KR101895016B1 - 경화성 조성물, 물품, 경화 방법, 및 무점착성 반응 생성물 - Google Patents

경화성 조성물, 물품, 경화 방법, 및 무점착성 반응 생성물 Download PDF

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Abstract

경화성 조성물은 3-치환된 벤족사진, 폴리에폭사이드, 및 폴리티올을 포함한다. 경화성 조성물을 포함하는 물품, 경화성 조성물의 경화 방법, 및 경화성 조성물로부터 제조가능한 무점착성 반응 생성물이 또한 개시된다.

Description

경화성 조성물, 물품, 경화 방법, 및 무점착성 반응 생성물{CURABLE COMPOSITION, ARTICLE, METHOD OF CURING, AND TACK-FREE REACTION PRODUCT}
가장 간단한 형태로, 3-치환된-3,4-다이하이드로-2H-1,3-벤족사진 (이하, 3-치환된 벤족사진으로 지칭됨)은 하기 구조 단위를 함유하는 화합물이다:
Figure 112013096224472-pct00001
여기서, R은 1가 유기 기를 나타낸다. 많은 경우에, 이들은 고리 탄소들 중 하나 이상에서 추가로 치환된다. R이 하나 이상의 방향족 기를 함유하는 경우들에서, 3-치환된 벤족사진은 고도로 점성이거나 심지어는 주위 조건 하에서 고체일 수도 있다.
3-치환된 벤족사진은 전형적으로 승온에서 단일중합되며, 전형적으로 폴리티올을 사용하여 더 낮은 온도에서 경화될 수 있다. 예를 들어, PCT 특허 출원 공개 WO 2010/141396 A1호 (고로디셔(Gorodisher) 등)는 벤족사진-티올 부가물을 기재하는데, 이를 경화시켜 코팅, 실란트, 접착제, 및 다른 응용에 유용한 조성물을 생성할 수 있다. 유사하게는, PCT 특허 출원 공개 WO 2009/115586 A1호 (번즈(Burns) 등)는 인성을 향상시키기에 유용한 부가물 및 그러한 강인화 부가물을 사용하는 경화성 조성물을 기재한다.
본 발명자는 N-아릴-치환된 벤족사진 및 티올의 혼합물은 흔히 바람직한 열 안정성 및 반응성을 나타내는 부가물을 발생시키지만, 이러한 부가물은 작업을 어렵게 할 수 있는 높은 점도를 갖는다는 것을 알아내었다. 대조적으로, 3-치환된 벤족사진 (예컨대, N-알킬 벤족사진) 및 티올의 혼합물은 흔히 감소된 열 안정성 및 증가된 반응성을 나타낸다.
본 발명자는 상기 언급된 결점을 극복하면서 잠재적으로 추가적인 이점을 부여하는 3-치환된 벤족사진/티올계 조성물을 발견하였다.
따라서, 일 태양에서, 본 발명은 경화성 조성물을 제공하며, 본 경화성 조성물은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00002
,
Figure 112013096224472-pct00003
,
Figure 112013096224472-pct00004
, 및
Figure 112013096224472-pct00005
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하며,
여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위이다.
다른 태양에서, 본 발명은 조성물의 경화 방법을 제공하며, 본 방법은
본 발명에 따른 경화성 조성물을 제공하는 단계; 및
경화성 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 경화성 조성물의 무점착성 반응 생성물을 제공하며, 상기 경화성 조성물은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00006
,
Figure 112013096224472-pct00007
,
Figure 112013096224472-pct00008
, 및
Figure 112013096224472-pct00009
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하며,
여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위이다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 이형 라이너 상에 배치된 본 발명에 따른 경화성 조성물을 포함하는 물품을 제공한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 양호한 열 안정성 및 양호한 반응성을 나타내면서 상응하는 3-치환된 벤족사진/티올계 조성물보다 더 낮은 점도를 갖도록 제형화될 수 있다. 일부 경우에는, 추가 이점이 얻어질 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 섭씨 100도 (100℃)의 유리 전이 온도를 달성하는 데 필요한 경화 시간을 감소시키도록 제형화될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 B-스테이지(B-stage) 조성물 (예를 들어, 시트 또는 테이프로서)을 포함하는데, 여기서는 가요성 및 점착성 정도가 전형적으로 취급에 관한 중요한 파라미터이다. 폴리에폭사이드 및/또는 폴리티올의 전략적 선정은 이전에 가능했던 것보다 더 넓은 범위의 3-치환된 벤족사진으로 가요성 및 접착 특성의 신중한 조정을 가능하게 한다.
본 발명의 특징 및 이점은 상세한 설명뿐만 아니라 첨부된 특허청구범위의 고려시에 추가로 이해될 것이다.
<도 1>
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 물품(100)의 개략적인 단면도이다.
<도 2>
도 2는 시차 주사 열량법에 의해 측정된 열 유량 대 온도의 도면이다.
<도 3>
도 3은 동적 기계적 분석에 의해 측정된 손실 탄성률 (E'') 대 온도의 도면을 도시한다.
<도 4a 내지 도 4d>
도 4a 내지 도 4d는 동적 기계적 분석에 의해 측정된 저장 탄성률 (E'') 대 온도의 도면을 도시한다.
<도 5a 내지 도 5d>
도 5a 내지 도 5d는 동적 기계적 분석에 의해 측정된 손실 탄젠트 대 온도의 도면이다.
<도 6>
도 6은 동적 기계적 분석에 의해 측정된 손실 탄젠트 대 온도의 도면이다.
상기 도면은 본 발명의 일부 실시 형태들을 기술하지만, 논의에서 알 수 있는 바와 같이 다른 실시 형태가 또한 고려된다. 모든 경우에서, 본 개시 내용은 예시적이고 비제한적으로 본 발명을 나타낸다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "헤테로알킬"은 S, O, 및 N으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 헤테로원자가 탄소 대신 치환된 알킬을 말한다. 예에는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 3,6-다이옥사헵틸, 및 4-다이메틸아미노부틸이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "헤테로아릴"은 S, O, 및 N으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 헤테로원자가 탄소 대신 치환된 아릴을 말한다. 예에는 피리딜, 푸라닐, 피롤릴, 티에닐, 티아졸릴, 옥사졸릴, 이미다졸릴, 인돌릴, 벤조푸라닐, 및 벤즈티아졸릴이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "하이드로카르빌"은 1개의 수소 원자가 제거된 탄화수소를 말한다. 예에는 페닐, 부틸, 메틸, 도데실, 베헤닐, 에틸 페닐, 및 다이페닐메틸이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "헤테로하이드로카르빌"은 S, O, 및 N으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 헤테로원자가 탄소 대신 치환된 하이드로카르빌을 말한다. 예에는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 4-다이페닐아미노부틸, 2-(2'-페녹시에톡시)에틸, 3,6-다이옥사헵틸, 및 3,6-다이옥사헥실-6-페닐이 포함된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 하나 이상의 3-치환된 벤족사진을 포함한다. 3-치환된 벤족사진은, 예를 들어 오랜 기간에 걸쳐 확립된 방법에 따라 전형적으로 페놀, 1차 아민, 및 지방족 알데하이드 (전형적으로 포름알데하이드)의 축합에 의해 제조되지만, 다른 알데하이드 (예를 들어, 지환족 알데하이드 또는 알크아릴 알데하이드)가 또한 사용될 수 있다.
3-치환된 벤족사진 모이어티(moiety)가 더 많이 포함된 화합물이 요구된다면, 2개 초과의 아미노 기를 갖는 폴리아민이 사용될 수 있다. 대안적으로, 폴리페놀, 예를 들어 비스페놀 A 또는 비스페놀 F가 모노아민 및 포름알데하이드와 배합되어 하나 초과의 3-치환된 벤족사진 기를 갖는 화합물을 제조할 수 있다. 필요하다면, 폴리아민 및 포름알데하이드와 배합된 폴리페놀을 사용하여 올리고머성 및/또는 중합체성 벤족사진 수지가 제조될 수 있다. 3-치환된 벤족사진 (수지 포함)의 합성에 관한 추가의 상세 사항에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 제4,501,864호 (히긴바텀(Higginbottom)), 제5,543,516호 (이시다(Ishida)), 및 제7,041,772호 (아이자와(Aizawa) 등)를 참조한다. 다른 방법이 문헌[N. N. Ghosh et al. in "Polybenzoxazine-new high performance thermosetting resins: synthesis and properties", Prog. Polym. Sci. (2007), vol. 32, pp. 1344-1391]에 의해 기재되어 있다.
