KR100642607B1 - 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시수지의 제조 방법 - Google Patents

에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시수지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

향상된 부착성 및 내후성을 갖는 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 그 제조 방법이 개시된다. 에폭시 수지는 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조된다. 에폭시 수지는 향상된 부착성 및 내후성을 갖는 동시에, 극성 용제 및 비극성 용제를 모두 적용할 수 있어 용제에 대한 상용성이 우수하고, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지 등과도 우수한 상용성을 갖는다.

Description

에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시 수지의 제조 방법{EPOXY RESIN, EPOXY RESIN COMPOSITION INCLUDING THE SAME AND METHOD OF PREPARING THE EPOXY RESIN}
본 발명은 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부착성 및 내후성이 우수한 자연 건조형 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 에폭시 수지의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 에폭시 수지 조성물은 우수한 인장강도 및 기계적 강도를 갖는 동시에, 높은 접착성과 우수한 내마모성, 내충격성, 내산성 및 내화학성을 가진 것으로 알려져 있다. 상기 특성들을 갖는 에폭시 수지 조성물은 토목 및 건축용 수지로 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 에폭시 수지 조성물은 콘크리트 소지면과의 접착성이 우수하고, 내약품성, 내화학성 및 기계적 강도 등의 물리적 및 화학적 특성이 뛰어나기 때문에, 건축물의 하지 균열을 방지하기 위한 내벽, 외벽 및 바닥 방수재로 그 수요가 증대되고 있다. 또한, 에폭시 수지 조성물은 섬유, 종이, 자동 차, 스포츠, 목재, 건축, 해양 등과 같은 다양한 산업 분야에서 특수코팅제로 사용되고 있다.
기존의 자연 건조형 수지로는 통상적으로 열가소성 아크릴 수지, 산화 중합형 알키드 수지 및 아크릴 우레탄 수지 등이 사용되어 왔다. 열가소성 아크릴 수지의 경우, 도막 형성시 건조 속도가 빠른 장점이 있는 반면에, 내용제성 및 내구성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 산화 중합형 알키드 수지는 충분한 도막 물성을 발휘하기 위하여 5일 이상의 건조 시간이 필요하고 내알카리성, 내용제성 등의 화학적 특성이 좋지 못하다. 또한, 아크릴 우레탄 수지의 경우는 도막 물성은 우수하지만, 2액형 수지이므로 사용 직전에 일정 비율로 혼합해야 하는 불편함이 있고, 일단 혼합하면 상온에서도 반응이 진행되어 점도가 높아지므로 사용하고 남은 수지의 보관이 어려운 문제가 있다.
한편, 자연 건조형 수지로 사용되어온 에폭시 수지는 일반적으로 비스페놀 A(bisphenol A; BPA) 에폭시와 같은 에폭시 화합물을 카르복시산이나 지방산등과 개환 반응 혹은 축합 반응시켜서 제조된다. 이러한 1액형 자연 건조형 에폭시 수지는 도막성능은 좋지만, 내후성이 취약하고, 박막 형성시 부착성이 다소 미흡하다. 또한, 에폭시 수지를 형성하는 단량체의 종류에 따라 용제의 사용이 제한되어 극성 용제 또는 비극성 용제를 사용해야 하는 단점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 부착성 및 내후성이 우수한 자연 건조형 에폭시 수지 및 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 부착성 및 내후성이 우수한 자연 건조형 에폭시 수지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 에폭시 수지를 제조하는데 특히 적합한 에폭시 수지의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 본 발명의 에폭시 수지는 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조된다. 상기 에폭시 수지는 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물을 더 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 트리에폭시 화합물은 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르와 같은 트리글리시딜 에테르 화합물을 포함하고, 상기 아릴 술폰아마이드 화합물로는 p-톨루엔 술폰아마이드 또는 o-톨루엔 술폰아마이드 등을 포함한다. 상기 에폭시 화합물은 모노에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 예비 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
또한, 전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 에폭시 수지는 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부, 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조된다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
또한, 상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부, 및 점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함한다.
