[发明专利]一种全芳香族液晶聚酯树脂及其应用

说明书

本发明公开了了一种适用于制备纤维的全芳香族液晶聚酯(LCP)树脂以及由该树脂制备的初生纤维。该树脂具有260～350℃的熔点，并具有大于或等于3.0的P1/P3比。P1、P2、P3分别是在剪切速率1000s^‑1的条件下，结晶熔融温度(Tm)、Tm+10℃的温度、Tm+20℃的温度下的熔体粘度。P3的熔融粘度低于70Pa·S。本发明的全芳族液晶聚酯树脂在Tm至Tm+10℃的温度范围内具有更高的熔融粘度，纺丝时具有更好的连续性，不容易断丝。由该树脂制备的初生丝具有4～7cN/dtex的断裂强度。

技术领域

本发明涉及纤维制造用材料和纤维，本发明的全芳族液晶聚酯树脂在熔点附近温度具有更高的熔融粘度，纺丝具有更好的连续性，不容易断丝。

背景技术

液晶聚酯纤维由于具有优异的低吸湿性、高耐热性和高的力学强度等特性等，一直受着人们的广泛关注。20世纪80年代，美国塞拉尼斯公司利用对羟基苯甲酸和二羟基六萘甲酸两种单体制备了纺丝级液晶聚酯树脂，并实现了液晶聚酯纤维的工业化生产，后来将相关技术出售给了日本可乐丽公司。近年来，日本东丽公司将少量PET与芳香族单体熔融聚合，制备了半芳香族半脂肪族的新型液晶聚酯树脂，也成功的制备了液晶聚酯纤维，并开始批量供应。在CN103130995、CN103130995两篇专利中，日本住友公司利用对羟基苯甲酸、联苯二酚、对苯二甲酸、间苯二甲酸四种单体制备的液晶聚酯树脂，也顺利的制备了液晶纤维，并研究了不同分子量及工艺对纺丝稳定性及强度的影响。

尽管以上几家公司使用不同分子结构的液晶聚酯树脂，均制备了液晶纤维，但总的来看，其商业化规模仍比较小，市场上难觅踪影。这是因为一直有两个关键问题限制着液晶聚酯纺丝的规模生产。第一，纺丝过程中熔体会有一定程度的拉伸，而通常液晶聚酯在熔点以上温度熔体粘度太低，这导致纺丝过程中出现频繁断条、粗细不均匀、拉伸倍数低等现象，导致连续稳定纺丝变得比较困难；第二，初生纤维的强度不高，若想达到媲美对位芳纶的强度，需要在高温氮气下进行长时间的后处理，对设备和成本要求高，而且效率低，产量小。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种全芳香族液晶聚酯树脂，以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

本发明人通过分子设计，提供特定重复单元的液晶聚酯树脂，该液晶聚酯树脂在熔点以上温度具有高的熔融粘度，在该温度下纺丝具有更好的连续性，不容易断丝，可以有效改善断条、粗细不均匀、拉伸倍数低等现象等现象。

本发明人提供了一种适用于纤维制备的全芳香族液晶聚酯树脂。该液晶聚酯树脂跟以上几种已经商业化的纤维具有完全不同的分子结构，且可以调节单体比例制备不同熔点树脂，进一步得到不同熔点和耐热性的纤维。

一种全芳香族液晶聚酯树脂，由式[I]～[IV]所示的重复单元组成：

其中，a、b、c、d分别代表液晶聚酯树脂中重复单元的摩尔比(摩尔％)，并满足下式：

(a)35≤a≤60；10≤b≤25；10≤c≤20；10≤d≤20；

(b)c＝d；

(c)a+b+c+d＝100；

所述的液晶聚酯树脂熔点范围为260～350℃，并具有大于或等于3.0的P1/P3比；其中，P1、P2、P3分别是在剪切速率1000s^-1的条件下，结晶熔融温度(Tm)、Tm+10℃的温度、Tm+20℃的温度下的熔体粘度；P3的熔融粘度低于70Pa·S。

优选地，本发明的全芳族液晶聚酯树脂包含重复单元总量的40～60摩尔％式[I]表示的重复单元。并包含构成本发明的全芳族液晶聚酯树脂酯的重复单元总量的15～25摩尔％的式[II]表示的重复单元。