JP6839271B2 - 重合性組成物 - Google Patents

重合性組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP6839271B2
JP6839271B2 JP2019518420A JP2019518420A JP6839271B2 JP 6839271 B2 JP6839271 B2 JP 6839271B2 JP 2019518420 A JP2019518420 A JP 2019518420A JP 2019518420 A JP2019518420 A JP 2019518420A JP 6839271 B2 JP6839271 B2 JP 6839271B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
group
chemical formula
polymerizable composition
production example
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019518420A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019529674A (ja
Inventor
サン・ウ・キム
スン・ヒ・イ
キ・ホ・アン
ユリアナ・キム
Original Assignee
エルジー・ケム・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エルジー・ケム・リミテッド filed Critical エルジー・ケム・リミテッド
Publication of JP2019529674A publication Critical patent/JP2019529674A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6839271B2 publication Critical patent/JP6839271B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/32Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids with both amino and carboxylic groups aromatically bound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/40Polyamides containing oxygen in the form of ether groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0666Polycondensates containing five-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0672Polycondensates containing five-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only one nitrogen atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/40Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

関連出願との相互引用
本出願は、2016年11月29日に出願された大韓民国特許出願第10−2016−0160020号に基づく優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
技術分野
本出願は、重合性組成物、プレポリマー、フタロニトリル樹脂、複合体、その製造方法及びその用途に関する。
フタロニトリル樹脂は、多様な用途に用いられる。例えば、フタロニトリル樹脂をガラス繊維や炭素繊維などのような充填剤に含浸して形成する複合体(composite)は、自動車、飛行機または船舶などの素材で用いられる。前記複合体の製造過程は、例えば、フタロニトリルと硬化剤の混合物またはその混合物の反応により形成されるプレポリマーと充填剤を混合した後に硬化させる過程を含むことができる(例えば、特許文献1参照)。
大韓民国登録特許第0558158号公報
本出願は、重合性組成物、プレポリマー、フタロニトリル樹脂、複合体、その製造方法及びその用途を提供する。
本出願は、重合性組成物に関する。一つの例示で、前記重合性組成物は、いわゆるフタロニトリル樹脂を重合反応を通じて形成することができる組成物であってもよい。重合性組成物は、フタロニトリル化合物と硬化剤を含むことができる。本出願で前記フタロニトリル化合物と硬化剤は、前記重合性組成物内に主成分で含まれることができる。本出願で用語「主成分」は、該当成分が重量割合で約55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上または95%以上含まれる場合を意味することができる。上記で主成分として含まれる成分の割合の上限は特に制限されず、例えば、約100%以下または99%以下であってもよい。また、上記でフタロニトリル化合物と硬化剤の割合は、重合性組成物の固形分内での割合である。
重合性組成物で用いることができるフタロニトリル化合物の種類は特に限定されず、例えば、硬化剤との反応を通じてフタロニトリル樹脂を形成することができるフタロニトリル構造を1個以上、2個以上、2個〜20個、2個〜16個、2個〜12個、2個〜8個または2個〜4個程度含む化合物を用いることができる。フタロニトリル樹脂の形成に適合したものとして公知の化合物は多様に存在しており、本出願では、上記のような公知の化合物をすべて用いることができる。一つの例示で、化合物の例としては、米国特許第4,408,035号、米国特許第5,003,039号、米国特許第5,003,078号、米国特許第5,004,801号、米国特許第5,132,396号、米国特許第5,139,054号、米国特許第5,208,318号、米国特許第5,237,045号、米国特許第5,292,854号または米国特許第5,350,828号などにおける公知の化合物を例示することができ、上記文献における公知の化合物以外にも業界における公知の多様な化合物が上述の例示に含まれることができる。
一つの例示で、前記適用できるフタロニトリル化合物としては、下記化4で表される化合物が例示できるが、これに制限されるものではない。
Figure 0006839271
化4において、R11〜R16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、下記化5または化6の置換基である。化4において、R11〜R16のうち少なくとも2個、または2個〜3個は、下記化5または化6の置換基であってもよい。
化4において少なくとも2個または2個〜3個存在する化5または化6の置換基は、互いに対してオルト(ortho)、メタ(meta)またはパラ(para)の位置に存在することができる。
Figure 0006839271