3-치환된 벤족사진은 추가 치환체를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 3-치환된 벤족사진은 하기 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure 112013096224472-pct00010
여기서,
R1은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 하이드로카르빌 또는 헤테로하이드로카르빌 기를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, R1은 1 내지 20개의 탄소 원자 또는 심지어는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다. 예에는 페닐, 메틸, 에틸, 도데실, -CH2CH2N(CH3), 및 C6H5NH(CH2)2NH(CH2)2NH2가 포함된다.
R2, R3, R4, 및 R5는, 단독으로 또는 조합하여, 독립적으로 H, 할로겐 (예컨대, Br, Cl, F), 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 하이드로카르빌 기, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 헤테로하이드로카르빌 기를 나타낸다. 예를 들어, R2 내지 R5는 독립적으로 알킬 (예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 헥실, 에틸헥실, 또는 옥틸), 아릴 (예컨대, 페닐, 나프틸, 또는 페난트릴), 아르알킬 (예컨대, 페닐에틸 또는 벤질), 또는 알크아릴 (예컨대, 에틸페닐, 다이메틸페닐, 또는 메틸페닐), 헤테로알킬 (예컨대, 메톡시, 메톡시에틸, 티오에틸, 다이메틸아미노, 다이에틸아미노, 에톡시, 프로폭시, 3,6-다이옥사헵틸, 또는 4-다이메틸아미노부틸), 헤테로아릴 (예컨대, 피리딜, 푸라닐, 피롤릴, 티에닐, 티아졸릴, 옥사졸릴, 이미다졸릴, 인돌릴, 벤조푸라닐, 및 벤즈티아졸릴), 헤테로알크아릴, 헤테로아르알킬을 나타낼 수 있다.
R6은 H, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 하이드로카르빌 기를 나타낸다. 예에는 (예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 헥실, 에틸헥실, 또는 옥틸), 아릴 (예컨대, 페닐, 또는 나프틸), 아르알킬 (예컨대, 페닐에틸 또는 벤질), 또는 알크아릴 (예컨대, 에틸페닐, 다이메틸페닐, 또는 메틸페닐)이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 3-치환된 벤족사진은 하기 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure 112013096224472-pct00011
여기서, R2, R3, R4, R5, 및 R6은 앞서 정의된 바와 같고, R7은 1 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 2가 유기 기를 나타낸다. R7의 예에는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 (예컨대, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 도데실렌), 아릴렌 (예컨대, 페닐렌, 바이페닐렌), 헤테로알킬렌 (예컨대, -(CH2CH2NH)1-10CH2CH2-, -(CH2CH2CH2CH2NH)1-10CH2CH2CH2CH2-, -(CH2)4NH(CH2)3-, -CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3-, -(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)3-, -(CH2)2NH(CH2)3NH(CH2)2-, -(CH2)3NH(CH2)2-, -(CH2CH2O)1-20CH2CH2-, 및 -(CH2CH2CH2CH2O)1-15CH2CH2CH2-), 및 -(CH2)3NHCH2CH=CHCH2NH(CH2)3-이 포함된다.
구매가능한 3-치환된 벤족사진에는 헌츠만 코포레이션 엘엘씨(Huntsman Corp. LLC) (미국 유타주 솔트 레이크 시티 소재)로부터 상표명 아랄다이트(ARALDITE) MT로 입수가능한 것들이 포함된다. 예에는 하기가 포함된다:
Figure 112013096224472-pct00012
(이는 아랄다이트 MT 35600으로 입수가능함);
Figure 112013096224472-pct00013
(이는 아랄다이트 MT 35700으로 입수가능함);
Figure 112013096224472-pct00014
(이는 아랄다이트 MT 35800으로 입수가능함);
Figure 112013096224472-pct00015
(이는 아랄다이트 MT 35900으로 입수가능함); 및
Figure 112013096224472-pct00016
(이는 아랄다이트 MT 36000으로 입수가능함).
추가의 구매가능한 3-치환된 벤족사진에는 하기가 포함된다:
Figure 112013096224472-pct00017
(이는 시코쿠 케미칼스 코포레이션(Shikoku Chemicals Corporation) (일본 가가와 소재)으로부터 P-D 벤족사진(P-D BENZOXAZINE)으로 입수가능함).
2작용성 아민 (즉, 다이아민)이 사용된다면, 2개의 벤족사진 모이어티를 갖는 화합물이 얻어지며; 예를 들어, 하기에 나타낸 것이 얻어지는데, 여기서 Z는 2가 유기 기를 나타낸다:
Figure 112013096224472-pct00018
유용한 3-치환된 벤족사진의 단지 제한된 표현만이 상기에 설명되어 있고, 3-치환된 벤족사진의 다른 구조가 또한 고려되는데; 예를 들어, 이는 상기 언급된 방법에 따라 다양한 페놀, 아민, 및 알데하이드를 사용한 그들의 합성으로부터 얻어지게 될 것이기 때문이다. 예시적인 그러한 페놀, 아민, 및 알데하이드가 하기에 논의되어 있다.
모노페놀 및 폴리페놀이 사용될 수 있다. 페놀은 필요하다면 제한 없이 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, 페놀은 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아르알킬, 헤테로아르알킬, 알콕시, 알콕시알킬렌, 하이드록시알킬, 하이드록실, 할로알킬, 카르복실, 할로, 아미노, 아미노알킬, 알킬카르보닐옥시, 알킬옥시카르보닐, 알킬카르보닐, 알킬카르보닐아미노, 아미노카르보닐, 알킬설포닐아미노, 아미노설포닐, 설포, 또는 알킬설포닐 기와 같은 치환체로 치환될 수 있다. 바람직하게는, 페놀성 하이드록실 기에 인접한 고리 위치 중 하나 이상은 비치환되어 벤족사진 고리 형성을 용이하게 한다.
페놀의 아릴 부분은 페닐 고리일 수 있거나, 또는 나프틸, 바이페닐, 페난트릴, 및 안트라세닐로부터 선택될 수 있다. 페놀의 아릴 고리는 1 내지 3개의 헤테로원자, 예를 들어 질소, 산소, 또는 황을 함유하는 헤테로아릴 고리를 추가로 포함할 수 있으며 융합 고리를 포함할 수 있다. 헤테로아릴의 일부 예는 피리딜, 푸라닐, 피롤릴, 티에닐, 티아졸릴, 옥사졸릴, 이미다졸릴, 인돌릴, 벤조푸라닐, 및 벤즈티아졸릴이다.
1작용성 페놀의 예에는 페놀, 크레졸, 2-브로모-4-메틸페놀, 2-알릴페놀, 및 4-아미노페놀이 포함된다. 폴리페놀의 예에는 페놀프탈레인; 바이페놀; 비스페놀 F; 4,4'-다이하이드록시벤조페논; 비스페놀 A; 1,8-다이하이드록시안트라퀴논; 1,6-다이하이드록시나프탈렌; 2,2'-다이하이드록시아조벤젠; 레소르시놀; 불소 비스페놀; 및 1,3,5-트라이하이드록시벤젠이 포함된다. 페놀의 조합이 사용될 수 있다.
3-치환된 벤족사진을 제조하기에 적합한 알데하이드에는, 예를 들어 포름알데하이드, 파라포름알데하이드, 1,3,5-트라이옥산, 및 지방족 알데하이드 (예컨대, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알데하이드)가 포함된다. 지방족 알데하이드의 예에는 크로톤알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 부티르알데하이드, 및 헵트알데하이드가 포함된다. 알데하이드의 조합이 사용될 수 있다.
3-치환된 벤족사진을 제조하는 데 유용한 아민은 하나 이상의 1차 아민 기를 갖는 치환 또는 비치환된, 일치환, 이치환 또는 더 고차로 치환된 (헤테로)하이드로카르빌 아민일 수 있다. 예를 들어, 아민은 지방족, 지환족, 또는 방향족 아민일 수 있다. 아민은, 예를 들어 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아르알킬, 또는 헤테로아르알킬과 같은 기로 치환될 수 있다. 아민의 조합이 사용될 수 있다.
