KR101157567B1 - New Epoxy Resin and Thermosetting Polymer Composite Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 내열성을 갖는 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 우수한 내열성을 갖는 새로운 에폭시 수지; 및 개선된 내열성을 갖는 새로운 에폭시 수지와 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체에 관한 것이다. 본 발명의 일 견지에 의하면, 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 새로운 에폭시 수지; 및 상기 본 발명의 새로운 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 수지 복합체가 제공된다. 주쇄에 나프탈렌계 유니트과 카도계 유니트를 포함하는 새로운 에폭시 수지는 주쇄에 포함되어 있는 강직한 카도계 유니트에 의하여 개선된 내열성을 나타낸다. 즉, 유리전이온도가 높아지고 열팽창계수가 감소한다. 또한, 카도계 유니트 및 선형 에폭시 구조로 인하여 낮은 경화 밀도에서도 내열성이 증대되므로, 가교밀도 증대시 수반되는 OH기의 증가 및 자유 체적 증가가 수반되지 않으므로 이에 따른 부작용인 흡습율 및 유전율 증대가 억제된다. The present invention is a novel epoxy resin having excellent heat resistance comprising a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain having excellent heat resistance; And a new epoxy resin and a filler having improved heat resistance. According to one aspect of the invention, a novel epoxy resin comprising a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain; And a new epoxy resin and filler of the present invention are provided. The new epoxy resins comprising naphthalene-based and cardo-based units in the main chain exhibit improved heat resistance by the rigid cardo-based units included in the main chain. In other words, the glass transition temperature increases and the coefficient of thermal expansion decreases. In addition, since the heat resistance is increased even at low curing density due to the cardo-based unit and the linear epoxy structure, the increase in the OH group and the free volume accompanying the increase in the crosslinking density are not accompanied, so that the increase in the hygroscopicity and the dielectric constant, which are adverse effects, are suppressed. .

Description

새로운 에폭시 수지 및 이를 포함하는 열경화성 고분자 복합체{New Epoxy Resin and Thermosetting Polymer Composite Comprising the Same}New Epoxy Resin and Thermosetting Polymer Composite Comprising the Same}

본 발명은 내열성이 우수한 새로운 에폭시 수지 및 이를 포함하는 열경화성 고분자 복합체에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 우수한 내열성을 갖는 새로운 에폭시 수지 및 상기 새로운 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel epoxy resin having excellent heat resistance and a thermosetting polymer composite including the same. More specifically, the present invention relates to a novel epoxy resin having excellent heat resistance including a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in a main chain, and a thermosetting polymer composite including the new epoxy resin and a filler.

최근 반도체 기판, 패키징제, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 등과 같은 전자부품의 공정성 및 신뢰성 확보를 위해 사용되는 소재의 내열성 증대가 요구된다. 예를 들어, 납 함유 솔더를 대체하는 고융점 무연소재를 사용하게 됨에 따라, 반도체 실장시 리플로우(reflow)온도가 260~275℃ 정도로 기존의 리플로우 온도에 비하여 수십도 정도 상승하였다. 따라서 기존소재에 비하여 고온에서 우수한 리플루오성을 갖도록 유리전이온도가 높은 소재의 개발이 요구된다.
Recently, it is required to increase heat resistance of materials used to secure processability and reliability of electronic components such as semiconductor substrates, packaging agents, and printed circuit boards (PCBs). For example, the use of high melting point lead-free materials to replace lead-containing solders has increased the reflow temperature of several hundreds of degrees compared to the conventional reflow temperatures of 260-275 ° C. Therefore, the development of a material having a high glass transition temperature is required to have a superior refluorination property at a higher temperature than existing materials.

또한, 전자부품 가공온도에서의 열팽창특성확보를 위해서도 소재의 유리전이온도 증대가 요구된다. 반도체 기판과 같은 전자부품 제조시, 고분자소재, 무기(실리콘)소재 및 금속소재 등을 동시에 사용하게 되는데, 이때 고분자소재의 CTE값이 다른 소재에 비해 높으므로, 전자부품설계가 제한된다. 구체적으로, 고분자소재의 열팽창계수는 대략 50~80 ppm/℃로서 무기입자인 세라믹소재 및 금속소재의 열팽창계수(CTE)(예를들어, 실리콘의 열팽창계수는 3~5 ppm/℃이며, 구리의 열팽창계수는 17ppm/℃임.)에 비해 열팽창계수(CTE)값이 수~수십배 정도로 매우 크다. 따라서, 예를들어, 반도체?디스플레이 분야 등에서 고분자 재료가 무기재료 또는 금속재료와 동시에 사용되는 경우에, 고분자 소재와 무기재료 또는 금속재료의 다른 열팽창계수로 인하여 고분자 재료의 물성 및 가공성이 현저하게 제한된다. 또한, 예를 들어 실리콘 웨이퍼와 고분자기판이 인접하여 사용되는 반도체 패키징 등의 경우나 가스 배리어 특성을 부여하기 위해 무기차단막을 고분자 필름위에 코팅하는 경우에, 공정 및/또는 사용 온도변화시, 구성성분간의 현저한 열팽창계수의 차이(CTE-mismatch)로 인하여 무기층의 크랙 생성, 기판의 휨 발생, 코팅층의 박리(peeling-off), 기판 깨짐 등 제품불량이 발생한다. 이와 같이, 현재 반도체 및/또는 PCB 분야에서는 금속 및/또는 세라믹 소재에 비해 매우 높은 CTE를 갖는 고분자 소재로 인하여, 고집적화, 고미세화, 플렉서블화, 고성능화 등을 요구하는 차세대 부품의 설계 및 가공성 및/또는 신뢰성 확보가 문제시 되고 있다.
In addition, it is required to increase the glass transition temperature of the material in order to secure thermal expansion characteristics at the processing temperature of the electronic component. When manufacturing an electronic component such as a semiconductor substrate, a polymer material, an inorganic (silicon) material, a metal material, and the like are used at the same time. In this case, since the CTE value of the polymer material is higher than that of other materials, the electronic part design is limited. Specifically, the coefficient of thermal expansion of the polymer material is approximately 50 to 80 ppm / ° C., and the coefficient of thermal expansion (CTE) of the ceramic material and the metal material, which are inorganic particles (eg, the coefficient of thermal expansion of silicon is 3 to 5 ppm / ° C., and copper The thermal expansion coefficient of is 17ppm / ℃), and the coefficient of thermal expansion (CTE) is very large, several to several tens of times. Thus, for example, when a polymer material is used simultaneously with an inorganic material or a metal material in a semiconductor or display field, the physical properties and processability of the polymer material are significantly limited due to the different coefficients of thermal expansion of the polymer material and the inorganic material or the metal material. do. In addition, for example, in the case of semiconductor packaging in which a silicon wafer and a polymer substrate are used adjacent to each other, or when an inorganic barrier film is coated on a polymer film to impart gas barrier properties, the composition may be changed during process and / or use temperature change. Due to the significant difference in coefficient of thermal expansion (CTE-mismatch), product defects such as crack generation of the inorganic layer, warpage of the substrate, peeling-off of the coating layer, and cracking of the substrate occur. As such, in the field of semiconductor and / or PCB, the design and processability of next-generation components requiring high integration, high micronization, flexibility, high performance, and / or the like due to polymer materials having a very high CTE compared to metal and / or ceramic materials. Or reliability is a problem.

한편, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고분자 소재의 사용온도가 고분자 소재의 유리전이온도를 초과하면 고분자 소재의 열팽창율(dimensional change)이 급격하게 상승한다. 따라서, 유리전이온도(Tg)가 낮은 고분자 수지의 경우, 고온공정온도에서 열팽창특성의 급격한 증대로 인하여 부품제조시 불량이 발생할 뿐만 아니라 공정이 제한된다. 따라서 공정조건(공정온도)에서 소재의 급격한 부피변화를 최소화하기 위해서도 또한 고분자수지의 유리전이온도 상승(내열성 증대)이 요구된다.
On the other hand, as shown in Fig. 1, when the use temperature of the polymer material exceeds the glass transition temperature of the polymer material, the thermal expansion rate (dimensional change) of the polymer material rapidly rises. Therefore, in the case of the polymer resin having a low glass transition temperature (Tg), due to the rapid increase in the thermal expansion characteristics at a high temperature process temperature, not only defects occur during manufacturing of parts but also the process is limited. Therefore, in order to minimize the sudden volume change of the material under the process conditions (process temperature), it is also required to increase the glass transition temperature (increase of heat resistance) of the polymer resin.

반도체 및 PCB등 전자부품 소재로 널리 이용되는 에폭시 수지는 주로 아민, 무수물, 페놀계화합물, 이미다졸을 이용하여 경화되는 열경화성 수지이다. 이러한 에폭시수지의 내열성을 증가 (유리전이온도 증가) 시키기 위한 방법으로는 에폭시 관능기의 농도를 증가(에폭시당량 감소)시키므로써 경화물의 가교밀도를 높이는 방법이 일반적으로 사용된다. 그러나, 경화물의 가교밀도가 높아지면, 가교점 부분에 생성되는 OH기의 농도가 증가할 뿐만 아니라, 생성되는 경화물의 자유체적이 증가한다. 이와 같은 OH기의 증가 및 자유체적의 증가로 인하여, 재료로의 수분유입이 용이해지며, 이로 인하여 에폭시 수지의 흡습성 및 유전율이 증대된다. 이와 같이 소재의 흡습성이 증대되면, 부품 공정시, 흡습된 수분에 의한 크랙발생 및 불량이 동반되어 소재의 가공성이 크게 저하되고, 소재의 유전율이 증대되면 고주파를 사용하는 고성능전자부품에서 신호의 고속전송이 어려워지는 단점이 있다.Epoxy resins widely used in electronic parts such as semiconductors and PCBs are thermosetting resins mainly cured using amines, anhydrides, phenolic compounds, and imidazoles. As a method for increasing the heat resistance of the epoxy resin (increasing the glass transition temperature), a method of increasing the crosslinking density of the cured product by increasing the concentration of the epoxy functional group (reducing the epoxy equivalent) is generally used. However, when the crosslinking density of hardened | cured material becomes high, not only the density | concentration of the OH group produced | generated in a crosslinking point part increases, but the free volume of the hardened | cured material produced increases. Due to such an increase in OH groups and an increase in free volume, the inflow of water into the material is facilitated, thereby increasing the hygroscopicity and dielectric constant of the epoxy resin. As such, when the hygroscopicity of the material is increased, the processability of the material is greatly deteriorated due to the occurrence of cracks and defects due to the moisture absorbed during the part process, and when the dielectric constant of the material is increased, the high-speed signal of a high-performance electronic component using high frequency is used. The disadvantage is that transmission becomes difficult.

따라서, 가교밀도의 증대보다는 에폭시 수지 코어 구조 자체의 강직성을 증대시켜서 낮은 가교밀도에서도 우수한 내열성을 나타내는 에폭시 수지의 개발이 요구된다.
Therefore, rather than increasing the crosslinking density, it is required to develop an epoxy resin that exhibits excellent heat resistance even at low crosslinking density by increasing the rigidity of the epoxy resin core structure itself.

본 발명의 일 구현에 의하면, 개선된 내열성을 나타내는 새로운 코어 구조를 갖는 에폭시 수지가 제공된다.
According to one embodiment of the present invention, an epoxy resin having a new core structure exhibiting improved heat resistance is provided.

본 발명의 다른 구현에 의하면, 개선된 내열성을 나타내며, 코어구조 뿐만 아니라 에폭시 수지의 사이드 히드록시기가 개질된 에폭시 수지가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, an epoxy resin is provided that exhibits improved heat resistance and is modified in the core structure as well as the side hydroxyl group of the epoxy resin.

본 발명의 또 다른 구현에 의하면, 내열성 및 열팽창특성이 개선된 상기 본 발명에 의한 새로운 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, a thermosetting polymer composite including the new epoxy resin and the filler according to the present invention having improved heat resistance and thermal expansion characteristics is provided.

본 발명의 일 견지에 의하면,According to one aspect of the invention,

주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도(cardo)계 유니트를 포함하는 에폭시 수지가 제공된다.
An epoxy resin comprising a naphthalene unit and a cardo unit is provided in the main chain.