化5において、Lは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−S(=O)−、カルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−C(=O)−X−または−X−C(=O)−であり、前記Xは、酸素原子、硫黄原子、−S(=O)−、アルキレン基、アルケニレン基またはアルキニレン基であり、R17及びR21は、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはシアノ基であり、R17〜R21のうち2個以上または2個はシアノ基である。化5において少なくとも2個存在するシアノ基は、互いに対してオルト(ortho)、メタ(meta)またはパラ(para)の位置に存在することができる。
Figure 0006839271
化6において、Lは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−S(=O)−、カルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−C(=O)−X−または−X−C(=O)−であり、前記Xは、酸素原子、硫黄原子、−S(=O)−、アルキレン基、アルケニレン基またはアルキニレン基であり、R22及びR26は、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または前記化5の置換基であり、R22〜R26のうち1個以上または1個は、前記化5の置換基である。化6において少なくとも1個存在する前記化5の置換基は、Lを基準としてオルト(ortho)、メタ(meta)またはパラ(para)の位置に存在することができる。
化5または化6が存在する場合に、前記化5のLが化4または化6に連結されるか、化6のLが化4に連結されることができる。
重合性組成物は硬化剤をさらに含み、硬化剤としては、下記化1の化合物を用いることができる。化1の硬化剤は、特有の化学構造によりフタロニトリル樹脂に耐熱性と剛性を付与することができ、このような物性を繰り返し単位の個数の調節を通じて必要に応じて調節することができる。
Figure 0006839271
化1において、X〜Xは、それぞれ同一であるか異なる芳香族2価ラジカルであり、Y及びYは、少なくとも一つのアミン基に置換されたアリール基であって、Y及びYは、互いに同一であるか異なることができ、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、nは、0〜20の範囲内の数である。
本出願で用語「アルキル基またはアルコキシ基」は、特に規定しない限り、炭素数1〜20、炭素数1〜16、炭素数1〜12、炭素数1〜8または炭素数1〜4のアルキル基またはアルコキシ基であってもよい。前記アルキル基またはアルコキシ基は、直鎖型、分枝鎖型または環型であってもよく、必要な場合に、一つ以上の置換基により置換されていてもよい。また、本出願で用語「アルキル基」の範囲には、後述のハロアルキル基も含まれることができる。
本出願で用語「アルキレン基またはアルキリデン基」は、特に規定しない限り、炭素数1〜20、炭素数1〜16、炭素数1〜12、炭素数1〜8または炭素数1〜4のアルキレン基またはアルキリデン基を意味することができる。前記アルキレン基またはアルキリデン基は、直鎖型、分枝鎖型または環型であってもよい。また、前記アルキレン基またはアルキリデン基は、任意に一つ以上の置換基に置換されていてもよい。
また、本出願で用語「アリール基」は、後述の芳香族化合物に由来する1価の置換基を意味することができ、芳香族2価ラジカルも後述の芳香族化合物に由来する2価の置換基を意味することができる。
上記で芳香族化合物は、ベンゼン、ベンゼンを含む化合物または上記のうちいずれか一つの誘導体が例示できる。上記でベンゼンを含む化合物としては、2個以上のベンゼン環が1個または2個の炭素原子を共有しつつ縮合されているか、直接連結された構造または適切なリンカー(linker)により連結されている構造の化合物を意味することができる。上記で2個のベンゼン環を連結することに適用されるリンカーとしては、アルキレン基、アルキリデン基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、−NR11−、−S(=O)−、−S(=O)−、−C(=O)−O−L−O−C(=O)−、−L−C(=O)−O−L−、−L−O−C(=O)−L−または−L−Ar−L−Ar−L−などが例示できる。上記でL〜Lは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ar及びArは、それぞれ独立に、アリーレン基であってもよく、R11は、水素、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であってもよい。
芳香族化合物は、例えば、6個〜30個、6個〜28個、6個〜27個、6個〜25個、6個〜20個または6個〜12個の炭素原子を含むことができ、必要な場合に一つ以上の置換基により置換されていてもよい。例えば、前記Y及び/又はYを形成する芳香族化合物は、少なくとも一つのアミン基に置換されている。上記で芳香族化合物の炭素原子の数は、その化合物が前述したリンカーを含む場合に、そのリンカーに存在する炭素原子も含んだ数である。
本出願で前記アルキル基などに任意に置換されていてもよい置換基としては、塩素またはフッ素などのハロゲン、グリシジル基、エポキシアルキル基、グリシドキシアルキル基または脂環式エポキシ基などのエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、チオール基、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基などが例示できるが、これらに制限されるものではない。
本出願で用語「単結合」は、該当部位に原子が存在しない場合を意味する。例えば、X−Y−Zの構造において、Yが単結合である場合に、X及びZは直接連結されてX−Zの構造を形成する。
化1において、nは、他の例示で、19以下、18以下、17以下、16以下、15以下、14以下、13以下、12以下、11以下、10以下、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下または4以下の数であってもよい。
一つの例示で、化1のX〜Xの芳香族2価ラジカルは、互いに同一であるか異なることができ、Y及びYのアリール基も互いに同一であるか異なることができる。このような2価ラジカルまたはアリール基は、一つの例示で、下記化2または化3で表される化合物に由来する2価ラジカルまたはアリール基であってもよい。前記2価ラジカルまたはアリール基は、例えば、下記化2において、R〜Rのうちいずれか2個または1個または下記化3のR〜R10のうちいずれか2個または1個の部位でラジカルが形成され、その形成されたラジカルが化1のカルボニル基または窒素原子などと連結されることができる。また、Y及びYのアリール基が下記化2または化3に由来する場合に、下記化2または化3の化合物は、少なくとも一つのアミン基を含む。
Figure 0006839271
化2において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヒドロキシ基、アミン基またはカルボキシル基である。一つの例示で、化1のYまたはYが前記化2に由来する場合に、前記R〜Rのうち少なくとも一つはアミン基である。
Figure 0006839271
