KR101582808B1 - Methods for preparing wholly aromatic liquid crystalline polyester resin and wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound with enhanced physical properties - Google Patents
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Abstract
전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법 및 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법이 개시된다. 개시된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법은 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함한다. 또한 개시된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법은 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함한다. A method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and a method for producing an all-aromatic liquid-crystalline polyester resin compound are disclosed. The disclosed method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin includes polycondensation of a starting monomer using a metal acetate catalyst. The method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound includes a method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin.
Description
전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법 및 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법이 개시된다. 보다 상세하게는 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법 및 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법이 개시된다.A method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and a method for producing an all-aromatic liquid-crystalline polyester resin compound are disclosed. More particularly, the present invention relates to a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin comprising polycondensation of raw monomers using a metal acetate catalyst and a method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin A manufacturing method is disclosed.
전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 분자가 강직하며(rigid), 용융 상태에서도 분자간의 얽힘 현상이 없는 액정 상태를 형성하고, 성형시 전단력에 의해 분자쇄가 흐름방향으로 배향하는 거동을 나타낸다. The wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin exhibits rigidity in a molecule, forms a liquid crystal state without entanglement between molecules even in a molten state, and exhibits a behavior in which molecular chains are oriented in the flow direction by shearing force during molding.
이러한 특성으로 인하여 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 흐름성 및 내열성이 우수하기 때문에 자동차 부품, 전기·전자부품, 소형·정밀 성형품의 재료로 널리 사용되고 있다. Because of these properties, the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin is widely used as a material for automobile parts, electric / electronic parts, and small-sized and precision molded articles because of excellent flow and heat resistance.
특히, 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 고분자 주쇄가 전부 방향족기로 이루어져 있어 내열성이 우수하므로 고온에서 용융납땜(soldering)되는 코일 보빈(coil bobbin)이나, 고온의 전열체 및 광열 기기의 지지 부품에 사용된다. 또한, 치수안정성, 전기 절연성이 우수하여 전자재료용 필름 및 기판용도의 소재로 그 사용이 확대되고 있다. Particularly, the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin is used for a coil bobbin which is soldered at a high temperature because the polymer main chain is entirely composed of an aromatic group and excellent in heat resistance, a supporting member of a high-temperature electric heater and a light- . In addition, it is excellent in dimensional stability and electrical insulation, and its use as a material for films and substrates for electronic materials is expanding.
이러한 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 적어도 2종의 단량체를 중축합함으로써 제조된다. 상기 중축합 반응이 일어나는 동안에 반응기로부터 배출되는 부산물과 함께 원료 단량체의 일부도 승화되어 배출되므로, 균일하면서도 우수한 물성의 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 제조하기 어려울 뿐만 아니라 상기 수지를 사용하여 제조한 성형품의 물성도 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 승화물(sublimate)은 반응기의 내벽, 부산물이 통과하는 배관 및 열교환기에 다량 부착하게 된다.Such a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin is produced by polycondensation of at least two kinds of monomers. It is difficult to produce a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin having uniform physical properties because a part of raw monomers is also sublimated and discharged together with by-products discharged from the reactor during the polycondensation reaction. In addition, There is a problem that the physical properties are lowered. In addition, the sublimate is attached to the inner wall of the reactor, the pipe through which the by-product passes, and the heat exchanger in a large amount.
본 발명의 일 구현예는 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin comprising polycondensation of raw monomers using a metal acetate catalyst.
본 발명의 다른 구현예는 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound comprising a method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin.
본 발명의 일 측면은,According to an aspect of the present invention,
초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 제공한다.There is provided a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin comprising polycondensing a starting monomer using a metal acetate catalyst.
상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법은, In the method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin,
초산금속 촉매를 사용하여 적어도 2종의 원료 단량체를 중축합함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 프리폴리머를 합성하는 단계; 및Synthesizing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester prepolymer by polycondensation of at least two starting monomers using a metal acetate catalyst; And
상기 프리폴리머를 고상 중축합함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 합성하는 단계를 포함할 수 있다. And synthesizing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin by solid-phase polycondensation of the prepolymer.
