本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電子設(shè)備高頻化的發(fā)展趨勢越來越明顯，尤其是電子產(chǎn)品、通信制品、衛(wèi)星傳輸?shù)母咚侔l(fā)展，信息產(chǎn)業(yè)走向高速與高頻化，更加優(yōu)異的高頻電子部件要求材料具有更高的性能。因此，對作為電子部件原材料的全芳香族液晶聚酯樹脂(LCP)的性能提出了更高的要求。材料的耐高頻特性是介電性能決定的，介電常數(shù)(Dk)必須小而且很穩(wěn)定，信號的傳送速率與材料介電常數(shù)的平方根成反比，介電常數(shù)越低，信號傳送速度越快，同時介電常數(shù)還會隨信號頻率變化，頻率越高介電常數(shù)越小。現(xiàn)有LCP復(fù)合物在相對空氣中的介電常數(shù)是(1GHz)3.6～4.5(1KHz)，比較高。隨著電子材料的不斷升級，高介電常數(shù)容易造成信號傳輸?shù)难舆t，而以往的LCP復(fù)合物的介電性能不夠優(yōu)異，因此需要改善LCP復(fù)合材料的介電常數(shù)，使其具有較低的介電常數(shù)，以盡量減少功耗損失，從而使得其用于電子設(shè)備中時，具有更好的電子性能。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決現(xiàn)有全芳香族液晶聚酯樹脂復(fù)合物存在的介電性能常數(shù)不夠優(yōu)異且機械強度不佳等問題，提供一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物及其制備方法。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：液晶聚酯樹脂50～80份；添加劑10～30份；填料20～40份；其中，所述添加劑為聚四氟乙烯。以及，一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法，至少包括以下步驟：S01.按如上所述的比例稱取液晶聚酯樹脂、添加劑及填料；S02.分別將稱取的所述液晶聚酯樹脂、添加劑及填料進行干燥處理；S03.將步驟S02處理后的液晶聚酯樹脂、添加劑及填料進行混料處理；S04.將步驟S03獲得的混合物料進行熔融混煉、擠出、拉條、冷卻、造粒處理。相應(yīng)地，所述改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物在高頻電子器件中的應(yīng)用。本發(fā)明上述實施例組分獲得的復(fù)合物具有介電常數(shù)小、并保持良好的機械強度的特點。本發(fā)明實施例提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法，生產(chǎn)原料簡單、無需添加相容劑，而直接采用液晶聚酯樹脂、添加劑和填料進行混合再熔融擠出的工藝，可使填料均勻的分散于樹脂中，最終得到介電常數(shù)小且機械強度良好的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：液晶聚酯樹脂50～80份；添加劑10～30份；填料20～40份；其中，所述添加劑為聚四氟乙烯。聚四氟乙烯(英文簡稱：PTFE)，聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)很低(﹤2.1)，且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。在-196℃～260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能。還具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能，例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于絕大多數(shù)的溶劑。在任何一個實施例中，液晶聚酯樹脂指的是全芳香族液晶聚酯樹脂。涉及的全芳香族液晶聚酯樹脂通過以下方式進行制備：1)采用至少兩種單體進行縮聚反應(yīng)，以合成全芳香族液晶聚酯預(yù)聚物；2)然后對獲得的全芳香族液晶聚酯預(yù)聚物進行固相縮聚，最終獲得全芳香族液晶聚酯樹脂。這里涉及的單體包括自由芳香族二醇、芳香族二胺及芳香族羥胺中的至少一種及香族二羧酸。進一步地，單體還包括芳香族羥基羧酸及芳香族氨基羧酸中的至少一種。在任何一個實施例所有的全芳香族液晶聚酯樹脂中，均具有重復(fù)單元的特點。其中，自由芳香族二醇包含的重復(fù)單元為：-O-Ar-O-；芳香族二胺包含的重復(fù)單元為：芳香族羥胺包含的重復(fù)單元為：芳香族二羧酸包含的重復(fù)單元為：芳香族羥基羧酸包含的重復(fù)單元為：芳香族氨基羧酸包含的重復(fù)單元為：以上重復(fù)單元中，Ar表示苯撐、聯(lián)苯撐、萘或兩個苯撐由碳或非碳的元素進行鍵合的芳香族化合物；或者苯撐、聯(lián)苯撐、萘或兩個苯撐由碳或非碳的元素進行鍵合形成的芳香族化合物中的至少一個氫元素被其他元素取代的芳香族化合物。