KR20160036562A - Curable compositions - Google Patents

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KR20160036562A KR1020167002443A KR20167002443A KR20160036562A KR 20160036562 A KR20160036562 A KR 20160036562A KR 1020167002443 A KR1020167002443 A KR 1020167002443A KR 20167002443 A KR20167002443 A KR 20167002443A KR 20160036562 A KR20160036562 A KR 20160036562A
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마이클 제이 멀린스
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지아웬 시옹
조이 더블유 스토어러
마크 비 윌슨
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Abstract

본 발명의 구현예는 에폭시 수지 및 제1 구성 단위, 제2 구성 단위 및 제3 구성 단위를 갖는 중합체를 포함하는 경화제 성분을 포함하는 경화성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 에폭시기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비는 0.5:1 내지 5:1 범위 내이다. 본 발명의 구현예는 보강 요소 및 상기 경화성 조성물을 포함하는 프리프레그 및 상기 경화성 조성물로 형성된 전기 라미네이트를 포함한다.Embodiments of the present invention include a curable composition comprising an epoxy resin and a curing agent component comprising a polymer having a first constituent unit, a second constituent unit and a third constituent unit, wherein the epoxy group to the second constituent unit The molar ratio is in the range of 0.5: 1 to 5: 1. Embodiments of the present invention include a reinforcing element and a prepreg comprising the curable composition and an electrical laminate formed of the curable composition.

Description

경화성 조성물 {CURABLE COMPOSITIONS}CURABLE COMPOSITIONS [0001]

본 발명의 구현예들은 경화성 조성물, 특히 중합체를 포함하는 경화성 조성물 및 상기 경화성 조성물의 생산 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to a curable composition, in particular a curable composition comprising a polymer, and a method of producing the curable composition.

경화성 조성물은 가교 결합될 수 열경화성 단량체를 포함하는 조성물이다. 경화라고도 지칭되는 가교는 경화성 조성물을 예를 들면 복합체, 전기 라미네이트 및 코팅 분야에서와같이 다양한 분야에서 유용한 가교 결합된 중합체 (즉, 경화된 생성물)으로 전환한다. 특정 용도에 대해 고려될 수 있는 경화성 조성물 및 가교 결합된 중합체의 일부 특성들은 다른 물리적 특성들 중에서 기계적 특성, 열적 특성, 전기적 특성, 광학 특성, 및 가공 특성을 포함한다.The curable composition is a composition comprising a thermosetting monomer that can be crosslinked. Crosslinking, also referred to as curing, converts the curable composition into a crosslinked polymer (i.e., a cured product) useful in a variety of applications, such as in the field of composites, electrical laminates and coatings. Some properties of the curable composition and crosslinked polymer that may be considered for a particular application include mechanical properties, thermal properties, electrical properties, optical properties, and processing properties among other physical properties.

예를 들면, 유리 전이 온도, 유전 상수 및 소산 계수는 전기 라미네이트에 사용되는 경화성 조성물에 대해 관련성이 높은 것으로서 간주될 수 있는 특성일 수 있다. 예를 들면, 전기 라미네이트를 위해 충분히 높은 유리 전이 온도를 가짐으로써 전기 라미네이트가 고온 환경에서 효과적으로 사용되도록 하는데 매우 중요할 수 있다. 마찬가지로, 전기 라미네이트의 유전 상수 및 소산 계수를 감소시킴으로써 다른 영역에서으로부터 통전 영역을 분리하는데 도움을 줄 수 있다.For example, the glass transition temperature, dielectric constant, and dissipation factor may be properties that can be regarded as highly relevant to the curable composition used in the electro laminates. For example, having a sufficiently high glass transition temperature for an electrical laminate can be very important to ensure that the electrical laminate is effectively used in a high temperature environment. Likewise, by reducing the dielectric constant and dissipation factor of the electrical laminate, it can help separate the energized area from other areas.

유리 전이 온도 (Tg), 유전 상수 (Dk) 및 소산 계수 (Df)에서 바람직한 변화를 달성하기 위해, 이전의 접근법들은 다양한 물질들을 경화성 조성물에 첨가하여 왔다. 예를 들면, 물질들이 유전 상수 및 소산 계수를 감소시키기 위해 상기 경화성 조성물에 첨가되어 왔다. 이들 물질들을 경화성 조성물에 첨가함으로써 유전 상수 및 소산 계수를 감소시킬 수 있고, 이는 바람직하지만, 이들 물질은 유리 전이 온도를 감소시키는 것과 같이 다른 특성들을 부정적으로 변화시킬 수 있으며, 이는 바람직하지 못하다.In order to achieve the desired changes in glass transition temperature (T g ), dielectric constant (D k ) and dissipation factor (D f ), previous approaches have added various materials to the curable composition. For example, materials have been added to the curable composition to reduce dielectric constant and dissipation factor. By adding these materials to the curable composition, the dielectric constant and dissipation factor can be reduced, which is desirable, but these materials can negatively alter other properties, such as reducing the glass transition temperature, which is undesirable.

따라서, 추가의 물질들이 유리 전이 온도를 증가시키기 위해 부가된다. 예를 들면, 이전의 접근법들은 폴리(스티렌-코-말레산 무수물) (SMA)을 Dk 및 Df를 감소시키기 위해 첨가하여 왔다. 그러나, 이는 이상적인 Df 및 Tg 미만의 값을 초래하고, 결과적으로 다른 물질들이 추가로 Df를 감소시키고 Tg를 증가시키기 위해 요구된다. 이들 물질의 예는 시아네이트를 포함한다. 그러나, 시아네이트는 고가이고 전기 라미네이트에 대한 생산 비용을 증가시킬 수 있다. 따라서, 바람직한 열적 특성 및 전기적 특성을 갖는 적절한 가격의 전기 라미네이트가 유리할 것이다.Thus, additional materials are added to increase the glass transition temperature. For example, previous approaches have added poly (styrene-co-maleic anhydride) (SMA) to reduce D k and D f . However, this results in a value that is less than ideal Df and T g, and, as a result, other materials and reduces the Df further is required to increase the T g. Examples of these materials include cyanates. However, cyanates are expensive and can increase production costs for electrical laminates. Thus, an electric laminate of suitable price with desirable thermal and electrical properties will be advantageous.

요약summary

본 발명의 일 구현예에서, 에폭시 수지; 및 상기 에폭시 수지와의 경화를 위한 경화제 화합물을 포함하거나, 그들로 구성되거나 또는 반드시 그들로 구성된 경화성 조성물이 개시되어 있고, 상기 경화제 화합물은 하기 화학식을 갖는 제1 구성 단위:In one embodiment of the present invention, an epoxy resin; And a curing agent compound for curing with the epoxy resin, wherein the curing agent composition comprises or consist essentially of a first constituent unit having the formula:

Figure pct00001
 
Figure pct00001
 

하기 화학식을 갖는 제2 구성 단위:A second constituent unit having the formula:

Figure pct00002
 
Figure pct00002
 

및 하기 화학식들로 구성된 군으로부터 선택되는 화학식을 갖는 제3 구성 단위:And a third constituent unit having the formula selected from the group consisting of:

Figure pct00003
,
Figure pct00004
, 및
Figure pct00005
Figure pct00003
,
Figure pct00004
, And
Figure pct00005

를 포함하는 중합체를 포함하고,≪ / RTI >

상기 식 중에서,In the formula,

m, n, 및 r은 각각 독립적으로 상기 중합체 내의 각각의 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수이고, 각각의 R은 독립적으로 수소, 할로겐, 방향족 기 또는 지방족 기이며, M+ 및 M2+ 는 금속 이온들이고, 상기 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비는 0.5:1 내지 5:1의 범위 내이다.m, n and r are each independently a real number representing the mole fraction of each constituent unit in the polymer, and each R is independently hydrogen, a halogen, an aromatic group or an aliphatic group, M + and M + And the molar ratio of the epoxy group to the second structural unit is in the range of 0.5: 1 to 5: 1.

본 발명의 구현예들은 경화성 조성물들을 제공한다. 다양한 구현예들에 대해, 본 발명의 경화성 조성물들은 중합체를 포함하는 경화제 성분을 갖는다. 본 발명의 경화성 조성물들은 바람직한 열적 특성 및 전기적 특성을 갖는 경화된 생성물을 제공한다. 상기 바람직한 열적 특성은 유리 전이 온도 및 분해 온도를 포함할 수 있고, 바람직한 전기적 특성은 유전 상수 및 소산 계수를 포함할 수 있다. 본 발명의 경화성 조성물들의 경화된 생성물들은 전기적 캡슐화물, 복합체, 전기 라미네이트, 접착제, 프리프레그 및/또는 분말 코팅체에 유용할 수 있다.Embodiments of the present invention provide curable compositions. For various embodiments, the curable compositions of the present invention have a curing agent component comprising a polymer. The curable compositions of the present invention provide a cured product having desirable thermal and electrical properties. The preferred thermal properties may include glass transition temperature and decomposition temperature, and preferred electrical properties may include dielectric constant and dissipation factor. The cured products of the curable compositions of the present invention may be useful in electrical encapsulants, composites, electrical laminates, adhesives, prepregs and / or powder coatings.

본원에 사용된 바의 "구성 단위들"은 중합체와 같은 거대 분자를 구성하는 반복 단위인 가장 작은 구성 단위 (거대 분자의 필수 구조물의 일부를 포함하는 원자들의 그룹) 또는 단량체를 칭한다.As used herein, the term "structural units" refers to the smallest structural unit (a group of atoms comprising a part of the essential structure of a macromolecule) or monomer, which is a repeating unit constituting a macromolecule such as a polymer.

본원에 사용된 바의 "일," "하나," "그," "적어도 하나," 및 "하나 이상"은 교환 가능하게 사용된다. 용어 "및/또는"은 나열된 항목들 중의 하나, 하나 이상, 또는 전부를 의미한다. 종료점에 의한 수치 범위의 설명은 그 범위 내에 포함된 모든 숫자를 포함한다 (예, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다).As used herein, "work," "one," "the," "at least one," and "one or more" are used interchangeably. The term "and / or" means one, more than one, or all of the listed items. The description of a numerical range by an endpoint includes all numbers contained within that range (e.g., 1 to 5 include 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5, etc.).

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물들은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 기는 탄소쇄 또는 고리 시스템의 2개의 인접 또는 비인접 탄소 원자들에 직접적으로 부착된 산소 원자를 갖는 기이다. 상기 에폭시 수지는 방향족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지, 및 그의 조합물들로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.For one or more embodiments, the curable compositions comprise an epoxy resin. The epoxy group is a carbon chain or a group having an oxygen atom attached directly to two adjacent or non-adjacent carbon atoms of the ring system. The epoxy resin may be selected from the group consisting of aromatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, aliphatic epoxy resins, and combinations thereof.

