KR20170036543A - 프탈로니트릴 화합물 - Google Patents

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KR20170036543A
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Abstract

본 출원에서는 프탈로니트릴 화합물 및 그 용도를 제공할 수 있다. 본 출원에서는 자체적으로 경화하여 프탈로니트릴 수지를 형성하거나, 다른 프탈로니트릴 화합물과 배합되어 경화제로 작용할 수 있는 프탈로니트릴 화합물 및 그 용도를 제공할 수 있다. 상기 프탈로니트릴 화합물은, 저온에서도 빠른 속도로 자체 경화되어 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있고, 기존 경화제의 사용으로 인한 결함을 생성시키지 않는다. 또한, 상기 프탈로니트릴 화합물은 다른 화합물과 함께 배합되어 경화제로 적용될 수 있고, 이 경우 경화제로 적용되는 상기 화합물의 함량이 증가하는 경우에도 전체 프탈로니트릴 수지의 함량이 줄지 않아 우수한 경화도의 수지를 제공할 수 있다.

Description

프탈로니트릴 화합물{Phthalonitrile compound}
본 출원은 프탈로니트릴 화합물, 프탈로니트릴 수지, 중합성 조성물, 프리폴리머, 복합체, 그 전구체와 제조 방법 및 용도에 대한 것이다.
프탈로니트릴 화합물은 다양한 용도에 적용될 수 있다. 예를 들면, 프탈로니트릴 화합물은 소위 프탈로니트릴 수지의 원료로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 프탈로니트릴 수지를 유리 섬유나 탄소 섬유 등과 같은 충전제에 함침시켜 형성되는 복합체(composite)는, 자동차, 비행기 또는 선박 등의 소재로 사용될 수 있다. 상기 복합체의 제조 과정은, 예를 들면, 프탈로니트릴과 경화제의 혼합물 또는 그 혼합물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머와 충전제를 혼합한 후에 경화시키는 과정을 포함할 수 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
프탈로니트릴 화합물의 다른 용도로는, 프탈로시아닌 염료(phthalocyanine pigment)의 전구체로서의 용도를 들 수 있다. 예를 들어, 프탈로니트릴 화합물을 금속과 복합시켜서 안료로서 적용할 수 있다.
프탈로니트릴 화합물은 또한 형광 증백제(fluorescent brightener) 또는 포토그래피 증감제(photographic sensitizer)의 전구체 또는 산무수물의 전구체 등으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 적절한 산화 공정과 탈수 공정을 거쳐서 상기 프탈로니트릴 화합물을 산무수물로 전환시킬 수 있으며, 이러한 산무수물은 폴리아믹산 또는 폴리이미드 등의 전구체로서 사용될 수도 있다.
한국등록특허 제0558158호
본 출원은 신규한 프탈로니트릴 화합물 및 그 용도를 제공할 수 있다. 상기 용도에는 프탈로니트릴 수지, 그 제조를 위한 중합성 조성물 또는 프리폴리머, 복합체, 상기 복합체의 전구체 등이나, 안료, 형광 증백제, 포토그래피 증감제 또는 산무수물의 전구체 내지는 원료가 예시될 수 있다.
본 출원은 프탈로니트릴 화합물에 대한 것이다. 상기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 적어도 1개의 아미노기 또는 히드록시기로 치환되어 있는 방향족 2가 라디칼이고, L, L1 및 L2는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자 또는 -S(=O)2-이며, R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, R6 내지 R10 중 적어도 2개는 시아노기이다.
상기에서 Ar1 및 Ar2는 서로 동일한 것이거나 상이한 것일 수 있고, L, L1 및 L2도 서로 동일한 것이거나 상이한 것일 수 있다.
본 출원에서 용어 방향족 2가 라디칼은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠, 벤젠을 포함하는 화합물 또는 상기 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 2가 잔기를 의미할 수 있다. 상기에서 벤젠을 포함하는 화합물로는, 2개 이상의 벤젠 고리가 2개의 탄소 원자를 공유하면서 축합되거나, 적절한 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 가지는 화합물을 의미할 수 있다. 방향족 2가 라디칼은, 예를 들면, 6개 내지 25개, 6개 내지 20개, 6개 내지 15개 또는 6개 내지 12개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 화학식 1에서 방향족 2가 라디칼인 Ar1 및 Ar2는 적어도 1개, 1개 내지 5개, 1개 내지 4개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개의 아미노기 또는 히드록시기로 치환되어 있을 수 있고, 적절하게는 아미노기로 치환되어 있을 수 있다. 상기 방향족 2가 라디칼은 경우에 따라서는 상기 아미노기 또는 히드록시기 외에도 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 방향족 2가 라디칼은, 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나의 방향족 화합물로부터 유래되는 라디칼일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R6 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, R1 내지 R6 중 적어도 1개는 히드록시기 또는 아미노기이다.
