KR20220105640A - 에폭시드-무수물 시스템에 대한 첨가제로서 peo-ppo-peo 삼블록 공중합체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경화성 수지 조성물, 상기 경화성 수지 조성물을 사용하는 경화된 조성물의 제조 방법, 및 이러한 방법에 의해 제조되는 물품, 특히 성형 부품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 경화성 수지 조성물, 이러한 경화성 수지 조성물을 사용하는 경화된 조성물의 제조 방법, 및 이러한 방법에 의해 제조되는 물품, 특히 성형 부품에 관한 것이다.
자동차의 경량 구조는 자동차 산업에서 점점 더 중요해지고 있으며, 특히 탄소 섬유 강화 플라스틱 재료 (CFRP) 로 제조된 성형 부품은 자동차 산업으로부터 수요가 증가하고 있다. 이러한 성형 부품은, 예를 들어 제동 동안에 고온에 노출되는 림의 형태로 설치된다. 결과적으로, 수지가 경화된 상태에서 매우 높은 유리 전이 온도 Tg 를 갖는 상응하는 성형 부품의 제조에 매트릭스 수지를 사용하는 것이 필수적이며, 그렇지 않으면 방열성 보호 래커를 적용해야 하고, 이는 제조 공정을 훨씬 더 복잡하게 만들기 때문이다. 이러한 이유로, 에폭시드-무수물 시스템을 기반으로 하는 매트릭스 수지는, 이들이 상응하는 가교의 경우에 높은 유리 전이 온도를 갖기 때문에, 바람직하게 사용된다.
상기에서 언급한 시스템의 충격 인성을 증가시키기 위해서, 유연화제 또는 강인화제가 통상적으로 반응성 수지 혼합물에 첨가된다. 그러나, CTNB (카르복실 말단화된 부타디엔 니트릴) 또는 CSR (코어-쉘 고무) 입자 형태의 통상적인 유연화제 또는 강인화제는 경화된 생성물의 유리 전이 온도 Tg 를 낮추며, 또한 이들을 탁하고 변색된 것처럼 보이게 한다.
US 8,927,677 B2 는 상응하는 경화된 물품의 유리 전이 온도 및 인성을 모두 증가시킬 수 있는 경화성 에폭시 수지 조성물에 대한 강인화제로서, 고분자량 (> 7,000) 을 갖는 폴리올의 사용을 개시하고 있다. 더욱이, 경화성 중합체성 매트릭스 시스템에 대한 강인화제로서, 다블록 공중합체 형태, 예를 들어 이-, 삼- 또는 사블록 공중합체 형태의 다양한 혼합 폴리에테르의 사용이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, WO 2016/179063 A1 은 인성을 증가시키기 위해서, 양친매성 폴리알킬렌 에테르계 블록 공중합체가 첨가되는 폴리에스테르계 열가소성 중합체 혼합물을 개시하고 있다. 또한, 투명한 생성물의 가능성이 언급된다. EP 2 110 397 A1 은 양친매성 블록 공중합체를 이소시아네이트와 반응시켜 수득되고, 경화된 에폭시 수지 조성물의 충격 강도를 증가시키며, 동시에 적어도 유리 전이 온도에 부정적인 영향을 미치지 않는 충격 인성 개질제의 사용을 개시하고 있다. 상업용 PPO-PBO 이블록 공중합체는 투명하고 무색의 경화된 생성물을 형성하지만, 이들은 경화된 생성물의 유리 전이 온도 또는 인성에 긍정적인 영향을 미치지 않는다.
결과적으로, 높은 유리 전이 온도 (DSC (시차 주사 열량계) 중간점 ≥ 200 ℃) 및 인성 (K1c 값 ≥ 0.8) 을 모두 가지며, 가능한 한 투명하고 무색인 경화된 물품을 생성하는 에폭시계 수지 조성물이 여전히 필요하다.
본 발명은 에폭시 수지 무수물 시스템에서 통상적인 강인화제 대신에, 전체 중합체에서 특정한 최소 총 몰 질량 및 특정한 질량 분율의 EO 기를 갖는 양친매성 PEO (폴리에틸렌) - PPO (폴리프로필렌) - PEO (폴리에틸렌) 삼블록 공중합체를 사용함으로써, 경화된 상태에서 높은 유리 전이 온도 및 인성을 가지며, 동시에 우수한 광학적 특성, 즉, 투명성 및 대략적인 무색성을 가지는 경화성 제제가 수득될 수 있다는 본 발명자들의 발견에 기초한다.
그러므로, 제 1 양태에 있어서, 본 발명은 하나 이상의 에폭시 수지 성분 및 하나 이상의 경화 성분을 포함하며, 추가로 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 하기의 단계를 포함하는, 경화된 조성물의 제조 방법을 개시한다:
(1) 본원에서 기술한 바와 같은 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
(2) 수지 조성물을 경화시켜 경화된 조성물을 수득하는 단계.