化3において、R〜R10は、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミン基またはアリール基であり、Xは、単結合、アルキレン基、アルキリデン基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、−NR11−、−S(=O)−、−S(=O)−、−L−Ar−L10−または−L−Ar−L10−Ar−L11−であり、上記でR11は、水素、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、上記でAr及びArは、アリーレン基であり、L〜L11は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、アルキレン基またはアルキリデン基である。また、化1のYまたはYが化2に由来する場合に、R〜R10のうち少なくとも一つはアミン基である。
化2の化合物としては、ベンゼンまたはアミン基に置換されたベンゼンが例示できるが、これらに制限されるものではない。
また、化3の化合物としては、ビフェニル、フェニルオキシベンゼン、アミン基に置換されたビフェニルまたはアミン基に置換されたフェニルオキシベンゼンなどが例示できるが、これらに制限されるものではない。
一つの例示で、前記芳香族2価ラジカルまたはアリール基は、前記化2に由来するものであって、フェニレン、フェニルまたはアミノフェニルなどであってもよいが、これらに制限されるものではない。2価ラジカルがフェニレンである場合に、前記2個のラジカルが形成される部位は、互いに対してオルト(ortho)、メタ(meta)またはパラ(para)の位置であってもよい。
化1の化合物は、公知の有機化合物の合成法によって合成することができ、例えば、ジアミン化合物とジカルボン酸化合物の脱水縮合方式などにより合成することができる。
化1の化合物は、優れた耐熱性を有することができる。これによって、一つの例示で、前記化合物は、分解温度が200℃以上、300℃以上、350℃以上または400℃以上であってもよい。本出願で用語「分解温度」は、前記化1の化合物の分解率が10%以下、5%以下または1%以下の範囲に維持される温度を意味することができる。上記で分解温度の上限は特に制限されず、例えば、約1,000℃以下、900℃以下または800℃以下であってもよい。
重合性組成物内での硬化剤の割合は特に制限されない。前記割合は、例えば、組成物に含まれているフタロニトリル化合物などの硬化性成分の割合や種類などを考慮して目的とする硬化性が確保されるように調節することができる。例えば、硬化剤は、重合性組成物に含まれているフタロニトリル化合物1モル当たり約0.02モル〜1.5モル程度に含まれていてもよい。しかし、前記割合は、本願の例示に過ぎない。通常、重合性組成物で硬化剤の割合が高くなると、プロセスウィンドウの細くなる傾向があり、硬化剤の割合が低くなると、硬化性が不十分になる傾向があるので、このような点などを考慮して適切な硬化剤の割合を選択することができる。
本出願の重合性組成物は、前記化1の化合物を用いることで適切な硬化性、溶融温度及びプロセスウィンドウ(process window)を示し、耐熱性と剛性などの物性に優れた複合体を形成することができる重合性組成物、プレポリマー及びフタロニトリル樹脂を提供することができる。
これによって、一つの例示で、前記重合性組成物の加工温度は、150℃〜350℃の範囲内にあってもよい。本出願で用語「加工温度」は、前記化合物、それを含む下記重合性組成物またはプレポリマーなどが加工可能な状態で存在する温度を意味することができる。このような加工温度は、例えば、溶融温度(Tm)またはガラス転移温度(Tg)であってもよい。このような場合に、前記重合性組成物のプロセスウィンドウ、すなわち、前記加工温度(Tp)と、前記フタロニトリル化合物と前記化1の化合物の硬化温度(Tc)との差(Tc−Tp)の絶対値は、30℃以上、50℃以上または100℃以上であってもよい。一つの例示で、前記硬化温度(Tc)が前記加工温度(Tp)に比べて高いことがある。このような範囲は、重合性組成物を用い、例えば、後述の複合体を製造する過程における適切な加工性の確保に有利である。上記でプロセスウィンドウの上限は特に制限されるものではないが、例えば、前記加工温度(Tp)と硬化温度(Tc)との差(Tc−Tp)の絶対値は、400℃以下または300℃以下であってもよい。
重合性組成物は、多様な添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤の例としては、多様な充填剤が例示できる。充填剤として使用できる物質の種類は特に制限されず、目的とする用途によって適合した公知の充填剤をすべて用いることができる。例示的な充填剤としては、金属物質、セラミック物質、ガラス、金属酸化物、金属窒化物または炭素系物質などがあるが、これらに制限されるものではない。また、前記充填剤の形態も特に制限されず、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維またはセラミック繊維などのような繊維状物質、またはその物質により形成された織布、不織布、紐または縄、ナノ粒子を含む粒子状、多角形またはその他無定形など多様な形態であってもよい。上記で炭素系物質としては、グラファイト(graphite)、グラフェン(graphene)またはカーボンナノチューブなどやそれらの酸化物などのような誘導体または異性体などが例示できる。
重合性組成物には、前記充填剤以外にも、例えば、ポリイミド、ポリアミドまたはポリスチレンなどのような、いわゆるエンジニアリングプラスチックの製造に適用できると知られている多様な単量体やその他添加剤も目的によって制限なしに含まれることができる。
また、本出願は、前記重合性組成物、すなわち、フタロニトリル化合物と前記化1の化合物を含む重合性組成物の反応により形成されるプレポリマー(prepolymer)に関する。
本出願で用語「プレポリマーの状態」は、前記重合性組成物内でフタロニトリル化合物と化1の化合物の反応がある程度起きた状態(例えば、いわゆるAまたはBステージのステップの重合が起きた状態)であるが、完全に重合された状態には到達せず、適切な流動性を示し、例えば、後述のような複合体の加工が可能な状態を意味することができる。一つの例示で、前記プレポリマーの状態は、前記重合性組成物の重合がある程度進行された状態であって、それに対して、約150℃〜250℃の範囲内の温度で測定された溶融粘度が100cP〜50,000cP、100cP〜10,000cPまたは100cP〜5000cPの範囲内にある状態を意味することができる。
前記プレポリマーも優れた硬化性、低い溶融温度及び広いプロセスウィンドウ(process window)を示すことができる。
例えば、前記プレポリマーの加工温度は、150℃〜350℃の範囲内にあってもよい。このような場合に、前記プレポリマーのプロセスウィンドウ、すなわち、前記加工温度(Tp)と前記プレポリマーの硬化温度(Tc)との差(Tc−Tp)の絶対値は、30℃以上、50℃以上または100℃以上であってもよい。一つの例示で、前記硬化温度(Tc)が前記加工温度(Tp)に比べて高いことがある。このような範囲は、プレポリマーを用い、例えば、後述の複合体を製造する過程における適切な加工性の確保に有利である。上記でプロセスウィンドウの上限は特に制限されるものではないが、例えば、前記加工温度(Tp)と硬化温度(Tc)との差(Tc−Tp)の絶対値は、400℃以下または300℃以下であってもよい。
プレポリマーは、前記成分以外に公知の任意の添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤の例としては、前述した充填剤などが例示できるが、これらに制限されるものではない。