[화학식 3]
Figure pat00003
화학식 3에서 R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R8 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, R1 내지 R8 중 적어도 1개는 히드록시기 또는 아미노기이다.
[화학식 4]
Figure pat00004
화학식 4에서 R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R10 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, L는, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자 또는 황 원자이며, R1 내지 R10 중 적어도 1개는 히드록시기 또는 아미노기이다.
화학식 2의 R1 내지 R6, 화학식 3의 R1 내지 R8 또는 화학식 4의 R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, 상기 각각의 2개 이상은 라디칼을 형성한다. 상기에서 라디칼을 형성한다는 것은 그 부위가 화학식 1의 다른 요소와 연결되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 화학식 1에서 Ar1의 경우, 상기 라디칼을 형성하는 부위 중 어느 한 부위는 화학식 1의 L1에 직접 연결되어 공유 결합을 형성하고, 다른 부위는 화학식 1의 L에 직접 연결되어 공유 결합을 형성할 수 있다. 화학식 1에서 Ar2의 경우, 상기 라디칼을 형성하는 부위 중 어느 한 부위는 화학식 1의 L2에 직접 연결되어 공유 결합을 형성하고, 다른 부위는 화학식 1의 L에 직접 연결되어 공유 결합을 형성할 수 있다. 라디칼을 형성하지 않는 상기 각각의 치환기 중 적어도 1개, 1개 내지 5개, 1개 내지 4개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 아미노기 또는 히드록시기이고, 나머지 치환기는 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 수소 또는 알킬기일 수 있다. 하나의 예시에서 화학식 2에서는 R1 및 R4 또는 R1 및 R3가 상기 라디칼을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 라디칼을 형성하지 않는 치환기 중에서 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 아미노기 또는 히드록시기이고, 그 외의 치환기는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기; 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 또한, 화학식 3에서는 R1, R6, R7 및 R8 중 어느 하나와 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나가 상기 라디칼을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 라디칼을 형성하지 않는 치환기 중에서 1개 내지 5개, 1개 내지 4개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 아미노기 또는 히드록시기이고, 그 외의 치환기는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기; 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 또한, 화학식 4에서는 R1 내지 R5 중 어느 하나와 R6 내지 R10 중 어느 하나가 상기 라디칼을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 라디칼을 형성하지 않는 치환기 중에서 1개 내지 5개, 1개 내지 4개, 1개 내지 3개 또는 1개 내지 2개는 아미노기 또는 히드록시기이고, 그 외의 치환기는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기; 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 또한, 화학식 4에서 L은 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자 또는 황 원자일 수 있고, 다른 예시에서, 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 산소 원자이거나, 산소 원자일 수 있다.
화학식 1에서 Ar1 또는 Ar2의 일반적인 예시로는, 상기 화학식 2의 방향족 2가 라디칼을 예시할 수 있다. 이러한 경우에 화학식 2의 R1 내지 R6 중에서 화학식 1의 L과 공유 결합을 형성하는 치환기를 기준으로 메타 위치 또는 파라 위치의 치환기가 히드록시기 또는 아미노기일 수 있다.
본 출원에서 용어 알킬기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기일 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 알콕시기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기일 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 아릴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 방향족 2가 라디칼 항목에서 기술한 벤젠, 벤젠 구조를 포함하는 화합물 또는 상기 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 1가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴기는, 예를 들면, 6개 내지 25개, 6개 내지 20개, 6개 내지 15개 또는 6개 내지 12개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 아릴기의 구체적인 종류로는 페닐기, 벤질기, 비페닐기 또는 나프탈레닐기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 출원에서 아릴기의 범주에는 통상적으로 아릴기로 호칭되는 관능기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다.
본 출원에서 용어 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 상기 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 방향족 2가 라디칼, 알킬렌기 또는 알킬리덴기에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티올기, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 1에서 L, L1, 및 L2는 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자 또는 -S(=O)2-일 수 있다.