상기 초산금속 촉매의 사용량은 상기 단량체의 총사용량 100중량부를 기준으로 0.01 내지 0.10 중량부일 수 있다. The amount of the metal acetate catalyst to be used may be 0.01 to 0.10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the monomers.
상기 초산금속 촉매는 초산마그네슘, 초산칼륨, 초산칼슘, 초산아연, 초산망간, 초산납, 초산안티몬 및 초산코발트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 포함할 수 있다.The metal acetate catalyst may include at least one selected from the group consisting of magnesium acetate, potassium acetate, calcium acetate, zinc acetate, manganese acetate, acetic acid, antimony acetate and cobalt acetate.
본 발명의 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,
상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법을 제공한다.There is provided a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound comprising a method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함함으로써 균일하고도 우수한 물성을 갖는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법 및 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법이 제공될 수 있 다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin having homogeneous and excellent physical properties by including polycondensation of raw monomers using a metal acetate catalyst, and a process for producing the wholly aromatic liquid- A method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound can be provided.
이하에서는 본 발명의 일 구현예에 따른 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의제조방법 및 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin according to an embodiment of the present invention and a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound including the method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin will be described in detail.
본 발명의 일 구현예에 따른 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법은 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합하는 단계를 포함한다.The method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin according to an embodiment of the present invention includes polycondensation of a starting monomer using a metal acetate catalyst.
상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법은, 예를 들어 하기 단계를 포함할 수 있다: The method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin may include, for example, the following steps:
(a) 초산금속 촉매를 사용하여 적어도 2종의 원료 단량체를 중축합함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 프리폴리머를 합성하는 단계; 및(a) synthesizing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester prepolymer by polycondensation of at least two raw monomers using a metal acetate catalyst; And
(b) 상기 프리폴리머를 고상 중축합함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 합성하는 단계.(b) synthesizing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin by solid-phase polycondensation of the prepolymer.
상기 (a) 단계에서 사용되는 원료 단량체는 방향족 디올, 방향족 디아민 및 방향족 히드록시아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물, 방향족 히드록시 카르복실산 및 방향족 디카르복실산을 포함할 수 있다. 또한, 상기 단량체는 방향족 아미노 카르복실산을 추가로 포함할 수 있다.The raw monomers used in the step (a) may include at least one compound selected from the group consisting of aromatic diols, aromatic diamines and aromatic hydroxyamines, aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids. In addition, the monomer may further include an aromatic aminocarboxylic acid.
상기 (a) 단계의 합성 방법으로는 용액 중축합법, 괴상 중축합법(bulk condensation polymerization)이 사용될 수 있다. 또한, 상기 (a) 단계에서 축합 반응을 촉진하기 위하여 아실화제(특히, 아세틸화제) 등의 화학 물질로 전처리되어 반응성이 증가된 단량체(즉, 아실화된 단량체)를 사용할 수 있다. As the synthesis method of the step (a), a solution polycondensation method or a bulk condensation polymerization method may be used. In order to accelerate the condensation reaction in the step (a), a monomer having increased reactivity (that is, an acylated monomer) pretreated with a chemical substance such as an acylating agent (particularly, an acetylating agent) may be used.
상기 (b) 단계의 고상 중축합 반응을 위해서는 상기 프리폴리머에 적당한 열이 제공되어야 하며, 이러한 열 제공방법으로는 가열판을 이용하는 방법, 열풍을 이용하는 방법, 고온의 유체를 이용하는 방법 등이 있다. 고상 중축합 반응시 발생하는 부산물을 제거하기 위하여 불활성 기체를 이용한 퍼지나 진공에 의한 제거를 실시할 수 있다.For the solid-phase polycondensation reaction in the step (b), suitable heat should be provided to the prepolymer. Examples of the method for providing the heat include a heating plate, hot air, and a high temperature fluid. In order to remove by-products from the solid-phase polycondensation reaction, it is possible to purge or remove by vacuum using an inert gas.