또다른 양태에 있어서, 본 발명은 본원에서 기술한 바와 같은 방법에 의해 수득 가능한 경화된 조성물에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "적어도 하나" 는 1 또는 그 이상, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그 이상을 지칭한다. 본원에서 기술한 촉매 조성물의 구성 요소와 관련하여, 이 정보는 분자의 절대량이 아니라, 구성 요소의 유형을 지칭한다. 그러므로, "하나 이상의 에폭시드" 는, 예를 들어 하나 이상의 상이한 에폭시드, 즉, 하나 이상의 상이한 유형의 에폭시드를 의미한다. 명시된 양과 함께, 명시된 양은 상기에서 정의한 바와 같은 상응하는 지정된 유형의 구성 요소의 총량을 지칭한다.
수치와 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같은, "약" 또는 "대략" 은 참조 수치 ± 10 %, 바람직하게는 ± 5 % 를 나타낸다.
달리 명시하지 않는 한, 본 명세서에서 나타낸 분자량은 수 평균 분자량 (Mn) 에 관한 것이다. 수 평균 분자량은 용리액으로서 THF 를 사용하여 DIN 55672-1:2007-08 에 따라서 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다. 달리 나타낸 경우를 제외하고, 표시된 모든 분자량은 GPC 에 의해 결정된 것이다.
본원에서 기술한 액체 조성물의 점도는, 조성물이 펌핑 가능하고, 예를 들어 섬유 강화 플라스틱 부품에 사용되는 바와 같이 섬유 재료를 습윤 및 함침시킬 수 있을 정도로 특히 충분히 낮다. 다양한 구현예에 있어서, 반응 혼합물은 100 ℃ 의 온도에서 < 100 mPas 의 점도를 가진다. 점도를 결정하기 위해서, 적합한 믹서를 사용하여 실온에서 수지 혼합물을 제조하고, 25 mm 의 직경, 0.05 mm 의 갭 및 100 s 의 회전시 전단 속도를 갖는 플레이트/플레이트 레오미터 상에서, 점도는 6 K/min 의 가열 속도로 온도를 증가시켜 결정된다.
본 발명은 하나 이상의 에폭시 수지 성분 및 하나 이상의 경화 성분을 포함하며, 또한 추가로 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명의 일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 > 6,000 및 바람직하게는 > 12,000 의 분자량을 가진다. 따라서, 본 발명에 따라서 사용되는 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는, 예를 들어 그리고 제한적인 것으로 이해하려는 의도 없이, 6,025, 6,050, 6,100, 6,125, 6,150, 6,175, 6,200, 6,250, 6,300, 6,400, 6,500, 7,000, 7,500, 8,000, 9,000, 10,000, 11,000, 12,000, 13,000, 14,000, 15,000, 16,000, 17,000, 18,000, 19,000 또는 20,000 의 전체 분자량을 가진다.
또다른 구현예에 있어서, 본원에서 기술한 바와 같이 사용되는 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 삼블록 중합체의 전체 몰 질량에서 에틸렌 옥사이드 단량체의 특정한 몰 질량 분율을 특징으로 한다. 그러므로, 일부 구현예에 있어서, PEO 블록 중합체의 몰 질량 분율은 50 % 이상이다. 상응하게, PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체에서 PEO 블록 중합체의 몰 질량 분율은 50 %, 51 %, 52 %, 53 %, 54 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 % 또는 95 % 일 수 있다. 또다른 구현예에 있어서, PEO 블록 중합체의 몰 질량 분율은 50 % - 90 %, 바람직하게는 50 % - 85 %, 및 보다 바람직하게는 50 % - 80 % 이다.
상업적으로 입수 가능한, 적합한 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체의 예는 Pluronic F68, Pluronic PE 6800, Synperonic PE/F68, Pluronic F77, Pluronic F87, Synperonic PE/F87, Pluronic F88, Pluronic F98, Pluronic P105, Pluronic PE 10500, Pluronic F108, Synperonic PE/F108, Pluronic F127 및 Synperonic PE/F127 을 포함한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 전형적으로 본원에서 기술한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를, 수지 조성물의 총 중량에 대해서 5-20 wt.% 의 범위, 바람직하게는 7-18 wt.% 의 범위 및 보다 바람직하게는 10-15 wt.% 의 범위의 양으로 함유한다. 본원에서 기술한 바와 같이, PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 개별 성분으로서, 또는 이들의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.
원칙적으로, 본원에서 기술한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 하기에서 정의하는 바와 같은 에폭시 수지 성분의 구성 요소로서, 또는 하기에서 정의하는 바와 같은 경화 성분의 구성 요소로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기에서 언급한 2 가지 성분의 구성 요소로서 본원에서 기술한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 사용할 가능성이 또한 존재한다. 그러나, 바람직하게는 본원에서 기술한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 경화 성분에 혼입되는데, 그 이유는 본원에서 기술한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 함유하는 에폭시 수지 성분에 비해서, 이것이 개선된 저장 안정성을 초래하고, 이 경우 증가된 저장 안정성은 현저하게 감소된 결정화 속도 및 또한 감소된 황변을 나타내기 때문이다.
따라서, 일부 바람직한 구현예에 따르면, 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체는 경화 성분의 구성 요소로서 본 발명에 따른 수지 조성물에 함유된다.
