KR102380727B1 - Phthalonitrile resin - Google Patents

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KR102380727B1
KR102380727B1 KR1020180000883A KR20180000883A KR102380727B1 KR 102380727 B1 KR102380727 B1 KR 102380727B1 KR 1020180000883 A KR1020180000883 A KR 1020180000883A KR 20180000883 A KR20180000883 A KR 20180000883A KR 102380727 B1 KR102380727 B1 KR 102380727B1
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안기호
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주식회사 엘지화학
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    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Abstract

본 발명에서는 2종 이상의 시안계 단량체 혼합물 유래 반복단위를 최적 함량비로 포함함으로써, 넓은 윈도우 프로세스와 함께 우수한 기계적 강도 특성을 나타낼 수 있는 프탈로니트릴 수지가 제공된다. In the present invention, there is provided a phthalonitrile resin capable of exhibiting excellent mechanical strength characteristics with a wide window process by including the repeating unit derived from a mixture of two or more types of cyanide monomers in an optimal content ratio.

Description

프탈로니트릴 수지 {PHTHALONITRILE RESIN}Phthalonitrile resin {PHTHALONITRILE RESIN}

본 발명은 넓은 프로세스 윈도우와 함께 우수한 기계적 강도 특성을 나타내는 프탈로니트릴 수지에 관한 것이다.The present invention relates to a phthalonitrile resin that exhibits excellent mechanical strength properties with a wide process window.

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 프레폴리머와 충전제를 혼합한 후에 경화시키는 과정을 포함할 수 있다.Phthalonitrile resin (PNR) is a thermosetting resin with excellent heat resistance and flame retardancy. It forms a composite with glass fiber or carbon fiber, and is used as a durable material for airplanes, ships, and automobiles. The manufacturing process of the composite may include, for example, a process of mixing a mixture of phthalonitrile and a curing agent or a prepolymer formed by the reaction of the mixture and a filler and curing the mixture.

프탈로니트릴 수지는 고온 경화를 통해 생성되는 트리아진에 의한 견고한 경화 구조를 갖기 때문에, 강한 취성으로 충격강도 등의 기계적 특성이 매우 약하다는 단점이 있다. Since phthalonitrile resin has a solid hardening structure by triazine generated through high temperature curing, it has a disadvantage in that mechanical properties such as impact strength are very weak due to strong brittleness.

수지 또는 복합체의 제조 과정이 효과적으로 이루어지기 위해서는, 단량체인 프탈로니트릴 또는 그로부터 형성된 중합성 조성물이나 프레폴리머(prepolymer)가 적절한 용융성과 유동성을 가지고, 소위 프로세스 윈도우(process window)가 넓을 것이 요구된다.In order to effectively produce a resin or composite, it is required that the monomer phthalonitrile or a polymerizable composition or prepolymer formed therefrom have appropriate meltability and fluidity, and that the so-called process window is wide.

또한, 상기 프탈로니트릴과 경화제의 혼합물이나 프레폴리머가 보이드(void)를 포함하거나, 가공 혹은 경화 과정에서 보이드를 생성할 경우에 복합체의 물성, 특히 기계적 특성의 저하가 발생할 수 있으므로, 이러한 문제도 고려되어야 한다. In addition, when the mixture or prepolymer of the phthalonitrile and the curing agent contains voids or creates voids during processing or curing, deterioration of physical properties, particularly mechanical properties, of the composite may occur, so this problem is also should be considered.

한국등록특허 제0558158호Korean Patent No. 0558158

이에 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 넓은 프로세스 윈도우와 함께 우수한 기계적 강도 특성을 나타내는 프탈로니트릴 수지 및 그 제조방법, 그리고 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 phthalonitrile resin exhibiting excellent mechanical strength characteristics with a wide process window, a method for manufacturing the same, and a polymerizable composition comprising the phthalonitrile resin do.

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 제1반복단위; 및 A first repeating unit derived from a compound of Formula 1; and

하기 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물 유래 제2반복단위를 20:80 내지 99:1의 중량비로 포함하는 프탈로니트릴 수지를 제공한다:Provided is a phthalonitrile resin comprising a second repeating unit derived from at least one compound selected from the group consisting of compounds of Formulas 2 to 4 in a weight ratio of 20:80 to 99:1:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018000939824-pat00001
Figure 112018000939824-pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018000939824-pat00002
Figure 112018000939824-pat00002

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018000939824-pat00003
Figure 112018000939824-pat00003

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112018000939824-pat00004
Figure 112018000939824-pat00004

상기 화학식 1 내지 4에 있어서,In Formulas 1 to 4,

L11, L12, L21, L22, L31, 및 L41 내지 L44은 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,L 11 , L 12 , L 21 , L 22 , L 31 , and L 41 to L 44 are each independently a functional group represented by the following Chemical Formula 5;

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112018000939824-pat00005
Figure 112018000939824-pat00005

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이고,In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are a cyano group,

Ra 내지 Ri는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,R a to R i are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group and an aryl group,

m1, m2, n1, n2, 및 q1 내지 q4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,m1, m2, n1, n2, and q1 to q4 are each independently an integer of 0 to 4,

p는 0 내지 3의 정수이다.p is an integer from 0 to 3.

또, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물; 및 상기 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 20:80 내지 99:1의 중량부로 포함하고, 경화제를 더 포함하는 중합성 조성물, 그리고 이의 반응물인 프레폴리머를 각각 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the compound of Formula 1; and at least one compound selected from the group consisting of compounds of Formulas 2 to 4 in an amount of 20:80 to 99:1 by weight, and a polymerizable composition further comprising a curing agent, and a prepolymer as a reactant thereof, respectively do.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기한 중합성 조성물 또는 프레폴리머를 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 above-described polymerizable composition or prepolymer.

본 발명에 따른 프탈로니트릴 수지는 현저히 넓은 프로세스 윈도우와 기계적 강도 특성을 나타낼 수 있다. The phthalonitrile resin according to the present invention may exhibit a remarkably wide process window and mechanical strength characteristics.

도 1 내지 도 4는 각각 제조예 1 내지 4에서 제조한 화합물을 핵자기 공명(NMR) 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.1 to 4 are graphs showing the results of nuclear magnetic resonance (NMR) analysis of the compounds prepared in Preparation Examples 1 to 4, respectively.

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 used to describe exemplary embodiments only, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises", "comprising" or "have" are intended to designate the presence of an embodied feature, step, element, or a combination thereof, but 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 precluded 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.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include 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 프레폴리머, 그리고 그 제조방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, the phthalonitrile resin of the present invention, a polymerizable composition and prepolymer comprising the same, and a method for producing the same will be described in detail.

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

하기 화학식 1의 화합물 유래의 제1반복단위; 및 a first repeating unit derived from a compound of Formula 1; and

하기 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물 유래 제2반복단위를 20:80 내지 99:1의 중량비로 포함한다:The second repeating unit derived from at least one compound selected from the group consisting of compounds of Formulas 2 to 4 is included in a weight ratio of 20:80 to 99:1:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018000939824-pat00006
Figure 112018000939824-pat00006

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018000939824-pat00007
Figure 112018000939824-pat00007

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018000939824-pat00008
Figure 112018000939824-pat00008

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112018000939824-pat00009
Figure 112018000939824-pat00009

상기 화학식 1 내지 4에 있어서,In Formulas 1 to 4,

L11, L12, L21, L22, L31, 및 L41 내지 L44은 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,L 11 , L 12 , L 21 , L 22 , L 31 , and L 41 to L 44 are each independently a functional group represented by the following Chemical Formula 5;

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112018000939824-pat00010
Figure 112018000939824-pat00010

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이고,In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are a cyano group,

Ra 내지 Ri는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,R a to R i are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group and an aryl group,

m1, m2, n1, n2, 및 q1 내지 q4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,m1, m2, n1, n2, and q1 to q4 are each independently an integer of 0 to 4,

p는 0 내지 3의 정수이다.p is an integer from 0 to 3.

상기한 바와 같이, 본 발명은 프탈로니트릴 수지에 대한 기계적 특성 개선 효과는 우수하지만 높은 융점으로 인해 프로세스 윈도우가 매우 좁아 공정성에 한계가 있는 단량체 화합물을, 낮은 융점을 갖는 상기 화학식 1의 단량체 화합물과 최적 혼합비로 혼합하여 사용함으로써, 제조되는 프탈로니트릴 수지의 프로세스 윈도우를 넓히고, 동시에 인장 강도 또는 충격 강도 등의 기계적 특성을 발란스 좋게 개선시킬 수 있다. 특히 상기 화학식 3 및 4의 화합물은 화합물 내 반응성 작용기로서 시아노기를 5개 이상 포함하는 다관능성 단량체들로, 열경화 시 경화 밀도를 높여 우수한 경화 효율 및 내열 특성을 나타낼 수 있으나, 높은 융점과 높은 용융 점도로 인해 가공 혹은 경화 과정에서 보이드(void)가 발생하기 쉽다. 이와 같이 가공성 확보가 어려운 단량체 화합물들에 대해 저융점 및 저점도를 나타내는 상기 화학식 1의 단량체 화합물을 혼합함으로써 공정성을 개선하고, 또 제조되는 수지 내 보이드 발생을 억제함으로써 기계적 특성도 동시에 확보할 수 있다.As described above, the present invention provides a monomer compound having an excellent effect of improving the mechanical properties of the phthalonitrile resin, but having a limit in processability due to a very narrow process window due to a high melting point, a monomer compound of Formula 1 having a low melting point, and By mixing and using at an optimal mixing ratio, the process window of the phthalonitrile resin to be produced can be widened, and mechanical properties such as tensile strength or impact strength can be improved in a well-balanced manner. In particular, the compounds of Formulas 3 and 4 are polyfunctional monomers containing five or more cyano groups as reactive functional groups in the compound, and can exhibit excellent curing efficiency and heat resistance properties by increasing the curing density during thermal curing, but have high melting points and high Voids are likely to occur during processing or curing due to melt viscosity. As described above, processability is improved by mixing the monomer compound of Chemical Formula 1, which shows a low melting point and low viscosity, with respect to the monomer compounds having difficulty in securing processability, and mechanical properties can be simultaneously secured by suppressing the occurrence of voids in the prepared resin. .

한편, 본 명세서에 있어서, 소정 화합물 유래의 "반복단위"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 term “repeating 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 a cyano group of the compound of Formula 1 reacts 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. In addition, in the present specification, the alkyl group may be straight-chain or branched, and may be substituted by one or more substituents as necessary. In addition, the number of carbon atoms in 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 include 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 are 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 a -ORa group, wherein Ra is an alkyl group as previously defined. Specific examples include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, phenyloxy or cyclohexyloxy.