전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부, 및 점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함한다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
전술한 본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 에폭시 수지의 제조 방법에 있어서, 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시킨다. 여기서, 상기 에폭시 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 암모늄염 화합물, 붕소산염 화합물, 포스포늄 화합물, 이미다졸 화합물, 3급 아민화합물 등과 같은 촉매를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 에폭시 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 60℃ 내지 150℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 에폭시 수지의 제조 방법에 있어서, 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부 및 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시킨다. 여기서, 상기 에폭시 화합물, 상기 실란 화합물 및 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 상기 에폭시 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 에폭시-실란 화합물을 마련한 후에, 상기 에폭시-실란 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시켜 수행될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 에폭시 화합물, 상기 실란 화합물 및 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 상기 아릴 술폰아마이드 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 술폰아마이드-실란 화합물을 마련한 다음, 상기 술폰아마이드-실란 화합물과 상기 에폭시 화합물을 반응시켜 수행될 수 있다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 트리에폭시 화합물, 아릴 술폰아마이드 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 제조된 에폭시 수지는 향상된 부착성 및 내후성을 갖는다. 또한, 극성 용제 및 비극성 용제를 모두 적용할 수 있어 용제에 대한 상용성이 우수하고, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지 등과도 우수한 상용성을 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 에폭시 수지, 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물 및 그 제조 방법을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
제1 에폭시 수지
본 발명의 제1 에폭시 수지는 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조된다.
본 발명에 따른 제1 에폭시 수지에 있어서, 에폭시 화합물의 함량이 40 중량부 미만이면, 제조된 에폭시 수지의 도막 특성이 저하된다. 또한, 에폭시 화합물의 함량이 70 중량부를 초과하면, 에폭시 수지의 내후성이 저하되기 쉽다. 따라서 본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조에 사용되는 에폭시 화합물의 함량은 40 내지 70 중량부이고, 바람직하게는 45 내지 60 중량부이다.
본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조에 사용되는 에폭시 화합물은 트리에폭시 화합물을 포함한다.
트리에폭시 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylolpropane triglycidyl ether), 트리페닐올메탄 트리글리시딜 에테르(triphenylolmethane triglycidyl ether), 트리메틸올에탄 트리글리시딜 에테르(trimethylolethane triglycidyl ether) 등과 같은 트리글리시딜 에테르 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 에폭시 수지에 있어서, 아릴 술폰아마이드 화합물의 함량이 30 중량부 미만이면, 반응하지 않은 에폭시 화합물로 인하여 내자외선성이 저하될 우려가 있다. 또한, 아릴 술폰아마이드 화합물의 함량이 60 중량부를 초과하 면, 반응하지 않은 아릴 술폰아마이드 화합물로 인하여 이후 도막 형성 과정에서 도막이 제대로 형성되지 않을 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조에 사용되는 아릴 술폰아마이드 화합물의 함량은 30 내지 60 중량부이고, 바람직하게는 40 내지 55 중량부이다.
본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조에 사용되는 아릴 술폰아마이드 화합물의 구체적인 예로는 p-톨루엔 술폰아마이드(p-toluene sulfonamide), o-톨루엔 술폰아마이드(o-toluene sulfonamide), 벤젠 술폰아마이드(benzene sulfonamide), 나프탈렌 술폰아마이드(naphthalene sulfonamide) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 에폭시 수지는 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물을 더 반응시켜 제조된다. 실란 화합물은 에폭시 수지의 부착성을 향상시키는 역할을 한다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 에폭시 수지의 제조에 에폭시 화합물, 아릴 술폰아마이드 화합물 및 실란 화합물을 사용하는 경우, 에폭시 수지는 상기 에폭시 수지 총중량에 대하여 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 아릴 술폰아마 이드 화합물 30 내지 55 중량부 및 상기 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부를 반응시켜 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 에폭시 수지에 있어서, 실란 화합물의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 에폭시 수지의 부착성이 향상되는 효과가 미미하다. 또한, 실란 화합물의 함량이 20 중량부를 초과하면, 기계적 강도와 같은 에폭시 수지의 도막 특성이 불량해질 우려가 있다. 따라서 본 발명에 따른 에폭시 수지의 제조에 사용되는 실란 화합물의 함량은 0.01 내지 20 중량부이고, 바람직하게는 1 내지 10 중량부이다.
