藉由動態黏彈性測定而獲得之tanD之峰頂溫度而求出。 又,於本發明之第1態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之體積膨脹率就成形時之尺寸穩定性之觀點而言,較佳為250 ppm/℃以下,更佳為240 ppm/℃以下,更佳為230 ppm/℃以下。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之體積膨脹率可使用熱機械分析裝置(Hitachi High-Tech Science(股份)製造,商品名:TMA7000),自將該樹脂加熱熔融並進行射出成形或加壓成形、膜成形而獲得之成形品進行測定。 又,於本發明之第1態樣中,就成形性之觀點而言,液晶聚酯樹脂之熔融黏度於液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1
時之黏度如下,即,作為下限值,較佳為1 Pa・s以上,更佳為5 Pa・s,作為上限值,較佳為500 Pa・s以下,更佳為450 Pa・s以下。 又,於本發明之第2態樣中,就成形性之觀點而言,液晶聚酯樹脂之熔融黏度於液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1
時,作為下限值,較佳為20 Pa・s以上,更佳為30 Pa・s以上,作為上限值,較佳為100 Pa・s以下,更佳為90 Pa・s以下。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之黏度可依據JIS K7199,使用毛細管流變儀黏度計而測定。 根據本發明之第2態樣之全芳香族液晶聚酯樹脂,由於具有充分之熔融延伸性,故而能夠具有對纖維及膜之穩定之加工性。又,能夠實現具有極低之介電損耗正切之全芳香族液晶聚酯樹脂。進而,由於亦能夠製成熔點較高之全芳香族液晶聚酯樹脂,故而能夠實現使用該全芳香族液晶聚酯樹脂製作之成形品對加熱加工之高耐熱性。 於本發明之第2態樣中,由於亦能夠製成玻璃轉移溫度較高之全芳香族聚酯樹脂,故而能夠提高使用該全芳香族聚酯樹脂製作之成形品於實際使用中之耐熱性,從而能夠實現於更高之溫度環境下之使用。進而,能夠降低體積膨脹率,從而可實現成形時及加工時之尺寸穩定性較高之全芳香族液晶聚酯樹脂。 於本發明之第2態樣中,液晶聚酯樹脂之熔融延伸性可藉由測定熔融線料之延伸比而進行評價。就對纖維及膜之加工性之觀點而言,關於本發明之液晶聚酯樹脂之熔融延伸性,於使用經由滑輪之捲取輥使牽引速度加速之同時將在液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1
之條件下擠出之熔融線料捲取時的熔融線料之延伸比(=於測定終點處之牽引速度(m/min)/通過毛細管時換算之擠出速度(m/min))較佳為10倍以上,更佳為15倍以上。再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂之熔融延伸性可使用東洋精機製作所(股份)之Capillograph 1D而測定。 又,就對纖維及膜之加工性之觀點而言,上述測定之終點處之熔融線料之張力(=熔融張力)較佳為1 mN以上,更佳為3 mN以上,進而較佳為5 mN以上。 於本發明之第2態樣中,全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切(測定頻率:10 GHz)較佳為0.75×10-3
以下,更佳為0.70以下×10-3
,進而較佳為0.65以下×10-3
。 又,全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切(測定頻率:82 GHz)較佳為未達3.5×10-3
,更佳為未達3.0×10-3
,進而較佳為未達2.5×10-3
。 又,全芳香族液晶聚酯樹脂於30℃及100℃之介電損耗正切(測定頻率:34 GHz)分別較佳為未達2.0×10-3
及未達4.0×10-3
,更佳為未達1.5×10-3
及未達3.0×10-3
,進而較佳為未達1.2×10-3
及未達2.0×10-3
。 進而,於測定頻率34 GHz下之自30℃至100℃之介電損耗正切之變化率較佳為未達3.0×10-5
/℃,更佳為未達2.0×10-5
/℃,進而較佳為未達1.5×10-5
/℃。 再者,於本說明書中,全芳香族液晶聚酯樹脂於10 GHz下之介電損耗正切可使用Keysight Technologie公司之網路分析儀N5247A等,藉由分離介質諧振器法(SPDR法)而測定。除此以外之介電損耗正切可藉由圓筒空腔諧振器法而測定。又,於無特別指定之情形時,介電損耗正切之值係於23℃、大氣環境下、濕度60%時之測定值。 本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂之液晶性可藉由如下方法確認,即,使用具備Mettler製造之顯微鏡用高溫載台(商品名:FP82HT)的Olympus(股份)製造之偏光顯微鏡(商品名:BH-2)等,於顯微鏡加熱載台上將全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融之後,觀察光學各向異性之有無。 以下,對全芳香族液晶聚酯樹脂所包含之各結構單元進行說明。 (源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元(I)) 全芳香族液晶聚酯樹脂包含下述式(I)所表示之源自6-羥基-2-萘甲酸的結構單元(I),且全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(I)之組成比(莫耳%)為40莫耳%以上且80莫耳%以下。 [化2]作為提供結構單元(I)之單體,可列舉:6-羥基-2-萘甲酸(HNA,下述式(1))、其乙醯化物、酯衍生物、醯鹵化物等。 [化3]於本發明之第1態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(I)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為50莫耳%以上,較佳為51莫耳%以上,更佳為52莫耳%以上,進而更佳為54莫耳%以上,最佳為55莫耳%以上,作為上限值為75莫耳%以下,較佳為70莫耳%以下,更佳為65莫耳%以下,進而更佳為63莫耳%以下,最佳為60莫耳%以下。 於本發明之第2態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(I)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為40莫耳%以上,較佳為45莫耳%以上,更佳為50莫耳%以上,進而較佳為55莫耳%以上,作為上限值為75莫耳%以下,較佳為70莫耳%以下,更佳為65莫耳%以下,進而較佳為60莫耳%以下。 (源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)) 全芳香族液晶聚酯樹脂係包含源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)而成者,且液晶聚酯中之結構單元(II)之組成比(莫耳%)為10莫耳%以上且30莫耳%以下。再者,全芳香族液晶聚酯樹脂亦可為包含2種以上之結構單元(II)者。 於一實施態樣中,結構單元(II)由下述式表示。 [化4]上述式中,Ar1
