KR102118628B1 - Phthalonitrile resin - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 하기 화학식 1의 화합물 유래의 제1구조단위; 및 하기 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위를 포함함으로써, 경화밀도가 감소되고, 그 결과 우수한 충격강도 특성을 나타낼 수 있는 프탈로니트릴 수지가 제공된다:
[화학식 1]

Figure 112017092962594-pat00056

[화학식 2]
Figure 112017092962594-pat00057

상기 화학식 1 및 2에서, 각 치환기는 명세서 중에서 정의한 바와 같다.In the present invention, the first structural unit derived from the compound of Formula 1; And by including a second structural unit derived from the compound of Formula 2, the cure density is reduced, and as a result, a phthalonitrile resin capable of exhibiting excellent impact strength properties is provided:
[Formula 1]
Figure 112017092962594-pat00056

[Formula 2]
Figure 112017092962594-pat00057

In Chemical Formulas 1 and 2, each substituent is as defined in the specification.

Description

프탈로니트릴 수지 {PHTHALONITRILE RESIN}Phthalonitrile Resin {PHTHALONITRILE RESIN}

본 발명은 경화밀도의 조절로 우수한 충격 강도 특성을 나타내는 프탈로니트릴 수지에 관한 것이다.The present invention relates to a phthalonitrile resin exhibiting excellent impact strength properties by controlling the curing density.

프탈로니트릴 수지(Phthalonitrile resin; PNR)는 내열성, 난연성이 우수한 열경화성 수지로, 유리섬유나 탄소섬유 등과 복합체를 형성하여 비행기, 선박, 자동차 등의 내구재로 사용되고 있다. 상기 복합체의 제조 과정은, 예를 들면, 프탈로니트릴과 경화제의 혼합물 또는 그 혼합물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머와 충전제를 혼합한 후에 경화시키는 과정을 포함할 수 있다.Phthalononitrile resin (PNR) is a thermosetting resin with excellent heat resistance and flame retardancy, and is used as a durable material for airplanes, ships, automobiles, etc. by forming a complex with glass fibers or carbon fibers. The manufacturing process of the composite may include, for example, a process of mixing a mixture of a phthalonitrile and a curing agent or a prepolymer and a filler formed by reaction of the mixture, followed by curing.

프탈로니트릴 수지는 고온 경화를 통해 생성되는 트리아진에 의한 견고한 경화 구조를 갖기 때문에, 강한 취성으로 충격강도가 매우 약하다는 단점이 있다. Since phthalonitrile resin has a solid curing structure by triazine produced through high temperature curing, there is a disadvantage in that impact strength is very weak due to strong brittleness.

한국등록특허 제0558158호Korean Registered Patent No. 0558158

이에 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경화밀도의 조절로 우수한 충격강도 특성을 나타내는 프탈로니트릴 수지 및 그 제조방법, 상기 프탈로니트릴 수지를 포함하는 중합성 조성물을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a polymerizable composition comprising a phthalonitrile resin and its manufacturing method, the phthalonitrile resin showing excellent impact strength by controlling the curing density .

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, In order to solve the above problems, according to an embodiment of the present invention,

하기 화학식 1의 화합물 유래 제1구조단위, 및 A first structural unit derived from the compound of Formula 1, and

하기 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위를 포함하는 프탈로니트릴 수지를 제공한다:A phthalonitrile resin comprising a second structural unit derived from the compound of Formula 2 is provided:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017092962594-pat00001
Figure 112017092962594-pat00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 방향족 2가 라디칼이며,Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic divalent radical,

X는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고,X is an alkylene group or an alkylidene group,

Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소원자 또는 황원자이며,Y 1 and Y 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom,

R11 내지 R20는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고,R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or a cyano group, at least two of R 11 to R 15 , and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups,

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017092962594-pat00002
Figure 112017092962594-pat00002

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R21은 각각 독립적으로 할로겐기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알킬사이클로알킬기, (사이클로알킬)알킬기, 알콕시알킬기, 및 할로알킬기로 이루어진 군에서 선택되며,R 21 is each independently selected from the group consisting of halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, alkylcycloalkyl group, (cycloalkyl)alkyl group, alkoxyalkyl group, and haloalkyl group,

m은 0 내지 4의 정수이다.m is an integer from 0 to 4.

또, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물, 상기 화학식 2의 화합물 및 경화제를 포함하는 중합성 조성물, 그리고 이의 반응물인 프리폴리머를 각각 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, there is provided a polymerizable composition comprising the compound of Formula 1, the compound of Formula 2 and a curing agent, and a prepolymer that is a reactant thereof.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기한 중합성 조성물 또는 프리폴리머를 경화시키는 단계를 포함하는, 프탈로니트릴 수지의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a phthalonitrile resin, comprising the step of curing the polymerizable composition or prepolymer.

본 발명에 따른 프탈로니트릴 수지는 경화밀도의 조절로 우수한 충격 강도 특성을 나타낼 수 있다. The phthalonitrile resin according to the present invention can exhibit excellent impact strength characteristics by controlling the curing density.

도 1은 제조예 1에서 제조한 화합물(1a-1)에 대한 핵자기 공명(nuclear magnetic resonance; NMR) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 제조예 2에서 제조한 화합물(3a)에 대한 NMR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the results of nuclear magnetic resonance (NMR) analysis for the compound (1a-1) prepared in Preparation Example 1.
2 is a graph showing the results of NMR analysis for the compound (3a) prepared in Preparation Example 2.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is only used to describe exemplary embodiments, and is not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "include", "have" or "have" are intended to indicate that an implemented feature, step, component or combination thereof exists, one or more other features or steps, It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, or combinations thereof, is not excluded in advance.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 본 발명의 프탈로니트릴 수지, 이를 포함하는 중합성 조성물 및 프리폴리머, 그리고 그 제조방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, the phthalonitrile resin of the present invention, a polymerizable composition and a prepolymer comprising the same, and a method of manufacturing the same will be described in detail.

본 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지는, Phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention,

하기 화학식 1의 화합물 유래의 제1구조단위; 및 A first structural unit derived from the compound of Formula 1 below; And

하기 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위를 포함한다:A second structural unit derived from the compound of Formula 2 is included:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017092962594-pat00003
Figure 112017092962594-pat00003

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 방향족 2가 라디칼이며,Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic divalent radical,

X는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고,X is an alkylene group or an alkylidene group,

Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소원자 또는 황원자이며,Y 1 and Y 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom,

R11 내지 R20는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기(CN)이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고,R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group (CN), wherein at least two of R 11 to R 15 , and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups ego,

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017092962594-pat00004
Figure 112017092962594-pat00004

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R21은 각각 독립적으로 할로겐기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알킬사이클로알킬기, (사이클로알킬)알킬기, 알콕시알킬기, 및 할로알킬기로 이루어진 군에서 선택되며,R 21 is each independently selected from the group consisting of halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, alkylcycloalkyl group, (cycloalkyl)alkyl group, alkoxyalkyl group, and haloalkyl group,

m은 0 내지 4의 정수이다.m is an integer from 0 to 4.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지는 제조시 4개의 중합성 작용기를 가지는 화학식 1의 단량체 화합물에, 그 보다 작은 수의 반응성 작용기를 갖는 단량체 유사 구조의 단분자 화합물을 혼합하여 사용함으로써, 경화구조 내에 그물 구조가 연속적이지 않은 구역을 형성함으로써 경화밀도를 감소시키고, 그 결과로서 프탈로니트릴 수지의 충격강도 특성을 현저히 개선시킬 수 있다.As described above, the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention is a monomolecular compound having a monomer-like structure having a smaller number of reactive functional groups in a monomer compound of Formula 1 having four polymerizable functional groups during production By using a mixture, it is possible to reduce the cure density by forming a non-continuous section of the net structure in the cure structure, and as a result, significantly improve the impact strength properties of the phthalonitrile resin.

