KR20110119633A - 에폭시 수지용 금속 안정화제 및 분산 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 11 내지 13족 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 금속 함유 화합물을 포함하는 안정화제를 분산제에 혼합하여 분산액을 제공하는 것; 및 (b) 상기 분산액을 바니쉬에 첨가하는 것을 포함하는 방법을 개시한다.

Description

에폭시 수지용 금속 안정화제 및 분산 방법{METAL STABILIZERS FOR EPOXY RESINS AND DISPERSION PROCESS}
본원에 개시된 실시양태는 분산액에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원에 개시된 실시양태는 에폭시 수지를 함유한 바니쉬에서 사용된 분산액에 관한 것이다.
무연 땜납을 요구하는 최근 제정된 법률로 인해, 인쇄 회로 기판 (PCB)이 노출되는 온도가 ~260℃로 상승되었다. 이러한 온도에서 현행의 브롬화 에폭시 수지-디시안디아미드(디시(DICY)) 경화 기술의 고유한 열 안정성은 일부 불량이 허용될 수 있는 단순한 기판을 제외하고는 초과된다. 이러한 증가된 온도는 전기 라미네이트가 매우 상이한 온도 프로파일 웨이브 납땜 및 재작업에 노출되어, 증가된 내열성을 요구하는 것으로 해석된다. 이러한 문제로 인해, 산업계는 디시로부터 페놀계 경화제로 전환 중에 있다. 페놀계 경화제의 사용이 허용할 수 있는 내열성에 이르게 하지만, 취성, 구리 및 유리에 대한 불량한 접착력 및 두께 용인 한계 내의 라미네이트 제조의 일부 어려움을 비롯한 새로운 문제가 도입되었다. 취성이 특히 문제인데, 이는 특히 구리 도금에 문제를 야기하는 조잡한 드릴 구멍 표면을 유도하고, 결국에는 기판 불량을 유도하기 때문이다.
따라서, 다른 라미네이트 특성에 유의한 바람직하지 않는 영향을 주지 않으면서 에폭시 수지의 열 안정성을 증가시키는 것이 바람직할 것이다. 한 방법은 금속 안정화제를 에폭시 수지에 첨가하는 것이다. 그러나, 금속 안정화제는 시간이 지나면서 침강될 수 있고, 이로써 저장 안정성에 장애를 일으킨다. 에폭시 수지에 대한 바람직한 저장 수명은 12 개월이지만, 금속 안정화제는 수일 내에 침강될 수 있다. 이러한 이질성은 상업적 관점에서 바람직하지 않다. 따라서, 침강량을 줄이는, 금속 안정화제를 에폭시 수지에 혼입하는 방법이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시양태에서는, (a) 11 내지 13족 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 금속 함유 화합물을 포함하는 안정화제를 분산제에 혼합하여 분산액을 제공하는 것; 및 (b) 상기 분산액을 바니쉬에 첨가하는 것을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진 방법을 개시한다.
본 발명의 실시양태에서는, (a) 11 내지 13족 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 금속 함유 화합물을 포함하는 안정화제를 분산제에 혼합하여 분산액을 제공하는 것; 및 (b) 상기 분산액을 바니쉬에 첨가하는 것을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진 방법을 개시한다.
임의의 적합한 금속 함유 화합물이 본원에 개시된 실시양태에서 안정화제로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 금속 함유 화합물 중 금속은 원소 주기율표의 11 내지 13족 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이러한 금속은 구리, 은, 금, 아연, 카드뮴, 수은, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐 및 탈륨을 포함한다. 11 내지 13족 금속 이외에, 납 및 주석이 또한 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 금속은 아연이다.
본원에 개시된 실시양태에서, 금속 함유 화합물은 일반적으로 금속염, 금속 수산화물, 금속 산화물, 금속 아세틸아세토네이트, 유기금속 화합물 및 이들의 임의의 2종 이상의 조합일 수 있다. 금속이 아연인 실시양태에서, 금속 함유 화합물은 아연염, 수산화아연, 산화아연, 아연 아세틸아세토네이트, 유기 아연 화합물 및 이들의 임의의 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 한 실시양태에서, 금속 함유 화합물은 산화아연일 수 있다. 한 실시양태에서, 금속 함유 화합물은 아연 디메틸디티오카르바메이트 ('지람(ziram)'으로도 공지됨)이다.
안정화제는 일반적으로 수지 제형물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량％ 내지 약 40 중량％ 범위의 양으로 존재할 수 있다.
임의의 적합한 분산제가 사용될 수 있다. 예는 폴리페놀, 폴리에폭시드, 무수물 및 폴리아민을 포함하되, 이에 제한되지는 않는다.
폴리페놀의 예는 노볼락, 예를 들어 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락, 비스페놀 A 노볼락, 비스페놀, 예를 들어 비스페놀 F (비스(4-히드록시페놀)-메탄), 비스페놀 A, 테트라브로모비스페놀 A 및 과량의 폴리페놀을 디에폭시드와 축합시켜 제조된 페놀계 올리고머를 포함한다.
폴리에폭시드의 예는 상기 열거된 폴리페놀의 글리시딜 에테르, 폴리페놀과 폴리에폭시드의 축합 생성물인 고체 에폭시 수지를 포함하고, 특정 예는 D.E.H.™ 시리즈 올리고머, 예를 들어 D.E.H.™ 661 및 663 및 유동 개질제, 예를 들어 D.E.R.™ 692 및 D.E.R.™ 6508이다. 다른 예는 브롬 함유 에폭시드, 예를 들어 테트라브로모비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 브롬화 올리고머, 예를 들어 D.E.R.™ 592, D.E.R.™ 593, D.E.R.™ 539, D.E.R.™ 530, D.E.R.™ 538, D.E.R.™ 514 및 D.E.R.™ 560을 포함한다.
무수물의 예는 n가 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 메틸 헥사히드로프탈산 무수물, 말레산 무수물과 스티렌과 같은 올레핀의 공중합체를 포함한다.
폴리아민의 예는 디시안디아미드, 방향족 아민, 예를 들어 메틸렌 디아닐린 및 톨루엔디아민, 시클로지방족 아민, 예를 들어 에탄올아민, 아민화 폴리올, 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 디에틸렌 트리아민 및 관련 올리고머, 및 시클로지방족 아민, 예를 들어 N-아미노에틸 피페라진, 이소포론 디아민, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산 및 이성질체를 포함한다.