하나의 예시에서 화학식 1의 L은, 단일 결합, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이거나, -S(=O)2-일 수 있다. 상기에서 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 필요한 경우에 적어도 하나의 할로겐 원자 또는 할로알킬기, 즉 할로겐원자로 치환된 알킬기로 치환되어 있을 수 있고, 경우에 따라서는 할로겐 원자 외에도 다른 치환기에 의해 임의적으로 치환되어 있을 수 있다. 한편, 상기에서 용어 단일 결합은 해당 부위에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우이고, 예를 들면, L이 단일 결합이라면, Ar1과 Ar2가 직접 연결된 구조가 도출될 수 있다.
화학식 1에서 L1 및 L2는 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 산소 원자일 수 있고, 하나의 예시에서 산소 원자일 수 있다.
화학식 1에서 R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, R6 내지 R10 중 적어도 2개는 시아노기이다. 다른 예시에서 시아노기가 아닌 R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 하나의 예시에서 화학식 1에서는 R2 내지 R4 중 어느 2개와 R7 내지 R9 중 어느 2개가 시아노기이고, 나머지 치환기는, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기; 수소, 알킬기 또는 알콕시기; 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다.
화학식 1의 화합물은, 소위 프탈로니트릴 화합물이 적용될 수 있는 것으로 공지되어 있는 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 프탈로니트릴 화합물은, 소위 프탈로니트릴 수지를 제조할 수 있는 원료 내지는 전구체로서 효과적으로 사용될 수 있다. 상기 화합물은, 낮은 용융 온도를 나타내고, 경화제와의 반응성이 우수하며, 넓은 프로세스 윈도우(process window)를 나타내어, 상기 용도에 효과적으로 적용될 수 있다. 상기 화합물은, 상기 용도 외에도 프탈로시아닌 염료(phthalocyanine pigment) 등과 같은 염료의 전구체, 형광 증백제(fluorescent brightener), 포토그래피 증감제(photographic sensitizer) 또는 산무수물의 전구체 내지 원료 등으로 적용될 수 있다.
화학식 1의 화합물은 공지의 유기 화합물의 합성법에 따라 합성할 수 있다. 예를 들면, 화학식 1의 화합물은, 페놀성 히드록시기를 가지면서, 아미노기 또는 히드록시기로 치환된 방향족 화합물과 적어도 2개의 시아노기를 가지는 방향족 화합물을 반응시키는 방법(ex. nitro displacement method) 등으로 합성할 수 있다. 유기 화학 분야에는 상기 화학식 1의 화합물의 구조를 형성할 수 있는 상기 방향족 화합물들이 알려져 있고, 이러한 화합물은 목적하는 구조를 고려하여 모두 상기 화합물의 제조에 적용될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 화합물의 용도에 관한 것이다. 상기 화합물의 용도로는, 전술한 바와 같이 프탈로니트릴 수지, 프탈로시아닌 염료, 형광 증백제, 포토그래피 증감제 또는 산무수물의 원료 내지는 전구체가 예시될 수 있다.
상기 용도의 일 예시로서, 예를 들면, 본 출원은, 프탈로니트릴 수지에 대한 것일 수 있다. 상기 프탈로니트릴 수지는, 상기 화학식 1의 화합물 유래의 중합 단위를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 소정 화합물 유래의 중합 단위는 그 화합물의 중합 내지 경화에 의해 형성된 폴리머의 골격을 의미할 수 있다.
프탈로니트릴 수지에서 화학식 1의 화합물의 중합 단위는, 상기 화합물과 경화제와의 반응, 상기 화학식 1의 화합물간의 반응 또는 상기 화학식 1의 화합물과 다른 프탈로니트릴 화합물의 반응 등에 의해 형성되는 중합 단위일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은, 자체적으로 시아노기와 반응하는 아미노기 또는 히드록시기를 포함하고 있어서, 별도의 경화제가 없이도 중합 단위를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1의 화합물만으로도 프탈로니트릴 수지의 형성이 가능하고, 필요한 경우에 상기 화학식 1의 화합물이 다른 프탈로니트릴 단량체나 이를 포함하는 조성물의 경화제로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에 상기 화학식 1의 화합물은 그 자체가 반응에 참여하고, 프탈로니트릴 수지의 구성 성분이 되기 때문에, 경화 속도 및 경화 밀도를 높일 수 있고, 경화제로서 작용하는 상기 화학식 1의 화합물의 함량이 높아져도 물성의 저하가 발생하지 않는다.