3-치환된 벤족사진의 제조에 유용한 아민에는, 예를 들어 화학식 R9(NH2)k의 것들이 포함되며, 이에는 (헤테로)하이드로카르빌 모노아민 및 폴리아민이 포함된다. R9는 k의 가수를 갖는 (헤테로)하이드로카르빌 기일 수 있다. 일부 실시 형태에서, R9는 알킬, 사이클로알킬 또는 아릴이고, k는 1, 2, 3 또는 4이다. 일부 실시 형태에서, R9는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 1가 및 다가 유기 기로부터 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, R9는 폴리(알킬렌옥시) 기 (예컨대, 폴리(에틸렌옥시), 폴리(프로필렌옥시), 또는 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시))이다. 일부 실시 형태에서, R9는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는, 비중합체성 지방족, 지환족, 방향족, 또는 알킬-치환된 방향족 모이어티를 포함한다. 일부 실시 형태에서, R9는 예컨대 폴리옥시알킬렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리스티렌, 또는 폴리실록산으로부터 유도된 1가 중합체성 기를 포함한다.
임의의 1차 아민이 사용될 수 있다. 유용한 모노아민에는, 예를 들어 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 헥실아민, 옥틸아민, 도데실아민, 다이메틸 아민, 메틸 에틸 아민 및 아닐린이 포함된다. 용어 "다이아민" 및 "폴리아민"은 각각 2개의 1차 아민 기 또는 둘 이상의 1차 아민 기를 함유하는 유기 화합물을 말한다. 지방족, 방향족, 지환족, 및 올리고머성 다이아민 및 폴리아민은 모두 본 발명의 실시에 유용한 것으로 여겨진다. 유용한 다이아민 또는 폴리아민의 부류의 대표적인 것은 4,4'-메틸렌 다이아닐린, 3,9-비스-(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 및 폴리옥시에틸렌다이아민이다. 유용한 다이아민에는, 예를 들어 N-메틸-1,3-프로판다이아민, N-에틸-1,2-에탄다이아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 펜타에틸렌헥사아민, 에틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민, 도데칸다이아민, N-메틸에탄올아민; 및 1,3-프로판다이아민이 포함된다.
유용한 폴리아민의 예에는 적어도 2개의 아미노 기 (여기서, 이들 아미노 기 중 적어도 하나는 1차이고, 나머지는 1차, 2차, 또는 이들의 조합일 수 있음)를 갖는 폴리아민이 포함된다. 예에는 H2N(CH2CH2NH)1-10H, H2N(CH2CH2CH2CH2NH)1-10H, H2N(CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH)1-10H, H2N(CH2)3NHCH2CH=CHCH2NH(CH2)3NH.2, H2N(CH2)4NH(CH2)3NH2, H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2, H2N(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)3NH2, H2N(CH2)2NH(CH2)3NH(CH2)2NH2, H2N(CH2)3NH(CH2)2NH2, C6H5NH(CH2)2NH(CH2)2NH2, 및 N(CH2CH2NH2)3, 및 중합체성 폴리아민, 예를 들어 선형 또는 분지형 (덴드리머(dendrimer) 포함) 단일중합체 및 에틸렌이민 (즉, 아지리딘)과의 공중합체가 포함된다.
유용한 폴리아민에는 또한 폴리(알킬렌옥시)폴리아민, 예를 들어 H2N-R10-O-(R11O)p-(R12O)q-(R11O)r -R10-NH2 및 [H2N-R10 O-(R11O)p-]s -R13이 포함된다.
R10, R11, 및 R12는 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기이다. 예를 들어, R10은 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 (예컨대, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 또는 아이소부틸)일 수 있고, R7 및 R8은 2개 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 (예컨대, 에틸, n-프로필, 또는 아이소프로필)일 수 있다. R9는 폴리(알킬렌옥시)폴리아민을 제조하는 데 사용되는 폴리올의 잔기 (즉, 하이드록실 기가 제거되는 경우 남아 있는 유기 구조)이다. R13은 분지형 또는 선형일 수 있으며, 치환 또는 비치환될 수 있다 (그렇다 하더라도 치환체는 옥시알킬화 반응을 방해하지 않아야만 한다). p의 양은 1 이상, 바람직하게는 1 내지 150, 또는 심지어는 1 내지 20의 수를 나타낸다. p가 2, 3 또는 4인 구조가 또한 특히 유용할 수 있다. q 및 r의 양은 0 이상의 수를 나타낸다. s의 양은 2 초과, 바람직하게는 (폴리옥시알킬렌 트라이아민 및 테트라아민을 각각 제공하도록) 3 또는 4이다. 일부 실시 형태에서, p, q, r 및 s는 수득된 생성물이 실온에서 액체가 되도록 선택되는데, 그 이유는 이것이 생성물의 취급 및 혼합을 간소화하기 때문이다. 통상, 폴리(알킬렌옥시)폴리아민은 액체이다.
폴리(알킬렌옥시)폴리아민의 예에는 폴리(에틸렌 옥사이드) 다이아민, 폴리(프로필렌 옥사이드)다이아민, 폴리(프로필렌 옥사이드)트라이아민, 다이에틸렌 글리콜 프로필렌 다이아민, 트라이에틸렌글리콜 프로필렌 다이아민, 폴리(테트라메틸렌옥사이드)다이아민, 폴리(에틸렌 옥사이드)-코-폴리(프로필렌 옥사이드)다이아민, 및 폴리(에틸렌 옥사이드)-코-폴리(프로필렌 옥사이드) 트라이아민이 포함된다.
적합한 구매가능한 폴리(알킬렌옥시)폴리아민의 예에는 헌츠만 케미칼 컴퍼니(미국 유타주 솔트 레이크 시티 소재)로부터 상표명 제파민(JEFFAMINE)으로 입수가능한 것들, 예를 들어 제파민 D, ED, 및 EDR 시리즈 다이아민 (예컨대, D-400, D-2000, D-5000, ED-600, ED-900, ED-2001, 및 EDR-148), 및 제파민 T 시리즈 트라이아민 (예컨대, T-403) 뿐만 아니라 유니온 카바이드 컴퍼니(Union Carbide Company) (미국 코네티컷주 댄버리 소재)로부터 H221로 입수가능한 폴리(알킬렌옥시)폴리아민이 포함된다.
유용한 폴리아민에는 또한, 예를 들어 아민-말단화된 올리고- 및 폴리- (다이아릴)실록산 및 (다이알킬)실록산, 아미노-말단화된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 및 아미노 말단화된 폴리(알킬렌 옥사이드)가 포함된다. 유용한 폴리아민에는 또한 펜던트 또는 말단 아미노 기를 갖는 폴리다이알킬실록산이 포함된다. 말단 또는 펜던트 아민 기를 갖는 예시적인 시판 폴리다이알킬실록산에는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 PDMS 다이아민(PDMS DIAMINE) 5k, 10k, 또는 15k; 티에이취. 골트슈미트(Th. Goldschmidt) (독일 에쎈 소재)로부터 테고머(TEGOMER) A-Si 2120 또는 2130; 젤레스트, 인크.(Gelest, Inc.) (미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재)로부터 DMS-A11, A12, A15, A25, 또는 A32, AMS-132, 152, 162, 또는 232, 또는 ATM-1112; 또는 로디아 에스에이(Rhodia SA) (프랑스 꾸흐브부아 소재)로부터 로도실(RHODORSIL) 21643 및 21644, 21642, 또는 21637로서 입수가능한 것들이 포함된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 하나 이상의 폴리에폭사이드 (즉, 둘 이상의 에폭시 기를 갖는 화합물)를 포함한다: 본 발명의 실시에 이용될 수 있는 폴리에폭사이드에는, 예를 들어 단량체성 폴리에폭사이드, 올리고머성 폴리에폭사이드, 및 중합체성 폴리에폭사이드가 포함된다. 유용한 폴리에폭사이드에는, 예를 들어 방향족 폴리에폭사이드, 지환족 폴리에폭사이드, 및 지방족 폴리에폭사이드가 포함된다. 폴리에폭사이드의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 폴리에폭사이드는 글리시딜 기를 포함한다.
글리시딜 기를 함유하는 폴리에폭사이드의 예에는 비스페놀 A 다이글리시딜 에테르, 비스페놀 F 다이글리시딜 에테르, 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르, 예컨대 비스페놀 A-타입 수지 및 그의 유도체, 에폭시 크레졸-노볼락 수지, 에폭시 페놀-노볼락 수지, 및 방향족 카르복실산의 글리시딜 에스테르 (예컨대, 프탈산 다이글리시딜 에스테르, 아이소프탈산 다이글리시딜 에스테르, 트라이멜리트산 트라이글리시딜 에스테르, 및 파이로멜리트산 테트라글리시딜 에스테르), 및 N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-메틸렌비스벤젠아민이 포함된다.