上述全芳香族液晶聚酯樹脂的制備過程中，可以采用溶液縮聚法，也可以采用本體縮聚法。而為了促進縮聚反應(yīng)，可以在合成全芳香族液晶聚酯預(yù)聚物的過程中使用酰基化劑等物質(zhì)對原料進行預(yù)處理，尤其可以采用乙?；瘎┻M行預(yù)處理。上述固相縮聚反應(yīng)(固態(tài)縮聚反應(yīng))中，需要給全芳香族液晶聚酯預(yù)聚物提供適當(dāng)?shù)臒崃?，具體供熱可通過加熱板、熱風(fēng)、高溫流體等方法，而為了除去固態(tài)縮聚反應(yīng)的副產(chǎn)物，可利用惰性氣體吹掃或利用真空清除。在任一的實施例中，填料為玻璃纖維、晶須、碳纖維中的至少一種。填料的添加，可以增強復(fù)合物的機械性能、熱性能及電性能等。本發(fā)明上述實施例提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，由于加入了適量的PTFE和玻璃纖維，制得的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的介電常數(shù)明顯減小，并且還能保持良好的機械強度。相應(yīng)地，本發(fā)明在上述實施例的基礎(chǔ)上，進一步提供了本發(fā)明實施例改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法。在一實施例中，所述改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法至少包括以下步驟：S01.按如上所述的比例稱取液晶聚酯樹脂、添加劑及填料；S02.分別將稱取的所述液晶聚酯樹脂、添加劑及填料進行干燥處理；S03.將步驟S02處理后的液晶聚酯樹脂、添加劑及填料進行混料處理；S04.將步驟S03獲得的混合物料進行熔融混煉、擠出、拉條、冷卻、造粒處理。其中，添加劑為PTFE。聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)很低(﹤2.1)，且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性能都較高。在-196℃～260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能。還具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能，例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于絕大多數(shù)的溶劑。步驟S02中，干燥處理的溫度為120℃～150℃，處理時間為3h～5h，超過150℃以及長時間干燥，物料會粘附在托盤上。干燥處理的目的主要是使得原料充分干燥，避免水分過高降低最終產(chǎn)物的性能。步驟S03中，PTFE、液晶聚酯樹脂、填料進行混合的目的是使填料在復(fù)合物中分散更加均勻，以提高復(fù)合物性能，可以選用自動混合機進行混合。當(dāng)然，不局限于自動混合機。步驟S04中，優(yōu)選雙螺桿擠出機進行熔融混煉。在300RPM～600RPM的螺桿轉(zhuǎn)速下熔合，螺筒溫度為310℃～355℃，控制真空度在0.5MPa～0.8MPa。本發(fā)明上述實施例提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法，生產(chǎn)原料簡單、無需添加相容劑等助劑，直接采用液晶聚酯樹脂與填料及PTFE進行熔融擠出的工藝，可使填料均勻的分散于樹脂中，得到性能更加優(yōu)異的復(fù)合物。無論是上述提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物還是有上述制備方法制備的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，均可作為高頻電子器件的原材料。當(dāng)然，應(yīng)用于高頻電子器件只是本發(fā)明實施例提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的一個應(yīng)用領(lǐng)域，不過應(yīng)當(dāng)明確，其應(yīng)用領(lǐng)域不僅限于高頻電子器件。為了更好的說明本發(fā)明實施例提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物及其制備方法，下面通通過實施例進行舉例說明。實施例1一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：PTFE10份；全芳香族液晶聚酯樹脂60份；玻璃纖維30份。實施例1提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法如下：步驟S01、將PTFE10份，全芳香族液晶聚酯樹脂(由江蘇沃特特種材料有限公司生產(chǎn))60份、玻璃纖維30份，置于130℃環(huán)境中，干燥4小時；步驟S02、將干燥后的PTFE、玻璃纖維和全芳香族液晶聚酯樹脂投入自動混合機混合均勻，獲得混合物料；步驟S03、將步驟S02得到的混合物投入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，造粒，得到改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物。