한편, 본 명세서에 있어서, 소정 화합물 유래의 "구조 단위"란 그 화합물의 중합 내지 경화에 의해 형성된 폴리머의 골격을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 1의 화합물 유래의 중합 단위는, 화학식 1의 화합물의 시아노기가 아미노기나 히드록시기 등의 경화제에 존재하는 관능기와 반응한 상태의 구조일 수 있다.Meanwhile, in the present specification, the “structural unit” derived from a given compound may mean a skeleton of a polymer formed by polymerization or curing of the compound. For example, the polymerization unit derived from the compound of Formula 1 may have a structure in which the cyano group of the compound of Formula 1 is reacted with a functional group present in a curing agent such as an amino group or a hydroxyl group.

또, 본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I)를 의미한다.In addition, in this specification, a halogen group means fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), and iodine (I).

또, 본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄형, 또는 분지쇄형일 수 있으며, 필요에 따라 1 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다. 또 상기 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 40, 혹은 1 내지 20, 혹은 1 내지 12, 혹은 1 내지 8, 혹은 1 내지 4일 수 있다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸, 사이클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. Further, in the present specification, the alkyl group may be straight-chain or branched-chain, and may be substituted by one or more substituents as necessary. In addition, the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but may be 1 to 40, or 1 to 20, or 1 to 12, or 1 to 8, or 1 to 4. Specific examples of the alkyl group are methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -Pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2 -Dimethylheptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylpentyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl, and the like, but is not limited thereto.

또, 본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the present specification, the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and according to an exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 30 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms. According to another exemplary embodiment, the cycloalkyl group has 3 to 6 carbon atoms. Specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3, 4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but is not limited thereto.

또, 본 명세서에 있어서, 알콕시는 -ORa기로 표시될 수 있으며, 이때 Ra는 알킬기로 앞서 정의한 바와 같다. 구체적인 예로 메톡시, 에톡시, 페닐옥시 또는 시클로헥실옥시 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present specification, alkoxy may be represented by an -ORa group, wherein Ra is as previously defined as an alkyl group. Specific examples include methoxy, ethoxy, phenyloxy or cyclohexyloxy, but are not limited thereto.

또, 본 명세서에 있어서, 아릴기는 벤젠 고리, 벤젠 고리를 포함하는 화합물 또는 상기 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 1가 잔기를 의미할 수 있다. 상기에서 벤젠 고리를 포함하는 화합물로는, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 축합되어 있거나, 직접 연결된 구조 또는 적절한 링커에 의해 연결되어 있는 구조의 화합물을 의미할 수 있다. 상기와 같은 화합물로는, 비페닐이나 나프탈렌 등이 예시될 수 있다. 상기 아릴기는 6 내지 30, 또는 6 내지 20, 또는 6 내지 12의 탄소원자를 포함할 수 있다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 플루오레닐기 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present specification, the aryl group may mean a benzene ring, a compound containing a benzene ring, or a monovalent residue derived from any one of the derivatives. In the above, a compound containing a benzene ring may mean a compound having a structure in which two or more benzene rings are condensed while sharing one or two carbon atoms, or a structure directly connected or linked by an appropriate linker. Biphenyl, naphthalene, or the like can be exemplified as the above compound. The aryl group may include 6 to 30, or 6 to 20, or 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aryl group include, but are not limited to, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylene group, fluorenyl group, and the like.

본 명세서에 있어서, 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 또는 탄소수 1 내지 12, 또는 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.In the present specification, an alkylene group or an alkylidene group means an alkylene group or an alkylidene group having 1 to 20 carbon atoms, or 1 to 12 carbon atoms, or 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified. Can be. The alkylene group or alkylidene group may be linear, branched or cyclic, and may be optionally substituted with one or more substituents.

본 명세서에 있어서, 아릴렌은 방향족 2가 라디칼인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.In the present specification, the description of the aryl group described above may be applied to arylene except that it is an aromatic divalent radical.

또, 본 명세서에 있어서, 특별한 언급이 없는 한, 상기 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알킬사이클로알킬기, (사이클로알킬)알킬기, 알콕시알킬기, 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 할로겐기, 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티올기, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기 등과 같은 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있다. In addition, in the present specification, unless otherwise specified, the alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, alkylcycloalkyl group, (cycloalkyl)alkyl group, alkoxyalkyl group, alkylene group or alkylidene The group is at least one such as an epoxy group such as halogen group, glycidyl group, epoxy alkyl group, glycidoxy alkyl group or alicyclic epoxy group, acryloyl group, methacryloyl group, isocyanate group, thiol group, alkyl group, alkoxy group or aryl group. It may be substituted with a substituent.

또, 본 명세서에 있어서, n가 라디칼(상기에서 n은 임의의 수)은 특별히 달리 규정하지 않는 한, 소정 화합물로부터 유래되는 n가의 잔기를 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 1에서 Ar1은 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼일 수 있으며, 이 경우, 상기 Ar1 또는 Ar2는 방향족 화합물에서 2개의 수소 원자가 이탈되어 형성되는 라디칼이 화학식 1의 X 및 Y1과 각각 연결되는 구조를 가질 수 있다.In addition, in this specification, an n-valent radical (where n is any number) may mean an n-valent residue derived from a given compound, unless otherwise specified. For example, Ar 1 in Formula 1 may be a divalent radical derived from an aromatic compound, and in this case, Ar 1 or Ar 2 is a radical formed by separation of two hydrogen atoms from the aromatic compound, and X in Formula 1 It may have a structure that is connected to each of Y 1 .

구체적으로 상기 일 구현예에 따른 프탈로니트릴계 수지에 있어서 제1구조단위는, 상기 화학식 1에서의 Ar1 및 Ar2가 각각 독립적으로 페닐렌기인 화합물로부터 유래된 구조를 포함하며, 이때 상기 페닐렌기는 앞서 정의한 바와 같은 치환기로 1 이상 치환되거나 또는 비치환될 수 있다.Specifically, in the phthalonitrile-based resin according to the embodiment, the first structural unit includes a structure derived from a compound in which Ar 1 and Ar 2 in Chemical Formula 1 are each independently a phenylene group, wherein the phenyl The Ren group may be substituted with one or more substituents as defined above, or unsubstituted.

또, 상기 제1구조단위에 있어서, 상기 화학식 1에서의 X는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 메틸렌기일 수 있다.In addition, in the first structural unit, X in Chemical Formula 1 may be an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms, and more specifically, a methylene group. Can be.

또, 상기 제1구조단위에 있어서, 상기 화학식 1에서의 Y1 및 Y2가 각각 독립적으로 산소원자 또는 황원자일 수 있으며, 보다 구체적으로는 산소원자일 수 있다.In addition, in the first structural unit, Y 1 and Y 2 in Chemical Formula 1 may be each independently an oxygen atom or a sulfur atom, and more specifically an oxygen atom.

또, 상기 제1구조단위에 있어서, 상기 화학식 1에서의 R11 내지 R20는 각각 독립적으로 수소원자; 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기; 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 18, 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기일 수 있다. 보다 구체적으로, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고, 나머지 작용기들은 수소일 수 있다.In addition, in the first structural unit, R 11 to R 20 in Formula 1 are each independently a hydrogen atom; An alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms; An aryl group having 6 to 30 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms; Or a cyano group, at least two of R 11 to R 15 , and at least two of R 16 to R 20 may be a cyano group. More specifically, at least two of R 11 to R 15 and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups, and the remaining functional groups may be hydrogen.