구매가능한 글리시딜 기를 함유하는 폴리에폭사이드의 예에는 헌츠만 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능한 상표명 아랄다이트 (예컨대, 아랄다이트 MY-720, 아랄다이트 MY-721, 아랄다이트 0510, 아랄다이트 PY-720, 및 아랄다이트 EPN 1179)를 갖는 것들; 모멘티브 스페셜티 케미칼스(Momentive Specialty Chemicals) (미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 입수가능한 상표명 에폰 레진(EPON RESIN) (예컨대, 에폰 레진 828, 에폰 레진 826, 에폰 레진 862 및 에폰 레진 CS-377)을 갖는 것들; 및 상표명 DER (예컨대, DER 330), DEN (예컨대, DEN 438 및 DEN 439)을 갖는 방향족 폴리에폭사이드가 포함된다.
하나 이상의 폴리에폭사이드 중 임의의 것이 글리시딜 기를 가진다면(즉, y가 0 초과이면), 글리시딜 기 당량의 수는 3-치환된 벤족사진 기의 당량의 수 (x)의 0.1 내지 1배의 범위의 글리시딜 기가 되도록 선택된다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 폴리에폭사이드에는 글리시딜 기가 없다. 글리시딜 기가 없는 폴리에폭사이드의 예에는 에폭시사이클로헥산카르복실레이트 (예컨대, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3,4-에폭시사이클로헥산카르복실레이트 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Co.)로부터 상표명 ERL-4221로 입수가능함), 3,4-에폭시-2-메틸사이클로헥실메틸 3,4-에폭시-2-메틸사이클로헥산카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸) 아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 ERL-4201로 입수가능함); 비닐사이클로헥센 다이옥사이드 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 ERL-4206으로 입수가능함); 비스(2,3-에폭시사이클로펜틸) 에테르 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 ERL-0400으로 입수가능함), 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸) 아디페이트 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 ERL-4289로 입수가능함), 다이펜테릭 다이옥사이드 (예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 "ERL-4269"로 입수가능함), 2-(3,4-에폭시사이클로헥실-5,1'-스피로-3',4'-에폭시사이클로헥산-1,3-다이옥산, 및 2,2-비스(3,4-에폭시사이클로헥실)프로판이 포함된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리티올을 포함한다:
Figure 112013096224472-pct00019
,
Figure 112013096224472-pct00020
,
Figure 112013096224472-pct00021
, 및
Figure 112013096224472-pct00022
.
상기 구조식에서, v는 0 또는 1이고, t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수 (예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6)이다. R14는 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이다. 일부 실시 형태에서, R14는 지방족 (즉, 비방향족)인 반면, 다른 실시 형태에서 그것은 하나 이상 (예컨대, 1개, 2개, 또는 3개)의 방향족 고리를 포함한다.
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 옥시알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 50개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자 (예컨대, 4 내지 50개의 탄소 원자 또는 4 내지 20개의 탄소 원자)를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. R17은 1 내지 30개의 탄소 원자 (예컨대, 1 내지 20개의 탄소 원자, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자)를 갖는 알킬렌 기이다.
유용한 폴리티올의 예에는 1,6-헥산다이티올; 1,8-다이메르캅토-3,6-다이티아옥탄; 프로판-1,2,3-트라이티올; 에틸렌 글리콜 비스(티오글리콜레이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트); 에틸렌 글리콜 비스(3-메르캅토프로피오네이트); 트라이메틸올프로판 트리스(티오글리콜레이트); 트라이메틸올프로판 트리스(3-메르캅토프로피오네이트); 및 펜타에리트리톨 테트라키스(티오글리콜레이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트); 및 3,6-다이옥사-1,8-옥탄, (HSCH2CH(OH)CH2OC6H4)2CH2, (HSCH2CH(OH)CH2OC6H4)2C(CH2)2가 포함된다.
구매가능한 폴리티올의 예에는 메르캅토 하이드록시 대두유 (예컨대, 세브론 필립스 케미칼 컴퍼니(Chevron Phillips Chemical Co.) (미국 텍사스주 더 우드랜즈 소재)로부터 PM-358로 입수가능한 것으로서), 메르캅탄화 피마자유 (예컨대, 세브론 필립스 케미칼 컴퍼니로부터 폴리머캅탄(POLYMERCAPTAN) 805-C로서), 다이펜텐 다이메르캅탄, 및 헨켈 코포레이션(Henkel Corp.) (독일 뒤셀도르프 소재)으로부터의 캅큐어(CAPCURE) 3-800 에폭시 경화제가 포함된다.
추가 폴리티올에는 고분자량 티올이 포함되며, 이에는 폴리프로필렌 에테르 글리콜 비스(3-메르캅토프로피오네이트)가 포함되는데, 이는 폴리프로필렌-에테르 글리콜 (바스프 위안도트 케미칼 코포레이션(BASF Wyandotte Chemical Corp.) (미국 미시간주 위안도트 소재)으로부터 플루라콜(PLURACOL) P201로 입수가능함) 및 3-메르캅토프로피온산으로부터 에스테르화에 의해 제조될 수 있다.
소량의 모노티올이 경화성 조성물에 첨가될 수 있는데, 이는 예를 들어 생성되는 경화된 조성물의 물리적 특성을 제어하기 위함이다. 존재한다면, 그러한 모노티올은 전형적으로 하나 이상의 폴리티올 내의 티올 기의 최대 약 0.2 당량의 양으로 사용된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 일반적으로 x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진 (여기서, x는 0보다 큰 수임), y 당량의 글리시딜 기를 포함하는 하나 이상의 폴리에폭사이드 (여기서, y는 0 이상의 수임), 및 z 당량의 하나 이상의 폴리티올 (여기서, z는 0보다 큰 수임)을 함유한다. 일부 실시 형태에서, y는 0이다. x, y, 및 z의 값은 z가 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위가 되도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, z는 0.1(x+y) 내지 0.3(x+y)의 범위이다.
존재하는 글리시딜 기가 없는 실시 형태에서, 폴리에폭사이드는 폴리티올, 폴리에폭사이드, 및 3-치환된 벤족사진의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량% (예컨대, 5 내지 30 중량%)의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 경화를 촉진시키기 위하여 선택적으로 산 촉매를 포함할 수 있다. 존재한다면, 산 촉매는 일반적으로 경화성 조성물의 경화 속도에 영향을 주기에 유효한 양 (즉, 유효량)으로 존재한다. 전형적으로, 그러한 유효량은 경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 미만, 더 전형적으로 약 5 중량% 미만, 또는 심지어는 약 1 중량% 미만이다.
적합한 산 촉매의 예에는 황산, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소, 트라이플루오로아세트산, 트라이클로로아세트산, p-톨루엔설폰산, 과염소산, 메탄설폰산, 2-아미노에탄설폰산, 염화알루미늄, 염화아연, 삼불화붕소, 오염화안티몬, 다이부틸주석 다이라우레이트, 및 사염화티타늄이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 선택적인 산 촉매는 초강산(superacid)을 포함한다. 초강산은, 정의에 의하면, 100% 황산보다 더 산성인 브뢴스테드 산이다. 예에는 화학식 H+ SbF5X- (여기서 X는 할로겐, 하이드록시, 또는 -OR14임)를 갖는 치환된 펜타플루오로안티몬산의 액체 염이 포함되는데, 여기서 전술한 화학식은 약 10,000 g/㏖ 미만의 분자량과 1 이상, 바람직하게는 2 이상의 1차 또는 2차 하이드록시 작용기를 갖는 지방족, 지환족, 또는 방향족 알코올의 잔기이다. R14의 예에는 2-하이드록시에톡시 및 2-(2'-하이드록시에톡시)에톡시가 포함된다. 구매가능한 초강산의 예에는 트라이플루오로메탄설폰산, 및 둘 모두 다 킹 인더스트리즈(King Industries) (미국 코네티컷주 노워크 소재)로부터 나큐어 수퍼(NACURE SUPER) XC-7231 촉매 (헥사플루오로안티몬산암모늄) 및 나큐어 수퍼 XC-A230 촉매 (헥사플루오로안티몬산암모늄)로 입수가능한 것들이 포함된다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은 일반적으로 단순히 그 성분들을 혼합에 의해 배합함으로써 제조될 수 있다. 일부 경우에, 배합하기 전에 성분들 중 하나 이상을 가온하는 것 (예컨대, 고체 성분을 용융하는 것)이 바람직할 수 있다.