본 발명의 다른 견지에 의하면, According to another aspect of the present invention,

주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하며, 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지가 제공된다.
There is provided an epoxy resin comprising a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in a main chain, and having at least one side modifier selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group. do.

본 발명의 또 다른 견지에 의하면, According to another aspect of the present invention,

주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도(cardo)계 유니트를 포함하는 에폭시 수지; 및An epoxy resin comprising a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain; And

무기입자 및 섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 필러를 포함하는 열경화성 수지 복합체가 제공된다.
Composed of inorganic particles and fibers There is provided a thermosetting resin composite comprising at least one filler selected from the group.

나아가, 본 발명의 또 다른 견지에 의하면, Furthermore, according to another aspect of the present invention,

주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하며, 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지; 및 An epoxy resin comprising a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in the main chain, and having at least one side modifier selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group; And

무기입자 및 섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 필러를 포함하는 열경화성 수지 복합체가 제공된다.
There is provided a thermosetting resin composite comprising at least one filler selected from the group consisting of inorganic particles and fibers.

주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트(cardo unit)를 포함하는 개질된 에폭시 수지는 주쇄에 포함되어 있는 강직한 카도계 유니트에 의하여 개선된 내열성을 나타낸다. 즉, 유리전이온도가 높아지고 열팽창특성이 개선된다. 또한, 비평면(out-of-plane) 구조를 갖는 카도계 유니트가 주쇄에 도입되어 나프탈렌의 결정성을 감소시키므로서 소재의 공정성이 개선된다. 나아가, 주쇄에 나프탈렌계 유니트과 카도계 유니트(cardo unit)를 포함하는 새로운 에폭시 수지는 주쇄의 강직성 향상으로 인하여 내열성이 증대되므로, 종래와 같이 에폭시 소재의 내열성을 향상시키기 위해 에폭시 관능기의 농도를 증가(에폭시 당량 감소)시켜 경화물의 가교밀도를 높일 필요가 없다. 따라서, 가교밀도 증대시 수반되는 OH기의 증가 및 자유 체적 증가가 수반되지 않으므로 이에 따른 부작용인 흡습율 및 유전율 증대가 억제된다.
Modified epoxy resins comprising a naphthalene-based unit and a cardo unit in the main chain exhibit improved heat resistance by the rigid cardo-based units included in the main chain. In other words, the glass transition temperature is increased and the thermal expansion characteristics are improved. In addition, a cardo-based unit having an out-of-plane structure is introduced into the main chain to reduce the crystallinity of naphthalene, thereby improving the processability of the material. Furthermore, since the new epoxy resin including a naphthalene-based unit and a cardo unit in the main chain has increased heat resistance due to the improved rigidity of the main chain, the concentration of the epoxy functional group is increased in order to improve the heat resistance of the epoxy material as in the prior art. Reduction in epoxy equivalent weight) to increase the crosslinking density of the cured product. Therefore, the increase in the OH group and the increase in free volume are not accompanied by the increase in the crosslinking density, thereby increasing the hygroscopicity and dielectric constant, which are adverse effects.

또한, 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하며, 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 필러와 복합화하는 경우에, 에폭시수지의 사이드 개질기와 필러의 작용기의 화학적인 결합에 의해 에폭시 수지 사이사이에 필러가 견고하게 결합되어 충진된 상태로 복합화되므로 내열특성이 보다 향상된 복합체 제조가 가능하다.
In addition, an epoxy resin comprising a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in the main chain and having at least one side modifier selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group In the case of compounding with the filler, the composite of the epoxy resin side modifier and the functional group of the filler is combined in the state of filling the filler firmly between the epoxy resins, and thus the composite can be manufactured with improved heat resistance. .

상기 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 새로운 에폭시 수지와 필러의 복합체는 에폭시 수지 자체의 높은 내열성으로 인하여 고온에서의 내열특성 즉, 유리전이온도 및 고온에서의 기계적 강도가 개선된다.
The composite of the novel epoxy resin and filler including naphthalene-based unit and cardo-based unit in the main chain has improved heat resistance at high temperatures, that is, glass transition temperature and mechanical strength at high temperature due to the high heat resistance of the epoxy resin itself.

또한, 본 발명의 다른 구현에 의하여 제공되는 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하며, 사이드 개질기를 갖는 새로운 에폭시 수지와 필러의 복합체는 에폭시 수지의 새로운 코어구조로 인한 에폭시 수지 자체의 우수한 내열성 뿐만 아니라, 에폭시 수지와 필러가 견고하게 화학적으로 결합된 상태로 복합화되므로 더욱 개선된 내열성을 나타낼 뿐만 아니라 열팽창율 특성 또한 현저하게 향상된다.
In addition, the main chain provided by another embodiment of the present invention includes a naphthalene-based unit and a cardo-based unit, the composite of the new epoxy resin and filler having a side modifier is excellent heat resistance of the epoxy resin itself due to the new core structure of the epoxy resin In addition, since the epoxy resin and the filler are compounded in a solid chemically bonded state, they exhibit not only improved heat resistance but also significantly improve the coefficient of thermal expansion.

도 1은 유리전이온도와 열팽창율의 관계를 나타내는 그래프이며,
도 2는 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 갖는 에폭시 수지의 히드록시기가 개질됨을 나타내는 도면이며,
도 3은 아미노 작용기를 갖는 유리섬유를 나타내는 도면이다.
1 is a graph showing the relationship between the glass transition temperature and the coefficient of thermal expansion,
2 is a view showing that the hydroxyl group of the epoxy resin having a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in the main chain is modified,
3 is a view showing a glass fiber having an amino functional group.

본 발명은 상기한 바와 같이 에폭시 수지가 이용되는 공정조건의 변화에 부응하여 보다 우수한 내열성을 갖는 에폭시 수지 및 에폭시 수지 복합체를 제공하기 위해 제안된 것으로, 본 발명에 의하면, 내열성이 개선된 새로운 에폭시 수지, 복합체의 열팽창 특성을 개선시키는 에폭시 수지 및 이러한 각각의 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 내열성 및 열팽창 특성이 개선된 복합체가 제공된다.
The present invention has been proposed to provide an epoxy resin and an epoxy resin composite having better heat resistance in response to changes in process conditions in which the epoxy resin is used as described above. According to the present invention, a new epoxy resin having improved heat resistance is provided. An epoxy resin for improving the thermal expansion properties of a composite, and a composite having improved heat resistance and thermal expansion properties including each of these epoxy resins and fillers is provided.

1. 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지1. Epoxy Resin with Cardo Unit

현재까지 상용화된 고내열 에폭시계 수지로는 나프탈렌계 에폭시 수지가 알려져 있다. 나프탈렌계 에폭시 수지는 유리전이온도가 높고 열팽창율이 작은 특징을 갖는다. 그러나, 상기한 바와 같이, 공정온도 증대에 따라 더욱 우수한 내열성을 갖는 에폭시 수지의 개발이 요구된다. 한편, 에폭시 수지는 도 1의 유리전이온도와 열팽창변화율(dimensional change)의 그래프에서 알 수 있듯이, 유리전이온도 보다 높은 온도에서는 온도 상승에 따른 열팽창율 증가 정도가 현저하게 증대된다.
Naphthalene epoxy resins are known as commercially available high heat resistant epoxy resins. Naphthalene-based epoxy resins have high glass transition temperature and low thermal expansion coefficient. However, as described above, development of an epoxy resin having better heat resistance is required as the process temperature increases. On the other hand, the epoxy resin as shown in the graph of the glass transition temperature and the thermal expansion (dimensional change) of the thermal transition (dimensional change) of Figure 1, at a temperature higher than the glass transition temperature, the degree of thermal expansion increase with the increase in temperature is significantly increased.

따라서, 높은 공정온도에서 에폭시 수지의 열팽창율 증대를 최소화하기 위해서 또한 에폭시 수지의 유리전이 온도 증대, 즉, 내열성 향상이 요구된다.
Therefore, in order to minimize the thermal expansion rate increase of the epoxy resin at a high process temperature, it is also required to increase the glass transition temperature of the epoxy resin, that is, to improve the heat resistance.

본 발명의 일 구현에 의하면, 내열성이 향상된 에폭시 수지로서, 주쇄로서 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트(cardo unit)를 포함하는 새로운 에폭시 수지(이하, 편의상 '내열성 에폭시 수지'라 하기도 한다.)가 제공된다. 이로써 한정하는 것은 아니며, 다만, 일 예로서, 상기 내열성 에폭시 수지의 개략적인 구조는 하기 화학식 1 및 2와 같이 나타낼 수 있다. 화학식 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 견지에서, 상기 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트는 교대로 반복될 수 있다. 하기 화학식 1 및 2에 편의상 반복단위 내의 주쇄에 위치하는 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트는 편의상 교대로 표시한 것이며, 개질된 에폭시 수지에서 나프탈렌계 유니트 혹은 카도계 유니트중 하나가 다른 것에 비하여 많은 함량으로, 연속적으로 혹은 불규칙적으로 포함되어 있을 수 도 있다.
According to one embodiment of the present invention, an epoxy resin having improved heat resistance is provided with a new epoxy resin (hereinafter referred to as 'heat resistant epoxy resin' for convenience) including a naphthalene unit and a cardo unit as a main chain. do. However, the present invention is not limited thereto. However, as an example, a schematic structure of the heat resistant epoxy resin may be represented by Chemical Formulas 1 and 2 below. As shown in Formulas 1 and 2, in another aspect of the present invention, the naphthalene-based unit and the cardo-based unit may be alternately repeated. In the formulas (1) and (2) below, naphthalene-based units and cardo-based units positioned in the main chain in the repeating unit are alternately displayed for convenience, and one of the naphthalene-based units or the cardo-based units in the modified epoxy resin has a higher content than the other. It may be included continuously or irregularly.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112010001351915-pat00001

Figure 112010001351915-pat00001

[화학식 2] [Formula 2]

Figure 112010001351915-pat00002

Figure 112010001351915-pat00002

상기 내열성 에폭시 수지의 화학식 1 및 2에서 반복단위로 나타내어진 부분 중 나프탈렌계 유니트는 하기 화학식 1-(1)로 나타낸 나프탈렌 화합물 중 나프탈렌계 유니트일 수 있다.
The naphthalene-based unit in the moiety represented by repeating units in Chemical Formulas 1 and 2 of the heat resistant epoxy resin may be a naphthalene-based unit in the naphthalene compound represented by the following Chemical Formula 1- (1).

[화학식 1-(1)][Formula 1- (1)]

Figure 112010001351915-pat00003

Figure 112010001351915-pat00003

상기 내열성 에폭시 수지의 화학식 1 및 2에서 반복단위로 나타내어진 부분 중 카도계 유니트는 하기 화학식 1-(2)로 나타낸 카도계 화합물중 카도계 유니트 부분일 수 있다.
The cardo-based unit in the moiety represented by repeating units in Chemical Formulas 1 and 2 of the heat resistant epoxy resin may be a cardo-based unit part in the cardo-based compound represented by Chemical Formula 1- (2).

[화학식 1-(2)][Formula 1- (2)]

Figure 112010001351915-pat00004

Figure 112010001351915-pat00004

상기 내열성 에폭시 수지의 화학식 1 및 2에서 반복단위 수(n)은 0 내지 100, 바람직하게는 0 내지 20, 보다 바람직하게는 0 내지 10일 수 있다. 상기 화학식 1 및 2으로 나타내어지는 본 발명에 의한 에폭시 수지는 반복단위 수가 제로(O)인 경우에도 에폭시기에 연결되어 있는 말단 부분의 -OH 작용기가 개질기로 개질될 수 있다. 반복단위 수의 증가로 인하여 에폭시 분자량이 증가하면 수지의 점도가 증가하여 에폭시 소재의 가공이 어려워지므로 반복단위 수는 100 이하, 바람직하게는 공정성을 고려하여 20이하, 보다 바람직하게는 10이하일 수 있다.
The number of repeating units (n) in Chemical Formulas 1 and 2 of the heat resistant epoxy resin may be 0 to 100, preferably 0 to 20, and more preferably 0 to 10. In the epoxy resin according to the present invention represented by Chemical Formulas 1 and 2, even when the number of repeating units is zero (O), the -OH functional group at the terminal portion connected to the epoxy group may be modified with a reformer. When the epoxy molecular weight increases due to the increase in the number of repeating units, the viscosity of the resin increases, which makes it difficult to process the epoxy material. The number of repeating units may be 100 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less in consideration of processability. .