보다 구체적으로는 상기 제1구조단위의 최적화에 따른 경화밀도 감소 및 이에 따른 충격강도 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 상기 제1구조단위는 하기 화학식 1a의 화합물로부터 유래된 것일 수 있다:More specifically, considering the superiority of the effect of improving the impact strength and reducing the curing density according to the optimization of the first structural unit, the first structural unit may be derived from the compound of Formula 1a:

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112017092962594-pat00005
Figure 112017092962594-pat00005

상기 화학식 1a에 있어서, X는 메틸렌, 에틸렌 등과 같은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 산소원자이며, R31 내지 R38은 각각 독립적으로 수소; 메틸, 에틸 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 또는 탄소수 6의 페닐기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 R31 내지 R38은 모두 수소일 수 있다.In Formula 1a, X is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms such as methylene and ethylene, Y 1 and Y 2 are each independently an oxygen atom, and R 31 to R 38 are each independently hydrogen; Alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl and ethyl; Alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms such as methoxy groups and ethoxy groups; Or it may be a phenyl group having 6 carbon atoms, and more specifically, R 31 to R 38 may all be hydrogen.

일례로서, 상기 제1구조단위는 하기 화학식 1a-1의 화합물로부터 유래된 것일 수 있다:As an example, the first structural unit may be derived from a compound of Formula 1a-1:

[화학식 1a-1][Formula 1a-1]

Figure 112017092962594-pat00006
Figure 112017092962594-pat00006

한편, 상기 제2구조단위는 구체적으로 하기 화학식 2a 내지 2c의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물 유래 구조를 포함할 수 있으며, 이중에서도 양 말단의 작용기가 모두 연결되는 화학식 1a-1의 구조와 달리 분자 길이가 짧고 치환기 위치가 meta- 또는 para- 에 존재하여 기존보다 견고한 구조를 형성하기 어려운 하기 화학식 2a 또는 2b의 화합물 유래 구조단위를 포함할 경우, 경화 밀도 감소 및 충격강도 개선 효과가 보다 현저할 수 있다.Meanwhile, the second structural unit may specifically include a structure derived from a compound selected from the group consisting of compounds of the following Chemical Formulas 2a to 2c, and unlike the structure of Chemical Formula 1a-1 in which functional groups at both terminals are both connected. When the molecular length is short and the substituent position is in meta- or para-, and the structural unit derived from the compound of the following formula 2a or 2b is difficult to form a more robust structure than before, the effect of reducing cure density and improving impact strength will be more remarkable. Can be.

Figure 112017092962594-pat00007
Figure 112017092962594-pat00007

상기한 화학식 1의 화합물 유래 제1구조단위와, 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위는 상기 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지 내에 1:2 내지 2:1의 당량비로 포함될 수 있다. 상기한 함량비 범위 내로 포함될 때 경화밀도가 감소되고 이에 따라 우수한 충격강도를 나타낼 수 있다. 또, 제1 및 제2 구조단위의 함량 범위 제어에 따른 효과의 현저함을 고려할 때, 상기 제1구조단위와 제2구조단위는 보다 구체적으로 1:1 내지 2:1의 당량비로 포함될 수 있다. The first structural unit derived from the compound of Formula 1 and the second structural unit derived from the compound of Formula 2 may be included in an equivalent ratio of 1:2 to 2:1 in the phthalonitrile resin according to the embodiment. When included within the above content ratio range, the cure density is reduced, and accordingly, excellent impact strength can be exhibited. In addition, considering the remarkable effect of controlling the content range of the first and second structural units, the first structural unit and the second structural unit may be more specifically included in an equivalent ratio of 1:1 to 2:1. .

한편, 상기 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지에 있어서 제1 및 제2구조단위는, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물과 경화제의 반응에 의해 형성되는 중합단위이다. 따라서, 상기 프탈로니트릴 수지는 경화제 유래 구조단위를 중합 단위로서 더 포함할 수도 있다. Meanwhile, in the phthalonitrile resin according to the embodiment, the first and second structural units are polymerization units formed by reaction of the compound of Formula 1 or 2 with a curing agent. Therefore, the phthalonitrile resin may further include a structural unit derived from a curing agent as a polymerization unit.

이때 상기 경화제로는 방향족 아민 화합물, 페놀 화합물, 무기산, 유기산, 금속 또는 금속염 등과 같이 화학식 1 및 2의 화합물 등과 반응하여 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한없이 사용가능 하지만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 경화제로는 하기 화학식 3의 화합물이 사용될 수 있다: At this time, the curing agent is an aromatic amine compound, a phenol compound, an inorganic acid, an organic acid, a metal or a metal salt, such as reacting the compound of formula 1 and 2, and the like if it can form a phthalonitrile resin, can be used without particular limitation, the present invention According to one embodiment of the compound, the compound of Formula 3 may be used as the curing agent:

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017092962594-pat00008
Figure 112017092962594-pat00008

상기 화학식 3에서 M은 4가 라디칼이고, In Formula 3, M is a tetravalent radical,

Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 2가 라디칼이다. Z 1 and Z 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, or an aromatic divalent radical.

상기 화학식 3의 화합물은 높은 비점을 가져서 고온에서 휘발 또는 분해되지 않으며, 이 결과 중합성 조성물의 경화성을 안정적으로 유지시킬 수 있고, 또 고온의 가공 및 경화 동안에 복합체의 물성에 악영향을 줄 수 있는 보이드(void)를 형성하지 않는다. 또, 상기 화학식 3의 화합물은 중심원소 M이나, 링커인 Z1 또는 Z2의 선택에 의해 중합성 조성물 자체의 프로세스 윈도우, 즉 상기 중합성 조성물 또는 그로부터 형성되는 프리폴리머의 용융 온도와 경화 온도의 차이를 용이하게 조절할 수 있으므로, 용도에 따라 다양한 물성의 경화제로서 작용할 수 있다. The compound of Formula 3 has a high boiling point and does not volatilize or decompose at high temperature, and as a result, voids capable of stably maintaining the curability of the polymerizable composition and adversely affecting the physical properties of the composite during high temperature processing and curing. (void) is not formed. In addition, the compound of Formula 3 is the central element M, but the process window of the polymerizable composition itself by the selection of the linker Z 1 or Z 2 , that is, the difference between the melting temperature and the curing temperature of the polymerizable composition or a prepolymer formed therefrom Since it can be easily adjusted, it can act as a curing agent for various properties according to the use.

구체적으로, 상기 화학식 3의 화합물에 있어서, M은 치환 또는 비치환된, 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있으며, 보다 구체적으로는 하기 화학식 4a 내지 4f의 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있다:Specifically, in the compound of Formula 3, M may be a substituted or unsubstituted, tetravalent radical derived from an aliphatic, alicyclic or aromatic compound, and more specifically, a tetravalent derived from a compound represented by the following Formulas 4a to 4f It can be a radical:

[화학식 4a][Formula 4a]

Figure 112017092962594-pat00009
Figure 112017092962594-pat00009

상기 화학식 4a에서 Ra1 내지 Ra6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.In Formula 4a, R a1 to R a6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.

[화학식 4b][Formula 4b]

Figure 112017092962594-pat00010
Figure 112017092962594-pat00010

상기 화학식 4b에서 Rb1 내지 Rb8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.In Formula 4b, R b1 to R b8 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.

[화학식 4c][Formula 4c]

Figure 112017092962594-pat00011
Figure 112017092962594-pat00011

상기 화학식 4c에서, Rc1 내지 Rc10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이고, W1은 단일 결합, 알킬렌기, 할로알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자, 카보닐기(-C(=O)-), -A1-O-C(=O)- A2-, - A1-C(=O)-O- A2-, -S(=O)- 또는 -S(=O)2-이며, 상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 단일 결합이거나 알킬렌기일 수 있다.In Formula 4c, R c1 to R c10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group, and W 1 is a single bond, an alkylene group, a haloalkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group (-C(=O)-), -A 1 -OC(=O)- A 2 -,-A 1 -C(=O)-O- A 2 -, -S(=O)- or -S (=O) 2 -, wherein A 1 and A 2 may be each independently a single bond or an alkylene group.