화학식 1의 화합물만을 사용하거나, 혹은 화학식 1의 화합물 외의 다른 프탈로니트릴을 상기 화학식 1의 화합물과 함께 적용하여 프탈로니트릴 수지를 형성하는 경우에 전술한 바와 같이 경화제가 필요하지 않으나, 경우에 따라서는 적절한 다른 경화제를 혼합하여 사용할 수도 있다.
프탈로니트릴 수지는, 화학식 1의 화합물의 중합 단위에 추가로 다른 프탈로니트릴 화합물의 중합 단위를 포함할 수도 있다. 이러한 경우에 선택 및 사용될 수 있는 프탈로니트릴 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 프탈로니트릴 수지의 형성 및 그 물성의 조절에 유용한 것으로 알려진 공지의 화합물이 적용될 수 있다. 이러한 화합물의 예로는, 미국 특허 제4,408,035호, 미국 특허 제5,003,039호, 미국 특허 제5,003,078호, 미국 특허 제5,004,801호, 미국 특허 제5,132,396호, 미국 특허 제5,139,054호, 미국 특허 제5,208,318호, 미국 특허 제5,237,045호, 미국 특허 제5,292,854호 또는 미국 특허 제5,350,828호 등에서 공지되어 있는 화합물이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 필요한 경우에 화학식 1의 화합물과 함께 경화제가 사용될 수 있는데, 이 때 경화제의 종류는 통상 프탈로니트릴 수지의 형성에 사용되는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 이러한 경화제는 상기 기술한 미국 특허들을 포함한 다양한 문헌에 알려져 있다.
하나의 예시에서는 경화제로서 방향족 아민 화합물과 같은 아민 화합물 또는 히드록시 화합물을 사용할 수 있다. 본 출원에서 히드록시 화합물은, 분자 내에 적어도 하나 또는 두 개의 히드록시기를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
본 출원은 또한 중합성 조성물에 대한 것이다. 중합성 조성물은, 상기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 중합성 조성물은 소위 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있는 것으로서, 기본적으로 상기 화학식 1의 화합물을 포함하며, 경화제를 추가로 포함하거나, 포함하지 않을 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 상기 화학식 1의 화합물은 자체적으로 경화 반응이 가능하며, 따라서 상기 중합성 조성물은 경화제로서 작용하는 아민 화합물 또는 히드록시 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 상기 중합성 조성물은 상기 화학식 1의 화합물 외에 아민기나 히드록시기를 가지는 화합물을 포함하지 않을 수도 있다.
필요한 경우 적절한 경화제가 포함될 수 있는데, 이 때 중합성 조성물에 포함되는 경화제로는, 예를 들면, 이미 기술한 것과 같은 경화제를 사용할 수 있다. 경화제가 포함되는 경우에 중합성 조성물에서 경화제의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 상기 비율은, 예를 들면, 조성물에 포함되어 있는 화학식 1의 화합물 등의 경화성 성분의 비율이나 종류 등을 고려하여 목적하는 경화성이 확보될 수 있도록 조절될 수 있다. 예를 들면, 경화제는 중합성 조성물에 포함되어 있는 화학식 1의 화합물 1몰 당 약 0.02몰 내지 2몰 또는 0.02몰 내지 1.5몰 정도로 포함되어 있을 수 있다. 그렇지만, 상기 비율은 본 출원의 예시에 불과하다. 통상 중합성 조성물에서 경화제의 비율이 높아지만, 프로세스 윈도우가 좁아지는 경향이 있고, 경화제의 비율이 낮아지면, 경화성이 불충분해지는 경향이 있으므로, 이러한 점 등을 고려하여 적절한 경화제의 비율이 선택될 수 있다.
다른 예시에서 상기 중합성 조성물은 상기 화학식 1이 화합물이 아닌 다른 프탈로니트릴 화합물을 포함할 수 있다. 이미 기술한 바와 같이 상기의 경우 상기 화학식 1의 화합물은 경화제로서 작용할 수 있다. 이러한 경우에 경화제로서 작용하는 상기 화학식 1의 화합물의 함량을 늘리는 경우에도 프탈로니트릴 수지의 함량이 줄지 않고, 높은 경화도의 수지를 얻을 수 있다. 화학식 1의 화합물이 경화제로서 다른 프탈로니트릴 화합물과 함께 중합성 조성물에 포함되는 경우에 그 비율은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 전체 조성물 내에서 2 몰% 내지 95몰%의 범위 내에서 포함될 수 있다.