실란 화합물의 구체적인 예로는 비닐트리메톡시 실란(vinyltrimethoxy silane), 비닐트리에톡시 실란(vinyltriethoxy silane), 트리스(2-메톡시에톡시)(비닐)실란(tris(2-methoxyethoxy)(vinyl)silane), (3-브로모프로필)트리메톡시실란((3-bromopropyl)trimethoxysilane), (3-클로로프로필)트리메톡시실란((3-chloropropyl)trimethoxysilane), (3-브로모프로필)트리에톡시실란((3-bromopropyl)triethoxysilane), (3-클로로프로필)트리에톡시실란((3-chloroopropyl)triethoxysilane), N-(2-아미노에틸)3-아미노-프로필-디메톡시메틸실란((N-(2-aminoethyl)3-amino-propyl-dimethoxymethylsilane), (3-아미노프로필)트리에톡시실란((3-aminopropyl)triethoxysilane), (3-아미노프로필)트리메톡시실란((3-aminopropyl)trimethoxysilane), (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란((3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane), (3-글리시딜옥시프로필)트리에톡시실란((3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane), (3-머캅토프로필)트리에톡시실란((3- mercaptopropyl)triethoxysilane), (3-머캅토프로필)트리메톡시실란((3-mercaptopropyl)trimethoxysilane), 3-(메타크릴)프로필 트리에톡시실란(3-(methacryl)propyltriethoxysilane) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 에폭시 수지는 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노-프로필-디메톡시메틸실란 또는 이들의 혼합물을 포함하는 실란 화합물을 사용하여 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에폭시 화합물로 트리에폭시 화합물과 함께, 모노에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
모노에폭시 화합물로는 지방족 글리시딜 에테르, 카르복실 글리시딜 에스테르, 방향족 글리시딜 에테르, 고리 지방족 글리시딜 에테르 등이 사용된다. 모노에폭시 화합물의 구체적인 예로는 부틸 글리시딜 에테르(butyl glycidyl ether), 페닐 글리시딜 에테르(phenyl glycidyl ether), 에틸헥실 글리시딜 에테르(ethylhexyl glycidyl ether), 알릴 글리시딜 에테르(ally glycidyl ether), 크레질 글리시딜 에테르(cresyl glycidyl ether) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
디에폭시 화합물의 구체적인 예로는 헥산디올 디글리시딜 에테르(hexanediol diglycidyl ether), 부탄디올 디글리시딜 에테르(butanediol diglycidyl ether), 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 AF 디글 리시딜 에테르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에폭시 화합물로 예비 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다. 예비 에폭시 수지의 구체적인 예로는 분자량 400 이하의 비스페놀 A(bisphenol A; BPA) 에폭시 수지, 분자량 400 이하의 비스페놀 F(bisphenol F; BPF) 에폭시 수지, 분자량 400 이하의 비스페놀 AF(bisphenol AF; BPAF) 에폭시 수지, 분자량 1000 이하의 페놀계(phenol) 에폭시 수지, 분자량 1000 이하의 크레졸계(cresol) 에폭시 수지, 분자량 1000 이하의 고리 지방족(cycloaliphatic) 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 에폭시 화합물로 트리에폭시 화합물과 함께, 비스페놀계 에폭시 화합물을 사용하는 경우에는, 에폭시 총 당량에 대하여 비스페놀계 에폭시 화합물을 50% 내지 95%를 포함하는 것이 바람직하다. 비스페놀계 에폭시 화합물을 에폭시 당량비로 50% 미만을 포함할 경우, 도막 형성시 기계적 특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 에폭시 당량비로 95%이상의 비스페놀계 에폭시 화합물을 포함할 경우, 도막의 내후성이 취약해질 수 있다. 따라서 본 발명의 에폭시 수지에 제조에 사용되는 에폭시 화합물은 에폭시 당량비 50% 내지 95%에 해당하는 비스페놀계 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 에폭시 당량비 65% 내지 75%의 비스페놀계 에폭시 화합물을 포함한다.
제2 에폭시 수지
본 발명에 따른 제2 에폭시 수지는 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부, 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조된다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
여기서, 에폭시 화합물, 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지, 실란 화합물 및 아릴 술폰아마이드 화합물에 대한 설명은 제1 에폭시 수지에서 설명한 바와 실질적으로 동일하고, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2 에폭시 수지에 있어서, 에폭시 화합물로 모노에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 모노에폭시 화합물 및 디에폭시 화합물에 대한 설명은 제1 에폭시 수지에서 설명한 바와 실질적으로 동일하고, 구체적인 설명은 생략한다.
제1 에폭시 수지 조성물
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물은 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응 시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부, 및 점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함한다. 여기서, 에폭시 수지에 대한 설명은 제1 에폭시 수지에서 설명한 바와 실질적으로 동일하고, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 포함된 에폭시 수지의 함량 및 첨가제의 종류 및 함량은 그 용도에 따라 적절히 조절할 수 있다.