상기 초산금속 촉매의 사용량은, 예를 들어 상기 단량체의 총사용량 100중량부를 기준으로 0.01 내지 0.10 중량부일 수 있다. 상기 초산금속 촉매의 사용량이 상기 단량체의 총사용량 100중량부를 기준으로 0.01 중량부 미만인 경우에는 중축합 반응 단계에서 승화되는 단량체의 양이 증가하므로 균일한 물성의 프리폴리머를 얻기 어려우며, 부산물을 이송하는 배관 및 열교환기에 승화된 단량체가 잔류하며 심한 경우 배관이 폐색되는 현상이 발생하여 중축합 반응의 진행이 어려워지고, 산기 잔류 단량체를 제거하기 위해 세정 주기가 짧아지며, 0.10 중량부를 초과할 경우에는 중축합 반응 단계에서 부산물의 발생량이 시간에 따라 불규칙하게 발생하여 수지 및 컴파운드의 물성이 저하되므로 바람직하지 않다. The amount of the metal acetate catalyst to be used may be, for example, 0.01 to 0.10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the monomers. When the amount of the metal acetate catalyst is less than 0.01 part by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the monomers, the amount of monomers to be sublimed in the polycondensation reaction step is increased and it is difficult to obtain a prepolymer having uniform physical properties. And the monomer is sublimated in the heat exchanger. In the severe case, the pipe is blocked, which makes the polycondensation reaction difficult. In order to remove the acid residual monomer, the cleaning cycle is shortened. When the amount exceeds 0.10 parts by weight, The amount of byproducts generated in the reaction step irregularly with time, and the physical properties of the resin and the compound are lowered, which is not preferable.
상기 초산금속 촉매는 초산마그네슘, 초산칼륨, 초산칼슘, 초산아연, 초산망간, 초산납, 초산안티몬, 초산코발트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 이하에서는, 초산금속 촉매를 사용하여 원료 단량체를 중축합함으로써 제조되는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지가 균일하면서도 우수한 물성을 얻을 수 있는 원리에 관하여 상세히 설명한다.The nitric acid metal catalyst may include at least one member selected from the group consisting of magnesium acetate, potassium acetate, calcium acetate, zinc acetate, manganese acetate, acetic acid, antimony acetate and cobalt acetate. Hereinafter, the principle that a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin produced by polycondensation of raw monomers using a metal acetate catalyst can obtain uniform physical properties is described in detail.
상기 (a) 단계의 중축합 반응시 반응기의 내벽, 열교환기 및 부산물이 배출되는 배관에 부산물과 함께 승화되는 원료 단량체가 많이 부착될수록, 중축합 반응시 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 프리폴리머의 합성에 실제로 사용되는 단량체의 몰비는 반응기에 투입된 원료 단량체의 몰비와 달라지게 된다. 또한, 승화되는 단량체의 양은 반응시간이 경과함에 따라 변하게 되므로 제조된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 불균일할 뿐만 아니라 저하된 물성을 갖게 된다. 아울러, 상기 수지로 제조한 수지 컴파운드도 불균일하면서도 저하된 물성을 갖게 된다. As the raw monomers sublimated together with by-products are attached to the inner wall of the reactor, the heat exchanger and the pipe through which the by-product is discharged during the polycondensation reaction in the step (a), the synthesis of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester prepolymer The molar ratio of the monomers used is different from the molar ratio of the raw monomers charged into the reactor. In addition, since the amount of the monomer to be sublimed varies with the elapse of the reaction time, the produced wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin is not only heterogeneous but also has reduced physical properties. In addition, the resin compound made of the resin is also heterogeneous and has deteriorated physical properties.
그러나, 상기 (a) 단계에서 초산금속 촉매를 사용할 경우 중축합 반응속도가 빨라져, 낮은 온도에서도 원료 단량체의 중축합 반응이 진행되게 된다. 따라서, 반응기의 온도가 상기 단량체의 승화가능 온도에 도달하는 시점에는 잔존하는 단량체의 양이 적어 단량체의 총승화량을 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 일구현예에 따라 제조된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 균일하면서도 우수한 물성을 갖게 되며, 상기 수지의 컴파운드도 우수한 기계적 물성 및 열적 특성을 갖게 된다.However, in the case of using the metal acetate catalyst in the step (a), the polycondensation reaction rate is accelerated and the polycondensation reaction of the starting monomer proceeds even at a low temperature. Therefore, at the time when the temperature of the reactor reaches the sublimable temperature of the monomer, the amount of the remaining monomer is small and the total sublimation amount of the monomer can be minimized. Therefore, the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin produced according to one embodiment of the present invention has homogeneous and excellent physical properties, and the compound of the resin also has excellent mechanical properties and thermal properties.