본원에서 정의한 바와 같은 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 포함하는 수지 조성물은 경화되어, 광학적 및 기계적 특성의 특히 유리한 조합을 갖는 물품을 형성할 수 있다. 상응하는 경화된 생성물은 높은 인성 (K1c 값 ≥ 0.8) 및 높은 유리 전이 온도 (DSC 중간점 ≥ 200 ℃) 를 특징으로 하며, 동시에 투명하고 무색이다.
본 발명에 따르면, 수지 조성물은 또한 하나 이상의 에폭시 수지 성분을 포함한다. 적합한 에폭시 수지 성분은 하기에서 기술하는 바와 같은 하나 이상의 에폭시드 화합물을 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 에폭시 수지는 에폭시드기 함유 단량체, 예비중합체 및 중합체, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이하에서는 에폭시드 또는 에폭시드기 함유 수지라고도 한다. 적합한 에폭시드기 함유 수지는 특히 분자 당 1 내지 10 개, 바람직하게는 2 내지 10 개의 에폭시드기를 갖는 수지이다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "에폭시드기" 는 1,2-에폭시드기 (옥시란) 를 지칭한다.
본원에서 사용 가능한 에폭시 수지는 다양할 수 있으며, 통상적이고 상업적으로 입수 가능한 에폭시 수지를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 개별적으로 또는 2 개 이상의 상이한 에폭시 수지의 조합으로 사용될 수 있다. 에폭시 수지를 선택할 때, 최종 생성물의 특성 뿐만 아니라, 점도 및 가공성에 영향을 미치는 다른 특성과 같은 에폭시 수지의 특성도 중요하다.
폴리에폭시드의 에폭시드 당량은 75 내지 50,000, 바람직하게는 170 내지 5,000 으로 다양할 수 있다. 원칙적으로, 폴리에폭시드는 포화, 불포화, 시클릭 또는 비시클릭, 지방족, 시클로지방족, 방향족 또는 헤테로시클릭 폴리에폭시드 화합물일 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 하나 이상의 에폭시 수지 성분은 시클로지방족 에폭시 수지를 포함한다.
적합한 시클로지방족 에폭시드의 예는 하기 화학식에 나타낸 바와 같이, 탄소 고리의 2 개의 인접한 탄소 원자에 결합된 에폭시드 산소 원자를 갖는 포화 탄화수소 고리를 가지는 화합물이다:
(식 중, R 은 연결기이며, n 은 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 4, 및 더욱 바람직하게는 2 내지 3 의 정수이다). 이들은 n 이 2 이상인 경우, 디- 또는 폴리에폭시드이다. 이러한 시클로지방족 에폭시 수지는 대략 95 내지 250, 특히 100 내지 150 의 에폭시드 당량 중량을 가질 수 있다. 모노-, 디- 및/또는 폴리에폭시드의 혼합물이 사용될 수 있다.
적합한 시클로지방족 에폭시드의 또다른 예는 특히 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 옥살레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스-(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸) 아디페이트 및 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 피멜레이트와 같은 디카르복실산의 시클로지방족 에스테르의 에폭시드이다. 또다른 적합한 시클로지방족 에스테르의 디에폭시드는, 예를 들어 US-A-2750395 에 기재되어 있다.
또다른 적합한 시클로지방족 에폭시드는, 예를 들어 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실) 아디페이트 및 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-1-메틸시클로헥산 카르복실레이트이다. 또다른 적합한 시클로지방족 에폭시드는, 예를 들어 US-A-2890194 에 기재되어 있다.
일부 구현예에 따르면, 하나 이상의 에폭시 수지 성분은 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 옥살레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스-(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 피멜레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실) 아디페이트, 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-1-메틸시클로헥산 카르복실레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 에폭시 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 수지 조성물에 사용하기에 적합한 다른 폴리에폭시드는, 예를 들어 알칼리의 존재하에서 에피클로로히드린 또는 에피브로모히드린을 폴리페놀과 반응시킴으로써 제조되는 폴리글리시딜 에테르를 포함한다. 이에 적합한 폴리페놀은, 예를 들어 레소르시놀, 피로카테콜, 하이드로퀴논, 비스페놀 A (비스-(4-히드록시페닐)-2,2-프로판), 비스페놀 F (비스(4-히드록시페닐)메탄), 비스(4-히드록시페닐)-1,1-이소부탄, 4,4'-디히드록시벤조페논, 비스(4-히드록시페닐)-1,1-에탄 및 1,5-히드록시나프탈린이다. 폴리글리시딜 에테르에 대한 베이스로서 적합한 다른 폴리페놀은 페놀과 노볼락 수지 유형의 포름알데히드 또는 아세트알데히드의 공지의 축합 생성물이다.
원칙적으로 적합한 다른 폴리에폭시드는 폴리알코올 또는 디아민의 폴리글리시딜 에테르이다. 이들 폴리글리시딜 에테르는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 또는 트리메틸올프로판과 같은 폴리알코올로부터 유도된다.