상기 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지는 예를 들어, 디히드록시 나프탈렌 화합물과 디에폭시 카도 화합물을 반응시키므로써 혹은 디에폭시 나프탈렌 화합물과 디히드록시 카도 화합물을 반응시키므로써 제조될 수 있다. 또한, 디히드록시 나프탈렌 화합물, 디히드록시 카도화합물 및 디에폭시 카도 화합물을 반응시키므로써 혹은 디히드록시 나프탈렌 화합물, 디에폭시 나프탈렌 및 디에폭시 카도화합물을 반응시키므로써 제조될 수 도 있다. 상기 화학식 1-(1) 및 l-(2)에는 디히드록시 나프탈렌 화합물 및 디히드록시 카도 화합물을 예로서 나타내었다. 디에폭시 나프탈렌 화합물 및 디에폭시 카도 화합물은 상기 화학식 1-(1) 및 l-(2)의 화학 구조에서 히드록시기 대신 에폭시기를 갖는 것이다.
The epoxy resin comprising a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in the main chain is prepared by, for example, reacting a dihydroxy naphthalene compound with a diepoxy cardo compound or by reacting a diepoxy naphthalene compound with a dihydroxy cardo compound. Can be. It may also be prepared by reacting a dihydroxy naphthalene compound, a dihydroxy cardo compound and a diepoxy cardo compound or by reacting a dihydroxy naphthalene compound, a diepoxy naphthalene and a diepoxy cardo compound. In Formulas 1- (1) and 1- (2), dihydroxy naphthalene compounds and dihydroxy cardo compounds are shown as examples. The diepoxy naphthalene compound and the diepoxy cardo compound are those having an epoxy group instead of a hydroxy group in the chemical structures of Chemical Formulas 1- (1) and l- (2).

이로써 한정하는 것은 아니며, 예를 들어, 디히드록시 나프탈렌 화합물은 하기 반응식 1과 같이 에폭시화하여 내열성 에폭시 수지의 합성에 사용될 수 있다.
It is not limited to this, for example, the dihydroxy naphthalene compound may be used in the synthesis of heat-resistant epoxy resin by epoxidation as shown in Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112010001351915-pat00005

Figure 112010001351915-pat00005

이로써 한정하는 것은 아니며, 예를들어, 디히드록시 카도 화합물은 하기 반응식 2와 같이 에폭시화하여 내열성 에폭시 수지의 합성에 사용될 수 있다.
For example, the dihydroxy cardo compound may be used in the synthesis of a heat resistant epoxy resin by epoxidation as shown in Scheme 2 below.

[반응식 2]Scheme 2

Figure 112010001351915-pat00006

Figure 112010001351915-pat00006

본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어 상기 나프탈렌계 화합물중 2,6-디히드록시 나프탈렌의 나프탈렌계 유니트 및 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌의 카도계 유니트를 교대로 주쇄에 포함하는 에폭시 수지의 예를 하기 화학식 3 및 4에 나타내었다.
Although the present invention is not limited thereto, for example, a naphthalene unit of 2,6-dihydroxy naphthalene and a cardo unit of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene are alternately used in the naphthalene compound. Examples of the epoxy resin included in the main chain are shown in the following formulas (3) and (4).

[화학식 3](3)

Figure 112010001351915-pat00007
Figure 112010001351915-pat00007

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112010001351915-pat00008
Figure 112010001351915-pat00008

카도(cardo) 화합물은 분자주쇄에 시클릭 사이드 그룹(cyclic side group)을 갖는 구조의 화합물을 의미한다. 카도 화합물은 부피가 큰(bulky) 측면그룹(laternal group)이 고분자 주쇄에 존재하는 구조적 특징으로 인하여 주쇄의 심한 회전 힌더런스(rotational hindrance)를 주며, 이로 인하여 매우 높은 내열성(높은 유리전이온도) 뿐만 아니라 우수한 가공성을 갖는다.
The cardo compound refers to a compound having a structure having a cyclic side group in the molecular backbone. Cardo compounds have severe rotational hindrance of the main chain due to the structural characteristics of bulky lateral groups in the polymer backbone, resulting in very high heat resistance (high glass transition temperature). But also has excellent workability.

따라서, 이와 같이, 강직하고 우수한 내열성 및 가공성을 갖는 카도계 유니트를 종래 에폭시 수지의 주쇄에 도입하므로써 에폭시 수지의 내열성이 증대된다. 또한, 비평면(out-of-plane) 구조를 갖는 카도계 유니트가 도입되어 나프탈렌계 유니트의 결정성이 감소되므로 소재의 공정성, 예를들면, 용해성이 향상된다. 또한, 나프탈렌 화합물과 카도 화합물의 공중합으로 고내열성이 달성되므로 종래와 같이 고내열성이 되도록 하기 위해 에폭시 수지의 경화도를 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 에폭시 경화물의 가교밀도가 낮아지며, 이에 따라 흡습성이 감소된다.
Thus, the heat resistance of the epoxy resin is increased by introducing a cardo-based unit having rigid and excellent heat resistance and workability into the main chain of the conventional epoxy resin. In addition, a cardo-based unit having an out-of-plane structure is introduced to reduce the crystallinity of the naphthalene-based unit, thereby improving the processability of the material, for example, solubility. In addition, since high heat resistance is achieved by copolymerization of the naphthalene compound and the cardo compound, there is no need to increase the degree of curing of the epoxy resin in order to achieve high heat resistance as in the prior art. Therefore, the crosslinking density of the epoxy cured product is lowered, thereby reducing the hygroscopicity.

2. 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지 2. Epoxy Resin with Side Modifier

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 새로운 에폭시 수지는 우수한 내열성을 나타낸다. 한편, 도 1의 유리전이온도와 열팽창특성의 그래프에서 알 수 있듯이, 높은 유리전이온도를 가지면 공정온도에서 온도 상승에 따른 열팽창에 의한 치수변화(dimensional change) 정도가 감소된다. 뿐만 아니라 에폭시 수지와 필러의 복합체로서 제품에 적용시 고분자 복합체와 이웃하는 금속 및/또는 세라믹 소재와의 열팽창율 차이로 인하여 발생하는 제품불량을 방지하기 위해서는 복합체의 열팽창특성을 보다 향상시킬 수 있는 에폭시 수지의 개발이 요구된다. As mentioned above, the new epoxy resin which contains a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain by this invention shows the outstanding heat resistance. On the other hand, as can be seen in the graph of the glass transition temperature and thermal expansion characteristics of Figure 1, having a high glass transition temperature, the degree of dimensional change due to thermal expansion with the increase in temperature at the process temperature is reduced. In addition, the epoxy resin can be further improved to improve the thermal expansion properties of the composite in order to prevent product defects caused by the difference in thermal expansion between the polymer composite and the neighboring metal and / or ceramic material when applied to the product as a composite of epoxy resin and filler. Development of resin is required.

따라서, 본 발명의 다른 구현에 의하여, 사이드 개질기를 갖는 새로운 에폭시 수지가 또한 제공된다. 본 발명에 의한 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 상기 본 발명에 의한 주쇄에 카도계 유니트와 나트탈렌계 유니트를 갖는 에폭시 수지의 사이드 히드록시기가 특정한 사이드 개질기로 개질된 것이다. 즉, 에폭시 수지의 사이드 히드록시기가 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 사이드 개질기로 개질되고 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도(cardo)계 유니트를 포함하는 새로운 에폭시 수지(이하, 편의상 '개질된 에폭시 수지'라 하기도 한다.)가 또한 제공된다.
Thus, by another embodiment of the present invention, a new epoxy resin having a side modifier is also provided. In the epoxy resin having a side modifier according to the present invention, the side hydroxyl group of the epoxy resin having a cardo unit and a nattalene type unit in the main chain according to the present invention is modified with a specific side modifier. That is, the side hydroxyl group of the epoxy resin is modified with at least one side modifier selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group, and a naphthalene-based unit and a cardo ( Also provided are new epoxy resins (hereinafter referred to as 'modified epoxy resins' for convenience) containing cardo-based units.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기 개질된 에폭시 수지에 대한 구조의 이해를 돕기 위해 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지의 구조를, 예를들어, 화학식 5 및 6으로 나타내었다. 개질된 에폭시 수지는 하기 화학식 5 및 6에 나타낸 바와 같이, 상기 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트는 교대로 반복될 수 있다. 화학식 5 및 6에 편의상 반복단위 내의 주쇄에 위치하는 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트는 편의상 교대로 표시한 것이며, 개질된 에폭시 수지에서 나프탈렌계 유니트 혹은 카도계 유니트중 하나가 다른 것에 비하여 많은 함량으로, 연속적으로 혹은 불규칙적으로 포함되어 있을 수 도 있다.
Although not limited thereto, the structures of the epoxy resins having side modifiers are shown, for example, by the formulas (5) and (6) to aid in understanding the structure of the modified epoxy resins. As the modified epoxy resin is shown in the following Chemical Formulas 5 and 6, the naphthalene-based unit and the cardo-based unit may be alternately repeated. In the formulas 5 and 6, the naphthalene-based unit and the cardo-based unit, which are located in the main chain in the repeating unit for convenience, are alternately displayed for convenience, and in the modified epoxy resin, one of the naphthalene-based unit or the cardo-based unit is higher than the other. It may be included continuously or irregularly.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112010001351915-pat00009
Figure 112010001351915-pat00009

(식중, 사이드 개질기 R은 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 0≤n≤100 이다.)
(Side modifier R is selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group, and 0 ≦ n ≦ 100.)

[화학식 6] [Formula 6]

Figure 112010001351915-pat00010
Figure 112010001351915-pat00010

(식중, 사이드 개질기 R은 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 0≤n≤100 이다.)
(Side modifier R is selected from the group consisting of an epoxy group, a (meth) acrylate group, a vinyl group, an allyl group, a carboxylic acid group, and an acid anhydride group, and 0 ≦ n ≦ 100.)

상기 내열성 에폭시 수지에서와 마찬가지로, 상기 개질된 내열성 에폭시 수지의 화학식 5 및 6에서 반복단위로 나타내어진 부분 중 나프탈렌계 유니트는 상기 화학식 1-(1)로 나타낸 나프탈렌계 화합물중 나프탈렌 고리 구조일 수 있으며, 카도계 유니트는 상기 화학식 1-(2)에 나타낸 카도계 화합물중 카도계 유니트일 수 있다.
As in the heat resistant epoxy resin, the naphthalene-based unit in the moiety represented by the repeating unit in the formula 5 and 6 of the modified heat-resistant epoxy resin may be a naphthalene ring structure of the naphthalene-based compound represented by Formula 1- (1) The cardo-based unit may be a cardo-based unit of the cardo-based compound represented by Chemical Formula 1- (2).

에폭시 수지의 주쇄에 존재하는 히드록시 사이드기(side group)는 도 2에 도시한 바와 같이 특정한 사이드 개질기로, 구체적으로는 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 개질기로 개질될 수 있다. 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 0 내지 100개(n은 0 내지 100), 바람직하게는 0 내지 20개, 보다 바람직하게는 0 내지 10개의 반복단위를 포함할 수 있다. 예를들어, 상기 화학식 5 및 6으로 나타내어지는 본 발명에 의한 에폭시 수지는 반복단위 수가 제로(O)인 경우에도 에폭시기에 연결되어 있는 말단 부분의 -OH 작용기가 개질기로 개질될 수 있다. 반복단위 수의 증가로 인하여 에폭시 분자량이 증가하면 수지의 점도가 증가하여 에폭시 소재의 가공이 어려워지므로 반복단위 수는 100 이하, 바람직하게는 작용성을 고려하여 20이하, 보다 바람직하게는 10 이하일 수 있다.
The hydroxy side groups present in the main chain of the epoxy resin are specific side modifiers as shown in FIG. 2, specifically epoxy groups, (meth) acrylate groups, vinyl groups, allyl groups, carboxylic acid groups and acids. It may be modified with at least one type of reformer selected from the group consisting of anhydride groups. The epoxy resin having a side modifier may include 0 to 100 repeating units (n is 0 to 100), preferably 0 to 20, more preferably 0 to 10 repeating units. For example, the epoxy resin according to the present invention represented by Chemical Formulas 5 and 6 may be modified with a -OH functional group at the terminal portion connected to the epoxy group even when the number of repeating units is zero (O). When the epoxy molecular weight increases due to the increase in the number of repeating units, the viscosity of the resin increases, making it difficult to process the epoxy material. Therefore, the number of repeating units is 100 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less in consideration of functionality. have.