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물들은 방향족 에폭시 수지를 포함한다. 방향족 에폭시 수지들의 예는 하이드로퀴논, 레조르시놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 4,4'-디히드록시비페닐, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락, 트리스페놀 (트리스-(4-히드록시페닐)메탄), l,l,2,2-테트라(4-히드록시페닐)에탄, 테트라브로모비스페놀 A, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,6-디히드록시나프탈렌, 및 그의 조합물들과 같은 폴리페놀류의 글리시딜 에테르 화합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다.For one or more embodiments, the curable compositions comprise an aromatic epoxy resin. Examples of aromatic epoxy resins are: hydroquinone, resorcinol, bisphenol A, bisphenol F, 4,4'-dihydroxybiphenyl, phenol novolak, cresol novolac, trisphenol (tris- (4- hydroxyphenyl) Methane), 1,1,2,2-tetra (4-hydroxyphenyl) ethane, tetrabromobisphenol A, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) But are not limited to, glycidyl ether compounds of polyphenols such as 3-hexafluoropropane, 1,6-dihydroxynaphthalene, and combinations thereof.

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물들은 지환식 에폭시 수지를 포함한다. 지환식 에폭시 수지들의 예는 적어도 하나의 지환식 고리를 갖는 폴리올의 폴리글리시딜 에테르류, 또는 시클로헥센 고리 또는 시클로펜텐 고리를 포함하는 화합물들을 산화제에 의해 에폭시드화함으로써 얻어진 시클로헥센 산화물 또는 시클로펜텐 산화물을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 그의 일부 특정 예들은 수소 첨가된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르; 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트; 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실-3,4-에폭시-1-메틸헥산 카르복실레이트; 6-메틸-3,4-에폭시시클로헥실메틸-6-메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-3-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-3-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 3,4-에폭시-5-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-5-메틸시클로헥산 카르복실레이트; 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트; 메틸렌-비스(3,4-에폭시시클로헥산); 2,2-비스(3,4-에폭시시클로헥실)프로판; 디시클로펜타디엔 디에폭시드; 에틸렌-비스(3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트); 디옥틸 에폭시헥사히드로프탈레이트; 디-2-에틸헥실 에폭시헥사히드로프탈레이트; 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다.For one or more embodiments, the curable compositions comprise alicyclic epoxy resins. Examples of alicyclic epoxy resins include polyglycidyl ethers of polyols having at least one alicyclic ring or cyclohexene oxides obtained by epoxidizing compounds containing cyclohexene rings or cyclopentene rings with an oxidizing agent or cyclopentene But are not limited to, oxides. Some specific examples thereof include hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether; 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate; 3,4-epoxy-1-methylcyclohexyl-3,4-epoxy-1-methylhexanecarboxylate; 6-methyl-3,4-epoxycyclohexylmethyl-6-methyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate; 3,4-epoxy-3-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-3-methylcyclohexanecarboxylate; 3,4-epoxy-5-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-5-methylcyclohexanecarboxylate; Bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate; Methylene-bis (3,4-epoxycyclohexane); 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane; Dicyclopentadiene diepoxide; Ethylene-bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate); Dioctyl epoxy hexahydrophthalate; Di-2-ethylhexyl epoxy hexahydrophthalate; ≪ / RTI > and combinations thereof.

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물들은 지방족 에폭시 수지를 포함한다. 지방족 에폭시 수지들의 예는 지방족 폴리올의 폴리글리시딜 에테르류 또는 그의 알킬렌-산화물 부가물, 지방족 장쇄 다염기산의 폴리글리시딜 에스테르류, 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트를 비닐-중합함으로써 합성된 단독중합체들, 및 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 및 기타 비닐 단량체들을 비닐-중합함으로써 합성된 공중합체들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 일부 특정 예들은 폴리올의 글리시딜 에테르류, 예를 들면 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르; 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르; 글리세린의 트리글리시딜 에테르; 트리메틸롤 프로판의 트리글리시딜 에테르; 소르비톨의 테트라글리시딜 에테르; 디펜타에리트리톨의 헥사글리시딜 에테르; 폴리에틸렌 글리콜의 디글리시딜 에테르; 및 폴리프로필렌 글리콜의 디글리시딜 에테르; 한가지 유형 또는 2가지 이상의 유형의 알킬렌 산화물을 프로필렌 글리콜, 트리메틸롤 프로판, 및 글리세린과 같은 지방족 폴리올에 첨가함으로써 얻어진 폴리에테르 폴리올의 폴리글리시딜 에테르류; 지방족 장쇄 이염기산의 디글리시딜 에스테르; 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다.For one or more embodiments, the curable compositions comprise an aliphatic epoxy resin. Examples of aliphatic epoxy resins include polyglycidyl ethers of aliphatic polyols or alkylene-oxide adducts thereof, polyglycidyl esters of aliphatic long chain polybasic acids, glycidyl acrylates or glycidyl methacrylates with vinyl- But are not limited to, homopolymers synthesized by polymerization, and copolymers synthesized by vinyl-polymerizing glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate and other vinyl monomers. Some specific examples are glycidyl ethers of polyols, such as 1,4-butanediol diglycidyl ether; 1,6-hexanediol diglycidyl ether; Triglycidyl ether of glycerin; Triglycidyl ether of trimethylol propane; Tetraglycidyl ether of sorbitol; Hexaglycidyl ether of dipentaerythritol; Diglycidyl ether of polyethylene glycol; And diglycidyl ether of polypropylene glycol; Polyglycidyl ethers of polyether polyols obtained by adding one type or two or more types of alkylene oxides to aliphatic polyols such as propylene glycol, trimethylol propane, and glycerin; Diglycidyl esters of aliphatic long chain dibasic acids; ≪ / RTI > and combinations thereof.

다양한 구현예들에 대해, 상기 경화제 화합물은 아래에 도시된 바의 화학식 (I)의 제1 구성 단위:For various embodiments, the curing agent compound is a first structural unit of formula (I) as shown below:

Figure pct00006
 
Figure pct00006
 

아래에 도시된 바의 화학식 (II)의 제2 구성 단위:A second constituent unit of the formula (II) shown below:

Figure pct00007
 
Figure pct00007
 

아래에 도시된 바의 화학식들 (III), (IV), 및 (V)로 구성된 군으로부터 선택되는 제3 구성 단위:A third constituent unit selected from the group consisting of formulas (III), (IV), and (V) as shown below:

Figure pct00008
 
Figure pct00008
 

를 갖는 중합체를 포함하고, 여기서Lt; RTI ID = 0.0 >

m, n, 및 r은 각각 독립적으로 상기 중합체 내의 각각의 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수이고, 각각의 R은 독립적으로 수소, 할로겐, 방향족 기 또는 지방족 기이며, 상기 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비는 0.5:1 내지 5:1의 범위 내이다. 다양한 구현예들에서, 각각의 R은 수소이다. M+ 및 M2+는 금속 이온을 나타낸다. M+는 +1의 산화 상태를 갖고 M2+는 +2의 산화 상태를 갖는다.m, n and r are each independently a real number representing the mole fraction of each constituent unit in the polymer, and each R is independently hydrogen, a halogen, an aromatic group or an aliphatic group, Is in the range of 0.5: 1 to 5: 1. In various embodiments, each R is hydrogen. M + and M 2+ represent metal ions. M + has an oxidation state of +1 and M 2+ has an oxidation state of +2.

다양한 구현예들에 대해, 상기 제2 구성 단위는 상기 중합체의 4 중량% 내지 49 중량%를 구성한다. 일 구현예들에서, 상기 제2 구성 단위는 상기 중합체의 10 중량% 내지 25 중량% 범위의 양으로 존재한다.For various embodiments, the second constituent unit comprises from 4% to 49% by weight of the polymer. In some embodiments, the second structural unit is present in an amount ranging from 10% to 25% by weight of the polymer.

다양한 구현예들에 대해, 상기 제3 구성 단위는 상기 중합체의 0.0056 중량% 내지 9.3 중량%를 구성한다. 일 구현예들에서, 상기 제3 구성 단위는 상기 중합체의 0.17 중량%를 구성한다.For various embodiments, the third constituent unit comprises 0.0056% to 9.3% by weight of the polymer. In some embodiments, the third building block constitutes 0.17% by weight of the polymer.

본원에 사용된 바의 스티렌계 화합물은 달리 명시되지 않는 한 화학식 C6H5CH=CH2를 갖는 화합물 스티렌 및 그로부터 유도된 화합물들 (예, 스티렌 유도체들)을 포함한다. 시스-부텐디오산 무수물, 토실산 무수물, 또는 디히드로-2,5-디옥소푸란으로서 지칭될 수도 있는 말레산 무수물은 화학식: C2H2(CO)2O을 갖는다. 일 구현예에서, 상기 제1 및 제2 구성 단위는 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체이다.Styrene-based compounds as used herein include, unless otherwise specified, compound styrene having the formula C 6 H 5 CH = CH 2 and compounds derived therefrom (e.g., styrene derivatives). The maleic anhydride, which may be referred to as cis-butenedioic anhydride, tosylic anhydride, or dihydro-2,5-dioxofuran, has the formula: C 2 H 2 (CO) 2 O. In one embodiment, the first and second structural units are styrene and maleic anhydride copolymers.

본원에 논의된 바의 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체는 경화성 조성물에 사용되어 왔다. 그러한 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체의 상용 예들은 SMA® 1000, SMA® 2000, SMA® 3000, SMA® EF-30, SMA® EF-40, SMA® EF-60, 및 SMA® EF-80을 포함하지만 이들로만 제한되지 않으며 이것들 모두는 Cray Valley로부터 입수할 수 있다.The styrene and maleic anhydride copolymers discussed herein have been used in curable compositions. Commercial examples of such styrene and maleic anhydride copolymers include SMA® 1000, SMA® 2000, SMA® 3000, SMA® EF-30, SMA® EF-40, SMA® EF-60, and SMA® EF-80 But are not limited to these, all of which are available from Cray Valley.

다양한 구현예들에 대해, 상기 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체는 2,000 내지 20,000의 중량 평균 분자량을 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 공중합체는 3,000 내지 11,500의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 상기 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정될 수 있다.For various embodiments, the styrene and maleic anhydride copolymers may have a weight average molecular weight of from 2,000 to 20,000; For example, the copolymer may have a weight average molecular weight of from 3,000 to 11,500. The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

다양한 구현예들에 대해, 상기 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체는 1.1 내지 6.1의 분자량 분포를 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 공중합체는 1.2 내지 4.0의 분자량 분포를 가질 수 있다.For various embodiments, the styrene and maleic anhydride copolymer may have a molecular weight distribution of 1.1 to 6.1; For example, the copolymer may have a molecular weight distribution of 1.2 to 4.0.

다양한 구현예들에 대해, 상기 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체는 그램당 100 밀리그램의 수산화 칼륨 (mg KOH/g) 내지 480 mg KOH/g의 산가를 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 공중합체는 120 mg KOH/g 내지 285 mg KOH/g, 또는 156 mg KOH/g 내지 215 mg KOH/g의 산가를 가질 수 있다.For various embodiments, the styrene and maleic anhydride copolymer may have an acid value of 100 milligrams per gram of potassium hydroxide (mg KOH / g) to 480 mg KOH / g; For example, the copolymer may have an acid value of 120 mg KOH / g to 285 mg KOH / g, or 156 mg KOH / g to 215 mg KOH / g.

일 구현예에서, 상기 중합체는 아래에 도시된 바의 화학식 (VI)의 제4 구성 단위:In one embodiment, the polymer comprises a fourth constituent unit of formula (VI) as shown below:

Figure pct00009
 (VI),
Figure pct00009
(VI),

를 추가로 포함하고, 여기서, ≪ / RTI >

p는 상기 중합체 내의 상기 제4 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수이고, Ar은 방향족 기이다.p is a real number representing the molar fraction of the fourth constituent unit in the polymer, and Ar is an aromatic group.