경화성 조성물의 경화는 전형적으로 열원을 사용하여 가열함으로써 달성된다. 적합한 열원의 예에는 오븐, 고온 플래튼(platen), 및 적외선이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 B-스테이지(stage) 조성물 (예컨대, 접착 시트 또는 테이프)을 제공한다. 가공 응용, 예컨대 인쇄 회로 제조에서는 흔히 스테이지가능한 접착제 (즉, 점착성 또는 무점착성 상태로 부분적으로 경화되고, 기재 상에 배치되고, 전형적으로는 열 및/또는 압력을 사용하여 경화될 수 있는 접착제 조성물)를 사용한다. 부분적으로 경화된 무점착성 상태를 일반적으로 "B-스테이지"라 지칭한다.
미경화, B-스테이지, 및 경화된 조성물의 물리적 특성 (예컨대, 점도, 점착성, 박리력 및/또는 전단력)은 경화성 조성물 내의 각각의 성분의 상이한 양 및 유형의 사용을 통해 용이하게 변경될 수 있다.
경화성 조성물을 경화시키기 위한 반응 조건은 사용되는 반응물 및 양에 따라 좌우되며, 당업자에 의해 결정될 수 있다. 경화성 조성물은 일반적으로 벤족사진 화합물(들), 폴리에폭사이드(들), 폴리티올(들), 및 선택적인 촉매를 임의의 순서로 혼합함으로써 제조될 수 있다. 일반적으로, 이어서 경화성 조성물은 약 1 내지 120분의 시간 동안 충분한 온도 (예컨대, 약 50℃ 내지 200℃)로 가열되지만, 다른 조건들도 또한 사용될 수 있다.
적합한 열원에는, 예를 들어 유도 가열 코일, 오븐, 핫 플레이트(hot plate), 히트 건(heat gun), 레이저를 포함한 적외선 공급원, 마이크로파 공급원이 포함된다.
용매는 경화성 조성물의 제조 및/또는 코팅을 돕는 데 사용되고 가공 조제(processing aid)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 소량의 용매 중 촉매의 진한 용액을 제조하여 중합성 조성물의 제조를 단순화하는 것이 유리할 수 있다. 예시적인 용매에는 락톤, 예를 들어 감마-부티로락톤, 감마-발레로락톤; 및 엡실론-카프로락톤; 케톤, 예를 들어 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 사이클로펜타논 및 사이클로헥사논; 설폰, 예를 들어 테트라메틸렌 설폰, 3-메틸설폴란, 2,4-다이메틸설폴란, 부타디엔 설폰, 메틸 설폰, 에틸 설폰, 프로필 설폰, 부틸 설폰, 메틸 비닐 설폰, 2,2'-설포닐다이에탄올; 설폭사이드, 예를 들어 다이메틸 설폭사이드; 환형 카르보네이트, 예를 들어 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 및 비닐렌 카르보네이트; 카르복실산 에스테르, 예를 들어 에틸 아세테이트, 메틸 셀로솔브 아세테이트, 메틸 포르메이트; 메틸렌 클로라이드, 니트로메탄, 아세토니트릴, 글리콜 설파이트, 및 1,2-다이메톡시에탄 (글라임(glyme))이 포함된다.
보조제(adjuvant)가 선택적으로 경화성 조성물에 첨가될 수 있다. 예에는 착색제, 연마 과립(abrasive granule), 산화방지 안정제, 열분해 안정제, 광 안정제, 전도성 입자, 점착부여제, 충전제, 유동촉진제(flow agent), 점증제(bodying agent), 소광제(flatting agent), 불활성 충전제, 결합제, 블로잉제(blowing agent), 살진균제, 살세균제, 계면활성제, 가소제, 고무 강인화제(rubber toughener) 및 당업자에게 알려진 다른 첨가제가 포함된다.
본 발명에 따른 조성물은, 예를 들어 코팅, 폼(foam), 형상화된 물품, 접착제 (구조용 접착제 및 반구조용 접착제 포함), 자기 매체, 충전되거나 보강된 복합재, 코팅된 연마제, 코킹(caulking) 및 밀봉 화합물, 캐스팅 및 성형 화합물, 포팅(potting) 및 캡슐화 화합물, 함침 및 코팅 화합물, 전자 장치용 전도성 접착제, 전자 장치용 보호 코팅, 및 당업자에게 알려진 기타 응용으로서 유용하다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 경화성 조성물은 (예컨대, 열경화성 시트 또는 테이프로 형성된다면) 라이너 상에 배치된다. 이제 도 1을 참고하면, 예시적인 물품(100)은 제1 이형 라이너(120) 상에 배치된 본 발명에 따른 경화성 조성물(110)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 경화성 조성물(110)은 제1 이형 라이너(120)와 선택적인 제1 이형 라이너(130) 사이에 개재된다.
이형 라이너는 당업계에 잘 알려져 있으며, 이에는 예를 들어 실리콘 처리된 종이, 및 폴리올레핀 필름 (예컨대, 폴리프로필렌 필름)이 포함된다. 물품(100)을 제조하기 위하여, 경화성 조성물(110)은, 예를 들어, 이형 라이너들 중 하나 또는 둘 모두 상에 코팅되거나 그것에 라미네이팅될 수 있다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
Figure 112013096224472-pct00023
절차 및 시험 방법
반대로 명시된 경우를 제외하고는, 양은 당량(eq)으로 주어진다. 당량은 반응물 분자의 몰당 반응성 기의 몰을 기준으로 한다. 그러므로, 2 당량의 2작용성 반응물은 1 몰의 그 반응물을 나타내고, 1 몰의 3작용성 반응물은 3 당량의 그 반응물을 나타낼 것이다. 촉매는 1작용성인 것처럼 처리된다.
시차 주사 열량법(DSC)을 주어진 반응 혼합물의 분취물에 대해 수행하였는데, 이 분취물을 개방형 알루미늄 DSC 팬 내에 넣고, 시차 주사 열량계 (세이코 인스트루먼츠 유에스에이, 인크.(Seiko Instruments USA, Inc.), 미국 캘리포니아주 토랜스 소재) 내에서 25℃로부터 300℃까지 10℃/min으로 가열하였다.
중첩 전단 강도 시험(Overlap Shear Strength Test, OLS)을 사용하여 응집 강도를 측정하였다. 보잉 에어크라프트 컴퍼니(Boeing Aircraft Company) 규격 BAC-5555에 따라 양극처리된(anodized) 10 ㎝ × 18 ㎝ × 0.16 ㎝ (4 in × 7 in × 0.063 in) 7075 T6 베어 알루미늄(bare aluminum)을 사용하여 중첩 또는 "겹침"(lap) 전단 시편을 제조하였다. 양극처리 전압은 22.5 볼트였다. ASTM 시험 방법 D-1002에 기재된 바와 같이 시편을 생성하였다. 구체적인 열 코팅 조건은 하기에 기재된 바와 같이 각각의 실시예에서 달리 하였다. 일반적으로, 접착제의 대략 1.3 ㎝ (0.5 in) × 0.15 ㎜의 스트립을 스크레이퍼를 사용하여 2개의 피착체 각각의 한쪽 에지에 적용하였다. 접합 라인(bondline) 두께 제어용 스페이서로서 3개의 75 마이크로미터 직경 피아노 선을 사용하였다. 접합부를 폐쇄하고 에지에 테이프를 붙였다. 접합부를 알루미늄 포일 시트와 판지 조각의 사이에 두었다. 접착제 확산을 제공하기 위하여, 2개의 6.4 ㎏ (14 lb) 강판을 사용하여 압력을 가하였다. 접착제를 (각각의 실시예에 기재된 바와 같이) 경화되게 한 후, 큰 시편을 2.5 ㎝ (1 in) 폭의 더 작은 시편으로 잘라서 3.2 ㎠ (0.5 in2)의 접합 면적을 제공하였다. 각각의 더 큰 시편으로부터 6개의 중첩 전단 시편을 얻었다. 0.25 ㎝/min (0.1 in/min)의 크로스헤드 변위 속도를 사용하여, 신테크(SINTECH) 인장 시험기 (엠티에스(MTS), 미국 미네소타주 에덴 프래리 소재) 상에서 실온에서의 파괴에 대하여 이들 접합부를 시험하였다. 파괴 하중을 기록하였다. 버니어 캘리퍼(vernier caliper)를 사용하여 중첩 폭을 측정하였다. 예시된 중첩 전단 강도는 (2 × 파괴 하중)/(측정된 폭)으로서 계산된다. 6회 시험의 결과로부터 평균(mean) 및 표준 편차를 계산하였다.