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 포함된 에폭시 수지의 함량이 50 중량부 미만이고, 첨가제의 함량이 50 중량부를 초과하면, 도막 형성시 주 바인더로 작용하는 에폭시 수지의 함량이 충분치 않아 기계적 특성과 같은 도막 특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 에폭시 수지의 함량이 99.9 중량부를 초과하고, 첨가제의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 점도 조절이 용이하지 않아 작업성이 저하될 우려가 있고, 도막 형성시 내후성,외관 등의 부가적 특성이 저하될 우려가 있다. 따라서 본 발명에 따른 제1 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부를 포함하고, 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함한다.
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 있어서, 점도 조절제로는 케톤 화합물, 에스테르 화합물, 방향족 탄화수소 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 여기서, 케톤 화합물의 예로는 메틸에틸케톤(methylethyl ketone), 아세톤(acetone) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 에스테르 화합물의 예로는 부틸 아세테이트(butyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 방향족 탄화수소 화합물의 예 로는 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 사용할 수 있는 가소제의 예로는 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate), 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(dimethyl phthalate), 디에틸 프탈레이트(diethyl phthalate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate), 디옥틸 세바케이트(dioctyl sebacate) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 사용할 수 있는 레벨링제의 예로는 BYK-320 또는 BYK-331(BYK Chemie 사의 상품명; 독일)를 들 수 있다. 산화방지제의 예로는 Tinuvin-292(Ciba Specialty Chemicals 사의 상품명; 스위스)를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물에 사용할 수 있는 소포제의 예로는 BYK-066, BYK-067, BYK-067A 또는 BYK-354(이상, BYK Chemie 사의 상품명; 독일) 등을 들 수 있다.
제2 에폭시 수지 조성물
본 발명의 제1 에폭시 수지 조성물은 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부, 및 점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함한다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
여기서, 에폭시 수지에 대한 설명은 제2 에폭시 수지에서 설명한 바와 실질적으로 동일하고, 첨가제에 대한 설명은 제1 에폭시 수지 조성물에서 설명한 바와 실질적으로 동일하며, 구체적인 설명은 생략한다.
에폭시 수지의 제조 방법
본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조 방법은 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조된다. 에폭시 화합물 및 아릴 술폰아마이드 화합물에 대한 구체적인 설명은 상술한 바와 동일하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에폭시 화합물과 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 촉매를 사용하여 수행된다. 본 발명에 따른 제1 에폭시 수지의 제조에 사용되는 촉매의 예로는 암모늄염 화합물, 붕소산염 화합물, 포스포늄 화합물, 이미다졸 화합물, 3급 아민화합물 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 촉매의 보다 구체적인 예로는 염화 트리에틸암모늄(triethylammonium chloride), 브롬화 트리에틸암모늄(triethylammonium bromide), 요오드화 트리에틸 암모늄(triethylammonium iodide), 염화 트리부틸암모늄(tributylammonium chloride), 브롬화 트리부틸암모늄(tributylammonium bromide), 요오드화 트리부틸암모늄(tributylammonium iodide), 테트라에틸암모늄 테트라플로로보레이트(tetraethylammonium tetrafluoroborate), N,N-디메틸-1,2-디아미노에탄-테트라플로로붕소산(N,N-dimethyl-1,2-diaminoethane-tetrafluroboric acid), 염화 에틸트리페닐포스포늄(ethyltriphenyl phosphonium chloride), 요오드화 에틸 트리페닐포스포늄(ethyltriphenyl phosphonium iodide), 이미다졸(imidazole), 1-메틸 이미다졸(1-methyl imidazole), 벤지미다졸(benzimidazole), 트리메틸아민(trimethylamine), 트리에틸아민(triethylamine), 트리프로필아민(tripropylamine), 트리부틸아민(tributylamine) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
에폭시 화합물과 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계의 반응 온도가 60℃ 미만이면, 에폭시 화합물의 에폭시 관능기가 충분히 활성화되지 않아 반응성이 저하될 우려가 있다. 또한, 반응 온도가 150℃를 초과하면, 에폭시 개환 반응 이외의 다른 부반응이 발생할 수 있으며, 반응 조건을 제어하기가 어려워지므로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 에폭시 화합물과 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 60℃ 내지 150℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 130℃에서 수행된다.
본 발명의 에폭시 화합물과 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 반응이 원활하게 진행되도록 교반기를 이용하여 충분히 혼합하면서 수행된다. 또 한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트와 같은 용매를 사용하여 반응을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 제2 에폭시 수지의 제조 방법은 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부 및 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조된다.
R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다.