また、本出願は、前記重合性組成物の重合体であるフタロニトリル樹脂に関する。このような樹脂は、例えば、前述した重合性組成物またはプレポリマーを重合して形成することができる。
また、本出願は複合体(composite)に関する。前記複合体は、前述したフタロニトリル樹脂及び充填剤を含むことができる。前述のように、本出願の重合性組成物を用いると、適切な硬化性、溶融温度及びプロセスウィンドウ(process window)の達成が可能であり、複合体または樹脂の形成過程で適用される高温でも物性に悪影響を及ぼすボイド(void)などを防止することができ、これによって、優れた物性の、いわゆる強化樹脂複合体(reinforced polymer composite)を容易に形成することができる。このように形成された複合体は、前記フタロニトリル樹脂と充填剤を含むことができ、例えば、自動車、飛行機または船舶などの耐久材などを含んだ多様な用途に適用できる。
充填剤の種類は特に制限されず、目的とする用途を考慮して適切に選択することができる。使用できる充填剤としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維またはセラミック繊維などのような繊維状物質、またはその物質により形成された織布、不織布、紐または縄や炭素ナノチューブまたはグラフェン(graphene)のような炭素ナノ物質などが例示できるが、これらに制限されるものではない。
充填剤の割合も特に制限されるものではなく、目的とする用途によって適正範囲に設定することができる。
また、本出願は、前記複合体を製造するための前駆体に関する。前記前駆体は、例えば、前述した重合性組成物と前記充填剤を含むか、あるいは前述したプレポリマーと前記充填剤を含むことができる。
複合体は、前記前駆体を用いた公知の方式で製造することができる。例えば、前記複合体は、前記前駆体を硬化させて形成することができる。
一つの例示で、前記前駆体は、フタロニトリル化合物を溶融状態で前記化1の化合物と配合して製造された重合性組成物または前記プレポリマーを加熱などにより溶融した状態で前記充填剤と配合して製造することができる。例えば、上記のように製造された前駆体を目的とする形状に成形した後に硬化させることで、前述した複合体の製造が可能である。上記過程でプレポリマーなどを形成する方法、そのようなプレポリマーなどと充填剤を配合し、加工及び硬化して複合体を製造する方法などは、公知の方式に従って行うことができる。
本出願では、適切な硬化性、溶融温度及びプロセスウィンドウ(processwindow)を示し、耐熱性と剛性などの物性に優れた複合体を形成することができる重合性組成物、プレポリマー及びフタロニトリル樹脂を提供することができる。
図1は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図2は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図3は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図4は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図5は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図6は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図7は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図8は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図9は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図10は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図11は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図12は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図13は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。 図14は、製造例で製造された化合物に対するNMR測定結果である。
以下、実施例及び比較例を通じて本出願の重合性組成物などを詳しく説明するが、前記重合性組成物などの範囲は、下記実施例によって制限されるものではない。
1.NMR(Nuclear magnetic resonance)分析
NMR分析は、Agilent社の500MHz NMR装備を用いて製造社のマニュアル通りに行った。NMRの測定のためのサンプルは、化合物をDMSO(dimethyl sulfoxide)−d6に溶解して製造した。
2.DSC(Differential scanning calorimetry)分析
DSC分析は、TA instrument社のQ20システムを用いて35℃から400℃まで10℃/分の昇温速度で昇温しながらN flow雰囲気で行った。
3.TGA(Thermogravimetric Analysis)分析
TGA分析は、Mettler−Toledo社のTGA e850装備を用いて行った。製造例で製造された化合物の場合、25℃から800℃まで10℃/分の昇温速度で昇温しながらN flow雰囲気で分析した。
製造例1.化合物(PN1)の合成
下記化Aの化合物は、次の方式で合成した。下記化Bの化合物32.7g及び120gのDMF(Dimethyl Formamide)を3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、常温で撹拌して溶解した。その後、下記化Cの化合物51.9gを追加し、DMF50gを追加した後に撹拌して溶解した。その後、炭酸カリウム62.2g及びDMF50gを一緒に投入し、撹拌しながら温度を85℃まで昇温した。上記状態で約5時間程度反応させた後に常温まで冷却した。冷却された反応溶液を0.2N濃度の塩酸水溶液に入れて中和沈殿させ、フィルタリングした後に水で洗浄した。その後、フィルタリングされた反応物を100℃の真空オーブンで1日乾燥し、水と残留溶媒を除去した後、下記化Aの化合物(PN1)を約80重量%の収率で得た。前記化Aの化合物(PN1)に対するNMR結果は、図1に記載した。
Figure 0006839271
製造例2.化合物(PN2)の合成
下記化Dの化合物は、次の方式で合成した。4,4’−bis(hydroxyphenyl)methane28.0g及び150mLのDMF(Dimethyl Formamide)を500mLの3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、常温で溶解した。その後、上記混合物に4−nitrophthalonitrile48.5gを追加し、DMF50gを追加した後に撹拌して溶解した。その後、炭酸カリウム58.1g及びDMF50gを一緒に投入し、撹拌しながら温度を85℃まで昇温した。約5時間程度反応させた後に常温まで冷却した。冷却された反応溶液を0.2N濃度の塩酸水溶液に入れて中和沈殿し、フィルタリングした後に水で洗浄した。その後、フィルタリングされた反応物を100℃の真空オーブンで1日乾燥し、水と残留溶媒を除去した後に目的化合物(PN2)を約83重量%の収率で得た。前記化Dの化合物(PN2)に対するNMR結果は、図2に記載した。