[화학식 4d] [Formula 4d]

Figure 112017092962594-pat00012
Figure 112017092962594-pat00012

상기 화학식 4d에서, Rd1 내지 Rd4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나 또는 인접하는 두 기가 서로 연결되어 지환족 고리 구조를 형성할 수도 있고, W2는 1 이상의 산소원자를 포함하거나 또는 포함하지 않는, 알킬렌기 또는 알케닐렌기이다.In Chemical Formula 4d, R d1 to R d4 may be each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group, or two adjacent groups may be connected to each other to form an alicyclic ring structure, and W 2 includes one or more oxygen atoms, or It does not contain an alkylene group or an alkenylene group.

[화학식 4e][Formula 4e]

Figure 112017092962594-pat00013
Figure 112017092962594-pat00013

상기 화학식 4e에서, Re1 내지 Re4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이고, W3은 알킬렌기이다.In the above formula 4e, R e1 to R e4 are each independently hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group, and W 3 is an alkylene group.

[화학식 4f][Formula 4f]

Figure 112017092962594-pat00014
Figure 112017092962594-pat00014

상기 화학식 4f에서 Rf1 내지 Rf10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이다. In Formula 4f, R f1 to R f10 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group.

또, 구체적으로 상기 화학식 3의 화합물에 있어서, 상기 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 하기 화학식 5a 내지 5c의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래 2가 라디칼일 수 있다:In addition, specifically, in the compound of Formula 3, Z 1 and Z 2 may each independently be a divalent radical derived from a compound selected from the group consisting of compounds of Formulas 5a to 5c:

[화학식 5a][Formula 5a]

Figure 112017092962594-pat00015
Figure 112017092962594-pat00015

상기 화학식 5a에서 Rg1 내지 Rg6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 카복실기이다.In Formula 5a, R g1 to R g6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a hydroxyl group, or a carboxyl group.

[화학식 5b][Formula 5b]

Figure 112017092962594-pat00016
Figure 112017092962594-pat00016

상기 화학식 5b에서 Rh1 내지 Rh10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이고, W4는, 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자, 카보닐기, -NR-, -S(=O)- 또는 -S(=O)2-이며, 상기 R은 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.In Formula 5b, R h1 to R h10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a carboxyl group, or an aryl group, and W 4 is a single bond, an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, and a carbo Nyl group, -NR-, -S(=O)- or -S(=O) 2 -, wherein R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group.

[화학식 5c][Formula 5c]

Figure 112017092962594-pat00017
Figure 112017092962594-pat00017

상기 화학식 5c에서 Ri1 내지 Ri10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이다. In Formula 5c, R i1 to R i10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a carboxyl group, or an aryl group.

보다 구체적으로, 상기 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 상기 화학식 5a의 화합물 유래 2가 라디칼일 수 있으며, 이때 화학식 3의 Z1 및 Z2에서 N에 연결되는 부위를 기준으로 한 아미노기의 치환 위치는 각각 오소(ortho), 메타(meta) 또는 파라(para) 위치일 수 있다. More specifically, each of Z 1 and Z 2 may be independently a divalent radical derived from the compound of Formula 5a, wherein the substitution position of the amino group based on the region connected to N in Z 1 and Z 2 of Formula 3 May be an ortho, meta or para position, respectively.

또, 상기 화학식 3의 화합물은 분해 온도가 300℃ 이상, 400℃ 이상 또는 500℃ 이상이고, 1,000℃ 이하인 것일 수 있다. 본 명세서에 있어서, 분해 온도는 상기 화학식 3의 화합물의 분해율이 10% 이하, 5% 이하 또는 1% 이하의 범위로 유지되는 온도를 의미한다. In addition, the compound of Formula 3 may have a decomposition temperature of 300°C or higher, 400°C or higher, or 500°C or higher, and 1,000°C or lower. In the present specification, the decomposition temperature means a temperature at which the decomposition rate of the compound of Formula 3 is maintained in a range of 10% or less, 5% or less, or 1% or less.

구체적인 예로서, 상기 화학식 3의 화합물로는 하기 화학식 3a 내지 3h의 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As a specific example, the compound of Formula 3 may include a compound of Formulas 3a to 3h below, and any one or a mixture of two or more of them may be used.

Figure 112017092962594-pat00018
(3a)
Figure 112017092962594-pat00018
(3a)

Figure 112017092962594-pat00019
(3b)
Figure 112017092962594-pat00019
(3b)

Figure 112017092962594-pat00020
(3c)
Figure 112017092962594-pat00020
(3c)

Figure 112017092962594-pat00021
(3d)
Figure 112017092962594-pat00021
(3d)

Figure 112017092962594-pat00022
(3e)
Figure 112017092962594-pat00022
(3e)

Figure 112017092962594-pat00023
(3f)
Figure 112017092962594-pat00023
(3f)

Figure 112017092962594-pat00024
(3g)
Figure 112017092962594-pat00024
(3 g)

Figure 112017092962594-pat00025
(3h)
Figure 112017092962594-pat00025
(3h)

한편, 프탈로니트릴 수지 내 경화제 유래 구조단위의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 중합성 조성물에서 경화제의 비율이 높아지면 프로세스 윈도우가 좁아지는 경향이 있고, 경화제의 비율이 낮아지면, 경화성이 불충분해지는 경향이 있으므로, 프탈로니트릴 수지의 등의 경화성 성분의 비율이나 종류 등을 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 최종 제조되는 프탈로니트릴 수지의 경화밀도 감소 및 이에 따른 충격강도 특성의 개선 효과를 고려하여 상기 경화제 유래 구조단위는 제1구조단위 및 제2구조단위의 총 합계 몰을 기준으로 0.05 내지 5몰, 또는 0.1 내지 2몰로 포함될 수 있다.Meanwhile, the content of the structural unit derived from the curing agent in the phthalonitrile resin is not particularly limited. However, when the ratio of the curing agent in the polymerizable composition is high, the process window tends to be narrowed, and when the ratio of the curing agent is low, the curability tends to be insufficient. Can be appropriately determined. According to an embodiment of the present invention, considering the effect of reducing the cure density of the final produced phthalonitrile resin and thus improving the impact strength properties, the structural unit derived from the curing agent is the total sum of the first structural unit and the second structural unit. 0.05 to 5 moles, or 0.1 to 2 moles, based on moles.

상기한 바와 같은 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지는 화학식 1의 화합물 유래 제1구조단위와 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위를 포함함으로써 감소된 경화밀도를 나타내며, 상기 제1 및 제2구조단위의 함량비 제어를 통해 보다 우수한 충격 강도 특성을 나타낼 수 있도록 경화밀도를 최적화할 수 있다. The phthalonitrile resin according to one embodiment as described above exhibits reduced cure density by including the first structural unit derived from the compound of Formula 1 and the second structural unit derived from the compound of Formula 2, and the first and second structures Through control of the content ratio of the unit, it is possible to optimize the curing density so as to exhibit better impact strength characteristics.

한편, 상기 일 구현에에 따른 프탈로니트릴 수지는 상기 제1구조단위를 제공하기 위한 화학식 1의 화합물, 제2구조단위를 제공하기 위한 화학식 2의 화합물, 그리고 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물 중합 반응 후 경화를 위한 경화제를 포함하는 중합성 조성물, 또는 이의 반응물인 프리폴리머를 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기한 프탈로니트릴 수지의 제조방법, 상기 프탈로니트릴 수지의 제조에 유용한 중합성 조성물 및 프리폴리머가 제공된다. On the other hand, the phthalonitrile resin according to the above embodiment is a compound of Formula 1 to provide the first structural unit, a compound of Formula 2 to provide a second structural unit, and a compound of Formula 1 and a compound of Formula 2 It can be prepared by curing a polymerizable composition comprising a curing agent for curing after the polymerization reaction, or a prepolymer that is a reactant thereof. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing the phthalonitrile resin described above, a polymerizable composition and a prepolymer useful for the preparation of the phthalonitrile resin.

