粘附性改善的液晶聚合物单丝制造技术

本发明专利技术涉及粘附性改善的ＬＣＰ单丝及由其制成的纱，所述单丝及由其制成的纱包括有整理剂的液晶聚合物长丝，所述整理剂选自以下物质间形成的酯：（ａ）季戊四醇和最高１０个碳原子和２至６个羟基的饱和多元醇，与（ｂ）下式的羧酸：Ｃ↓［ｘ］Ｈ↓［２ｘ－１］ＣＯＯＨ，其中ｘ为２至２０，其中２至６个所述羟基官能团转化成酯官能团。优选所述整理剂是由季戊四醇与式Ｃ↓［ｘ］Ｈ↓［２ｘ－１］ＣＯＯＨ的羧酸反应形成的酯，其中ｘ为２至２０，优选在１４和２０之间。优选季戊四醇四壬酸酯和季戊四醇四异硬脂酸酯。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶聚合物(LCP)单丝，特别涉及粘附性改善的LCP。热致变液晶聚合物(LCP)是一类重要的聚合物，一般为含有各种杂原子键包括酯和/或酯酰胺键的全芳基分子。加热至足够的高温时，LCP熔化形成液晶熔融相(通常称为“各向异性相”)而非各向同性的熔体。一般地，LCP由线形(“刚棒类”)分子构成，可排成一行产生要求的液晶次序。结果，LCP以低熔体粘度为特征，因而操作性能和加工性能改善。由于LCP定向形成“刚棒类”线形分子，所以LCP显示出极高的机械性能。因此，本领域公知LCP可制成定型制品，如膜、棒、管、纤维、和各种其它模塑制品。此外，本领域还公知LCP(特别是纤维形式的)在热处理过程之后表现出异常高的机械性能。然而，本领域所有已知方法仅描述了低旦数纤维(例如约5旦数/丝(dpf))的形成，其初生及热处理后的形式表现出较高的机械性能。此外，现有技术中未报道可由LCP制备有多叶形截面的长丝。更重要地，LCP的长丝一般不粘附于各种其它相似或不相似的材料。许多专利和公开文献描述了LCP、LCP的制备方法、及此LCP的特征和应用。其中一些如下，其所有教导均引入本文供参考。US4 183 895描述了一种处理各向异性熔体形成聚合产物的方法。据报道热处理方法产生有增强机械性能的纤维，据报道该纤维的韧度增加至少50％，增至至少10克/旦。US4 468 364描述了一种挤出热致变液晶聚合物(LCP)的方法。它要求通过L/D之比小于2(优选0)的模孔以小于4(优选1)的拉伸比挤出LCP，产生以高机械性能为特征的长丝。US4 910 057描述了用一种能改善的截面构型基本一致的高度拉伸的构件在光纤缆中作为加固支承体。US5 246 776描述了一种芳族聚酰胺(aramid)单丝及其制备方法。US5 427 165描述了增强材料装配形成至少部分液晶有机聚合物的连续单丝。其中所用聚合物主要为芳族聚酰胺类。JP-A-4-333616描述了由熔融液晶聚合物制备50至2000dpf长丝的方法。这些长丝的热处理后的机械性能明显低于对相应的5至10dpf的较低旦数长丝所报道的性能。J.Rheology 1992，Vol.36(p.1057-1078)报道用不同长径比的毛细管进行热致变液晶聚酯的流变学和取向性的研究。J.Appl.Polym.Sci.1995，Vol.55(p.1489-1493)报道了热致变液晶聚酯挤出棒中的取向分布。当表观剪切速率从166增至270sec-1时取向函数增加，但当表观剪切速率从566增至780sec-1时取向函数下降。虽然已做了许多工作并已使有关LCP有许多改善，但一个要求进一步改善的方面是关于改善LCP相互间的粘附性及与其它材料(例如橡胶制材料或有橡胶涂层的材料)的粘附性。因此，本专利技术的目的之一是提供粘附性改善的热致变LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线，特别是提供与橡胶和橡胶涂覆材料或基质的粘附性改善的LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线。本专利技术另一目的是提供粘附性改善的粗旦LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线，特别是提供与橡胶和橡胶涂覆材料的粘附性改善的大于约50旦的LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线。本专利技术再一目的是确定可涂于LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线以改善此种长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线与橡胶和橡胶涂覆材料的粘合力的物质。