여기서, 에폭시 화합물, 실란 화합물, 아릴 술폰아마이드 화합물에 대한 설명은 상술한 바와 같고, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 먼저 에폭시 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 에폭시-실란 화합물을 마련한다. 이어서, 에폭시-실란 화합물과 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시켜 제2 에폭시 수지를 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 아릴 술폰아마이드 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 술폰아마이드-실란 화합물을 마련한 다음, 술폰아마이드-실란 화합물과 에폭시 화합물을 반응시켜 제2 에폭시 수지를 제조할 수 있다.
그 외에, 제2 에폭시 수지의 제조에 사용되는 촉매, 반응 온도, 교반, 용매 등의 기타 반응 조건에 대한 설명은 제1 에폭시 수지의 제조 방법에서 설명한 바와 실질적으로 동일하고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
에폭시 수지 조성물의 제조 방법
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 먼저 에폭시 수지를 상술한 방법으로 마련한 다음에, 첨가제를 혼합하여 제조된다. 에폭시 수지 및 첨가제에 대한 설명은 상술한 바와 실질적으로 동일하고, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에폭시 수지와 첨가제의 혼합은 상온에서 교반기를 이용하여 수행되는 것이 바람직하고, 충분히 혼합되도록 30분 이상 혼합하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 자연 건조형 수지 조성물로서 상온에서 약 7일 동안 방치하여 충분히 건조시킨다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
에폭시 수지의 제조
<실시예 1>
용량이 1L인 4구 플라스크에 온도계, 응축기, 교반기 및 가열기를 부착하였다. p-톨루엔 술폰아마이드 약 120g, 부틸 아세테이트 약 120g 및 촉매로 사용되는 트리에틸암모늄 클로라이드 약 500ppm을 상기 플라스크에 투입하여 충분히 혼합하였다. 이어서, 에폭시 화합물인 트리메틸올프로판 N-트리글리시딜 에테르 약 130g 을 투입하였다. 에폭시 개환 반응을 약 80℃에서 진행시키고, 점도가 가드너 점도로 Y 내지 Z3에 도달하면 반응을 종료하여 에폭시 수지를 수득하였다.
<실시예 2>
(3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란 약 25g, p-톨루엔 술폰아마이드 약 120g, 부틸 아세테이트 약 120g 및 촉매로 사용되는 트리에틸암모늄 클로라이드 약 500ppm을 약 80℃에서 약 2시간 동안 반응시켰다. 이어서, 에폭시 화합물인 트리메틸올프로판 N-트리글리시딜 에테르 약 130g을 투입하여 에폭시 개환 반응을 약 100℃에서 진행시키고, 점도가 가드너 점도로 Y 내지 Z3에 도달하면 반응을 종료하여 에폭시 조성물을 수득하였다. 그 밖에 다른 반응 조건은 실시예 1에서와 실질적으로 동일하게 하였다.
<실시예 3>
에폭시 화합물로 에폭시 당량이 190인 비스페놀 A형 예비 에폭시 수지 약 180g을 사용한 것을 제외하고 상술한 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 에폭시 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
에폭시 화합물로 에폭시 당량이 190인 비스페놀 A형 에폭시 수지 약 95g 및 트리메틸올프로판 N-트리글리시딜 에테르 약 55g을 사용한 것을 제외하고 상술한 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 에폭시 조성물을 제조하였다.
<실시예 5>
에폭시 화합물로 에폭시 당량이 190인 비스페놀 A형 에폭시 수지 약 95g, 트 리메틸올프로판 N-트리글리시딜 에테르 약 55g 및 네오데카노산 글리시딜 에스테르(neodecanoic acid glycidyl ester) 약 30g을 사용한 것을 제외하고 상술한 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 에폭시 조성물을 제조하였다.
<실시예 6>
N-(2-아미노에틸)3-아미노-프로필-디메톡시메틸실란 약 20g, 트리메틸올프로판 N-트리글리시딜 에테르 약 130g, 부틸 아세테이트 약 120g 및 촉매로 사용되는 트리에틸암모늄 클로라이드 약 500ppm을 플라스크에 투입하여 약 80℃에서 약 2시간 동안 반응시켰다. 이어서, p-톨루엔 술폰아마이드 약 120g을 투입하여 에폭시 개환 반응을 약 100℃에서 진행시키고, 점도가 가드너 점도로 Z 내지 Z1에 도달하면 반응을 종료하여 에폭시 조성물을 수득하였다. 그 밖에 다른 반응 조건은 실시예 1에서와 실질적으로 동일하게 하였다.
