KR20180083913A - 아민 및 환형 실록산 화합물의 부가물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물을 반응시킴으로써 제조된 부가물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 상기 아민 화합물은 1차 아민 기 및 2차 아민 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 2개 이상의 아민 기를 포함한다. 상기 환형 실록산 화합물은 환형 에터 잔기를 함유하는 2개 이상의 제1 실록산 잔기를 포함한다. 에폭시 조성물은 에폭시 수지, 및 상기 부가물을 포함하는 조성물을 반응시킴으로써 제조된다.
Description
본원은 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물을 반응시킴으로써 제조되는 화합물, 구체적으로 부가물에 관한 것이다. 또한, 본원은 이러한 부가물을 사용하여 제조된 에폭시 조성물에 관한 것이다.
실록산 화합물은 이들의 열적 안정성, 저온에서 가요성을 유지하는 능력, 및 표면에 소수성을 제공하는 능력에 대해 주지되어 있다. 따라서, 실록산 화합물을 에폭시 시스템 내로 혼입하는 것이 제안되었음은 놀랍지 않다. 이들 해결책은 취약성을 감소시키고 에폭시 시스템의 소수성을 증가시키기 위한 수단으로서 제안되었다. 이러한 해결책이 제안되었지만, 이들 해결책은 문제점이 없지 않았다. 실록산 화합물은 일반적으로 에폭시 수지 시스템에서 혼화성이 아니다. 따라서, 실록산 화합물을 이것이 첨가된 에폭시 시스템으로부터 상 분리하는 것이 가능하다. 이러한 상 분리가 발생하는 경우, 경화된 에폭시의 결함을 야기할 수 있다.
따라서, 에폭시 수지와 반응할 수 있고 다양한 에폭시 시스템에서 개선된 혼화성 또는 가용성을 나타내는 실록산계 화합물에 대한 필요성이 남아있다. 또한, 이러한 실록산계 화합물을 에폭시 수지와 반응시킴으로써 제조된 에폭시 생성물에 대한 필요성이 남아있다. 본원에 기재된 발명은 이러한 필요성을 충족시키려고 시도한다.
제1 실시양태에서, 본 발명은, 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물을 반응시킴으로써 제조된 부가물을 포함하는 조성물로서, (a) 아민 화합물은 1차 아민 기 및 2차 아민 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 2개 이상의 아민 기를 포함하고, (b) 환형 실록산 화합물은 2개 이상의 제1 실록산 잔기를 포함하되, 제1 실록산 잔기는 하기 화학식 I의 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 조성물을 제공한다:
[화학식 I]
상기 식에서,
R1은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2는 환형 에터 잔기를 포함하는 기이다.
하기 정의는 본원 전반에 걸쳐 사용되는 몇몇 용어를 정의하기 위해 제공된다.
본원에서 "치환된 알킬 기"라는 용어는, 알칸의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 알칸으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 알칸"이라는 용어는, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자(에터에서와 같이), 질소 원자(아민에서와 같이) 또는 황 원자(설파이드에서와 같이)에 의해 차단된다.
본원에서 "치환된 사이클로알킬 기"라는 용어는, 사이클로알칸의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 사이클로알칸으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 사이클로알칸"이라는 용어는, 포화된 일환형 및 다환형 탄화수소(측쇄를 포함하거나 포함하지 않음)로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자에 의해 차단된다.
본원에서 "알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 탄화수소)으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다.
본원에서 "치환된 알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 치환된 올레핀으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 올레핀"이라는 용어는, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체되고/되거나, (2) 상기 탄화수소의 탄소-탄소 쇄는 산소 원자(에터에서와 같이) 또는 황 원자(설파이드에서와 같이)에 의해 차단된다.
본원에서 "사이클로알켄일 기"라는 용어는, 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 환형 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 탄화수소)으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 환형 올레핀 중의 탄소 원자는 알킬 기 및/또는 알켄일 기로 치환될 수 있다.
본원에서 "치환된 사이클로알켄일 기"라는 용어는, 환형 올레핀의 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 환형 올레핀으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 환형 올레핀"이라는 용어는, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체된다.
본원에서 "헤테로사이클릴 기"라는 용어는, 헤테로환형 화합물의 환형 부분의 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 헤테로환형 화합물로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "헤테로환형 화합물"이라는 용어는, 2개 이상의 상이한 원소들의 원자로 구성된 고리 구조를 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 화합물로부터 유도된 화합물을 지칭한다. 이러한 헤테로환형 화합물은 또한 하나 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다.
본원에서 "치환된 헤테로사이클릴 기"라는 용어는, 화합물의 환형 부분의 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 헤테로환형 화합물로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 헤테로환형 화합물"이라는 용어는, 2개 이상의 상이한 원소들의 원자로 구성된 고리 구조를 갖는 비-방향족 일환형 및 다환형 화합물로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 환형 화합물의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 작용기(예컨대, 하이드록시 기, 알킬 기, 아릴 기, 헤테로아릴 기)로 대체된다. 이러한 치환된 헤테로환형 화합물은 또한 하나 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다.
본원에서 "치환된 아릴 기"라는 용어는, 고리 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 아렌으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 아렌"이라는 용어는, 일환형 및 다환형 방향족 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기)로 대체된다.
본원에서 "치환된 헤테로아릴 기"라는 용어는, 고리 탄소 원자로부터 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 아렌으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 헤테로아렌"이라는 용어는, 일환형 및 다환형 방향족 탄화수소로부터 유도된 화합물을 지칭하고, 이때 (1) 상기 탄화수소의 하나 이상의 수소 원자는 비-수소 원자(예컨대, 할로겐 원자) 또는 비-알킬 작용기(예컨대, 하이드록시 기)로 대체되고, (2) 상기 탄화수소의 하나 이상의 메타인 기(-C=)는 3가 헤테로 원자로 대체되고/되거나, 상기 탄화수소의 하나 이상의 비닐리덴 기(-CH=CH-)는 2가 헤테로 원자로 대체된다.
본원에서 "알칸다이일 기"라는 용어는, 알칸으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 알칸으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 알칸 상의 동일한 탄소 원자(에탄-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(에탄-1,2-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다.
본원에서 "치환된 알칸다이일 기"라는 용어는, 알칸으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 치환된 알칸으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 치환된 알칸 상의 동일한 탄소 원자(2-플루오로에탄-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(1-플루오로에탄-1,2-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다. 이러한 정의에서, "치환된 알칸"이라는 용어는, 치환된 알킬 기의 정의에서 상기 개시된 바와 같은 의미를 갖는다.
본원에서 "알켄다이일 기"라는 용어는, 올레핀으로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써, 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 올레핀(즉, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 탄화수소)으로부터 유도된 2가 작용기를 지칭한다. 이러한 수소 원자들은 올레핀 상의 동일한 탄소 원자(부트-2-엔-1,1-다이일에서와 같이) 또는 상이한 탄소 원자(부트-2-엔-1,4-다이일에서와 같이)로부터 제거될 수 있다.
본원에서 "아실 기"라는 용어는, 카복시산 기로부터 하이드록시 기를 제거함으로써, 알킬 카복시산으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "알킬 카복시산"이라는 용어는 하나 이상의 카복시산 기를 갖는 비환형 비분지쇄 및 분지쇄 탄화수소를 지칭한다.
본원에서 "치환된 아실 기"라는 용어는, 카복시산 기로부터 하이드록시 기를 제거함으로써, 치환된 알킬 카복시산으로부터 유도된 1가 작용기를 지칭한다. 이러한 정의에서, "치환된 알킬 카복시산"이라는 용어는, 치환된 알칸에 결합된 하나 이상의 카복시산 기를 갖는 화합물을 지칭하고, "치환된 알칸"이라는 용어는 치환된 알킬 기의 정의에서 상기한 바와 같이 정의된다.