選自由視需要具有取代基之苯基、聯苯基、萘基、蒽基及菲基所組成之群。該等之中,更佳為苯基及聯苯基。作為取代基,可列舉:氫、烷基、烷氧基、以及氟等。烷基所具有之碳數較佳為1~10,更佳為1~5。又,可為直鏈狀之烷基,亦可為支鏈狀之烷基。烷氧基所具有之碳數較佳為1~10,更佳為1~5。 作為提供結構單元(II)之單體,例如可列舉:對苯二酚(HQ,下述式(2))、4,4-二羥基聯苯(BP,下述式(3))、3,3'-二甲基-1,1'-聯苯-4,4'-二醇(OCBP,下述式(4))及該等之醯化物等。 [化5][化6][化7]於本發明之第1態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(II)之組成比(莫耳%)如下:作為下限值為10莫耳%以上,較佳為12.5莫耳%以上,更佳為15莫耳%以上,進而較佳為17.5莫耳%以上,特佳為18.5莫耳%以上,最佳為20莫耳%以上,作為上限值為24.5莫耳%以下,較佳為24莫耳%以下,更佳為23莫耳%以下,進而更佳為22.5莫耳%以下,最佳為22.5莫耳%以下。 於本發明之第1態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(II)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為12莫耳%以上,較佳為15莫耳%以上,更佳為17莫耳%以上,進而較佳為20莫耳%以上,作為上限值,較佳為27莫耳%以下,更佳為25莫耳%以下,進而較佳為23莫耳%以下。 (源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III)) 全芳香族液晶聚酯樹脂中之源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III)係包含下述式(IIIA)所表示之源自對苯二甲酸之結構單元(IIIA),且包含下述式(IIIB)所表示之源自2,6-萘二甲酸之結構單元(IIIB)、及下述式(IIIC)所表示之源自間苯二甲酸之結構單元(IIIC)中之至少1種者。 液晶聚酯中之結構單元(III)之組成比(莫耳%)滿足下述條件: 10莫耳%≦結構單元(III)≦30莫耳%, 且結構單元(III)之組成比較佳為成為實質上相當於結構單元(II)之組成比之量(結構單元(III)≒結構單元(II))。 又,液晶聚酯中之結構單元(III)之組成比(莫耳%)滿足下述條件: 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIC)<5莫耳% (但,並無結構單元(IIIB)及結構單元(IIIC)兩者均為0莫耳%之情況)。 [化8][化9][化10]作為提供結構單元(IIIA)之單體,可列舉:對苯二甲酸(TPA,下述式(5))、及該等之酯衍生物、醯鹵化物等。TPA及其衍生物被廣泛用作聚對苯二甲酸乙二酯等通用塑膠之原料等,且因在芳香族二羧酸化合物中為價格最低之種類,故藉由提高結構單元(III)中之結構單元(IIIA)之組成比,而提高作為樹脂製品之成本優勢。因此,就成本之觀點而言,結構單元(III)之組成比(莫耳%)較佳為滿足結構單元(IIIA)>(結構單元(IIIB)+結構單元(IIIC))。又,藉由提昇結構單元(III)中之結構單元(IIIA)之組成比,亦可期待提高耐熱性。 [化11]作為提供結構單元(IIIB)之單體,可列舉:2,6-萘二甲酸(NADA,下述式(6))、及該等之酯衍生物、醯鹵化物等。NADA與TPA等相比價格較高,因此藉由減少結構單元(III)中之結構單元(IIIB)之組成比,而提高作為樹脂製品之成本優勢。 [化12]作為提供結構單元(IIIC)之單體,可列舉:間苯二甲酸(IPA、下述式(7))、及該等之酯衍生物、醯鹵化物等。 [化13]於本發明之第1態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIA)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為5莫耳%,較佳為5.5莫耳%以上,更佳為8莫耳%以上,進而較佳為10.5莫耳%以上,進而更佳為13莫耳%以上,特佳為14莫耳%以上,最佳為15.5莫耳%以上,作為上限值為未達25莫耳%,較佳為24.5莫耳%以下,更佳為23.5莫耳%以下,進而較佳為22.5莫耳%以下,最佳為22莫耳%以下。 全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIB)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為超過0莫耳%,較佳為0.5莫耳%以上,作為上限值為未達5莫耳%,較佳為4.5莫耳%以下。 全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIC)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為0莫耳%以上,較佳為超過0莫耳%,更佳為0.5莫耳%以上,作為上限值為未達5莫耳%,較佳為4.5莫耳%以下。 全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIB)及結構單元(IIIC)之合計之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為超過0莫耳%,較佳為0.5莫耳%以上,作為上限值為未達5莫耳%,較佳為4.5莫耳%以下。 又,於全芳香族聚酯樹脂中,結構單元(IIIA)與結構單元(IIIB)及(IIIC)之合計之莫耳比(結構單元(III)/(結構單元(IIIA)+(IIIC))較佳為3.2以上,更佳為4以上,進而較佳為5以上。又,該莫耳比較佳為45以下,更佳為40以下,進而較佳為30以下,進而更佳為20以下。藉由使結構單元(III)與結構單元(IIIB)及(IIIC)之合計之莫耳比處於上述數值範圍,能夠提高全芳香族聚酯樹脂之熔點,並且能夠降低體積膨脹率。 於本發明之第2態樣中,就全芳香族液晶聚酯樹脂之介電損耗正切之降低及熔點之提高之觀點而言,全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIA)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為3莫耳%,較佳為6莫耳%以上,更佳為8莫耳%以上,進而較佳為11莫耳%以上,作為上限值為28莫耳%以下,較佳為25莫耳%以下,更佳為23莫耳%以下,進而較佳為21莫耳%以下。 