實施例2一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：PTFE15份；全芳香族液晶聚酯樹脂55份；玻璃纖維30份。實施例2提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法如下：步驟S01、將PTFE15份，全芳香族液晶聚酯樹脂(由江蘇沃特特種材料有限公司生產(chǎn))55份、玻璃纖維30份，置于130℃環(huán)境中，干燥4小時；步驟S02、將干燥后的PTFE、玻璃纖維和全芳香族液晶聚酯樹脂投入自動混合機混合均勻，獲得混合物料；步驟S03、將步驟S02得到的混合物投入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，造粒，得到改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物。實施例3一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：PTFE30份；全芳香族液晶聚酯樹脂50份；玻璃纖維20份。實施例3提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法如下：步驟S01、將PTFE30份，全芳香族液晶聚酯樹脂(由江蘇沃特特種材料有限公司生產(chǎn))50份、玻璃纖維20份，置于130℃環(huán)境中，干燥4小時；步驟S02、將干燥后的PTFE、玻璃纖維和全芳香族液晶聚酯樹脂投入自動混合機混合均勻，獲得混合物料；步驟S03、將步驟S02得到的混合物投入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，造粒，得到改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物。對比例1一種改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物，包括重量份數(shù)如下的組分：PTFE0份；全芳香族液晶聚酯樹脂70份；玻璃纖維30份。將對比例1提供的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物的制備方法如下：步驟S01、將全芳香族液晶聚酯樹脂(由江蘇沃特特種材料有限公司生產(chǎn))70份、玻璃纖維30份，置于130℃環(huán)境中，干燥4小時；步驟S02、將玻璃纖維和全芳香族液晶聚酯樹脂投入自動混合機混合均勻，獲得混合物料；步驟S03、將步驟S02得到的混合物投入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，然后經(jīng)過擠出，拉條，冷卻，造粒，得到改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物。為了驗證本發(fā)明實施例1～3及對比例1制備的復(fù)合物性能，將上述實施例1～3和對比例1分別獲得的復(fù)合物作為注塑原料，使用注塑成型機注塑成型，并通過以下方法測試和評價實施例與對比例中復(fù)合物的性能：(1)介電常數(shù)本發(fā)明實施例涉及的介電常數(shù)按ASTMD-150標(biāo)準(zhǔn)，測試頻率為1KHz、1MHz、1GHz。(2)彎曲強度本發(fā)明實施例涉及的彎曲強度測定按照ASTMD-790標(biāo)準(zhǔn)。上述測試結(jié)果統(tǒng)計于表1中。表1實施例及對比例中復(fù)合物性能測試結(jié)果性能指標(biāo)對比例1實施例1實施例2實施例3彎曲強度/MPa160154141135介電常數(shù)/KHz4.33.83.53.2介電常數(shù)/MHz3.73.12.82.7介電常數(shù)/GHz3.42.82.62.5從上表1可知，實施例1～3制備的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物在同一頻率下，隨著PTFE含量的增加，介電常數(shù)比對比例1中制備的樹脂復(fù)合物明顯降低；但是，隨著液晶聚酯樹脂含量的降低，彎曲強度也會下降，通過實施例2和實施例3對比，當(dāng)PTFE添加量為15％時(即實施例2)，液晶聚酯復(fù)合物的彎曲強度達到所需要求，且介電常數(shù)很低。經(jīng)過綜合考慮，采用本發(fā)明的實施例2配方組成，液晶聚酯復(fù)合物具有較低的介電常數(shù)，且保持良好的機械強度。由此，依據(jù)本發(fā)明實施例制備的改性液晶聚酯樹脂復(fù)合物可用作高頻電子器件的原材料。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 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