본원에서 "실록시 기"라는 용어는 화학식 -[OSiRxRy]wRz 의 1가 작용기를 지칭하고, 이때 Rx, Ry 및 Rz는 독립적으로 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기, 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 변수 w는 1 이상의 정수이다. 바람직한 양태에서, Rx, Ry 및 Rz는 독립적으로 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고(예컨대, C1-C8 알킬 기), 변수 w는 1 내지 50, 더욱 바람직하게는 1 내지 20의 정수이다.
제1 실시양태에서, 본 발명은 하나 이상의 아민 화합물 및 하나 이상의 환형 실록산 화합물을 반응시킴으로써 제조된 부가물을 포함하는 조성물을 제공한다. 아민 화합물은 1차 또는 2차 아민 기를 포함하고, 환형 실록산 화합물은 아민 화합물에 존재하는 1차 또는 2차 아민 기와의 부가 반응에서 반응할 수 있는 작용기를 포함한다.
부가물의 제조에서 사용되는 아민 화합물은 임의의 적합한 아민 화합물일 수 있다. 바람직하게, 아민 화합물은 1차 아민 기 및 2차 아민 기로 이루어진 군으로부터 선택된 2개 이상의 아민 기를 포함한다. 적합한 아민 화합물은 비제한적으로 이소포론 다이아민, 다이에틸렌트라이아민, 트라이에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 다이프로프렌다이아민, 다이에틸아미노프로필아민, 헥사메틸렌다이아민, N-아미노에틸피페라진, 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아민), 2,2'-다이메틸-4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아민), 1,8-다이아민-p-멘탄, 자일렌다이아민(자일렌다이아민 삼량체를 포함함), 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산, 1,2-다이아미노벤젠(메타페닐렌 다이아민), 1,3-비스(아미노메틸)벤젠, 4,4'-메틸렌비스벤젠아민(4,4'-다이아미노다이페닐메탄), 4,4'-설폰일비스벤젠아민(4,4'-다이아미노다이페닐 설폰) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 다른 적합한 아민 화합물은 문헌["Handbook of Epoxy Resins" by Henry Lee and Kris Neville (McGraw Hill Book Company, 1982 reissue)], ["Protective Coatings Fundamental of Chemistry and Composition" by C. H. Hare (SSPC 1994)] 및 다른 참고문헌에 기재된 아민 경화제(curative)를 포함한다. 또한, 적합한 아민 화합물은 명칭 아라더(Aradur, 등록상표)(헌츠만 어드밴스드 머티리얼즈(Huntsman Advanced Materials)), 앤카민(Ancamine, 등록상표)(에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc.)) 및 에피큐어(EPIKURE)(모멘티브/헥시온(Momentive/Hexion)) 하에 상업적으로 판매 중이다.
상기에 언급한 바와 같이, 환형 실록산 화합물은 아민 화합물에 존재하는 아민 기와의 부가 반응에서 반응할 수 있는 작용기를 포함한다. 이들 작용기는 아민 기와의 반응을 수행할 수 있는 임의의 적합한 기일 수 있다. 바람직하게, 이들 작용기는 환형 에터이다. 바람직하게, 환형 실록산 화합물은 2개 이상의 환형 에터 잔기를 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 환형 실록산 화합물은 2개 이상의 제1 실록산 잔기를 포함한다. 제1 실록산 잔기는 하기 화학식 I의 구조에 따르는 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다:
[화학식 I]
화학식 I의 구조에서, R1은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R2는 환형 에터 잔기를 포함하는 기이다. 상기에 언급한 바와 같이, 제1 실록산 잔기는 언급된 기로부터 독립적으로 선택된다. 따라서, 환형 실록산 화합물에 존재하는 제1 실록산 잔기는 언급된 기로부터 선택된 상이한 치환기를 각각 포함할 수 있다.
하기 화학식 IZ의 구조는 제1 실록산 잔기만을 함유하는 환형 실록산 화합물을 도시한다:
[화학식 IZ]
화학식 IZ의 구조에서, 각각의 R1 및 R2는 화학식 I의 구조에서 상기에 언급된 다양한 기로부터 독립적으로 선택된다. 변수 c는 3 이상의 양의 정수이다. 바람직하게, 변수 c는 10 이하, 보다 바람직하게 8 이하, 가장 바람직하게 6 이하이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 환형 실록산 화합물은 제1 실록산 잔기에 더하여 하나 이상의 제2 실록산 잔기를 포함한다. 제2 실록산 잔기는 바람직하게 하기 화학식 X의 구조에 따르는 잔기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
[화학식 X]
화학식 X의 구조에서, R10은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R11은 알칸다이일 기 및 알켄다이일 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. R12는 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하기 화학식 IA의 구조는 상기에 기재된 제1 및 제2 실록산 잔기를 포함하는 환형 실록산 화합물의 예시적 구조를 도시한다. 화학식 IA의 구조는 하기와 같다:
[화학식 IA]
화학식 IA의 구조에서, 각각의 R1, R2, R10, R11 및 R12는 화학식 I 및 화학식 X의 구조에서 상기에 언급된 동일한 기로부터 독립적으로 선택된다. 변수 a는 환형 실록산 화합물에 존재하는 제1 실록산 잔기의 수를 나타내고 2 이상의 양의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. 변수 b는 환형 실록산 화합물에 존재하는 제2 실록산 잔기의 수를 나타내고 1 이상의 양의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게, 변수 a 및 b의 합은 3 이상, 보다 바람직하게 4 이상이다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 변수 a 및 b의 합은 10 이하, 보다 바람직하게 8 이하, 가장 바람직하게 6 이하(예를 들어 5 이하)이다. 간단함을 위해, 화학식 IA의 구조는, 환형 실록산 화합물에서 동일한 구조를 갖는 실록산 잔기를 함께 분류하여 블록 배열으로 환형 실록산 화합물을 도시한다. 환형 실록산은 이러한 블록 배열을 가질 수 있다. 그러나, 보다 통상적으로, 환형 실록산 화합물은 상이한 실록산 잔기가 환형 실록산 화합물의 각각의 분자에서 무작위적으로 배열된 무작위 배열을 가질 것이다. 화학식 IA의 구조는 화합물의 둘 다의 유형의 구조(블록 배열 및 무작위 배열)의 개략적 표현을 포함하고, 이러한 개략적 표현으로서 제공된다.
화학식 I, IA 및 IZ의 구조에서, R1은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 실시양태에서, R1은 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 예를 들어, 바람직한 실시양태에서, R1은 메틸 기이다.
상기에 언급한 바와 같이, 화학식 I, IA 및 IZ의 구조에서, R2는 환형 에터 잔기를 포함하는 기이다. 환형 에터 잔기는 임의의 적합한 수의 원자를 포함할 수 있고, 예컨대 3-원 에폭사이드 잔기, 4-원 옥세탄일 잔기, 5-원 테트라하이드로퓨란일 잔기 또는 6-원 테트라하이드로피란일 잔기이다. 바람직한 실시양태에서, R2는 에폭사이드 잔기를 포함한다. 또한, R2 기는 환형 에터 잔기에 부착된 임의의 적합한 선형 또는 환형 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, R2 기는 글리시딜 기(2,3-에폭시프로필 기)에서와 같이 환형 에터 잔기에 결합된 알칸다이일 잔기를 포함할 수 있다. 대안적으로, R2 기는 3,4-에폭시사이클로헥실 기에서와 같이 환형 에터 잔기와 융합된 고리 시스템을 형성하는 환형 잔기를 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, R2는 5,6-에폭시헥실 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, R2는 구조 -R5-O-R6에 따르는 기이되, R5는 알칸다이일 기이고, R6은 에폭사이드 잔기를 포함하는 기이다. 바람직한 실시양태에서, R5는 프로판-1,3-다이일 기이고, R6은 글리시딜 기이다.
화학식 X 및 IA의 구조에서, R10은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 실시양태에서, R10은 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, C1-C8 알킬 기가 특히 바람직하다. 예를 들어, 바람직한 실시양태에서, R10은 메틸 기이다.