한 실시양태에서, 안정화제를 분산제와 혼합하기 위해 고 전단 혼합이 사용될 수 있다. 이들은 일반적으로 피구동 수직 샤프트 및 고 전단 디스크형 블레이드를 포함한다. 블레이드는 고정식 혼합 용기 내에 방사상 유동 패턴을 생성한다. 블레이드는 블레이드의 날카로운 엣지에 용기의 내용물을 끌어당기는 소용돌이(vortex)를 생성한다. 이어서 블레이드의 엣지는 고체를 분쇄하여 크기를 줄이고 동시에 분산제에 고체 입자를 분산시킨다. 이러한 혼합기는 매우 고속이며, 일반적으로 500 rpm 이상이다.
안정화제를 분산제와 혼합하는 데 유용한 다른 방법은 공압출에 의한 것이다. 안정화제 및 분산제는 고체를 보다 작은 입자 크기로 파괴하기 위해 분말 혼합기에 첨가된다. 이어서 성분을 압출기에 도입하고, 에폭시 수지의 유리전이온도, 일반적으로 0℃ 내지 200℃, 초과의 온도에서 공압출한다. 성분이 공압출되는 스크류 속도는 일반적으로 0 내지 500 rpm이다.
안정화제를 분산제와 혼합하는 데 유용한 또 다른 방법은 볼 밀이다. 안정화제/분산제 혼합물을 수직 컬럼 챔버에 소정량의 유리 비드와 함께 충전한다. 2개의 둥근 디스크의 교반 하에, 유리 비드는 서로 충돌하고 그라인드되어, 고체 응집체를 보다 효과적으로 파괴하여 최종 혼합물 중 안정화제의 보다 작은 평균 입자 크기를 유도하도록 의도된 강한 전단력을 발생시킨다. 산업적 규모에서는, 격막 펌프(diaphragm pump)가 수평 밀 챔버에 연결되어 보다 효율적으로 안정화제/분산제 혼합물을 충전하고, 보다 큰 경도를 갖는 산화지르코늄 코팅 유리 비드가 유리 비드을 대체하여 사용된다.
이어서, 분산액은 바니쉬에 첨가될 수 있다. 이어서, 바니쉬는 먼저 침강된 고체 입자를 교반할 필요가 없이 사용할 수 있다. 에폭시 수지 이외에, 바니쉬는 또한 경화제 (curing agent 또는 hardener) 및 촉매를 함유할 수 있다.
에폭시 수지 성분은 "에폭시기" 또는 "에폭시 관능기"로서 본원에서 부르는, 1종 이상의 반응성 옥시란기를 함유하는 임의의 물질을 비롯한, 성형 조성물에 유용한 임의의 유형의 에폭시 수지일 수 있다. 본원에 개시된 실시양태에 유용한 에폭시 수지는 1관능성 에폭시 수지, 다중 또는 다관능성 에폭시 수지 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 단량체 및 중합체 에폭시 수지는 지방족, 시클로지방족, 방향족 또는 헤테로시클릭 에폭시 수지일 수 있다. 중합체 에폭시는 말단 에폭시기를 갖는 선형 중합체 (예를 들어, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜 에테르), 중합체 골격 옥시란 단위 (예를 들어, 폴리부타디엔 폴리에폭시드) 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체 (예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)를 포함한다. 에폭시는 순수한 화합물일 수 있지만, 일반적으로 혼합물 또는 분자당 하나 또는 둘 이상의 에폭시기를 함유하는 화합물이다. 일부 실시양태에서, 에폭시 수지는 또한 보다 높은 온도에서 무수물, 유기산, 아미노 수지, 페놀계 수지 또는 에폭시기 (촉매반응시)와 반응하여 추가 가교할 수 있는 반응성 -OH기를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 에폭시 수지는 글리시딜 에테르를 비스페놀 화합물, 예를 들어 비스페놀 A 또는 테트라브로모비스페놀 A와 접촉시켜 옥사졸리디논 잔기를 형성하여 생성된다.
일반적으로, 에폭시 수지는 글리시딜화 수지, 시클로지방족 수지, 에폭시화 오일 등일 수 있다. 글리시딜화 수지는 흔히 글리디실 에테르, 예를 들어 에피클로로히드린과 비스페놀 화합물, 예를 들어 비스페놀 A의 반응 생성물; C4 내지 C28 알킬 글리디실 에테르; C2 내지 C28 알킬- 및 알케닐-글리시딜 에스테르; C1 내지 C28 알킬-, 모노- 및 폴리-페놀 글리디실 에테르; 다가 페놀의 폴리글리디실 에테르, 예를 들어 피로카테콜, 레소르시놀, 히드로퀴논, 4,4'-디히드록시디페닐 메탄 (또는 비스페놀 F), 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 메탄, 4,4'-디히드록시디페닐 디메틸 메탄 (또는 비스페놀 A), 4,4'-디히드록시디페닐 메틸 메탄, 4,4'-디히드록시디페닐 시클로헥산, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐 프로판, 4,4'-디히드록시디페닐 술폰, 및 트리스(4-히드록시페닐)메탄; 상기 언급된 디페놀의 염소화 및 브롬화 생성물의 폴리글리디실 에테르; 노볼락의 폴리글리디실 에테르; 방항족 히드로카르복실산의 염을 디할로알칸 또는 디할로겐 디알킬 에테르와 에스테르화시켜 수득된 디페놀의 에테르를 에스테르화시켜 수득된 디페놀의 폴리글리디실 에테르; 및 페놀과 2개 이상의 할로겐 원자를 함유한 장쇄 할로겐 파라핀을 축합시켜 수득된 폴리페놀의 폴리글리디실 에테르이다. 본원에 개시된 실시양태에 유용한 에폭시 수지의 다른 예는 비스-4,4'-(1-메틸에틸리덴)페놀 디글리시딜 에테르 및 (클로로메틸)옥시란 비스페놀 A 디글리시딜 에테르를 포함한다.
일부 실시양태에서, 에폭시 수지는 글리디실 에테르 유형; 글리시딜-에스테르 유형; 지환족 유형; 헤테로시클릭 유형 및 할로겐화 에폭시 수지 등을 포함할 수 있다. 적합한 에폭시 수지의 비제한적인 예는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀계 노볼락 에폭시 수지, 비페닐 에폭시 수지, 히드로퀴논 에폭시 수지, 스틸벤 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함할 수 있다.