화학식 1의 화합물을 포함하는 중합성 조성물은, 저온, 예를 들면 약 350℃ 이하의 온도에서도 빠르고 쉽게 경화될 수 있고, 낮은 용융 온도를 나타낼 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 화학식 1의 화합물이 경화제로서 포함되는 경우에, 그 비율이 과량이 되는 경우에도, 상기 화학식 1의 화합물이 반응에 참여하여 최종 제품(프탈로니트릴 수지 등)의 구성 성분이 되기 때문에 물성의 저하를 방지할 수 있다.
중합성 조성물은 상기 화학식 1의 화합물 외에 다른 프탈로니트릴 화합물 등을 포함한 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 다양한 충전제가 예시될 수 있다. 충전제로 사용될 수 있는 물질의 종류는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 용도에 따라 적합한 공지의 충전제가 모두 사용될 수 있다. 예시적인 충전제로는, 금속 물질, 세라믹 물질, 유리, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 탄소계 물질 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 충전제의 형태도 특별히 제한되지 않고, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 세라믹 섬유 등과 같은 섬유상 물질, 또는 그 물질에 의해 형성된 직포, 부직포, 끈 또는 줄, 나노 입자를 포함하는 입자상, 다각형 또는 기타 무정형 등 다양한 형태일 수 있다. 상기에서 탄소계 물질로는, 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브 등이나 그들의 산화물 등과 같은 유도체 내지는 이성질체 등이 예시될 수 있다. 그러나, 중합성 조성물이 추가로 포함할 수 있는 성분은 상기에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 폴리이미드, 폴리아미드 또는 폴리스티렌 등과 같은 소위 엔지니어링 플라스틱의 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 다양한 단량체들이나 기타 다른 첨가제도 목적에 따라 제한 없이 포함할 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 중합성 조성물, 즉 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머(prepolymer)에 대한 것이다.
본 출원에서 용어 프리폴리머 상태는, 상기 중합성 조성물 내에서 화학식 1의 화합물과 경화제가 어느 정도의 일어난 상태(예를 들면, 소위 A 또는 B 스테이지 단계의 중합이 일어난 상태)이나, 완전히 중합된 상태에는 이르지 않고, 적절한 유동성을 나타내어, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 복합체의 가공이 가능한 상태를 의미할 수 있다.
상기 프리폴리머 역시 전술한 우수한 경화성 및 낮은 용융 온도 등을 나타낼 수 있다.
프리폴리머는 상기 성분 외에 공지의 임의의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 전술한 충전제 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 또한 복합체(composite)에 대한 것이다. 상기 복합체는 상기 기술한 프탈로니트릴 수지 및 충전제를 포함할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 본 출원의 화학식 1의 화합물을 통해 우수한 경화성, 낮은 용융 온도와 넓은 프로세스 윈도우(process window)의 달성이 가능하며, 이에 따라 다양한 충전제를 포함하는 우수한 물성의 소위 강화 수지 복합체(reinforced polymer composite)를 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 복합체는 상기 프탈로니트릴 수지와 충전제를 포함할 수 있고, 예를 들면, 자동차, 비행기 또는 선박 등의 내구재 등을 포함한 다양한 용도에 적용될 수 있다.
충전제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도를 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 사용될 수 있는 충전제의 구체적인 종류는 전술한 바와 같다.
충전제의 비율도 특별히 제한되는 것은 아니며, 목적하는 용도에 따라 적정 범위로 설정될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 복합체를 제조하기 위한 전구체에 대한 것이고, 상기 전구체는 예를 들면, 상기 기술한 중합성 조성물과 상기 충전제를 포함하거나, 혹은 상기 기술한 프리폴리머와 상기 충전제를 포함할 수 있다.
복합체는 상기 전구체를 사용한 공지의 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 복합체는 상기 전구체를 경화시켜서 형성할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 전구체는, 상기 기술한 화학식 1의 화합물을 용융 상태에서 경화제와 배합하여 제조된 중합성 조성물 내지는 상기 프리폴리머를 가열 등에 의해 용융시킨 상태에서 상기 충전제와 배합하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기와 같이 제조된 전구체를 목적하는 형상으로 성형한 후에 경화시켜서 전술한 복합체의 제조가 가능하다. 상기 중합성 조성물 또는 프리폴리머는 낮은 용융 온도와 넓은 프로세스 온도를 가지고, 경화성이 탁월하여 상기 과정에서 성형 및 경화가 효율적으로 수행될 수 있다.