다른 폴리에폭시드는 폴리카르복실산의 폴리글리시딜 에스테르, 예를 들어 글리시돌 또는 에피클로로히드린과 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 테레프탈산 또는 이량체 지방 산과 같은 지방족 또는 방향족 폴리카르복실산의 반응 생성물이다.
다른 적합한 에폭시 수지는 선행 기술에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌 [Lee H. & Neville, K., Handbook of Epoxy Resins, McGraw-Hill Book Company, 1982 reprint] 에서 확인할 수 있다.
다른 에폭시드는 올레핀성 불포화 시클로지방족 화합물의 에폭시화 생성물로부터 유도되거나, 또는 천연 오일 및 지방으로부터 유도된다.
의도된 용도에 따라, 조성물은 유연화 수지를 추가로 함유하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 또한 에폭시 수지일 수 있다. 카르복실-말단화된 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체 (CTBN) 및 비스페놀 A 의 디글리시딜 에테르를 기반으로 하는 액체 에폭시 수지의, 그 자체적으로 공지된 부가물은 유연화 에폭시 수지로서 사용될 수 있다. 구체적인 예는 B.F. Goodrich 로부터의 Hycar CTBN 1300 X8, 1300 X13 또는 1300 X15 와 액체 에폭시 수지의 반응 생성물이다. 더욱이, 아미노-말단화된 폴리알킬렌 글리콜 (Jeffamine) 의 반응 생성물은 또한 과량의 액체 폴리에폭시드와 함께 사용될 수 있다. 원칙적으로, 메르캅토 관능성 예비중합체 또는 액체 티오콜 중합체의 반응 생성물은 또한 유연화 에폭시 수지로서 과량의 폴리에폭시드와 함께 본 발명에 따라서 사용될 수 있다. 그러나, 중합체성 지방 산, 특히 이량체 지방 산과 에피클로로히드린, 글리시돌 또는 특히 비스페놀 A 의 디글리시딜 에테르 (DGBA) 의 반응 생성물이 매우 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 또한 하나 이상의 경화 성분을 포함한다.
일부 구현예에 따르면, 하나 이상의 경화 성분은 하나 이상의 무수물 경화제를 포함한다.
적합한 무수물계 경화제의 예는 노르보르넨계 디카르복실산 무수물이다. 적합한 노르보르넨계 디카르복실산 무수물은 하기 화학식으로 표시된다:
(식 중, 각각의 R 은 독립적으로 히드로카르빌, 할로겐, 또는 불활성적으로 치환된 히드로카르빌을 나타내고; z 는 0 내지 8 의 정수, 바람직하게는 0 내지 2 의 정수, 특히 0 내지 1 의 정수이며; R2 는 존재하는 경우, 알킬기, 바람직하게는 메틸기를 나타낸다). 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "불활성적으로 치환된" 은, 치환기가 에폭시 수지와 반응하고 에폭시 수지를 경화시키는 무수물 기의 능력에 악영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. z 가 1 이상인 경우, 바람직하게는 하나 이상의 R2 기는 위치 5 에서 탄소 원자에 결합된다. 노르보르넨계 디카르복실산 무수물에서, 디카르복실산 무수물 기는 엑소 또는 엔도 형태일 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 2 개의 이성질체 및 2 개의 이성질체의 혼합물이 원칙적으로 적합하다. 본원에서 기술한 바와 같은 노르보르넨계 디카르복실산 무수물의 바람직한 예는 비시클로[2.2.1]-5-헵텐-2,3-디카르복실산 무수물, 즉, z 가 0 인 상기에서 언급한 구조의 무수물, 및 비시클로[2.2.1]-메틸헵트-5-엔-2,3-디카르복실산 무수물, 즉, R2 가 메틸이고, z 가 1 이며, 메틸기가 바람직하게는 위치 5 에서 탄소 원자에 결합된 상기에서 언급한 구조의 무수물이다. 일부 구현예에 따르면, 본원에서 기술한 수지 조성물의 하나 이상의 경화 성분은 하나 이상의 무수물 경화제를 포함하며, 상기 하나 이상의 무수물 경화제는 비시클로[2.2.1]-5-헵텐-2,3-디카르복실산 무수물, 비시클로[2.2.1]-메틸헵트-5-엔-2,3-디카르복실산 무수물, 및 이들의 혼합물에서 선택된다. 다른 적합한 무수물계 경화제는 포화 노르보르넨계 디카르복실산 무수물이다. 이들은 상기에서 언급한 구조로부터 유도되며, 상기 노르보르넨 골격에서의 이중 결합은 수소화된다.
또다른 무수물 경화제는 지방족 무수물, 예컨대 헥사하이드로프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물, 및 이들의 혼합물; 뿐만 아니라, 방향족 무수물, 예컨대 프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 및 이들의 혼합물이다. 특히 적합한 무수물 경화제는 헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물, 및 이들의 혼합물이다. 또다른 적합한 무수물 경화제는 스티렌과 말레산 무수물 및 스티렌과 공중합 가능한 다른 무수물과의 공중합체이다.