상기 중합성 조성물에 있어서, 상기 화학식 1 및 2의 화합물은 그 구조적 특징으로 인해 프탈로니트릴 수지의 제조 과정에서 적절한 가공 온도와 프로세스 윈도우(process window)를 나타낼 수 있고, 경화제에 대해 우수한 반응성을 나타낼 수 있다. In the polymerizable composition, the compounds of Chemical Formulas 1 and 2 may exhibit an appropriate processing temperature and a process window in the production process of a phthalonitrile resin due to its structural characteristics, and exhibit excellent reactivity to a curing agent. Can be.

구체적으로, 상기 화학식 1 및 2의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 가공온도 50℃ 내지 200℃, 또는 100℃ 내지 200℃일 수 있다. 본 명세서에서 "가공 온도"는, 상기 화학식 1 및 2의 화합물, 이들을 포함하는 중합성 조성물 또는 프리폴리머 등이 가공 가능한 상태로 존재하는 온도를 의미하여, 구체적인 예로는 연화점, 용융 온도(Tm) 또는 유리전이온도(Tg)일 수 있다. Specifically, the processing temperature of the polymerizable composition containing the compounds of Formula 1 and 2 may be 50°C to 200°C, or 100°C to 200°C. As used herein, "processing temperature" means a temperature at which the compounds of Formulas 1 and 2, a polymerizable composition or a prepolymer containing them, etc. are present in a processable state, and specific examples include softening point, melting temperature (Tm), or glass. It may be a transition temperature (Tg).

본 발명에서의 중합성 조성물은 상기한 가공 온도 범위를 충족할 때, 프로세스 원도우, 즉 상기 가공 온도(Tp)와, 상기 화학식 1의 화합물 등과 경화제의 경화 반응 개시 온도(To)의 차이(To - Tp)의 절대값이 50℃ 이상, 70℃ 이상 또는 100℃ 이상일 수 있다. 본 명세서에서 "경화 반응 개시 온도"는, 중합성 조성물이나 후술하는 프리폴리머의 중합 또는 경화가 시작되는 시점의 온도를 의미한다. 일례로 경화 반응 개시 온도(To)는 상기 가공 온도에 비하여 높을 수 있으며, 이 경우 적절한 가공성을 확보할 수 있다. 또, 상기 가공 온도(Tp)와 경화 반응 개시 온도(To)의 차이(To - Tp)의 절대값은 600℃ 이하, 500℃ 이하, 400℃ 이하, 300℃ 이하 또는 200℃ 이하일 수 있다. 상기한 온도 조건을 충족할 때 적절한 유동성과 가공성을 나타내고, 넓은 프로세스 윈도우가 확보되며, 우수한 충격 강도 특성의 프탈로니트릴 수지 제조가 가능하다.When the polymerizable composition in the present invention satisfies the above-described processing temperature range, the difference between the process window (ie, the processing temperature (Tp), the compound of Formula 1, and the curing reaction initiation temperature (To) of the curing agent (To − The absolute value of Tp) may be 50°C or higher, 70°C or higher, or 100°C or higher. As used herein, "curing reaction initiation temperature" means a temperature at which polymerization or curing of a polymerizable composition or a prepolymer described later starts. For example, the curing reaction initiation temperature (To) may be higher than the processing temperature, and in this case, appropriate processability may be secured. In addition, the absolute value of the difference (To-Tp) between the processing temperature (Tp) and the initiation temperature (To) of the curing reaction may be 600°C or less, 500°C or less, 400°C or less, 300°C or less, or 200°C or less. When satisfying the above temperature conditions, it exhibits proper fluidity and processability, a wide process window is secured, and it is possible to manufacture a phthalonitrile resin having excellent impact strength characteristics.

상기 중합성 조성물에 있어서 화학식 1의 화합물은 앞서 설명한 바와 같으며, 공지의 유기 반응을 이용하여 제조될 수 있다. 일례로 상기 화학식 1의 화합물은 니트로 치환 반응을 통해 제조될 수 있으며, 구체적으로는 히드록시기를 포함하는 화합물 및 니트릴기를 포함하는 화합물을 염기성 촉매 등의 존재 하에 반응시킴으로써 제조될 수 있다. In the polymerizable composition, the compound of Formula 1 is as described above, and may be prepared using a known organic reaction. For example, the compound of Formula 1 may be prepared through a nitro substitution reaction, and specifically, may be prepared by reacting a compound containing a hydroxy group and a compound containing a nitrile group in the presence of a basic catalyst or the like.

또, 상기 화학식 2의 화합물 및 경화제의 종류 및 함량 역시 앞서 설명한 바와 같으며, 공지의 화학반응을 이용하여 제조되거나 또는 상업적으로 입수가능하다. In addition, the type and content of the compound of Formula 2 and the curing agent are also as described above, and can be prepared using a known chemical reaction or commercially available.

또, 상기 중합성 조성물은 물성 개선을 위하여 목적에 따라 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, the polymerizable composition may further include one or more additives depending on the purpose to improve physical properties.

상기 첨가제는 구체적으로 충전제일 수 있으며, 상기 충진제는 특별히 한정되지 않고, 목적하는 용도에 따라 적합한 충전제가 모두 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 충전제로는 금속 물질, 세라믹 물질, 유리, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 탄소계 물질 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또, 상기 탄소계 물질로는, 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브 등이나, 그들의 산화물 등과 같은 유도체, 또는 이성질체 등이 사용될 수 있다. The additive may specifically be a filler, and the filler is not particularly limited, and all suitable fillers may be used depending on the intended use. Specifically, the filler may include metal materials, ceramic materials, glass, metal oxides, metal nitrides, or carbon-based materials, and any one or a mixture of two or more of them may be used. In addition, as the carbon-based material, graphite, graphene or carbon nanotubes, derivatives such as oxides, or isomers may be used.

상기 중합성 조성물은 또한 폴리이미드, 폴리아미드 또는 폴리스티렌 등과 같은 소위 엔지니어링 플라스틱의 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 다양한 단량체들이나 기타 다른 첨가제도 목적에 따라 더 포함할 수 있다.The polymerizable composition may further include various monomers or other additives known to be applicable to the production of so-called engineering plastics, such as polyimide, polyamide or polystyrene, depending on the purpose.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기한 중합성 조성물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머(prepolymer)가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a prepolymer formed by the reaction of the polymerizable composition described above is provided.

상기 프리폴리머는 상기 중합성 조성물 내에서 화학식 1 및 2의 화합물과 경화제와의 반응이 어느 정도의 일어난 상태(예를 들면, 소위 A 또는 B 스테이지 단계의 중합이 일어난 상태)이나, 완전히 중합된 상태에는 이르지 않고, 적절한 유동성을 나타내어, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 복합체의 가공이 가능한 상태를 의미한다. 일례로 상기 프리폴리머는 상기 중합성 조성물의 중합이 어느 정도 진행된 상태로서, 그 조성물에 대하여 약 150℃ 내지 250℃의 범위 내 중 어느 한 온도에서 측정된 용융 점도가 100 cP 내지 10,000 cP, 100 cP 내지 5,000 cP 또는 100cP 내지 3,000cP의 범위 내에 있는 상태를 의미할 수 있다.The prepolymer is a state in which the reaction of the compound of Formulas 1 and 2 and a curing agent in the polymerizable composition occurs to a certain extent (for example, a so-called A or B stage polymerization occurs), but in a fully polymerized state, It does not lead to an appropriate fluidity, and for example, refers to a state in which the composite can be processed as described below. As an example, the prepolymer is a state in which polymerization of the polymerizable composition has progressed to some extent, and the melt viscosity measured at any one of the ranges of about 150°C to 250°C for the composition is 100 cP to 10,000 cP, 100 cP to It may mean a state in the range of 5,000 cP or 100 cP to 3,000 cP.