적합한 폴리에폭시 화합물은 레조르시놀 디글리시딜 에테르 (1,3-비스-(2,3-에폭시프로폭시)벤젠), 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르 (2,2-비스(p-(2,3-에폭시프로폭시)페닐)프로판), 트리글리시딜 p-아미노페놀 (4-(2,3-에폭시프로폭시)-N,N-비스(2,3-에폭시프로필)아닐린), 브로모비스페놀 A의 디글리시딜 에테르 (2,2-비스(4-(2,3-에폭시프로폭시)3-브로모-페닐)프로판), 비스페놀 F의 디글리디실에테르 (2,2-비스(p-(2,3-에폭시프로폭시)페닐)메탄), 메타- 및/또는 파라-아미노페놀의 트리글리디실 에테르 (3-(2,3-에폭시프로폭시)N,N-비스(2,3-에폭시프로필)아닐린), 및 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린 (N,N,N',N'-테트라(2,3-에폭시프로필) 4,4'-디아미노디페닐 메탄), 및 2종 이상의 폴리에폭시 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 발견된 유용한 에폭시 수지의 보다 완벽한 리스트는 문헌 [Lee, H. and Neville, K., Handbook of Epoxy Resins, McGraw-Hill Book Company, 1982 reissue]에서 찾을 수 있다.
다른 적합한 에폭시 수지는 방향족 아민 및 에피클로로히드린을 기재로 한 폴리에폭시 화합물, 예를 들어 N,N'-디글리시딜-아닐린; N,N'-디메틸-N,N'-디글리시딜-4,4'-디아미노디페닐 메탄; N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐 메탄; N-디글리시딜-4-아미노페닐 글리디실 에테르; 및 N,N,N',N'-테트라글리시딜-1,3-프로필렌 비스-4-아미노벤조에이트를 포함한다. 또한, 에폭시 수지는 방향족 디아민, 방향족 모노1차 아민, 아미노페놀, 다가 페놀, 다가 알코올, 폴리카르복실산 중 1종 이상의 글리시딜 유도체를 포함할 수 있다.
유용한 에폭시 수지는 예를 들어 다가 폴리올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 글리세롤 및 2,2-비스(4-히드록시 시클로헥실)프로판의 폴리글리디실 에테르; 지방족 및 방향족 폴리카르복실산, 예를 들어 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 및 이량체화 리놀레산의 폴리글리디실 에테르; 폴리페놀, 예를 들어 비스페놀 A, 비스페놀 F, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)이소부탄, 및 1,5-디히드록시 나프탈렌의 폴리글리디실 에테르; 아크릴레이트 또는 우레탄 잔기를 갖는 개질 에폭시 수지; 글리시딜아민 에폭시 수지; 및 노볼락 수지를 포함한다.
에폭시 화합물은 시클로지방족 또는 지환족 에폭시드일 수 있다. 시클로지방족 에폭시드의 예는 디카르복실산의 시클로지방족 에스테르의 디에폭시드, 예를 들어 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)옥살레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)피멜레이트; 비닐시클로헥센 디에폭시드; 리모넨 디에폭시드; 디시클로펜타디엔 디에폭시드 등을 포함한다. 다른 적합한 디카르복실산의 시클로지방족 에스테르의 디에폭시드는 예를 들어 미국 특허 제2,750,395호에 기재되어 있다.
다른 시클로지방족 에폭시드는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 예를 들어 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실-메틸-3,4-에폭시-1-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 6-메틸-3,4-에폭시시클로헥실메틸메틸-6-메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-2-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-2-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-3-메틸시클로헥실-메틸-3,4-에폭시-3-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-5-메틸시클로헥실-메틸-3,4-에폭시-5-메틸시클로헥산 카르복실레이트 등을 포함한다. 다른 적합한 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트는 예를 들어 미국 특허 제2,890,194호에 기재되어 있다.
유용한 추가 에폭시 함유 물질은 글리시딜 에테르 단량체에 기재한 것들을 포함한다. 예는 다가 페놀, 예를 들어 비스페놀 화합물을 과량의 클로로히드린, 예를 들어 에피클로로히드린과 반응시켜 수득된 다가 페놀의 디- 또는 폴리글리시딜 에테르이다. 이러한 다가 페놀은 레소르시놀, 비스(4-히드록시페닐)메탄 (비스페놀 F로 공지됨), 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A로 공지됨), 2,2-비스(4'-히드록시-3',5'-디브로모페닐)프로판, 1,1,2,2-테트라키스(4'-히드록시-페닐)에탄 또는 산 조건 하에서 수득된 페놀과 포름알데히드의 축합물, 예를 들어 페놀 노볼락 및 크레졸 노볼락을 포함한다. 이러한 유형의 에폭시 수지의 예는 미국 특허 제3,018,262호에 기재되어 있다. 다른 예는 다가 알코올, 예를 들어 1,4-부탄디올, 또는 폴리알킬렌 글리콜, 예를 들어 폴리프로필렌 글리콜의 디- 또는 폴리글리디실 에테르, 및 시클로지방족 폴리올, 예를 들어 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판의 디- 또는 폴리글리디실 에테르를 포함한다. 다른 예는 1관능성 수지, 예를 들어 크레실 글리디실 에테르 또는 부틸 글리디실 에테르이다.
다른 부류의 에폭시 화합물은 다가 카르복실산, 예를 들어 프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산 또는 헥사히드로프탈산의 폴리글리시딜 에스테르 및 폴리(베타-메틸글리시딜)에스테르이다. 추가 부류의 에폭시 화합물은 아민, 아미드 및 헤테로시클릭 질소 염기의 N-글리시딜 유도체, 예를 들어 N,N-디글리시딜 아닐린, N,N-디글리시딜 톨루이딘, N,N,N',N'-테트라글리시딜 비스(4-아미노페닐)메탄, 트리글리시딜 이소시아누레이트, N,N'-디글리시딜 에틸 우레아, N,N'-디글리시딜-5,5-디메틸히단토인 및 N,N'-디글리시딜-5-이소프로필히단토인이다.
또 다른 에폭시 함유 물질은 글리시돌의 아크릴산 에스테르, 예를 들어 글리시딜아크릴레이트 및 글리시딜메타크릴레이트와 1종 이상의 공중합성 비닐 화합물의 공중합체이다. 이러한 공중합체의 예는 1:1 스티렌-글리시딜메타크릴레이트, 1:1 메틸-메타크릴레이트글리시딜아크릴레이트 및 62.5:24:13.5 메틸메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트이다.