<비교예 1>
p-톨루엔 술폰아마이드 약 120g, 부틸 아세테이트 약 120g 및 촉매로 사용되는 트리에틸암모늄 클로라이드 약 500ppm을 상기 플라스크에 투입하여 충분히 혼합하였다. 이어서, 에폭시 화합물로 에폭시 당량이 190인 비스페놀 A형 예비 에폭시 수지 약 180g을 투입하였다. 에폭시 개환 반응을 약 100℃에서 진행시키고, 점도가 가드너 점도로 Y 내지 Z3에 도달하면 반응을 종료하여 에폭시 수지를 수득하였다.
에폭시 수지 조성물의 제조
<실시예 7>
실시예 1에서 제조된 에폭시 수지 약 300g, 레벨링제 약 1g, 소포제 약 1g, 산화방지제 약 3g, 가소제 약 10g 및 점도 조절제 약 60g을 상온에서 약 30분 동안 충분히 혼합하였다. 혼합물을 상온에서 약 7일 동안 방치하여 자연 건조형 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 레벨링제로는 BYK-320(BYK Chemie 사의 상품명; 독일)을 사용하였고, 산화방지제로는 Tinuvin-292(Ciba Specialty Chemicals 사의 상품명; 스위스)를 사용하였다. 또한, 가소제로는 디부틸 프탈레이트를 사용하였고, 점도 조절제로는 부틸 아세테이트를 사용하였다. 소포제로는 BYK-066을 사용하였다. 제조된 에폭시 수지 조성물의 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)는 시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimetry; DSC)로 측정한 결과 약 30℃로 나타났다.
<실시예 8 내지 12>
각각 실시예 2 내지 6에서 제조된 에폭시 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7에서와 실질적으로 동일한 방법으로 에폭시 수지 조성물들을 제조하였다. 제조된 에폭시 수지 조성물들의 유리 전이 온도(Tg)는 표 1에 나타낸다.
<비교예 2>
비교예 1에서 제조된 에폭시 수지를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 7에서와 실질적으로 동일한 방법으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 에폭시 수지 조성물의 유리 전이 온도(Tg)는 표 1에 나타낸다.
에폭시 수지 조성물 유리 전이 온도(Tg)[℃]
실시예 7 30
실시예 8 32
실시예 9 42
실시예 10 35
실시예 11 37
실시예 12 33
비교예 2 40
부착성 및 내후성 평가
실시예 7 내지 12 및 비교예 2에서 제조된 에폭시 수지 조성물들의 도막 특성을 평가하였다.
에폭시 수지 조성물들의 도막 특성을 평가하기 위하여, 사포로 연마하고 탈지한 철판을 준비하였다. 상기 철판을 실시예 7 내지 12 및 비교예 2에서 제조된 에폭시 수지 조성물들로 각기 코팅하였다. 코팅된 도막의 두께는 약 15㎛ 내지 20㎛로 측정되었다. 철판 위에 형성된 도막을 상온에서 약 7일 동안 건조한 후에 도막의 부착성 및 촉진 내후성을 평가하였다.
부착성은 접착력의 표준 측정 방법인 ASTM-D3359의 방법을 이용하여 평가하였다. 또한, 촉진 내후성은 QUV 및 WOM(Weather-O-Meter)을 이용하여 평가하였다. 도막이 형성된 각각의 시편을 QUV 시험기에 넣고 약 100시간 동안 폭로한 다음, 변색, 탈색의 정도 및 광택의 변화를 평가하였다. WOM 시험에서는 자외선을 조사하면도 온도 및 습도를 변화시켜 변색 및 광택의 변화를 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
부착성 내후성 지촉건조시간[일]
QUV WOM
실시예 7 4B ◎ ○ 2
실시예 8 5B ◎ ◎ 2
실시예 9 5B △ △ 2
실시예 10 5B ○ △ 2
실시예 11 5B ○ △ 3
실시예 12 5B ◎ ◎ 2
비교예 2 4B △ X 2
상기 표에서, ◎는 우수함을, ○는 양호함을, △는 보통임을, X는 불량함을 의미한다.
부착성을 평가하기 위한 ASTM-D3359 방법에서는, 형성된 도막에 대하여 칼로 선을 그어서 총 100개의 칸을 만들고, 규격 테이프를 붙였다 떼어낸 후 도막이 붙어 있는 상태를 확인하였다. 부착성은 5B, 4B, 3B, 2B, 1B 및 0B로 평가되며, 5B가 가장 부착성이 우수함을 의미한다.