T-박리 시험 (T-박리)을 사용하여 접착 박리력을 결정하였다. 보잉 에어크라프트 컴퍼니 규격 BAC-5555에 따라 양극처리된 10 ㎝ × 20 ㎝ × 64 ㎜ (4 in × 8 in × 0.025 in) 7075 T6 베어 알루미늄을 사용하여 T-박리 값을 측정하였다. 양극처리 전압은 22.5 볼트였다. 이 시험은 ASTM D-1876; 접착제의 박리 저항성에 대한 표준 시험 방법 ("문헌[T -Peel Test," Annual Book of ASTM Standards, vol. 15.06, pp. 115-117 (1995)])에 기재된 바와 같았다. 주어진 실시예에서 제조된 5 ㎝ × 13 ㎝ × 25 마이크로미터 (2 in × 5 in × 10 밀(mil))의 접착제 스트립을 2개의 양극처리된 알루미늄 피착체 둘 모두에 적용하였다. 황동 심(shim)으로 제조된 10 밀 (25 마이크로미터) 두께의 스페이서를 접합 라인 두께 제어용 접합 영역의 에지에 적용하였다. 접착부를 폐쇄하고 접착 테이프를 적용하여, 경화되는 동안 피착체들을 함께 고정시켰다. 접착제 접합부를 알루미늄 포일 시트들 사이에, 그리고 또한 판지 조각들 사이에 두었다. 접착제 확산을 제공하기 위하여, 4개의 6.4 ㎏ (14 lb) 강판을 사용하여 압력을 가하였다. 조립체를 130 ℃로 가열된 오븐 내에 1시간 동안 넣어두었다. 접착제를 실온으로 냉각되게 한 후, 더 큰 시편을 2.5 ㎝ (1 in) 폭의 샘플로 잘라서, 2개의 2.5 ㎝ (1 in) 폭의 시편을 생성하였다. 30 ㎝/min (12 in/min)의 크로스헤드 변위 속도를 사용하여 신테크 인장 시험기 상에서 실온에서의 파괴에 대하여 이들 접합부를 시험하였다. 하중 데이터의 초기 부분은 무시하였다. 약 2.5 ㎝ (1 in)를 박리한 후, 평균 하중을 측정하였다. T-박리 강도는 3개의 박리력 측정치의 평균이며, 3.8 N/㎝ (2.2 lb/in)였다.
동적 기계적 분석(DMA)을 하기와 같이 수행하였다. 주어진 반응 혼합물을 직사각형 실리콘 고무 주형 내에 침착시키고, 2개의 실리콘 이형 라이너 코팅된 PET 시트들 사이에 개재시키고, 유리판들 사이에서 압착하였다. 동적 기계적 분석용 시편을 제조하기 위하여, 주형은 10개의 직사각형 컷아웃 (5 ㎜ × 30 ㎜)을 갖는 1 ㎜ 두께의 시트로 이루어졌다. 이어서, 클램핑된 구조물을 130 ℃에서 오븐 내에 30분 동안 넣었다. 이어서, 조립체를 실온으로 냉각되게 하였다. 세이코 동적 기계적 분석기(DMA) 상에서 2℃/min의 가열 속도로 -80℃ 내지 260℃의 온도 범위에서 인장 모드에서 동적 기계적 분석을 실시하였다. 저장 탄성률 (E'), 손실 탄성률 (E"), 및 손실 탄젠트를 기록하였다.
실시예 1
2.08 g (0.009 ㏖, 9 eq의 벤족사진)의 미세 분쇄된 BNZOX 및 0.2 g (0.001 ㏖ 또는 1 eq의 에폭사이드)의 에폭시 1의 혼합물에 실온에서 2.95 g (0.01 ㏖, 10 eq의 티올)의 티올 1을 첨가하였다. 이들 성분을 균일한 덩어리로 교반하고, 분취물을 취하여 도 2에서 Ex.1로 표시된 DSC 트레이스(trace)를 얻었다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 약 60℃ 내지 80℃에서의 제1 폭넓은 경화 피크는 글리시딜 에폭사이드 작용기와의 티올 반응에 의해 야기된 것으로 여겨진다. 이 반응은 이미 실온에서 진행 중인 것으로 보인다. 경화의 그 부분에 이어, B-스테이지화된 접착제가 얻어진다. 이는 약 175℃에서의 피크에 의해 입증된 바와 같이 추가로 경화될 수 있다. 이 피크는 티올에 의한 벤족사진 개환의 결과인 것으로 여겨진다. 약 220℃에서의 제3 경화 피크는 티올 작용기가 소모된 후의 벤족사진 단일중합의 결과인 것으로 여겨진다.
실시예 2
2.31 g (0.01 ㏖의 벤족사진)의 미세 분쇄된 BNZOX 및 1.75 g (반응물의 총 중량의 25%)의 에폭시 2의 혼합물에 실온에서 2.95 g (0.01 ㏖의 티올)의 티올 1을 첨가하였다. 이들 성분을 균일한 덩어리로 교반하고, 분취물을 취하여 도 2에서 Ex.2로 표시된 DSC 트레이스를 얻었다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 실시예 1에 비하여 제1 경화 피크가 더 나중에 개시되는 것은 실시예 1에서 사용된 글리시딜 에폭사이드와 실시예 2에서 사용된 지환족 에폭사이드의 반응성 사이의 차이에 의해 야기된 것으로 여겨진다. 이 피크는 약 97℃에서 최대이며, 티올-벤족사진 반응 및 에폭사이드 단일중합의 조합을 나타낼 수 있다. 더 높은 온도에서의 B-스테이지 경화 피크는 실시예 1과 유사한 것으로 보인다.
실시예 3
2.31 g (0.01 ㏖의 벤족사진)의 미세 분쇄된 BNZOX 및 0.58 g (반응물의 총 중량의 10%)의 에폭시 2의 혼합물에 실온에서 2.95 g (0.01 ㏖의 티올)의 티올 1을 첨가하였다. 이들 성분을 균일한 덩어리로 교반하였다. 반응 덩어리를 실온에서 2일 동안 유지하고, 이어서 분취물을 취하여 도 2에서 Ex.3으로 표시된 DSC 트레이스를 얻었다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 130℃ 미만의 유의한 경화 피크의 결여는 2일 동안 실온에서 시편을 유지한 결과인 것으로 여겨지는데, 이는 B-스테이지 접착제로의 경화가 가열 없이도 서서히 그러나 거의 완전히 일어나게 한다. 또 다시, 더 높은 온도에서의 2개의 B-스테이지 경화 피크는 실시예 1 및 실시예 2의 경화 피크와 유사한 것으로 보인다.
실시예 4
2.31 g (0.01 ㏖, 100 eq의 벤족사진)의 미세 분쇄된 BNZOX 및 0.5 g (반응물의 총 중량의 10%)의 에폭시 2의 혼합물을 실온에서 0.22 g (0.0017 ㏖, 17 eq의 티올)의 티올 2 및 2.46 g (0.0083 ㏖, 83 eq의 티올)의 티올 1 중에 용해된 0.055 g (반응물의 총 중량의 1%)의 CAT 1의 혼합물에 첨가하였다. 이들 성분을 균일한 덩어리로 교반하고, 분취물을 취하여 도 2에서 Ex.4로 표시된 DSC 트레이스를 얻었다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 실시예 4에서의 초강산 촉매의 첨가는 2가지 효과를 생성하는 것으로 여겨진다. 경화의 제1 스테이지의 개시가 더 낮은 온도로 이동되고, B-스테이지 접착제의 경화는 더 날카롭고 더 뚜렷해진다.