화학식 X 및 IA의 구조에서, R11은 알칸다이일 기 및 알켄다이일 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. C1-C8 알칸다이일 기 및 C1-C8 알켄다이일 기가 바람직하나, 다른 적합한 알칸다이일 및 알켄다이일 기가 존재할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, R11은 C1-C8 알칸다이일 기이고, 이의 하나의 바람직한 예는 2-메틸에탄-1,2-다이일이다.
화학식 X 및 IA의 구조에서, R12는 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 실시양태에서, R12는 C6-C10 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이의 하나의 바람직한 예는 페닐 기이다.
따라서, 바람직한 실시양태에서, R1은 알킬 기(바람직하게 C1-C8 알킬 기)이고, R2는 에폭사이드 잔기를 포함하는 기이다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, R10은 알킬 기(바람직하게 C1-C8 알킬 기)이고, R11은 알칸다이일 기(바람직하게 C1-C8 알칸다이일 기)이고, R12는 아릴 기(바람직하게 C6-C10 아릴 기)이다. 따라서, 화학식 IA의 구조에 따르는 화합물의 하나의 특정한 바람직한 실시양태에서, R1은 알킬 기(바람직하게 C1-C8 알킬 기)이고, R2는 에폭사이드 잔기를 포함하는 기이고, R10은 알킬 기(바람직하게 C1-C8 알킬 기)이고, R11은 알칸다이일 기(바람직하게 C1-C8 알칸다이일 기)이고, R12는 아릴 기(바람직하게 C6-C10 아릴 기)이다. 보다 구체적인 바람직한 실시양태에서, R1은 메틸 기이고, R2는 -R5-O-R6의 구조에 따르는 기이고, R5는 프로판-1,3-다이일 기이고, R6은 글리시딜 기이고, R10은 메틸 기이고, R11은 2-메틸에탄-1,2-다이일 기이고, R12는 페닐 기이다.
환형 실록산 화합물은 임의의 적합한 비의 제1 실록산 잔기(즉, 화학식 I의 구조에 따르는 잔기) 및 제2 실록산 잔기(즉, 화학식 X의 구조에 따르는 잔기)를 함유할 수 있다. 바람직하게, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 1:9 이상이다. 보다 바람직하게, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 1:4 이상, 약 1:3 이상, 약 3:7 이상, 약 1:2 이상, 약 4:7 이상, 약 3:5 이상, 약 4:5 이상 또는 약 1:1 이상이다. 바람직하게, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 9:1 이하이다. 보다 바람직하게, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 4:1 이하, 약 3:1 이하, 약 7:3 이하, 약 2:1 이하, 약 7:4 이하 또는 약 5:3 이하이다. 따라서, 바람직한 실시양태의 시리즈에서, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 1:9 내지 약 9:1, 약 1:4 내지 약 4:1, 약 1:3 내지 약 3:1, 약 3:7 내지 약 7:3, 약 1:2 내지 약 2:1, 약 4:7 내지 약 7:4 또는 약 3:5 내지 약 5:3이다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 약 4:5 내지 약 7:4, 보다 바람직하게 약 1:1 내지 약 7:4(예를 들어 약 1:1 내지 약 5:3)이다. 상기에 기재된 환형 실록산 화합물에서 제1 실록산 잔기 대 제2 실록산 잔기의 비는 부가물을 제조하는 데 사용된 환형 실록산 화합물의 화합물의 집단 또는 무리의 평균을 나타낸다. 따라서, 부가물을 제조하는 데 사용된 개별적 분자는 상기 비에 포함되지 않는 제1 및 제2 실록산 잔기의 비를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 개별적 분자에 대한 비는 부가물을 제조하는 데 사용된 모든 다른 분자에 대한 비와 함께 평균 낼 때, 부가물을 제조하는 데 사용된 분자의 전체 집단 또는 무리에 대한 평균 비는 바람직하게 상기에 기재된 범위 중 하나에 속한다.
부가물을 제조하는 데 사용된 환형 실록산 화합물은 임의의 적합한 수의 실록산 잔기를 함유할 수 있다. 일반적으로, 환형 실록산 화합물은 3개 이상의 실록산 잔기를 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물 중 약 90% 이상은 4개의 실록산 잔기 또는 5개의 실록산 잔기를 함유한다.
특정 실시양태에서, 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물은 상기에 기재된 제1 및 제2 실록산 잔기 이외의 실록산 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 환형 실록산 화합물은 하기 화학식 V의 구조에 따르는 하나 이상의 실록산 잔기를 포함할 수 있다:
[화학식 V]
화학식 V의 구조에서, R5 및 R6은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 바람직한 실시양태에서, R5 및 R6은 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되되, C1-C20 알킬 기가 특히 바람직하다. 예를 들어, 바람직한 실시양태에서, R5 및 R6 중 하나는 C1-C8 알킬 기, 바람직하게 메틸 기이고, R5 및 R6 중 하나는 C10-C20 알킬 기(예를 들어 C12 알킬 기)이다. 환형 실록산 화합물이 화학식 V의 구조에 따르는 실록산 잔기를 함유하는 경우, 환형 실록산 화합물 중 실록산 잔기의 총 개수는 바람직하게 상기에 기재된 범위 중 하나에 속한다.
부가물을 제조하는 데 사용된 반응 혼합물은 상기에 기재된 것에 더하여 다른 실록산 화합물을 함유할 수 있다. 예를 들어, 환형 실록산 화합물은 상이한 실록산 화합물의 혼합물을 포함하는 실록산 조성물에 존재할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 실록산 조성물에 존재하는 다른 실록산 화합물은 환형 실록산 화합물 또는 비환형 실록산 화합물일 수 있다.
예를 들어, 실록산 조성물은 제2 실록산 잔기만을 함유하는 환형 실록산 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 환형 실록산 화합물은 하기 화학식 XA의 구조에 따를 것이다:
[화학식 XA]
화학식 XA의 구조에서, 각각의 R10, R11 및 R12는 화학식 X의 구조에서 상기에 언급된 다양한 기로부터 독립적으로 선택된다. 변수 d는 3 이상의 양의 정수이다. 바람직하게, 변수 d는 10 이하, 보다 바람직하게 8 이하, 가장 바람직하게 6 이하이다.
바람직하게, 실록산 조성물은 제2 실록산 잔기만을 포함하는 환형 실록산 화합물을 과량으로 함유하지 않는다. 바람직한 실시양태에서, 실록산 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물 중 약 10% 이하가 제2 실록산 잔기만을 함유한다. 다르게 말하면, 이러한 바람직한 실시양태에서, 실록산 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물 중 약 10% 이하가 화학식 XA의 구조에 따른다.
바람직한 실시양태에서, 실록산 조성물은 하기 화학식 L의 구조에 따르는 하나 이상의 비환형 실록산 화합물을 포함한다:
[화학식 L]
화학식 L의 구조에서, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R60, R61 및 R62는 알킬 기, 실록시 기 및 R2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 기 R2는 상기 화학식 I의 구조에서 논의된 바와 같다. 보다 바람직하게, R51, R52, R53, R60, R61 및 R62는 알킬 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R54, R55, R56, R57, R58 및 R59는 알킬 기, 실록시 기 및 R2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게, 알킬 기는 C1-C8 알킬 기로 이루어진 군, 보다 바람직하게 C1-C4 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 가장 바람직하게 메틸 기이다. 바람직하게, 실록시 기는 트라이메틸실록시 기이다. 변수 m, n 및 p는 0 내지 5의 정수, 보다 바람직하게 0 내지 3의 정수로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 변수 m, n 및 p의 합은 바람직하게 1 내지 5, 보다 바람직하게 1 내지 3이다. 바람직하게, R51, R52, R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R60, R61 및 R62 중 하나 이상은 R2 기이다. 보다 바람직하게, R54, R55, R56, R57, R58 및 R59 중 하나 이상은 R2 기이다. 이러한 실시양태에서, 나머지 기는 바람직하게 알킬 기, 보다 바람직하게 메틸 기이다.