쉽게 입수가능한 에폭시 화합물은 옥타데실렌 옥시드; 글리시딜메타크릴레이트; 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르; 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company)로부터 입수가능한 D.E.R.™ 331 (비스페놀 A 액상 에폭시 수지) 및 D.E.R.™ 332 (비스페놀 A의 디글리시딜 에테르); 비닐시클로헥센 디옥시드; 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실-메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트; 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르; 폴리프로필렌 글리콜로 개질된 지방족 에폭시; 디펜텐 디옥시드; 에폭시화 폴리부타디엔; 에폭시 관능기를 함유한 실리콘 수지; 난연성 에폭시 수지 (예를 들어, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 상표명 D.E.R.™ 530, 539, 542, 560, 592 및 593 하에 입수가능한 브롬화 비스페놀 유형의 에폭시 수지); 페놀포름알데히드 노볼락의 폴리글리디실 에테르 (예를 들어 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 상표명 D.E.N.™ 431 및 D.E.N.™ 438 하에 입수가능한 것들); 및 레소르시놀 디글리디실 에테르를 포함한다. 구체적으로 언급하지 않았지만, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 상표명 표기 D.E.R.™ 및 D.E.N.™ 하의 다른 에폭시 수지도 또한 사용될 수 있다.
다른 적합한 에폭시 수지는 예를 들어 각각 본원에 참고로 삽입된, 미국 특허 제7,163,973호, 동 제6,632,893호, 동 제6,242,083호, 동 제7,037,958호, 동 제6,572,971호, 동 제6,153,719호, 및 동 제5,405,688호 및 미국 특허 출원 공개 제20060293172호 및 동 제20050171237호에 개시되어 있다.
다른 적합한 에폭시 수지는 페놀계 수지, 벤즈옥사진 수지, 아릴 시아네이트 수지, 아릴 트리아진 수지 및 말레이미드 수지를 포함한다. 또한, 상기 열거된 임의의 에폭시 수지의 혼합물도 물론 사용될 수 있다.
경화제 (hardener 또는 curing agent)는 경화성 조성물의 가교를 촉진하여 열경화성 조성물을 형성하도록 제공될 수 있다. 경화제는 개별적으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 경화제는 디시안디아미드 (디시(dicy)) 또는 페놀성 경화제, 예를 들어 노볼락, 레솔, 비스페놀을 포함할 수 있다. 다른 경화제는 일부가 상기에 개시된 개선된 (올리고머) 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 개선된 에폭시 수지 경화제의 예는 예를 들어 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 (또는 테트라브로모비스페놀 A의 디글리디실 에테르) 및 과량의 비스페놀 또는 (테트라브로모비스페놀)로부터 제조된 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 무수물, 예를 들어 폴리(스티렌-코-말레산 무수물)이 또한 사용될 수 있다.
경화제는 또한 1차 및 2차 폴리아민 및 이들의 부가물, 무수물 및 폴리아미드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다관능성 아민은 지방족 아민 화합물, 예를 들어 디에틸렌 트리아민 (미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 D.E.H.™ 20), 트리에틸렌 테트라민 (미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 D.E.H.™ 24), 테트라에틸렌 펜타민 (미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 D.E.H.™ 26) 뿐만 아니라 상기 아민과 에폭시 수지, 희석제 또는 다른 아민 반응성 화합물의 부가물을 포함할 수 있다. 방향족 아민, 예를 들어 메타페닐렌 디아민 및 디아민 디페닐 술폰, 지방족 폴리아민, 예를 들어 아미노 에틸 피페라진 및 폴리에틸렌 폴리아민, 및 방향족 폴리아민, 예를 들어 메타페닐렌 디아민, 디아미노 디페닐 술폰, 및 디에틸톨루엔 디아민이 또한 사용될 수 있다.
무수 경화제는 특히 예를 들어 나딕 메틸 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 도데세닐 숙신산 무수물, 프탈산 무수물, 메틸 헥사히드로프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물 및 메틸 테트라히드로프탈산 무수물을 포함할 수 있다.
경화제는 페놀 유래 또는 치환 페놀 유래 노볼락 또는 무수물을 포함할 수 있다. 적합한 경화제의 비제한적인 예는 페놀 노볼락 경화제, 크레졸 노볼락 경화제, 디시클로펜타디엔 비스페놀 경화제, 리모넨 유형 경화제, 무수물 및 이들의 혼합물을 포함한다.
일부 실시양태에서, 페놀 노볼락 경화제는 비페닐 또는 나프틸 잔기를 함유할 수 있다. 페놀계 히드록시기는 화합물의 비페닐 또는 나프틸 잔기에 부착될 수 있다. 이러한 유형의 경화제는 예를 들어 EP915118A1에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 비페닐 잔기를 함유하는 경화제는 페놀을 비스메톡시-메틸렌 비페닐과 반응시켜 제조될 수 있다.
다른 실시양태에서, 경화제는 디시안디아미드, 붕소 트리플루오라이드 모노에틸아민 및 디아미노시클로헥산을 포함할 수 있다. 경화제는 또한 이미다졸, 이들의 염 및 부가물을 포함할 수 있다. 이러한 에폭시 경화제는 전형적으로 실온에서 고체이다. 적합한 이미다졸 경화제의 예는 EP906927A1에 개시되어 있다. 다른 경화제는 페놀류, 벤즈옥사진, 방향족 아민, 아미도 아민, 지방족 아민, 무수물 및 페놀을 포함한다.
일부 실시양태에서, 경화제는 폴리아미드 또는 아미노기당 500 이하의 분자량을 갖는 아미노 화합물, 예를 들어 방향족 아민 또는 구아니딘 유도체일 수 있다. 아미노 경화제의 예는 4-클로로페닐-N,N-디메틸-우레아 및 3,4-디클로로페닐-N,N-디메틸-우레아를 포함한다.
본원에 개시된 실시양태에 유용한 경화제의 다른 예는 3,3'- 및 4,4'-디아미노디페닐술폰; 메틸렌디아닐린; 헥시온 케미칼사(Hexion Chemical Co.)로부터의 에폰(EPON) 1062로서 입수가능한 비스(4-아미노-3,5-디메틸-페닐)-1,4-디이소프로필벤젠; 및 헥시온 케미칼사로부터의 에폰 1061로서 입수가능한 비스(4-아미노페닐)-1,4-디이소프로필벤젠을 포함한다.