또한, 상기 방법에 의해 제조된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지는 다양한 반복단위를 사슬 내에 포함하게 되며, 예를 들어 다음과 같은 반복단위를 포함할 수 있다:In addition, the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin produced by the above method contains various repeating units in the chain, and may include, for example, the following repeating units:
(1) 방향족 디올에서 유래하는 반복단위:(1) a repeating unit derived from an aromatic diol:
-O-Ar-O--O-Ar-O-
(2) 방향족 디아민에서 유래하는 반복단위:(2) a repeating unit derived from an aromatic diamine:
-HN-Ar-NH--HN-Ar-NH-
(3) 방향족 히드록시아민에서 유래하는 반복단위:(3) repeating unit derived from aromatic hydroxyamine:
-HN-Ar-O--HN-Ar-O-
(4) 방향족 디카르복실산에서 유래하는 반복단위:(4) repeating unit derived from an aromatic dicarboxylic acid:
-OC-Ar-CO--OC-Ar-CO-
(5) 방향족 히드록시 카르복실산에서 유래하는 반복단위:(5) repeating unit derived from an aromatic hydroxycarboxylic acid:
-O-Ar-CO--O-Ar-CO-
(6) 방향족 아미노 카르복실산에서 유래하는 반복단위:(6) a repeating unit derived from an aromatic aminocarboxylic acid:
-HN-Ar-CO--HN-Ar-CO-
상기 화학식들에서, Ar은 페닐렌, 바이페닐렌, 나프탈렌 또는 2개의 페닐렌이 탄소 또는 탄소가 아닌 원소로 결합된 방향족 화합물이거나, 또는 페닐렌, 바이페닐렌, 나프탈렌 또는 2개의 페닐렌이 탄소 또는 탄소가 아닌 원소로 결합된 방향족 화합물 중 1개 이상의 수소가 다른 원소로 치환된 방향족 화합물일 수 있다. In the above formulas, Ar is an aromatic compound in which phenylene, biphenylene, naphthalene or two phenylene are bonded to carbon or a non-carbon element, or an aromatic compound in which phenylene, biphenylene, naphthalene, Or an aromatic compound in which one or more hydrogens among aromatic compounds bonded with non-carbon elements are replaced with other elements.
본 발명의 다른 구현예는 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법을 포함하는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound comprising a method for producing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin.
상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법은, 전술한 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법에 따라 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계 및 상기 제조된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지와 첨가제를 용융혼련하는 단계를 포함한다. 이러한 용융혼련을 위하여 회분식 혼련기, 2축 압출 기 또는 믹싱 롤 등이 사용될 수 있다. 또한, 원활한 용융혼련을 위하여 용융혼련시 활제를 사용할 수 있다.The method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compound comprises the steps of: preparing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin according to the above-described method for producing a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin; And kneading. For such melt kneading, a batch type kneader, a twin screw extruder or a mixing roll may be used. Further, for the purpose of smooth melt-kneading, an activator may be used for melt-kneading.
상기 첨가제는 무기 첨가제 및 유기 첨가제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The additive may include at least one of an inorganic additive and an organic additive.
상기 무기 첨가제는 유리섬유, 활석, 탄산칼슘, 운모 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 유기 첨가제는 탄소섬유를 포함할 수 있다.The inorganic additive may include glass fiber, talc, calcium carbonate, mica, or a mixture of two or more thereof, and the organic additive may include carbon fibers.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these embodiments.