조성물에 존재하는 경우, 비환형 실록산 화합물은 실록산 조성물에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 임의의 특정 이론에 한정하고자 하는 것은 아니나, 비환형 실록산 화합물의 존재는 실록산 조성물의 점도 제어를 보조하여 취급 및 아민 화합물 혼입을 적합하게 만들어 부가물을 제조하는 것으로 이해된다. 따라서, 실록산 조성물에 존재하는 비환형 실록산 화합물의 양은 적어도 부분적으로 실록산 조성물의 목적되는 점도에 따라 좌우될 수 있다. 바람직하게, 비환형 실록산 화합물은 실록산 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물의 몰량의 약 1% 이상의 양으로 실록산 조성물에 존재한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 비환형 실록산 화합물은 실록산 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물의 몰량의 약 5% 이상, 약 6% 이상, 약 7% 이상 또는 약 8% 이상의 양으로 실록산 조성물에 존재한다. 바람직하게, 비환형 실록산 화합물은 실록산 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물의 몰량의 약 20% 이하의 양으로 실록산 조성물에 존재한다.
상기에 기재되고 부가물을 제조하는 데 사용되는 환형 실록산 화합물 및 조성물은 임의의 적합한 방법 또는 공정에 의해 제조될 수 있다. 하나의 방법에서, 환형 실록산 화합물 및 조성물은 환형 하이드로실록산과 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 화합물(예컨대 알켄 또는 알킨)의 수소규소화를 통해 제조된다.
상기에 기재된 수소규소화 반응에서, 환형 하이드로실록산 화합물은 하기 화학식 XX의 구조에 따르는 하나 이상의 실록산 잔기를 포함한다:
[화학식 XX]
화학식 XX의 구조에서, R1은 화학식 I의 구조의 설명에서 상기에 언급된 기로부터 선택된다. 환형 하이드로실록산 화합물은 바람직하게 화학식 XX의 구조에 따르는 3개 이상(보다 바람직하게 4개 이상)의 실록산 잔기를 포함한다. 하기 화학식 XXA의 구조는 이러한 환형 하이드로실록산 화합물의 예시적 구조를 도시한다:
[화학식 XXA]
화학식 XXA의 구조에서, 각각의 R1은 화학식 I의 구조의 설명에서 상기에 언급된 기로부터 독립적으로 선택된다. 변수 g는 환형 하이드로실록산 화합물에 존재하는 실록산 잔기의 수를 나타낸다. 변수 g는 3 이상의 양의 정수이다. 이러한 수소규소화 반응에서, 하나 초과의 환형 하이드로실록산 화합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 반응물의 환형 하이드로실록산 화합물 부분은 화학식 XX의 구조에 따르는 잔기를 포함하는 여러 상이한 환형 하이드로실록산(예컨대 환형 하이드로트라이실록산, 환형 하이드로테트라실록산, 환형 하이드로펜타실록산 및 환형 하이드로헥사실록산)의 혼합물일 수 있다. 실제로, 이러한 환형 하이드로실록산을 함유하는 상업적으로 입수가능한 출발 물질은 보통 상이한 환형 하이드로실록산 화합물의 혼합물이다. 또한, 이러한 출발 물질은 소량의 비환형 하이드로실록산 화합물을 함유할 수 있으나, 이러한 비환형 하이드로실록산 화합물의 함량은 바람직하게, 바람직하지 않은 부반응을 최소화시키고 수소규소화 반응으로부터의 환형 실록산 화합물의 수율을 최대화시키기 위해 비교적 적다.
상기에 언급된 바와 같이, 환형 하이드로실록산 화합물은 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물 및 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물과 반응한다. 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물은 화학식 XX의 구조에 따르는 실록산 잔기 중 하나와 반응하여 실록산 잔기의 규소 원자와 비환형 불포화 탄소-탄소 결합의 탄소 원자 사이에 결합을 형성한다. 이러한 반응은 화학식 X의 구조에 따르는 실록산 잔기를 생성한다. 다르게 말하면, 실록산 잔기의 수소가 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물과 반응하여 화학식 X의 구조에 -R11-R12 기를 생성한다. 따라서, 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물은 임의의 적합한 알켄 또는 알킨 화합물일 수 있고, 이는 실록산 잔기의 수소와 반응하여 상기에 언급된 기로부터 선택된 -R11-R12 기를 생성한다. 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물은 화학식 XX의 구조에 따르는 또 다른 실록산 잔기와 반응하여 실록산 잔기의 규소 원자와 비환형 불포화 탄소-탄소 결합의 탄소 원자 사이에 결합을 형성한다. 이러한 반응은 화학식 I의 구조에 따르는 실록산 잔기를 생성한다. 다르게 말하면, 실록산 잔기의 수소가 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물과 반응하여 화학식 I의 구조에 R2 기를 생성한다. 따라서, 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물은 임의의 적합한 알켄 또는 알킨 화합물일 수 있고, 이는 실록산 잔기의 수소와 반응하여 상기에 언급된 기로부터 선택된 R2 기를 생성한다.
환형 하이드로실록산 화합물 및 하나 이상의 불포화 탄소-탄소 결합을 함유하는 화합물은 적합한 촉매, 예컨대 백금 촉매의 존재 하에 수소규소화 반응으로 반응한다. 다양한 수소규소화 촉매가 문헌에 기재되어 있다. US 6,030,919(루이스(Lewis))는 일반적으로 수소규소화 반응에서 사용하기에 적합한 백금 촉매를 기재한다. 적합한 산업용 촉매는 비제한적으로 스파이어(Speier) 촉매(2-프로판올 중의 클로로백금산), 애쉬비(Ashby) 촉매(백금 (0)-사이클로비닐메틸실록산 착물) 및 칼스테트(Karstedt) 촉매(백금 (0) 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물)를 포함한다. 또한, 문헌은 산화 백금(문헌[Nicolas Sabourault at al., Organic Letters, 4, 13, p.2117 - 2119, (2002)]) 및 백금 카르벤 착물을 효과적인 수소규소화 촉매로서(문헌[Istvan E. Marko et al., Science 298, p.204, (2002)]) 언급한다. 또한, 다양한 다른 금속 촉매, 예컨대 팔라듐, 로듐, 루테늄 또는 이리듐을 함유하는 것이 수소규소화에 대해 유효한 것으로 공지되어 있다(문헌[M.A. Brook, "Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry," pp. 401, John Wiley & Sons, 2000]). 또한, 최근 작업은 수소규소화가 비-귀금속의 금속 착물에 의해 또한 효과적으로 촉진될 수 있음을 입증하였다(예를 들어 US 9,073,950 참조). 바람직한 실시양태에서, 수소규소화 촉매는 애쉬비 촉매 및 스파이어 촉매로 이루어진 군으로부터 선택된다.
환형 하이드로실록산 화합물은 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 및 제2 화합물과 임의의 적합한 순서로 반응할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 제1 및 제2 화합물 둘 다를 동시에 첨가하는 것이 상기 화학식 I 또는 화학식 X의 구조에 따르는 실록산 잔기만을 함유하는 상당한 양의 환형 실록산 화합물의 제조를 야기할 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 환형 실록산 화합물의 많은 양의 존재는, 화합물이 에폭시 시스템 내에서의 반응성(이는 환형 에터 잔기에 의해 제공됨) 및 에폭시 수지 중에서 혼화성 또는 개선된 가용성(이는 -R11-R12 기에 의해 제공됨)의 바람직한 조합을 나타내지 않을 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 하나의 잠재적 실시양태에서, 환형 하이드로실록산 화합물의 수소규소화는 먼저 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물을 서서히 첨가함으로써 수행된다. 이어서, 제1 화합물의 첨가 후에, 제조된 중간체와 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물의 제어된 반응이 뒤따른다. 예를 들어, 제조된 중간체(환형 하이드로실록산 화합물, 및 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물의 반응에 의해 제조됨)는 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물을 함유하는 반응 매질에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물은 중간체(환형 하이드로실록산 화합물, 및 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물의 반응에 의해 제조됨)를 포함하는 반응 매질에 첨가될 수 있다. 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 및 제2 화합물의 이러한 순차적인 제어된 반응은, 화학식 I의 구조에 따르는 실록산 잔기 및 화학식 X의 구조에 따르는 실록산 잔기의 조합을 함유하는 비교적 높은 백분율의 환형 실록산 화합물을 포함하는 생성물을 제조하는 것으로 밝혀졌다.