에폭시 화합물용 티올 경화제가 또한 사용될 수 있고, 예를 들어 미국 특허 제5,374,668호에 기재되어 있다. 본원에 사용된 "티올"은 또한 폴리티올 또는 폴리메르캅탄 경화제를 포함한다. 예시적인 티올은 지방족 티올, 예를 들어 메탄디티올, 프로판디티올, 시클로헥산디티올, 2-메르캅토에틸-2,3-디메르캅토-숙시네이트, 2,3-디메르캅토-1-프로판올(2-메르캅토아세테이트), 디에틸렌 글리콜 비스(2-메르캅토아세테이트), 1,2-디메르캅토프로필 메틸 에테르, 비스(2-메르캅토에틸)에테르, 트리메틸올프로판 트리스(티오글리콜레이트), 펜타에리트리톨 테트라(메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨 테트라(티오글리콜레이트), 에틸렌글리콜 디티오글리콜레이트, 트리메틸올프로판 트리스(베타-티오프로피오네이트), 프로폭실화 알칸의 트리-글리디실 에테르의 트리스-메르캅탄 유도체, 및 디펜타에리트리톨 폴리(베타-티오프로피오네이트); 지방족 티올의 할로겐 치환 유도체; 방향족 티올, 예를 들어 디-, 트리스- 또는 테트라키스-메르캅토벤젠, 비스-, 트리스- 또는 테트라키스(메르캅토알킬)벤젠, 디메르캅토비페닐, 톨루엔디티올 및 나프탈렌디티올; 방향족 티올의 할로겐 치환 유도체; 헤테로시클릭 고리 함유 티올, 예를 들어 아미노-4,6-디티올-sym-트리아진, 알콕시-4,6-디티올-sym-트리아진, 아릴옥시-4,6-디티올-sym-트리아진 및 1,3,5-트리스(3-메르캅토프로필) 이소시아누레이트; 2개 이상의 메르캅토기를 갖고 메르캅토기 이외에 황 원자를 함유하는 티올 화합물, 예를 들어 비스-, 트리스- 또는 테트라(메르캅토알킬티오)벤젠, 비스-, 트리스- 또는 테트라(메르캅토알킬티오)알칸, 비스(메르캅토알킬) 디술피드, 히드록시알킬술피드비스(메르캅토프로피오네이트), 히드록시알킬술피드비스(메르캅토아세테이트), 메르캅토에틸 에테르 비스(메르캅토프로피오네이트), 1,4-디티안-2,5-디올비스(메르캅토아세테이트), 티오디글리콜산 비스(메르캅토알킬 에스테르), 티오디프로피온산 비스(2-메르캅토알킬 에스테르), 4,4-티오부티르산 비스(2-메르캅토알킬 에스테르), 3,4-티오펜디티올, 비스무쓰티올 및 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸을 포함한다.
경화제는 또한 친핵성 물질, 예를 들어 아민, 3급 포스핀, 친핵성 음이온을 갖는 4급 암모늄염, 친핵성 음이온을 갖는 4급 포스포늄염, 이미다졸, 친핵성 음이온을 갖는 3급 아르세늄염 및 친핵성 음이온을 갖는 3급 술포늄 염일 수 있다.
에폭시 수지, 아크릴로니트릴 또는 메타크릴레이트과 부가반응하여 개질되는 지방족 폴리아민이 또한 경화제로서 사용될 수 있다. 또한, 다양한 만니히(Mannich) 염기가 사용될 수 있다. 아민기가 방향족 고리에 직접 부착된 방향족 아민이 또한 사용될 수 있다.
본원에 개시된 실시양태에서 경화제로서 유용한 친핵성 음이온을 갖는 4급 암모늄염은 테트라에틸 암모늄 클로라이드, 테트라프로필 암모늄 아세테이트, 헥실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 벤질 트리메틸 암모늄 시아나이드, 세틸 트리에틸 암모늄 아지드, N,N-디메틸피롤리디늄 이소시아네이트, N-메틸피리디늄 페놀레이트, N-메틸-o-클로로피리디늄 클로라이드, 메틸 비올로겐 디클로라이드 등을 포함할 수 있다.
본원에서 사용하기 위한 경화제의 적합성은 제조업자의 명세서 또는 일상적인 실험을 참조하여 결정될 수 있다. 제조업자의 명세서는 액체 또는 고체 에폭시와 혼합하기 위한 원하는 온도에서 경화제가 무정형 고체 또는 결정성 고체인지에 대해 결정하는 데 사용될 수 있다. 별법으로, 액체 또는 고체 형태의 수지 조성물과 혼합하기 위한 경화제의 적합성 및 고체 경화제의 무정형 또는 결정성 성질을 측정하기 위해 시차 주사 열량계 (DSC)를 사용하여 고체 경화제를 시험할 수 있다.
1종 이상의 상기 기재된 에폭시 경화제 (hardener 또는 curing agent)의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
임의로, 촉매가 상기 기재된 바니쉬에 첨가될 수 있다. 촉매는 분자당 하나의 이미다졸 고리를 갖는 화합물, 예를 들어 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-이소프로필이미다졸, 2-페닐-4-벤질이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-이소프로필이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1)']-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4-메틸이미다졸릴-(1)']-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1)']-에틸-s-트리아진, 2-메틸-이미다졸륨-이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸륨-이소시아누르산 부가물, 1-아미노에틸-2-메틸이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-벤질-5-히드록시메틸이미다졸 등; 및 상기 명명된 히드록시메틸 함유 이미다졸 화합물, 예를 들어 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 및 2-페닐-4-벤질-5-히드록시-메틸이미다졸을 탈수시켜 수득된 분자당 2개 이상의 이미다졸 고리를 함유하는 화합물; 및 이들을 포름알데히드와 축합시켜 얻어진 화합물, 예를 들어, 4,4'-메틸렌-비스-(2-에틸-5-메틸이미다졸) 등을 비롯한 이미다졸 화합물을 포함하되, 이에 제한되지 않는다.
다른 실시양태에서, 적합한 촉매는 아민 촉매, 예를 들어 N-알킬모르폴린, N-알킬알칸올아민, N,N-디알킬시클로헥실아민 및 알킬아민 (여기서 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 이들의 이성질체 형태임), 및 헤테로시클릭 아민을 포함할 수 있다.