상기 과정에서 프리폴리머 등을 형성하는 방법, 그러한 프리폴리머 등과 충전제를 배합하고, 가공 및 경화시켜 복합체를 제조하는 방법 등은 공지된 방식에 따라 진행될 수 있다.
본 출원은 또한 상기 화합물을 포함하는 프탈로시아닌 염료의 전구체, 형광 증백제의 전구체 또는 포토그래피 증감제의 전구체에 대한 것이거나, 상기 화합물로부터 유래된 산무수물에 대한 것일 수 있다. 상기 화합물을 사용하여 상기 전구체를 조성하는 방법 또는 상기 산무수물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 프탈로니트릴 화합물을 사용하여 상기 전구체 내지는 산무수물을 제조할 수 있는 것으로 알려진 공지의 방식이 모두 적용될 수 있다.
본 출원에서는 자체적으로 경화하여 프탈로니트릴 수지를 형성하거나, 다른 프탈로니트릴 화합물과 배합되어 경화제로 작용할 수 있는 프탈로니트릴 화합물 및 그 용도를 제공할 수 있다.
상기 프탈로니트릴 화합물은, 저온에서도 빠른 속도로 자체 경화되어 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있고, 기존 경화제의 사용으로 인한 결함을 생성시키지 않는다.
또한, 상기 프탈로니트릴 화합물은 다른 화합물과 함께 배합되어 경화제로 적용될 수 있고, 이 경우 경화제로 적용되는 상기 화합물의 함량이 증가하는 경우에도 전체 프탈로니트릴 수지의 함량이 줄지 않아 우수한 경화도의 수지를 제공할 수 있다.
도 1 내지 6은 각각 제조예 1 내지 6에서 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 프탈로니트릴 수지 등을 구체적으로 설명하지만, 상기 수지 등의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
1. NMR(Nuclear magnetic resonance) 분석
NMR 분석은 Agilent사의 500 MHz NMR 장비를 사용하여 제조사의 매뉴얼대로 수행하였다. NMR의 측정을 위한 샘플은 화합물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)-d6에 용해시켜 제조하였다.
2. DSC(Differential scanning calorimetry) 분석
DSC 분석은, TA instrument사의 Q20 시스템으로 35℃에서 450℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 N2 flow 분위기에서 수행하였다.
3. TGA(Thermogravimetric Analysis) 분석
TGA 분석은 Mettler-Toledo사의 TGA e850 장비를 사용하여 수행하였다. 제조예에서 제조된 화합물의 경우 25℃에서 800℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 N2 flow 분위기에서 분석하였다.
제조예 1. 화합물(PN1)의 합성
하기 화학식 A의 화합물(PN1)은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 B의 화합물 54.9 g 및 150 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 상기에 하기 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시킨 상태에서 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 A의 화합물을 약 85중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 A의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 1에 기재하였다.
[화학식 A]
Figure pat00005
[화학식 B]
Figure pat00006
[화학식 C]
Figure pat00007
제조예 2. 화합물(PN2)의 합성
하기 화학식 D의 화합물(PN2)은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 E의 화합물 32.4 g 및 130 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 상기에 제조예 1의 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 D의 화합물을 약 80중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 D의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 2에 기재하였다.
[화학식 D]
Figure pat00008
[화학식 E]
Figure pat00009
제조예 3. 화합물(PN3)의 합성
하기 화학식 F의 화합물(PN3)은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 G의 화합물 42 g 및 200 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 상기에 제조예 1의 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 F의 화합물을 약 82중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 F의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 3에 기재하였다.
[화학식 F]
Figure pat00010
[화학식 G]
Figure pat00011
제조예 4. 화합물(PN4)의 합성
하기 화학식 H의 화합물(PN4)은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 I의 화합물 27.9 g 및 100 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 상기에 제조예 1의 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 H의 화합물을 약 83중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 H의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 4에 기재하였다.
[화학식 H]
Figure pat00012
[화학식 I]
Figure pat00013
제조예 5. 화합물(PN5)의 합성
하기 화학식 K의 화합물 50.4 g 및 DMF(Dimethyl Formamide) 150 g을 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 그 후 제조예 1의 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 J의 화합물(PN5)을 약 87중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 J의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 5에 기재하였다.
[화학식 J]
Figure pat00014
[화학식 K]
Figure pat00015
제조예 6. 화합물(PN6)의 합성
하기 화학식 L의 화합물은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 M의 화합물 32.7 g 및 120 g의 DMF(Dimethyl Formamide)를 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 상기에 제조예 1의 화학식 C의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85℃까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 냉각된 반응 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반응물을 100℃의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 L의 화합물(PN6)을 약 80중량%의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 L의 화합물에 대한 NMR 결과는 도 5에 기재하였다.