바람직한 구현예에 따르면, 본원에서 기술한 수지 조성물의 하나 이상의 경화 성분은 하나 이상의 무수물 경화제를 포함하며, 상기 하나 이상의 무수물 경화제는 헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물, 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
또한, 구아니딘, 치환된 구아니딘, 치환된 우레아, 멜라민 수지, 구아나민 유도체, 시클릭 3차 아민, 방향족 아민, 및/또는 이들의 혼합물은 열 활성화 가능한 또는 잠재적인 경화제로서 사용될 수 있다. 이 경우, 경화제는 화학 양론적으로 경화 반응에 관여할 수 있다. 그러나, 이들은 또한 촉매 효과를 가질 수 있다. 치환된 구아니딘의 예는 메틸구아니딘, 디메틸구아니딘, 트리메틸구아니딘, 테트라메틸구아니딘, 메틸이소비구아니딘, 디메틸이소비구아니딘, 테트라메틸이소비구아니딘, 헥사메틸이소비구아니딘, 헵타메틸이소비구아니딘, 및 보다 특히 시아노구아니딘 (디시안디아미드) 이다. 적합한 구아나민 유도체의 예는 알킬화된 벤조구아나민 수지, 벤조구아나민 수지 또는 메톡시메틸-에톡시메틸벤조구아나민을 포함한다. 단일 성분, 열-경화 성형체의 경우, 선택 기준은 수지 시스템에서의 실온에서 이들 물질의 낮은 용해도이며, 따라서 고체의, 미세하게 분쇄된 경화제가 이 경우에 바람직하다. 디시안디아미드가 특히 적합하다. 따라서, 열-경화성 성형체의 양호한 저장 안정성이 보장된다.
상기에서 언급한 경화제 외에도 또는 그 대신에, 촉매 효과를 갖는 치환된 우레아가 사용될 수 있다. 이들은 특히 p-클로로페닐-N,N-디메틸우레아 (모누론), 3-페닐-1,1-디메틸우레아 (페누론) 또는 3,4-디클로로페닐-N,N-디메틸우레아 (디우론) 이다. 원칙적으로, 촉매 효과를 갖는 3차 아크릴 또는 알킬 아민, 예를 들어 벤질디메틸아민, 트리스(디메틸아미노)페놀, 피페리딘 또는 피페리딘 유도체를 사용하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 이들은 종종 접착제 시스템에서 너무 가용성이어서, 단일 성분 시스템은 적절하게 저장 안정하지 않다. 또한, 다양한, 바람직하게는 고체의 이미다졸 유도체가 촉매 효과를 갖는 촉진제로서 사용될 수 있다. 언급될 수 있는 예는 2-에틸-2-메틸이미다졸, N-부틸이미다졸, 벤즈이미다졸 및 N-C1-12-알킬이미다졸 또는 N-아릴이미다졸을 포함한다. 미세하게 분쇄된 형태의 소위 촉진된 디시안디아미드 형태의 경화제와 촉진제의 조합의 사용이 특히 바람직하다. 이것은 에폭시드 경화 시스템에 촉매 효과를 갖는 촉진제를 별도로 첨가하는 것이 필요하지 않다는 것을 의미한다.
또한, 강한 루이스 산, 예컨대 오늄 이온, 특히 포스포늄 또는 술포늄 유도체가 무수물 경화의 촉매 작용에 사용될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에 따르면, 본원에서 기술한 수지 조성물의 하나 이상의 경화 성분은 하나 이상의 촉매를 포함하며, 상기 하나 이상의 촉매는 오늄 염에서, 특히 포스포늄 및 술포늄 염에서, 바람직하게는 포스포늄 염에서 선택된다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 조성물은 특히 경화 성분 내에, 촉매로서 하나 이상의 4차 포스포늄 화합물을 함유한다.
본 발명의 맥락에서, 적합한 포스포늄 화합물은 하기 화학식으로 표시된다:
(식 중, R1-R4 는 각각 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 선형 또는 분지형 C1-C20 알킬, 선형 또는 분지형 C2-C20 알케닐, 선형 또는 분지형 C2-C20 알키닐, C3-C8 시클로알킬 및 C6-C10 아릴에서 선택되고, 여기에서 상기 언급한 유기 관능기는 각각 치환될 수 있거나 또는 치환될 수 없으며, 상기 치환기는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬, C2-C6 알케닐, C2-C6 알키닐 및 할로겐에서 선택되고; A 는 할로겐 원자를 나타낸다. 관능기 R1-R4 는 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실 및 n-도데실과 같은 선형 C1-C12 알킬렌에서 선택된다).
일부 구현예에 있어서, 상기 화학식에서의 반대 이온 [A]- 는 또한 4차 붕소 화합물, 예컨대 테트라페닐보레이트, 알킬 포스페이트, 알킬 포스피네이트, 트리플루오로메틸술포닐아미드, 디시안아미드, 알카노에이트 및 토실레이트일 수 있다.
바람직한 구현예에 있어서, 하나 이상의 포스포늄 화합물은 트리헥실(테트라데실)포스포늄 클로라이드 및/또는 트리부틸에틸포스포늄 디에틸 포스페이트이다.