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 에폭시 수지 조성물을 이용하여 형성된 도막은 4B 또는 5B의 우수한 부착성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, QUV 및 WOM을 이용한 내후성 평가에서는, 본 발명에 따라 제조된 에폭시 수지 조성물을 이용하여 형성된 도막은 자외선에 견디는 특성이 우수할 뿐만 아니라, 온도 및 습도의 변화에도 쉽게 변색되거나 광택이 저하되지 않는 것으로 나타났다.
도막의 자연 건조 상태는 지촉 건조 시간을 측정하여 확인하였다. 태키 프리(tacky free)라고도 하는데, 일정한 시간 동안 도막을 건조시킨 후, 손으로 도막을 만졌을 때 손이 끈적거림이 없는 상태를 확인하였다. 태키 프리 상태가 되는데 필요한 시간을 평가하여 도막의 건조 속도를 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물을 이용하여 형성된 도막은 지촉 건조 시간이 2일 내지 3일로 자연 건조 특성이 우수한 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 부착성이 우수하고, 기존의 비스페놀 A형 에폭시 수지의 단점으로 지적되어 온 내후성도 우수한 특성을 나타낸다. 또한, 극성 용제 및 비극성 용제를 모두 적용할 수 있어 용제에 대한 상용성이 우수하고, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 멜라민 수지 등과도 상용성이 우수하다. 상용성이 우수한 것은 수지와 용제가 혼합시 투명하게 잘 혼합되는 것을 의미한다. 따라서 본 발명에 따른 에폭시 수지 및 에폭시 수지 조성물은 철 또는 비철금속과 같은 각종 소지의 부식 방지용 코팅제, 방청제, 방습용 코팅제, 각종 수지의 상용 개질제, 섬유, 자동차, 스포츠, 목재, 건축, 해양 등의 각종 산업용 코팅제 등에 적용될 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부; 및
    아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물을 더 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
    R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
    (상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다)
  3. 제2항에 있어서, 상기 에폭시 수지 총중량에 대하여 상기 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 상기 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부 및 상기 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부를 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  4. 제2항에 있어서, 상기 실란 화합물은 비닐트리메톡시 실란(vinyltrimethoxy silane), 비닐트리에톡시 실란(vinyltriethoxy silane), 트리스(2-메톡시에톡시)(비닐)실란(tris(2-methoxyethoxy)(vinyl)silane), (3-브로모프로필)트리메톡시실란((3-bromopropyl)trimethoxysilane), (3-클로로프로필)트리메톡시실란((3-chloropropyl)trimethoxysilane), (3-브로모프로필)트리에톡시실란((3-bromopropyl)triethoxysilane), (3-클로로프로필)트리에톡시실란((3-chloroopropyl)triethoxysilane), N-(2-아미노에틸)3-아미노-프로필-디메톡시메틸실란((N-(2-aminoethyl)3-amino-propyl-dimethoxymethylsilane), (3-아미노프로필)트리에톡시실란((3-aminopropyl)triethoxysilane), (3-아미노프로필)트리메톡시실란((3-aminopropyl)trimethoxysilane), (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란((3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane), (3-글리시딜옥시프로필)트리에톡시실란((3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane), (3-머캅토프로필)트리에톡시실란((3-mercaptopropyl)triethoxysilane), (3-머캅토프로필)트리메톡시실란((3-mercaptopropyl)trimethoxysilane) 및 3-(메타크릴)프로필 트리에톡시실란(3-(methacryl)propyltriethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  5. 제2항에 있어서, 상기 실란 화합물은 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노-프로필-디메톡시메틸실란 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 트리에폭시 화합물은 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylolpropane triglycidyl ether), 트리페닐올메탄 트리글리시딜 에테르(triphenylolmethane triglycidyl ether) 및 트리메틸올에탄 트리글리시딜 에테르(trimethylolethane triglycidyl ether)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 트리글리시딜 에테르 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아릴 술폰아마이드 화합물은 p-톨루엔 술폰아마이드(p-toluene sulfonamide), o-톨루엔 술폰아마이드(o-toluene sulfonamide), 벤젠 술폰아마이드(benzene sulfonamide) 및 나프탈렌 술폰아마이드(naphthalene sulfonamide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 모노에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 모노에폭시 화합물은 부틸 글리시딜 에테르(butyl glycidyl ether), 페닐 글리시딜 에테르(phenyl glycidyl ether), 에틸헥실 글리시딜 에테르(ethylhexyl glycidyl ether), 알릴 글리시딜 에테르(ally glycidyl ether) 및 크레질 글리시딜 에테르(cresyl glycidyl ether)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 글리시딜 에테르 화합물을 포함하고, 상기 디에폭시 화합물은 헥산디올 디글리시딜 에테르(hexanediol diglycidyl ether), 부탄디올 디글리시딜 에테르(butanediol diglycidyl ether), 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 AF 디글리시딜 에테르 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 디글리시딜 에테르 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  10. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 분자량 400 이하의 비스페놀 A(bisphenol A; BPA) 에폭시 수지, 분자량 400 이하의 비스페놀 F(bisphenol F; BPF) 에폭시 수지, 분자량 400 이하의 비스페놀 AF(bisphenol AF; BPAF) 에폭시 수지, 분자량 1000 이하의 페놀계(phenol) 에폭시 수지, 분자량 1000 이하의 크레졸계(cresol) 에폭시 수지 및 분자량 1000 이하의 고리 지방족(cycloaliphatic) 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 예비 에폭시 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  11. 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부;
    화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부; 및
    아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지.