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 monovalent residue derived from a benzene ring, a compound containing a benzene ring, or a derivative of any one of the above. As used herein, the compound containing a benzene ring may refer to a compound having a structure in which two or more benzene rings are condensed while sharing one or two carbon atoms, or are directly connected or connected by an appropriate linker. Biphenyl, naphthalene, etc. may be exemplified as the above compound. The aryl group may contain 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, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a 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, unless otherwise specified, an alkylene group or an alkylidene group means an alkylene group or 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. can 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 above-described aryl group may be applied except that arylene is an aromatic divalent radical.

또, 본 명세서에 있어서, 특별한 언급이 없는 한, 상기 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 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, alkoxy group, aryl group, alkylene group or alkylidene group is an epoxy group such as a halogen group, a glycidyl group, an epoxyalkyl group, a glycidoxyalkyl group or an alicyclic epoxy group, It may be substituted with one or more substituents such as an acryloyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, a thiol group, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.

구체적으로 상기 일 구현예에 따른 프탈로니트릴계 수지에 있어서 제1반복단위는 하기 화학식 1a의 화합물로부터 유래된 구조를 갖는 것일 수 있다:Specifically, in the phthalonitrile-based resin according to the embodiment, the first repeating unit may have a structure derived from the compound of Formula 1a:

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112018000939824-pat00011
Figure 112018000939824-pat00011

상기 화학식 1a에서,In Formula 1a,

X11 및 X12는 각각 독립적으로 산소원자 또는 황원자이고,X 11 and X 12 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom,

R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이며,R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 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 are cyano groups,

Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,R a and R b are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. m1 and m2 are each independently an integer of 0 to 4.

보다 구체적으로 상기 화학식 1a에 있어서, X11 및 X12는 각각 독립적으로 산소원자이고, More specifically, in Formula 1a, X 11 and X 12 are each independently an oxygen atom,

R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이며, 보다 구체적으로, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이고, 나머지 작용기들은 수소이며,R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 11 to R 15 and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups, 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 are hydrogen,

Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,R a and R b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,

m1 및 m2는 각각 0 또는 1의 정수이다.m1 and m2 are each an integer of 0 or 1.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1a-1로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound of Formula 1 may be a compound represented by Formula 1a-1 below.

[화학식 1a-1][Formula 1a-1]

Figure 112018000939824-pat00012
Figure 112018000939824-pat00012

상기한 구조를 갖는 화학식 1의 화합물은 낮은 융점을 가져 프로세스 윈도우가 매우 넓기 때문에 프탈로니트릴 수지의 제조시 공정성을 크게 향상시킬 수 있을뿐더러, 240℃ 미만의 온도에서 프탈로니트릴 수지의 프리프레그 제조가 용이하다. 또 상기 화학식 1의 화합물은 경화제와의 반응성이 우수하다. Since the compound of Formula 1 having the above structure has a low melting point and has a very wide process window, it is possible to greatly improve processability in the preparation of phthalonitrile resin, and also to prepare a prepreg of phthalonitrile resin at a temperature of less than 240° C. is easy In addition, the compound of Formula 1 has excellent reactivity with a curing agent.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지에 있어서 제2반복단위를 형성하는 상기 화학식 2 내지 4의 화합물은, 분자 내 2개 이상의 반응성 작용기(CN)을 포함하며, 결정성 높은 구조로 인해 높은 융점 혹은 연화점을 나타낸다. 그러나 이와 같은 높은 융점으로 인해 수지를 제조함에 있어 가공 온도에서 충분히 용융되지 않고, 또 높은 점도를 나타내므로 경화제의 사용이 제한적이다. 또 프로세스 윈도우가 50℃ 미만으로 매우 좁을뿐더러, 경화 속도가 빨라 수지 내 보이드 제어가 매우 어렵다. On the other hand, in the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention, the compounds of Formulas 2 to 4 forming the second repeating unit include two or more reactive functional groups (CN) in the molecule, and have a highly crystalline structure. It has a high melting point or softening point. However, due to such a high melting point, the resin is not sufficiently melted at a processing temperature and exhibits a high viscosity, so the use of a curing agent is limited. In addition, the process window is very narrow (less than 50℃), and the curing speed is fast, so it is very difficult to control voids in the resin.

구체적으로, 상기 화학식 2의 화합물은 상기한 화학식 1의 화합물의 구조 이성질체로서, 구조적 차이로 인해 화학식 1의 화합물보다 높은 융점을 갖는다. 그러나 화학식 1의 화합물과 혼합하여 프탈로니트릴 수지를 제조할 경우, 혼합물의 융점 감소로 가공성이 개선되고, 또 보이드 없는 우수한 기계적 특성을 나타내는 성형품의 제조가 가능하다.Specifically, the compound of Formula 2 is a structural isomer of the compound of Formula 1, and has a higher melting point than the compound of Formula 1 due to a structural difference. However, when the phthalonitrile resin is prepared by mixing with the compound of Formula 1, processability is improved by reducing the melting point of the mixture, and a molded article exhibiting excellent mechanical properties without voids can be manufactured.

구체적으로 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2a로 표시되는 화합물일 수 있다:Specifically, the compound of Formula 2 may be a compound represented by the following Formula 2a:

[화학식 2a][Formula 2a]

Figure 112018000939824-pat00013
Figure 112018000939824-pat00013

상기 화학식 2a에 있어서,In Formula 2a,

X21 및 X22는 각각 독립적으로 산소원자 또는 황원자이고, X 21 and X 22 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom,

R21 내지 R30은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 시아노기이되, R21 내지 R25 중 적어도 2개, 그리고 R26 내지 R30 중 적어도 2개는 시아노기이고,R 21 to R 30 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a cyano group, at least two of R 21 to R 25 ; And at least two of R 26 to R 30 are cyano groups,

Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,R c and R d are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4.

상기한 구조를 충족하는 화합물들 중에서도 상기 화학식 2에서 중심의 비페닐렌 구조와 반응성 작용기의 연결기, 및 치환기를 최적화할 경우 화학식 2의 화합물 사용에 따른 효과를 더욱 증가시킬 수 있는데, 구체적으로, 상기 화학식 2의 화합물은 상기 화학식 2a에 있어서, Among the compounds satisfying the above structure, when the linking group and the substituent of the central biphenylene structure and the reactive functional group in Formula 2 are optimized, the effect of using the compound of Formula 2 may be further increased. Specifically, The compound of Formula 2 is in Formula 2a,

X21 및 X22는 각각 독립적으로 산소원자이고, X 21 and X 22 are each independently an oxygen atom,

R21 내지 R30은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 시아노기이되, R21 내지 R25 중 적어도 2개, 그리고 R26 내지 R30 중 적어도 2개는 시아노기이고, 보다 구체적으로, R21 내지 R25 중 적어도 2개, 그리고 R26 내지 R30 중 적어도 2개는 시아노기이고, 나머지 작용기들은 수소이며,R 21 to R 30 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 21 to R 25 and at least two of R 26 to R 30 are cyano groups, more specifically , at least two of R 21 to R 25 , and at least two of R 26 to R 30 are cyano groups, and the remaining functional groups are hydrogen,

Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며,R c and R d are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,

n1 및 n2는 각각 0 또는 1의 정수인 구조를 가짐으로써 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다.Since n1 and n2 each have a structure that is an integer of 0 or 1, a more excellent effect may be exhibited.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 2a의 화합물은 하기 화학식 2a-1로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound of Formula 2a may be a compound represented by Formula 2a-1 below.

[화학식 2a-1][Formula 2a-1]

Figure 112018000939824-pat00014
Figure 112018000939824-pat00014

또, 상기 화학식 3의 화합물은 벤젠 고리를 중심 구조로 포함하되 6개 이상의 반응성 작용기를 포함함으로써, 상기 화학식 1의 화합물과 혼합하여 프탈로니트릴 수지의 제조시 경화밀도가 크게 감소될 수 있으며, 그 결과로서 프탈로니트릴 수지의 기계적 특성을 개선시킬 수 있다. In addition, the compound of Formula 3 includes a benzene ring as a central structure, but includes 6 or more reactive functional groups, so that the curing density can be greatly reduced when mixing with the compound of Formula 1 to prepare a phthalonitrile resin, As a result, the mechanical properties of the phthalonitrile resin can be improved.

이와 같은 화학식 3의 화합물의 효과는 벤젠 고리에 대한 반응성 작용기의 결합 위치를 최적화함으로써 더욱 향상될 수 있는데, 구체적으로 상기 화학식 3의 화합물은 하기 화학식 3a로 표시되는 구조를 가짐으로써 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다: The effect of the compound of Formula 3 as described above can be further improved by optimizing the bonding position of the reactive functional group to the benzene ring. Specifically, the compound of Formula 3 has a structure represented by the following Formula 3a, thereby exhibiting a better effect. can:

[화학식 3a][Formula 3a]

Figure 112018000939824-pat00015
Figure 112018000939824-pat00015

상기 화학식 3a에 있어서,In Formula 3a,

L31a 내지 L31c는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,L 31a to L 31c are each independently a functional group represented by the following formula (5),

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112018000939824-pat00016
Figure 112018000939824-pat00016

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이고,In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are cyano group is anger,

Re는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,Re is each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

p는 0 내지 3의 정수이다. p is an integer from 0 to 3.

또, 반응성 작용기의 위치와 함께, 연결기 및 치환기를 최적화함으로써 화학식 3의 화합물의 효과를 더욱 개선할 수 있는데, 구체적으로는 상기 화학식 3a에 있어서, L31a 내지 L31c는 각각 독립적으로 상기 화학식 5로 표시되는 작용기이고, In addition, the effect of the compound of Formula 3 can be further improved by optimizing the position of the reactive functional group, the linking group and the substituent. Specifically, in Formula 3a, L 31a to L 31c are each independently represented by Formula 5 is the indicated functional group,

상기 화학식 5에서, X는 산소원자이고,In Formula 5, X is an oxygen atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, 보다 구체적으로는 R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, 나머지 작용기들은 수소이고,R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are cyano groups, more specifically, at least 2 of R 1 to R 5 dog is a cyano group, the remaining functional groups are hydrogen,

Re는 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,Re is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,

p는 0 또는 1의 정수인 화합물일 수 있다.p may be a compound that is an integer of 0 or 1.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 3의 화합물은 하기 화학식 3a-1의 화합물일 수 있다:More specifically, the compound of Formula 3 may be a compound of Formula 3a-1 below:

[화학식 3a-1][Formula 3a-1]

Figure 112018000939824-pat00017
Figure 112018000939824-pat00017

또, 상기 화학식 4의 화합물은 에탄의 1번 및 2번 위치의 탄소가 각각 2개의 페닐기로 치환된 대칭 구조를 중심 구조로 포함하는 것으로, 분자내 8개 이상의 반응성 작용기(CN)를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 화학식 1의 화합물과 혼합하여 프탈로니트릴 수지의 제조 시, 프로세스 윈도우가 넓어지고, 또 보이드 제어를 통해 기계적 특성을 크게 개선시킬 수 있다.In addition, the compound of Formula 4 includes, as a central structure, a symmetric structure in which carbons at positions 1 and 2 of ethane are substituted with two phenyl groups, respectively, and may include 8 or more reactive functional groups (CN) in the molecule there is. Accordingly, when the phthalonitrile resin is prepared by mixing with the compound of Formula 1, the process window is widened, and mechanical properties can be greatly improved through void control.