실시예 5 내지 실시예 8
접착 특성을 평가하기 위하여 4개의 벤족사진 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 5 및 실시예 6에 대해서는, 에폭시 2를 에폭사이드 성분으로서 사용하였다. 실시예 7 및 실시예 8에 대해서는, 에폭시 1을 에폭사이드 성분으로서 사용하였다. 실시예 5 내지 실시예 8 각각에 대해서, 1 당량의 상기 에폭사이드 성분을 9 eq의 BNZOX와 혼합하고, 교반하면서 30분 동안 100℃로 가열하였다. 실시예 5 및 실시예 6에 대해서는, 각각 9 당량의 티올 4 및 티올 1을 100℃에서 에폭사이드 및 벤족사진의 혼합물에 첨가하였다. 실시예 7 및 실시예 8에 대해서는, 각각 10 당량의 티올 4 및 티올 1을 100℃에서 에폭사이드 및 벤족사진의 혼합물에 첨가하였다. 실시예 5 내지 실시예 8에서 사용된 조성물이 표 1 (하기)에 요약되어 있다.
Figure 112013096224472-pct00024
이들 반응성 조성물을 2개의 실리콘 코팅된 폴리에스테르 라이너들 사이에 침착시키고, 100℃에서 "핫 나이프"(hot knife)를 통해 이 샌드위치 구조물을 당김으로써 125 마이크로미터 두께의 필름을 제조하였다. 그렇게 생성된 필름을 사용하여 상기에 기재된 중첩 전단 및 T-박리 시험을 위한 시편을 제조하였다. 실시예 5 및 실시예 7의 일부 시험 시편의 경화를 2시간 동안 190℃에서 수행하였으며, 이들을 시편 5a 및 시편 7a로 지정하였다. 모든 4개의 실시예의 일부 시험 시편의 경화를 10시간 동안 155℃에서 수행하였으며, 이들을 실시예 5b, 실시예 6b, 실시예 7b, 및 실시예 8b로 지정하였다. 상기에 기재된 바와 같이 중첩 전단 및 T-박리 시험을 수행하였다. 이들 결과는 표 2 (하기)에 기록되어 있다.
Figure 112013096224472-pct00025
실시예 9 내지 실시예 12
실시예 9를 하기와 같이 제조하였다: 10 중량부의 티올 3과 90 중량부의 티올 4를 80℃에서 혼합하면서 배합하였다. 이 혼합물에, 동일 당량의 BNZOX를 100℃에서 혼합하면서 첨가하였다.
실시예 10을 하기와 같이 제조하였다: 10 중량부의 티올 3과 90 중량부의 티올 1을 80℃에서 혼합하면서 배합하였다. 이 혼합물에, 동일 당량의 BNZOX를 100℃에서 혼합하면서 첨가하였다.
실시예 11을 하기와 같이 제조하였다: 9 중량부의 BNZOX를, 균일성을 달성하기 위해 교반하면서 10분 동안 100℃에서 혼합하면서 1 중량부의 에폭시 3과 배합하였다. 이 혼합물에, 동일 당량의 티올 4를 100℃에서 혼합하면서 첨가하였다.
실시예 12를 하기와 같이 제조하였다: 9 중량부의 BNZOX를, 균일성을 달성하기 위해 교반하면서 10분 동안 100℃에서 혼합하면서 1 중량부의 에폭시 3과 배합하였다. 이 혼합물에, 동일 당량의 티올 1을 100℃에서 혼합하면서 첨가하였다.
상기 조성물을 2개의 실리콘 코팅된 폴리에스테르 라이너들 사이에 침착시키고, 100℃에서 "핫 나이프"를 통해 이 샌드위치 구조물을 당김으로써 125 마이크로미터 두께의 필름을 제조하였다. 그렇게 생성된 필름을 사용하여 상기에 기재된 중첩 전단 및 T-박리 시험을 위한 시편을 제조하였다. 시험 시편의 경화를 2시간 동안 150℃에서 수행하였다. 상기에 기재된 바와 같이 중첩 전단 및 T-박리 시험을 수행하였다. 이들 결과는 표 3 (하기)에 보고되어 있다.
Figure 112013096224472-pct00026
실시예 9 내지 실시예 12의 조성물 각각의 동적 기계적 분석을 상기에 기재된 바와 같이 수행하였다. 각각에 대한 손실 탄성률 데이터가 도 3에 도시되어 있다. 각각의 조성물에 대하여, -80℃ 미만의 온도에서 최대치를 갖는 손실 피크의 고온 한도를 관찰하였다. 이는 실시예 9 내지 실시예 12에서 2가지 방법 - 하나는 에폭사이드 경로이고, 하나는 티올 경로임 - 으로 도입된 실록산 모이어티의 혼입의 증거이다. 가요성이 증가함에 따라 T-박리 값이 향상되는 것 같다.
실시예 13 내지 실시예 16
수분의 영향, 특히 고온 조건 하에서의 수분의 영향은 고온 접착제에 유해할 수 있다. 접착제가 물의 흡수로 인해 탄성률을 잃게 된다면, 구조적 응용에서의 그의 용도는 문제가 있게 된다. 본 발명의 접착제는 황-함유 유기물의 입증된 내습성과 벤족사진의 탁월한 내습성을 겸비한다. 10 중량%의 상응하는 에폭사이드의 첨가의 내습성에 대한 영향을 고온-습윤 시험에서 조사하였다.
실시예 13 내지 실시예 16 각각에 대하여, 실시예 5 내지 실시예 8의 조성물을 앞서와 같이 100℃에서 혼합하였다. 각각에 대하여, 이 혼합물을 1 ㎜ 두께의 실리콘 고무 주형 내로 붓고, 2개의 실리콘 코팅된 PET 라이너들 사이에 개재시키고, 2장의 유리들 사이에서 압착하였다. 이어서, 이들 구조물을 오븐 내에 넣고, 2시간 동안 150℃에서 경화시키고, 주형에서 꺼냈다. 2개의 시편을 각각의 실시예에 대하여 이러한 방법으로 제조하였으며, 8개의 시편 각각을 2℃/min 온도 상승을 이용하여 280℃까지 DMA 내에서 후경화시키고 실온으로 냉각시켰다. 이어서, 각각의 실시예의 1개의 시편 ("습윤"(WET)으로 지정됨)을 24시간 동안 환류 하에서 비등수 내에 넣어두고, 흡수 건조(blot dry)시키고, 이어서 DMA 인장 모드로 평가하였다. 각각의 실시예의 다른 시편 ("건조"(DRY)로 지정됨)을 임의의 추가의 처리 없이 DMA 인장 모드로 평가하였다. 모든 4개의 조성물은 이 시험에서 상당히 잘 수행되었으며, 단지 실시예 13의 조성물만이 많은 탄성률 손실을 나타내었다.
도 4a 내지 도 4d는 실시예 13 내지 실시예 16의 각각에 대한 저장 탄성률, "습윤" 및 "건조"를 도시한다. 실시예 13의 경우, 저장 탄성률은 비등수 처리에 의해 최소한으로 감소됨을 알 수 있다. 실시예 15는 비등수 처리에 의해 실제적으로 변화하지 않는다. 실시예 16은 비등수 처리의 결과로서 저온에서 저장 탄성률의 약간의 감소를 나타내지만, 더 높은 온도에서는 저장 탄성률의 약간의 증가를 나타내는데, 이때 교차(cross-over)는 100℃ 바로 위에서 일어난다. 실시예 14는 비등수 처리의 결과로서 최대 100℃까지 대체로 변화하지 않는 저장 탄성률을 나타내지만, 100℃ 초과의 온도에서 저장 탄성률의 유의한 상승을 나타낸다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 실시예 14 및 실시예 16의 시편에 의해 나타난 저장 탄성률의 증가는 비등수 중에 침지되어 있는 동안 100℃에서 일어나는 추가의 경화에 기인할 수 있는 것으로 여겨지는데, 이는 일부 응용에서 바람직한 특성일 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 실시예 13 내지 실시예 16의 각각에 대한 손실 탄젠트 또는 tan 델타, "습윤" 및 "건조"를 도시한다. tan 델타에서의 피크는 일반적으로 유리 전이 온도, Tg의 척도인 것으로 간주된다. "건조" 시편 각각은 단일 Tg를 나타내었는데, 이는 조성물별로 약간 변동되었다. "습윤" 시편 각각은 이중 피크를 나타내었는데, 이때 더 작은 피크는 더 낮은 온도로 이동되었으며, 동일한 온도 (실시예 13), 및 약간 더 높은 온도 (실시예 15), 다소 더 높은 온도 (실시예 16), 및 유의하게 더 높은 온도 (실시예 14)에서 더 큰 피크가 나타났다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 이 역시, 적어도 티올 1의 티올을 함유하는 조성물들에 대하여 추가의 경화가 비등수에서 일어났음에 대한 증거인 것으로 여겨진다. 이는 티올 4의 티올로부터 유도된 중합체 내의 에스테르 결합의 존재 및 티올 1의 티올로부터 유도된 중합체 내의 에스테르 결합의 부재에 기인할 수 있다.
