KR20100113516A - 경화성 반응 수지계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2성분 매스(mass)로서 처리되고 수지 성분 A, 경화제 B, 및 수지 성분 A에 분산된 중합체 입자 C를 포함하는 경화성 반응 수지계에 관한 것으로, 반응 수지계는 25 내지 50 중량 %보다 많은 함량의 중합체 입자 C를 포함한다.
Description
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 경화성 반응 수지계 및 그 용도에 관한 것이다.
화학 반응에 의해 경화하는 수지 기반 계는 기술적 부품 및 컴포넌트의 제조시 중요하다. 이러한 반응 수지계가 절연을 위해 사용되면, 상기 반응 수지계는 대개 높은 증량제 함량을 포함한다. 높은 증량제 함량은 경화된 반응 수지계의 높은 열 및 기계적 내성을 야기한다.
DE 103 45 139 A1호에는 에폭시수지 기반의 상기와 같은 반응 수지계가 공지되어 있다. 이러한 반응 수지계는 증량제를 90 중량%까지 포함하고 있다. 더 높은 증량제 함량은 캐스팅 화합물의 점도 또는 가공성에 부정적으로 작용하기 때문에 상기 간행물에 기술된 계로는 구현될 수 없다. 물론, 높은 증량제 함량은 재료의 유동성 또는 팽창성에 바람직하지 않다.
본 발명의 목적은, 양호한 파단 연신율을 갖는 동시에 높은 열 안정성을 갖지만 양호하게 처리될 수 있는 경화성 반응 수지계를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라, 2성분계로서 사용될 수 있고 반응 수지의 수지 성분에 분산된 높은 함량의 중합체 입자를 포함하는 반응 수지계가 제공됨으로써 달성된다. 반응 수지계는 처리되는 동안 양호한 유동성을 갖고, 경화된 상태에서 높은 열 안정성 및 전기 절연성을 갖는다.
종속 청구항에 제시된 조치에 의해 본 발명에 따른 반응 수지계의 바람직한 개선이 가능하다.
반응 수지계의 수지 매트릭스에 대한 양호한 결합을 보장하기 위해, 중합체 입자로서 반응 수지계는 바람직하게, 표면 변성된 실리콘 엘라스토머 입자를 포함한다. 실리콘 엘라스토머 입자 사용의 특수한 장점은, 상기 실리콘 엘라스토머 입자의 첨가제가 계의 유리 전이 온도에 경미하게만 작용하면, 동시에 열 안정성 또는 절연 내력이 높아지는 것에 있다. 또한 바람직하게 실리콘 엘라스토머 입자는 비휘발성이다.
특히 바람직한 실시예에서, 반응 수지계는 수지 성분으로서 경우에 따라서 비스페놀 A, 비스페놀 B 및/또는 비스페놀 F와 혼합된 에폭시드를 포함한다. 결과되는 수지계는 높은 가교도 및 경화된 상태에서 높은 기계적 안정성을 갖는다.
본 발명에 따른 반응 수지계는 3개의 기본 성분들, 즉 수지 성분 A, 경화제 B, 및 수지 성분 A에 분산된 중합체 입자 C를 포함한다. 또한, 증량제 D와, 소포제, 침전 억제제 및 접착제와 같은 첨가제를 포함할 수 있다.
수지 성분 A로서 기본적으로 가교 결합 가능한 다수의 단량체 화합물 또는 상기 화합물들의 혼합물이 사용될 수 있다. 특히 바람직하게, 경우에 따라서 에폭시 작용기를 가진 또는 갖지 않는 다른 화합물과 혼합된, 적어도 하나의 에폭시 작용기를 가진 화합물이 사용된다. 예컨대 디(Di)-, 트리(Tri)-, 또는 테트라에폭시드가 적합하고, 시중에서 얻을 수 있는 하기 화합물들이 대표적으로 제시되어 있다. 예컨대 (I) 및 (VI)와 같은 사이클로알리파틱, 바람직하게는 링에폭시화된 디에폭시드가 특히 바람직한 것으로 입증되었다.
수지 성분 A는 하나 또는 다수의 화합물(I) 내지 (VII)을 포함할 수 있고, 다른 수지 성분을 포함할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 예컨대 비스페놀 A, 비스페놀 B 및/또는 비스페놀 F, 폴리우레탄(PUR) 또는 시안산염에스테르 기반 수지 성분이 자체로 또는 서로 또는 적절한 에폭시드수지 성분과 혼합되어 사용될 수 있다.
또한, 수지 성분(A)으로서 노블락(novolac)-에폭시 수지, 특히 하기 조성의 크레졸-노블락-에폭시 수지가 사용될 수 있다:
수지 성분 A은 반응 수지계에 5 내지 65 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 특히 15 내지 40 중량%가 포함되어 있다.
반응 수지계가 2성분계로서 처리될 수 있는 것을 보장하기 위해, 경화제 B가 제공된다. 이를 위해 예컨대 헥사히드로프탈산무수물(HHPSA), 헥사히드로메틸프탈산무수물(MHHPSA), 메틸나딕산무수물(MNSA) 또는 적절한 아민과 같은 무수물이 적합하다.