이중에서도 중심구조에 대한 반응성 작용기의 결합 위치를 최적화함으로써 이 같은 효과를 더욱 증가시킬 수 있는데, 구체적으로는 상기 화학식 4의 화합물은 하기 화학식 4a로 표시되는 구조를 가짐으로써 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다: Among them, this effect can be further increased by optimizing the bonding position of the reactive functional group with respect to the central structure. Specifically, the compound of Formula 4 may exhibit a better effect by having a structure represented by Formula 4a below. :

[화학식 4a][Formula 4a]

Figure 112018000939824-pat00018
Figure 112018000939824-pat00018

상기 화학식 4a에 있어서,In Formula 4a,

L41 내지 L44는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,L 41 to L 44 are each independently a functional group represented by the following formula (5),

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112018000939824-pat00019
Figure 112018000939824-pat00019

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이며,In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are cyano group is anger,

Rf 내지 Ri는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,R f to R i are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

q1 내지 q4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.q1 to q4 are each independently an integer of 0 to 4.

또, 반응성 작용기의 결합 위치와 함께 연결기 및 치환기를 최적화함으로써 개선 효과를 더욱 증가시킬 수 있는데, 구체적으로는 상기 화학식 4의 화합물은 상기 화학식 4a에 있어서 L41 내지 L44가 각각 독립적으로 상기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,In addition, the improvement effect can be further increased by optimizing the linking group and the substituent together with the bonding position of the reactive functional group. Specifically, in the compound of Formula 4, in Formula 4a, L 41 to L 44 are each independently Formula 5 is a functional group represented by

상기 화학식 5에서, X는 산소원자이고, In Formula 5, X is an oxygen atom,

R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며, 보다 구체적으로는 R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, 나머지 작용기들은 수소이고, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are cyano groups, and more specifically, at least 2 of R 1 to R 5 dog is a cyano group, the remaining functional groups are hydrogen,

Rf 내지 Ri는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,R f to R i are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,

q1 내지 q4는 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수인, 구조를 가짐으로써 보다 우수한 효과를 나타낼 수 있다.q1 to q4 are each independently an integer of 0 or 1, and may exhibit a better effect by having a structure.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 4의 화합물은 하기 화학식 4a-1의 화합물일 수 있다.More specifically, the compound of Formula 4 may be a compound of Formula 4a-1 below.

[화학식 4a-1][Formula 4a-1]

Figure 112018000939824-pat00020
Figure 112018000939824-pat00020

상기한 화학식 1의 화합물 유래 제1반복단위와, 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1 이상의 화합물 유래 제2반복단위는, 제조되는 프탈로니트릴 수지에서 넓은 프로세스 윈도우와 함께 우수한 기계적 특성을 구현하기 위해서는 그 혼합비가 최적화될 필요가 있다. The first repeating unit derived from the compound of Formula 1 and the second repeating unit derived from one or more of the compounds of Formulas 2 to 4 are used in the phthalonitrile resin to be prepared in order to realize excellent mechanical properties with a wide process window. The mixing ratio needs to be optimized.

구체적으로, 상기 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지에 있어서 상기 제1반복단위와 제2반복단위는 20:80 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있다. 만약 제1반복단위와 제2반복단위의 중량비가 20:80을 벗어나 제2반복단위의 함량이 지나치게 높을 경우, 가공성 저하의 우려가 있고, 제1반복단위와 제2반복단위의 중량비가 99:1을 벗어나 제1반복단위의 함량이 지나치게 높고, 제2 반복단위의 함량이 지나치게 낮을 경우, 내열성 및 경화성 등 제2반복단위 포함에 따른 개선 효과가 미미하다. 또 제1 및 제2 반복단위 각각의 구조로부터 유도되는 우수한 효과를 유지하면서도 가공성 및 기계적 특성의 발란스 좋은 개선 효과를 고려할 때, 제1반복단위와 제2반복단위는 20:80 내지 90:10, 보다 구체적으로는 25:75 내지 75:25의 중량비로 포함될 수 있다. Specifically, in the phthalonitrile resin according to the embodiment, the first repeating unit and the second repeating unit may be included in a weight ratio of 20:80 to 99:1. If the weight ratio of the first repeating unit to the second repeating unit is out of 20:80 and the content of the second repeating unit is too high, there is a risk of deterioration in workability, and the weight ratio of the first repeating unit to the second repeating unit is 99: When the content of the first repeating unit is excessively high and the content of the second repeating unit is excessively low outside 1, the improvement effect due to the inclusion of the second repeating unit, such as heat resistance and curability, is insignificant. In addition, considering the effect of improving the balance of workability and mechanical properties while maintaining the excellent effect derived from the structure of each of the first and second repeating units, the first repeating unit and the second repeating unit are 20:80 to 90:10, More specifically, it may be included in a weight ratio of 25:75 to 75:25.

보다 더 구체적으로, 상기 제2반복단위가 화학식 2의 화합물 유래 반복단위를 포함하는 경우, 상기 제1반복단위와 제2반복단위는 25:75 내지 50:50, 혹은 25:75 내지 40:60의 중량비로 포함될 수 있다. 상기한 함량비로 포함될 경우, 우수한 가공성을 나타내면서도, 기계적 특성을 현저히 향상시킬 수 있다. More specifically, when the second repeating unit includes a repeating unit derived from the compound of Formula 2, the first repeating unit and the second repeating unit are 25:75 to 50:50, or 25:75 to 40:60 may be included in the weight ratio of When included in the above content ratio, it is possible to significantly improve mechanical properties while exhibiting excellent processability.

또, 상기 제2반복단위가 화학식 3 또는 화학식 4의 화합물 유래 반복단위를 포함하는 경우 상기 제1반복단위와 제2반복단위는 50:50 내지 75:25, 혹은 60:40 내지 75:25의 중량비로 포함될 수 있다. 상기한 함량비로 포함될 경우, 가공성 및 기계적 특성이 발란스 좋게 개선될 수 있다. In addition, when the second repeating unit includes a repeating unit derived from a compound of Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4, the first repeating unit and the second repeating unit are 50:50 to 75:25, or 60:40 to 75:25. It may be included as a weight ratio. When included in the above content ratio, processability and mechanical properties may be improved in good balance.

한편, 상기 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지에 있어서 제1 및 제2반복단위는, 상기 화학식 1의 화합물과, 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상의 화합물이 경화제의 반응에 의해 형성되는 중합단위이다. 따라서, 상기 프탈로니트릴 수지는 경화제 유래 반복단위를 중합 단위로서 더 포함할 수도 있다. On the other hand, in the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention, the first and second repeating units are formed by the reaction of the compound of Formula 1 and at least one compound among the compounds of Formulas 2 to 4 with a curing agent. It is a polymerization unit that becomes Accordingly, the phthalonitrile resin may further include a curing agent-derived repeating unit as a polymerization unit.

이때 상기 경화제로는 방향족 아민 화합물, 페놀 화합물, 무기산, 유기산, 금속 또는 금속염 등과 같이, 상기 제1 및 제2반복단위 형성용 단량체 화합물과 반응하여 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한없이 사용가능 하지만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 경화제로는 하기 화학식 6의 화합물이 사용될 수 있다. 이에 따라 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지는 하기 화학식 6의 화합물 유래 반복단위를 더 포함할 수 있다: In this case, the curing agent is particularly limited if it can react with the monomer compound for forming the first and second repeating units to form a phthalonitrile resin, such as an aromatic amine compound, a phenol compound, an inorganic acid, an organic acid, a metal, or a metal salt. Although it can be used without it, according to an embodiment of the present invention, a compound of Formula 6 below may be used as the curing agent. Accordingly, the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention may further include a repeating unit derived from the compound of Formula 6 below:

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112018000939824-pat00021
Figure 112018000939824-pat00021

상기 화학식 6에서, N은 질소 원자이고, In Formula 6, N is a nitrogen atom,

M은 4가 라디칼이고, 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 6의 화합물은 높은 비점을 가져서 고온에서 휘발 또는 분해되지 않는다. 그 결과 중합성 조성물의 경화성을 안정적으로 유지시킬 수 있고, 또 고온의 가공 및 경화 동안에 복합체의 기계적 특성에 악영향을 줄 수 있는 보이드(void) 형성을 방지할 수 있다. 상기 화학식 6의 화합물은 중심원소 M이나, 링커인 Z1 또는 Z2의 선택에 의해 중합성 조성물 자체의 프로세스 윈도우, 즉 상기 중합성 조성물 또는 그로부터 형성되는 프레폴리머의 융점과 경화 온도의 차이를 용이하게 조절할 수 있으므로, 용도에 따라 다양한 물성의 경화제로서 작용할 수 있다. The compound of Formula 6 does not volatilize or decompose at high temperature because it has a high boiling point. As a result, it is possible to stably maintain the curability of the polymerizable composition, and to prevent the formation of voids that may adversely affect the mechanical properties of the composite during processing and curing at high temperatures. The compound of Formula 6 facilitates the process window of the polymerizable composition itself, that is, the difference between the melting point and the curing temperature of the polymerizable composition or the prepolymer formed therefrom, by selecting the central element M or the linker Z 1 or Z 2 Since it can be adjusted to a certain degree, it can act as a curing agent with various physical properties depending on the use.

특히, 본 발명에서의 프탈로니트릴 수지의 제조시 제2반복단위 형성에 사용되는 화학식 4의 화합물의 경우, 프리프레그 제조시 270℃ 이상의 고온이 요구되지만, 통상 이 같은 고온에서는 함께 사용되는 경화제가 분해되기 쉽다. 그러나 상기 화학식 6의 화합물은 높은 비점을 갖기 때문에 화학식 4의 화합물을 이용하여 고온에서의 반응 수행시 분해 우려 없이 프리프레그의 제조가 가능하다. In particular, in the case of the compound of Formula 4 used to form the second repeating unit in the preparation of the phthalonitrile resin in the present invention, a high temperature of 270° C. or higher is required during the preparation of the prepreg, but the curing agent used together at such a high temperature is usually easy to decompose However, since the compound of Chemical Formula 6 has a high boiling point, it is possible to prepare a prepreg without concern about decomposition when the compound of Chemical Formula 4 is used to perform the reaction at a high temperature.