실시예Example
실시예 1: 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드 제조Example 1: Preparation of a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and a compound of the resin
온도 조절이 가능한 100리터 용량의 회분식 반응기에, 파라 히드록시 벤조산 24.4kg, 바이페놀 10.8kg, 테레프탈산 7.3kg몰 및 이소프탈산 2.4kg을 투입하고 질소가스를 주입하여 상기 반응기의 내부 공간을 불활성 상태로 만든 다음 상기 반응기에 무수초산 33kg을 더 첨가하였다. 이어서, 후술하는 중축합 반응을 원활하게 진행하기 위하여, 상기 반응기에 초산마그네슘 15g 및 초산 칼륨 3g을 더 첨가하였다. 이후, 반응기 온도를 30분에 걸쳐 150℃까지 승온시키고 상기 온도에서 3시간 동안 상기 단량체들의 알코올 기능기를 아세틸화하였다. 이어서, 상기 아세틸화 반응에서 생성된 초산을 제거하면서 반응기 온도를 6시간에 걸쳐 330℃까지 승온시켜 단량체의 중축합 반응에 의해 전방향족 액정 폴리에스테르 프리폴리머를 제조하였 다. 또한, 상기 프리폴리머 제조시 부산물로 초산이 더 생성되는데, 이 초산도 상기 아세틸화 반응에서 생성된 초산과 함께 상기 프리폴리머 제조 동안 연속적으로 제거하였다. 다음에, 상기 프리폴리머를 반응기로부터 회수하여 냉각 고화시켰다. 또한, 상기 제조과정에서 승화된 단량체의 총량을 측정하여, 그 값을 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 승화된 단량체의 총량은 부산물과 함께 배출된 단량체의 양, 및 반응기 내부에 잔류하는 단량체의 양을 합산하여 측정하였다 24.4 kg of parahydroxybenzoic acid, 10.8 kg of biphenol, 7.3 kg of terephthalic acid and 2.4 kg of isophthalic acid were fed into a batch reactor of 100 liter capacity capable of controlling the temperature, and nitrogen gas was injected to inactivate the inner space of the reactor And 33 kg of acetic anhydride was further added to the reactor. Subsequently, in order to smoothly proceed the polycondensation reaction described later, 15 g of magnesium acetate and 3 g of potassium acetate were further added to the reactor. The reactor temperature was then raised to 150 ° C over 30 minutes and the alcohol functionality of the monomers was acetylated at this temperature for 3 hours . Next, the acetic acid produced in the acetylation reaction was removed, and the temperature of the reactor was elevated to 330 ° C over 6 hours to prepare a wholly aromatic liquid-crystalline polyester prepolymer by polycondensation reaction of monomers. In addition, acetic acid was further produced as a by-product in the preparation of the prepolymer. The acetic acid was also continuously removed during the preparation of the prepolymer together with the acetic acid generated in the acetylation reaction. Next, the prepolymer was recovered from the reactor and cooled and solidified. In addition, the total amount of the monomers sublimed in the above-mentioned production process was measured and the values thereof are shown in Table 1 below. Here, the total amount of the sublimed monomers was determined by summing up the amount of the monomers discharged together with the by-products and the amount of the monomers remaining in the reactor
이후, 평균 입경 1mm로 분쇄된 전방향족 액정 폴리에스테르 프리폴리머 20kg을 100리터 용량의 로터리킬른 반응기에 투입하고, 질소를 1N㎥/시간의 유속으로 계속 흘려주면서 무게 감량 시작 온도인 200℃까지 1시간에 걸쳐 승온시킨 후, 다시 320℃까지 10시간에 걸쳐 승온시켜 3시간 동안 유지함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 제조하였다. 이어서, 상기 반응기를 상온으로 1시간에 걸쳐 냉각시킨 후 상기 반응기로부터 전방향족 액정 폴리에스테르 수지를 회수하였다. Then, 20 kg of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester prepolymer pulverized to an average particle diameter of 1 mm was introduced into a 100-liter capacity rotary kiln reactor, and nitrogen was continuously supplied at a flow rate of 1 Nm 3 / And the temperature was further raised to 320 ° C over 10 hours and maintained at that temperature for 3 hours to prepare a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin. Then, the reactor was cooled to room temperature over 1 hour, and the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin was recovered from the reactor.