비-아민 촉매가 또한 사용될 수 있다. 비스무쓰, 납, 주석, 티탄, 철, 안티몬, 우라늄, 카드뮴, 코발트, 토륨, 알루미늄, 수은, 아연, 니켈, 세륨, 몰리브덴, 바나듐, 구리, 망간, 및 지르코늄의 유기금속 화합물이 사용될 수 있다. 예로는 비스무쓰 니트레이트, 납 2-에틸헥소에이트, 납 벤조에이트, 염화제2철, 안티몬 트리클로라이드, 주석 아세테이트, 주석 옥토에이트 및 주석 2-에틸헥소에이트를 들 수 있다. 사용될 수 있는 다른 촉매는 예를 들어 그 전문이 참고로 삽입된 PCT 공개공보 제WO 00/15690호에 개시되어 있다.
일부 실시양태에서, 적합한 촉매는 친핵성 아민 및 포스핀, 특히 질소 헤테로사이클, 예를 들어 알킬화 이미다졸: 2-페닐 이미다졸, 2-메틸 이미다졸, 1-메틸 이미다졸, 2-메틸-4-에틸 이미다졸; 다른 헤테로사이클, 예를 들어 디아자비시클로운데센 (DBU), 디아자비시클로옥텐, 헥사메틸렌테트라민, 모르폴린, 피페리딘; 트리알킬아민, 예를 들어 트리에틸아민, 트리메틸아민, 벤질디메틸 아민; 포스핀, 예를 들어 트리페닐포스핀, 트리톨릴포스핀, 트리에틸포스핀; 4급염, 예를 들어 트리에틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 아세테이트, 트리페닐포스포늄 아세테이트, 및 트리페닐포스포늄 요오다이드를 포함할 수 있다. 1종 이상의 상기 기재된 촉매의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 용매가 또한 바니쉬에 첨가될 수 있다. 적합한 용매는 물 및 200℃ 미만의 비점을 갖는 유기 용매를 포함하되, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 용매의 예는 아세톤, 2-부타논, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올 및 이소부탄올, 메톡시 프로판올 (즉, 다우아놀(DOWANOL)™ PM), 메톡시프로필 아세테이트 (다우아놀™ PMA), 및 N,N'-디메틸 포름아미드를 포함한다.
분산 공정에서 도움을 주도록 표면 처리된 금속 안정화제를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 표면 처리제는 입자가 비교적 용이하게 분리되게 하고, 재응집되는 경향을 감소시킨다. 표면 처리제의 예는 카르복실산, 술폰산 및 술푸르산, 포스포르산, 포스폰산 및 관련 계면활성제를 포함한다. 특정 예는 지방족 카르복실산, 예를 들어 아세트산, 올레산 및 스테아르산, 페닐 술폰산, 톨루엔 술폰산, 장쇄 알코올의 술페이트 에스테르이다. 다른 처리제는 실란 및 실리콘을 포함한다.
이러한 처리는 전형적으로 불활성 표면층을 형성함으로써 고체의 표면 특성을 변경하도록 고안된다. 별법으로, 표면을 코팅하고 본 발명의 성분과 상호작용하도록 고안된 처리가 가능하다. 특정 예는 아미노프로필 트리메톡시실란, 에폭시 실란, 메타크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란이다.
제형물에 첨가되는 분산 조제는 당업계에 널리 알려져 있다. 예를 들어 BYK로부터의 다수의 등록 첨가제가 입수가능하다.
일부 실시양태에서, 충전제가 사용될 수 있다. 적합한 충전제는 예를 들어 실리카, 알루미나, 유리, 활석, 금속 분말, 이산화티탄, 습윤제, 안료, 착색제, 이형제, 커플링제, 이온 스캐빈저, UV 안정화제, 가요화 제제 및 점착부여제를 포함할 수 있다. 첨가제 및 충전제는 또한 특히 흄드 실리카, 응집체, 예를 들어 유리 비드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리올 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀계 수지, 흑연, 몰리브덴 디술피드, 연마 안료, 점도 감소제, 질화붕소, 운모, 핵형성제 및 안정화제를 포함할 수 있다. 충전제는 입자 크기가 0.5 nm 내지 100 마이크로미터일 수 있고 예를 들어 알루미나 삼수화물, 산화알루미늄, 수산화알루미늄 옥시드, 금속 산화물 및 나노 튜브를 포함할 수 있는 관능성 또는 비관능성 미립자 충전제를 포함할 수 있다. 충전제 및 개질제는 에폭시 수지 조성물에 첨가하기 전에 예열하여 수분을 제거할 수 있다. 또한, 이러한 임의적 첨가제는 경화 전 및/또는 경화 후에 조성물의 특성에 영향을 줄 수 있어, 바니쉬 및 목적하는 반응 생성물의 제형화시 고려해야 한다. 실란 처리된 충전제가 사용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 본원에 개시된 바니쉬는 나노충전제를 포함할 수 있다. 나노충전제는 무기물, 유기물 또는 금속이고, 분말, 휘스커(whisker), 섬유, 플레이트 또는 필름의 형태일 수 있다. 나노충전제는 일반적으로 하나 이상의 치수 (길이, 폭 또는 두께)가 약 0.1 내지 약 100 나노미터인 임의의 충전제 또는 충전제의 조합일 수 있다. 예를 들어, 분말의 경우, 하나 이상의 치수는 그레인 크기로서 분류될 수 있고; 휘스커 및 섬유의 경우, 하나 이상의 치수는 직경이고; 플레이트 및 필름의 경우, 하나 이상의 치수는 두께이다. 점토는 예를 들어 에폭시 수지계 매트릭스 내에 분산될 수 있고, 점토는 전단 하에서 에폭시 수지 내에 분산될 때 매우 얇은 구성 성분 층으로 파괴될 수 있다. 나노충전제는 점토, 유기점토, 탄소 나노튜브, 나노휘스커 (예를 들어, SiC), SiO2, 주기율표의 s, p, d 및 f 족으로부터 선택된 1종 이상의 원소의 원소, 음이온 또는 염, 금속, 금속 산화물 및 세라믹을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복합체는 본원에 개시된 바니쉬를 경화시켜 형성될 수 있다. 다른 실시양태에서, 복합체는 경화성 에폭시 수지 조성물을 기판 또는 강화 물질에 적용함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 또는 강화 물질을 함침 또는 코팅하여 프리프레그를 형성하고, 프리프레그를 가압하에 경화시켜 전기 라미네이트 조성물을 형성할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이 바니쉬가 생성된 후, 전기 라미네이트 조성물의 경화 전, 그 동안 또는 그 후에 상기 기재된 기판 상에, 그 안에 또는 그 사이에 조성물이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복합체는 기판을 바니쉬로 코팅하여 형성될 수 있다. 코팅은 분무 코팅, 커튼 유동 코팅, 롤 코터 또는 그라비어 코터를 사용하는 코팅, 브러쉬 코팅 및 딥핑 또는 침지 코팅을 비롯한 다양한 절차에 의해 수행될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 기판은 단층 또는 다층일 수 있다. 예를 들어, 기판은 특히 예를 들어 2개의 합금의 복합체, 다층 중합체 용품 및 금속 코팅 중합체일 수 있다. 다른 다양한 실시양태에서, 경화성 조성물의 하나 이상의 층은 기판 상에 배치될 수 있다. 기판층 및 전기 라미네이트 조성물 층의 다양한 조합에 의해 형성된 다른 다층 복합체가 또한 본원에 검토된다.