[화학식 L]
Figure pat00016
[화학식 M]
Figure pat00017
제조예 7. 화합물(CA)의 합성
하기 화학식 N의 화합물(CA)은 TCI(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)사의 시판 제품을 입수하여, 추가 정제 없이 사용하였다.
[화학식 N]
Figure pat00018
실시예 1.
DSC 분석을 통해 제조예 1의 화합물(PN1)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 1의 화합물(PN1)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
실시예 2.
DSC 분석을 통해 제조예 2의 화합물(PN2)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 2의 화합물(PN2)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
실시예 3.
DSC 분석을 통해 제조예 3의 화합물(PN3)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 3의 화합물(PN3)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
실시예 4.
제조예 1의 화합물(PN1) 및 제조예 4의 화합물(PN4)을 상기 제조예 4의 화합물(PN4) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 1의 화합물(PN1)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
실시예 5.
제조예 1의 화합물(PN1) 및 제조예 5의 화합물(PN5)을 상기 제조예 5의 화합물(PN5) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 1의 화합물(PN1)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
실시예 6.
제조예 1의 화합물(PN1) 및 제조예 6의 화합물(PN6)을 상기 제조예 6의 화합물(PN6) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 1의 화합물(PN1)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 1.
DSC 분석을 통해 제조예 4의 화합물(PN4)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 4의 화합물(PN4)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 2.
DSC 분석을 통해 제조예 5의 화합물(PN5)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 5의 화합물(PN5)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 3.
DSC 분석을 통해 제조예 6의 화합물(PN6)의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 제조예 6의 화합물(PN6)을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 4.
제조예 4의 화합물(PN4) 및 제조예 7의 화합물(CA)을 상기 제조예 4의 화합물(PN4) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 7의 화합물(CA)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 5.
제조예 5의 화합물(PN5) 및 제조예 7의 화합물(CA)을 상기 제조예 5의 화합물(PN5) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 7의 화합물(CA)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
비교예 6.
제조예 6의 화합물(PN6) 및 제조예 7의 화합물(CA)을 상기 제조예 6의 화합물(PN6) 1몰 당 약 0.2 몰의 상기 제조예 7의 화합물(CA)이 존재하도록 혼합하였다. 이어서, DSC 분석을 통해 상기 혼합물의 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인하였다. 또한 IR 경화 오븐을 이용하여 240℃에서 2 시간 동안 상기 혼합물을 경화시킨 물질에 대하여 TGA 분석을 통해 Td10% 및 800℃에서의 residue를 확인하였다.
상기 실시예 및 비교예의 측정 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
경화시작온도(Exothermal Onset Temperature) 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature) Td10% Residue at 800℃



실시예

 1 255 261 472 59.6
2 238 245 444 69
3 166 194 369 60.2
4 258 265 502 70
5 260 268 473 58.6
6 248 256 479 63.7



비교예

 1 - - 455 20.2
2 - - 422 7.3
3 - - 430 6.4
4 279 283 508 69.5
5 358 376 496 60.4
6 301 304 478 63.4
표 1에서 우선 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 결과를 비교하여 보면, 각각 단일 화합물인 상태에서도 실시예 1 내지 3의 경우 경화 피크가 확인되어, 경화 시작 온도(Exothermal Onset Temperature)와 최대 경화 반응 온도(Exothermal Maximum Temperature)를 확인할 수 있었던 반면, 비교예 1 내지 3에서는 450℃까지 온도를 상승시킨 상태에서도 경화 피크를 확인할 수 없었다. 또한, 실시예 1 내지 3의 경우, IR 경화 오븐 내에서의 경화 결과, 상대적으로 짧은 시간(2 시간) 내에도 가교 반응이 일어나서, 800℃에서의 residue가 60 내지 70%이고, 높은 내열성을 나타내었지만, 비교예 1 내지 3의 경우, 상기 경화 오븐에서 유지된 후에도 800℃에서의 residue가 6 내지 20% 수준이었다.
각각 비교예 1 내지 3의 화합물과 실시예 1의 화합물의 혼합물인 실시예 4 내지 6의 경우, DSC 확인 결과, 단독으로는 경화 반응이 진행되지 않았던 비교예 1 내지 3의 화합물의 경화가 일어난 것을 알 수 있었고, 이로 인하여 800℃에서의 residue가 60 내지 70%로 크게 향상되었다.