상기 방법의 바람직한 실시양태에서, 환형 하이드로실록산 화합물은 먼저 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물과 반응한다. 이러한 수소규소화 반응 후에, 비환형 하이드로실록산 화합물이 제1 수소규소화 반응에 의해 제조된 생성물에 첨가된다. 비환형 하이드로실록산 화합물의 첨가 후에, 제조된 환형 및 선형 하이드로실록산 화합물의 혼합물이 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물과 반응한다. 바람직하게, 이러한 반응은 환형 및 선형 하이드로실록산 화합물의 혼합물(즉, 비환형 하이드로실록산 화합물, 및 환형 하이드로실록산 화합물과 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제1 화합물 사이의 반응의 생성물을 함유하는 혼합물)을 비환형 불포화 탄소-탄소 결합을 포함하는 제2 화합물을 함유하는 반응 상에 서서히 첨가함으로써 수행된다. 상기에 언급된 바와 같이, 제2 화합물과 환형 하이드로실록산 화합물의 반응은 제조된 환형 실록산 화합물에 화학식 I의 구조에 따르는 실록산 잔기를 생성한다. 유사하게, 제2 화합물은 비환형 하이드로실록산 화합물과 반응하여 화학식 I의 구조와 관련하여 상기에 기재된 바와 같이 R2 기를 함유하는 하나 이상의 실록산 잔기를 생성한다. 상기 화학식 L의 구조에 따르는 비환형 실록산 화합물은 이러한 반응에 의해 제조된 비환형 실록산 화합물의 예이다. 임의의 특정 이론에 한정하고자 하는 것은 아니나, 하나 이상의 이러한 실록산 잔기를 함유하는 비환형 실록산 화합물이 바람직한데, 이는 에폭시 시스템에 사용된 경화제와 반응할 것이기 때문이다. 실록산 화합물이 경화제와 반응하는 경우, 비환형 실록산 화합물은 경화된 에폭시 내로 혼입될 것이고 경화된 에폭시로부터 침출되거나 추출되지 않을 것이다.
이러한 반응에 사용된 비환형 하이드로실록산 화합물은 임의의 적합한 비환형 하이드로실록산 화합물일 수 있다. 바람직하게, 비환형 하이드로실록산 화합물은 하기 화학식 LXX의 구조에 따르는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
[화학식 LXX]
화학식 LXX의 구조에서, R71, R72, R73, R74, R75, R76, R77, R78, R79, R80, R81 및 R82는 수소, 알킬 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 보다 바람직하게, R71, R72, R73, R70, R71 및 R72는 알킬 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R74, R75, R76, R77, R78 및 R79는 수소, 알킬 기 및 실록시 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게, 알킬 기는 C1-C8 알킬 기, 보다 바람직하게 C1-C4 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 가장 바람직하게 메틸 기이다. 바람직하게, 실록시 기는 트라이메틸실록시 기이다. 변수 q, r 및 s는 0 내지 5의 정수, 보다 바람직하게 0 내지 3의 정수로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 변수 q, r 및 s의 합은 바람직하게 1 내지 5, 보다 바람직하게 1 내지 3이다. 바람직하게, R71, R72, R73, R74, R75, R76, R77, R78, R79, R80, R81 및 R82 중 하나 이상은 수소이다. 보다 바람직하게, R74, R75, R76, R77, R78 및 R79 중 하나 이상은 수소이다. 이러한 실시양태에서, 나머지 기는 바람직하게 알킬 기, 보다 바람직하게 메틸 기이다.
아민 화합물 및 환형 실록산 화합물(또는 환형 실록산 화합물을 포함하는 실록산 조성물)은 임의의 적합한 상대적 양으로 반응하여 부가물을 포함하는 조성물을 제조할 수 있다. 바람직하게, 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물은 화학양론적으로 과량의 아민 화합물과 함께 반응할 수 있다. 본 발명에 있어서, 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물(또는 환형 실록산 화합물을 함유하는 실록산 조성물)의 상대적 양을 각각 아민 수소 당량 및 에폭시 당량에 대해 표현하는 것이 편리하다. 바람직하게, 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물은 아민 화합물의 아민 수소 당량 대 환형 실록산 화합물의 에폭시 당량의 비가 약 3:1 이상이도록 하는 양으로 함께 반응한다. 보다 바람직하게, 아민 화합물의 아민 수소 당량 대 환형 실록산 화합물의 에폭시 당량의 비는 약 4:1 이상, 약 6:1 이상, 약 8:1 이상 또는 약 10:1 이상이다. 환형 실록산 화합물이 추가적 실록산 화합물을 포함하는 실록산 조성물에 존재하는 경우, 상기 비는 바람직하게 실록산 조성물에 존재하는 모든 실록산 화합물로부터의 총 에폭시 당량을 사용하여 계산된다(즉, 상기 비는 아민 화합물의 아민 수소 당량 대 실록산 조성물의 총 에폭시 당량의 비이다).
본 발명의 부가물 및 조성물(즉, 부가물을 포함하는 조성물)은 에폭시 조성물의 제조에서 특히 유용한 것으로 생각된다. 부가물의 제조에서 사용된 환형 실록산 화합물은 환형 실록산 화합물 없이 제조된 유사한 에폭시 시스템에 비해 에폭시 조성물의 가요성을 개선할 수 있고, 환형 실록산 화합물은 환형 실록산 화합물 없이 제조된 유사한 에폭시에 비해 경화된 에폭시의 내수성 및 열적 안정성을 증가시킬 수 있다. 그러나, 이러한 환형 실록산 화합물은 특정 에폭시 수지 내에서 불량한 가용성 또는 혼화성을 나타낼 수 있다. 가용성 또는 혼화성의 부족은, 이러한 환형 실록산 화합물이 에폭시 수지로부터 상 분리되고 에폭시 시스템 내에서 비연속적 상을 형성하는 것을 야기할 수 있다. 환형 실록산 화합물의 이러한 상 분리는 에폭시 조성물의 물리적 외관에 부정적으로 영향을 미칠 수 있고(즉, 경화된 에폭시가 탁하거나 뿌연 외관을 나타낼 수 있다), 불량한 분산 및/또는 환형 실록산 화합물의 경화된 에폭시 조성물로의 불완전한 반응 때문에 에폭시 조성물의 물리적 특성에도 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 이러한 환형 실록산 화합물을 아민 화합물과 반응시켜 부가물을 형성하는 것이 이러한 환형 실록산 화합물의 에폭시 조성물 내로의 혼입을 용이하게 할 수 있음을 놀랍게도 발견하였다. 특히, 본 발명자들은 본 발명의 부가물/조성물을 에폭시 수지에 첨가하는 것이 에폭시 조성물의 시각적 외관을 실질적으로 개선할 수 있음을 발견하였다(즉, 환형 실록산 화합물 및 아민 화합물을 에폭시 수지에 직접 첨가함으로부터 야기된 에폭시의 탁하거나 뿌연 외관의 감소 또는 제거).
따라서, 제2 실시양태에서, 본 발명은 에폭시 수지를 제1 실시양태의 조성물(즉, 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물의 부가물을 포함하는 조성물)과 반응시킴으로써 제조된 에폭시 조성물을 제공한다. 에폭시 수지와 반응한 조성물은 본 발명의 제1 실시양태와 관련하여 상기에 기재된 임의의 조성물(임의의 부가물을 함유함)일 수 있다.