다만, 본 발명에서 사용되는 화학식 2의 화합물의 경우 상기한 화학식 6의 화합물을 경화제로 이용한 프탈로니트릴 수지 제조시 용융과 동시에 경화반응이 진행되기 때문에 수지의 상태가 불량해지는 문제가 있다. 그러나, 상기 화학식 1의 화합물을 함께 혼합 사용함으로써, 화학식 1의 화합물이 용매 역할을 하여 화학식 2의 화합물과 상기 화학식 6의 경화제를 보다 낮은 온도에서 쉽게 용해될 수 있도록 한다.However, in the case of the compound of Chemical Formula 2 used in the present invention, there is a problem in that the state of the resin is deteriorated because the curing reaction proceeds simultaneously with melting when the phthalonitrile resin is manufactured using the compound of Chemical Formula 6 as a curing agent. However, by mixing and using the compound of Formula 1 together, the compound of Formula 1 serves as a solvent so that the compound of Formula 2 and the curing agent of Formula 6 can be easily dissolved at a lower temperature.

구체적으로, 상기 화학식 6의 화합물에 있어서, M은 치환 또는 비치환된, 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있으며, 보다 구체적으로는 하기 화학식 7a 내지 7f의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있다:Specifically, in the compound of Formula 6, M may be a tetravalent radical derived from a substituted or unsubstituted, aliphatic, alicyclic or aromatic compound, and more specifically, from the group consisting of compounds of the following Formulas 7a to 7f It may be a tetravalent radical from a selected compound:

[화학식 7a][Formula 7a]

Figure 112018000939824-pat00022
Figure 112018000939824-pat00022

상기 화학식 7a에서 Ra1 내지 Ra6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.In Formula 7a, R a1 to R a6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.

[화학식 7b][Formula 7b]

Figure 112018000939824-pat00023
Figure 112018000939824-pat00023

상기 화학식 7b에서 Rb1 내지 Rb8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.In Formula 7b, R b1 to R b8 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.

[화학식 7c][Formula 7c]

Figure 112018000939824-pat00024
Figure 112018000939824-pat00024

상기 화학식 7c에서, 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 7c, R c1 to R c10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, W 1 is a single bond, an alkylene group, a haloalkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, or 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 each independently be a single bond or an alkylene group.

[화학식 7d] [Formula 7d]

Figure 112018000939824-pat00025
Figure 112018000939824-pat00025

상기 화학식 7d에서, 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 Formula 7d, 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 is one or more oxygen atoms, or It is an alkylene group or an alkenylene group that does not contain it.

[화학식 7e][Formula 7e]

Figure 112018000939824-pat00026
Figure 112018000939824-pat00026

상기 화학식 7e에서, Re1 내지 Re4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이고, W3은 알킬렌기이다.In Formula 7e, R e1 to R e4 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group, and W 3 is an alkylene group.

[화학식 7f][Formula 7f]

Figure 112018000939824-pat00027
Figure 112018000939824-pat00027

상기 화학식 7f에서 Rf1 내지 Rf10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이다. In Formula 7f, R f1 to R f10 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group.

또, 구체적으로 상기 화학식 6의 화합물에 있어서, 상기 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 하기 화학식 8a 내지 8c의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래 2가 라디칼일 수 있다:In addition, specifically, in the compound of Formula 6, 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 8a to 8c:

[화학식 8a][Formula 8a]

Figure 112018000939824-pat00028
Figure 112018000939824-pat00028

상기 화학식 8a에서 Rg1 내지 Rg6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 카복실기이다.In Formula 8a, R g1 to R g6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a hydroxy group, or a carboxyl group.

[화학식 8b][Formula 8b]

Figure 112018000939824-pat00029
Figure 112018000939824-pat00029

상기 화학식 8b에서 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 8b, 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 group. a nyl group, -NR-, -S(=O)-, or -S(=O) 2 -, wherein R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group.

[화학식 8c][Formula 8c]

Figure 112018000939824-pat00030
Figure 112018000939824-pat00030

상기 화학식 8c에서 Ri1 내지 Ri10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이다. In Formula 8c, 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 경화제는, 화학식 6에서 Z1 및 Z2가 각각 독립적으로 상기 화학식 8a의 화합물 유래 2가 라디칼인 화합물일 수 있으며, 이때 화학식 6의 Z1 및 Z2에서 N에 연결되는 부위를 기준으로 한 아미노기의 치환 위치는 각각 오소(ortho), 메타(meta) 또는 파라(para) 위치일 수 있다. More specifically, the curing agent may be a compound in which Z 1 and Z 2 in Formula 6 are each independently a divalent radical derived from the compound of Formula 8a, wherein Z 1 and Z 2 of Formula 6 are connected to N at a site The substitution position of the amino group with respect to may be an ortho, meta, or para position, respectively.

또, 상기 화학식 6의 화합물은 분해 온도가 300℃ 이상, 400℃ 이상 또는 500℃ 이상이고, 1,000℃ 이하인 것일 수 있다. 본 명세서에 있어서, 분해 온도는 상기 화학식 6의 화합물의 분해율이 10% 이하, 5% 이하 또는 1% 이하의 범위로 유지되는 온도를 의미한다. In addition, the compound of Formula 6 may have a decomposition temperature of 300° C. or more, 400° C. or more, or 500° C. or more, and 1,000° C. or less. In the present specification, the decomposition temperature means a temperature at which the decomposition rate of the compound of Formula 6 is maintained in the range of 10% or less, 5% or less, or 1% or less.

구체적인 예로서, 상기 화학식 6의 화합물로는 하기 화학식 6a 내지 6h의 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As a specific example, as the compound of Formula 6, compounds of the following Formulas 6a to 6h may be mentioned, and any one or a mixture of two or more thereof may be used.

Figure 112018000939824-pat00031
Figure 112018000939824-pat00031

(6a)(6a)

Figure 112018000939824-pat00032
Figure 112018000939824-pat00032

(6b)(6b)

Figure 112018000939824-pat00033
Figure 112018000939824-pat00033

(6c)(6c)

Figure 112018000939824-pat00034
Figure 112018000939824-pat00034

(6d)(6d)

Figure 112018000939824-pat00035
Figure 112018000939824-pat00035

(6e)(6e)

Figure 112018000939824-pat00036
Figure 112018000939824-pat00036

(6f)(6f)

Figure 112018000939824-pat00037
Figure 112018000939824-pat00037

(6g)(6g)

Figure 112018000939824-pat00038
Figure 112018000939824-pat00038

(6h)(6h)

한편, 발명의 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지 내 경화제 유래 반복단위의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 중합성 조성물에서 경화제의 비율이 높아지면 프로세스 윈도우가 좁아지는 경향이 있고, 경화제의 비율이 낮아지면, 경화성이 불충분해지는 경향이 있으므로, 프탈로니트릴 수지 등의 경화성 성분의 비율이나 종류 등을 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 발명의 일 구현예에 따르면, 최종 제조되는 프탈로니트릴 수지의 가공성과 기계적 특성의 발란스 좋은 개선 효과를 고려하여 상기 경화제 유래 반복단위는 제1반복단위 및 제2반복단위의 총 합계 1몰을 기준으로 0.02 내지 1.5몰, 또는 0.02 내지 0.7몰비로 포함될 수 있다.On the other hand, the content of the curing agent-derived repeating unit in the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention is not particularly limited. However, if the ratio of the curing agent in the polymerizable composition is high, the process window tends to be narrow, and when the ratio of the curing agent is low, the curability tends to be insufficient. It can be appropriately determined taking into account. According to one embodiment of the invention, in consideration of the good balance of processability and mechanical properties of the finally manufactured phthalonitrile resin, the curing agent-derived repeating unit is based on 1 mole of the total of the first repeating unit and the second repeating unit It may be included in a molar ratio of 0.02 to 1.5 moles, or 0.02 to 0.7 moles.

상기한 바와 같은 일 구현예에 따른 프탈로니트릴 수지는 화학식 1의 화합물 유래 제1반복단위와, 화학식 2 내지 4의 화합물 유래 제2반복단위를 최적 함량 범위로 포함함으로써 프로세스 윈도우가 넓어지고, 우수한 기계적 특성과 함께 가공성을 발란스 좋게 나타낼 수 있다.The phthalonitrile resin according to one embodiment as described above has a wide process window and excellent In addition to mechanical properties, processability can be expressed in a good balance.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 상기 프탈로니트릴 수지는, 상기 제1반복단위를 제공하기 위한 화학식 1의 화합물, 제2반복단위를 제공하기 위한 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상, 그리고 중합 반응 후 경화를 위한 경화제를 포함하는 중합성 조성물, 또는 이의 반응물인 프레폴리머를 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기한 프탈로니트릴 수지의 제조방법, 상기 프탈로니트릴 수지의 제조에 유용한 중합성 조성물 및 프레폴리머가 제공된다. On the other hand, the phthalonitrile resin according to an embodiment of the present invention, at least one of the compounds of Formula 1 for providing the first repeating unit, and the compounds of Chemical Formulas 2 to 4 for providing the second repeating unit, and It can be prepared by curing a polymerizable composition including a curing agent for curing after polymerization, or a prepolymer that is a reactant thereof. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, a method for preparing the phthalonitrile resin, a polymerizable composition useful for preparing the phthalonitrile resin, and a prepolymer are provided.

구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물과 함께 상기 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 가공 온도(Tp)는 50℃ 내지 300℃, 또는 65℃ 내지 250℃일 수 있다. 본 명세서에서 "가공 온도"는, 상기 화학식 1의 화합물, 및 상기 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상을 포함하는 중합성 조성물 또는 프레폴리머 등이 가공 가능한 상태로 존재하는 온도를 의미하여, 구체적인 예로는 연화점(Tg), 또는 융점(Tm)를 들 수 있다. 상기 범위의 가공 온도는 넓은 프로세스 윈도우를 확보하게 하고, 이를 통해 우수한 물성의 복합체를 형성할 수 있는 중합성 조성물 또는 프레폴리머를 구현할 수 있게 한다.Specifically, the processing temperature (Tp) of the polymerizable composition comprising one or more of the compounds of Formulas 2 to 4 together with the compound of Formula 1 may be 50° C. to 300° C., or 65° C. to 250° C. . As used herein, the term "processing temperature" refers to the temperature at which the compound of Formula 1 and the polymerizable composition or prepolymer including at least one of the compounds of Formulas 2 to 4 exist in a processable state, and specific Examples include softening point (Tg), or melting point (Tm). The processing temperature in the above range ensures a wide process window, and through this, it is possible to implement a polymerizable composition or prepolymer capable of forming a composite with excellent physical properties.