Figure 0006839271
製造例3.化合物(CA1)の合成
下記化Eの化合物(CA1)は、次の方式で合成した。下記化Fの化合物53.2gと下記化Gの化合物80.1gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して青色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Eの化合物(CA1)を約88重量%の収率で得た。化Eの化合物に対するNMR結果は、図3に記載した。前記モノマーの使用量を考慮するとき、下記化Eにおいて、nは、理論的には3であるが、NMRでは、3.5と確認された。このような差は、反応中に化Gの物質が高温で昇華されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Eにおいて、nは、約3.5である。
Figure 0006839271
製造例4.化合物(CA2)の合成
製造例3の化Eにおいてnが約0〜1.5である化合物(CA2)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物33.2gと化Gの化合物80.1gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して青色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して製造例3の化Eにおいてnが0〜1.5である化合物(CA2)を約86重量%の収率で得た。前記化合物(CA2)に対するNMR結果は、図4に記載した。前記モノマーの使用量を考慮するとき、化合物(CA2)において、nは、理論的には0であるが、NMRでは、約1.5と確認された。このような差は、反応中に化Gの物質が高温で昇華されたからであると推測される。
製造例5.化合物(CA3)の合成
製造例3の化Eにおいてnが約0〜0.5である化合物(CA3)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物28.2gと化Gの化合物136.2gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。次いで、反応物を常温まで冷却して青色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して製造例3の化Eにおいてnが約0〜0.5である化合物(CA3)を約93重量%の収率で得た。前記化合物(CA3)に対するNMR結果は、図5に記載した。化Eにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Gの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約0.5と確認された。このような差は、高温反応によって化Fの化合物が2個以上導入された化Eの化合物が生成されたからであると推測される。
製造例6.化合物(CA4)の合成
下記化Hの化合物(CA4)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物66.4gと化Iの化合物54.1gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却してオレンジ色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Hの化合物(CA4)を約85重量%の収率で得た。化Hの化合物に対するNMR結果は、図6に記載した。前記モノマーの使用量を考慮するとき、下記化Hにおいて、nは、理論的には3であるが、NMRでは、4と確認された。このような差は、反応中に化Iの物質が高温で昇華されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Eにおいて、nは、約4である。
Figure 0006839271
製造例7.化合物(CA5)の合成
製造例6の化Hにおいてnが約0〜1.5である化合物(CA5)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物41.5gと製造例5の化Iの化合物54.1gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して赤色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して化合物(CA5)を約80重量%の収率で得た。前記化合物(CA5)に対するNMR結果は、図7に記載した。前記モノマーの使用量を考慮するとき、化合物(CA5)において、nは、理論的には0であるが、NMRでは、約1.5と確認された。このような差は、反応中に化Iの物質が高温で昇華されたからであると推測される。
製造例8.化合物(CA6)の合成
製造例6の化Hにおいてnが約0〜0.7である化合物(CA6)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物58.1gと製造例5の化Iの化合物113.5gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して赤色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して化合物(CA6)を約92重量%の収率で得た。前記化合物(CA6)に対するNMR結果は、図8に記載した。化Hにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Iの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約0.7と確認された。このような差は、高温反応によって化Fの化合物が2個以上導入された化Eの化合物が生成されたからであると推測される。
製造例9.化合物(CA7)の合成
下記化Jの化合物(CA7)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物25gと化Kの化合物154gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して白色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後にジエチルエーテルを用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Jの化合物(CA7)を約89重量%の収率で得た。化Jの化合物に対するNMR結果は、図9に記載した。化Jにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Kの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約0.7と確認された。このような差は、高温反応によって化Fの化合物が2個以上導入された化Eの化合物が生成されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Jにおいて、nは、約0.7である。
Figure 0006839271
製造例10.化合物(CA8)の合成