일부 실시양태에서, 바니쉬의 가열은 예를 들어 온도 민감성 기판의 과열을 피하기 위해 국부적으로 이루어질 수 있다. 다른 실시양태에서, 가열은 기판 및 조성물을 가열하는 것을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 바니쉬의 경화는 에폭시 수지, 경화제 및 사용되는 경우 촉매에 따라 수분 내지 수시간 동안 약 30℃ 이상 내지 약 250℃ 이하의 온도를 요구할 수 있다. 다른 실시양태에서, 경화는 수분 내지 수시간 동안 100℃ 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 후-처리가 마찬가지로 사용될 수 있고, 이러한 후-처리는 보통 약 100℃ 내지 250℃의 온도에 수행된다.
일부 실시양태에서, 경화는 발열을 억제하도록 단계화될 수 있다. 단계화는 예를 들어 소정 온도에서 소정 시간 동안 경화한 후 보다 높은 온도에서 소정 시간 동안 경화시키는 것을 포함한다. 단계화 경화는 2개 이상의 경화 단계를 포함할 수 있고, 일부 실시양태에서 약 180℃ 미만, 다른 실시양태에서 약 150℃ 미만의 온도에서 시작될 수 있다.
일부 실시양태에서, 경화 온도는 30℃, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃, 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃, 160℃, 170℃, 또는 180℃의 하한 내지 250℃, 240℃, 230℃, 220℃, 210℃, 200℃, 190℃, 180℃, 170℃, 160℃의 상한의 범위에 있을 수 있고, 범위는 임의의 하한 내지 임의의 상한일 수 있다.
본원에 개시된 바니쉬는 고강도 필라멘트 또는 섬유, 예를 들어 탄소 (흑연), 유리, 붕소 등을 함유하는 복합체에서 유용할 수 있다. 복합체는 일부 실시양태에서 복합체 총부피를 기준으로 이들 섬유를 약 30％ 내지 약 70％, 다른 실시양태에서 40％ 내지 70％ 함유할 수 있다.
섬유 강화 복합체는 예를 들어 핫 멜트 프리프레깅에 의해 형성될 수 있다. 프리프레깅법은 연속 섬유의 밴드 또는 패브릭을 용융된 형태의 본원에 기재된 열경화성 조성물로 함침하여 프리프레그를 생성하고 모으고 경화시켜 섬유 및 에폭시 수지의 복합체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
다른 가공 기술이 본원에 개시된 조성물을 함유하는 전기 라미네이트 복합체를 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 필라멘트 권취, 용매 프리프레깅 및 인발(pultrusion)은 바니쉬가 사용될 수 있는 전형적인 가공 기술이다. 게다가, 번들 형태의 섬유는 바니쉬로 코팅되고 필라멘트 권취에 의해 모으고 경화되어 복합체를 형성할 수 있다.
본원에 기재된 바니쉬 및 복합체는 접착제, 구조 및 전기 라미네이트, 코팅, 선박 코팅, 복합체, 분말 코팅, 접착제, 캐스팅, 항공우주 산업용 구조체로서, 및 전자 산업용 회로 기판 등으로서 유용하다.
일부 실시양태에서, 바니쉬는 다양한 기판 상에, 그 안에 또는 그 사이에 배치될 수 있는 복합체, 코팅, 캐스팅, 접착제 또는 실란트에서 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 경화성 조성물은 기판에 적용되어 에폭시 기재 프리프레그를 얻을 수 있다. 본원에서 사용된 기판은 예를 들어 유리 클로쓰(cloth), 유리 섬유, 유리 종이, 종이 및 유사한 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 기판을 포함할 수 있다. 수득된 프리프레그는 원하는 크기로 절단될 수 있다. 전기 전도성 물질을 갖는 전기 전도성 층은 라미네이트/프리프레그 상에 형성될 수 있다. 본원에서 사용된 적합한 전기 전도성 물질은 전기 전도성 금속, 예를 들어 구리, 금, 은, 백금 및 알루미늄을 포함한다. 이러한 전기 라미네이트는 예를 들어 전기 또는 전자 장비용 다층 인쇄 회로 기판으로서 사용될 수 있다. 말레이미드-트리아진-에폭시 중합체 블렌드로부터 제조된 라미네이트는 특히 HDI (고밀도 상호접속) 기판의 제조에 유용하다. HDI 기판의 예는 휴대폰에 사용된 것들 또는 상호접속 (IC) 기판에 사용된 것들을 포함한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 예시이고 당업자가 본 발명을 제조하고 사용하는 것을 교시하도록 의도되었다. 실시예는 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하도록 의도되지 않았다.
하기 예에서, 성분은 다음과 같다:
D.E.R.™ 530-A80: 과량의 비스페놀 A 글리시딜 에테르를 테트라브로모비스페놀 A와 축합하여 제조된 브롬화 에폭시 (아세톤 중 80％ 고형분)
D.E.R.™ 592-A80: 과량의 비스페놀 A 글리시딜 에테르를 메틸렌 디이소시아네이트 및 테트라브로모비스페놀 A와 축합하여 제조된 브롬화 에폭시 (아세톤 중 80％ 고형분)
D.E.R.™ 383: 비스페놀 A의 글리시딜 에테르
D.E.N.™ 438 EK85는 아세톤과 페놀의 축합 중합을 통해 제조된 노볼락 (MEK 중 85％ 고형분)이다.