상기 프리폴리머 역시 낮은 경화 밀도 및 우수한 충격강도 특성과 함께, 우수한 경화성, 낮은 용융 온도 및 넓은 프로세스 윈도우(process window)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 프리폴리머의 가공 온도는, 150℃ 내지 350℃의 범위 내에 있을 수 있다. 이 경우 상기 프리폴리머의 프로세스 원도우, 즉 상기 가공 온도(Tp)와 상기 프리폴리머의 경화 온도(Tc)의 차이(Tc-Tp)의 절대값은 30℃ 이상, 50℃ 이상 또는 100℃ 이상이고, 400℃ 이하 또는 300℃ 이하일 수 있다. 일 례로 상기 경화 온도(Tc)가 상기 가공 온도(Tp)에 비하여 높을 수 있으며, 이 경우 보다 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. The prepolymer can also exhibit excellent curing properties, low melting temperature and a wide process window, along with low cure density and good impact strength properties. For example, the processing temperature of the prepolymer may be in the range of 150°C to 350°C. In this case, the absolute value of the process window of the prepolymer, that is, the difference (Tc-Tp) between the processing temperature (Tp) and the curing temperature (Tc) of the prepolymer is 30°C or higher, 50°C or higher, or 100°C or higher, and 400°C Or less or 300°C. In one example, the curing temperature (Tc) may be higher than the processing temperature (Tp), in this case may exhibit a better processability.

프리폴리머는 상기 성분 외에 공지의 임의의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 전술한 충전제 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The prepolymer may further contain any known additive in addition to the above components. Examples of such additives may include, for example, the above-described filler, but are not limited thereto.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기한 프탈로니트릴 수지를 포함하는 복합체(composite), 보다 구체적으로는 강화 수지 복합체(reinforced polymer composite)가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a composite comprising the aforementioned phthalonitrile resin, more specifically, a reinforced polymer composite is provided.

상기 복합체는 프탈로니트릴 수지 및 충전제를 포함할 수 있으며, 상기 화학식 1 및 2의 화합물 등을 통해 낮은 경화밀도와 우수한 충격강도를 나타낼 수 있다. 이에 따라 자동차, 비행기 또는 선박 등의 내구재 등을 포함한 다양한 용도에 적용될 수 있다.The composite may include a phthalonitrile resin and a filler, and may exhibit low cure density and excellent impact strength through the compounds of Formulas 1 and 2, and the like. Accordingly, it can be applied to various uses including durable goods such as automobiles, airplanes, or ships.

상기 복합체는 상기한 중합성 조성물과 충전제를 포함하거나, 상기 프리폴리머와 충전제를 포함하는 전구체를 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 상기 전구체는 화학식 1 및 2의 화합물 및 경화제를 포함하는 중합성 조성물이나, 상기 중합성 조성물이 가경화되어 형성되는 상기 프리폴리머를 가열 등에 의해 용융시킨 상태에서, 필요한 경우에 상기 충전제와 배합하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기와 같이 제조된 전구체를 목적하는 형상으로 성형한 후에 경화시켜서 전술한 복합체의 제조가 가능하다. 이때 충전제는 앞서 설명한 바와 같다.The composite may include the polymerizable composition and filler described above, or may be prepared by curing a precursor comprising the prepolymer and filler. The precursor is a polymerizable composition comprising a compound of Formulas 1 and 2 and a curing agent, or the prepolymer formed by temporarily curing the polymerizable composition is melted by heating or the like, and is prepared by mixing with the filler if necessary. Can be. For example, it is possible to prepare the above-mentioned composite by curing the precursor prepared as described above into a desired shape and then curing it. At this time, the filler is as described above.

상기 중합성 조성물 또는 프리폴리머는 적절한 가공 온도와 넓은 프로세스 온도를 가지고, 경화성이 탁월하여 상기 과정에서 성형 및 경화가 효율적으로 수행될 수 있다. 또, 상기 과정에서 프리폴리머 등을 형성하는 방법, 그러한 프리폴리머 등과 충전제를 배합하고, 가공 및 경화시켜 복합체를 제조하는 방법 등은 공지된 방식에 따라 진행될 수 있다.The polymerizable composition or prepolymer has an appropriate processing temperature and a wide process temperature, and is excellent in curing property, so that molding and curing can be efficiently performed in the process. In addition, a method of forming a prepolymer or the like in the above process, a method of mixing such a prepolymer with a filler, processing and curing to prepare a composite, etc. may be performed according to a known method.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited thereby.

제조예Manufacturing example 1. 화합물(1a-1)의 합성 1. Synthesis of Compound (1a-1)

하기 화학식 1a-1 의 화합물을 다음의 방식으로 합성하였다. The following compound of Formula 1a-1 was synthesized in the following manner.

Figure 112017092962594-pat00026
(1a-1)
Figure 112017092962594-pat00026
(1a-1)

우선, 4,4'-비스(히드록시페닐메탄) 28g과 150mL의 DMF(dimethyl formamide)를 500 mL의 3넥 RBF(3 neck round-bottom flast)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 상기에 4-니트로 프탈로니트릴 48.5 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 58.1 g 및 DMF 50 g을 함께 투입한 후에 교반하면서 온도를 85°C까지 승온하였다. 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시킨다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 염산 수용액에 부어 중화 침전하였다. 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100°C의 진공 오븐에서 하루 동안 건조시켜 수득한다.First, 28 g of 4,4'-bis (hydroxyphenylmethane) and 150 mL of dimethyl formamide (DMF) were added to 500 mL of 3 neck round-bottom flast (RBF), and dissolved by stirring at room temperature. To this, 48.5 g of 4-nitro phthalonitrile was added, and 50 g of DMF was added, followed by stirring to dissolve. Subsequently, 58.1 g of potassium carbonate and 50 g of DMF were added together, and the temperature was raised to 85°C while stirring. After reacting for 5 hours, it is cooled to room temperature. The cooled reaction solution was poured into 0.2N aqueous hydrochloric acid solution to neutralize and precipitate. After filtering, it was washed with water. Thereafter, the filtered reaction was obtained by drying in a vacuum oven at 100°C for one day.

제조된 상기 화학식 1a-1 의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 1에 나타내었다. The results of NMR analysis of the compound of Formula 1a-1 are shown in FIG. 1.

제조예Manufacturing example 2. 화합물(3a)의 합성 2. Synthesis of Compound (3a)

하기 화학식 3a의 화합물은 다음의 방식으로 합성하였다. The following compound of Formula 3a was synthesized in the following manner.

Figure 112017092962594-pat00027
(3a)
Figure 112017092962594-pat00027
(3a)

NMP 용매에 고체 함량 15wt% 의 4,4'-oxydiphthalic anhydride 과 4,4'-oxydianiline 을 1:4 당량으로 투입하여 용해시킨다. 용해 후 r-valerolactone 과 pyridine, toluene 을 첨가하여 185도에서 3시간 동안 반응시킨 후 상온으로 냉각시킨다. 냉각 후 반응 용액을 메탄올에 부어 침전을 시킨 후 필터하여 고체상태의 화합물 3a 를 수득한다. 4,4'-oxydiphthalic anhydride and 4,4'-oxydianiline with a solid content of 15 wt% in NMP solvent were added and dissolved in a 1:4 equivalent amount. After dissolution, r-valerolactone, pyridine, and toluene were added to react at 185°C for 3 hours, and then cooled to room temperature. After cooling, the reaction solution was poured into methanol, precipitated, and then filtered to obtain a solid compound 3a.

제조된 상기 화학식 3a 의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 2에 나타내었다. 2 shows the results of NMR analysis of the compound of Formula 3a.

실시예Example 1 One

상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1a-1의 화합물과, 하기 화학식 2a의 화합물을 1 대 1 당량으로 혼합한 조성물 1몰에 대하여, 상기 제조예 2에서 제조한 화학식 3 a의 화합물 약 0.2몰을 첨가하여 혼합 후 반응시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다. About 0.2 mol of the compound of Formula 3a prepared in Preparation Example 2 with respect to 1 mol of the composition of the compound of Formula 1a-1 prepared in Preparation Example 1 and the compound of Formula 2a in 1 to 1 equivalent amount After adding and mixing to react, a phthalonitrile resin was prepared.