일부 구현예에 따르면, 적합한 포스포늄 화합물은 또한 이온성 액체의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 하나 이상의 4차 포스포늄 화합물을, 바람직하게는 각 경우에 수지 조성물의 총 중량에 대해서 0.1-5 wt.% 의 범위의 양, 바람직하게는 0.4-1.5 wt.% 의 범위의 양으로 함유한다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 2 개의 반응 성분이 적용 직전에 단지 서로 혼합된 후, 실온에서 또는 적당히 고온에서 경화가 일어나는 2-성분 조성물로서 제제화될 수 있다. 2-성분 에폭시 조성물에 대한 자체 공지의 반응 성분, 예를 들어 디- 또는 폴리아민, 아미노-말단화된 폴리알킬렌 글리콜 (예를 들어, Jeffamine, 아미노-폴리-THF) 또는 폴리아미노아미드는 제 2 반응 성분으로서 사용될 수 있다. 또다른 반응성 파트너는 액체 티오콜 중합체와 같은 메르캅토 관능성 예비중합체일 수 있으며, 본 발명에 따른 에폭시 조성물은 또한 바람직하게는 제 2 반응 성분으로서 카르복실산 무수물을 갖는 2K 제제로 경화될 수 있다.
경화제의 양은 많은 요인에 의존하지만, 제제의 총 중량에 대해서 0.5 내지 60 wt.% 의 범위의 농도가 통상적이다. 무수물계 경화제의 경우, 무수물의 양은 바람직하게는 2:1 내지 1:2, 바람직하게는 1.1:1 내지 1:1.1 의 에폭시드에 대한 몰비로 선택되며, 특히 바람직하게는 동몰이다.
본 발명은 또한 (1) 상기에서 기술한 바와 같은 수지 조성물을 제공하는 단계, 및 (2) 수지 조성물을 경화시켜 경화된 조성물을 수득하는 단계를 포함하는, 경화된 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
상응하는 경화된 조성물은 유리 전이 온도를 낮추지 않으면서, 증가된 기계적 안정성, 특히 증가된 충격 인성을 가지므로, 수득된 조성물은 제조 및 이의 의도된 사용 동안에 고온에 노출될 수 있다. 그러므로, 상기 조성물은 자동차 부품과 같은 섬유 강화 플라스틱 성형 부품의 제조에 특히 적합하다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "제공" 은 수지 조성물의 구성 요소를 임의의 순서로 혼합하는 것을 지칭한다. 예를 들어, 먼저 2 개 이상의 구성 요소를 조합하고, 임의로 상기 구성 요소를 혼합하여 비균질 또는 균질 혼합물을 형성한 후, 나머지 구성 요소를 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 먼저 하나 이상의 에폭시 수지 성분을 임의로 추가의 구성 요소와 혼합할 수 있으며, 이어서 예를 들어 경화 직전에, 하나 이상의 경화 성분을 이미 혼합된 다른 구성 요소에 첨가하여 혼합할 수 있다. 다양한 조합 및 혼합 단계 사이에, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키는 것이 유리할 수 있다. 또다른 구현예에 있어서, 다양한 조합 및 혼합 단계 사이에, 반응 혼합물을 가열하여 용해도를 개선하는 것이 유리할 수 있다.
일반적으로, 수지 조성물의 개별 구성 요소는 그 자체로, 또는 용매, 예를 들어 유기 용매 또는 유기 용매의 혼합물 중의 용액으로서 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 본 발명에 따른 목적에 적합한 임의의 공지된 용매가 사용될 수 있다. 용매는, 예를 들어 고 비등 유기 용매일 수 있다. 용매는 석유, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸 벤젠, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본원에서 기술한 수지 조성물은 접착제 조성물 또는 주입 수지의 형태로 당업계에 공지된 다른 구성 요소와 조합될 수 있다.
이러한 종류의 접착제 조성물 또는 주입 수지는 비제한적으로, 자주 사용되는 보조제 및 첨가제, 예를 들어 충전제, 가소제, 반응성 및/또는 비반응성 희석제, 이동 용매, 커플링제 (예를 들어, 실란), 이형제, 접착 촉진제, 습윤제, 접착제, 난연제, 습윤제, 요변성제 및/또는 유변학적 보조제 (예를 들어, 발열성 규산), 노화 및/또는 부식 억제제, 안정화제 및/또는 염료를 포함하는, 당업자에게 모두 공지된 다수의 다른 성분을 함유할 수 있다. 접착제 또는 주입 수지의 요건 및 이의 용도에 따라, 및 제조, 유연성, 강도 및 기재에 대한 접착과 관련하여, 보조제 및 첨가제는 상이한 양으로 조성물에 혼입된다.