또, 발명의 일 구현예에 따른 중합성 조성물은 상기한 가공 온도 범위를 충족하는 조건에서, 프로세스 윈도우, 즉 가공 온도(Tp)와, 상기 화학식 1의 화합물 등의 단량체 화합물과 경화제의 경화 반응 개시 온도(To)의 차이(To - Tp)의 절대값이 50℃ 이상, 또는 70℃ 이상, 또는 100℃ 이상일 수 있다. 본 명세서에서 "경화 반응 개시 온도"는, 중합성 조성물이나 후술하는 프레폴리머의 중합 또는 경화가 시작되는 시점의 온도를 의미한다. 일례로 경화 반응 개시 온도(To)가 상기 가공 온도에 비해 높고, 그 차이가 클수록 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. 또, 상기 가공 온도(Tp)와 경화 반응 개시 온도(To)의 차이(To - Tp)의 절대값은 600℃ 이하, 또는 300℃ 이하 또는 250℃ 이하일 수 있다. 상기한 온도 조건을 충족할 때 적절한 유동성과 가공성을 나타내고, 넓은 프로세스 윈도우가 확보되며, 우수한 기계적 특성의 프탈로니트릴 수지 제조가 가능하다.In addition, the polymerizable composition according to an embodiment of the present invention initiates a curing reaction between a monomer compound such as the compound of Formula 1 and a curing agent with a process window, that is, a processing temperature (Tp), under conditions satisfying the above-described processing temperature range. The absolute value of the difference (To - Tp) of the temperature To may be 50° C. or more, or 70° C. or more, or 100° C. or more. As used herein, the term “curing reaction initiation temperature” refers to a temperature at which polymerization or curing of a polymerizable composition or a prepolymer to be described later starts. For example, the curing reaction initiation temperature (To) is higher than the processing temperature, and the greater the difference, the better the processability may be. In addition, the absolute value of the difference (To - Tp) between the processing temperature (Tp) and the curing reaction initiation temperature (To) may be 600° C. or less, or 300° C. or less, or 250° C. or less. When the above temperature conditions are satisfied, it is possible to produce a phthalonitrile resin having adequate fluidity and processability, securing a wide process window, and having excellent mechanical properties.

상기 중합성 조성물에 있어서 화학식 1의 화합물은 앞서 설명한 바와 같으며, 공지의 유기 합성 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 the same as described above, and may be prepared using a known organic synthesis reaction. For example, the compound of Formula 1 may be prepared through a nitro substitution reaction, and specifically, it may be prepared by reacting a compound containing a hydroxyl group and a compound containing a nitrile group in the presence of a basic catalyst.

또, 상기 화학식 2 내지 4의 화합물, 그리고 경화제의 종류 및 함량 역시 앞서 설명한 바와 같으며, 공지의 화학반응을 이용하여 제조되거나 또는 상업적으로 입수가능하다. In addition, the compounds of Chemical Formulas 2 to 4, and the type and content of the curing agent are also the same as described above, and are manufactured using a known chemical reaction or are 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 in order 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 any suitable filler may be used depending on the intended use. Specifically, the filler may include a metal material, a ceramic material, glass, a metal oxide, a metal nitride, or a carbon-based material, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. In addition, as the carbon-based material, graphite, graphene, carbon nanotubes, and the like, derivatives such as oxides thereof, 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 프레폴리머(prepolymer)가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a prepolymer formed by the reaction of the above-described polymerizable composition.

상기 프레폴리머는 상기 중합성 조성물 내에서 화학식 1의 화합물과, 상기 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상의 화합물, 그리고 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 프레폴리머는 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 in a state in which a certain degree of reaction between the compound of Formula 1, at least one of the compounds of Formulas 2 to 4, and a curing agent has occurred in the polymerizable composition (eg, so-called A or B stage). It means a state in which the polymerization step has occurred) or a state in which it does not reach a completely polymerized state, and exhibits appropriate fluidity, so that, for example, processing of the composite as described below is possible. For example, the prepolymer is a state in which polymerization of the polymerizable composition has progressed to a certain extent, and the melt viscosity measured at any one temperature within the range of about 150° C. to 250° C. for the composition is 100 cP to 10,000 cP, 100 cP It may mean a state in the range of to 5,000 cP or 100 cP to 3,000 cP.

상기 프레폴리머 역시 낮은 경화 밀도 및 우수한 충격강도 특성과 함께, 우수한 경화성, 낮은 융점 및 넓은 프로세스 윈도우(process window)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 프레폴리머의 가공 온도(Tp)는, 60℃ 내지 350℃, 보다 구체적으로는 65 내지 300℃의 범위 내에 있을 수 있다. 이 경우 상기 프레폴리머의 프로세스 원도우, 즉 상기 가공 온도(Tp)와 상기 프레폴리머의 경화 개시 온도(To)의 차이(To-Tp)의 절대값은 50℃ 이상, 또는 70℃ 이상 또는 100℃ 이상이고, 600℃ 이하, 또는 300℃ 이하, 또는 250℃ 이하일 수 있다. 일 례로 상기 경화 개시 온도(To)가 상기 가공 온도(Tp)에 비하여 높고, 상기한 범위 내에 존재할 경우 보다 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. The prepolymer may also exhibit excellent hardenability, a low melting point, and a wide process window, along with low curing density and excellent impact strength properties. For example, the processing temperature (Tp) of the prepolymer may be in the range of 60°C to 350°C, more specifically, 65 to 300°C. In this case, the absolute value of the difference (To-Tp) between the process window of the prepolymer, that is, the processing temperature (Tp) and the curing start temperature (To) of the prepolymer, is 50°C or more, or 70°C or more, or 100°C or more. and 600°C or less, or 300°C or less, or 250°C or less. For example, when the curing initiation temperature (To) is higher than the processing temperature (Tp) and is within the above range, better processability may be exhibited.

한편, 상기 프레폴리머는 상술한 성분 외에 공지의 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 전술한 충전제 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the prepolymer may optionally further include known additives in addition to the above-described components. Examples of such additives may include, but are not limited to, the aforementioned fillers.

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 invention, a composite including the 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 우수한 기계적 특성을 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 excellent mechanical properties through the compounds of Chemical 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 프레폴리머와 충전제를 포함하는 전구체를 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 상기 전구체는 화학식 1의 화합물과, 화학식 2 내지 4의 화합물 중 1종 이상, 그리고 경화제를 포함하는 중합성 조성물이나, 상기 중합성 조성물이 가경화되어 형성되는 상기 프레폴리머를 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. The composite may include the polymerizable composition and the filler, or may be prepared by curing a precursor including the prepolymer and the filler. The precursor is a polymerizable composition comprising a compound of Formula 1, at least one of the compounds of Formulas 2 to 4, and a curing agent, or a state in which the prepolymer formed by pre-curing the polymerizable composition is melted by heating, etc. In, if necessary, it can be prepared by mixing with the filler. For example, it is possible to manufacture the above-described composite by curing the precursor prepared as described above after molding it into a desired shape.

상기 충전제로는 앞서 설명한 바와 같은 물질이 사용될 수 있으며, 추가적으로 섬유상 물질, 또는 그로부터 형성되는 직포, 부직포, 끈 또는 줄이나 탄소나노물질을 들 수 있다. 또, 상기 섬유상 물질로는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 또는 세라믹 섬유 등을 예로 들 수 있고, 탄소 나노물질의 일례로는 그래핀 또는 탄소나노튜브 등을 들 수 있다. 포함되는 충전제의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도에 따라 적정 범위로 설정될 수 있다.The material as described above may be used as the filler, and additionally, a fibrous material, or a woven fabric, non-woven fabric, string or string, or carbon nanomaterial formed therefrom may be used as the filler. In addition, examples of the fibrous material include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, or ceramic fiber, and examples of the carbon nanomaterial include graphene or carbon nanotubes. The proportion of the filler to be included is not particularly limited, and may be set in an appropriate range depending on the intended use.

상기 중합성 조성물 또는 프레폴리머는 적절한 가공 온도와 넓은 프로세스 온도를 가지고, 경화성이 탁월하여 상기 과정에서 성형 및 경화가 효율적으로 수행될 수 있다. 또, 상기 과정에서 프레폴리머 등을 형성하는 방법, 그러한 프레폴리머 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 has excellent curability, 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 preparing a composite by mixing, processing, and curing the prepolymer and the like with a filler may be carried out 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 examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and thus the content of the present invention is not limited thereto.

제조예production example 1 : 화합물(1a-1)의 합성 (PN1) 1: Synthesis of compound (1a-1) (PN1)

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

Figure 112018000939824-pat00039
(1a-1)
Figure 112018000939824-pat00039
(1a-1)

우선, 2,2'-디하이드록시비페닐 27 g과 150g의 DMF(dimethyl formamide)를 500 mL의 3넥 RBF(3 neck round-bottom flast)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 상기에 4-니트로 프탈로니트릴 50.2 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 60.1 g 및 DMF 50 g을 함께 투입한 후에 교반하면서 온도를 85 ℃까지 승온하였다. 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 염산 수용액에 부어 중화 침전하였다. 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100 ℃의 진공 오븐에서 하루 동안 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 화학식 1a-1의 화합물을 약 91중량%의 수율로 수득하였다.First, 27 g of 2,2'-dihydroxybiphenyl and 150 g of DMF (dimethyl formamide) were put into 500 mL of 3 neck round-bottom flast (RBF), and dissolved by stirring at room temperature. 50.2 g of 4-nitrophthalonitrile was added thereto, and 50 g of DMF was added thereto, followed by stirring to dissolve. Then, after adding 60.1 g of potassium carbonate and 50 g of DMF together, the temperature was raised to 85° C. while stirring. After reacting for about 5 hours, it was cooled to room temperature. The cooled reaction solution was poured into 0.2N aqueous hydrochloric acid solution for neutralization and precipitation. After filtering, it was washed with water. Thereafter, the filtered reactant was dried in a vacuum oven at 100° C. for one day, and after removing water and residual solvent, the compound of Formula 1a-1 was obtained in a yield of about 91% by weight.

제조된 상기 화학식 1a-1의 화합물에 대한 NMR 분석 결과를 도 1에 나타내었다. 이때, NMR 분석은 Agilent社의 500MHz NMR 장비를 사용하여 제조사의 매뉴얼대로 수행하였다. NMR 측정을 위한 샘플은 화합물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)-d6에 용해시켜 제조하였다. The results of NMR analysis of the prepared compound of Formula 1a-1 are shown in FIG. 1 . At this time, NMR analysis was performed according to the manufacturer's manual using Agilent's 500 MHz NMR equipment. A sample for NMR measurement was prepared by dissolving the compound in DMSO (dimethyl sulfoxide)-d6.