Figure 112017092962594-pat00028
(2a)
Figure 112017092962594-pat00028
(2a)

실시예Example 2 2

상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1a-1의 화합물과, 하기 화학식 2b의 화합물을 1 대 1 당량으로 혼합한 조성물 1몰에 대하여, 상기 제조예 2에서 제조한 화학식 3a의 화합물 약 0.2몰을 첨가하여 혼합한 후 반응시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다. About 0.2 mol of the compound of Formula 3a prepared in Preparation Example 2 is added to 1 mol of the composition of the compound of Formula 1a-1 prepared in Preparation Example 1 and the compound of Formula 2b in 1 to 1 equivalent amount. After mixing and reacting to prepare a phthalonitrile resin.

Figure 112017092962594-pat00029
(2b)
Figure 112017092962594-pat00029
(2b)

실시예Example 3 3

상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1a-1의 화합물과 화학식 2b의 화합물을 2 대 1 당량으로 혼합한 조성물 1몰에 대하여, 상기 제조예 2에서 제조한 화학식 3a의 화합물 약 0.2몰을 첨가하여 혼합한 후 반응시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.About 0.2 mol of the compound of Formula 3a prepared in Preparation Example 2 is added to and mixed with 1 mol of the composition in which the compound of Formula 1a-1 prepared in Preparation Example 1 and the compound of Formula 2b are mixed in a 2 to 1 equivalent amount. After reacting, a phthalonitrile resin was prepared.

비교예Comparative example 1  One

상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1a-1의 화합물을 1몰에 대하여, 상기 제조예 2에서 제조한 화학식 3a의 화합물 약 0.2몰을 첨가하여 혼합한 후 반응시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.About 0.2 mol of the compound of Formula 3a prepared in Preparation Example 2 was added and mixed with respect to 1 mol of the compound of Formula 1a-1 prepared in Preparation Example 1, and then reacted to prepare a phthalonitrile resin.

시험예Test example 1: 충격 강도 평가 1: Impact strength evaluation

상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1에서 제조한 프탈로니트릴 수지에 대해 충격강도를 평가하였다.Impact strengths of the phthalonitrile resins prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were evaluated.

구체적으로, 충격 강도 측정용 시편은 ASTM D256 규격의 노치가 없는 시편으로 제작하여, 한국 고분자 시험 연구소에서 상기 시험 방법에 의거하여 상온에서 실시하였다.Specifically, the specimen for impact strength measurement was prepared as a specimen without a notch of ASTM D256 standard, and was conducted at room temperature based on the above test method at the Korea Polymer Testing Laboratory.

IZOD 충격강도 (J/m)IZOD impact strength (J/m) 시편1Psalm 1 시편2Psalm 2 시편3Psalm 3 평균치Average 실시예 1Example 1 244.6244.6 299.0299.0 299.0299.0 280.8280.8 실시예 2Example 2 317.4317.4 314.3314.3 309.3309.3 313.6313.6 실시예 3Example 3 199.0199.0 183.6183.6 199.0199.0 193.9193.9 비교예 1Comparative Example 1 133.4133.4 204.6204.6 157.0157.0 165.0165.0

실험결과, 비교예 1의 조성에 화학식 2a 또는 2b의 화합물을 더 포함하는 실시예 1 및 2의 프탈로니트릴 수지는 비교예 1에 비해 약 2배 이상 개선된 충격강도 특성을 나타내었다.As a result of the experiment, the phthalonitrile resins of Examples 1 and 2 further comprising a compound of Formula 2a or 2b in the composition of Comparative Example 1 exhibited improved impact strength characteristics of about 2 times or more compared to Comparative Example 1.

Claims (17)

하기 화학식 1의 화합물 유래의 제1구조단위; 및
하기 화학식 2의 화합물 유래 제2구조단위
를 포함하는 프탈로니트릴 수지:
[화학식 1]
Figure 112017092962594-pat00030

상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 방향족 2가 라디칼이며,
X는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소원자 또는 황원자이며,
R11 내지 R20는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고,
[화학식 2]
Figure 112017092962594-pat00031

상기 화학식 2에서,
R21은 각각 독립적으로 할로겐기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알킬사이클로알킬기, (사이클로알킬)알킬기, 알콕시알킬기, 및 할로알킬기로 이루어진 군에서 선택되며,
m은 0 내지 4의 정수이다.
A first structural unit derived from the compound of Formula 1 below; And
A second structural unit derived from the compound of Formula 2
Phthalonitrile resin comprising:
[Formula 1]
Figure 112017092962594-pat00030

In Chemical Formula 1,
Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic divalent radical,
X is an alkylene group or an alkylidene group,
Y 1 and Y 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom,
R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or a cyano group, at least two of R 11 to R 15 , and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups,
[Formula 2]
Figure 112017092962594-pat00031

In Chemical Formula 2,
R 21 is each independently selected from the group consisting of halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, alkylcycloalkyl group, (cycloalkyl)alkyl group, alkoxyalkyl group, and haloalkyl group,
m is an integer from 0 to 4.
제1항에 있어서,
상기 Ar1 및 Ar2가 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기인, 프탈로니트릴 수지.
According to claim 1,
A phthalonitrile resin in which Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted phenylene group.
제1항에 있어서,
상기 X는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기인, 프탈로니트릴 수지.
According to claim 1,
The X is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a phthalonitrile resin.
제1항에 있어서,
상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 산소원자 또는 황원자인, 프탈로니트릴 수지.
According to claim 1,
The Y 1 and Y 2 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom, a phthalonitrile resin.
제1항에 있어서,
상기 제1구조단위는 하기 화학식 1a의 화합물로부터 유래된 것인, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 1a]
Figure 112017092962594-pat00032

상기 화학식 1a에 있어서,
X는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 산소원자 또는 황원자이며,
R31 내지 R38은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기이다.
According to claim 1,
The first structural unit is a phthalonitrile resin, which is derived from the compound of Formula 1a:
[Formula 1a]
Figure 112017092962594-pat00032

In Formula 1a,
X is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms,
Y 1 and Y 2 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom,
R 31 to R 38 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.
제1항에 있어서,
상기 제1구조단위는 하기 화학식 1a-1의 화합물로부터 유래된 것인, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 1a-1]
Figure 112017092962594-pat00033

According to claim 1,
The first structural unit is a phthalonitrile resin, which is derived from the compound of Formula 1a-1:
[Formula 1a-1]
Figure 112017092962594-pat00033

제1항에 있어서,
상기 제2구조단위는 하기 화학식 2a 또는 2b의 화합물 유래 구조단위인, 프탈로니트릴 수지.
Figure 112017092962594-pat00034

According to claim 1,
The second structural unit is a phthalonitrile resin, which is a structural unit derived from a compound of Formula 2a or 2b.
Figure 112017092962594-pat00034

제1항에 있어서,
상기 제1구조단위와 제2구조단위는 1:1 내지 2:1의 당량비로 포함되는, 프탈로니트릴 수지.
According to claim 1,
The first structural unit and the second structural unit are included in an equivalent ratio of 1:1 to 2:1, phthalonitrile resin.
제1항에 있어서,
하기 화학식 3의 화합물 유래 구조단위를 더 포함하는, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 3]
Figure 112017092962594-pat00035

상기 화학식 3에서, M은 4가 라디칼이고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 2가 라디칼이다.
According to claim 1,
A phthalonitrile resin further comprising a structural unit derived from the compound of Formula 3:
[Formula 3]
Figure 112017092962594-pat00035