도 2에 도시한 바와 같이, 개질된 내열성 에폭시 수지는 에폭시 수지 주쇄내의 히드록시기중의 양성자(H+)를 염기등을 이용하여 탈수소화반응(deprotonation)한 후, 에피클로로히드린(epichlohydrin), (메타)아크릴로 할라이드, 알릴 할라이드등과 반응시켜 제조할 수 있다. 이때, 염기로는 K2CO3, KOH, NaOH, 트리에틸아민, 테트라에틸암모늄 할라이드, 트리에틸벤질암모늄 할라이드등이 사용될 수 있다.
As shown in FIG. 2, the modified heat resistant epoxy resin deprotonated the protons (H + ) in the hydroxyl group in the epoxy resin backbone using a base or the like, followed by epichlorohydrin (epichlohydrin), ( It can be prepared by reacting with a meta) acrylic halide, allyl halide and the like. In this case, K 2 CO 3 , KOH, NaOH, triethylamine, tetraethylammonium halide, triethylbenzylammonium halide and the like may be used as the base.

상기 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 사이드 개질기와 필러중의 작용기와의 화학적 결합에 의해 망상구조(network)를 이루면서 에폭시 수지 주쇄에 필러가 결합하여 견고하게 복합화된다.
The epoxy resin having the side modifier is firmly complexed by forming a network by chemical bonding between the side modifier and the functional group in the filler, thereby forming a network.

종래의 에폭시 수지는 수지 자체에 필러와의 복합체 형성시, 입자 또는 섬유와의 화학결합이 가능한 작용기를 포함하고 있지 않다. 따라서, 온도 변화시, 고분자 사슬과 필러의 각각 독립적인 거동이 효율적으로 제한되지 않는다. 그러나, 본 발명에 의한 상기 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 경화성 작용기인 말단 에폭시기 이외에 추가로 사이드 개질기를 가지므로, 에폭시 수지와 필러의 추가적인 화학결합이 존재하게 된다. 따라서, 고분자주쇄의 이동성이 추가적인 결합에 의해 제한되며 에폭시 수지의 유리전이온도는 복합화에 의하여 10~50℃ 정도 증가한다. 즉, 종래의 에폭시 수지는 복합화에 의해서 유리전이온도가 상승하지 않지만, 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지의 경우, 사이드 개질기를 갖지 않는 에폭시 수지 경화 복합체의 유리전이온도는 약 200℃ 이지만, 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지를 포함하는 복합체는 유리전이온도는 250℃ 까지 증가된다.
Conventional epoxy resins do not contain functional groups capable of chemically bonding particles or fibers when forming a composite with a filler in the resin itself. Thus, upon temperature change, each independent behavior of the polymer chain and the filler is not efficiently limited. However, since the epoxy resin having the side modifier according to the present invention has a side modifier in addition to the terminal epoxy group which is a curable functional group, there is an additional chemical bond between the epoxy resin and the filler. Therefore, the mobility of the polymer backbone is limited by the additional bonding and the glass transition temperature of the epoxy resin is increased by about 10 ~ 50 ℃ by the compounding. That is, the glass transition temperature of the conventional epoxy resin does not rise by the compounding, but in the case of the epoxy resin having a side modifier, the glass transition temperature of the epoxy resin cured composite having no side modifier is about 200 ° C., but has a side modifier. In the composite containing the epoxy resin, the glass transition temperature is increased to 250 ° C.

한편, 에폭시수지의 히드록시기(OH기)는 수지의 유전율 및 흡습율을 높이는 단점이 있다. 그러나, 본 발명의 일 구현에 의하면 개질반응에 의해 에폭시 수지중 OH기의 농도가 감소되므로, 에폭시 수지의 유전율 및 흡습율이 낮아지는 장점이 있다. 뿐만 아니라 에폭시 분자간의 수소결합이 없어지므로 에폭시 수지의 점도가 낮아지며, 따라서 배합 가공성이 향상된다. 나아가, 에폭시 수지의 주쇄에 화학결합된 무기입자가 가교점으로 작용할 수 있으므로 전체적으로 에폭시 수지의 경화도가 증대되어 내열 특성 및 모듈러스 등 복합체의 물성이 또한 향상된다.
On the other hand, the hydroxyl group (OH group) of the epoxy resin has a disadvantage of increasing the dielectric constant and moisture absorption of the resin. However, according to one embodiment of the present invention, since the concentration of OH groups in the epoxy resin is reduced by the reforming reaction, the dielectric constant and hygroscopicity of the epoxy resin are lowered. In addition, since the hydrogen bonds between the epoxy molecules are eliminated, the viscosity of the epoxy resin is lowered, thereby improving the blendability. Furthermore, since the inorganic particles chemically bonded to the main chain of the epoxy resin may act as a crosslinking point, the curing degree of the epoxy resin is increased as a whole, thereby improving heat resistance characteristics and physical properties of the composite such as modulus.

3. 새로운 에폭시 수지를 포함하는 복합체 3. Composite containing new epoxy resin

본 발명의 또 다른 구현에 있어서, (1) 상기 내열성 에폭시수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체; 및 (2) 상기 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체가 제공된다.
In another embodiment of the present invention, (1) a thermosetting polymer composite including the heat resistant epoxy resin and a filler; And (2) there is provided a thermosetting polymer composite comprising an epoxy resin and a filler having the side modifier.

상기 본 발명에 의한 복합체를 구성하는 (1) 내열성 에폭시 수지 및 (2) 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지는 상기 에폭시 수지에 관하여 1. 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지 및 2. 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지에 대한 사항이 모두 적용되며, 이에 대하여 본 항목에서 별도로 기재하지 않는다.
(1) The heat resistant epoxy resin and (2) the epoxy resin which has a side modifier which comprise the composite by this invention are the epoxy resin containing a cardo unit, and 2. the epoxy resin which has a side modifier with respect to the said epoxy resin. All of the above apply, and are not described separately in this section.

상기 복합체를 구성하는 필러로는 무기 입자 및 섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일 종이 사용될 수 있다.
As the filler constituting the composite, at least one species selected from the group consisting of inorganic particles and fibers may be used.

상기 무기입자 및 섬유로는 종래 유기수지와의 복합체 형성에 사용되는 것으로 알려져 있는 어떠한 무기입자 및 섬유가 사용될 수 있다.
As the inorganic particles and fibers, any inorganic particles and fibers known to be used for forming a complex with an organic resin may be used.

무기입자로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, SiO2, ZrO2, TiO2, Al2O3 또는 이들을 포함하는 혼합된 금속산화물(예를들어, 실리카-Zr 산화물) 및 실세스퀴녹산등이 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 여기서 실세스퀴녹산(silsesquioxane)은 케이지(cage)형, T-10형, 래더(ladder)형이 있으며, 이들은 본 발명에서 모두 사용될 수 있다.
Inorganic particles include, but are not limited to, SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3, or mixed metal oxides (eg, silica-Zr oxides) and silsesquinoxanes containing them alone. Or a mixture of two or more kinds. The silsesquioxane (silsesquioxane) is a cage (cage), T-10 type, ladder (ladder) type, these can all be used in the present invention.

섬유로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 종래 유기 수지 복합체, 구체적으로, 기판 등으로 사용하기 위한 에폭시 수지 복합체의 물성개선을 위해 사용되는 일반적인 어떠한 섬유가 사용될 수 있다. 구체적으로는 유리 섬유, 유기 섬유 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 '유리섬유'는 유리섬유 뿐만 아니라, 유리섬유직물, 유리섬유 부직물 등을 포함하는 의미로 사용된다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 유리섬유로는 E, T(S), NE, E, D, 석영 등의 유리섬유를 예로 들 수 있다. 유기 섬유로는 이로써 특별히 한정하는 것은 아니지만, 액정 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 전방향족 섬유, 폴리옥시벤자졸 섬유등이 단독으로 혹은 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
The fiber is not limited thereto, but any fiber generally used for improving physical properties of the conventional organic resin composite, specifically, an epoxy resin composite for use as a substrate, may be used. Specifically, glass fibers, organic fibers or mixtures thereof can be used. In addition, the term 'glass fiber' as used herein is used to mean not only glass fiber, but also glass fiber fabric, glass fiber nonwoven fabric, and the like. Although not limited to this, Glass fiber, such as E, T (S), NE, E, D, quartz, is mentioned as a glass fiber. Although it does not specifically limit as an organic fiber by this, Liquid crystalline polyester fiber, polyethylene terephthalate fiber, wholly aromatic fiber, polyoxybenzazole fiber, etc. can be used individually or in mixture of 2 or more.

상기 필러는 표면에 일반적으로 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 에폭시기, 아미노기, (메타)아크릴레이트기, C2-C6 알킬렌기, 알릴기, 티올기 및 말레이미드기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 작용기(이하, '반응성 작용기'라 한다)를 가질 수 있다. 상기 필러의 작용기는 에폭시 수지의 사이드 개질기와 화학적으로 결합하여, 필러가 에폭시 수지에 보다 견고하고 결합되어 유리전이 온도 및 이에 따른 내열성이 보다 개선된 복합체로 형성될 수 있도록 한다.
The filler is generally not limited to this on the surface, but for example selected from the group consisting of epoxy groups, amino groups, (meth) acrylate groups, C 2 -C 6 alkylene groups, allyl groups, thiol groups and maleimide groups It may have at least one functional group (hereinafter referred to as 'reactive functional group'). The functional group of the filler is chemically bonded to the side modifier of the epoxy resin, so that the filler can be more firmly and bonded to the epoxy resin to form a composite having improved glass transition temperature and thus heat resistance.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기 작용기를 갖는 필러의 예로는 하기 화학식 7에 나타낸 것을 들 수 있다.
Although not limited to this, Examples of the filler having the functional group include those shown in the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112010001351915-pat00011
Figure 112010001351915-pat00011

(상기 식들에서 n은 0 내지 10임)
In which n is 0 to 10

또한, 일 예로서, 본 발명에 의한 복합체에 필러로 사용될 수 있는 아미노 작용기를 갖는 유리섬유를 도 3에 나타내었다.
Also, as an example, glass fibers having amino functional groups that can be used as filler in the composite according to the present invention are shown in FIG. 3.

나아가, 상기 필러는 상기한 반응성 작용기 이외에 지방족 또는 방향족 분자의 작용기(이하, 편의상 '상용성 작용기'라 한다)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 상용성 작용기에 의해 에폭시 수지와 필러의 상용성이 개선된다. 상기 상용성 작용기로는, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, C1-C10 알킬, C1-C10 알콕시 그룹, C3-C8 방향족, C3-C8 방향족 알킬, C3-C8 방향족 알콕시, C3-C7 헤테로 방향족 알콕시 그룹 (헤테로 원소는 O, N, S, P로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종임), C3-C7 헤테로 방향족 알킬 (헤테로 원소는 O, N, S, P로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종임)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종일 수 있다.
Furthermore, the filler may further include functional groups (hereinafter referred to as 'compatibility functional groups') of aliphatic or aromatic molecules in addition to the reactive functional groups described above. The compatibility of the epoxy resin and the filler is improved by the compatible functional group. In the compatible functional groups are, but are not limited to, for example, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy group, C 3 -C 8 aromatic, C 3 -C 8 aromatic alkyl, C 3 - C 8 aromatic alkoxy, C 3 -C 7 heteroaromatic alkoxy group (hetero element is at least one selected from the group consisting of O, N, S, P), C 3 -C 7 heteroaromatic alkyl (hetero element is O, At least one selected from the group consisting of N, S, and P).