다양한 구현예들에 대해, 상기 방향족 기의 예는 페닐, 비페닐, 나프틸, 치환된 페닐, 치환된 비페닐, 및 치환된 나프틸을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 일 구현예에서, 상기 방향족 기는 페닐 기이다.For various embodiments, examples of such aromatic groups include, but are not limited to, phenyl, biphenyl, naphthyl, substituted phenyl, substituted biphenyl, and substituted naphthyl. In one embodiment, the aromatic group is a phenyl group.

일 구현예에서, 상기 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체는 아닐린과 같은 방향족 아민 화합물을 포함하도록 개질된다. 상기 방향족 아민 화합물 (예, 아닐린)은 상기 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체 내의 상기 말레산 무수물 기들의 일부와 반응하도록 사용될 수 있다. 이는 상기 중합체 내에 존재하는 상기한 바의 제4 구성 단위를 초래할 수 있다.In one embodiment, the styrene and maleic anhydride copolymer is modified to include aromatic amine compounds such as aniline. The aromatic amine compound (e.g., aniline) may be used to react with a portion of the maleic anhydride groups in the styrene and maleic anhydride copolymer. This may result in the fourth structural unit as described above present in the polymer.

상기 개질된 중합체는 화학 반응을 통해, 예를 들면, 스티렌 및 말레산 무수물 공중합체를 아민 화합물과 반응시켜 공중합체를 단량체와 조합함으로써 얻어질 수 있다. 추가로, 상기 중합체는 화학 반응 (예, 스티렌계 화합물, 말레산 무수물, 및 말레산 화합물들의 반응)을 통해 두 종 이상의 단량체를 조합함으로써 얻어질 수 있다. 일 구현예에서, 상기 스티렌 및 말레산 무수물을 개질하는 공정은 이미드화를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 스티렌 및 말레산 무수물은 아미드산으로 개질될 수 있다. 반응한 단량체 및/또는 공중합체는 상기 중합체의 구성 단위들을 형성한다.The modified polymer can be obtained through a chemical reaction, for example, by reacting a styrene and maleic anhydride copolymer with an amine compound to combine the copolymer with a monomer. In addition, the polymer can be obtained by combining two or more species of monomers through chemical reactions (e.g., reaction of styrene-based compounds, maleic anhydride, and maleic acid compounds). In one embodiment, the process of modifying styrene and maleic anhydride may include imidization. In other embodiments, the styrene and maleic anhydride may be modified with an amide acid. The reacted monomers and / or copolymers form constituent units of the polymer.

다양한 구현예들에 대해, 상기 몰분율 m은 0.50 이상이고 몰분율 (n + p + r)은 0.50 이하이며, 여기서 (m + n + p + r) = 1.00. 다양한 구현예들에 대해, 상기 제1 구성 단위 대 상기 다른 구성 단위들의 몰비는 1:1 내지 20:1 범위 내이다. 일 구현예에서, 상기 제1 구성 단위 대 상기 다른 구성 단위의 몰비는 3:1 내지 6:1의 범위 내이다. r / (n + p + r)의 몰비는 0.001 내지 0.1의 범위 내이다. 일 구현예들에서, r / (n + p + r)의 몰비는 0.007이다.For various embodiments, the mole fraction m is greater than or equal to 0.50 and the mole fraction (n + p + r) is less than or equal to 0.50, where (m + n + p + r) = 1.00. For various embodiments, the molar ratio of said first building block to said other building blocks is in the range of 1: 1 to 20: 1. In one embodiment, the molar ratio of the first structural unit to the second structural unit is in the range of from 3: 1 to 6: 1. The molar ratio of r / (n + p + r) is in the range of 0.001 to 0.1. In one embodiment, the molar ratio of r / (n + p + r) is 0.007.

다양한 구현예들에 대해, 상기 제2 구성 단위는 상기 중합체의 5 중량% 내지 40 중량%를 구성한다. 일 구현예들에서, 상기 제2 구성 단위는 상기 중합체의 10 % 내지 20 중량%를 구성한다.For various embodiments, the second constituent unit comprises from 5% to 40% by weight of the polymer. In some embodiments, the second constituent unit comprises 10% to 20% by weight of the polymer.

다양한 구현예들에 대해, 상기 제3 구성 단위는 상기 중합체의 0.03% 내지 5 중량%를 구성한다. 일 구현예들에서, 상기 제3 구성 단위는 상기 중합체의 0.37 중량%를 구성한다.For various embodiments, the third building block constitutes from 0.03% to 5% by weight of the polymer. In some embodiments, the third building block constitutes 0.37% by weight of the polymer.

다양한 구현예들에 대해, 상기 제4 구성 단위는 상기 중합체의 8% 내지 9중량%를 구성한다.For various embodiments, the fourth constituent unit comprises from 8% to 9% by weight of the polymer.

다양한 구현예들에 대해, 본 발명의 경화성 조성물들은 상기 중합체의 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비가 0.5:1 내지 5:1 범위 내이고; 상기 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비가 다른 구현예에서 1.0: 1.0 내지 2.7:1.0, 다른 구현예에서 0.7:1.0 내지 2.7:1.0, 또 다른 구현예에서 0.9:1.0 내지 1.9:1.0 및 또 다른 구현예에서 1.0:1.0 내지 1.7:1.0의 범위 내일 수 있도록 형성된다.For various embodiments, the curable compositions of the present invention have a molar ratio of epoxy groups of the polymer to the second structural units in the range of 0.5: 1 to 5: 1; 1.0 to 2.7: 1.0 in other embodiments, 0.7: 1.0 to 2.7: 1.0 in another embodiment, 0.9: 1.0 to 1.9: 1.0 in yet another embodiment, and the molar ratio of the epoxy group to the second constituent unit And in other embodiments within the range of 1.0: 1.0 to 1.7: 1.0.

다양한 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매는 메틸 에틸 케톤 (MEK), 톨루엔, 크실렌, 4-메틸-2-펜타논, N,N-디메틸포름아미드 (DMF), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (PM), 시클로헥사논, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (DOWANOL™ PMA), 및 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 다양한 구현예들에 대해, 상기 용매는 상기 경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 내지 60 중량%의 양으로 사용될 수 있다.For various embodiments, the curable composition may comprise a solvent. The solvent may be selected from the group consisting of methyl ethyl ketone (MEK), toluene, xylene, 4-methyl-2-pentanone, N, N-dimethylformamide (DMF), propylene glycol methyl ether (PM), cyclohexanone, Acetate (DOWANOL (TM) PMA), and mixtures thereof. For various embodiments, the solvent may be used in an amount of from 30% to 60% by weight, based on the total weight of the curable composition.

다양한 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물은 촉매를 포함할 수 있다. 상기 촉매의 예는 2-메틸 이미다졸 (2MI), 2-페닐 이미다졸 (2PI), 2-에틸-4-메틸 이미다졸 (2E4MI), l-벤질-2-페닐이미다졸 (1B2PZ), 붕산, 트리페닐포스핀 (TPP), 테트라페닐포스포늄-테트라페닐보레이트 (TPP-k), 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 다양한 구현예들에 대해, 상기 촉매 (10 중량% 용액)는 경화성 조성물 내의 고체 성분 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 2.0 중량%의 양으로 사용될 수 있다.For various embodiments, the curable composition may comprise a catalyst. Examples of the catalyst include 2-methylimidazole (2MI), 2-phenylimidazole (2PI), 2-ethyl-4-methylimidazole (2E4MI), 1-benzyl- But are not limited to, boric acid, triphenylphosphine (TPP), tetraphenylphosphonium-tetraphenylborate (TPP-k), and combinations thereof. For various embodiments, the catalyst (10 wt% solution) may be used in an amount of 0.01 wt% to 2.0 wt%, based on the weight of the solid component in the curable composition.

다양한 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물들 공경화제(co-curing agent)를 포함할 수 있다. 상기 공경화제는 상기 에폭시 화합물들의 상기 에폭시드에 반응성일 수 있다. 상기 공경화제는 노볼락류, 아민류, 무수물류, 카르복실산류, 페놀류, 티올류, 및 그의 조합물들로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 다양한 구현예들에 대해, 상기 공경화제는 상기 중합체의 중량을 기준으로 1 중량% 내지 90 중량%의 양으로 사용될 수 있다.For various embodiments, the curable compositions may include a co-curing agent. The phenolicizing agent may be reactive with the epoxide of the epoxy compounds. The tackifier may be selected from the group consisting of novolaks, amines, anhydrides, carboxylic acids, phenols, thiols, and combinations thereof. For various embodiments, the curing agent may be used in an amount of from 1% to 90% by weight, based on the weight of the polymer.

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물은 첨가제를 포함한다. 상기 첨가제는 염료, 안료, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 가소제, 윤활제, 유동성 개질제 드립 지연제, 난연제, 블로킹 방지제, 이형제, 강인화제, 저-프로필 첨가제, 응력-완화 첨가제 및 그들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 첨가제는 당업계의 통상의 기술을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같이 특정 용도에 대해 유효량으로 사용될 수 있다. 상이한 용도들에 대해, 상기 유효량은 상이한 값을 가질 수 있다. 본 발명의 경화성 조성물들은 시아네이트 기를 함유하지 않는다.For one or more embodiments, the curable composition comprises an additive. The additives may be selected from the group consisting of dyes, pigments, colorants, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, plasticizers, lubricants, flow modifier drip retarders, flame retardants, anti-blocking agents, release agents, toughening agents, ≪ / RTI > water. The additive may be used in an effective amount for a particular use as understood by those of ordinary skill in the art. For different uses, the effective amount may have a different value. The curable compositions of the present invention do not contain a cyanate group.

난연제는 상기한 바와 같이 상기 경화성 조성물에 대한 첨가제일 수 있다. 난연제의 예는 브롬화된 및 비-브롬화된 난연제를 포함하여 할로겐화된 및 비-할로겐화된 난연제를 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 브롬화된 첨가제들의 특정 예는 테트라브로모비스페놀 A (TBBA) 및 그로부터 유도된 물질: TBBA-디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 또는 TBBA와 TBBA-디글리시딜 에테르의 반응 생성물, 및 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 TBBA의 반응 생성물을 포함한다.The flame retardant may be an additive to the curable composition as described above. Examples of flame retardants include, but are not limited to, halogenated and non-halogenated flame retardants, including brominated and non-brominated flame retardants. Specific examples of brominated additives include tetrabromobisphenol A (TBBA) and materials derived therefrom: TBBA-diglycidyl ether, bisphenol A or the reaction product of TBBA and TBBA-diglycidyl ether, and bisphenol A diglycidyl ether Lt; / RTI > ether and TBBA.