임의의 적합한 에폭시 수지는 상기에 기재된 에폭시 수지 조성물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 적합한 에폭시 수지는 문헌["Handbook of Epoxy Resins" by Henry Lee and Kris Neville (McGraw Hill Book Company, 1982 reissue)], ["Protective Coatings Fundamental of Chemistry and Composition" by C. H. Hare (SSPC 1994)] 및 다른 참고문헌에 기재되어 있다. 적합한 에폭시 수지는 비제한적으로 비스페놀 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 글리시딜 에폭시 수지(예를 들어 지방족 글리시딜 에터 및 에스터 및 지환족 글리시딜 에터), 지환족 에폭사이드, 글리시딜아민 에폭시 수지 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 에폭시 수지는 비스페놀 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 글리시딜 에폭시 수지, 지환족 에폭사이드, 글리시딜아민 에폭시 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 에폭시 수지의 구체적 예는 다작용성 페놀 노볼락 에폭시 수지(페놀 노볼락과 에피클로로하이드린의 반응에 의해 합성됨) 크레졸 노볼락 에폭시 수지 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지를 포함한다. 상업적으로 입수가능한 다작용성 글리시딜 에터 에폭시 수지의 예는 상표명 에폰(Epon) 1050, 에폰 160, 에폰 164, 에폰 1031, 에폰 SU-2.5, 에폰 SU-3 및 에폰 SU-8(헥시온 스페셜티 케미컬즈(Hexion Specialty Chemicals, 미국 오하이오주 콜럼버스 소재)로부터 입수가능함)을 갖는 에폭시 수지를 포함한다. 또한, 상업적으로 입수가능한 다작용성 글리시딜 에터 에폭시 수지의 예는 다우 케미컬 컴패니(Dow Chemical Co., 미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 입수가능한 에폭시 수지의 "DEN" 시리즈를 포함한다.
조성물에 사용하기에 적합한 비스페놀 에폭시 수지는 비제한적으로 하기 화학식 CCC의 구조에 따르는 것을 포함한다:
[화학식 CCC]
화학식 CCC의 구조에서, R300 및 R301은 수소, 알킬 기, 할로알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. R102 및 R103은 할로겐, 알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 변수 m 및 n은 0, 1 및 2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다; 변수 p는 0 및 1 내지 50의 정수, 보다 바람직하게 0 및 1 내지 25의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이들 에폭시 수지의 적합한 상업적 예는 모멘티브(과거 헥시온)로부터(상표 "에폰"), 더 다우 케미컬 컴패니로부터(상표 "D.E.R.") 및 헌츠만 코포레이션 어드밴스드 머티리얼즈 비즈니스 유닛으로부터(상표 "아랄다이트(Araldite)") 입수가능하다. 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터인 적합한 에폭시 수지의 예는 비제한적으로 하기 상표를 갖는 것을 포함한다: 에폰 수지 825, 826 및 828(헥시온 스페셜티 케미컬즈로부터 입수가능함); D.E.R. 330, 331 및 332 수지(다우 케미컬 컴패니로부터 입수가능함); 및 아랄다이트 GY 6008, GY 6010 및 GY 2600 수지(시바 스페셜티 케미컬즈(Ciba Specialty Chemicals, 미국 뉴욕주 테리타운 소재)로부터 입수가능함). 비스페놀 F의 다이글리시딜 에터인 적합한 에폭시 수지의 예는 비제한적으로 하기 상표를 갖는 것을 포함한다: 에폰 수지 862 수지(헥시온 스페셜티 케미컬즈로부터 입수가능함); 및 아랄다이트 GY 281, GY 282, GY 285, PY 306 및 PY 307 수지(시바 스페셜티 케미컬즈로부터 입수가능함).
조성물에서 사용하기에 적합한 노볼락 에폭시 수지는 비제한적으로 하기 화학식 CCCX의 구조에 따르는 것을 포함한다:
[화학식 CCCX]
화학식 CCCX의 구조에서, R310은 할로겐, 알킬 기, 할로알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 변수 q는 0, 1 및 2로 이루어진 군으로부터 선택되고; 변수 r은 0 내지 50의 정수, 보다 바람직하게 0 내지 25의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이들 수지의 적합한 상업적 예는 더 다우 케미컬 컴패니로부터 상표 "D.E.N.(상표)" 하에 및 헌츠만 코포레이션 어드밴스드 머티리얼즈 비즈니스 유닛으로부터 상표 "아랄다이트" 하에 입수가능하다.
또한, 적합한 에폭시 수지는 다이사이클로펜타다이엔 및 페놀의 중축합으로부터 유도된 것을 포함하고, 이 에폭시 수지는 하기 화학식 CCCXV의 구조에 따른다:
[화학식 CCCXV]
화학식 CCCXV의 구조에서, 변수 s는 0 내지 50의 정수, 보다 바람직하게 0 내지 25의 정수로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이들 수지의 적합한 상업적 예는 헌츠만 케미컬(Huntsman Chemical, 미국 미시간주 이스트 랜싱 소재)로부터 상표 "탁틱스(Tactix)", 예컨대 탁틱스 756 및 탁틱스 556 에폭시 수지 하에 입수가능하다.
조성물에 사용하기에 적합한 지환족 글리시딜 에터 에폭시 수지는 비제한적으로 하기 화학식 CCCXX의 구조에 따르는 것을 포함한다:
[화학식 CCCXX]
화학식 CCCXX의 구조에서, R320 및 R321은 수소, 알킬 기, 할로알킬 기 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 이들 물질의 적합한 상업적 예는 씨브이씨 써모셋 스페셜티즈(CVC Thermoset Specialties)로부터 상표 "에팔로이(Epalloy, 상표)" 하에 입수가능하거나 뉴 재팬 케미컬 컴패니 리미티드(New Japan Chemical Company, Ltd.)로부터 상표 "리카레진(Rikaresin) HBE-100" 하에 입수가능하고 아데카 유에스에이 코포레이션(Adeka USA Corporation)으로부터 상표 "아데카 레진(Adeka Resin) 4080" 하에 입수가능한 것으로 생각된다.
본 발명의 에폭시 조성물에 사용하기에 적합한 에폭시 수지의 추가적 예는 글리시딜 아민 에폭시 수지를 포함한다. 글리시딜 아민 에폭시 수지의 적합한 예는 비제한적으로 트라이글리시딜-p-아미노페놀(4-글리시딜옥시-N,N-다이글리시딜아닐린으로도 공지됨), N,N,N,N-테트라글리시딜-4,4-메틸렌비스 벤질아민(4,4'-메틸렌비스(N,N-다이글리시딜아닐린)으로도 공지됨) 및 N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일렌다이아민을 포함한다. 글리시딜 아민 에폭시 수지의 적합한 상업적 예는 비제한적으로 씨브이씨 써모셋 스페셜티즈로부터 입수가능한 ERISYS(상표) GE 수지 및 미츠비시 가스 케미컬 컴패니 인코포레이티드(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)로부터 입수가능한 TETRAD(등록상표) X 수지를 포함한다.
에폭시 수지는 임의의 적합한 에폭시 당량을 가질 수 있다. 바람직하게, 에폭시 수지는 약 170 내지 약 500 g/당량, 약 170 내지 약 350 g/당량 또는 약 170 내지 약 250 g/당량의 에폭시 당량을 갖는다. 에폭시 수지는 약 1.5 내지 약 10의 평균 작용성을 가질 수 있다.
에폭시 조성물을 제조하기 위해, 에폭시 수지, 및 부가물을 포함하는 조성물은 임의의 적합한 양으로 합해질 수 있다. 전형적으로, 에폭시 수지 및 조성물은 (부가물을 제조하는 데 사용된 에폭시 수지 및 에폭시-함유 실록산 화합물 둘 모두의) 총 에폭시 당량 대 (부가물을 제조하는 데 사용된 아민 화합물의) 아민 수소 당량의 비가 약 1:2 내지 약 5:1이도록 하는 양으로 함께 반응한다. 바람직하게, 총 에폭시 당량 대 총 아민 수소 당량의 비는 약 1:2 내지 약 2:1, 보다 바람직하게 약 2:3 내지 약 3:2, 가장 바람직하게 약 1:1이다.