적합한 충전제는 다양한 백악, 석영 분말, 알루미나, 백운석, 탄소 섬유, 유리 섬유, 중합체 섬유, 이산화 티탄, 실리카 유리, 활성탄, 활석, 산화 칼슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 황산 바륨, 및 특히 알루미늄-마그네슘-칼슘 실리케이트 유형의 실리케이트계 충전제, 예컨대 규회석 및 클로라이트를 포함한다. 전형적으로, 조성물은 대략 0.5 wt.% 내지 대략 10 wt.% 의 충전제를 함유한다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물은 가소제를 함유하지 않거나, 또는 0.1 wt.% 미만의 가소제를 함유하는데, 이는 이들이 Tg 를 낮추는 경향이 있기 때문이다.
본 발명의 다양한 구현예에 있어서, 원하는 용도에 따라, 수지 조성물은 예를 들어 접착제로서 사용될 때 기재에 적용되거나, 또는 플라스틱 부품을 제조하기 위한 성형 화합물로서 사용될 때 다이에 충전된다. 바람직한 구현예에 있어서, 상기 방법은 트랜스퍼 성형 (RTM) 방법이며, 수지 조성물은 반응성 주입 수지이다. 이 문맥에서 사용되는 바와 같은, "반응성" 은 주입 수지가 화학적으로 가교 가능하다는 사실을 지칭한다. RTM 방법에 있어서, 수지 조성물의 제공, 즉, 상기 기술한 방법의 단계 (1) 은 주입 수지를 다이에 충전, 특히 주입하는 것을 포함할 수 있다. 상기 기술한 방법 및 반응 혼합물이 특히 적합한 섬유 강화 플라스틱 부품의 제조에 있어서, 섬유 또는 반-완성 섬유 제품 (예비 직물/예비 성형품) 은 상기 다이에 주입하기 전에 다이에 배치될 수 있다. 이러한 적용을 위해 선행 기술에 공지된 재료, 특히 탄소 섬유는 섬유 및/또는 반-완성 섬유 제품으로서 사용될 수 있다.
다양한 구현예에 있어서, 이러한 종류의 수지 조성물은 접착제 조성물 또는 주입 수지이다. 주입 수지는 바람직하게는 펌핑 가능하며, 트랜스퍼 성형 (RTM 방법) 에 특히 적합하다. 그러므로, 다양한 구현예에 있어서, 반응 혼합물은 100 ℃ 의 온도에서, 즉, 전형적인 주입 온도에서 < 100 mPas 의 점도를 가진다.
그러므로, 하나의 구현예에 있어서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 수지 시스템에 의해 RTM 방법에서 수득될 수 있는 성형 부품에 관한 것이다. 상기 기술한 수지 시스템이 사용될 수 있는 RTM 방법은 선행 기술에서 그 자체로 공지되어 있으며, 본 발명에 따른 반응 혼합물이 사용될 수 있도록 당업자에 의해 용이하게 조정될 수 있다.
본원에서 기술한 바와 같은, 수지 조성물의 개방 시간은 바람직하게는 90 초 초과이고, 바람직하게는 2 내지 5 분의 범위이며, 특히 대략 3 분이다. 수치와 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같은, "대략" 은 수치 ± 10 % 를 의미한다.
사용되는 에폭시드 및 경화제의 유형 및 경화된 조성물의 용도에 따라, 본 발명에 따른 방법의 단계 (2) 에서의 수지 조성물은 상이한 반응 온도에서 경화될 수 있다. 따라서, 경화 온도는 70 ℃ 내지 280 ℃ 일 수 있다.
경화 공정은 일반적으로 고온, 즉, > 25 ℃ 에서 수행될 수 있다. 수지는 바람직하게는 80 ℃ 내지 280 ℃, 및 보다 바람직하게는 100 ℃ 내지 240 ℃ 에서 경화된다. 경화 공정의 지속 기간은 마찬가지로 경화될 수지 및 촉매 조성물에 의존하며, 0.01 시간 내지 10 시간일 수 있다. 경화 사이클은 바람직하게는 몇 분, 즉, 특히 1 분 내지 15 분 동안 지속된다. 경화 공정은 또한 하나 이상의 단계에서 일어날 수 있다.
일부 구현예에 있어서, 본원에서 기술한 수지 조성물은 80 ℃ 내지 240 ℃, 바람직하게는 100 ℃ 내지 200 ℃, 및 보다 바람직하게는 120 ℃ 내지 180 ℃ 의 온도에서, 0.01 시간 내지 10 시간 동안, 바람직하게는 0.1 시간 내지 5 시간 동안, 보다 바람직하게는 1 시간 동안 1-단계 방법으로 경화된다.