下記化Lの化合物(CA8)は、次の方式で合成した。下記化Mの化合物33.2gと製造例3の化Gの化合物80.1gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。次いで、反応物を常温まで冷却して青色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後、MeOH(メタノール)を用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Lの化合物(CA8)を約85重量%の収率で得た。化Lの化合物に対するNMR結果は、図10に記載した。化Lにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Gの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約0.5と確認された。このような差は、高温反応によって化Mの化合物が2個以上導入された化合物が生成されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Lにおいて、nは、約0.5である。
Figure 0006839271
製造例11.化合物(CA9)の合成
下記化Nの化合物(CA9)は、次の方式で合成した。製造例10の化Mの化合物58.1gと製造例6の化Iの化合物94.6gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して赤色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後にメタノールを用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Nの化合物(CA9)を約87重量%の収率で得た。化Nの化合物に対するNMR結果は、図11に記載した。化Nにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Gの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約1.2と確認された。このような差は、高温反応によって反応が速く進行され、化Iの化合物が容易に昇華されることで、化Mの化合物が2個以上導入された化合物が生成されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Nにおいて、nは、約1.2である。
製造例12.化合物(CA10)の合成
下記化Oの化合物(CA10)は、次の方式で合成した。製造例10の化Mの化合物25gと製造例9の化Kの化合物154gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して薄緑色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後にメタノールを用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Oの化合物(CA10)を約85重量%の収率で得た。化Oの化合物に対するNMR結果は、図12に記載した。化Nにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Kの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約0.7と確認された。
Figure 0006839271
化Oにおいて、nは、約0.7である。
製造例13.化合物(CA11)の合成
下記化Pの化合物(CA11)は、次の方式で合成した。製造例3の化Fの化合物28gと下記化Qの化合物156gを3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、温度を260℃まで昇温した。上記状態で発生するHOを除去しながら約1時間程度反応させた。その後、反応物を常温まで冷却して白色の固体を得た。得られた固体を粉砕した後にジエチルエーテルを用いて残留モノマーを除去し、フィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、下記化Pの化合物(CA11)を約81重量%の収率で得た。化Pの化合物に対するNMR結果は、図13に記載した。化Pにおいてnが0である化合物を得るために過量の化Qの化合物を投入したが、NMRでは、nは、約1.8と確認された。このような差は、高温反応によって反応が速く進行され、化Fの化合物が2個以上導入された化合物が生成されたからであると推測される。
Figure 0006839271
化Pにおいて、nは、約1.8である。
Figure 0006839271
製造例14.化合物(VA12)の合成
製造例3の化Eにおいてnが約0.9である化合物(CA12)は、Yamazaki反応を通じて合成した。3ネックRBF(3neck round bottom flask)にLiCl14g、NMP100g及びピリジン41gを順に投入し、温度を100℃まで昇温した。その後、製造例3の化Fの化合物17gと製造例3の化Gの化合物44gを前記3ネックRBF(3neck round bottom flask)に投入し、トリフェニルホスフィン62gを追加で投入した。前記反応物を約3時間の間100℃で撹拌した。反応後に反応物を常温まで冷却し、メタノールに沈殿させて黄色の固体を得た。得られた固体をフィルタリングした後に真空オーブンで乾燥して、製造例3の化Eにおいてnが約0.9である化合物(CA12)を約78重量%の収率で得た。この化合物(CA12)に対するNMR結果は、図14に記載した。前記モノマーの使用量を考慮するとき、下記化Eにおいて、nは、理論的には0であるが、NMRでは、0.9と確認された。
製造例15.化合物(CA13)
下記化Rの化合物は、TCI(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)社の市販製品を入手して追加精製なしに使用した。
Figure 0006839271
前記製造例3〜製造例15の化合物に対して行ったTGA分析結果は、下記表1に整理した。表1より、製造例15の化合物(CA13)に比べて製造例3〜製造例14の化合物(CA1〜CA12)が熱的安定性に優れたことが確認できる。例えば、化合物(CA13)は、330℃付近で全て分解される一方、化合物(CA1〜CA12)は、Td10%が350℃〜450℃の範囲内であり、高温焼成時にも熱による分解がほとんど発生しなかった。
Figure 0006839271
また、上記の結果から、分子量の高いほど熱安定性が改善されることが確認でき、モノマーの構造と種類によって熱安定性の調節が可能であることが分かる。表1より、本願の特有の構造の化合物は、所望する耐熱特性と熱安定性を低い分子量でも十分に得ることができ、従来の単分子物質の硬化剤の使用時に問題になる焼成温度での熱分解を防止することにより、一層良好な硬化効率と優れた物性を得ることができるという点が確認できる。
<実施例1>
製造例1の化合物(PN1)に、前記化合物(PN1)の使用量に対して約12モル%の製造例4の化合物(CA2)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
<実施例2>
製造例1の化合物(PN1)に、前記化合物(PN1)の使用量に対して約12モル%の製造例7の化合物(CA5)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