상기 필러로는 개질된 에폭시 수지와의 반응성 및 상용성(혼합성)을 고려하여 상기한 상용성 작용기중 최소 하나 이상을 추가로 포함하는 것이 또한 사용될 수 있다. 나아가, 상기 필러로는 상기한 반응성 작용기와 상용성 작용기를 포함하는 것이 사용될 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기한 반응성 작용기와 상용성 작용기를 포함하는 필러의 예로는 하기 화학식 8의 필러를 포함한다. 보다 구체적으로, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 50mol%의 벤젠기와 50mlo% 에폭시작용기를 갖는 필러를 사용할 수 있다.
The filler may also be used further comprising at least one or more of the above-mentioned compatible functional groups in consideration of reactivity and compatibility (mixability) with the modified epoxy resin. Furthermore, as the filler, those containing a reactive functional group and a compatible functional group may be used. Although not limited thereto, examples of the filler including the reactive functional group and the compatible functional group include the filler of Formula 8 below. More specifically, but not limited thereto, for example, a filler having 50 mol% of benzene groups and 50 mlo% epoxy functional groups can be used.

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112010001351915-pat00012
Figure 112010001351915-pat00012

(상기 식들에서 n은 0 내지 10임)In which n is 0 to 10

상기 무기입자로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 복합체의 사용용도, 구체적으로는 무기입자의 분산성 등을 고려하여, 입자크기가 0.5㎚ 내지 수십 ㎛인 무기입자가 사용될 수 있다. 무기입자는 에폭시 수지에 분산되므로 입자크기에 따른 분산성의 차이로 인하여 상기한 크기의 무기입자가 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 섬유는 주로, 섬유에 에폭시 수지가 적셔지는 방식으로 복합화되므로 섬유의 크기등이 특히 제한되지 않으며, 이 분야에서 일반적으로 사용되는 어떠한 섬유가 사용될 수 있다.
The inorganic particles are not limited thereto, but inorganic particles having a particle size of 0.5 nm to several tens of μm may be used in consideration of the use of the composite, specifically, the dispersibility of the inorganic particles. Since the inorganic particles are dispersed in the epoxy resin, it is preferable to use the inorganic particles of the above size due to the difference in dispersibility according to the particle size. On the other hand, since the fiber is mainly compounded in a manner in which the epoxy resin is wetted with the fiber, the size of the fiber is not particularly limited, and any fiber generally used in this field may be used.

본 발명에 의한 복합체중 (1) 상기 내열성 에폭시수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체는 상기 항목 1. 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지에 기재한 바와 같이, 카도계 유니트를 포함하는 내열성 에폭시 수지에 포함되어 있는 강직한 카도계 유니트에 의하여 유리전이온도가 높아지고 이에 따라 내열성 및 열팽창특성이 개선된다. 또한, 비평면(out-of-plane) 구조를 갖는 카도계 유니트가 주쇄에 도입되어 나프탈렌의 결정성을 감소시키므로서 소재의 공정성이 개선된다.
Among the composites according to the present invention, (1) the thermosetting polymer composite including the heat resistant epoxy resin and the filler may be applied to the heat resistant epoxy resin including the cardo unit, as described in the above section 1. Epoxy resin comprising a cardo unit. The rigid cardo-based unit is included to increase the glass transition temperature, thereby improving heat resistance and thermal expansion characteristics. In addition, a cardo-based unit having an out-of-plane structure is introduced into the main chain to reduce the crystallinity of naphthalene, thereby improving the processability of the material.

본 발명에 의한 복합체중 (2) 상기 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체는 상기 항목 2. 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지에 기재한 바와 같이, 에폭시 수지의 사이드 개질기와 필러의 반응성 작용기의 화학적 결합으로 인하여 에폭시 수지와 필러가 견고하게 결합되어 복합화되며, 고분자 주쇄의 이동성이 필러에 의해 제한된다. 따라서, 열경화성 고분자 복합체는 온도상승에 따른 열적전이(thermal transition)를 나타내는 유리전이온도가 상승한다. 뿐만 아니라, 열적전이 현상이 억제된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 열경화성 고분자 복합체는 개선된 내열특성을 나타낸다. 나아가, 상기 열경화성 고분자 복합체에는 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지가 사용되므로 에폭시수지의 히드록시기(-OH기) 농도가 감소되어 복합체의 유전율 및 흡습율이 낮아지는 장점을 갖는다. 한편, 에폭시 수지의 주쇄에 화학적으로 결합된 필러로 인하여 내열특성 및 모듈러스 등의 복합체의 물성이 또한 향상된다.
(2) The thermosetting polymer composite including the epoxy resin having the side modifier and the filler in the composite according to the present invention, as described in item 2. Epoxy resin having the side modifier, the reactivity of the side modifier and the filler of the epoxy resin Due to the chemical bonding of the functional groups, the epoxy resin and the filler are firmly bonded and complexed, and the mobility of the polymer backbone is limited by the filler. Therefore, the thermosetting polymer composite has a glass transition temperature which shows a thermal transition with a temperature rise. In addition, the thermal transition phenomenon is suppressed. Accordingly, the thermosetting polymer composite according to the present invention exhibits improved heat resistance. Furthermore, since the epoxy resin having a side modifier is used as the thermosetting polymer composite, the hydroxyl group (-OH group) concentration of the epoxy resin is reduced, and thus the dielectric constant and hygroscopicity of the composite are lowered. On the other hand, due to the filler chemically bonded to the main chain of the epoxy resin, the heat resistance and physical properties of the composite such as modulus are also improved.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지와 표면에 아미노기를 갖는 필러는 예를들어, 하기 반응식 3과 같이 반응하여 에폭시 수지에 필러가 화학적으로 결합된다.
Although not limited to this, the epoxy resin which has a side modifier, and the filler which has an amino group in the surface react, for example like following Reaction Formula 3, and a filler is chemically bonded to an epoxy resin.

[반응식 3]Scheme 3

Figure 112010001351915-pat00013
Figure 112010001351915-pat00013

본 발명에 의한 복합체에서 필러로서 무기입자가 사용되는 경우에, 상기 에폭시 수지에 대하여 무기입자는 5~95 phr(parts per hundred, 수지 100중량부당의 중량부)의 양으로 배합될 수 있다. 무기입자의 배합량이 5phr 미만이면 복합체의 유리전이온도 상승 및 내열성 개선이 불충분하다는 점에서 바람직하지 않고, 95phr을 초과하면 복합체의 점도가 상승하여 가공성이 크게 감소한다는 점에서 바람직하지 않다.
When inorganic particles are used as the filler in the composite according to the present invention, the inorganic particles may be blended in an amount of 5 to 95 phr (parts per hundred, parts by weight per 100 parts by weight) with respect to the epoxy resin. If the amount of the inorganic particles is less than 5 phr, it is not preferable in that the glass transition temperature rise and the heat resistance improvement of the composite are insufficient, and if it exceeds 95 phr, the viscosity of the composite is increased and the workability is greatly reduced.

본 발명에 의한 복합체에서 필러로서 섬유가 사용되는 경우에, 섬유의 함량은 전체 복합체 중량에 대하여 10중량%내지 90중량% 일 수 있다. 반응성 작용기를 갖는 유리섬유의 함량이 10중량% 미만이면 복합체의 내열특성 향상이 부족하다는 점에서 바람직하지 않으며, 90중량%를 초과하면 상대적으로 바인더로서의 에폭시 양이 부족하여 복합체 가공이 어렵다는 점에서 바람직하지 않다. 상기 복합체의 총 중량은 복합체가 무기입자, 경화제 및/또는 촉매 등을 포함하는 경우에 이들의 양으로 포함하는 전체 복합체 중량을 말한다.
When fiber is used as a filler in the composite according to the present invention, the content of the fiber may be 10% to 90% by weight based on the total weight of the composite. If the content of the glass fiber having a reactive functional group is less than 10% by weight, it is not preferable in that it is insufficient in improving the heat resistance of the composite, and in excess of 90% by weight, it is preferable in that the processing of the composite is difficult due to the insufficient amount of epoxy as a binder. Not. The total weight of the composite refers to the total composite weight, including the amount of the composite when the composite includes inorganic particles, a curing agent and / or a catalyst, and the like.

상기 본 발명에 의한 복합체에 사용되는 필러, 구체적으로 무기입자 및 유리섬유 및 이들의 제조방법은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있으며 본 발명의 복합체에는 이러한 어떠한 알려 있는 무기입자 및 유리섬유가 사용될 수 있다. 예를들어, 아미노 작용기를 갖는 유리섬유는 에탄올 95중량%와 증류수 5중량%의 혼합용매에 실란커플링제로서 γ-아미노프로필트리에톡시실란(γ-aminopropyltriethoxysilane)을 0.2~1.0중량%로 첨가한 후, 이 용액에 유리섬유를 30분간 함침시키고 꺼낸 후에 110℃ 오븐에서 30분 동안 반응시키고 상온에서 하루 동안 완전히 건조시키므로써 아미노 작용기로 개질시킬 수 있다.
The fillers used in the composite according to the present invention, specifically inorganic particles and glass fibers, and methods for producing them are generally known in the art, and any of these known inorganic particles and glass fibers may be used in the composite of the present invention. . For example, a glass fiber having an amino functional group is obtained by adding 0.2-1.0 wt% of γ-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent to a mixed solvent of 95 wt% ethanol and 5 wt% distilled water. Thereafter, the solution can be modified with an amino functional group by impregnating glass fibers for 30 minutes, taking them out, reacting for 30 minutes in an oven at 110 ° C., and completely drying them at room temperature for one day.

본 발명의 열경화성 고분자 복합체는, 경화제 존재하여 열을 가하여 경화시키므로써 구체적인 물품을 형성되므로, 경화제를 또한 포함할 수 있다. 나아가, 상기 본 발명의 열경화성 고분자 복합체는 필요로 하는 물성을 개선하기 위해, 필요에 따라 임의의 촉매를 추가적으로 포함할 수 있다. 이들 추가적인 배합성분의 배합비는 특히 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야에서 일반적으로 배합가능한 양으로 알려져 있는 범위에서 복합체의 물성 개선에 적합한 양으로 배합될 수 있다.
Since the thermosetting polymer composite of the present invention forms a specific article by curing in the presence of a curing agent by applying heat, the curing agent may also include a curing agent. Furthermore, the thermosetting polymer composite of the present invention may further include any catalyst as necessary to improve the required physical properties. The blending ratio of these additional blending components is not particularly limited, and may be blended in an amount suitable for improving physical properties of the composite in a range known to be generally blendable in the art.