비-브롬화된 난연제는 DOP (9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-산화물), 예를 들면 DOP-하이드로퀴논 (10-(2',5'-디히드록시페닐)-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-산화물), DOP와 노볼락의 글리시딜에테르 유도체와의 축합 생성물, 및 무기 난연제, 예를 들면 알루미늄트리하이드레이트, 수산화 알루미늄 (베마이트) 및 알루미늄 포스피나이트로부터 유도된 다양한 물질을 포함한다. 무기 난연제 충전제가 사용되는 경우, 실란 처리된 등급이 바람직하다.The non-brominated flame retardant is DOP (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphapenanthrene 10-oxide), such as DOP-hydroquinone (10- (2 ', 5'-dihydroxy Phenyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphapenanthrene 10-oxide), condensation products of DOP with glycidyl ether derivatives of novolak and inorganic flame retardants such as aluminum trihydrate , Aluminum hydroxide (boehmite) and aluminum phosphinite. When an inorganic flame retardant filler is used, a silane treated grade is preferred.

하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물은 그 안의 모든 개별 값들 및/또는 하위 범위를 포함하여 171 ℃에서 200 초 (s) 내지 400 s의 겔 시간을 가질 수 있고; 예를 들면 상기 경화성 조성물은 171 ℃에서 205 s 내지 395 s, 또는 171 ℃에서 210 s 내지 390 s의 겔 시간을 가질 수 있다.For one or more embodiments, the curable composition may have a gel time of from 200 seconds (s) to 400 seconds at 171 DEG C, including all individual values and / or subranges therein; For example, the curable composition may have a gel time of from 205 s to 395 s at 171 캜, or from 210 s to 390 s at 171 캜.

겔 시간은 경화성 조성물들의 반응성 (예, 특정 온도에서)을 나타낼 수 있고 겔 포인트까지 초 단위수로 표현될 수 있다. 겔 포인트는 본질적으로 네트워크의 각각의 단위가 상기 네트워크의 각각의 다른 단위에 접속되도록 구조물이 실질적으로 분지되는 경우의 초기 중합체 네트워크 형성 지점을 지칭한다. 경화성 조성물이 상기 겔 포인트에 도달하면, 나머지 용매는 상기 실질적으로 분지된 구조물에 의해 포집된다. 상기 포집된 용매가 그의 비등점에 도달하면, 상기 구조물 내에 기포가 형성될 수 있다 (예, 바람직하지 못한 생성물을 초래하는 프리프레그).The gel time can represent the reactivity (e.g., at a specific temperature) of the curable compositions and can be expressed in seconds up to the gel point. Gel point refers to the point of initial polymer network formation where the structure is substantially branched such that each unit of network is essentially connected to each other unit of the network. When the curable composition reaches the gel point, the remaining solvent is trapped by the substantially branched structure. When the trapped solvent reaches its boiling point, bubbles can form in the structure (e.g., a prepreg resulting in an undesirable product).

본원에 논의된 바의, 하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 경화성 조성물은 171 ℃에서 200초 내지 400초의 겔 시간을 갖는다. 어떤 경우에는, 171 ℃에서 400초를 초과하는 겔 시간을 갖는 경화성 조성물은 겔 시간을 171 ℃에서 200초 내지 400초, 171 ℃에서 200초 내지 375초 또는 171 ℃에서 200초 내지 350초로 조절하기 위해 본원에 논의된 바의 촉매 및/또는 첨가제를 첨가함으로써 개질될 수 있다. 일부 용도들에 대해, 171 ℃에서 200초 미만의 겔 시간을 갖는 경화성 조성물들은 장비 처리 속도에 비해 상대적으로 너무 반응성인 것으로 간주될 수 있다.For one or more embodiments, as discussed herein, the curable composition has a gel time of from 200 to 400 seconds at 171 < 0 > C. In some cases, the curable composition having a gel time of greater than 400 seconds at 171 DEG C is used to adjust the gel time from 200 seconds to 400 seconds at 171 DEG C, from 200 seconds to 375 seconds at 171 DEG C, or from 200 seconds to 350 seconds at 171 DEG C For example, by adding catalysts and / or additives as discussed herein. For some applications, curable compositions having a gel time of less than 200 seconds at < RTI ID = 0.0 > 171 C < / RTI > can be regarded as being too reactive relative to the equipment throughput rate.

본 발명의 구현예들은 보강 요소 및 본원에 논의된 바의 경화성 조성물을 포함하는 프리프레그를 제공한다. 상기 프리프레그는 매트릭스 성분을 상기 보강 요소 내로 함침하는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻을 수 있다. 상기 매트릭스 성분은 상기 보강 요소를 둘러싸고/둘러싸거나 지지한다. 개시된 경화성 조성물들은 매트릭스 성분을 위해 사용될 수 있다. 상기 프리프레그의 상기 매트릭스 성분 및 보강 요소는 상승 작용을 제공한다. 이러한 상승 작용은 상기 프리프레그 및/또는 상기 프리프레그를 경화시킴으로써 얻은 생성물이 개별 성분들 만으로 얻을 수 없는 기계적 및/또는 물리적 특성을 가짐을 규정한다.Embodiments of the present invention provide a prepreg comprising a reinforcing element and a curable composition as discussed herein. The prepreg can be obtained by a process comprising impregnating the matrix component into the reinforcing element. The matrix component surrounds / surrounds or supports the reinforcing element. The curable compositions disclosed can be used for matrix components. The matrix component and the reinforcing element of the prepreg provide a synergistic effect. This synergism defines that the product obtained by curing the prepreg and / or the prepreg has mechanical and / or physical properties that are not obtainable with the individual components alone.

상기 보강 요소는 섬유일 수 있다. 섬유의 예는 유리, 아라미드, 탄소, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 석영, 금속, 세라믹, 바이오매스, 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 상기 섬유들은 코팅될 수 있다. 섬유 코팅재의 예는 붕소를 포함하지만 이것으로만 제한되지 않는다.The reinforcing element may be a fiber. Examples of fibers include, but are not limited to, glass, aramid, carbon, polyester, polyethylene, quartz, metal, ceramic, biomass, and combinations thereof. The fibers may be coated. Examples of fibrous coating materials include, but are not limited to, boron.

유리 섬유의 예는 A-유리 섬유, E-유리 섬유, C-유리 섬유, R-유리 섬유, S-유리 섬유, T-유리 섬유, 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 아라미드는 유기 중합체이고, 그의 예는 Kevlar®, Twaron®, 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 탄소 섬유의 예는 폴리아크릴로니트릴, 피치, 레이온, 셀룰로오스, 및 그의 조합물들로부터 형성된 섬유들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 금속 섬유의 예는 스테인레스 강, 크롬, 니켈, 백금, 티탄, 구리, 알루미늄, 베릴륨, 텅스텐, 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 세라믹 섬유의 예는 알루미늄 산화물, 이산화 규소, 이산화 지르코늄, 질화 규소, 탄화 규소, 탄화 붕소, 질화 붕소, 붕소화 규소, 및 그의 조합물들로부터 형성된 섬유들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 바이오매스 섬유의 예는 목재, 비-목재, 및 그의 조합물들로부터 형성된 섬유들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다.Examples of glass fibers include, but are not limited to, A-glass fiber, E-glass fiber, C-glass fiber, R-glass fiber, S-glass fiber, T-glass fiber and combinations thereof. An aramid is an organic polymer, examples of which include, but are not limited to, Kevlar (R), Twaron (R), and combinations thereof. Examples of carbon fibers include, but are not limited to, fibers formed from polyacrylonitrile, pitch, rayon, cellulose, and combinations thereof. Examples of metal fibers include, but are not limited to, stainless steel, chromium, nickel, platinum, titanium, copper, aluminum, beryllium, tungsten, and combinations thereof. Examples of ceramic fibers include, but are not limited to, fibers formed from aluminum oxide, silicon dioxide, zirconium dioxide, silicon nitride, silicon carbide, boron carbide, boron nitride, silicon boride, and combinations thereof. Examples of biomass fibers include, but are not limited to, fibers formed from wood, non-wood, and combinations thereof.

상기 보강 요소는 직물일 수 있다. 상기 직물은 본원에 논의된 바의 섬유로부터 형성될 수 있다. 직물의 예는 스티치된 직물, 직조된 직물, 및 그의 조합물들을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 상기 직물은 단방향성, 다축성, 및 그의 조합물들일 수 있다. 상기 보강 요소는 상기 섬유와 상기 직물의 조합물일 수 있다.The reinforcing element may be a fabric. The fabric may be formed from fibers as discussed herein. Examples of fabrics include, but are not limited to, stitched fabrics, woven fabrics, and combinations thereof. The fabric may be unidirectional, multiaxial, and combinations thereof. The reinforcing element may be a combination of the fibers and the fabric.

상기 프리프레그는 상기 매트릭스 성분을 상기 보강 요소 내로 함침시킴으로써 얻어질 수 있다. 상기 매트릭스 성분을 상기 보강 요소 내로 함침시키는 단계는 다양한 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 프리프레그는 상기 보강 요소와 상기 매트릭스 성분을 압연, 침지, 분무, 또는 기타 그러한 절차들을 통해 접촉시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 프리프레그 보강 요소가 상기 프리프레그 매트릭스 성분과 접촉한 후, 상기 용매는 휘발을 통해 제거될 수 있다. 상기 용매가 휘발되는 동안 및/또는 그 후, 상기 프리프레그 매트릭스 성분은 경화될 수 있고, 예를 들면, 부분적으로 경화될 수 있다. 상기 용매의 이러한 휘발 및/또는 부분 경화는 B-스테이징이라 지칭될 수 있다. 상기 B-스테이지의 생성물은 프리프레그라 지칭될 수 있다.The prepreg can be obtained by impregnating the matrix component into the reinforcing element. The step of impregnating the matrix component into the reinforcing element may be performed by various processes. The prepreg can be formed by contacting the matrix element with the reinforcing element through rolling, dipping, spraying, or other such procedures. After the prepreg reinforcing element contacts the prepreg matrix component, the solvent may be removed by volatilization. During and / or after the solvent is volatilized, the prepreg matrix component can be cured and, for example, can be partially cured. Such volatilization and / or partial cure of the solvent may be referred to as B-staging. The product of the B-stage may be referred to as a prepreg.

일부 용도들에 대해, B-스테이징은 60 ℃ 내지 250 ℃의 온도로의 노출을 통해 발생할 수 있고; 예를 들면, B-스테이징은 65 ℃ 내지 240 ℃, 또는 70 ℃ 내지 230 ℃의 온도로의 노출을 통해 발생할 수 있다. 일부 용도들에 대해, B-스테이징은 1 분 (min) 내지 60 분의 기간 동안 발생할 수 있고; 예를 들면, B-스테이징은 2 분 내지 50 분, 또는 5 분 내지 40 분의 기간 동안 발생할 수 있다. 그러나, 일부 용도들에 대해 상기 B-스테이징은 다른 온도에서 및/또는 다른 기간에 발생할 수 있다.For some applications, B-staging may occur through exposure to a temperature of 60 ° C to 250 ° C; For example, B-staging may occur through exposure to a temperature of 65 ° C to 240 ° C, or 70 ° C to 230 ° C. For some applications, B-staging may occur for a period of one minute (min) to 60 minutes; For example, B-staging may occur for a period of 2 to 50 minutes, or 5 to 40 minutes. However, for some applications the B-staging may occur at different temperatures and / or at different times.