제조예production example 2: 화합물 (2a- 2: compound (2a- 1)의1) of 합성 (PN2) Synthesis (PN2)

Figure 112018000939824-pat00040
(2a-1)
Figure 112018000939824-pat00040
(2a-1)

4,4'-디하이드록시비페닐 27 g과 150g의 DMF(dimethyl formamide)를 500 mL의 3넥 RBF(3 neck round-bottom flast)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 상기에 4-니트로 프탈로니트릴 50.2 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 60.1 g 및 DMF 50 g을 함께 투입한 후에 교반하면서 온도를 85 ℃까지 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 ℃의 진공 오븐에서 하루 동안 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 화학식 2a-1의 화합물을 약 90중량%의 수율로 수득하였다.27 g of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 150 g of DMF (dimethyl formamide) were put into 500 mL of 3 neck round-bottom flast (RBF), and dissolved by stirring at room temperature. 50.2 g of 4-nitrophthalonitrile was added thereto, and 50 g of DMF was added thereto, followed by stirring to dissolve. Then, after adding 60.1 g of potassium carbonate and 50 g of DMF together, the temperature was raised to 85° C. while stirring. After reacting for about 5 hours, it is cooled to room temperature. The cooled reaction solution was poured into 0.2N aqueous hydrochloric acid solution for neutralization and precipitation. After filtering, it was washed with water. Thereafter, the filtered reactant was dried in a vacuum oven at 100° C. for one day, and after removing water and residual solvent, the compound of Formula 2a-1 was obtained in a yield of about 90% by weight.

제조된 상기 화학식 2a-1 의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 2에 나타내었다. The results of NMR analysis of the prepared compound of Formula 2a-1 are shown in FIG. 2 .

제조예production example 3: 화합물 (3a- 3: compound (3a- 1)의1) of 합성 (PN3) Synthesis (PN3)

Figure 112018000939824-pat00041
(3a-1)
Figure 112018000939824-pat00041
(3a-1)

1,3,5-트리히드록시벤젠(1,3,5-Trihydroxybenzene) 13.5 g 및 150 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 상기에 4-니트로 프탈로니트릴 55.1 g을 추가하고, DMF(Dimethyl Formamide) 50g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 65.9 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85 ℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100 ℃의 진공 오븐에서 하루 동안 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 3a-1의 화합물을 약 85중량%의 수율로 수득하였다.1,3,5-Trihydroxybenzene (1,3,5-Trihydroxybenzene) 13.5 g and 150 g of DMF (Dimethyl Formamide) were put into a 3-neck round bottom flask (RBF), and dissolved by stirring at room temperature. 55.1 g of 4-nitrophthalonitrile was added thereto, and 50 g of dimethyl formamide (DMF) was added thereto, followed by stirring to dissolve. Subsequently, 65.9 g of potassium carbonate and 50 g of DMF were added together, and the temperature was raised to 85° C. while stirring. After reacting in the above state for about 5 hours, it was cooled to room temperature. The cooled reaction solution was poured into an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 0.2N for neutralization and precipitation, followed by filtering and washing with water. Thereafter, the filtered reactant was dried in a vacuum oven at 100° C. for one day, and after removing water and residual solvent, the compound of 3a-1 was obtained in a yield of about 85% by weight.

제조된 상기 화학식 3a-1 의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 3에 나타내었다.The results of NMR analysis of the prepared compound of Formula 3a-1 are shown in FIG. 3 .

제조예production example 4: 화합물 (4a- 4: compound (4a- 1)의1) of 합성 (PN4) Synthesis (PN4)

Figure 112018000939824-pat00042
(4a-1)
Figure 112018000939824-pat00042
(4a-1)

1,1,2,2-Tetrakis(4-hydroxyphenyl)-ethane 28 g 및 150 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 상기에 4-니트로 프탈로니트릴 48.8 g을 추가하고, DMF(Dimethyl Formamide) 50g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 58.4 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85 ℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100 ℃의 진공 오븐에서 하루 동안 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 4a-1의 화합물을 을 약 85중량%의 수율로 수득하였다.28 g of 1,1,2,2-Tetrakis(4-hydroxyphenyl)-ethane and 150 g of DMF (Dimethyl Formamide) were put into a 3 neck round bottom flask (RBF), and dissolved by stirring at room temperature. 48.8 g of 4-nitrophthalonitrile was added thereto, and 50 g of dimethyl formamide (DMF) was added thereto, followed by stirring to dissolve. Then, 58.4 g of potassium carbonate and 50 g of DMF were added together, and the temperature was raised to 85° C. while stirring. After reacting in the above state for about 5 hours, it was cooled to room temperature. The cooled reaction solution was poured into an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 0.2N for neutralization and precipitation, followed by filtering and washing with water. Thereafter, the filtered reactant was dried in a vacuum oven at 100° C. for one day, and after removing water and residual solvent, the compound of 4a-1 was obtained in a yield of about 85% by weight.

제조한 상기 화학식 4a-1 의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 4에 나타내었다.The results of NMR analysis of the prepared compound of Formula 4a-1 are shown in FIG. 4 .

제조예production example 5. 화합물(6a)의 합성 5. Synthesis of compound (6a)

하기 화학식 6a 의 화합물은 다음의 방식으로 합성하였다. A compound of Formula 6a was synthesized in the following manner.

Figure 112018000939824-pat00043
(6a)
Figure 112018000939824-pat00043
(6a)

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, toluene을 첨가하여 185 ℃에서 3시간 동안 반응시킨 후 상온으로 냉각시켰다. 냉각 후 반응 용액을 메탄올에 부어 침전을 시킨 후 필터하여 고체상태의 화합물 6a를 수득하였다. 4,4'-oxydiphthalic anhydride and 4,4'-oxydianiline having a solid content of 15wt% were added to the NMP solvent in 1:4 equivalents and dissolved. After dissolution, r-valerolactone, pyridine, and toluene were added and reacted at 185 °C for 3 hours, followed by cooling to room temperature. After cooling, the reaction solution was poured into methanol to precipitate, and then filtered to obtain compound 6a in a solid state.

실시예Example 1 One

상기 제조예 1에서 제조한 화학식 1a-1의 화합물(PN1)과, 상기 제조예 2에서 제조한 화학식 2a-1의 화합물(PN2)을 25:75의 중량비로 혼합한 조성물 1몰에 대하여, 상기 제조예 5에서 제조한 화학식 6a의 화합물 약 0.2몰을 혼합하여 중합성 조성물을 제조하였다. With respect to 1 mole of the composition in which the compound of Formula 1a-1 prepared in Preparation Example 1 (PN1) and the compound of Formula 2a-1 prepared in Preparation Example 2 (PN2) were mixed in a weight ratio of 25:75, About 0.2 mol of the compound of Formula 6a prepared in Preparation Example 5 was mixed to prepare a polymerizable composition.

상기 조성물을 240℃에서 용융시키고 5분간 교반하여 프레폴리머를 제조하였으며, 이후 220℃, 250℃, 275℃, 및 300℃에서 총 3 시간 동안 가열하여 오븐에서 경화시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다. The composition was melted at 240° C. and stirred for 5 minutes to prepare a prepolymer, and then heated at 220° C., 250° C., 275° C., and 300° C. for a total of 3 hours and cured in an oven to prepare a phthalonitrile resin.

실시예Example 2 2

상기 실시예 1에서 1a-1의 화합물(PN1)과 상기 화학식 2a-1의 화합물(PN2)의 비율을 50:50의 중량비로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.In Example 1, the same method as in Example 1 was performed except that the ratio of the compound of 1a-1 (PN1) to the compound of Formula 2a-1 (PN2) was used in a weight ratio of 50:50. A polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin were prepared.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1에서 1a-1의 화합물(PN1)과, 상기 화학식 2a-1의 화합물(PN2)의 비율을 75:25의 중량비로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.In Example 1, the same method as in Example 1 was performed except that the ratio of the compound of 1a-1 (PN1) to the compound of Formula 2a-1 (PN2) was used in a weight ratio of 75:25. to prepare a polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin.

실시예Example 4 4

상기 실시예 2에서 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 대신에 상기 제조예 3에서 제조한 화학식 3a-1의 화합물(PN3)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.In Example 2, it was carried out in the same manner as in Example 2, except that the compound of Formula 3a-1 prepared in Preparation Example 3 (PN3) was used instead of the compound of Formula 2a-1 (PN2). to prepare a polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin.

실시예Example 5 5

상기 실시예 2에서 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 대신에 상기 제조예 4에서 제조한 화학식 4a-1의 화합물(PN4)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.In Example 2, the same method as in Example 2 was performed, except that the compound of Formula 4a-1 prepared in Preparation Example 4 (PN4) was used instead of the compound of Formula 2a-1 (PN2). to prepare a polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin.

실시예Example 6 내지 10 6 to 10

하기 표 1에 기재된 바와 같이 단량체 화합물들을 기재 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.A polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin were prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer compounds were mixed in the base weight ratio as shown in Table 1 below.

비교예comparative example 1 One

상기 제조예 2에서 제조한 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 1몰에 대하여, 상기 제조예 5에서 제조한 화학식 6a의 화합물 0.2몰을 첨가하여 혼합하여 중합성 조성물을 제조하였다. With respect to 1 mole of the compound (PN2) of Formula 2a-1 prepared in Preparation Example 2, 0.2 mole of the compound of Formula 6a prepared in Preparation Example 5 was added and mixed to prepare a polymerizable composition.

상기 조성물을 240℃에서 용융시키고 5분간 교반하여 프레폴리머를 제조하였으며, 이후 220℃, 250℃, 275℃, 300℃에서 총 3 시간 동안 가열하여 오븐에서 경화시켜 프탈로니트릴 수지를 제조하였다. The composition was melted at 240° C. and stirred for 5 minutes to prepare a prepolymer, and then heated at 220° C., 250° C., 275° C., and 300° C. for a total of 3 hours and cured in an oven to prepare a phthalonitrile resin.

비교예comparative example 2 2

상기 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 대신에 상기 제조예 3에서 제조한 화학식 3a-1의 화합물(PN3)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.A polymerizable composition in the same manner as in Comparative Example 1 except that the compound (PN3) of the formula 3a-1 prepared in Preparation Example 3 was used instead of the compound of the formula 2a-1 (PN2); A prepolymer and a phthalonitrile resin were prepared.

비교예comparative example 3 3

상기 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 대신에 상기 화학식 4a-1의 화합물(PN4)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.The polymerizable composition, the prepolymer, and the phthalonitrile were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the compound of the formula 4a-1 (PN4) was used instead of the compound of the formula 2a-1 (PN2). A resin was prepared.

비교예comparative example 4 4

상기 화학식 2a-1의 화합물(PN2) 대신에 상기 화학식 1a-1의 화합물(PN1)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.Polymerizable composition, prepolymer, and phthalonitrile were carried out in the same manner as in Comparative Example 1, except that the compound of Formula 1a-1 (PN1) was used instead of the compound of Formula 2a-1 (PN2). A resin was prepared.

비교예comparative example 5 5

하기 표 1에 기재된 바와 같이 단량체 화합물들을 기재 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 중합성 조성물, 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지를 제조하였다.A polymerizable composition, a prepolymer, and a phthalonitrile resin were prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer compounds were mixed in the base weight ratio as shown in Table 1 below.