실시예 17 내지 실시예 27
매우 짧은 지속시간의 경화 사이클을 사용할 때, 본 발명의 접착제에서 달성될 수 있는 넓은 범위의 유리한 높은 Tg 값을 보여주기 위하여, 이전 실시예의 절차와 동일한 절차를 이용하여 11개의 조성물을 제조하였다. 짧은 경화 사이클 내에 높은 Tg에 도달하는 것이 많은 응용에서 유리하다. 조성은 표 4 (하기)에 기록된 바와 같으며, 여기서 양은 당량으로 제공된다.
Figure 112013096224472-pct00027
각각의 조성물을 150℃에서 10분 동안 경화시켰다. 동적 기계적 분석을 상기 기재된 바와 같이 수행하였다. 도 6은 실시예 17 내지 실시예 27의 각각에 대한 tan 델타 데이터를 도시한다. 실시예 21은 이 실시예 세트에서 임의의 에폭사이드 성분 없이 제조된 유일한 구성원이다. 이는 최저의 Tg를 나타내었으며, 이때 손실 탄젠트 피크는 약 61℃에서 나타났다. 도 6은 벤족사진-티올-에폭사이드 조성물, 실시예 17 내지 실시예 20 및 실시예 22 내지 실시예 27이, 실시예 22에 대한 약 78℃로부터 실시예 25에 대한 약 107℃에 이르는 범위의 손실 탄젠트 피크에 의해 입증된 바와 같이 폭넓은 범위의 상승된 Tg 값을 나타냈음을 도시한다. 티올 성분의 유형, 촉매 및 촉매 수준, 및 벤족사진, 에폭사이드 및 티올의 비율을 조정함으로써, 달성가능한 Tg 값의 범위가 이들 실시예에 의해 나타난 것보다 적어도 약간 더 넓고 연속적일 것으로 여겨진다.
본 발명의 선택된 실시 형태
제1 실시 형태에서, 본 발명은 경화성 조성물을 제공하며, 본 경화성 조성물은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00028
,
Figure 112013096224472-pct00029
,
Figure 112013096224472-pct00030
, 및
Figure 112013096224472-pct00031
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하며,
여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위이다.
제2 실시 형태에서, 본 발명은 z가 0.1(x+y) 내지 0.3(x+y)의 범위인, 제1 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제3 실시 형태에서, 본 발명은 y가 0.1x 내지 x의 범위인, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제4 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기를 갖는 폴리에폭사이드를 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제5 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기가 없는 폴리에폭사이드를 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제6 실시 형태에서, 본 발명은 산을 추가로 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제7 실시 형태에서, 본 발명은 산이 초강산을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제8 실시 형태에서, 본 발명은 B-스테이지 경화성 조성물을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 경화성 조성물을 제공한다.
제9 실시 형태에서, 본 발명은 조성물의 경화 방법을 제공하며, 본 방법은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00032
,
Figure 112013096224472-pct00033
,
Figure 112013096224472-pct00034
, 및
Figure 112013096224472-pct00035
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하는 경화성 조성물
(여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위임)을 제공하는 단계; 및
경화성 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
제10 실시 형태에서, 본 발명은 z가 0.1(x+y) 내지 0.3(x+y)의 범위인, 제9 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제11 실시 형태에서, 본 발명은 y가 0.1x 내지 x의 범위인, 제9 실시 형태 또는 제10 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제12 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기를 갖는 폴리에폭사이드를 포함하는, 제9 실시 형태 내지 제11 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제13 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기가 없는 지환족 폴리에폭사이드를 포함하는, 제9 실시 형태 내지 제12 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제14 실시 형태에서, 본 발명은 경화성 조성물이 초강산을 추가로 포함하는, 제9 실시 형태 내지 제13 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 방법을 제공한다.
제15 실시 형태에서, 본 발명은 경화성 조성물의 무점착성 반응 생성물을 제공하며, 상기 경화성 조성물은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00036
,
Figure 112013096224472-pct00037
,
Figure 112013096224472-pct00038
, 및
Figure 112013096224472-pct00039
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하며,
여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위이다.
제16 실시 형태에서, 본 발명은 z가 0.1(x+y) 내지 0.3(x+y)의 범위인, 제15 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제17 실시 형태에서, 본 발명은 y가 0.1x 내지 x의 범위인, 제15 실시 형태 또는 제16 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제18 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기를 갖는 폴리에폭사이드를 포함하는, 제15 실시 형태 내지 제17 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제19 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 폴리에폭사이드가 글리시딜 기가 없는 폴리에폭사이드를 포함하는, 제15 실시 형태 내지 제18 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제20 실시 형태에서, 본 발명은 성분들이 산을 추가로 포함하는, 제15 실시 형태 내지 제19 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제21 실시 형태에서, 본 발명은 산이 초강산을 포함하는, 제15 실시 형태 내지 제20 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 무점착성 반응 생성물을 제공한다.
제18 실시 형태에서, 본 발명은 제1 이형 라이너 상에 배치된 경화성 조성물을 포함하는 물품을 제공하며, 상기 경화성 조성물은
x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올:
Figure 112013096224472-pct00040
,
Figure 112013096224472-pct00041
,
Figure 112013096224472-pct00042
, 및
Figure 112013096224472-pct00043
(여기서,
v는 0 또는 1이고;
t는 1 내지 6의 범위(종점 포함)의 정수이고;
R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R16은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌옥시알킬렌 기, 4 내지 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌폴리옥시알킬렌 기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R17은 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기임)을 포함하며,
여기서, x는 0보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위이다.
제22 실시 형태에서, 본 발명은 경화성 조성물이 제1 이형 라이너와 제2 이형 라이너 사이에 개재되는, 제21 실시 형태에 따른 물품을 제공한다.
본 명세서에서 주어진 모든 실시예는 달리 표시되지 않는다면 비제한적인 것으로 간주되는 것이다. 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고도 당업자에 의해 행해질 수 있으며, 본 발명이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태로 부당하게 제한되지 않는다는 것을 잘 알 것이다.

Claims (23)

  1. x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
    y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
    하기 식으로 나타내는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올을 포함하고:
    Figure 112018009418588-pct00046

    상기 식에서,
    t는 2 내지 6의 범위의 정수이고;
    R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
    R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기이고,
    x는 0 보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0 보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위인, 경화성 조성물.
  2. 조성물의 경화 방법으로서,
    x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
    y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
    하기 식으로 나타내는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올을 포함하는 경화성 조성물을 제공하는 단계:
    Figure 112018009418588-pct00074

    상기 식에서,
    t는 2 내지 6의 범위의 정수이고;
    R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
    R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기이고, 및
    상기 경화성 조성물을 경화시키는 단계를 포함하고, x는 0 보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0 보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위인, 조성물의 경화 방법.
  3. 경화성 조성물의 무점착성 반응 생성물(tack-free reaction product)로서, 상기 경화성 조성물은
    x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
    y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
    하기 식으로 나타내는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올을 포함하고:
    Figure 112018009418588-pct00078

    상기 식에서,
    t는 2 내지 6의 범위의 정수이고;
    R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
    R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기이고,
    x는 0 보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0 보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위인, 무점착성 반응 생성물.
  4. 제1 이형 라이너 상에 배치된 경화성 조성물을 포함하는 물품으로서,
    상기 경화성 조성물은
    x 당량의 하나 이상의 3-치환된 벤족사진;
    y 당량의 글리시딜 기를 함유하는 하나 이상의 폴리에폭사이드; 및
    하기 식으로 나타내는, z 당량의 하나 이상의 폴리티올을 포함하고:
    Figure 112018009418588-pct00082
    ,
    상기 식에서,
    t는 2 내지 6의 범위의 정수이고;
    R14는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 t가 하이드로카르빌 라디칼이고;
    R15는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기이고,
    x는 0 보다 큰 수이고, y는 0 이상의 수이고, z는 0 보다 큰 수이고, z는 0.1(x+y) 내지 (x+y)의 범위인, 물품.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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