    R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
    (상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다)
  12. 제11항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 모노에폭시 화합물, 디에폭시 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지.
  13. 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부; 및
    점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 점도 조절제는 메틸에틸케톤(methylethyl ketone), 아세톤(acetone) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 케톤 화합물; 부틸 아세테이트(butyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에스테르 화합물; 및 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방향족 탄화수소 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 가소제는 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate), 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(dimethyl phthalate), 디에틸 프탈레이트(diethyl phthalate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate) 및 디옥틸 세바케이트(dioctyl sebacate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물.
  16. 트리에폭시 화합물, 예비 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부, 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시켜 제조되는 에폭시 수지 50 내지 99.9 중량부; 및
    점도 조절제, 가소제, 레벨링제, 산화방지제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 50 중량부를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
    R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
    (상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다)
  17. 트리에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물 40 내지 70 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 60 중량부를 반응시키는 단계를 포함하는 에폭시 수지의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 에폭시 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 암모늄염 화합물, 붕소산염 화합물, 포스포늄 화합물, 이미다졸 화합물 및 3급 아민화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 촉매를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 촉매는 염화 트리에틸암모늄(triethylammonium chloride), 브롬화 트리에틸암모늄(triethylammonium bromide), 요오드화 트리에틸암모늄(triethylammonium iodide), 염화 트리부틸암모늄(tributylammonium chloride), 브롬화 트리부틸암모늄(tributylammonium bromide), 요오드화 트리부틸암모늄(tributylammonium iodide), 테트라에틸암모늄 테트라플로로보레이트(tetraethylammonium tetrafluoroborate), N,N-디메틸-1,2-디아미노에탄-테트라플로로붕소산(N,N-dimethyl-1,2-diaminoethane-tetrafluroboric acid), 염화 에틸트리페닐포스포늄(ethyltriphenyl phosphonium chloride), 요오드화 에틸 트리페닐포스포늄(ethyltriphenyl phosphonium iodide), 이미다졸(imidazole), 1-메틸 이미다졸(1-methyl imidazole), 벤지미다졸(benzimidazole), 트리메틸아민(trimethylamine), 트리에틸아민(triethylamine), 트리프로필아민(tripropylamine) 및 트리부틸아민(tributylamine)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 에폭시 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는 60℃ 내지 150℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지의 제조 방법.
  21. 에폭시 화합물 40 내지 65 중량부 및 화학식 (1)로 표시되는 실란 화합물 0.01 내지 20 중량부 및 아릴 술폰아마이드 화합물 30 내지 55 중량부를 반응시키는 단계를 포함하는 에폭시 수지의 제조 방법.
    R1-(CH2)n-Si(R2)x(R3)3-x ...(1)
    (상기 화학식에서, R1은 비닐기, 할로겐 원자, 티올기, 에폭시기, 아크릴기 또는 아미노기를 나타내고, R2는 탄소수가 1 내지 3의 알킬기를, R3는 알콕시기를 나타내며, n은 0 내지 3의 정수이고, x는 0 또는 1을 나타낸다)
  22. 제21항에 있어서, 상기 에폭시 화합물, 상기 실란 화합물 및 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는,
    상기 에폭시 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 에폭시-실란 화합물을 마련하는 단계; 및
    상기 에폭시-실란 화합물과 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지의 제조 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 에폭시 화합물, 상기 실란 화합물 및 상기 아릴 술폰아마이드 화합물을 반응시키는 단계는,
    상기 아릴 술폰아마이드 화합물 및 실란 화합물을 반응시켜 술폰아마이드-실란 화합물을 마련하는 단계; 및
    상기 술폰아마이드-실란 화합물과 상기 에폭시 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지의 제조 방법.
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