한편, 비교예 4 내지 6과 실시예 4 내지 6의 결과를 비교하면, 공지의 경화제인 제조예 7의 화합물(CA)이 적용된 비교예 4 내지 6 대비 제조예 1의 화합물(PN1)이 적용된 실시예 4 내지 6이 보다 낮은 온도에서 경화가 개시된 점을 확인하였고, 이를 통해 보다 속경화성이 우수한 점을 알 수 있었다.
이러한 결과로부터, 본 출원의 화합물의 사용을 통해 자체 경화성을 확보할 수 있고, 그를 통해 단분자 경화제 등을 도입할 경우에 발생하는 보이드(void) 문제 등을 피할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 특성으로부터 경화제 함량으로 인한 단량체 비율의 감소 등을 막아 더 높은 경화도를 확보할 수 있고, 이에 따라 열적, 기계적 물성 측면에서도 향상된 결과를 기대할 수 있으며, 경화 온도를 낮추고, 경화 시간도 단축하여 공정 시간 단축을 통해 생산성의 증대도 가져올 수 있다.

Claims (18)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00019

    화학식 1에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 적어도 1개의 아미노기 또는 히드록시기로 치환되어 있는 방향족 2가 라디칼이고, L, L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자, 황 원자 또는 -S(=O)2-이며, R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R1 내지 R5 중 적어도 2개는 시아노기이고, R6 내지 R10 중 적어도 2개는 시아노기이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 방향족 2가 라디칼은 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 화합물로부터 유래되는 2가 라디칼인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00020

    화학식 2에서 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R6 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, R1 내지 R6 중 적어도 하나는 히드록시기 또는 아미노기이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 방향족 2가 라디칼은 하기 화학식 3으로 표시되는 방향족 화합물로부터 유래되는 2가 라디칼인 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00021

    화학식 3에서 R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R8 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, R1 내지 R8 중 적어도 하나는 히드록시기 또는 아미노기이다.
  4. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 방향족 2가 라디칼은 하기 화학식 4로 표시되는 방향족 화합물로부터 유래되는 2가 라디칼인 화합물:
    [화학식 4]
    Figure pat00022

    화학식 4에서 R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기 또는 아미노기이되, R1 내지 R10 중 적어도 2개는 라디칼을 형성하고, L은 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자 또는 황 원자이며, R1 내지 R10 중 적어도 하나는 히드록시기 또는 아미노기이다.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 2에서 R1과 R4 또는 R1과 R3가 라디칼을 형성하고, 화학식 3에서 R1, R6, R7 및 R8 중 어느 하나와 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나가 라디칼을 형성하며, 화학식 4에서 R1 내지 R5 중 어느 하나와 R6 내지 R10 중 어느 하나가 라디칼을 형성하는 화합물.
  6. 제 2 항에 있어서, 화학식 2의 R1 내지 R6 중에서 화학식 1의 L과 공유 결합을 형성하는 치환기를 기준으로 메타 또는 파라 위치의 치환기가 히드록시기 또는 아미노기인 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 L은 단일 결합, 알킬렌기, 할로겐 원자로 치환된 알킬렌기, 알킬리덴기, 할로겐 원자로 치환된 알킬리덴기 또는 -S(=O)2-인 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 L1 및 L2가 산소 원자인 화합물.
  9. 제 1 항의 화합물 유래의 중합 단위를 포함하는 프탈로니트릴 수지.
  10. 제 1 항의 화합물을 포함하는 중합성 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 화학식 1의 화합물을 제외하고, 아민기 또는 히드록시기를 포함하는 화합물을 포함하지 않는 중합성 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서, 화학식 1의 화합물이 아닌 프탈로니트릴 화합물을 추가로 포함하는 중합성 조성물.
  13. 제 10 항의 중합성 조성물의 반응물인 프리폴리머.
  14. 제 9 항의 프탈로니트릴 수지 및 충전제를 포함하는 복합체.
  15. 제 1 항의 화합물을 포함하는 프탈로시아닌 염료의 전구체.
  16. 제 1 항의 화합물을 포함하는 형광 증백제의 전구체.
  17. 제 1 항의 화합물을 포함하는 포토그래피 증감제의 전구체.
  18. 제 1 항의 화합물로부터 유래된 산무수물.
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