본 발명의 에폭시 조성물은 다양한 적용례에 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 에폭시는 페인트 또는 코팅, 예컨대 열적 절연성 코팅, 부식 방지 코팅, 고온 저항성 코팅, 내화학성 코팅, 릴리즈(release) 코팅, 릴리즈 라이너(release liner), 물(예를 들어 해수)과 접촉하는 표면에 대한 방오 코팅, 마모 방지 코팅, 및 섬유, 나무, 종이 등에 대한 가요성 방수 코팅으로서 사용될 수 있다. 또한, 이러한 에폭시는 방수, 가요성 및/또는 개선된 인성이 목적되는 대량 적용례에서 사용될 수 있다. 에폭시에 대해 적합한 대량 적용례는 비제한적으로 봉합재, 임베딩 수지, 전자 기기 보호 코팅, 전기 장치 또는 전기 절연체 방수 코팅 또는 포팅(potting), 소리 완충재, 발포 에폭시(예컨대 절연, 완충, 소리 완충 및 신태닉 발포제(syntactic foam)에 사용되는 것), 캐스트 또는 몰딩된 에폭시 부분, 충전된 에폭시(예를 들어 유리 섬유 또는 유리 마이크로스피어로 충전된 에폭시) 및 에폭시계 회로판을 포함한다. 또한, 본 발명의 조성물 및/또는 환형 실록산 화합물을 사용하여 제조된 에폭시는 접착제에서 사용될 수 있다. 이러한 에폭시 접착제는, 나무, 플라스틱 및/또는 금속 라미네이트, 회로판에 회로 소자를 부착시킴, 및 에폭시계 접착제가 전형적으로 사용되는 다른 적용례에 사용될 수 있다.
하기 실시 예는 상기에 기재된 주제를 추가로 설명하지만, 물론 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예
1
본 실시예는 본 발명에 따른 부가물을 포함하는 조성물의 제조를 설명한다.
1,3,5,7-테트라키스(2,1-에탄다이일-3,4-에폭시사이클로헥실)-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산(CAS 번호 121225-98-7)(약 5.69 g, 0.0077 mol, 0.0309 에폭시 당량)을 이소포론 다이아민(알드리치(Aldrich), 혼합된 이성질체)(14.50 g, 0.085 mol, 0.341 아민 수소 당량) 및 페놀(가속화제로서 첨가됨, 0.24 g)과 배합하였다. 제조된 혼합물을 약 80℃의 온도에서 약 20시간 동안 가열하였다. 제조된 투명한 호박색-황색 액체(부가물 1)는 원래 혼합물에 비해 점도가 약간 증가하였다. 1,3,5,7-테트라키스(2,1-에탄다이일-3,4-에폭시사이클로헥실)-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산은 메탄올에 가용성이지 않았으나, 부가물 1은 메탄올에 완전히 가용성이었고, 메탄올의 첨가 즉시 투명한 용액을 즉시 형성하였다.
부가물 1의 샘플을 메탄올에 용해시키고, 약 0.1%(v/v)의 포름산을 첨가하였다. 제조된 용액을 액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC-MS) 및 직접 전자 분무 이온화를 사용하여 분석하여 부가물 1에 존재하는 상이한 분자 종을 특징지었다. LC-MS 분석에 사용된 이동상은 메탄올 및 물로 구성되었다. 이동상의 구배 및 흐름률이 하기 표 1에 제시된다.
| 시간 (분) | 흐름률 (mL/분) | 메탄올의 부피% | 물의 부피% |
| 초기 | 0.400 | 20 | 80 |
| 0.80 | 0.400 | 20 | 80 |
| 15.00 | 0.400 | 95 | 5 |
| 20.00 | 0.400 | 95 | 5 |
| 20.10 | 0.400 | 20 | 80 |
| 24.00 | 0.400 | 20 | 80 |
LC-MS 분석으로부터 수득된 질량 피크는 부가물 1이 환형 실록산 화합물 및 아민 화합물의 반응에 의해 제조된 부가물을 함유하였음을 나타냈다. 예를 들어, 강한 피크가 1463의 질량에서 관찰되었고, 이는 포르메이트 이온과 짝을 이룬 테트라 부가물(즉, 환형 실록산 화합물의 하나의 분자와 반응한 4개의 이소포론 다이아민 분자, 1418의 예측된 질량을 가짐)로서 이해되었다. 또한, 강한 피크가 2 또는 3개의 이소포론 다이아민 분자와 하나의 환형 실록산 화합물의 분자의 반응으로부터 야기된 부가물에 부합하는 질량에서 관찰되었다.
실시예
2
본 실시예는 본 발명에 따른 부가물을 포함하는 조성물의 제조, 및 에폭시 조성물의 제조에서 이러한 조성물의 용도를 설명한다.
4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아민)(PACM)(약 114.52 g)을 실록산 조성물(약 54.53 g)과 합하였다. 실록산 조성물은 환형 실록산 화합물 및 비환형 실록산 화합물의 혼합물로 구성되었다. 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물 대부분은 4 또는 5개의 실록산 잔기를 함유하였다. 또한, 조성물에 존재하는 환형 실록산 화합물 대부분은, R1이 메틸이고 R2가 -R5-O-R6이고 R5가 프로판-1,3-다이일 기이고 R6이 글리시딜인 화학식 I의 구조에 따르는 2개 이상의 실록산 잔기를 함유하였다. 합한 후에, PACM 및 실록산 조성물을 24시간 동안 혼합하고 반응시켜 부가물(부가물 2)을 형성하였다. (PACM의) 아민 수소 당량 대 (실록산 조성물의) 에폭시 당량의 비가 약 12.14:1이었다.
제조된 부가물을 여러 에폭시 수지와 혼합하고 약 70℃의 온도에서 약 16시간 동안 경화하여 경화된 에폭시 조성물(샘플 2A 내지 2C)을 제조하였다. 각각의 이들 에폭시 조성물을 제조하는 데 사용한 제형을 하기 표 2에 나열하였다.
| 샘플 | 부가물 2의 양 | 추가적 PACM의 양 | 수지 | 수지의 양 | 경화 후 시각적 외관 |
| 2A | 45.07 g | 0 g | 에폰 828 | 100.03 g | 투명 |
| 2B | 23.25 g | 1.12 g | 에팔로이 8240 | 50.63 g | 투명 |
| 2C | 23.25 g | 0.78 g | 에팔로이 8280 | 50.97 g | 투명 |
또한, 비교의 목적을 위해, 경화된 에폭시 조성물을, 동일한 상대적 양의 PACM 및 환형 실록산 조성물을 에폭시 수지에 첨가하여 제조하였다(비교용 샘플(C.S.) 2A 내지 2C). 각각의 이들 에폭시 조성물을 제조하는 데 사용된 제형을 하기 표 3에 나열하였다.
| 샘플 | 실록산 조성물의 양 | PACM의 양 | 수지 | 수지의 양 | 경화 후 시각적 외관 |
| C.S . 2A | 15.00 g | 31.57 g | 에폰 828 | 103.46 g | 반투명 |
| C.S . 2B | 7.50 g | 16.87 g | 에팔로이 8240 | 50.63 g | 불투명 |
| C.S . 2C | 7.50 g | 16.53 g | 에팔로이 8280 | 50.97 g | 불투명 |
표 2 및 3의 데이터의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 부가물을 사용하여 제조된 에폭시 조성물은 PACM 및 환형 실록산 조성물의 직접 첨가에 의해 제조된 에폭시 조성물과 비교되는 대단히 개선된 시각적 외관을 나타냈다. 이러한 개선된 시각적 외관은 이들 경화된 에폭시 조성물을 다양한 적용례에 사용하기에 적합하게 만들 뿐만 아니라, 이는 환형 실록산 조성물이 경화된 에폭시 조성물 내에 보다 양호하게 분산되고 혼입됨의 지표이기도 하다. 이러한 개선된 분산 및 혼입은 본 발명의 에폭시 조성물(샘플 2A 내지 2C)이 비교용 에폭시 조성물에 비해 개선된 물리적 특성을 나타냄을 의미한다.