<実施例3>
製造例1の化合物(PN1)に、前記化合物(PN1)の使用量に対して約12モル%の製造例4の化合物(CA2)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
<実施例4>
製造例2の化合物(PN2)に、前記化合物(PN2)の使用量に対して約12モル%の製造例7の化合物(CA5)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
<比較例1>
製造例1の化合物(PN1)に、前記化合物(PN1)の使用量に対して約12モル%の製造例15の化合物(CA13)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
<比較例2>
製造例2の化合物(PN2)に、前記化合物(PN2)の使用量に対して約12モル%の製造例15の化合物(CA13)を添加し、よく混合して重合性組成物を製造した。前記組成物に対して、DSC分析を行って加工温度、硬化開始温度を測定し、前記温度の差であるprocess windowを確認した。該当結果は、表2に記載されており、前記重合性組成物は、約240℃で溶融させて5分間撹拌するとプレポリマーの製造が可能である。
Figure 0006839271
上記結果から、同一単量体であるPN1を適用した実施例1及び実施例2と比較例1の結果において、比較例1が実施例1及び実施例2に比べて広いprocess windowを示すことが確認できる。これは、比較例1と実施例1及び実施例2が類似水準の加工温度を有するが、硬化開始温度は実施例1及び実施例2が比較例1に比べて低いためである。比較例1の硬化開始温度は310℃という非常に高温である一方、実施例1と実施例2は、255℃付近の低い数値で現われる点を確認することができる。ところが、上記表1において、比較例1で適用された硬化剤(CA13)が330℃程度の温度で完全に熱分解される点を考慮すると、比較例1の場合、実際に適用が容易ではない点を確認することができる。実施例1及び実施例2の場合、特定構造の化合物の適用を通じて硬化開始温度を低め、これを通じて低温硬化が可能である点を確認することができる。硬化温度が高いと、高温で適用する特殊装備が必要であり、高温を出すために生産コストも上がるようになる。また、低温硬化が可能であると、同一温度で低粘度の速硬化が可能であるため、加工性と生産性を高めることができる。
また、実施例3と実施例4は、比較例2に比べてより広いprocess windowを示すと共に硬化温度が低いことを確認することができる。

Claims (9)

  1. フタロニトリル化合物及び下記化1の化合物を含むことを特徴とする、重合性組成物。
    Figure 0006839271
    化1において、X〜Xは、それぞれ同一であるか異なる芳香族2価ラジカルであり、Y及びYは、それぞれ同一であるか互いに異なる少なくとも一つのアミン基に置換されたアリール基であり、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、nは、0〜20の範囲内の数である。
  2. 芳香族2価ラジカルは、炭素数6〜30の芳香族化合物由来の2価ラジカルであり、アリール基は、炭素数6〜30の芳香族化合物由来の1価ラジカルであることを特徴とする、請求項1に記載の重合性組成物。
  3. 芳香族2価ラジカルまたはアリール基は、下記化2または化3で表される化合物由来のラジカルであることを特徴とする、請求項1に記載の重合性組成物。
    Figure 0006839271
    化2において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、カルボキシル基またはアミン基であり、化1のYまたはYが前記化2に由来する場合に、前記R〜Rのうち少なくとも一つはアミン基である。
    Figure 0006839271
    化3において、R〜R10は、それぞれ独立に、水素、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミン基またはアリール基であり、Xは、単結合、アルキレン基、アルキリデン基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、−NR11−、−S(=O)−、−S(=O)−、−L−Ar−L10−または−L−Ar−L10−Ar−L11−であり、上記でR11は、水素、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、上記でAr及びArは、アリーレン基であり、L〜L11は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、アルキレン基またはアルキリデン基である。また、化1のYまたはYが化3に由来する場合に、R〜R10のうち少なくとも一つはアミン基である。
  4. 充填剤をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の重合性組成物。
  5. 化1の化合物は、フタロニトリル化合物1モル当たり約0.02モル〜1.5モルで含まれていることを特徴とする、請求項1に記載の重合性組成物。
  6. 請求項1に記載の重合性組成物の反応物を含むことを特徴とする、プレポリマー。
  7. 請求項1に記載の重合性組成物の重合体であることを特徴とする、フタロニトリル樹脂。
  8. 請求項7に記載のフタロニトリル樹脂及び充填剤を含むことを特徴とする、複合体。
  9. 充填剤は、金属物質、セラミック物質、ガラス、金属酸化物、金属窒化物または炭素系物質であることを特徴とする、請求項8に記載の複合体。
JP2019518420A 2016-11-29 2017-11-28 重合性組成物 Active JP6839271B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160160020A KR102071909B1 (ko) 2016-11-29 2016-11-29 중합성 조성물
KR10-2016-0160020 2016-11-29
PCT/KR2017/013685 WO2018101703A1 (ko) 2016-11-29 2017-11-28 중합성 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019529674A JP2019529674A (ja) 2019-10-17
JP6839271B2 true JP6839271B2 (ja) 2021-03-03

Family

ID=62242539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019518420A Active JP6839271B2 (ja) 2016-11-29 2017-11-28 重合性組成物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10920016B2 (ja)
EP (1) EP3549972B1 (ja)
JP (1) JP6839271B2 (ja)
KR (1) KR102071909B1 (ja)
CN (1) CN109890873B (ja)