全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIB)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為2莫耳%以上,較佳為3莫耳%以上,更佳為4.5莫耳%以上,進而較佳為5莫耳%以上,作為上限值為9莫耳%以下。 全芳香族液晶聚酯樹脂中之結構單元(IIIC)之組成比(莫耳%)如下,即,作為下限值為0莫耳%以上,較佳為超過0莫耳%,更佳為0.5莫耳%以上,作為上限值為未達5莫耳%,較佳為4.5莫耳%以下。 又,於全芳香族聚酯樹脂中,結構單元(IIIA)與結構單元(IIIB)之莫耳比(結構單元(IIIA)/結構單元(IIIB))如下,即,作為下限值,較佳為0.5以上,更佳為1.0以上,進而較佳為1.5以上,進而更佳為2.0以上,作為上限值,較佳為8.0以下,更佳為7.0以下,進而較佳為5.0以下。 (全芳香族液晶聚酯樹脂之製造方法) 本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂可藉由利用熔融聚合、固相聚合、溶液聚合及漿料聚合等先前公知之方法,使提供結構單元(I)~(IV)之單體聚合而製造。 於一實施態樣中,本發明之全芳香族液晶聚酯樹脂可僅藉由熔融聚合而製造。又,亦可藉由利用熔融聚合製作預聚物,進而使其進行固相聚合之二階段聚合而製造。 熔融聚合就高效率地獲得本發明之聚酯化合物之觀點而言,較佳為以如下方式進行:將提供上述結構單元(I)~(IV)之單體按照特定之調配設為合計100莫耳%,於相對於單體所具有之全部羥基為1.05~1.15莫耳當量之乙酸酐之存在下且在乙酸回流下進行。 於藉由熔融聚合及後續之固相聚合之二階段而進行聚合反應之情形時,在將利用熔融聚合而獲得之預聚物冷卻固化之後,將其粉碎成粉末狀或薄片狀,其後,較佳為選擇公知之固相聚合方法,例如於氮氣等惰性氣體環境下、或真空下以200~350℃之溫度範圍對預聚物樹脂進行1~30小時之熱處理等方法。固相聚合可一面攪拌一面進行,又,亦可不進行攪拌而於靜置之狀態下進行。 於聚合反應中可使用觸媒,又,亦可不使用觸媒。作為所使用之觸媒,可使用作為聚酯之聚合用觸媒而先前公知者,可列舉:乙酸鎂、乙酸亞錫、四丁基鈦酸鹽、乙酸鉛、乙酸鈉、乙酸鉀、三氧化二銻等金屬鹽觸媒,N-甲基咪唑等含氮雜環化合物等,有機化合物觸媒等。觸媒之使用量並無特別限定,較佳為相對於單體之總量100重量份為0.0001~0.1重量份。 熔融聚合中之聚合反應裝置並無特別限定,較佳為使用通常之高黏度流體之反應所使用之反應裝置。作為該等反應裝置之例,例如可列舉:具有具備錨型、多階型、螺旋帶型、螺旋軸型等、或將該等變形之各種形狀之攪拌葉的攪拌裝置之攪拌槽型聚合反應裝置,或捏合機、輥磨機、班布里混合機等通常使用於樹脂之混練之混合裝置等。 (成形品) 本發明之成形品係包含全芳香族液晶聚酯樹脂而成者,其形狀根據用途而適當地變更,並無特別限定,例如可製成膜狀、板狀、纖維狀等。 又,本發明之成形品於無損本發明之效果之範圍內,亦可包含除全芳香族液晶聚酯樹脂以外之樹脂。例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚芳酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯樹脂;聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂;環烯烴聚合物、聚氯乙烯等乙烯樹脂;聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸樹脂;聚苯醚樹脂、聚縮醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺及聚醚醯亞胺等醯亞胺樹脂;聚苯乙烯、高衝擊聚苯乙烯、AS(Acrylonitrile-Styrene,丙烯腈-苯乙烯)樹脂及ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂等聚苯乙烯樹脂;環氧樹脂等熱硬化樹脂;纖維素樹脂、聚醚醚酮樹脂、氟樹脂以及聚碳酸酯樹脂等,成形品亦可包含該等1種或2種以上。 本發明之成形品於無損本發明之效果之範圍內,亦可包含其他添加劑,例如,著色劑、分散劑、塑化劑、抗氧化劑、硬化劑、阻燃劑、熱穩定劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑。 本發明之成形品可藉由將包含全芳香族液晶聚酯樹脂及視需要之其他樹脂或添加劑等之混合物進行加壓成形、發泡成形、射出成形、擠出成形、沖切成形而獲得。 再者,混合物可藉使用班布里混合機、捏合機、單軸或雙軸擠出機等,將全芳香族液晶聚酯樹脂等進行熔融混練而獲得。 於一實施態樣中,成形品較佳為膜狀。膜可藉由先前公知之方法,例如吹脹成形、熔融擠出成形等擠出成形、及溶液澆鑄法而獲得。以此種方式獲得之膜可為由全芳香族液晶聚酯樹脂所構成之單層膜,亦可為包含不同種材料之多層膜。 再者,為了對經熔融擠出成形、溶液澆鑄成形而得之膜進行尺寸穩定性、機械特性之改良,亦可利用單軸或雙軸進行延伸處理。又,為了消除該等膜之各向異性或提高耐熱性,亦可進行熱處理。 於一實施態樣中,成形品較佳為纖維狀。纖維可藉由先前公知之方法,例如熔融紡絲法、溶液紡絲法等而獲得。纖維可僅由全芳香族液晶聚酯樹脂所構成,亦可與其他樹脂進行混合。 (電氣電子零件) 本發明之電氣電子零件係包含上述全芳香族液晶聚酯樹脂而成。 作為電氣電子零件,例如可列舉:ETC(Electronic Toll Collection,電子收費系統)、GPS(Global Position System,全球定位系統)、無線LAN(Local Area Network,區域網路)及行動電話等電子機器或通訊機器所使用之天線、高速傳輸用連接器、CPU插座、電路基板、軟性印刷基板(Flexible Printed Circuit,FPC)、積層用電路基板、防碰撞用雷達等毫米波及亞毫米波雷達、RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別)標籤、聚光器、變頻馬達零件、絕緣膜、纜線之被覆材料、鋰離子電池等二次電池之絕緣材料、揚聲器振動板等。 於一實施態樣中,電氣電子零件係具備包含全芳香族液晶聚酯樹脂之成形品(例如,射出成形品或膜等)而成。 [實施例] 以下,藉由實施例對本發明更具體地進行說明,但本發明並不限定於實施例。 首先,列舉實施例及比較例對本發明之第1態樣進行詳細說明。 <全芳香族液晶聚酯樹脂之製造> (實施例1-1:全芳香族液晶聚酯樹脂A之合成) 向具有攪拌葉之聚合容器中加入6-羥基-2-萘甲酸(HNA)203.24 g(60莫耳%)、4,4-二羥基聯苯(BP)67.03 g(20莫耳%)、對苯二甲酸(TPA)53.83 g(18莫耳%)、間苯二甲酸(IPA)5.98 g(2莫耳%),添加作為觸媒之乙酸鉀及乙酸鎂,於進行3次聚合容器之減壓-氮氣注入而進行氮氣置換之後,進而添加乙酸酐198.46 g(相對於羥基為1.08莫耳當量),升溫至150℃,於回流狀態下進行2小時乙醯化反應。 