하나 이상의 상기 프리프레그는 경화된 생성물을 얻기 위해 경화될 수 있다 (예, 더욱 완전히 경화될 수 있다). 상기 프리프레그는 추가로 경화되기 전에 적층될 수 있고/있거나 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 일부 용도들에 대해 (예, 전기 라미네이트가 생산되고 있을 때) 상기 프리프레그의 층들은 도전성 재료의 층들과 교대될 수 있다. 상기 도전성 재료의 예는 구리 호일을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 이어서 상기 프리프레그 층들은 상기 매트릭스 성분이 더욱 완전히 경화되도록 하는 조건에 노출될 수 있다.One or more of the prepregs can be cured (e.g., more fully cured) to obtain a cured product. The prepreg may be laminated before it is further cured and / or may be formed into a single shape. For some applications (e.g., when an electrical laminate is being produced), the layers of the prepreg can be alternated with layers of conductive material. Examples of the conductive material include, but are not limited to, copper foil. The prepreg layers may then be exposed to conditions that allow the matrix component to be more fully cured.

더욱 완전히 경화된 생성물을 얻기 위한 공정의 일 예는 가압이다. 하나 이상의 프리프레그는 그것이 더욱 완전히 경화된 생성물을 얻기 위해 소정의 경화 시간 기간 동안 경화력을 받게 되는 프레스 내로 배치될 수 있다. 상기 프레스는 80 ℃ 내지 250 ℃의 경화 온도를 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 프레스는 85 ℃ 내지 240 ℃, 또는 90 ℃ 내지 230 ℃의 경화 온도를 가질 수 있다. 하나 이상의 구현예들에 대해, 상기 프레스는 램프 시간 기간에 걸쳐 더 낮은 경화 온도에서 더 높은 경화 온도까지 램핑되는 경화 온도를 갖는다.One example of a process for obtaining a more fully cured product is pressurization. One or more prepregs can be placed into a press in which it is subjected to a curing force for a predetermined curing time period to obtain a more fully cured product. The press may have a curing temperature of 80 ° C to 250 ° C; For example, the press may have a curing temperature of from 85 캜 to 240 캜, or from 90 캜 to 230 캜. For one or more embodiments, the press has a curing temperature that ramps from a lower cure temperature to a higher cure temperature over a lamp time period.

상기 가압 동안, 상기 하나 이상의 프리프레그는 상기 프레스를 통해 경화력을 받게 될 수 있다. 상기 경화력은 10 킬로파스칼 (kPa) 내지 350 kPa의 값을 가질 수 있고; 예를 들면 상기 경화력은 20 kPa 내지 300 kPa, 또는 30 kPa 내지 275 kPa의 값을 가질 수 있다. 상기 소정의 경화 시간 기간은 5 s 내지 500 s의 값을 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 소정의 경화 시간 기간은 25 s 내지 540 s, 또는 45 s 내지 520 s의 값을 가질 수 있다. 상기 경화된 생성물을 얻기 위한 다른 공정들에 대해 다른 경화 온도, 경화력 값, 및/또는 소정의 경화 시간 기간이 가능하다. 추가로, 상기 공정은 상기 프리프레그를 추가로 경화시키고 상기 경화된 생성물을 얻기 위해 반복될 수 있다.During said pressing, said one or more prepregs may be subjected to a curing force through said press. The curing force may have a value from 10 kilopascals (kPa) to 350 kPa; For example, the curing force may have a value of 20 kPa to 300 kPa, or 30 kPa to 275 kPa. The predetermined curing time period may have a value of from 5 s to 500 s; For example, the predetermined curing time period may have a value of 25 s to 540 s, or 45 s to 520 s. Other curing temperatures, curing force values, and / or predetermined curing time periods are possible for other processes to obtain the cured product. Additionally, the process may be repeated to further cure the prepreg and to obtain the cured product.

다양한 구현예들에 대해, 본원에 논의된 바의 본원 발명의 상기 경화성 조성물들로부터 형성된 상기 경화된 생성물들은 적어도 150 ℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. For various embodiments, the cured products formed from the curable compositions of the present invention as discussed herein may have a glass transition temperature of at least 150 < 0 > C.

다양한 구현예들에 대해, 본원에 논의된 바의 본원 발명의 상기 경화성 조성물들로부터 형성된 상기 경화된 생성물들은 300 ℃ 내지 500 ℃의 열분해 온도를 가질 수 있고; 예를 들면, 상기 열분해 온도는 359 ℃ 내지 372 ℃, 또는 363 ℃ 내지 368 ℃일 수 있다.For various embodiments, the cured products formed from the curable compositions of the present invention as discussed herein may have a thermal decomposition temperature of from 300 DEG C to 500 DEG C; For example, the thermal decomposition temperature may be 359 캜 to 372 캜, or 363 캜 to 368 캜.

다양한 구현예들에 대해, 본원에 논의된 바의 본원 발명의 상기 경화성 조성물들로부터 형성된 상기 경화된 생성물들은 1 GHz에서 3.1 미만의 유전 상수를 가질 수 있고; 예를 들면, 1 GHz에서 상기 유전 상수는 2.9 내지 3.0, 또는 2.8 내지 2.9일 수 있다.For various embodiments, the cured products formed from the curable compositions of the present invention as discussed herein may have a dielectric constant of less than 3.1 at 1 GHz; For example, at 1 GHz the dielectric constant may be 2.9 to 3.0, or 2.8 to 2.9.

다양한 구현예들에 대해, 본원에 논의된 바의 본원 발명의 상기 경화성 조성물들로부터 형성된 상기 경화된 생성물들은 1 GHz에서 0.01 미만의 소산 계수를 가질 수 있고; 예를 들면, 1 GHz에서 상기 소산 계수는 0.003 내지 0.01, 또는 0.004 내지 0.007일 수 있다.For various embodiments, the cured products formed from the curable compositions of the present invention as discussed herein can have a dissipation factor of less than 0.01 at 1 GHz; For example, at 1 GHz, the dissipation factor may be 0.003 to 0.01, or 0.004 to 0.007.

실시예Example

재료material

SMA® EF30 (SMA 30), SMA® EF40 (SMA 40), 및 SMA® EF60 (SMA 60), (스티렌계 화합물-말레산 무수물 공중합체)는 Cray Valley로부터 입수할 수 있음. SMA 30은 3:1의 스티렌의 말레산 무수물에 대한 몰비, 9,500의 중량 평균 분자량, 3,800의 수 평균 분자량, 및 280 mg KOH/mg의 산가를 갖는다. SMA 40은 4:1의 스티렌의 말레산 무수물에 대한 몰비, 10,500의 중량 평균 분자량, 4,500의 수 평균 분자량, 및 215 mg KOH/mg의 산가를 갖는다. SMA 60은 6:1의 스티렌의 말레산 무수물에 대한 몰비, 11,500의 중량 평균 분자량, 5,500의 수 평균 분자량, 및 156 mg KOH/mg의 산가를 갖는다.SMA® EF30 (SMA 30), SMA® EF40 (SMA 40), and SMA® EF60 (SMA 60), (styrene compound-maleic anhydride copolymer) are available from Cray Valley. SMA 30 has a molar ratio of styrene to maleic anhydride of 3: 1, a weight average molecular weight of 9,500, a number average molecular weight of 3,800, and an acid value of 280 mg KOH / mg. SMA 40 has a molar ratio of styrene to maleic anhydride of 4: 1, a weight average molecular weight of 10,500, a number average molecular weight of 4,500, and an acid value of 215 mg KOH / mg. SMA 60 has a molar ratio of styrene to maleic anhydride of 6: 1, a weight average molecular weight of 11,500, a number average molecular weight of 5,500, and an acid value of 156 mg KOH / mg.

아닐린 (아민 화합물), (99.0% 이상의 순도), Sigma Aldrich로부터 입수할 수 있음.Aniline (amine compound), (greater than 99.0% purity), available from Sigma Aldrich.

아세트산 무수물 (분석 등급), Sigma Aldrich로부터 입수할 수 있음.Acetic anhydride (analytical grade), available from Sigma Aldrich.

아세트산 나트륨 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Sodium acetic acid (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

수산화 나트륨 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Sodium hydroxide (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

탄산 나트륨 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Sodium carbonate (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

수산화 리튬 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Lithium hydroxide (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

수산화 칼륨 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Potassium hydroxide (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

아세트산 아연 (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Acetate zinc (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

크실렌 (용매), (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Xylene (solvent), (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

메틸 에틸 케톤 (용매), (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.Methyl ethyl ketone (solvent), (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

2-메틸 이미다졸 (촉매), (분석 등급), Sinopharm 화학 회사로부터 입수할 수 있음.2-methylimidazole (catalyst), (analytical grade), available from Sinopharm Chemical Company.

D.E.R.™ 560 (에폭시 수지), Dow 화학 회사로부터 입수할 수 있음.D.E.R. ™ 560 (epoxy resin), available from Dow Chemical Company.

D.E.N.™ 438 (에폭시 노볼락 resin), Dow 화학 회사. D.E.N. ™ 438 (epoxy novolak resin), Dow Chemical Company.

테트라브로모비스페놀 A (99.0% 이상의 순도), Albemarle로부터 입수할 수 있음.Tetrabromobisphenol A (greater than 99.0% purity), available from Albemarle.

아닐린 개질된 SMA 중합체들은 아래의 방법들에 따라 제조되었다:Aniline-modified SMA polymers were prepared according to the following methods:

방법 I(a): MEK 용액 중의 Method I (a): In a solution of MEK 개질된Reformed SMASMA

SMA 40 용액 (MEK 내 40%) 128.28 g을 250 mL 들이 3-구 플라스크 내로 로딩하였다. 플라스크에는 자기 교반기, 실리콘 오일 조, 콘덴서, 질소 유입구, 및 오일 조 온도를 모니터링하기 위해 사용된 써멀 커플이 장착되었다. 이어서 플라스크를 질소로 충전시키고 반응 동안 흐름을 안정 상태로 유지하였다.128.28 g of SMA 40 solution (40% in MEK) was loaded into a 250 mL 3-necked flask. The flask was equipped with a magnetic stirrer, a silicone oil bath, a condenser, a nitrogen inlet, and a thermal couple used to monitor the oil bath temperature. The flask was then charged with nitrogen and the flow was kept steady during the reaction.

가열 온도는 80 ℃로 설정하였다. 이어서 아닐린 2.32 g을 4분의 과정에 걸쳐 적가 깔대기를 통해 적가하였다. 온도는 80 ℃에서 30분 동안 유지하였다. The heating temperature was set at 80 占 폚. 2.32 g of aniline was then added dropwise via a dropping funnel over a period of 4 minutes. The temperature was maintained at 80 DEG C for 30 minutes.

이어서, Ac2O 3.06 g 및 NaOAc 6.14 g을 플라스크에 연속적으로 첨가하였다. 가열 온도는 완만한 환류를 유지하기 위해 3시간 동안 90 ℃로 설정하였다. 이어서, 가열을 중지하고, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 이어서, 과량의 NaOAc를 진공 여과를 통해 제거하였다. 이어서, 여과 케이크를 소량의 MEK로 세척하고 모든 여액을 합하였다. 이어서, 여액의 고형분 함량을 시험하였다.Then 3.06 g of Ac 2 O and 6.14 g of NaOAc were added successively to the flask. The heating temperature was set at 90 [deg.] C for 3 hours to maintain gentle reflux. Then, the heating was stopped and the reaction mixture was cooled to room temperature. The excess NaOAc was then removed via vacuum filtration. The filter cake was then washed with a small amount of MEK and all filtrates were combined. The solids content of the filtrate was then tested.