In Chemical Formula 3, M is a tetravalent radical,
Z 1 and Z 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, or an aromatic divalent radical.
하기 화학식 1의 화합물,
하기 화학식 2의 화합물, 및
경화제
를 포함하는 중합성 조성물:
[화학식 1]
Figure 112017092962594-pat00036

상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 방향족 2가 라디칼이며,
X는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소원자 또는 황원자이며,
R11 내지 R20는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고,
[화학식 2]
Figure 112017092962594-pat00037

상기 화학식 2에서,
R21은 각각 독립적으로 할로겐기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 알킬사이클로알킬기, (사이클로알킬)알킬기, 알콕시알킬기, 및 할로알킬기로 이루어진 군에서 선택되며,
m은 0 내지 4의 정수이다.
A compound of Formula 1,
A compound of Formula 2, and
Hardener
Polymerizable composition comprising:
[Formula 1]
Figure 112017092962594-pat00036

In Chemical Formula 1,
Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic divalent radical,
X is an alkylene group or an alkylidene group,
Y 1 and Y 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom,
R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or a cyano group, at least two of R 11 to R 15 , and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups,
[Formula 2]
Figure 112017092962594-pat00037

In Chemical Formula 2,
R 21 is each independently selected from the group consisting of halogen group, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, alkylcycloalkyl group, (cycloalkyl)alkyl group, alkoxyalkyl group, and haloalkyl group,
m is an integer from 0 to 4.
제10항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물은 1:1 내지 2:1의 당량비로 포함되는, 중합성 조성물.
The method of claim 10,
The compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 are included in an equivalent ratio of 1:1 to 2:1, the polymerizable composition.
제10항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는, 중합성 조성물:
[화학식 3]
Figure 112017092962594-pat00038

상기 화학식 3에서, M은 4가 라디칼이고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 2가 라디칼이다.
The method of claim 10,
The curing agent comprises a compound of Formula 3, a polymerizable composition:
[Formula 3]
Figure 112017092962594-pat00038

In Chemical Formula 3, M is a tetravalent radical,
Z 1 and Z 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, or an aromatic divalent radical.
제12항에 있어서,
상기 M은 하기 화학식 4a 내지 4f의 화합물 유래의 4가 라디칼이고,
상기 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 하기 화학식 5a 내지 5c의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래 2가 라디칼인, 중합성 조성물:
[화학식 4a]
Figure 112017092962594-pat00039

상기 화학식 4a에서 Ra1 내지 Ra6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.
[화학식 4b]
Figure 112017092962594-pat00040

상기 화학식 4b에서 Rb1 내지 Rb8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.
[화학식 4c]
Figure 112017092962594-pat00041

상기 화학식 4c에서, Rc1 내지 Rc10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이고, W1은 단일 결합, 알킬렌기, 할로알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자, 카보닐기(-C(=O)-), -A1-O-C(=O)- A2-, - A1-C(=O)-O- A2-, -S(=O)- 또는 -S(=O)2-이며, 상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 단일 결합이거나 알킬렌기일 수 있다.
[화학식 4d]
Figure 112017092962594-pat00042

상기 화학식 4d에서, Rd1 내지 Rd4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나 또는 인접하는 두 기가 서로 연결되어 지환족 고리 구조를 형성할 수도 있고, W2는 1 이상의 산소원자를 포함하거나 또는 포함하지 않는, 알킬렌기 또는 알케닐렌기이다.
[화학식 4e]
Figure 112017092962594-pat00043

상기 화학식 4e에서, Re1 내지 Re4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이고, W3은 알킬렌기이다.
[화학식 4f]
Figure 112017092962594-pat00044

상기 화학식 4f에서 Rf1 내지 Rf10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이다.
[화학식 5a]
Figure 112017092962594-pat00045

상기 화학식 5a에서 Rg1 내지 Rg6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 카복실기이다.
[화학식 5b]
Figure 112017092962594-pat00046

상기 화학식 5b에서 Rh1 내지 Rh10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이고, W4는, 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자, 카보닐기, -NR-, -S(=O)- 또는 -S(=O)2-이며, 상기 R은 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.
[화학식 5c]
Figure 112017092962594-pat00047

상기 화학식 5c에서 Ri1 내지 Ri10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이다.
The method of claim 12,
M is a tetravalent radical derived from the compounds of the following formulas 4a to 4f,
The Z 1 and Z 2 are each independently a divalent radical derived from a compound selected from the group consisting of compounds of Formulas 5a to 5c, wherein the polymerizable composition:
[Formula 4a]
Figure 112017092962594-pat00039

In Formula 4a, R a1 to R a6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.
[Formula 4b]
Figure 112017092962594-pat00040

In Formula 4b, R b1 to R b8 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.
[Formula 4c]
Figure 112017092962594-pat00041

In Formula 4c, R c1 to R c10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group, and W 1 is a single bond, an alkylene group, a haloalkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group (-C(=O)-), -A 1 -OC(=O)- A 2 -,-A 1 -C(=O)-O- A 2 -, -S(=O)- or -S (=O) 2 -, wherein A 1 and A 2 may be each independently a single bond or an alkylene group.
[Formula 4d]
Figure 112017092962594-pat00042

In Formula 4d, R d1 to R d4 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group, or two adjacent groups may be connected to each other to form an alicyclic ring structure, and W 2 includes one or more oxygen atoms, or It does not contain an alkylene group or an alkenylene group.
[Formula 4e]
Figure 112017092962594-pat00043

In the above formula 4e, R e1 to R e4 are each independently hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group, and W 3 is an alkylene group.
[Formula 4f]
Figure 112017092962594-pat00044

In Formula 4f, R f1 to R f10 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group.
[Formula 5a]
Figure 112017092962594-pat00045

In Formula 5a, R g1 to R g6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a hydroxyl group, or a carboxyl group.
[Formula 5b]
Figure 112017092962594-pat00046

In Formula 5b, R h1 to R h10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a carboxyl group, or an aryl group, and W 4 is a single bond, an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, and a carbo Nyl group, -NR-, -S(=O)- or -S(=O) 2 -, wherein R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group.
[Formula 5c]
Figure 112017092962594-pat00047

In Formula 5c, R i1 to R i10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a carboxyl group, or an aryl group.
제10항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 3a 내지 3h의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는, 중합성 조성물:
Figure 112017092962594-pat00048
(3a)
Figure 112017092962594-pat00049
(3b)
Figure 112017092962594-pat00050
(3c)
Figure 112017092962594-pat00051
(3d)
Figure 112017092962594-pat00052
(3e)
Figure 112017092962594-pat00053
(3f)
Figure 112017092962594-pat00054
(3g)
Figure 112017092962594-pat00055
(3h)
The method of claim 10,
The curing agent comprises any one or two or more selected from the group consisting of compounds of the following formula 3a to 3h, polymerizable composition:
Figure 112017092962594-pat00048
(3a)
Figure 112017092962594-pat00049
(3b)
Figure 112017092962594-pat00050
(3c)
Figure 112017092962594-pat00051
(3d)
Figure 112017092962594-pat00052
(3e)
Figure 112017092962594-pat00053
(3f)
Figure 112017092962594-pat00054
(3 g)
Figure 112017092962594-pat00055
(3h)
제10항에 있어서,
상기 경화제는 상기 화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물 총 합계 몰을 기준으로 0.05 내지 5몰비로 포함되는, 중합성 조성물.
The method of claim 10,
The curing agent is contained in a ratio of 0.05 to 5 moles based on the total moles of the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2, a polymerizable composition.
제10항의 중합성 조성물의 반응물인 프리폴리머.
A prepolymer that is a reactant of the polymerizable composition of claim 10.
제10항의 중합성 조성물 또는 제16항의 프리폴리머를 경화시키는 단계를 포함하는, 프탈로니트릴 수지의 제조방법. A method of producing a phthalonitrile resin comprising the step of curing the polymerizable composition of claim 10 or the prepolymer of claim 16.
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