제 3 성분으로서, 반응 수지계는 수지 성분 A에 분산된 중합체 입자 C를 포함한다. 상기 중합체 입자 C는 특히 폴리실록산을 함유한 중합체이고, 바람직하게 수지 성분 A에 분산된 하나 또는 다수의 실리콘(silicone)이다. 바람직하게 10 nm 내지 100 ㎛의 입자 직경을 가진 실리콘 수지- 또는 실리콘 엘라스토머 입자 형태의 실리콘 입자(silicone particle)가 사용된다. 실리콘 입자는 기본적으로, 예컨대 PMMA로 이루어진 중합체층 형태의, 화학 변성된 표면을 가질 수 있다(소위 Core-Shell-입자);그러나 표면 기능화된 실리콘 입자가 본 발명의 목적에 더 적합한 것이 밝혀졌다. 대안으로서, 실리콘-블록공중합체 또는 아크릴니트릴-부타디엔-스티렌 공중합물(ABS)로 이루어진 엘라스토머입자가 적합하다.
반응 수지계는 예컨대 25 내지 50 중량%, 바람직하게 25 내지 40 중량%, 특히 25 내지 30 중량%의 중합체 입자 C를 포함한다.
반응 수지계는 바람직하게 소량의 무기 증량제 D를 포함하고, 상기 증량제를 적절히 선택함으로써 경화된 상태에서 반응 수지계의 감소가 줄어들 수 있고, 경화된 상태에서 반응 수지계의 열 안정성 또는 내균열성이 증가한다. 증량제 D는 예컨대 나노 입자 형태로 구현되고, 나노 입자란 나노미터 범위에서 유동적인 입자의 평균 입도 분포 d50를 갖는 입자분획이다. 증량제 재료로서 예컨대 산화 알루미늄, 탄산칼슘, 탄화규소, 질화붕소, 카본블랙 또는 활석 가루가 적합하다. 바람직하게 증량제 D는 실리카 가루 또는 용융된 실리카 또는 이들의 혼합물로 이루어진 입자를 포함한다.
반응 수지계에서 전체 증량제 양은 예컨대 10 중량% 미만, 바람직하게는 7 중량% 미만, 특히 5 중량% 미만이다. 반응 수지계는 무기 증량제가 없는 상태로도 구현될 수 있다.
본 반응 수지계는 침지 수지 및 캐스팅 화합물로서 사용될 수 있다. 예컨대 전기 권선의 침지를 위한 침지 수지로서 처리시, 해당 권선은 회전되고 액체 침지 수지에 침지되거나 또는 회전하는 권선에 액체 침지 수지를 떨어뜨린다. 침지된 권선의 경화는 예컨대 열에 의해 또는 UV-지원 가교 결합에 의해 이루어진다.
반응 수지계가 캐스팅 화합물로서 사용되면, 더 높은 온도에서 성형품으로의 캐스팅이 이루어진다. 반응 수지계는 적절히 가열된 경우, 캐스팅 시 300 ㎛ 미만의 직경을 가진 캐스팅 갭과 같은 바람직하지 않은 형상이 배제될 수 있도록 낮은 점도와 높은 모세관 효과를 갖는다.
본 발명에 따라, 양호한 파단 연신율을 갖는 동시에 높은 안정성을 갖지만 양호하게 처리될 수 있는 경화성 반응 수지계가 제공된다.
하기에서 반응 수지계 또는 그 조성(중량 %) 및 경화된 상태에서 나타나는 특성 프로파일 실시예들이 대표적으로 제시된다.
조성:
상기 조성은 하기 특성 프로파일을 나타낸다:
반응 수지계는 경화된 상태에서 열 안정성으로 인해, 특히 적어도 일시적으로 160 내지 220 ℃의 온도에 노출되는 부품들에 적합하다.
본 발명에 따른 반응 수지계는 캐스팅 화합물로서, 예컨대 고압 액추에이터 또는 유사한 전기 또는 전자 부품들의 캐스팅에 사용될 수 있다. 또한, 전기 권선은 반응 수지계로 침지될 수 있다.
Claims (10)
- 2성분 매스(mass)로서 처리될 수 있고, 수지 성분 A, 경화제 B 및 수지 성분 A에 분산된 중합체 입자 C를 포함하고, 반응 수지계에 25 내지 50 중량%의 상기 중합체 입자 C가 포함되어 있는, 경화성 반응 수지계, 특히 캐스팅 화합물, 라미네이팅 수지 또는 침지 수지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 입자 C는 표면 변성되는 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중합체 입자 C는 코어-셸(core-shell)-입자로서 구현되는 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 성분 A에 분산된 상기 중합체 입자 C는 실리콘 엘라스토머 입자인 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 4 항에 있어서, 상기 실리콘 엘라스토머 입자는 10 nm 내지 100 ㎛의 입자 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 수지계 A는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 6 항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스(bis)- 또는 더 높은 작용기의 에폭시드 기반 수지인 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 성분 A은 비스페놀 A, 비스페놀 B 및/또는 비스페놀 F 기반 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 수지계.
- 전기 권선의 침지를 위한 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 반응 수지계의 용도.
- 고전압 액추에이터의 캐스팅을 위한 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 반응 수지계의 용도.
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