I(b): 톨루엔 용액 중의 I (b): In toluene solution 개질된Reformed SMASMA

톨루엔이 용매로서 사용되고 반응 완료를 위해 6시간 동안 환류된 것을 제외하고는 방법 I (a)에서와 동일한 절차가 이어졌다.The same procedure was followed as in Method I (a) except that toluene was used as the solvent and refluxed for 6 hours to complete the reaction.

I(c): I (c): 아세트산 나트륨이Sodium acetate 없는 톨루엔 용액 중의  In a toluene solution 개질된Reformed SMASMA

SMA 40 용액 (톨루엔 중 40%) 128.30 g을 250 mL 들이 3-구 플라스크 내로 로딩하였다. 플라스크에는 자기 교반기, 실리콘 오일 조, 콘덴서, 질소 유입구, 및 오일 조 온도를 모니터링하기 위해 사용된 써멀 커플이 장착되었다. 이어서 플라스크는 반응 동안 안정 상태의 흐름을 유지하기 위해 질소로 충전시키켰다.128.30 g of SMA 40 solution (40% in toluene) was loaded into a 250 mL 3-necked flask. The flask was equipped with a magnetic stirrer, a silicone oil bath, a condenser, a nitrogen inlet, and a thermal couple used to monitor the oil bath temperature. The flask was then charged with nitrogen to maintain a steady-state flow during the reaction.

가열 온도는 80 ℃로 설정하였다. 이어서 아닐린 2.33 g을 1분의 과정에 걸쳐 적가 깔대기를 통해 적가하였다. 용액을 80 ℃에서 1시간 동안 가열하였다. 이어서, Ac2O 3.07 g을 플라스크에 첨가하였다. 가열 온도는 완만한 환류를 유지하기 위해 1시간 동안 120 ℃로 설정하였고. 그 후 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 이어서, 생성물 용액의 고형분 함량을 시험하였다.The heating temperature was set at 80 占 폚. 2.33 g of aniline was then added dropwise via a dropping funnel over a period of 1 minute. The solution was heated at 80 < 0 > C for 1 hour. Then, 3.07 g of Ac 2 O was added to the flask. The heating temperature was set at 120 [deg.] C for 1 hour to maintain gentle reflux. The reaction mixture was then cooled to room temperature. The solids content of the product solution was then tested.

방법 II(a): NaOH가 있는 크실렌 용액 중의 Method II (a): To a solution of 개질된Reformed SMASMA

SMA 40 205.32 g 및 크실렌 205.23 g을 500 mL 들이 4-구 플라스크 내로 연속적으로 충전시켰다. 플라스크에는 자기 교반기, 가열 맨틀, 콘덴서, 질소 유입구, 및 반응 혼합물 온도를 모니터링하기 위해 사용된 써멀 커플이 장착되었다. 이어서 플라스크를 질소 및 냉각수로 충전시켰다. 반응 동안, 흐름을 안정 상태 및 적절한 속도로 유지하였다.205.32 g of SMA 40 and 205.23 g of xylene were continuously charged into a 500 mL four-necked flask. The flask was equipped with a magnetic stirrer, a heating mantle, a condenser, a nitrogen inlet, and a thermal couple used to monitor the temperature of the reaction mixture. The flask was then filled with nitrogen and cooling water. During the reaction, the flow was maintained at a steady state and at an appropriate rate.

가열 온도는 SMA 40의 용해를 가속화하기 위해 135 ℃로 설정하였다. 투명한 용액이 형성된 후, 온도는 80 ℃로 감소시켰다. 온도가 80 ℃에 도달하였을 때, 아닐린 9.31 g을 적가 깔대기를 통해 8분 내에 플라스크 내로 적가하였다. 이어서, 플라스크는 80 ℃에서 45분 동안 가열하였다.The heating temperature was set at 135 占 폚 to accelerate the dissolution of SMA40. After a clear solution was formed, the temperature was reduced to 80 占 폚. When the temperature reached 80 占 폚, 9.31 g of aniline was added dropwise via a dropping funnel into the flask within 8 minutes. The flask was then heated at 80 DEG C for 45 minutes.

이어서 NaOH 수용액 (물 0.58 g에 용해된 NaOH 고형분 0.168 g)을 플라스크에 적가하였다. 이어서, 플라스크에는 Dean-Stark 장치를 장착하였다. 가열 온도는 크실렌 환류를 만들기 위해 142 ℃로 설정하였다. 환류는 4시간 동안 유지하였고 물 부산물을 분리하였다. 이어서, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고 생성물 용액의 고형분 함량을 시험하였다.NaOH aqueous solution (0.168 g of NaOH solids dissolved in 0.58 g of water) was then added dropwise to the flask. The flask was then equipped with a Dean-Stark apparatus. The heating temperature was set at 142 占 폚 to make xylene reflux. Reflux was maintained for 4 hours and water byproducts were separated. The reaction mixture was then cooled to room temperature and the solids content of the product solution tested.

II(b): 어떠한 II (b): Any 금속 이온 첨가제도Metal ion additive also 없는 크실렌 용액 중의  In absent xylene solution 개질된Reformed SMASMA

어떠한 금속 이온 첨가제도 첨가하지 않고 공비 증류가 10시간 동안 유지되는 것을 제외하고는 방법 II(a)의 절차가 이어졌다.The procedure of Method II (a) was followed except that azeotropic distillation was maintained for 10 hours without adding any metal ion additive.

상기 절차들을 통해 합성된 개질된 SMA 중합체는 14%의 말레산 무수물 함량을 가졌다.The modified SMA polymer synthesized through the above procedures had a maleic anhydride content of 14%.

바니쉬Varnish 제형 Formulation

적당량의 SMA 중합체, D.E.R.™ 560 및 수산화 나트륨을 MEK에 용해시켰다. 2-메틸 이미다졸을 메탄올에 용해시켜 10 중량% 용액을 형성하고 마지막으로 첨가하였다. 비-휘발성 유기물의 최종 중량%는 대략적으로 50중량%였다. 3가지 제형 및 경화된 에폭시 시스템의 특성을 표 1에 나타냈다.Appropriate amounts of SMA polymer, D.E.R.M. 560 and sodium hydroxide were dissolved in MEK. 2-Methyl imidazole was dissolved in methanol to form a 10 wt% solution and finally added. The final wt% of the non-volatile organic material was approximately 50 wt%. The properties of the three formulations and the cured epoxy system are shown in Table 1.

본 발명의 실시예 1Example 1 of the present invention 비교예 AComparative Example A 비교예 BComparative Example B SMA 60 (g)SMA 60 (g) 8.888.88 8.888.88 00 SMA 30 (g)SMA 30 (g) 5.015.01 5.015.01 10.0110.01 D.E.R.™ 560 (g)D.E.R.M. 560 (g) 1010 1010 9.999.99 NaOH (mg)NaOH (mg) 6.96.9 00 00 2-MI (mg)2-MI (mg) 8.58.5 7.07.0 4.04.0 겔화 시간 (s)Gelation time (s) 269269 298298 297297 경화 온도 및 시간Curing temperature and time 200℃ 1.5시간, 이어서
220℃ 1.5시간
200 < 0 > C for 1.5 hours,
220 ° C 1.5 hours
200℃ 1.5시간, 이어서
220℃ 1.5시간
200 < 0 > C for 1.5 hours,
220 ° C 1.5 hours
200℃ 1.5시간, 이어서
220℃ 1.5시간
200 < 0 > C for 1.5 hours,
220 ° C 1.5 hours
Tg (℃, DSC)T g (° C, DSC) 191191 145145 175175 Tg (℃, DMA)T g (° C, DMA) 198198 163163 NANA Td (℃)T d (° C) 358358 353353 358358 Dk (1GHz)D k (1 GHz) 2.872.87 2.902.90 3.003.00 Df (1GHz)D f (1 GHz) 0.00420.0042 0.00490.0049 0.00920.0092

표 1의 결과로부터, 비교예 A의 조성물은 SMA 30만을 사용하는 비교예 B보다 더 낮은 Df를 갖는다. 그러나, Df에 대한 이점은 Tg의 감소를 대가로 얻어졌다. 이러한 결점은 NaOH (SMA의 중량에 상대적으로 500 ppm)을 첨가함으로써 개선되었다. 본 발명의 실시예 1에 나타낸 바와 같이, Df를 동일한 수준으로 유지하면서 Tg를 190 °C 이상으로 상승시켰다From the results in Table 1, the composition of Comparative Example A has a lower Df than Comparative Example B using only SMA 30. However, the advantage for Df was obtained at the expense of a reduction in T g . This drawback was improved by the addition of NaOH (500 ppm relative to the weight of SMA). As shown in Example 1 of the present invention, the T g was raised above 190 ° C while maintaining the same level of D f

아닐린 개질된 SMA 중합체가 경화제로서 열경화성 에폭시 조성물에 사용되었다. 전형적인 바니쉬 제형이 표 2에 나열되어 있다.The aniline-modified SMA polymer was used in the thermosetting epoxy composition as a curing agent. Typical varnish formulations are listed in Table 2.

바니쉬 제형Varnish formulation 고형분 중량 (g)Solid weight (g) D.E.R.™ 560D.E.R. ™ 560 4141 D.E.N.™ 438D.E.N ™ 438 33 개질된 SMA 40The modified SMA 40 5656 2-메틸 이미다졸2-methylimidazole 0.020.02

다음 표 3 및 4는 소량의 금속 이온 (ppm 수준)이 제형의 Tg를 증가시키는데 현저한 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.Tables 3 and 4 below show that small amounts of metal ions (ppm levels) can have a significant effect on increasing the T g of the formulation.

실시예Example 22 33 비교예 CComparative Example C 44 55 66 77 제조 방법Manufacturing method I(a)I (a) I(b)I (b) I(c)I (c) I(c)I (c) I(c)I (c) I(c)I (c) I(c)I (c) Tg (℃, DSC)T g (° C, DSC) 197197 193193 140140 186186 199199 182182 171171 금속 이온 첨가제Metal ion additive NaOAcNaOAc NaOAcNaOAc 없음none NaOAcNaOAc NaOAcNaOAc KClKCl Zn(OAc)2 Zn (OAc) 2 금속 이온 함량 (ppm.
바니쉬 수지 고형분 기준)
Metal ion content (ppm.
Varnish resin solid basis)
238238 5757 ~0~ 0 5656 280280 10001000 10001000

실시예 2 및 3에 대해, 금속 이온은 반응으로부터 잔류되었다. 실시예 4 내지 7에서, 금속 이온은 바니쉬 내로 직접적으로 첨가하였다.For Examples 2 and 3, metal ions remained from the reaction. In Examples 4 to 7, metal ions were added directly into the varnish.