乙醯化結束後,以0.5℃/分鐘將成為乙酸餾出狀態之聚合容器升溫,於槽內之熔融體溫度達到310℃時萃取聚合物,並進行冷卻固化。將所獲得之聚合物粉碎,粉碎至通過網眼2.0 mm之篩之大小,獲得預聚物。 其次,於Yamato Scientific(股份)製造之烘箱中藉由加熱器,耗時14小時使溫度自室溫升溫至310℃之後,於310℃下保持溫度2小時,而使上述所獲得之預聚物進行固相聚合。其後,於室溫下自然地散熱,獲得全芳香族液晶聚酯樹脂A。使用具備Mettler製造之顯微鏡用高溫載台(商品名:FP82HT)的Olympus(股份)製造之偏振光顯微鏡(商品名:BH-2),於顯微鏡加熱載台上將全芳香族液晶聚酯樹脂A試樣加熱熔融,並根據光學各向異性之有無確認液晶性。 (實施例1-2:全芳香族液晶聚酯樹脂B之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 19.5莫耳%、IPA 0.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂B,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-3:全芳香族液晶聚酯樹脂C之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 15.5莫耳%、IPA 4.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂C,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-4:全芳香族液晶聚酯樹脂D之合成) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 14.5莫耳%、IPA 0.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂D,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-5:全芳香族液晶聚酯樹脂E之合成) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 13莫耳%、IPA 2莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂E,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-6:全芳香族液晶聚酯樹脂F之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 15.5莫耳%、2,6-萘二甲酸(NADA)4.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂F,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-7:全芳香族液晶聚酯樹脂G之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 18莫耳%、NADA 2莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂G,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-8:全芳香族液晶聚酯樹脂H之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 19.5莫耳%、NADA 0.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂H,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-9:全芳香族液晶聚酯樹脂I之合成) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 20.5莫耳%、NADA 2莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂I,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-10:全芳香族液晶聚酯樹脂J之合成) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 18.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為295℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂J,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-11:全芳香族液晶聚酯樹脂K之合成) 除將單體添加變更為HNA 58莫耳%、BP 21莫耳%、TPA 16.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂K,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例1-12:全芳香族液晶聚酯樹脂L之合成) 除將單體添加變更為HNA 65莫耳%、BP 17.5莫耳%、TPA 15.5莫耳%、NADA 2莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為300℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂L,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-1:全芳香族液晶聚酯樹脂M之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 10莫耳%、IPA 10莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為280℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂M,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-2:全芳香族液晶聚酯樹脂N之合成) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 10莫耳%、IPA 