경화제로는 에폭시 수지 경화제로 일반적으로 알려져 있는 어떠한 경화제가 사용될 수 있다. 이로써 특히 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 아민계 수지, 페놀계 수지, 무수산화물계 등이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 아민계 경화제로는 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 기타 아민 및 변성폴리아민을 사용할 수 있으며, 2개 이상의 일차 아민기를 포함하는 아민 화합물을 사용할 수 있다. 상기 아민 경화제의 구체적인 예로는 4,4'-디메틸아닐린(디아미노 디페닐 메톤) (4,4'-Dimethylaniline(Diamino diphenyl methone, DAM또는 DDM), 디 아미노 디페닐설폰(Diamino diphenyl sulfone, DDS), m-페닐렌 디아민(m-phenylene diamine)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 방향족 아민, 디에틸렌트리아민(Diethylene triamine, DETA), 디에틸렌테트라아민(Diethylene tetraamine), 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine, TETA), m-크실렌 디아민(m-xylene Diamine, MXDA), 메탄 디아민(Methane Diamine, MDA), N,N'-디에틸에틸렌디아민(N,N'-Diethylenediamine, N,N'-DEDA), 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethylenepentaamine, TEPA), 및 헥사메틸렌디아민(Hexamethylenediamine)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종 이상의 지방족 아민, 이소포론 디아민(Isophorone Diamine, IPDI), N-아미노에틸 피레라진(N-Aminoethyl piperazine, AEP), 비스 (4-아미노 3-메틸시클로헬실)메탄(Bis(4-Amino 3-Methylcyclohexyl)Methane, Larominc 260)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 지환족아민, 디시안디아미드(DICY) 등과 같은 기타 아민, 폴리아미드계, 에폭사이드계등 변성아민을 들 수 있다.
As the curing agent, any curing agent generally known as an epoxy resin curing agent may be used. Although it does not specifically limit by this, For example, an amine resin, a phenol resin, an anhydride type, etc. can be used. More specifically, as the amine curing agent, aliphatic amines, cycloaliphatic amines, aromatic amines, other amines and modified polyamines may be used, and amine compounds including two or more primary amine groups may be used. Specific examples of the amine curing agent include 4,4'-dimethylaniline (diamino diphenyl metone) (4,4'-Dimethylaniline (Diamino diphenyl methone, DAM or DDM), diamino diphenyl sulfone (DDS) , at least one aromatic amine selected from the group consisting of m-phenylene diamine, diethylene triamine (DETA), diethylene tetraamine, triethylenetetraamine (Triethylene Tetramine, TETA), m-xylene diamine (MXDA), methane diamine (MDA), N, N'-diethylenediamine, N, N'-DEDA ), Tetraethylenepentaamine (TEPA), and at least one aliphatic amine selected from the group consisting of hexamethylenediamine, isophorone diamine (IPDI), N-aminoethyl pyrrazine (N -Aminoethyl piperazine, AEP), Bis (4-A One or more alicyclic amines selected from the group consisting of no 3-methylcyclohexyl) methane (Bis (4-Amino 3-Methylcyclohexyl) Methane, Larominc 260), dicyandiamide (DICY), and other polyamides And modified amines such as epoxides.

상기 아민 경화제는 에폭시기와의 반응으로 복합체의 경화도를 조절할 수 있으며, 목적하는 경화도 범위에 따라 에폭시 수지의 에폭시기의 농도를 기준으로 하여 아민 경화제의 함량을 조절할 수 있다. 특히, 상기 아민 경화제와 에폭시 그룹의 당량(equivalent) 반응에서는 에폭시기 2개당 1개의 아민기가 정량 농도로서, 당량 반응에서는 아민 경화제는 에폭시기[epoxy group]/아민기[NH2]의 몰비가 2/1이 되는 농도비로 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 아민 경화제의 함량은 상기 에폭시 수지의 에폭시기를 기준으로 에폭시기[epoxy group]/아민기[NH2]의 몰비가 0.5 내지 3.0이 될 수 있도록, 바람직하게는 1.0 내지 2.5이 될 수 있도록 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에폭시기/아민기의 몰비중 아민기의 몰농도는 유리섬유에 포함된 아미노기는 포함되지 않는다. 한편, 에폭시 수지중의 사이드 에폭시기 및 필러의 에폭시기는 상기 에폭시기 몰농도에 포함된다.
The amine curing agent may adjust the degree of curing of the composite by reaction with an epoxy group, and may adjust the content of the amine curing agent based on the concentration of the epoxy group of the epoxy resin according to the desired degree of curing. In particular, in the equivalent reaction of the amine curing agent and the epoxy group, one amine group per two epoxy groups is a quantitative concentration, and in the equivalent reaction, the amine curing agent has a molar ratio of epoxy group / amine group [NH 2 ] of 2/1. It can be used in the concentration ratio which becomes. Therefore, the content of the amine curing agent in the present invention is preferably 1.0 to 2.5 so that the molar ratio of the epoxy group [epoxy group] / amine group [NH 2 ] to 0.5 to 3.0 based on the epoxy group of the epoxy resin. It is preferable to use it so that it can be adjusted. The molar concentration of the amine group in the molar ratio of the epoxy group / amine group does not include the amino group contained in the glass fiber. On the other hand, the epoxy group of the side epoxy group and the filler in an epoxy resin is contained in the said epoxy group molar concentration.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 페놀계 경화제의 예로는 페놀노블락, o-크레졸 노볼락, 페놀 p-자일렌 수지, 페놀 4,4'-디메틸비페닐렌 수지, 페놀 디시클로펜타디엔 수지등을 들 수 있다.
Although not limited to this, examples of the phenolic curing agent include phenol noblock, o-cresol novolac, phenol p- xylene resin, phenol 4,4'-dimethylbiphenylene resin, phenol dicyclopentadiene resin, and the like. have.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 무수산화물계 경화제의 예로는 도데세닐 숙신산 무수물(dodecenyl succinic anhydride, DDSA), 폴리 아젤라익 안하이드리드(POLY AZELAIC POLY ANHYDRIDE)등과 같은 지방족 무수산화물, 헥사하이드로프탈릭 안하이드리드(hexahydrophthalic anhydride, HHPA), 메틸 테트라하이드로프탈릭 안하이드리드(methyl tetrahydrophthalic anhydride, MeTHPA), 메틸나딕 안하이드리드(methylnadic anhydride, MNA)등과 같은 지환족 무수산화물, 트 리멜리트 안하이드리드(Trimellitic Anhydride, TMA), 피로멜리트산 디안하이드리드(pyromellitic acid dianhydride, PMDA), 벤조페논테트라카르복시산 디안하이드리드(benzophenonetetracarboxylic dianhydride, BTDA) 등과 같은 방향족 무수산화물, 테트라브로모프탈릭 안하이드리드(tetrabromophthalic anhydride, TBPA), 클로렌딕 안하이드리드(chlorendic anhydride, HET)등과 같은 할로겐계 무수화합물등을 들 수 있다.
Examples of the anhydride-based curing agent include, but are not limited to, aliphatic anhydrides such as dodecenyl succinic anhydride (DDSA), POLY AZELAIC POLY ANHYDRIDE, and hexahydrophthalic anhydride. cycloaliphatic anhydrides such as (hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methyl tetrahydrophthalic anhydride (MeTHPA), methylnadic anhydride (MNA), trimellitic anhydride Aromatic anhydrides such as anhydride (TMA), pyromellitic acid dianhydride (PMDA), benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), tetrabromophthalic anhydride, TBPA ), Such as chlorendic anhydride (HET) And halogen-based anhydrides.

촉매로는 이 기술분야에서 에폭시 수지 복합체에 일반적으로 사용되는 것으로 알려져 있는 어떠한 촉매가 사용될 수 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 디메틸 벤질 아르닌(dimethyl benzyl arnine, BDMA), 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀(2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, DMP-30)등과 같은 3급아민, 2-메틸이미다졸(2MZ), 2-에틸-4-메틸-이미다졸(2E4M), 2-헵타데실이미다졸(heptadecylimidazole, 2HDI)등과 같은 이미다졸, BF3-모노에틸 아민(BF3-MEA) 등과 같은 루이스산을 들 수 있다.
As the catalyst, any catalyst known in the art commonly used for epoxy resin composites may be used, but is not limited thereto. For example, dimethyl benzyl arnine (BDMA), 2,4 Tertiary amines such as 6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (2,4,6-Tris (dimethylaminomethyl) phenol, DMP-30), 2-methylimidazole (2MZ), 2-ethyl-4-methyl -Imidazoles such as -imidazole (2E4M), 2-heptadecylimidazole (2HDI), and Lewis acids such as BF3-monoethyl amine (BF3-MEA) and the like.

(1) 본 발명의 일 구현에 의한 내열성 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체는 에폭시 수지중의 에폭시기와 경화제의 경화반응에 의해 경화된다. 한편, (2) 본 발명의 또 다른 구현에 의한 사이드 개질기를 갖는 에폭시 수지 및 필러를 포함하는 열경화성 고분자 복합체는 다음의 2가지 반응이 동시에 진행된다. 즉, ① 에폭시 수지 말단기의 에폭시 작용기와 경화제의 경화반응 및 ② 에폭시 수지의 사이드 개질기와 필러의 반응성 작용기의 화학반응이다. 상기한 2가지의 화학반응중 에폭시 수지-경화제간의 반응으로 에폭시 고분자 네트워크가 생성됨과 동시에 필러가 에폭시 고분자 네트워크와 일체화된 복합체를 이루게 되므로, 복합체의 내열특성 및 유리전이 특성이 종래 개질작용기를 갖지 않는 에폭시 수지와 필러를 포함하는 복합체에 비하여 현저하게 개선된다. 나아가, 상기 상용성 작용기 또한, 경화 반응에 참여한다.
(1) A thermosetting polymer composite comprising a heat resistant epoxy resin and a filler according to one embodiment of the present invention is cured by a curing reaction of an epoxy group and a curing agent in an epoxy resin. On the other hand, (2) the thermosetting polymer composite including an epoxy resin and a filler having a side modifier according to another embodiment of the present invention, the following two reactions proceed simultaneously. That is, (1) the curing reaction of the epoxy functional group of the epoxy resin end group and the curing agent and (2) the chemical reaction of the side modifier of the epoxy resin and the reactive functional group of the filler. The reaction between the epoxy resin and the hardener during the above two chemical reactions produces an epoxy polymer network and at the same time the filler forms a composite integrated with the epoxy polymer network, so that the heat resistance and glass transition properties of the composite do not have a conventional reforming group. It is remarkably improved compared to the composite including the epoxy resin and the filler. Furthermore, the compatible functional groups also participate in the curing reaction.

이하, 에폭시 수지와 필러의 경화반응에 대하여 설명한다.
Hereinafter, the hardening reaction of an epoxy resin and a filler is demonstrated.

에폭시 수지와 경화제의 경화반응은 에폭시 수지 경화반응으로 일반적으로 알려져 있는 어떠한 반응조건에서 사용될 수 있으며, 필러의 첨가로 인하여 경화 반응조건이 달라지는 것은 아니다. 경화반응조건은 사용하는 에폭시의 구조, 경화제의 종류 및 촉매 사용여부에 따라 달라질 수 있다.
The curing reaction of the epoxy resin and the curing agent may be used under any reaction conditions generally known as the epoxy resin curing reaction, and the curing reaction conditions do not change due to the addition of the filler. Curing reaction conditions may vary depending on the structure of the epoxy used, the type of curing agent and whether the catalyst is used.

상기한 바와 같이, 에폭시 수지와 경화제의 경화반응은 일반적인 것으로 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 2,6-디히드록시 나프탈렌의 나프탈렌계 유니트 및 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌의 카도계 유니트를 교대로 주쇄에 포함하는 에폭시 수지의 경우, 4,4'-디메틸아닐린을 경화제를 사용하는 경우에는 150℃에서 2시간 동안 반응시킨 후, 200℃에서 5시간 동안 추가로 반응된다. 경화제로서, 페놀노블락레진과 같은 페놀계경화제를 사용하여 경화하는 경우에는 트리페닐포스핀(1phr) 촉매를 추가적으로 사용하며, 200℃에서 5시간동안 가열하므로써 에폭시기와 경화제가 반응한다. 상기 반응은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
As described above, the curing reaction of the epoxy resin and the curing agent is common and is not limited thereto. For example, naphthalene units of 2,6-dihydroxy naphthalene and 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) In the case of an epoxy resin containing alternating cardo-based units of fluorene in the main chain, 4,4'-dimethylaniline is reacted at 150 ° C for 2 hours when using a curing agent, and then further at 200 ° C for 5 hours. React. In the case of curing using a phenolic curing agent such as phenol noble resin as a curing agent, a triphenylphosphine (1 phr) catalyst is additionally used, and the epoxy group and the curing agent react by heating at 200 ° C. for 5 hours. The above reaction is intended to assist the understanding of the present invention and thus does not limit the present invention.