실시예 2 및 3은 경화된 수지들이 높은 Tg (> 190 ℃), 즉 통상의 FR4 제형들의 그것보다 훨씬 더 높은 Tg를 가짐을 나타냈다. 상이한 용매들은 Tg에 대한 현저한 영향을 미치지 않았다. 비교예 C는 제형 내에 금속 이온이 없으면, 경화된 수지의 Tg 는 단지 140 ℃였음을 나타냈다. 더 많은 나트륨 염이 바니쉬에 첨가되었을 때, 더 높은 Tg를 갖는 경화된 생성물이 초래되었다 (실시예 4 및 5에 나타낸 바와 같음). 실시예 6 및 7은 칼륨 및 아연 이온이 또한 바니쉬 내 특정 로딩에 의해 Tg를 증가시킬 수 있음을 나타냈다. 이들 결과는 금속 이온이 합성 반응이나 또는 추가의 첨가로부터나 어디서 유래하든지 상관 없이 상당한 Tg 증가 (30-60 ℃)가 관찰되었음을 지시하였다.Examples 2 and 3 showed that the cured resins had a high T g (> 190 ° C), a T g much higher than that of conventional FR4 formulations. The different solvents did not have a significant effect on T g . Comparative Example C showed that if the metal ion was not present in the formulation, the T g of the cured resin was only 140 ° C. When more sodium salt was added to the varnish, a cured product with higher T g resulted (as shown in Examples 4 and 5). Examples 6 and 7 showed that the potassium and zinc ions also can increase the T g by the varnish in a particular load. These results indicated that a significant increase in T g (30-60 ° C) was observed regardless of where the metal ion originated from the synthesis reaction or from further addition.

실시예Example 88 99 1010 비교예 DComparative Example D 제조 방법Manufacturing method II(a)II (a) II(a)II (a) II(a)II (a) II(b)II (b) Tg (DSC, ℃)T g (DSC, ° C) 193193 191191 193193 144144 금속 이온 첨가제Metal ion additive NaOHNaOH Na2CO3 Na 2 CO 3 LiOHLiOH 없음none 금속 이온 함량 (ppm.
바니쉬 수지 고형분 기준)
Metal ion content (ppm.
Varnish resin solid basis)
203203 224224 6868 ~0~ 0

실시예 8-10에서, 금속 이온은 반응으로부터 잔류되었다.In Examples 8-10, metal ions remained from the reaction.

비교예 D는 제형 내에 금속 이온이 없으면, Tg가 단지 144 ℃였음을 나타냈다. 나트륨 또는 리튬 이온이 제형 내에 존재하였을 때, Tg는 190 ℃ 이상으로 증가되었다 (실시예 8-10). 표 3 및 4의 결과에 따라, 방법 I 및 II 모두는 경화된 에폭시 수지에서 매우 높은 Tg를 발생시킬 수 있는 바람직한 개질된 SMA 중합체를 생산할 수 있다.Comparative Example D showed that if there were no metal ions in the formulation, the T g was only 144 ° C. When sodium or lithium ions were present in the formulation, the T g was increased above 190 ° C (Examples 8-10). According to the results of Tables 3 and 4, both methods I and II can produce the preferred modified SMA polymer capable of generating a very high T g in the cured epoxy resin.

라미네이트 데이터Laminate data

제형Formulation 본 발명의
실시예 11
The
Example 11
본 발명의
실시예 12
The
Example 12
비교예 E
(Megtron 4, Panasonic TDS로부터)
Comparative Example E
(From Megtron 4, Panasonic TDS)
성분ingredient D.E.R.™ 560D.E.R. ™ 560 4141 3636 D.E.N.™ 438D.E.N ™ 438 33 66 TBBATBBA 00 44 개질된 SMAModified SMA 56a 56 a 54b 54 b 충전제(메가실 525)Filler (megacil 525) 2525 00 2-메틸 이미다졸2-methylimidazole 0.010.01 0.010.01 라미네이트 평가Laminate Evaluation 유리 직물Glass fabric 8 ply@76288 ply @ 7628 8 ply@21168 ply @ 2116 8 ply@33138 ply @ 3313 Dk (1GHz)D k (1 GHz) 4.054.05 3.753.75 3.803.80 Df (1GHz)D f (1 GHz) 0.0050.005 0.0060.006 0.0050.005 Tg (℃, DSC)T g (° C, DSC) 192192 187187 176176 Td (℃, 5중량% 손실)T d (° C, 5 wt% loss) 359359 359359 360360 T288 (분, 클래드 없음)T288 (min, no clad) 3434 >60> 60 NANA 두께 (mm, 클래드 없음)Thickness (mm, no clad) 1.611.61 0.950.95 0.800.80 CPS (1Oz Cu, lb/in )CPS (1 Oz Cu, lb / in) 5.65.6 6.06.0 6.96.9 물 흡수율(PCT, 2시간)Water absorption rate (PCT, 2 hours) 0.17%0.17% 0.38%0.38% 0.14%0.14% 솔더 딥 (10s@288℃, 5주기)Solder dip (10s @ 288 ℃, 5 cycles) 100% 통과Passed 100% 100% 통과Passed 100% NANA UL-94 등급UL-94 rating V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0

주: a) 방법 I(b)에 의해 제조되고; b) 방법 II(a)에 의해 제조됨Note: a) prepared by Method I (b); b) Prepared by Method II (a)

라미네이트 특성들은 표 5에 열거된 제형들을 기준으로 평가하였다. 폴리(페닐렌 에테르) 화합물인 Panasonic의 Megtron 4가 비교예 E로서 선택되었다. 본 발명의 실시예 11 및 12는 우수한 유전체 및 열적 성능을 나타냈다. Tg는 비교예 E의 그것보다 10 ℃ 이상 더 높았다. Dk 및 Df 값들은 산업적 요건들을 충족시키기에 충분히 낮았고, 비교예 E의 그것들과 유사하였다. Td, T288, 구리 박리 강도 및 물 흡수율과 같은 기타 성능들은 비교예 E의 그것들에 필적하였다.The laminate properties were evaluated based on the formulations listed in Table 5. Megtron 4 of Panasonic, a poly (phenylene ether) compound, was selected as Comparative Example E. Examples 11 and 12 of the present invention exhibited excellent dielectric and thermal performance. The T g was higher than that of Comparative Example E by at least 10 ° C. The Dk and Df values were low enough to meet industrial requirements and were similar to those of Comparative Example E. Other performances, such as T d , T288, copper peel strength and water absorption, were comparable to those of Comparative Example E.

시험 방법Test Methods

겔화Gelling 시간 시험 Time test

수지 제형들은 171 ℃의 고온 플레이트 상에서 스트로크 경화를 통해 그의 겔화 시간에 대해 평가되었다.The resin formulations were evaluated for their gelling time through stroke hardening on a hot plate at 171 캜.

유리 전이 온도 (Glass transition temperature ( TT gg ))

유리 전이 온도는 TA Instruments의 Q2000 기계를 사용하는 시차 주사 열량계 (DSC)에 의해 측정하였다. 전형적으로, 열적 주사는 실온 내지 250 ℃ 범위이고 10 ℃/분의 가열 속도가 사용되었다. 제2 주기로부터 "변곡점의 중간" 방법에 의한 Tg 판정을 위해 사용되는 곡선을 갖는 2회의 가열 주기가 수행되었다.The glass transition temperature was measured by differential scanning calorimetry (DSC) using a Q2000 machine from TA Instruments. Typically, thermal scans range from room temperature to 250 ° C and a heating rate of 10 ° C / min is used. From the second cycle, two heating cycles with curves used for T g determination by the "mid-inflection point" method were performed.

대안으로, 유리 전이 온도는 RSA III 동적 기계적 열적 분석기 (DMTA) 상의 탄젠트 델타 피크로부터 측정되었다. 시료들은 20 ℃에서 250 ℃로 3 ℃/분의 가열 속도로 가열하였다. 시험 주파수는 6.28 rad/s였다.Alternatively, the glass transition temperature was measured from the tangent delta peak on the RSA III dynamic mechanical thermal analyzer (DMTA). The samples were heated from 20 ° C to 250 ° C at a heating rate of 3 ° C / min. The test frequency was 6.28 rad / s.

열분해 온도 (TThermal decomposition temperature (T dd ))

경화된 수지는 TA Instruments의 Q50 기계 상에서 평가하였다. 가열 속도는 10 ℃/분이었다. Td는 5 중량% 손실 시의 온도로서 정의된다.The cured resin was evaluated on a TA Instruments Q50 machine. The heating rate was 10 ° C / min. T d is defined as the temperature at 5 wt% loss.

288°C에서At 288 ° C 박리되기까지의To peeling 시간 (T288) Time (T288)

288°C에서 박리되기까지의 시간 (T288)은 열적 기계적 분석기인 TA Instruments Q400을 사용하여 측정하였다. 박리되기까지의 시간은 온도가 288 ℃에 도달하였을 때부터 갑작스러운 상당한 치수 변화 (~ 100mm)가 발생하였을 때까지 경과된 시간으로서 측정되었다.The time (T288) from 288 ° C to peeling was measured using a thermal mechanical analyzer, TA Instruments Q400. The time to peeling was measured as the elapsed time from when the temperature reached 288 ° C until a sudden significant dimensional change (~ 100 mm) occurred.

유전 상수 (Dielectric constant ( DD kk )/소산 계수 () / Dissipation Factor ( DD ff ))

에폭시 플라크는 유전체 측정을 위해 사용하였다. 프리프레그 분말은 편평한 알루미늄 호일 상에 놓고, 이어서 분말과 함께 알루미늄 호일은 편평한 금속 플레이트 상에 배치하였다. 조립체는 에폭시 분말이 용융될 때까지 200 ℃까지 가열하였다. 용융된 분말은 다른 알루미늄 호일로 덮고 이어서 편평한 금속 플레이트는 알루미늄 호일 상에 배치하였다. 조립체는 200 ℃에서 1시간 동안 고온 가압하였고 220 ℃에서 3시간 동안 후-경화시켰다. 0.5 내지 0.8 mm 두께를 갖는 기포 없는 에폭시 플라크가 얻어졌다.Epoxy plaques were used for dielectric measurements. The prepreg powder was placed on a flat aluminum foil, and then the aluminum foil with the powder was placed on a flat metal plate. The assembly was heated to 200 DEG C until the epoxy powder melted. The molten powder was covered with another aluminum foil and then a flat metal plate was placed on the aluminum foil. The assembly was pressurized at 200 < 0 > C for 1 hour and post-cured for 3 hours at 220 < 0 > C. A bubble free epoxy plaque having a thickness of 0.5 to 0.8 mm was obtained.

라미네이트 시료들은 유전체 측정을 위해 직접적으로 사용하였다.Laminate samples were used directly for dielectric measurements.

유전 상수 및 소산 계수는 ASTM D-150에 따라 24 ℃에서 1 GHz 하에 Agilent 16453A 시험 비품이 장착된 Agilent E4991A RF 임피던스/재료 분석기에 의해 측정하였다.Dielectric constants and dissipation factors were measured by an Agilent E4991A RF Impedance / Material Analyzer equipped with Agilent 16453A test fixture under 1 GHz at 24 ° C in accordance with ASTM D-150.