나노- ZnO는 평균 입자 크기가 1㎛ 미만인 알드리치(Aldrich)로부터의 산화아연이다.
나노텍 ™ ZnO는 평균 입자 크기가 100 nm 미만인 나노페이즈 테크놀로지스(Nanophase Technologies)로부터의 산화아연이다.
나노가드 ™ ZnO는 평균 입자 크기가 100 nm 미만인 나노페이즈 테크놀로지스로부터의 산화아연이다.
Zn ( acac ) 2 는 알드리치로부터의 아연 아세토아세토네이트이다.
MEK는 알드리치로부터의 메틸에틸케톤이다.
하기 예에서, 4개의 마스터배치가 고 전단 혼합기를 사용하여 분산되었다.
실시예 1
D.E.R.™ 530-A80 50 그램 양 및 나노-ZnO 17.15 그램 양이 고 전단 혼합기에서 분산되었다. 고 전단 혼합기는 열을 배출하면서 3000 내지 5000 rpm으로 작동하였다. 점도 조절을 위해 MEK 30 mL 양을 첨가하였다. 혼합물은 유체가 되었다. MEK 20 mL의 사용시, 혼합물은 유동하지 않는 페이스트였다. 안정화제의 중량％는 30.01 중량％ (총 고형분에 대해)였다. 총 고형분의 중량％는 62.70％였다.
실시예 2
D.E.R.™ 530-A80 50 그램 양 및 Zn(acac)2 17.15 그램 양이 고 전단 혼합기에서 분산되었다. 고 전단 혼합기는 열을 배출하면서 3000 내지 5000 rpm으로 작동하였다. 추가 용매를 첨가하지 않았고, 천천히 유동하는 페이스트인 혼합물이 생성되었다. 안정화제의 중량％는 30.01 중량％ (총 고형분에 대해)였다. 총 고형분의 중량％는 85.11％였다.
실시예 3
D.E.R.™ 592-A80 50 그램 양 및 나노-ZnO 17.15 그램 양이 고 전단 혼합기에서 분산되었다. 고 전단 혼합기는 열을 배출하면서 3000 내지 5000 rpm으로 작동하였다. 점도 조절을 위해 MEK 20 mL 양을 첨가하였다. 혼합물은 유체-페이스트였다. 안정화제의 중량％는 30.01 중량％ (총 고형분에 대해)였다. 총 고형분의 중량％는 68.73％였다.
실시예 4
D.E.R.™ 530-A80 25 그램 양 및 Zn(acac)2 8.57 그램 양이 고 전단 혼합기에서 분산되었다. 고 전단 혼합기는 효과적으로 열을 배출하면서 3000 내지 5000 rpm으로 작동하여, 매우 고 점성질 페이스트가 생성되었다. MEK 10 mL 양이 첨가되었지만, 균질한 페이스트를 달성하기 위해서는 혼합물은 진탕되어야 했다. 안정화제의 중량％는 30.00 중량％ (총 고형분에 대해)였다. 총 고형분의 중량％는 85.11％였다.
실시예 5-12
실시예 5-12는 하기 표 I에 상세하게 기재되었다.
<표 I>
Figure pct00001
실시예 13
고체 마스터배치는 하기 표 II에 상세하게 기재된 바와 같이 공압출에 의해 제조되었다. 순수한 D.E.R.™ 592 및 ZnO를 2 갤론 플라스틱 버켓에 계량투입하였다. 이어서 이 혼합물을 프리즘(Prism) 혼합기에서 2300 prm으로 15초 동안 26℃의 일정한 온도에서 블렌딩하였다. 상기 블렌딩 공정을 2번 더 반복하였다. 이어서, 분말성 혼합물을 400 rpm 스크류 속도로 작동하는 2축 압출기 (프리즘 TSE-24-PC 분말 코팅 압출기)에 도입하였다. 압출기는 25℃, 75℃, 90℃로 설정된 3개의 가열 대역을 갖추었고, 생성된 회백색 고체는 작은 드럼 플레이커(flaker)를 사용하여 박편화되었다.
<표 II>
Figure pct00002
실시예 14
본 실시예에서, 분산액은 미리분산된 산화아연을 에폭시 수지에 적가하여 제조된 후, 온화한 진탕으로 1시간 동안 교반되었다. 이는 하기 표 III에 상세하게 기재되어 있다.
<표 III>
Figure pct00003
실시예 16
분산액을 볼 밀 혼합을 통해 제조하였다. 원재료 및 유리 비드를 자켓에서 냉각수를 순환시키면서 2L 볼 밀에서 2800 rpm으로 30분 동안 교반하였다. 이어서, 유리 비드를 통의 저부 근처에 설치된 여과기에 의해 제거하였다. 분산액 중 성분의 양은 하기 표 IV에 상세하게 기재하였다.
<표 IV>
Figure pct00004
본 발명은 예시의 목적으로 상세하게 기술되었지만, 이로써 제한되는 것으로 해석되어서는 안 되며 이들의 취지 및 범위 내에서 모든 변경 및 변형을 포함하도록 의도되어야 한다.

Claims (18)

  1. (a) 11 내지 13족 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한 금속 함유 화합물을 포함하는 안정화제를 분산제에 혼합하여 분산액을 제공하는 것;
    (b) 상기 분산액을 바니쉬에 첨가하는 것
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합이 고 전단 혼합인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고 전단 혼합 속도가 500 rpm 이상인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 혼합이 볼 밀 혼합인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혼합이 분말 혼합기, 이어서 공압출기에서 이루어지는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 혼합 시간이 30초 이상인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 분산제가 폴리페놀, 폴리에폭시드, 무수물, 폴리아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 금속이 아연인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속 함유 화합물이 아연염, 수산화아연, 산화아연, 아연 아세틸아세토네이트, 유기 아연 화합물 및 이들의 임의의 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 바니쉬가 불활성 충전제, 용매 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 추가로 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 안정화제가 분산액의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 75 중량％ 범위로 상기 분산액에 존재하는 방법.
  12. 제1항의 조성물로부터 제조된 바니쉬.
  13. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 프리프레그.
  14. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 전기 라미네이트.
  15. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 코팅.
  16. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 복합체.
  17. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 캐스팅.
  18. 제12항의 바니쉬로부터 제조된 접착제.
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