시험예test example

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 프레폴리머 및 프탈로니트릴 수지에 대해 가공성 및 기계적 특성을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Processability and mechanical properties of the prepolymers and phthalonitrile resins prepared in Examples and Comparative Examples were measured in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

1) 연화점(Tg), 융점(melting temperature: Tm), 경화반응 개시 온도(Exothermal onset temp.: To), 발열에너지 및 프로세스 윈도우(Process window):1) Softening point (Tg), melting temperature (Tm), curing reaction initiation temperature (Exothermal onset temp.: To), exothermic energy and process window:

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 프레폴리머에 대해 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC)를 이용하여 분석을 수행하고, Tg, Tm, To, 발열에너지 및 프로세스 윈도를 각각 측정하였다. 상기 분석시 TA instrument사의 시차주사 열량계 Q20 시스템을 사용하였으며, 35℃에서 450℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 N2 flow 분위기에서 DSC 분석을 수행하였다.The prepolymers prepared in Examples and Comparative Examples were analyzed using a Differential Scanning Calorimeter (DSC), and Tg, Tm, To, exothermic energy and process window were measured, respectively. In the analysis, the differential scanning calorimeter Q20 system of TA Instruments was used, and the DSC analysis was performed in an N 2 flow atmosphere while the temperature was increased from 35° C. to 450° C. at a temperature increase rate of 10° C./min.

2) 충격 강도: 2) Impact strength:

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 프탈로니트릴 수지에 대해 ASTM D256 규격의 노치가 없는 시편을 각각 제작한 후, ASTM D256 에 따라 충격강도를 측정하였다. For the phthalonitrile resins prepared in Examples and Comparative Examples, unnotched specimens according to ASTM D256 were prepared, respectively, and impact strength was measured according to ASTM D256.

3) 경화 후 수지 상태: 경화 후 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 프탈로니트릴 수지내 보이드(void) 존재를 육안으로 관찰하고, 하기 기준에 따라 평가하였다. 3) Resin state after curing: After curing, the presence of voids in the phthalonitrile resins prepared in Examples and Comparative Examples was visually observed and evaluated according to the following criteria.

<평가 기준><Evaluation criteria>

○: 보이드가 관찰되지 않음○: No voids observed

△: 가압 조건하에서만 보이드가 관찰되지 않음△: Voids were not observed only under pressure conditions

X: 보이드가 육안으로 확인됨X: Voids are visually confirmed

단량체 혼합
(중량비)
Monomer mix
(weight ratio)
Tg
(℃)
Tg
(℃)
Tm
(℃)
Tm
(℃)
To
(℃)
To
(℃)
프로세스 윈도우
(℃)
process window
(℃)
발열 에너지
(J/g)
heat energy
(J/g)
충격 강도
(J/m)
impact strength
(J/m)
경화 후
수지 상태
after curing
resin state
실시예1Example 1 PN1+PN2
(25/75)
PN1+PN2
(25/75)
7373 217217 272272 199199 7474 460460
실시예2Example 2 PN1+PN2
(50/50)
PN1+PN2
(50/50)
7070 203203 280280 210210 7373 320320
실시예3Example 3 PN1+PN2
(75/25)
PN1+PN2
(75/25)
7070 없음does not exist 278278 208208 6666 253253
실시예4Example 4 PN1+PN3
(50/50)
PN1+PN3
(50/50)
8080 242242 274274 194194 107107 195195
실시예5Example 5 PN1+PN4
(50/50)
PN1+PN4
(50/50)
8989 없음does not exist 234234 145145 8989 103103
실시예 6Example 6 PN1+PN2
(40/60)
PN1+PN2
(40/60)
7272 210210 281281 209209 7070 360360
실시예7Example 7 PN1+PN4
(75/25)
PN1+PN4
(75/25)
7777 없음does not exist 276276 199199 8888 200200
실시예8Example 8 PN1+PN4 (25/75)PN1+PN4 (25/75) 101101 없음does not exist 260260 159159 119119 7575 실시예 9Example 9 PN1+PN2
(90/10)
PN1+PN2
(90/10)
6868 없음does not exist 284284 216216 6262 --
실시예 10Example 10 PN1+PN4
(90/10)
PN1+PN4
(90/10)
7070 없음does not exist 278278 208208 8383 --
비교예1Comparative Example 1 PN2
(100)
PN2
(100)
없음does not exist 206206 228228 2222 5858 232232
비교예2Comparative Example 2 PN3
(100)
PN3
(100)
없음does not exist 270270 273273 33 130130 <10<10 XX
비교예3Comparative Example 3 PN4
(100)
PN4
(100)
없음does not exist 265265 294294 2929 100100 <10<10 XX
비교예 4Comparative Example 4 PN1
(100)
PN1
(100)
6666 없음does not exist 279279 213213 7878 240240
비교예 5Comparative Example 5 PN1+PN4
(10/90)
PN1+PN4
(10/90)
116116 없음does not exist 251251 135135 8888 <10<10 XX

상기 표 1에서 "-"는 측정하지 않음을 의미한다.In Table 1, "-" means no measurement.

실험결과, 결정성 구조로 인해 높은 융점을 나타내는 단량체 화합물인 PN2, PN3 또는 PN4에 PN1을 혼합하여 결정성을 낮춰줌으로써, 실시예 1 내지 10의 프레폴리머들은 101℃ 이하의 낮은 Tg를 나타낼뿐더러, Tm이 존재하는 경우에는 Tm 보다 낮은 온도에서 Tg를 나타내었다. 또, 실시예 1 내지 10의 프레폴리머는 가공 온도, 구체적으로는 Tg에 비해 150℃ 이상, 또는 Tm에 비해 30℃ 이상의 To를 나타냄으로써, 넓은 프로세스 윈도우를 나타내었으며, 가공성의 향상으로 수지의 열경화 과정 중 압력을 가하지 않고도 보이드 없는 수지를 제조할 수 있었다. 또, 실시예 1 내지 10의 프탈로니트릴 수지는 높은 충격 강도를 나타내어, 상기한 가공성과 함께 기계적 특성이 동시에 개선된 효과를 나타내었다.As a result of the experiment, by mixing PN1 with PN2, PN3 or PN4, which is a monomer compound exhibiting a high melting point due to its crystalline structure, to lower crystallinity, the prepolymers of Examples 1 to 10 not only exhibit a low Tg of 101 ° C. or less, When Tm was present, Tg was exhibited at a temperature lower than Tm. In addition, the prepolymers of Examples 1 to 10 exhibited a wide process window by exhibiting a processing temperature, specifically, To of 150° C. or higher compared to Tg, or 30° C. or higher compared to Tm, and improved the processability of the resin. A void-free resin could be produced without applying pressure during the curing process. In addition, the phthalonitrile resins of Examples 1 to 10 exhibited high impact strength, thereby exhibiting the effect of simultaneously improving the above-described processability and mechanical properties.

보다 구체적으로 PN1과 PN2를 혼합하여 제조한 실시예 1 내지 3, 6, 및 9의 프레폴리머는, PN2를 단독 사용한 비교예 1과 비교하여 프로세스 윈도우가 현저하게 넓어지고, 경화 후 수지 제조시 가압 조건을 가하지 않아도 보이드가 관찰되지 않았으며, 충격강도 또한 증가하였다. 또 PN1을 단독 사용한 비교예 4와 비교하여 실시예 1 내지 3, 6, 및 9의 프레폴리머는 우수한 가공성을 유지하면서도 충격강도 면에서 더욱 개선된 효과를 나타내었다. 특히, PN1과 PN2의 혼합비 중 PN2의 함량이 PN1의 함량보다 더 클 경우 충격강도 면에서의 개선 효과가 더욱 현저하였다. More specifically, the prepolymers of Examples 1 to 3, 6, and 9 prepared by mixing PN1 and PN2 had a significantly wider process window compared to Comparative Example 1 using PN2 alone, and after curing, pressurized during resin production No voids were observed even if no conditions were applied, and the impact strength was also increased. In addition, compared to Comparative Example 4 in which PN1 was used alone, the prepolymers of Examples 1 to 3, 6, and 9 exhibited improved effects in terms of impact strength while maintaining excellent processability. In particular, when the content of PN2 in the mixing ratio of PN1 and PN2 was greater than the content of PN1, the effect of improvement in impact strength was more remarkable.

또, PN1과 PN3를 혼합한 실시예 4의 경우, PN3를 단독 사용한 비교예 2와 비교하여 프로세스 윈도우, 충격강도 및 경화 후 수지 상태 면에서 모두 개선된 효과를 나타내었다. 또 PN1을 단독 사용한 비교예 4와 비교하여 PN3 유래 반복단위의 포함으로 인해 연화점 및 발열 에너지의 증가로 보다 개선된 내열성을 나타냄을 알 수 있다.In addition, in the case of Example 4 in which PN1 and PN3 were mixed, compared with Comparative Example 2 in which PN3 was used alone, improved effects were exhibited in terms of process window, impact strength, and resin state after curing. In addition, it can be seen that compared with Comparative Example 4 in which PN1 was used alone, the inclusion of the PN3-derived repeating unit showed more improved heat resistance due to an increase in softening point and exothermic energy.

또, PN1과 PN4를 혼합한 실시예 5, 7, 8 및 10의 프레폴리머 역시 PN4를 단독 사용한 비교예 3과 비교하여 프로세스 윈도우, 충격강도 및 경화 후 수지 상태 면에서 모두 개선된 효과를 나타내었으며, 특히, PN1과 PN4의 혼합비 중 PN1의 함량이 PN4의 함량보다 더 클수록 기계적 강도와 가공성이 발란스 좋게 개선된 효과를 나타내었다. 한편, PN1과 PN4의 혼합비가 본 발명에서의 최적 범위를 벗어나 PN4가 지나치게 과량으로 사용된 경우, 충격강도 및 경화 후 특성이 크게 저하되었다(비교예 5 참조). In addition, the prepolymers of Examples 5, 7, 8 and 10 in which PN1 and PN4 were mixed also showed improved effects in terms of process window, impact strength, and resin state after curing compared to Comparative Example 3 using PN4 alone. , in particular, as the content of PN1 in the mixing ratio of PN1 and PN4 was greater than that of PN4, the mechanical strength and workability were improved in a well-balanced manner. On the other hand, when the mixing ratio of PN1 and PN4 was out of the optimal range in the present invention and PN4 was used in an excessive amount, the impact strength and properties after curing were greatly reduced (refer to Comparative Example 5).

상기한 결과들로부터, 제1 반복단위와 제2반복단위를 최적 함량비로 포함함으로써 프로세스 윈도우를 넓히고, 제조되는 수지 내 보이드 형성을 억제할 수 있으며, 충격 강도 등의 기계적 특성을 현저히 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있다.From the above results, by including the first repeating unit and the second repeating unit in an optimal content ratio, the process window can be widened, void formation in the produced resin can be suppressed, and mechanical properties such as impact strength can be significantly improved. can confirm.