실시예
3
본 실시예는 본 발명에 따른 부가물을 포함하는 조성물의 제조, 및 에폭시 조성물의 제조에서 이러한 조성물의 용도를 설명한다.
1,3-비스(아미노메틸)벤젠(MXDA)(약 114.52 g)을 실시예 2에 사용된 동일한 실록산 조성물(약 50 g)과 합하였다. 합한 후에, MXDA 및 실록산 조성물을 24시간 동안 혼합하고 반응시켜 부가물(부가물 3)을 형성하였다. (MXDA의) 아민 수소 당량 대 (실록산 조성물의) 에폭시 당량의 비가 약 8.82:1이었다.
제조된 부가물을 여러 에폭시 수지와 혼합하고 약 70℃의 온도에서 약 16시간 동안 경화하여 경화된 에폭시 조성물(샘플 3A 내지 3D)을 제조하였다. 각각의 이들 에폭시 조성물을 제조하는 데 사용된 제형을 하기 표 4에 나열하였다.
| 샘플 | 부가물 3의 양 | 추가적 MXDA의 양 | 수지 | 수지의 양 | 경화 후 시각적 외관 |
| 3A | 2.95 g | 0 g | 에폰 828 | 7.04 g | 투명 |
| 3B | 2.60 g | 0 g | 에팔로이 8240 | 7.41 g | 투명 |
| 3C | 3.05 g | 0 g | 에팔로이 8280 | 6.94 g | 투명 |
| 3D | 3.03 g | 0 g | 에팔로이 8280 | 6.97 g | 탁함 |
또한, 비교의 목적을 위해, 경화된 에폭시 조성물을, 동일한 상대적 양의 MXDA 및 환형 실록산 조성물을 에폭시 수지에 첨가하여 제조하였다(비교용 샘플(C.S.) 3A). 이러한 에폭시 조성물을 제조하는 데 사용된 제형을 하기 표 5에 나열하였다.
| 샘플 | 실록산 조성물의 양 | MXDA의 양 | 수지 | 수지의 양 | 경화 후 시각적 외관 |
| C.S . 3A | 1.50 g | 1.48 g | 에폰 828 | 7.03 g | 불투명 |
표 4 및 5의 데이터의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 부가물을 사용하여 제조한 에폭시 조성물은 PACM 및 환형 실록산 조성물의 직접 첨가에 의해 제조된 에폭시 조성물과 비교하여 대단히 개선된 시각적 외관을 나타냈다. 실제로, 모든 샘플은 시각적으로 투명하였으나, 샘플 3D만이 약간 탁한 외관을 나타냈다. 이러한 개선된 시각적 외관은 이들 경화된 에폭시 조성물을 다양한 적용례에 사용하기에 적합하게 만들 뿐만 아니라, 이는 환형 실록산 조성물이 경화된 에폭시 조성물 내로 보다 양호하게 분산되고 혼입됨의 지표이기도 하다. 이러한 개선된 분산 및 혼입은 본 발명의 에폭시 조성물(샘플 3A 내지 3D)이 비교용 에폭시 조성물에 비해 개선된 물리적 특성을 나타냄을 의미한다.
본원에 인용된 공보, 특허출원 및 특허를 포함한 모든 참고문헌은, 각각의 참고문헌이 개별적이고 구체적으로 참조로서 인용됨을 나타내고 이들의 전체 내용이 본원에 설명된 바와 동일한 정도로 본원에 참조로서 인용된다.
본원의 대상발명을 개시함과 관련하여(특히 하기 청구범위와 관련하여) 단수형 용어 및 유사한 지시어의 사용은 본원에서 달리 지적되거나 문맥상 명백히 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는", "갖는", "구성하는" 및 "함유하는"이란 용어는 달리 나타내지 않는 한 개방형 용어(즉 "비제한적으로 포함하는"을 의미하는)로서 해석되어야 한다. 본원에서 값의 범위의 인용은 본원에서 달리 나타내지 않는 한 단지 상기 범위 내에 있는 각각의 별도의 값을 개별적으로 지칭하는 속기 방법으로서 제공되고, 각각의 별도의 값은 상기 값이 본원에서 개별적으로 인용되는 것처럼 명세서에 인용된다. 본원에 개시된 모든 방법은 본원에서 달리 나타내거나 문맥상 달리 명백히 반박되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 발명에 제공된 모든 예, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본원의 대상발명을 보다 양호하게 설명하고자 하는 것이고 달리 청구되지 않는 한 상기 대상발명의 범위에 대한 제한을 주장하는 것은 아니다. 명세서의 언어를, 임의의 특허청구되지 않은 요소를 본 발명에 개시된 대상발명의 실시에 필수적인 것으로서 나타내는 것으로 해석해서는 안 된다.
본원의 대상발명의 바람직한 양태를, 특허청구된 주제를 수행하기 위해 본 발명자들에게 공지된 최선의 방식을 포함하여 본원에 개시한다. 상기 바람직한 양태의 변화는 상기 명세서의 판독시 당업자에게 자명해질 수 있다. 본 발명자들은 당업자가 상기한 바와 같은 변화를 적합하게 사용할 것으로 예상하고, 본 발명자들은 본원에 개시된 대상발명을 본원에 구체적으로 개시된 것과는 다르게도 실시하고자 한다. 따라서, 본원은 적용가능한 법에 의해 허가시 본원에 첨부된 청구범위에 인용된 대상발명의 모든 변형 및 등가물을 포함한다. 또한, 상술한 요소의 모든 가능한 변화의 임의의 조합은 본원에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 달리 명백히 반박되지 않는 한 본원에 포함된다.
Claims (13)
- 아민 화합물 및 환형 실록산 화합물을 반응시킴으로써 제조된 부가물을 포함하는 조성물로서, (a) 아민 화합물은 1차 아민 기 및 2차 아민 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 2개 이상의 아민 기를 포함하고, (b) 환형 실록산 화합물은 2개 이상의 제1 실록산 잔기를 포함하되, 제1 실록산 잔기는 하기 화학식 I의 구조를 갖는 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 조성물:
[화학식 I]
상기 식에서,
R1은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2는 환형 에터 잔기를 포함하는 기이다. - 제1항에 있어서,
R2가 에폭사이드 잔기를 포함하는, 조성물. - 제2항에 있어서,
R2가 5,6-에폭시헥실 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제2항에 있어서,
R2가 -R5-O-R6의 구조를 갖는 기이되, R5는 알칸다이일 기이고, R6은 에폭사이드 잔기를 포함하는 기인, 조성물. - 제4항에 있어서,
R5가 프로판-1,3-다이일 기이고, R6이 글리시딜 기인, 조성물. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
R1이 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물. - 제6항에 있어서,
R1이 메틸 기인, 조성물. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
환형 실록산 화합물이 하나 이상의 제2 실록산 잔기를 포함하되, 제2 실록산 잔기는 하기 화학식 X의 잔기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 조성물:
[화학식 X]
상기 식에서,
R10은 알킬 기, 치환된 알킬 기, 사이클로알킬 기, 치환된 사이클로알킬 기, 알켄일 기, 치환된 알켄일 기, 사이클로알켄일 기, 치환된 사이클로알켄일 기, 헤테로사이클릴 기, 치환된 헤테로사이클릴 기, 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R11은 알칸다이일 기 및 알켄다이일 기로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R12는 아릴 기, 치환된 아릴 기, 헤테로아릴 기 및 치환된 헤테로아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. - 제8항에 있어서,
R10이 알킬 기이고, R11이 알칸다이일 기이고, R12가 아릴 기인, 조성물. - 제9항에 있어서,
R10이 메틸 기이고, R11이 2-메틸에탄-1,2-다이일 기이고, R12가 페닐 기인, 조성물. - 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
환형 실록산 화합물이 2개 이상의 제2 실록산 잔기를 포함하는, 조성물. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
환형 실록산 화합물이 4 내지 8개의 실록산 잔기를 포함하는, 조성물. - 에폭시 수지 및 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 조성물을 반응시킴으로써 제조된 에폭시 조성물.
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