한편, 사이드 개질기를 갖는 에폭시수지의 사이드 개질기와 필러의 반응성 작용기의 반응은 반응에 참가하는 작용기의 종류에 따라 달라진다. 예를들어, 반응식 3과 같이 에폭시 수지중의 사이드 에폭시기, 카르복시산기, 산무수물기는 필러중의 아미노기 또는 에폭시기 반응성 작용기와 화학적으로 반응하여 결합될 수 있다. 한편, 반응식 4와 같이, 메타(아크릴레이트), 비닐기 및/또는 알릴 작용기로 개질된 에폭시 수지에서 메타(아크릴레이트), 비닐기 및/또는 알릴 개질작용기는 무기입자중의 메타(아크릴레이트), 비닐기, C2-C6 알킬렌기, 알릴기, 말레이미드기 및 티올기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 반응성작용기와 화학적으로 반응하여 결합될 수 있다.
On the other hand, the reaction between the side modifier of the epoxy resin having the side modifier and the reactive functional group of the filler depends on the kind of functional group participating in the reaction. For example, as shown in Scheme 3, the side epoxy group, carboxylic acid group, and acid anhydride group in the epoxy resin may be chemically reacted with the amino group or epoxy group reactive functional group in the filler to be bonded. On the other hand, as in Scheme 4, in the epoxy resin modified with the meta (acrylate), vinyl group and / or allyl functional group, the meta (acrylate), vinyl group and / or allyl modified functional group is meta (acrylate) in the inorganic particles And chemically react with at least one reactive functional group selected from the group consisting of a vinyl group, a C 2 -C 6 alkylene group, an allyl group, a maleimide group, and a thiol group.

[반응식 4]Scheme 4

Figure 112010001351915-pat00014
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상기 본 발명의 일 구현에 의하여 제공되는 에폭시 복합체는 차세대 반도체 기판, 차세대 PCB, 패키징(packaging), OTFT, 가요성 디스플레이 기판(flexible display substrate) 등에 사용하기에 적합한 것이다.
The epoxy composite provided by one embodiment of the present invention is suitable for use in next generation semiconductor substrates, next generation PCBs, packaging, OTFTs, flexible display substrates, and the like.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 예시하는 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, which does not limit the present invention.

실시예 1: 나프탈렌-카도-나프탈렌 트라이머 에폭시 수지의 합성Example 1 Synthesis of Naphthalene-Cado-Naphthalene Trimer Epoxy Resin

250㎖ 플라스크에 9,9-비스(4-히드록시 페닐)플루오렌 11.26g, 1,6-디에폭시 나프탈렌 35g, 테트라에틸벤질암모늄 클로라이드 (TEBAC) 0.88g 및 아세토니트릴 70㎖을 넣고 80℃에서 교반하였다. 9,9-비스(4-히드록시 페닐)플루오렌과 1,6-디에폭시 나프탈렌이 녹아 들어간 다음에 80℃에서 12시간 반응 진행시켰다. 반응 종결 후, 용매를 증발기(evaporator)로 제거한 다음에 에틸 아세테이트에 녹인 후, H2O로 워크 업(work up)하였다. 유기층을 분리한 후, 에틸 아세테이트를 증발기로 제거하여 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지를 얻었다. 실시예 1에 의한 새로운 에폭시 수지의 합성 반응식은 하기 반응식 5과 같다.
In a 250 ml flask, 11.26 g of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 35 g of 1,6-diepoxy naphthalene, 0.88 g of tetraethylbenzylammonium chloride (TEBAC) and 70 ml of acetonitrile were added at 80 ° C. Stirred. 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene and 1,6-diepoxy naphthalene were dissolved, and then the reaction proceeded at 80 ° C for 12 hours. After completion of the reaction, the solvent was removed by an evaporator and then dissolved in ethyl acetate and then worked up with H 2 O. After separating the organic layer, ethyl acetate was removed by an evaporator to obtain an epoxy resin containing a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain. Synthesis scheme of a new epoxy resin according to Example 1 is the same as in Scheme 5.

[반응식 5]Scheme 5

Figure 112010001351915-pat00015

Figure 112010001351915-pat00015

실시예 2: 카도-나프탈렌-카도 트라이머 에폭시 수지의 합성Example 2 Synthesis of Cardo-Naphthalene-Cado Trimer Epoxy Resin

플라스크에 카도(cardo)-에폭시모노머 57.7g와 트리-에틸 벤질 암모늄 클로라이드(Tri-ethyl Benzyl Ammonium Chloride) 0.85g 넣고 진공이 되도록 반응용기내의 공기를 제거하였다. 상기 플라스크에 CH3CN 300㎖을 넣고 균일한 용액이 되도록 상온에서 5분간 교반하였다. 상기 용액에 디히드록시 나프탈렌(dihydroxyl naphthalene) 5g을 CH3CN 100㎖에 녹인 나프탈렌 용액을 천천히 적가한 후, 24시간동안 80℃에서 반응시켰다. 용매를 증발기로 제거한 다음에 에틸 아세테이트에 녹인 후, H2O로 워크 업하였다. 유기층을 분리한 후 에틸 아세테이트를 증발기로 제거하여 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 에폭시 수지를 얻었다. 실시예 2에 의한 새로운 에폭시 수지의 합성 반응식은 하기 반응식 6과 같다.
57.7 g of cardo-epoxymonomer and 0.85 g of Tri-ethyl Benzyl Ammonium Chloride were added to the flask, and the air in the reaction vessel was removed to obtain a vacuum. 300 ml of CH 3 CN was added to the flask and stirred at room temperature for 5 minutes to form a uniform solution. To the solution was slowly added dropwise a naphthalene solution in which 5 g of dihydroxyl naphthalene was dissolved in 100 ml of CH 3 CN, and then reacted at 80 ° C. for 24 hours. The solvent was removed by an evaporator and then dissolved in ethyl acetate and then worked up with H 2 O. After separating the organic layer, ethyl acetate was removed by an evaporator to obtain an epoxy resin containing a naphthalene unit and a cardo unit in the main chain. Synthesis scheme of a new epoxy resin according to Example 2 is shown in Scheme 6 below.

[반응식 6] [Reaction Scheme 6]

Figure 112010001351915-pat00016

Figure 112010001351915-pat00016

실시예 3: 사이드 개질기를 갖는 나프탈렌-카도-나프탈렌 트라이머 에폭시 수지의 합성Example 3 Synthesis of Naphthalene-Cado-Naphthalene Trimer Epoxy Resin with Side Modifier

상온에서 250㎖ 플라스크에 실시예 1에서 합성한 트라이머 5g 를 넣고 메틸렌 클로라이드 60㎖에서 교반한다. 0℃에서 트리에틸아민 3ml와 아크릴로일 클로라이드 1.8㎖를 천천히 넣어준 후 2시간동안 0℃에서 반응시켰다. 반응 종결 후, 포화된 NaHCO3 로 켄칭(quenching)한 다음에 유기층을 물로 워크-업(work-up)하였다. 유기층을 분리한 후 MgSO4 로 유기층에 남은 물을 제거하고, 필터한 다음에 증발기로 용매를 제거하였다. 실시예 3에 의한 새로운 에폭시 수지의 합성 반응식은 하기 반응식 7과 같다.
250ml at room temperature 5 g of the trimer synthesized in Example 1 was added to the flask and stirred in 60 ml of methylene chloride. 3 ml of triethylamine and 1.8 ml of acryloyl chloride were slowly added at 0 ° C. and reacted at 0 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, the organic layer was worked up with water after quenching with saturated NaHCO 3 . After separating the organic layer, water remaining in the organic layer was removed with MgSO 4 , filtered and the solvent was removed with an evaporator. Synthesis scheme of a new epoxy resin according to Example 3 is the same as in Scheme 7.

[반응식 7]Scheme 7

Figure 112010001351915-pat00017

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실시예 4: 나프탈렌-카도-나프탈렌 트라이머 에폭시 수지의 경화Example 4 Curing of Naphthalene-Cado-Naphthalene Trimer Epoxy Resin

상온에서 실시예 1에서 제조된 나프탈렌-카도-나프탈렌 에폭시 수지 1.6g과 4,4'-디아미노디페닐메탄(DDM) 0.189g를 메틸렌 클로라이드 7g에 녹인 후, 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하였다. 제조된 용액을 90℃로 예열된 진공오븐에서 넣고 용매를 제거한 다음에 90℃ 로 예열된 몰드에 넣고, 90℃에서 2시간, 150℃에서 2hr, 200℃에서 2시간 반응시킨 후, 오븐의 온도를 올려서 230℃에서 2hr 동안 추가 경화 반응시켰다.
At room temperature, 1.6 g of naphthalene-cardo-naphthalene epoxy resin prepared in Example 1 and 0.189 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) were dissolved in 7 g of methylene chloride, and then uniformly mixed using a mixer. The prepared solution was placed in a vacuum oven preheated to 90 ° C., the solvent was removed, and then placed in a mold preheated to 90 ° C., and the reaction was carried out at 90 ° C. for 2 hours, at 150 ° C. for 2 hours, and at 200 ° C. for 2 hours. The reaction was further cured at 230 ℃ for 2hr.

실시예 5: 카도-나프탈렌-카도 트라이머 에폭시 수지의 경화Example 5 Curing of Cardo-Naphthalene-Cado Trimer Epoxy Resins

상온에서 실시예 2에서 제조된 카도-나프탈렌-카도 에폭시 수지 2.5g과 DDM 0.87g를 메틸렌 클로라이드 7g에 녹인 후, 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하였다. 제조된 용액을 90℃로 예열된 진공오븐에서 넣고 용매를 제거한 다음에 90℃ 로 예열된 몰드에 넣고, 90℃에서 2시간, 150℃에서 2시간, 200℃에서 2시간 반응시킨 후, 오븐의 온도를 올려서 250℃에서 2시간 동안 추가 경화 반응시켰다.
At room temperature, 2.5 g of cardo-naphthalene-cardo epoxy resin prepared in Example 2 and 0.87 g of DDM were dissolved in 7 g of methylene chloride, and then uniformly mixed using a mixer. The prepared solution was put in a vacuum oven preheated to 90 ° C., the solvent was removed, and then placed in a mold preheated to 90 ° C., and reacted at 90 ° C. for 2 hours, at 150 ° C. for 2 hours, and at 200 ° C. for 2 hours. The temperature was raised and further cured at 250 ° C. for 2 hours.

실시예 6: 사이드 개질기를 갖는 나프탈렌-카도-나프탈렌 트라이머 에폭시 경화Example 6: Naphthalene-cardo-naphthalene trimer epoxy curing with side modifier

상온에서 실시예 3에서 제조된 사이드 아크릴기를 갖는 나프탈렌-카도-나프탈렌 에폭시 수지 1.75g과 DDM 0.189g를 메틸렌 클로라이드 5g에 녹인 후, 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한다. 제조된 용액을 90℃로 예열된 진공오븐에서 넣고 용매를 제거한 다음에 90℃ 로 예열된 몰드에 넣고, 90℃에서 2시간, 150℃에서 2hr, 200℃에서 2시간 반응시킨 후, 오븐의 온도를 올려서 250℃에서 2hr 동안 추가 경화 반응시켰다.
At room temperature, 1.75 g of naphthalene-cardo-naphthalene epoxy resin having a side acryl group prepared in Example 3 and 0.189 g of DDM are dissolved in 5 g of methylene chloride, and then uniformly mixed using a mixer. The prepared solution was placed in a vacuum oven preheated to 90 ° C., the solvent was removed, and then placed in a mold preheated to 90 ° C., and the reaction was carried out at 90 ° C. for 2 hours, at 150 ° C. for 2 hours, and at 200 ° C. for 2 hours. The mixture was further cured at 250 ° C. for 2hr.

비교예 1: 나프탈렌 에폭시 수지의 경화Comparative Example 1: Curing of Naphthalene Epoxy Resin

120℃로 예열된 오븐에서 1,6-디에폭시 나프탈렌 수지 2g을 녹인 후, DDM 0.728g를 첨가하여 2~3분간 섞어준다. 균일하게 혼합된 용액을 120℃로 예열된 몰드에 넣고, 120℃ 에서 2시간, 150℃에서 2시간 반응시킨 후, 오븐의 온도를 올려서 200℃에서 2시간 동안 추가 경화 반응시켰다.
After dissolving 2 g of 1,6-diepoxy naphthalene resin in an oven preheated to 120 ° C., 0.728 g of DDM is added and mixed for 2 to 3 minutes. The homogeneously mixed solution was placed in a mold preheated to 120 ° C., reacted at 120 ° C. for 2 hours, and at 150 ° C. for 2 hours, and then heated to an oven and further cured at 200 ° C. for 2 hours.