그 다음에, 상기 제조된 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 유리섬유(직경이 10㎛이고, 평균 길이가 150㎛인 분쇄 유리섬유)를 중량 기준으로 6:4의 비율로 혼합하여 이축 압출기(L/D: 40, 직경: 20mm)를 사용하여 용융혼련함으로써 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 컴파운드를 제조하였다. 상기 수지 컴파운드 제조시 상기 이축 압출기에 진공을 가해 부산물을 제거하였다. Then, the prepared wholly aromatic liquid crystal polyester resin and glass fibers (pulverized glass fiber having a diameter of 10 mu m and an average length of 150 mu m) were mixed in a ratio of 6: 4 on a weight basis and fed to a twin-screw extruder (L / D: 40, diameter: 20 mm) to prepare a compound of wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin. During the preparation of the resin compound, a vacuum was applied to the biaxial extruder to remove by-products.
실시예 2: 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드 제조Example 2: Preparation of a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and a compound of the resin
초산마그네슘 및 초산칼륨의 첨가량을 각각 50g 및 8g으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상 기 수지의 컴파운드를 제조하였다. 또한 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조과정에서 승화된 단량체의 총량을 측정하여, 그 값을 하기 표 1에 나타내었다.A mixture of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amounts of magnesium acetate and potassium acetate were changed to 50 g and 8 g, respectively. The total amount of the monomers sublimed in the process of manufacturing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin was measured in the same manner as in Example 1, and the values are shown in Table 1 below.
실시예 3: 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드 제조Example 3: Preparation of a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and a compound of the resin
초산마그네슘을 첨가하지 않고 초산칼륨의 첨가량을 3g으로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드를 제조하였다. 또한 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조과정에서 승화된 단량체의 총량을 측정하여, 그 값을 하기 표 1에 나타내었다.A mixture of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that magnesium acetate was not added and the addition amount of potassium acetate was changed to 3 g. The total amount of the monomers sublimed in the process of manufacturing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin was measured in the same manner as in Example 1, and the values are shown in Table 1 below.
실시예 4: 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드 제조Example 4: Manufacture of a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin
초산마그네슘 및 초산칼륨의 첨가량을 각각 75g 및 8g으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드를 제조하였다. 또한 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조과정에서 승화된 단량체의 총량을 측정하여, 그 값을 하기 표 1에 나타내었다.A mixture of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amounts of magnesium acetate and potassium acetate were changed to 75 g and 8 g, respectively. The total amount of the monomers sublimed in the process of manufacturing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin was measured in the same manner as in Example 1, and the values are shown in Table 1 below.
비교예 1: 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드 제조Comparative Example 1: Manufacture of a wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin
초산마그네슘 및 초산칼륨을 전혀 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지의 컴파운드를 제조하였다. 또한 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조과정에서 승화된 단량체의 총량을 측정하여, 그 값을 하기 표 1에 나타내었다.A mixture of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that magnesium acetate and potassium acetate were not added at all. The total amount of the monomers sublimed in the process of manufacturing the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin was measured in the same manner as in Example 1, and the values are shown in Table 1 below.
평가예Evaluation example
상기 실시예 1~4 및 비교예 1에서 제조한 각 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 용융점도와 용융온도, 및 상기 실시예 1~4 및 비교예 1에서 제조한 각 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 인장강도, 굴곡강도, 충격강도, 내열온도 및 내블리스터 온도를 하기와 같은 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The melting point and melting temperature of each of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resins prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 and the tensile strength of each of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin compounds prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 The strength, bending strength, impact strength, heat resistance temperature and blister resistance temperature were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.
