[发明专利]一种热致液晶聚芳酯的制备方法

说明书

一种热致液晶聚芳酯的制备方法，本发明涉及一种热致液晶聚芳酯的制备方法，它为了解决现有制备热致液晶聚芳酯的方法复杂，聚芳酯的拉伸强度较低的问题。制备方法：一、将对羟基苯甲酸与2‑(3‑羧基苯基)‑5‑羟基苯并咪唑，乙酸酐和4‑氨基吡啶以及抗氧化剂加入到聚合釜中通过熔融缩聚制备热致液晶聚芳酯的预聚物；二、预聚物置于氮气保护条件下在旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；三、高分子量聚合物粉末经过混炼后冷却，牵伸制备初生聚芳酯；四、对初生聚芳酯进行热处理。本发明热致液晶聚芳酯的制备方法操作简单，最终得到的聚芳酯的拉抻强度可达170～200MPa。

技术领域

本发明涉及一种热致液晶聚芳酯的制备方法。

背景技术

热致液晶聚芳酯(TLCP)是分子主链上带有芳香族环和酯键的特种工程塑料。其分子链规整度很高,在熔融加工过程中，聚芳酯分子链始终处于液晶相态，在外力作用下极易规整排列，形成多层取向结构。

聚芳酯属自熄性塑料，不燃。在不含阻燃剂的情况下，厚度1.6mm的试样可达到UL94V-0级水平。聚芳酯具有优良的耐蠕变性、耐冲击性、应变回复性、耐磨性，以及较高的机械强度和刚性。聚芳酯在很宽的温度范围内显示出较高的拉伸强度。此外，它还具有优良的耐紫外线屏蔽性、耐冲击性、表面硬度和耐蠕变性能。聚芳酯是非结晶性高分子化合物，能用热塑性塑料的方法成型，但熔融流动性较差。聚芳酯耐酸、耐油，但耐碱、耐应力开裂性、耐芳烃和酮类的性能不够理想。

TLCP因具有常规聚合物无法比拟的出色性能和极广的应用范围，引起了众多研究者的广泛关注。自从20世纪70年代Jackson报道了第一个热致性液晶聚酯后，人们对热致性液晶聚芳酯展开了大规模的研究。热致液晶聚芳酯的制备方法大致分为两类，一类是酰氯法，即将二元酰氯和二元酚及相应的催化剂加入到有机溶剂中进行反应制备热致性液晶聚芳酯。第二类是熔融酯缩聚法，将二元酸或二元酚先与小分子的一元醇类或酸类化合物反应生成酯，然后在催化剂存在的条件下再与相应的二元酚或二元酸在高温下进行熔融缩聚反应制备出热致性液晶聚芳酯。但是，在TLCP的产业化实践中遇到了许多技术问题，如热致液晶高分子聚合反应不易控制，合成的TLCP材料加工温度窗口窄等，这些问题的解决需要进行大量的应用基础研究。目前，制备液晶聚芳酯高性能纤维只有美国和日本等少数几家公司掌握了生产的关键技术，国内已进行多年的TLCP研发，近年来也开始产业化的探索。国内专利200410054025.6报道了一种液晶共聚酯的固态制备方法，具体是将熔融聚合后的预聚体进行数十小时的固态聚合来制备高分子量的液晶聚酯。但该方法明显存在着生产周期过长的问题，不适合工业化大规模连续生产。美国专利4,169,933描述了一种含有从氢醌、对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸及4-羟基苯甲酸转化而来的重复单元的聚合物制备方法。美国专利5,079,289、5,097,001以及5,221，730描述了含有自氢醌、对苯二甲酸、间苯二甲酸及4-羟基苯甲酸转化而来的重复单元的聚合物制备方法。美国专利5,492,946涉及LCP，美国专利4,851，497涉及芳族聚酯。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备热致液晶聚芳酯的方法复杂，聚芳酯的拉伸强度较低的问题，而提供一种热致液晶聚芳酯的制备方法。

本发明热致液晶聚芳酯的制备方法按下列步骤实现：

一、将聚合单体摩尔比为(0.3～3.5):1的对羟基苯甲酸与2-(3-羧基苯基)-5-羟基苯并咪唑，乙酸酐和4-氨基吡啶以及氯化锡加入到哈氏合金聚合釜中，在110～155℃之间保持5～8h，然后升温至310℃，保温2h后向哈氏合金聚合釜内充入氮气，经哈氏合金聚合釜排出，粉碎、干燥后得到预聚物；

二、将步骤一得到的预聚物置于氮气保护条件下，以190～205℃于旋转窑内进行固相缩聚反应，得到高分子量聚合物粉末；

三、将步骤二得到的高分子量聚合物粉末经过单螺杆挤出机在320～350℃下混炼，排气后再经计量泵和组件，环吹风冷却后，牵伸，切粒后得到初生聚芳酯；