구리 박리 강도 (CPS)Copper Peel Strength (CPS)

구리 박리 강도는 시험에 걸쳐 바람직한 90° 박리 각도를 유지할 수 있는 가변 각 박리 비품이 장착된 IMASS SP-2000 슬립/박리 테스터를 사용하여 측정하였다. 구리 에칭을 위해, 2"x4" 구리 클래드 라미네이트를 절단하였다. ¼" 그래파이트 테이프의 2개의 스트립을 사이에 적어도 ½" 공간이 있는 라미네이트의 두 대향면 상에 시료를 따라 길이 방향으로 배치하였다. 이어서, 라미네이트 조각들은 KeyPro 벤치 탑 에칭기에 배치하였다. 시료들이 에칭기로부터 제거되어 적절히 건조되면, 그래파이트 테이프르 제거하여 구리 스트립을 드러냈다. 면도기 날은 각각의 구리 스트립의 ½을 풀업하는데 사용하였다. 이어서 라미네이트는 IMASS 테스터 상으로 로딩하였다. 구리 스트립은 클램프 고정시키고 구리 박리 시험은 90° 각도에서 2.8 in/분의 인상 속도로 수행하였다.The copper peel strength was measured using an IMASS SP-2000 slip / peel tester equipped with a variable angle peel fixture capable of maintaining a preferred 90 ° peel angle throughout the test. For copper etching, a 2 "x4" copper clad laminate was cut. Two strips of ¼ "graphite tape were placed longitudinally along the specimen on two opposing sides of the laminate with at least a half space between them. The laminate pieces were then placed in a KeyPro benchtop etcher. Once the samples were removed from the etcher and properly dried, the graphite tape was removed to reveal the copper strip. A razor blade was used to pull up one-half of each copper strip. The laminate was then loaded onto an IMASS tester. The copper strip was clamped and the copper peel test was performed at a pull angle of 2.8 in / min at a 90 angle.

프레스 Press 쿠킹Cooking 시험 (PCT) Test (PCT)

구리-클래드 없는 라미네이트는 2 인치 x 3 인치 크기의 4 조각으로 절단하였다. 시료들은 정확하게 칭량하고 이어서 오토클레이브 (Thermo Electron Corp. 8000-DSE)에 넣었다. 시료들은 121 ℃의 수증기 하에서 2시간 동안 처리하였다. 표면의 물을 닦고 시료들을 다시 정확하게 칭량하여 평균 물 흡수율을 산출하였다.The copper-clad laminate was cut into 4 pieces 2 inches by 3 inches in size. Samples were precisely weighed and then placed in an autoclave (Thermo Electron Corp. 8000-DSE). The samples were treated for 2 hours at 121 ° C water vapor. The surface water was wiped and the samples were accurately weighed again to calculate the average water uptake.

솔더Solder 딥(Solder dip) Dip (Solder dip)

PCT 후에 라미네이트 시료들은 288 ℃에서 5 주기 (1주기당 10초) 동안 땜납 조 내로 침지시켰다. 시료 상의 수포들은 시료가 시험을 통과하는데 실패하였음을 지시하였다. 결과는 시험된 전체 시료들 중에서 통과한 시료들을 카운팅함으로써 보고하였다.After PCT, the laminate samples were immersed in a solder bath for 5 cycles (10 seconds per cycle) at 288 ° C. The blisters on the sample indicated that the sample failed to pass the test. Results were reported by counting passed samples among the total samples tested.

UL94 난연성 시험UL94 Flammability Test

5개의 시험편 각각 (13 cm x 12 mm)은 표준 UL94 시험 챔버 (Atlas UL94 Chamber VW-1) 내에서 10초 동안 2회 점화시켰다. 점화원을 떠나 자체-소화되기까지의 시간은 연소 시간으로서 기록하였다. UL94 VO 등급은 각각의 점화를 위해 10초 미만의 연소 시간을 필요로 하고 10회의 점화를 위해 50초 미만의 총 연소 시간을 필요로 한다.Each of the five specimens (13 cm x 12 mm) was ignited twice in a standard UL94 test chamber (Atlas UL94 Chamber VW-1) for 10 seconds. The time from self-extinguishing to self-extinguishing was recorded as burning time. The UL94 VO rating requires a burn time of less than 10 seconds for each ignition and a total burn time of less than 50 seconds for ten ignitions.

Claims (18)

경화성 조성물로서,
에폭시 수지; 및
상기 에폭시 수지와의 경화를 위한 경화제 화합물을 포함하되,
상기 경화제 화합물은 하기 화학식을 갖는 제1 구성 단위:
Figure pct00010
 
하기 화학식을 갖는 제2 구성 단위:
Figure pct00011
 및
하기 화학식들로 구성된 군으로부터 선택되는 화학식을 갖는 제3 구성 단위:
Figure pct00012
,
Figure pct00013
, 및
Figure pct00014

를 포함하는 중합체를 포함하는, 경화성 조성물.
상기 식 중에서,
m, n, 및 r은 각각 독립적으로 상기 중합체 내의 각각의 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수(real number)이고, 각각의 R은 독립적으로 수소, 할로겐, 방향족 기 또는 지방족 기이며, M+ 및 M2+ 는 금속 이온들이고, 그리고 상기 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위에 대한 몰비는 0.5:1 내지 5:1의 범위 내이다.
As the curable composition,
Epoxy resin; And
A curing agent compound for curing with the epoxy resin,
Wherein the curing agent compound is a first constituent unit having the formula:
Figure pct00010

A second constituent unit having the formula:
Figure pct00011
And
A third constituent unit having a formula selected from the group consisting of the following formulas:
Figure pct00012
,
Figure pct00013
, And
Figure pct00014

≪ / RTI > wherein the curable composition comprises a polymer.
In the formula,
m, n, and r are independently a real number (real number) represents the mole fraction of each constitutional unit in the polymer, each R is independently a hydrogen, a halogen, an aromatic group or an aliphatic group respectively, M + and M 2 + Is a metal ion, and the molar ratio of the epoxy group to the second constituent unit is in the range of 0.5: 1 to 5: 1.
청구항 1에 있어서,
하기 화학식을 갖는 제4 구성 단위:
Figure pct00015
 
를 추가로 포함하는, 경화성 조성물.
상기 식 중에서,
p는 상기 중합체 내의 상기 제4 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수이고, Ar은 방향족 기이다.
The method according to claim 1,
A fourth constituent unit having the formula:
Figure pct00015

≪ / RTI >
In the formula,
p is a real number representing the molar fraction of the fourth constituent unit in the polymer, and Ar is an aromatic group.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 구성 단위의 적어도 일부는 아민-함유 화합물에 의한 처리에 의해 이미드 또는 아미드산으로 전환되는, 경화성 조성물.The curable composition of claim 1, wherein at least a portion of the second structural unit is converted to an imide or amide acid by treatment with an amine-containing compound. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 구성 단위는 상기 중합체의 0.005 중량% 내지 10 중량%를 구성하는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the third constituent unit constitutes from 0.005% to 10% by weight of the polymer. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 r / (n + r) 또는 r / (n + p + r)의 비율은 0.001 내지 0.1 범위 내인, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the ratio of r / (n + r) or r / (n + p + r) is in the range of 0.001 to 0.1. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 난연제를 추가로 포함하는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising a flame retardant. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구성 단위는 스티렌인, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the first constituent unit is styrene. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 구성 단위는 말레산 무수물인, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the second constituent unit is maleic anhydride. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 이온은 나트륨, 칼륨, 리튬, 및 아연으로 구성된 군으로부터 선택되는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the metal ion is selected from the group consisting of sodium, potassium, lithium, and zinc. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 이온은 수산화 나트륨, 탄산 나트륨, 아세트산 나트륨, 아세트산 아연, 수산화 리튬, 탄산 칼륨, 염화 칼륨, 및 수산화 칼륨으로 구성된 군으로부터 선택되는 염기 화합물로부터 수득되는, 경화성 조성물.The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal ion is selected from the group consisting of sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium acetate, zinc acetate, lithium hydroxide, potassium carbonate, potassium chloride, , A curable composition. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 조성물의 경화된 생성물이 적어도 150 ℃의 유리 전이 온도를 갖는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the cured product of the curable composition has a glass transition temperature of at least 150 ° C. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구성 단위 대 상기 제2 구성 단위의 몰비는 1:1 내지 20:1 범위 내인, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the molar ratio of the first constituent unit to the second constituent unit is in the range of 1: 1 to 20: 1. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 구성 단위는 상기 중합체의 0.1 중량% 내지 49 중량%를 구성하는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 12, wherein the second constituent unit comprises from 0.1% to 49% by weight of the polymer. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 방향족 에폭시 화합물들, 지환식 에폭시 화합물들, 지방족 에폭시 화합물들, 및 그의 조합물들로 구성된 군으로부터 선택되는, 경화성 조성물.The curable composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the epoxy resin is selected from the group consisting of aromatic epoxy compounds, alicyclic epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds, and combinations thereof. 보강 요소 및 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항의 경화성 조성물을 포함하는, 프리프레그(prepreg).15. A prepreg comprising the reinforcing element and the curable composition of any one of claims 1 to 14. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항의 경화성 조성물의 반응 생성물을 포함하는, 전기 라미네이트 구조물.An electro laminate structure comprising the reaction product of the curable composition of any one of claims 1 to 14. 경화성 조성물의 제조 방법으로서,
에폭시 수지를 제공하는 단계; 및
상기 에폭시 수지를 경화제 화합물과 반응시키는 단계를 포함하되,
상기 경화제 화합물은 하기 화학식을 갖는 제1 구성 단위:
Figure pct00016
 
하기 화학식을 갖는 제2 구성 단위:
Figure pct00017
 및
하기 화학식들로 구성된 군으로부터 선택되는 화학식을 갖는 제3 구성 단위:
Figure pct00018
,
Figure pct00019
, 및
Figure pct00020

를 포함하는 중합체를 포함하는, 경화성 조성물의 제조 방법.
상기 식 중에서,
m, n, 및 r은 각각 독립적으로 상기 중합체 내의 각각의 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수(real number)이고, 각각의 R은 독립적으로 수소, 할로겐, 방향족 기 또는 지방족 기이며, M+ 및 M2+ 는 금속 이온들이고, 그리고 상기 에폭시 기 대 상기 제2 구성 단위의 몰비는 0.5:1 내지 5:1의 범위 내이다.
A method for producing a curable composition,
Providing an epoxy resin; And
And reacting the epoxy resin with a curing agent compound,
Wherein the curing agent compound is a first constituent unit having the formula:
Figure pct00016

A second constituent unit having the formula:
Figure pct00017
And
A third constituent unit having a formula selected from the group consisting of the following formulas:
Figure pct00018
,
Figure pct00019
, And
Figure pct00020

≪ / RTI > wherein the polymer comprises a polymer.
In the formula,
m, n, and r are independently a real number (real number) represents the mole fraction of each constitutional unit in the polymer, each R is independently a hydrogen, a halogen, an aromatic group or an aliphatic group respectively, M + and M 2 + Is a metal ion, and the molar ratio of the epoxy group to the second constituent unit is in the range of 0.5: 1 to 5: 1.
청구항 17에 있어서,
상기 경화제 화합물은 하기 화학식을 갖는 제4 구성 단위:
Figure pct00021
 
를 추가로 포함하는, 경화성 조성물의 제조 방법.
상기 식 중에서,
p는 상기 중합체 내의 상기 제4 구성 단위의 몰분율을 나타내는 실수(real number)이고, Ar은 방향족 기이다.
18. The method of claim 17,
Wherein the curing agent compound is a fourth constituent unit having the formula:
Figure pct00021

≪ / RTI >
In the formula,
p is a real number representing the mole fraction of the fourth constituent unit in the polymer, and Ar is an aromatic group.
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