(전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 물성 측정)(Measurement of physical properties of wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin)
(1) 용융온도의 측정방법(1) Method of measuring melting temperature
시차 주사 열량계 (TA Instruments社, DSC 2910)를 사용하여 용융온도를 측정하였다. 수지 시료를 40℃에서부터 20℃/분의 승온조건으로 가열하였을 때 관측된 흡열피크가 나타내는 온도를 1차 용융온도(Tm1)라고 하고, Tm1보다 30℃ 높은 온도에서 10분간 유지한 후 10℃/분의 강온조건으로 40℃까지 냉각한 다음, 다시 20℃/분의 승온조건으로 가열하였을 때, 관측된 흡열피크가 나타내는 온도를 용융온도라고 하였다.The melting temperature was measured using a differential scanning calorimeter (TA Instruments, DSC 2910). The temperature at which the endothermic peak observed when the resin sample was heated from 40 ° C to 20 ° C / min was referred to as the first melting temperature (Tm 1 ), and the temperature was maintained at 30 ° C higher than Tm 1 for 10 minutes, The temperature indicated by the observed endothermic peak when it was cooled to 40 deg. C under a reduced temperature of < RTI ID = 0.0 > 20 C / min. ≪ / RTI &
(2) 용융점도의 측정방법(2) Method of measuring melt viscosity
용융점도 측정 장치(Rosand社, RH2000)를 사용하여, 1.0mm×32mm 모세관으로 (용융온도+10℃)의 온도 및 1000/s의 전단속도 조건하에서 점도를 측정하여, 이를 용융점도라고 하였다.The melt viscosity was measured using a melt viscosity measuring apparatus (Rosand, RH2000) under a temperature of 1.0 mm x 32 mm capillary (melting temperature + 10 deg. C) and a shear rate of 1000 / s.
(전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 물성 측정)(Measurement of physical properties of all-aromatic liquid crystal polyester resin compound)
사출기(FANUC Co. Ltd, S-2000i 50B)를 사용하여 상기 제조한 각 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 시편을 제작하였고, 상기 각 시편을 상온으로 냉각한 후 5시간 동안 방치한 다음 상기 각 시편의 인장강도(ASTM D638), 굴곡강도(ASTM D790), 충격강도(ASTM D256), 내열온도(ASTM D648), 및 耐블리스터 온도를 측정하였다. 내블리스터 온도의 측정 방법은 다음과 같았다.A specimen of each of the above-prepared all-aromatic liquid-crystalline polyester resin compounds was prepared using an injection machine (FANUC Co., Ltd., S-2000i 50B). The specimens were cooled to room temperature and left for 5 hours, (ASTM D638), flexural strength (ASTM D790), impact strength (ASTM D256), heat resistance temperature (ASTM D648), and blister resistance temperature were measured. The method of measuring the blister temperature was as follows.
<耐블리스터 온도의 측정방법><Method of measuring blister temperature>
10mm×64mm×1mm 크기의 수지 시편을 제작하였다. 이어서, 상기 시편을, 300℃의 온도로 유지되고 있는 납과 주석이 채워진 반응조에 30초 동안 담갔다 빼내었다. 이후, 상기 시편의 표면에 팽창된 부분이 발생하였는지 여부를 육안으로 관찰하였다. 상기 시편의 표면에 팽창된 부분이 발생하지 않았으면 상기 반응조의 온도를 5℃씩 승온시킨 다음 상기와 같은 조작을 반복하여 상기 시편에 팽창된 부분이 발생한 온도를 확인하였다. 여기서, 상기 시편의 표면에 팽창된 부분이 발생되지 않는 최고온도를 내블리스터 온도라고 하였다.A resin sample having a size of 10 mm x 64 mm x 1 mm was prepared. Subsequently, the specimen was immersed in and removed from a reaction vessel filled with lead and tin maintained at a temperature of 300 DEG C for 30 seconds. Thereafter, whether or not an expanded portion occurred on the surface of the specimen was visually observed. If there was no swelled portion on the surface of the specimen, the temperature of the reactor was raised by 5 ° C, and the above operation was repeated to confirm the temperature at which the expanded portion occurred in the specimen. Here, the maximum temperature at which no expanded portion is generated on the surface of the specimen is referred to as an inner blister temperature.
[표 1][Table 1]
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1~4의 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법의 경우에는 비교예 1의 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법의 경우에 비해 승화된 단량체의 총량이 적은 것으로 나타났으며, 이에 따라 실시예 1~4에서 제조한 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지 컴파운드는 비교예 1에서 제조한 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 및 상기 수지 컴파운드에 비해 모든 물성이 우수한 것으로 나타났다.Referring to Table 1, in the case of the production method of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin of Examples 1 to 4, the total amount of the sublimed monomers was smaller than that of the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin of Comparative Example 1 Thus, the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin and the resin compound prepared in Examples 1 to 4 were superior to the wholly aromatic liquid-crystalline polyester resin prepared in Comparative Example 1 and the resin compound.
본 발명은 구현예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범 위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
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