5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為280℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂N,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-3:全芳香族液晶聚酯樹脂O之合成) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 5莫耳%、IPA 10莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為280℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂O,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-4:全芳香族液晶聚酯樹脂P之合成) 除將單體添加變更為對羥基苯甲酸(HBA)60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 5莫耳%、IPA 5莫耳%以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂P,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-5:全芳香族液晶聚酯樹脂Q之合成) 除將單體添加變更為HBA 2莫耳%、HNA 48莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 25莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為280℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂Q,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例1-6:全芳香族液晶聚酯樹脂R之合成) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 5莫耳%、NADA 15莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為295℃以外,以與實施例1-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂R,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 <<性能評價>> <介電損耗正切測定> 於熔點~熔點+30℃之條件下將由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板狀試片。使用Keysight Technologie公司之網路分析儀N5247A,藉由分離介質諧振器法(SPDR法)對該試片之面內方向之介電損耗正切測定頻率10 GHz之介電損耗正切。 <熔點之測定> 使用Hitachi High-Tech Science(股份)製造之示差掃描熱量計(DSC)測定於實施例及比較例中獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點。此時,以升溫速度10℃/分鐘自室溫升溫至360~380℃而使聚合物完全熔解之後,以速度10℃/分鐘降溫至30℃,進而以10℃/分鐘之速度升溫至380℃,將此時獲得之吸熱波峰之頂點設為熔點。但是,於再加熱時之吸熱波峰較寬而難以檢測之情形時,將第1升溫過程之吸熱波峰之頂點設為熔點。將測定結果彙總於表1。 <體積膨脹率之測定> 於熔點~熔點+30℃下將由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板狀試片。於用於拉伸模式時,將該平板狀試片切割成寬度為5 mm,而準備30×5×0.4 mm之短條狀試片。又,於用於壓縮模式時,將平板狀試片之中央部切割成7×7 mm,而準備7×7×0.4 mm之板狀試片。 使用熱機械分析裝置(Hitachi High-Tech Science(股份)製造,商品名:TMA7000),測定該等試片之30~150℃之體積膨脹率(MD(Machine Direction,縱向)線膨脹率+TD(Transverse Direction,橫向)線膨脹率+厚度線膨脹率),再者,MD方向及TD方向係以拉伸模式進行評價,厚度方向係以壓縮模式進行評價。將測定結果彙總於表1。 <黏度之測定> 使用毛細管流變儀黏度計(東洋精機股份有限公司製造),依據JIS K7199對由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂於熔點+20℃下之熔融黏度進行測定。將測定結果彙總於表1。 <玻璃轉移溫度(Tg)之測定> 於熔點~熔點+30℃之條件下將於實施例及比較例中獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板狀試片。將該平板狀試片切割成寬度8 mm,而準備30×8×0.4 mm之短條狀試片(MD方向為8 mm,TD方向為30 mm)。使用動態黏彈性測定裝置(Hitachi High-Tech Science(股份)製造,商品名:DMA7100),根據藉由拉伸模式之動態黏彈性測定而獲得之tanD之峰頂溫度,求出全芳香族液晶聚酯樹脂之玻璃轉移點。將測定結果彙總於表1。 [表1]
其次,列舉實施例及比較例對本發明之第2態樣進行詳細說明。 <全芳香族液晶聚酯樹脂之製造> (實施例2-1) 向具有攪拌葉之聚合容器中加入6-羥基-2-萘甲酸(HNA)45莫耳%、4,4-二羥基聯苯(BP)27.5莫耳%、對苯二甲酸(TPA)23莫耳%、2,6-萘二甲酸(NADA)4.5莫耳%,添加乙酸鉀及乙酸鎂作為觸媒,於進行3次聚合容器之減壓-氮氣注入而進行氮氣置換之後,進而添加乙酸酐(相對於羥基為1.08莫耳當量),升溫至150℃,於回流狀態下進行2小時乙醯化反應。 乙醯化結束後,以0.5℃/分鐘將成為乙酸餾出狀態之聚合容器升溫,於槽內之熔融體溫度達到310℃時萃取聚合物,並進行冷卻固化。將所獲得之聚合物粉碎,粉碎至通過網眼2.0 mm之篩之大小,獲得預聚物。 其次,於Yamato Scientific(股份)製造之烘箱中藉由加熱器,耗時14小時使溫度自室溫升溫至300℃之後,於300℃下保持溫度2小時,而使上述所獲得之預聚物進行固相聚合。其後,於室溫下自然地散熱,獲得全芳香族液晶聚酯樹脂A。使用具備Mettler製造之顯微鏡用高溫載台(商品名:FP82HT)的Olympus(股份)製造之偏光顯微鏡(商品名:BH-2),於顯微鏡加熱載台上將全芳香族液晶聚酯樹脂試樣加熱熔融,並根據光學各向異性之有無確認液晶性。 (實施例2-2) 除將單體添加變更為HNA 45莫耳%、BP 27.5莫耳%、TPA 21.5莫耳%、NADA 6莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-3) 除將單體添加變更為HNA 45莫耳%、BP 27.5莫耳%、TPA 19.5莫耳%、NADA 8莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-4) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 22莫耳%、NADA 3莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為310℃,將保持時間設為1小時以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-5) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 20.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-6) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 19莫耳%、NADA 6莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-7) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 17莫耳%、NADA 8莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-8) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 18.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%、間苯二甲酸(IPA)2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-9) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 15莫耳%、NADA 8莫耳%、IPA 2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-10) 除將單體添加變更為HNA 52莫耳%、BP 24莫耳%、TPA 21莫耳%、NADA 2莫耳%、IPA 1莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-11) 除將單體添加變更為HNA 52莫耳%、BP 24莫耳%、TPA 20莫耳%、NADA 3莫耳%、IPA 1莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-12) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 18莫耳%、NADA 4.5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-13) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 16.5莫耳%、NADA 6莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-14) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 14.5莫耳%、NADA 8莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-15) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 18莫耳%、NADA 3.5莫耳%、IPA 1莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-16) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 17莫耳%、NADA 4.5莫耳%、IPA 1莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-17) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 18莫耳%、NADA 2.5莫耳%、IPA 2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-18) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 16莫耳%、NADA 4.5莫耳%、IPA 2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-19) 除將單體添加變更為HNA 58莫耳%、BP 21莫耳%、TPA 16.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-20) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 17莫耳%、NADA 3莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-21) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 15.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-22) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 15莫耳%、NADA 5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-23) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 14莫耳%、NADA 6莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-24) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 12莫耳%、NADA 8莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-25) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 11莫耳%、NADA 9莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-26) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 15.5莫耳%、NADA 2.5莫耳%、IPA 2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-27) 除將單體添加變更為HNA 65莫耳%、BP 