실시예 7: 경화물의 열적 특성 평가 Example 7: Evaluation of the thermal properties of the cured product

상기 실시예 4 내지 6 및 비교예 1의 경화물의 열적특성을 평가하였다. 열적특성 평가는 상기 경화물의 온도에 따른 치수변화(dimensional change)를 TMA(Thermo-mechanical Aanlysizer)를 이용하여 평가하였다. 경화물 시편은 너비×길이×두께를 5㎜×5㎜×3㎜의 크기로 제조하여, 팽창측정양식(expansion mode)으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Thermal properties of the cured products of Examples 4 to 6 and Comparative Example 1 were evaluated. Thermal properties were evaluated by using a thermo-mechanical analyzer (TMA) for the dimensional change with the temperature of the cured product. The cured product specimens were prepared in a width x length x thickness of 5 mm x 5 mm x 3 mm and measured in an expansion mode. The results are shown in Table 1 below.

경화물 시스템Cured Product System CTE (ppm/℃)CTE (ppm / ℃) Tg (℃)
(TMA)
Tg (℃)
(TMA)
에폭시 수지Epoxy resin 경화제Hardener α1 (T<Tg)α 1 (T <Tg) 실시예 4Example 4 DDMDDM 4343 199199 실시예 5Example 5 DDMDDM 4040 225225 실시예 6Example 6 DDMDDM 4747 195195 비교예 1 Comparative Example 1 DDMDDM 5555 175175

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 카도 유니트를 포함하는 본 발명에 의한 에폭시 수지의 경화물은 비교예 1의 나프탈렌 에폭시 경화물에 비하여 유리전이온도가 약 20~40℃ 상승하였으며, 온도변화에 따른 치수변화(dimensional change)가 감소함을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 1, the cured product of the epoxy resin according to the present invention containing a cardo unit has a glass transition temperature of about 20 ~ 40 ℃ rise compared to the cured naphthalene epoxy of Comparative Example 1, the dimensions according to the temperature change It was confirmed that the dimensional change is reduced.

실시예 8: 새로운 에폭시 수지를 이용한 수지복합체의 제조 Example 8: Preparation of Resin Composite Using New Epoxy Resin

상온에서 실시예 1에서 합성된 나프탈렌-카도-나프탈렌 에폭시 수지 1.6g 과 DDM 0.5g 및 MEK 7g을 혼합한 후, 교반하여 균일한 용액을 제조하고 여기에 도 4의 아미노기를 갖는 석영유리섬유직물 (45㎜ x 45㎜ 크기)를 적신 후, 120℃ 의 진공오븐에서 10분간 용매를 건조하였다. 건조 후, 이를 핫 프레스에 넣고 경화시켜 에폭시기로 개질된 에폭시 수지와 유리섬유 직물의 복합체를 제조하였다. 핫 프레스에서의 경화조건은 150℃, 200℃, 230℃, 250℃에서 각각 2시간씩 경화 반응을 시켰다. 그 후, 실시예 7과 같은 방법으로 상기 복합체의 열적특성을 평가한 결과, CTE값이 12ppm/℃ 이고 유리전이온도는 200℃ 로 매우 우수한 열적특성을 나타내었다. 이와 같이 제조된 에폭시 고분자 복합체에서의 수지함량은 50wt%이며, 복합체의 두께는 0.3㎜이다.
After mixing 1.6 g of the naphthalene-cardo-naphthalene epoxy resin synthesized in Example 1 at room temperature with 0.5 g of DDM and 7 g of MEK, the mixture was stirred to prepare a homogeneous solution, and the quartz glass fiber fabric having the amino group of FIG. 45 mm x 45 mm size), and then the solvent was dried for 10 minutes in a vacuum oven at 120 ℃. After drying, it was put in a hot press and cured to prepare a composite of an epoxy resin modified with an epoxy group and a glass fiber fabric. The curing conditions in the hot press were cured for 2 hours at 150 ° C, 200 ° C, 230 ° C and 250 ° C. Then, as a result of evaluating the thermal properties of the composite in the same manner as in Example 7, the CTE value was 12ppm / ℃ and the glass transition temperature was 200 ℃ showed very excellent thermal properties. The resin content in the epoxy polymer composite thus prepared is 50 wt%, and the thickness of the composite is 0.3 mm.

실시예 9: 새로운 에폭시 수지를 이용한 수지복합체의 제조 Example 9 Preparation of Resin Composite Using New Epoxy Resin

상온에서 실시예 1에서 합성된 나프탈렌-카도-나프탈렌 에폭시 수지 1.6g 과 DDM 0.5g, 아미노기를 갖는 실리카입자 0.5g (평균입자크기 1㎛) 및 MEK(methyl ethyl ketone) 7g을 혼합한 후, 교반하여 균일한 용액을 제조하고 120℃의 진공오븐에서 10분간 용매를 건조하였다. 건조 후, 이를 핫 프레스에 넣고 경화시켜 에폭시기로 개질된 에폭시 수지와 무기입자의 복합체를 제조하였다. 핫 프레스에서의 경화조건은 150℃, 200℃, 230℃, 250℃에서 각각 2시간씩 경화 반응을 시켰다. 그 후, 실시예 7과 같은 방법으로 상기 복합체의 열적특성을 평가한 결과, CTE값이 35ppm/℃ 이고 유리전이온도는 200℃ 로 매우 우수한 열적특성을 나타내었다. After mixing 1.6 g of the naphthalene-cardo-naphthalene epoxy resin synthesized in Example 1 at room temperature, 0.5 g of DDM, 0.5 g of amino particles having an amino group (average particle size of 1 μm), and 7 g of MEK (methyl ethyl ketone), followed by stirring To prepare a uniform solution and dried the solvent for 10 minutes in a vacuum oven at 120 ℃. After drying, the mixture was placed in a hot press and cured to prepare a composite of an epoxy resin and an inorganic particle modified with an epoxy group. The curing conditions in the hot press were cured for 2 hours at 150 ° C, 200 ° C, 230 ° C and 250 ° C. Then, as a result of evaluating the thermal properties of the composite in the same manner as in Example 7, the CTE value was 35ppm / ℃ and the glass transition temperature was 200 ℃ showed very excellent thermal properties.

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 주쇄에 나프탈렌계 유니트와 카도계 유니트를 포함하는 하기 화학식 1 또는 2 구조의 에폭시 수지.
[화학식 1]
Figure 112011096903957-pat00018


[화학식 2]
Figure 112011096903957-pat00019


상기 화학식 1 또는 2에서, 주쇄중 나프탈렌계 유니트는 하기 화학식 1-(1)의 나프탈렌계 유니트로부터 선택되며,

[화학식 1-(1)]
Figure 112011096903957-pat00020


상기 화학식 1 또는 2에서, 주쇄중 카도계 유니트는 하기 화학식 1-(2)의 카도계 유니트로부터 선택되며,

[화학식 1-(2)]
Figure 112011096903957-pat00021

반복단위 수(n)은 0 내지 100임.
Epoxy resin of the following Chemical Formula 1 or 2 structure comprising a naphthalene-based unit and a cardo-based unit in the main chain.
[Formula 1]
Figure 112011096903957-pat00018


(2)
Figure 112011096903957-pat00019


In Chemical Formula 1 or 2, the naphthalene-based unit in the main chain is selected from the naphthalene-based units of the following Chemical Formula 1- (1),

[Formula 1- (1)]
Figure 112011096903957-pat00020


In Chemical Formula 1 or 2, the cardo-based unit in the main chain is selected from the cardo-based unit of the following Chemical Formula 1- (2),

[Formula 1- (2)]
Figure 112011096903957-pat00021

Number of repeat units (n) is 0 to 100.
제 3항에 있어서, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 히드록시 그룹이 에폭시기, (메타)아크릴레이트기, 비닐기, 알릴기, 카르복시산기 및 산무수물기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 반응성 사이드 작용기로 개질됨을 특징으로 하는 에폭시 수지.
According to claim 3, wherein the hydroxy group of Formula 1 and Formula 2 is at least one reactive side functional group selected from the group consisting of epoxy group, (meth) acrylate group, vinyl group, allyl group, carboxylic acid group and acid anhydride group Epoxy resin, characterized in that modified.
청구항 3 또는 4의 에폭시 수지; 및
무기입자 및 섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 필러를 포함하는 열경화성 수지복합체.
The epoxy resin of claim 3 or 4; And
A thermosetting resin composite comprising at least one filler selected from the group consisting of inorganic particles and fibers.
제 5항에 있어서, 상기 필러는 에폭시기, 아미노기, (메타)아크릴레이트기, C2-C6 알킬렌기, 알릴기, 티올기 및 말레이미드기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 반응성 작용기를 포함함을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
The method of claim 5, wherein the filler comprises at least one reactive functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth) acrylate group, a C2-C6 alkylene group, an allyl group, a thiol group and a maleimide group Thermosetting resin composite.
제 5항에 있어서, 상기 무기입자는 SiO2, ZrO2, TiO2, BaTiO3, Al2O3, 이들의 혼합물, T-10형 실세스퀴녹산 및 래더형 실세스퀴녹산이 단독으로 또는 2종이상의 혼합물로 사용됨을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
The method of claim 5, wherein the inorganic particles are SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , mixtures thereof, T-10 type silsesquinoxane and ladder type silsesquinoxane alone or Thermosetting resin composite, characterized in that used as a mixture of two or more kinds.
제 5항에 있어서, 상기 섬유는 E, T(S), NE, E, D 및 석영으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 유리섬유 또는 액정 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 전방향족 섬유, 폴리옥시벤자졸 섬유로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 유기섬유임을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
6. The fiber according to claim 5, wherein the fiber is glass fiber or liquid crystal polyester fiber, polyethylene terephthalate fiber, wholly aromatic fiber, polyoxybene selected from the group consisting of E, T (S), NE, E, D and quartz. A thermosetting resin composite, characterized in that the organic fiber is selected from the group consisting of solazole fibers.
제 5항에 있어서, 상기 필러는 C1-C10 알킬, C1-C10 알콕시 그룹, C3-C8 방향족, C3-C8 방향족 알킬, C3-C8 방향족 알콕시, C3-C7 헤테로 방향족 알콕시 그룹 (헤테로 원소는 O, N, S, P로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종임), C3-C7 헤테로 방향족 알킬 (헤테로 원소는 O, N, S, P로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종임)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 상용성 작용기를 추가로 포함함을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
The method of claim 5, wherein the filler is C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy group, C 3 -C 8 aromatic, C 3 -C 8 aromatic alkyl, C 3 -C 8 aromatic alkoxy, C 3- C 7 heteroaromatic alkoxy group (hetero element is at least one selected from the group consisting of O, N, S, P), C 3 -C 7 heteroaromatic alkyl (hetero element is composed of O, N, S, P And at least one compatible functional group selected from the group consisting of: a minimum type selected from the group).
제 5항에 있어서, 상기 무기입자는 5 내지 95phr로 포함됨을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
6. The thermosetting resin composite according to claim 5, wherein the inorganic particles are contained in 5 to 95 phr.
제 5항에 있어서, 상기 섬유는 상기 열경화성 고분자 복합체의 총 중량을 기준으로 10중량% 내지 90중량%의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 열경화성 수지복합체.
The thermosetting resin composite according to claim 5, wherein the fiber is included in an amount of 10% by weight to 90% by weight based on the total weight of the thermosetting polymer composite.
제 5항에 있어서, 상기 수지 복합체는 경화제 및 촉매로 구성되는 그룹으로 선택된 최소 일종을 추가로 포함함을 특징으로 하는 열경화성 수지 복합체.
6. The thermosetting resin composite according to claim 5, wherein the resin composite further comprises at least one selected from the group consisting of a curing agent and a catalyst.
청구항 5의 열경화성 수지 복합체로 제조된 패키징.
Packaging made of the thermosetting resin composite of claim 5.
청구항 5의 열경화성 수지 복합체로 제조된 기판.
A substrate made of the thermosetting resin composite of claim 5.
청구항 5의 열경화성 수지 복합체로 제조된 트랜지스터.

A transistor made of the thermosetting resin composite of claim 5.

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