Claims (18)

하기 화학식 1의 화합물 유래의 제1반복단위; 및
하기 화학식 2의 화합물 유래 제2반복단위를 25:75 내지 40:60의 중량비로 포함하는 프탈로니트릴 수지:
[화학식 1]
Figure 112022011609702-pat00044

[화학식 2]
Figure 112022011609702-pat00045

상기 화학식 1 및 2에 있어서,
L11, L12, L21, 및 L22는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,
[화학식 5]
Figure 112022011609702-pat00048

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이고,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,
Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
m1, m2, n1, 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
a first repeating unit derived from a compound of Formula 1; and
A phthalonitrile resin comprising the second repeating unit derived from the compound of Formula 2 in a weight ratio of 25:75 to 40:60:
[Formula 1]
Figure 112022011609702-pat00044

[Formula 2]
Figure 112022011609702-pat00045

In Formulas 1 and 2,
L 11 , L 12 , L 21 , and L 22 are each independently a functional group represented by the following Chemical Formula 5;
[Formula 5]
Figure 112022011609702-pat00048

In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,
R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are a cyano group,
R a to R d are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group and an aryl group,
m1, m2, n1, and n2 are each independently an integer from 0 to 4.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물인, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 1a]
Figure 112018000939824-pat00049

상기 화학식 1a에서,
X11 및 X12는 각각 독립적으로 산소원자이고,
R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 또는 시아노기이되, R11 내지 R15 중 적어도 2개, 그리고 R16 내지 R20 중 적어도 2개는 시아노기이며,
Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
m1 및 m2는 각각 0 또는 1이다.
According to claim 1,
The compound of Formula 1 is a compound represented by the following Formula 1a, a phthalonitrile resin:
[Formula 1a]
Figure 112018000939824-pat00049

In Formula 1a,
X 11 and X 12 are each independently an oxygen atom,
R 11 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 11 to R 15 and at least two of R 16 to R 20 are cyano groups,
R a and R b are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
m1 and m2 are respectively 0 or 1.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1a-1로 표시되는 화합물인, 프탈로니트릴 수지.
[화학식 1a-1]
Figure 112018000939824-pat00050

According to claim 1,
The compound of Formula 1 is a compound represented by the following Formula 1a-1, a phthalonitrile resin.
[Formula 1a-1]
Figure 112018000939824-pat00050

제1항에 있어서,
상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2a로 표시되는 화합물인, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 2a]
Figure 112018000939824-pat00051

상기 화학식 2a에 있어서,
X21 및 X22는 각각 독립적으로 산소원자이고,
R21 내지 R30은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 시아노기이되, R21 내지 R25 중 적어도 2개, 그리고 R26 내지 R30 중 적어도 2개는 시아노기이며,
Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
n1 및 n2는 각각 0 또는 1이다.
According to claim 1,
The compound of Formula 2 is a compound represented by the following Formula 2a, a phthalonitrile resin:
[Formula 2a]
Figure 112018000939824-pat00051

In Formula 2a,
X 21 and X 22 are each independently an oxygen atom,
R 21 to R 30 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cyano group, wherein at least two of R 21 to R 25 and at least two of R 26 to R 30 are cyano groups,
R c and R d are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
n1 and n2 are respectively 0 or 1.
제1항에 있어서,
상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2a-1로 표시되는 화합물인, 프탈로니트릴 수지.
[화학식 2a-1]
Figure 112018000939824-pat00052

According to claim 1,
The compound of Formula 2 is a compound represented by the following Formula 2a-1, a phthalonitrile resin.
[Formula 2a-1]
Figure 112018000939824-pat00052

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
하기 화학식 6의 화합물 유래 반복단위를 더 포함하는, 프탈로니트릴 수지:
[화학식 6]
Figure 112018000939824-pat00057

상기 화학식 6에서,
M은 4가 라디칼이고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 2가 라디칼이다.
According to claim 1,
A phthalonitrile resin further comprising a repeating unit derived from a compound of formula (6):
[Formula 6]
Figure 112018000939824-pat00057

In Formula 6,
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, 및
하기 화학식 2의 화합물을 25:75 내지 40:60의 중량비로 포함하고,
경화제를 더 포함하는 중합성 조성물:
[화학식 1]
Figure 112022011609702-pat00058

[화학식 2]
Figure 112022011609702-pat00059

상기 화학식 1 및 2에 있어서,
L11, L12, L21, 및 L22는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 작용기이고,
[화학식 5]
Figure 112022011609702-pat00062

상기 화학식 5에서, X는 산소원자 또는 황원자이고,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이며,
Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 알콕시기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
m1, m2, n1, 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
A compound of Formula 1, and
The compound of Formula 2 is included in a weight ratio of 25:75 to 40:60,
A polymerizable composition further comprising a curing agent:
[Formula 1]
Figure 112022011609702-pat00058

[Formula 2]
Figure 112022011609702-pat00059

In Formulas 1 and 2,
L 11 , L 12 , L 21 , and L 22 are each independently a functional group represented by the following Chemical Formula 5;
[Formula 5]
Figure 112022011609702-pat00062

In Formula 5, X is an oxygen atom or a sulfur atom,
R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group, wherein at least two of R 1 to R 5 are a cyano group,
R a to R d are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group and an aryl group,
m1, m2, n1, and n2 are each independently an integer from 0 to 4.
제13항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 6의 화합물을 포함하는, 중합성 조성물:
[화학식 6]
Figure 112018000939824-pat00063

상기 화학식 6에서, M은 4가 라디칼이고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 2가 라디칼이다.
14. The method of claim 13,
The curing agent comprises a compound of formula (6), a polymerizable composition:
[Formula 6]
Figure 112018000939824-pat00063

In Formula 6, M is a tetravalent radical,
Z 1 and Z 2 are each independently an alkylene group, an alkylidene group, or an aromatic divalent radical.
제14항에 있어서,
상기 M은 하기 화학식 7a 내지 7f의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래의 4가 라디칼이고,
상기 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 하기 화학식 8a 내지 8c의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 화합물 유래 2가 라디칼인, 중합성 조성물:
[화학식 7a]
Figure 112018000939824-pat00064

상기 화학식 7a에서 Ra1 내지 Ra6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.
[화학식 7b]
Figure 112018000939824-pat00065

상기 화학식 7b에서 Rb1 내지 Rb8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.
[화학식 7c]
Figure 112018000939824-pat00066

상기 화학식 7c에서, 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 알킬렌기이다.
[화학식 7d]
Figure 112018000939824-pat00067

상기 화학식 7d에서, Rd1 내지 Rd4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나, 또는 인접하는 두 기가 서로 연결되어 지환족 고리 구조를 형성하며, W2는 1 이상의 산소원자를 포함하거나 또는 포함하지 않는, 알킬렌기 또는 알케닐렌기이다.
[화학식 7e]
Figure 112018000939824-pat00068

상기 화학식 7e에서, Re1 내지 Re4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이고, W3은 알킬렌기이다.
[화학식 7f]
Figure 112018000939824-pat00069

상기 화학식 7f에서 Rf1 내지 Rf10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기이다.
[화학식 8a]
Figure 112018000939824-pat00070

상기 화학식 8a에서 Rg1 내지 Rg6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 카복실기이다.
[화학식 8b]
Figure 112018000939824-pat00071

상기 화학식 8b에서 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 8c]
Figure 112018000939824-pat00072

상기 화학식 8c에서 Ri1 내지 Ri10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 카복실기 또는 아릴기이다.
15. The method of claim 14,
Wherein M is a tetravalent radical derived from a compound selected from the group consisting of compounds of formulas 7a to 7f,
Wherein Z 1 and Z 2 are each independently a divalent radical derived from a compound selected from the group consisting of compounds of the following formulas 8a to 8c, a polymerizable composition:
[Formula 7a]
Figure 112018000939824-pat00064

In Formula 7a, R a1 to R a6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.
[Formula 7b]
Figure 112018000939824-pat00065

In Formula 7b, R b1 to R b8 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group.
[Formula 7c]
Figure 112018000939824-pat00066

In Formula 7c, R c1 to R c10 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, W 1 is a single bond, an alkylene group, a haloalkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom, a sulfur atom, or 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 are each independently a single bond or an alkylene group.
[Formula 7d]
Figure 112018000939824-pat00067

In Formula 7d, R d1 to R d4 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group, or two adjacent groups are connected to each other to form an alicyclic ring structure, and W 2 contains or contains one or more oxygen atoms It is not an alkylene group or an alkenylene group.
[Formula 7e]
Figure 112018000939824-pat00068

In Formula 7e, R e1 to R e4 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group, and W 3 is an alkylene group.
[Formula 7f]
Figure 112018000939824-pat00069

In Formula 7f, R f1 to R f10 are each independently hydrogen, an alkyl group, or an alkoxy group.
[Formula 8a]
Figure 112018000939824-pat00070

In Formula 8a, R g1 to R g6 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a hydroxy group, or a carboxyl group.
[Formula 8b]
Figure 112018000939824-pat00071

In Formula 8b, 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, or a carbonyl group. , -NR-, -S(=O)- or -S(=O) 2 -, wherein R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group.
[Formula 8c]
Figure 112018000939824-pat00072

In Formula 8c, 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.
제13항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 6a 내지 6h의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는, 중합성 조성물:
Figure 112018000939824-pat00073

(6a)
Figure 112018000939824-pat00074

(6b)
Figure 112018000939824-pat00075

(6c)
Figure 112018000939824-pat00076

(6d)
Figure 112018000939824-pat00077

(6e)
Figure 112018000939824-pat00078

(6f)
Figure 112018000939824-pat00079

(6g)
Figure 112018000939824-pat00080

(6h)
14. The method of claim 13,
The curing agent, a polymerizable composition comprising any one or two or more selected from the group consisting of compounds of the following formulas 6a to 6h:
Figure 112018000939824-pat00073

(6a)
Figure 112018000939824-pat00074

(6b)
Figure 112018000939824-pat00075

(6c)
Figure 112018000939824-pat00076

(6d)
Figure 112018000939824-pat00077

(6e)
Figure 112018000939824-pat00078

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Figure 112018000939824-pat00079

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Figure 112018000939824-pat00080

(6h)
제13항의 중합성 조성물의 반응물인 프레폴리머.
A prepolymer that is a reactant of the polymerizable composition of claim 13 .
제13항의 중합성 조성물 또는 제17항의 프레폴리머를 경화시키는 단계를 포함하는, 프탈로니트릴 수지의 제조방법. A method for producing a phthalonitrile resin, comprising the step of curing the polymerizable composition of claim 13 or the prepolymer of claim 17 .
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