17.5莫耳%、TPA 15.5莫耳%、NADA 2莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-28) 除將單體添加變更為HNA 65莫耳%、BP 17.5莫耳%、TPA 13莫耳%、NADA 4.5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-29) 除將單體添加變更為HNA 65莫耳%、BP 17.5莫耳%、TPA 8.5莫耳%、NADA 9莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂N,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-30) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 12莫耳%、NADA 3莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-31) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 8莫耳%、NADA 7莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (實施例2-32) 除將單體添加變更為HNA 70莫耳%、BP 15莫耳%、TPA 6莫耳%、NADA 9莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-1) 除將單體添加變更為HNA 30莫耳%、BP 35莫耳%、TPA 30.5莫耳%、NADA 4.5莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為295℃,將保持時間設為1小時以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-2) 除將單體添加變更為HNA 50莫耳%、BP 25莫耳%、TPA 10莫耳%、NADA 15莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-3) 除將單體添加變更為HNA 55莫耳%、BP 22.5莫耳%、TPA 12.5莫耳%、NADA 10莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為295℃,將保持時間設為1小時以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-4) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 10莫耳%、NADA 10莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-5) 除將單體添加變更為HNA 60莫耳%、BP 20莫耳%、TPA 5莫耳%、NADA 15莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為295℃,將保持時間設為1小時以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-6) 除將單體添加變更為HNA 65莫耳%、BP 17.5莫耳%、TPA 2.5莫耳%、NADA 15莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-7) 除將單體添加變更為BP 20莫耳%、TPA 15莫耳%、對羥基苯甲酸(HBA)60莫耳%、IPA 5莫耳%以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 (比較例2-8) 除將單體添加變更為HNA 27莫耳%、HBA73莫耳%,且將固相聚合之最終溫度設為270℃以外,以與實施例2-1同樣之方式獲得液晶聚酯樹脂,並以與上述同樣之方式確認液晶性。 <<性能評價>> <熔融延伸性、熔融張力之測定> 由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂之熔融延伸性係藉由測定熔融線料之延伸比而進行評價。具體而言,使用東洋精機製作所(股份)之Capillograph 1D(滾筒內徑為9.55 mm之流變儀)及內徑1 mm之毛細管,於液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、柱塞擠出速度為82.3 mm/min(=通過毛細管時樹脂之剪切速率成為1000 s-1
時之擠出速度)之條件下擠出全芳香族液晶聚酯樹脂,並將擠出之熔融之樹脂作為線料。對擠出之熔融線料測定使用經由滑輪之捲取輥時之牽引延伸比(=於測定終點處之牽引速度(m/min)/通過毛細管時換算之擠出速度(m/min))。牽引速度將40 m/min設為初始速度,以400 m/min2
之比率使牽引速度上升,將牽引速度到達裝置測定極限指之200 m/min、或熔融線料斷裂之點設為測定終點。將該測定結果彙總於表2及3。又,亦將測定終點處之熔融線料之張力(=熔融張力)一併彙總於表2及3。再者,由於熔融延伸性、熔融黏度、或熔融張力不足,故而將無法將熔融線料適當地安裝於一連串之滑輪、捲取輥上、或熔融延伸性未達裝置之測定下限而無法測定者設為「-」。 <介電損耗正切測定(10 GHz)> 於熔點~熔點+30℃之條件下將由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板狀試片。使用Keysight Technologie公司之網路分析儀N5247A,藉由分離介質諧振器法(SPDR法),對該試片之面內方向之介電損耗正切測定頻率10 GHz之介電損耗正切。 <介電損耗正切測定(82 GHz等)> 於熔點~熔點+30℃之條件下將由實施例2-22以及比較例2-7及2-8獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,藉此製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板樣品。繼而,自該平板樣品之中央切出13 mm見方之正方形平板,將其作為試片。宇都宮大學大學院工學研究科之古神、清水研究室將該試片裝載於100 GHz用諧振器中,藉由圓筒空腔諧振器法,於室溫下測定頻率82 GHz之介電損耗正切。(雖使用100 GHz用之諧振器,但實際之測定頻率因材料之諧振特性,而成為82 GHz附近之測定)。將測定結果彙總於表4。又,使用設定頻率不同之圓筒空洞諧振器,以同樣之順序,將於各種頻率下測得之介電損耗正切示於圖1。 <介電損耗正切測定(GHz區域中之溫度依存性)> 於熔點~熔點+30℃條件下將由實施例2-22以及比較例2-7及2-8獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂加熱熔融並射出成形,藉此製作30 mm×30 mm×0.4 mm之平板樣品。