WO (1) WO2018101703A1 (ja)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2628218A (en) * 1949-01-25 1953-02-10 Du Pont Process for preparing polyamides from a dinitrile and a ditertiary alcohol or ester of the last
US4408035A (en) * 1981-08-24 1983-10-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Phthalonitrile resin from diphthalonitrile monomer and amine
CA1243040A (en) * 1982-08-12 1988-10-11 Paul D. Mclean Epoxy resin fortifiers based on aromatic amides
US4749776A (en) * 1986-11-03 1988-06-07 The Standard Oil Company Process for the manufacture of polyamide from dinitrile and diamine in contact with an ester of an oxygenated phosphorus compound catalyst and a strong base
US5003039A (en) * 1988-11-18 1991-03-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amino phenyl containing curing agent for high performance phthalonitrile resin
US5237045A (en) * 1992-01-09 1993-08-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Curing phthalonitrile resins with acid and amine
US5925475A (en) * 1997-10-02 1999-07-20 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Phthalonitrile thermoset polymers and composites cured with halogen-containing aromatic amine curing agents
US6001926A (en) * 1997-10-02 1999-12-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber-reinforced phthalonitrile composite cured with low-reactivity aromatic amine curing agent
JP2005097428A (ja) 2003-09-25 2005-04-14 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 硬化性樹脂組成物
US7273443B1 (en) * 2003-12-29 2007-09-25 Juan M Martinez Portable interlocking skate rail assembly
ATE512998T1 (de) 2005-02-11 2011-07-15 Raytheon Co Verbesserte phthalonitril-verbundwerkstoffe
US8222403B2 (en) 2009-11-12 2012-07-17 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Heteroaromatic phthalonitriles
KR101557535B1 (ko) 2012-12-21 2015-10-06 제일모직주식회사 공중합 폴리아미드 수지, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품
US9394404B2 (en) * 2014-12-16 2016-07-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis and polymerization of oligomeric aliphatic-aromatic based phthalonitriles
KR101932801B1 (ko) * 2015-03-27 2019-03-20 주식회사 엘지화학 중합성 조성물
KR101953369B1 (ko) * 2015-12-04 2019-02-28 주식회사 엘지화학 중합성 조성물
KR102089401B1 (ko) * 2016-10-31 2020-03-16 주식회사 엘지화학 화합물
CN109923149B (zh) * 2016-11-04 2021-08-17 株式会社Lg化学 可聚合组合物

Also Published As

Publication number Publication date
EP3549972A4 (en) 2019-12-11
EP3549972B1 (en) 2020-10-21
JP2019529674A (ja) 2019-10-17
WO2018101703A1 (ko) 2018-06-07
CN109890873A (zh) 2019-06-14
US20190367675A1 (en) 2019-12-05
KR20180060486A (ko) 2018-06-07
US10920016B2 (en) 2021-02-16
EP3549972A1 (en) 2019-10-09
KR102071909B1 (ko) 2020-01-31
CN109890873B (zh) 2021-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108368261B (zh) 可聚合组合物
KR101932801B1 (ko) 중합성 조성물
KR101932861B1 (ko) 중합성 조성물
JP6602394B2 (ja) フタロニトリル化合物
JP6612440B2 (ja) フタロニトリル化合物
JP6818123B2 (ja) 重合性組成物
JP6550153B2 (ja) フタロニトリル樹脂
KR102056593B1 (ko) 프탈로니트릴 화합물
KR102053093B1 (ko) 프탈로니트릴 화합물
JP7080537B2 (ja) 化合物
JP6839271B2 (ja) 重合性組成物
KR102218559B1 (ko) 향상된 충격 강도를 갖는 프탈로니트릴계 수지
KR102041817B1 (ko) 프탈로니트릴 화합물
KR20190083220A (ko) 프탈로니트릴 수지
KR20190033992A (ko) 프탈로니트릴 수지

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190405

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6839271

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250