本专利技术再一目的是提供“处理”或“修整”LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线的方法，以提供与橡胶和橡胶涂覆材料的粘附性改善的长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线。通过本说明书和其中所包含的实施例，其它实施方案对本领域技术人员将是显而易见的。本专利技术涉及粘附性改善的LCP长丝、纤维、纱和单丝及由其制成的帘线，所述长丝包括有整理剂的液晶聚合物长丝，所述整理剂含有约60％或更多、优选约80％或更多的选自以下物质间形成的酯的组分(a)季戊四醇和最高10个碳原子和2至6个羟基的饱和多元醇，与(b)下式的羧酸CxH2x-1COOH，其中x＝2至20，其中2至6个所述多元醇的羟基官能团转化成酯官能团。本专利技术一优选实施方案中，所述整理剂是与所述分子醇部分的氧原子相邻的碳原子上无β-氢原子的受阻聚酯。在本专利技术另一优选实施方案中，所述整理剂是由季戊四醇与式CxH2x-1COOH的羧酸反应形成的酯，其中x＝2至20，优选在14和20之间。优选用于高旦数长丝应用的酯是季戊四醇四壬酸酯。优选用于低dpf长丝应用的酯是季戊四醇四异硬脂酸酯，因为它有使长丝在热处理期间粘连最少从而改善转化效率的作用。为使热稳定性最大、挥发性最小而选择的酯是较高分子量的三-或四-官能的酯，它将通过酯交换交联纤维表面。本文所用术语“长丝”意指由任何组成的液晶聚合物(LCP)原料制成的任何长丝、纤维、纱和单丝或由其制成的帘线。液晶材料和聚合物的例子和定义可参见“Encyclopedia of Polymer Science andEngineering”，Vol.9(John Wiley & Sons，New York 1987)p 1-61；“Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”，4th Ed.，Vol.15(John Wiley & Sons，New York 1995)，p372-409；和因特网上，例如，http∥www.angleview的Mitsubishi Company网页。LCP材料可由各种来源商购；例如，来自Ticona LLC，Summit，NewJersey的商品名“VECTRA”；来自DuPont，Wilmington，Delaware的商品名“ZENITE”；来自Amoco Corporation，Chicago，Illinois的商品名“XYDAR”；来自Eastman Chemical Company，Kingsport，Tennessee的商品名“THERMX”；或来自Granmont Corporat ion的商品名“GRANLAR”。LCP可通过本领域技术人员已知的方法制成长丝。生产这种长丝的一步骤是在例如通过将LCP纺成单丝产生长丝后将“整理剂”涂于此长丝。本专利技术涉及此整理剂，特别涉及涂于此长丝改善所得长丝粘附性的整理剂。以约0.1至约5.0％(重)、优选约0.3至约3.0％(重)的含量涂布本专利技术整理剂。整理剂含量取决于应用。例如，对于轮胎帘线应用，含量为约0.1至约2.0％(重)、优选约0.3至约1.5％(重)。对于其它应用，例如在造纸业的运载带或芯绳应用中使用LCP，整理剂含量可更高，高至约5％(重)。本专利技术整理剂可用于能通过工业或实验室设备生产的任何旦数的LCP长丝。本领域技术人员已知的任何涂布方法均可用于将整理剂涂于LCP长丝。优选的涂布方法是使用在乳液中或在载体溶剂如异丙醇或全氯乙烯或任何其它适合的溶剂中用低浓度的整理剂双涂以改善整理剂的均匀性。可通过本领域技术人员已知的任何方法将有本专利技术整理剂的长丝制成帘线例如轮胎帘线。按本专利技术涂于长丝的整理剂保留在长丝上，改善长丝和帘线与橡胶和橡胶涂覆基质的粘合力。此帘线可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘附性改善的液晶聚合物长丝，所述长丝包括有整理剂的液晶长丝，所述整理剂含有约６０％或更多选自以下物质间形成的酯的组分：（ａ）季戊四醇和最高１０个碳原子和２至６个羟基的饱和多元醇，与（ｂ）下式的羧酸：Ｃ↓［ｘ］Ｈ↓［２ｘ－１］ＣＯ ＯＨ，其中ｘ＝２至２０，其中２至６个所述羟基官能团转化成酯官能团。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：NS安德森，JD吉伯恩，MI海德，G里斯，
申请(专利权)人：塞拉尼斯阿希德特LLC公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]