繼而,自該平板樣品之中央切出13 mm見方之正方形平板,將其作為試片。宇都宮大學大學院工學研究科之古神、清水研究室使用36 GHz用諧振器,藉由圓筒空腔諧振器法,一面使測定溫度發生變化,一面對試片測定34 GHz之介電損耗正切。(雖使用36 GHz用之諧振器,但實際之測定頻率因材料之諧振特性,而成為34 GHz)。具體之測定方法如下所述。將安裝有試片之該諧振器配置於恆溫槽,將恆溫槽之設定溫度設定為105℃之後,經過2小時。其後,將恆溫槽設定為20℃,使槽內溫度自然下降,以1℃間隔測定此時之介電損耗正切。將結果示於圖2。又,將於30℃及100℃下之介電損耗正切、及自30℃至100℃之介電損耗正切之變化率示於表5。 <熔點之測定> 藉由Hitachi High-Tech Science(股份)製造之示差掃描熱量計(DSC)測定於實施例及比較例中獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂之熔點。此時,以升溫速度10℃/分鐘自室溫升溫至360~380℃而使聚合物完全熔解之後,以速度10℃/分鐘降溫至30℃,進而以10℃/分鐘之速度升溫至380℃,將此時所獲得之吸熱波峰之頂點設為熔點(Tm2
)。但是,於再加熱時之吸熱波峰較寬而難以檢測之情形時,將第1升溫過程之吸熱波峰之頂點(Tm1
)設為熔點(℃)。將測定結果彙總於表2及3。 <熔融黏度之測定> 使用毛細管流變儀黏度計(東洋精機製作所(股份)Capillograph 1D)與內徑1 mm之毛細管,依據JIS K7199,測定由實施例及比較例獲得之全芳香族液晶聚酯樹脂於剪切速率1000 s-1
且熔點+20℃下之熔融黏度(Pa・s)。將測定結果彙總於表2及3。 [表2]
[表3]
[表4]
[表5]
圖1係表示第2態樣之全芳香族聚酯樹脂於各種GHz帶頻率下的介電損耗正切之測定結果之圖。 圖2係表示第2態樣之全芳香族聚酯樹脂於34 GHz下的介電損耗正切之測定結果(自30℃至100℃之溫度依存性)之圖。
Claims (19)
- 一種全芳香族液晶聚酯樹脂,其特徵在於包含如下結構單元而成: 源自6-羥基-2-萘甲酸之結構單元(I)、 源自芳香族二醇化合物之結構單元(II)、及 源自芳香族二羧酸化合物之結構單元(III),且 結構單元(III)包含源自對苯二甲酸之結構單元(IIIA),且包含源自2,6-萘二甲酸之結構單元(IIIB)及源自間苯二甲酸之結構單元(IIIC)之至少1種; 上述結構單元之組成比(莫耳%)滿足下述條件: 40莫耳%≦結構單元(I)≦80莫耳% 10莫耳%≦結構單元(II)≦30莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳% 0莫耳%≦結構單元(IIIC)<5莫耳% (但,並無結構單元(IIIB)及結構單元(IIIC)兩者均為0莫耳%之情況)。
- 如請求項1之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 50莫耳%≦結構單元(I)≦80莫耳% 10莫耳%≦結構單元(II)≦25莫耳% 5莫耳%<結構單元(IIIA)<25莫耳%。
- 如請求項2之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 0莫耳%<結構單元(IIIB)+結構單元(IIIC)<5莫耳%。
- 如請求項1之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 40莫耳%≦結構單元(I)≦75莫耳% 12莫耳%≦結構單元(II)≦30莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIA)≦28莫耳% 2莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳%。
- 如請求項4之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中上述結構單元之組成比(莫耳%)進而滿足下述條件: 50莫耳%≦結構單元(I)≦70莫耳% 15莫耳%≦結構單元(II)≦27莫耳% 6莫耳%≦結構單元(IIIA)≦24莫耳% 3莫耳%≦結構單元(IIIB)≦9莫耳%。
- 如請求項1至5中任一項之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中上述結構單元(II)由下述式表示: [化1](式中,Ar1 選自由視需要具有取代基之苯基、聯苯基、萘基、蒽基及菲基所組成之群)。
- 如請求項3之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中結構單元(IIIA)與結構單元(IIIB)及(IIIC)之合計之莫耳比(結構單元(IIIA)/(結構單元(IIIB)+(IIIC))為3.2~45。
- 如請求項1至7中任一項之全芳香族液晶聚酯樹脂,其熔點為300℃以上。
- 如請求項1至8中任一項之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於測定頻率10 GHz下之介電損耗正切為0.85×10-3 以下。
- 如請求項4或5之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於上述液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率為1000 s-1 之條件下擠出之熔融線料之延伸比為10倍以上。
- 如請求項4或5之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於測定頻率82 GHz下之介電損耗正切未達3.5×10-3 。
- 如請求項4或5之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於測定頻率34 GHz下之30℃及100℃之介電損耗正切分別為未達2.0×10-3 及未達4.0×10-3 。
- 如請求項4或5之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於測定頻率34 GHz下之自30℃至100℃之介電損耗正切之變化率未達3.0×10-5 /℃。
- 如請求項4或5之全芳香族液晶聚酯樹脂,其中於上述液晶聚酯樹脂之熔點+20℃、剪切速率1000 s-1 時之熔融黏度為20~100 Pa・s。
- 一種成形品,其包含如請求項1至14中任一項之全芳香族液晶聚酯樹脂而成。
- 如請求項15之成形品,其係膜狀。
- 如請求項15之成形品,其係纖維狀。
- 如請求項15之成形品,其係射出成形品。
- 一種電氣電子零件,其包含如請求項15至18中任一項之成形品而成。
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