대안적인 구현예에 있어서, 본원에서 기술한 바와 같은 수지 조성물은 다-단계 방법으로 경화될 수 있다. 이러한 다-단계 방법은 수지 조성물을 70 ℃ 내지 150 ℃, 바람직하게는 100 ℃ 내지 140 ℃, 및 보다 바람직하게는 120 ℃ 의 온도에서, 0.01 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.1 시간 내지 2 시간 동안, 보다 바람직하게는 0.25 시간 동안 사전-경화시키는 사전-경화의 제 1 단계를 포함하며, 이어서 제 2 단계에서 후-경화된다. 이러한 후-경화의 제 2 단계는 사전-경화된 수지 조성물을 각 경우에 110 ℃ 내지 260 ℃, 바람직하게는 130 ℃ 내지 190 ℃, 및 보다 바람직하게는 180 ℃ 의 온도에서, 각 경우에 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 및 보다 바람직하게는 1 시간 동안, 1 회 이상, 바람직하게는 2 회 이상, 및 보다 바람직하게는 3 회 이상 후-경화시키도록 하나 이상의 하위-단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 제 2 경화 단계는 사전-경화된 수지 조성물을 130 ℃ 내지 230 ℃, 바람직하게는 150 ℃ 내지 220 ℃, 및 보다 바람직하게는 180 ℃ 의 온도에서, 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 및 보다 바람직하게는 1 시간 동안; 이어서 150 ℃ 내지 250 ℃, 바람직하게는 170 ℃ 내지 230 ℃, 및 보다 바람직하게는 190 ℃ 의 온도에서, 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 및 보다 바람직하게는 1 시간 동안; 및 이어서 180 ℃ 내지 260 ℃, 바람직하게는 200 ℃ 내지 250 ℃, 및 보다 바람직하게는 220 ℃ 의 온도에서, 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 및 보다 바람직하게는 1 시간 동안 후-경화시키는 것을 포함할 수 있다.
본원에서 기술한 촉매 시스템 및 방법에 의해 경화된 수지는 바람직하게는 > 0.8, 바람직하게는 0.9 이상, 보다 바람직하게는 > 0.95, 및 가장 바람직하게는 > 1 의 임계 응력 강도 인자 K1c 를 가진다. 다양한 구현예에 있어서, 경화된 수지의 유리 전이 온도는 180 ℃ 초과의 범위, 특히 190 ℃ 초과의 범위, 및 전형적으로 220 ℃ 이하의 범위이다. 일부 구현예에 있어서, 경화된 시스템은 ≥ 200 ℃ (DSC 중간점) 의 유리 전이 온도를 가진다. 경화된 수지의 탄성 모듈러스는 바람직하게는 2,000 N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 2,100 N/㎟ 이상, 및 전형적으로 2,200 내지 5,000 N/㎟ 의 범위이다.
또한, 본 발명은 본원에서 기술한 방법에 따라서 수득될 수 있는 경화된 조성물에 관한 것이다. 방법에 따라, 상기 조성물은 성형 부품으로서, 특히 섬유 강화 플라스틱 성형 부품으로서 존재할 수 있다. 이러한 성형 부품은 바람직하게는 자동차 구조 또는 항공 우주에서 사용된다.
따라서, 경화된 조성물은 섬유 복합 재료에 대한 매트릭스 수지로서 특히 적합하다. 이들은 다양한 적용 방법에서, 예를 들어 수지 트랜스퍼 성형 방법 (RTM 방법) 에서, 또는 주입 방법에서 사용될 수 있다.
공지의 고 강도 섬유 재료는 섬유 복합 재료의 섬유 구성 요소로서 적합하다. 이들은, 예를 들어 유리 섬유; 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리이미드 섬유 또는 아라미드 섬유와 같은 합성 섬유; 탄소 섬유; 붕소 섬유; 산화 알루미늄/이산화 규소 섬유, 탄화 규소 섬유와 같은 산화물 또는 비-산화물 세라믹 섬유; 예를 들어 강철 또는 알루미늄으로 제조된 금속 섬유; 또는 아마, 대마 또는 황마와 같은 천연 섬유로 이루어질 수 있다. 상기 섬유는 매트, 직포, 편직물, 부직포, 섬유질 웹 또는 로빙의 형태로 혼입될 수 있다. 이들 섬유 재료의 2 종 이상은 또한 혼합물로서 사용될 수 있다. 커트 단섬유가 선택될 수 있지만, 합성 장섬유, 특히 직포 및 부직포가 바람직하게 사용된다. 이러한 고 강도 섬유, 부직포, 직포 및 로빙은 당업자에게 공지되어 있다.
특히, 섬유 복합 재료는 특히 양호한 기계적 특성을 달성하기 위해서, 전체 섬유 복합 재료에 대해서 40 vol.% 초과, 바람직하게는 50 vol.% 초과, 특히 바람직하게는 50 내지 70 vol.% 의 부피 비율로 섬유를 함유해야 한다. 탄소 섬유의 경우, 부피 비율은 표준 DIN EN 2564:1998-08 에 따라서 결정되며, 유리 섬유의 경우, 이것은 표준 DIN EN ISO 1172:1998-12 에 따라서 결정된다.
이러한 종류의 섬유 복합 재료는 자동차 부품으로서 특히 적합하다. 강철과 비교해서, 이러한 섬유 복합 재료는 여러 이점을 가지며, 즉, 이들은 중량이 더 가볍고, 개선된 내충돌성을 특징으로 하며, 또한 내구성도 더 좋다.
또한, 상기에서 기술한 방법과 관련하여 상기에 개시된 모든 구현예는 또한 상기에서 기술한 수지 시스템 및 경화된 조성물에서도 동일한 방식으로 사용될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지라는 것은 말할 필요도 없다.
실시예
에폭시드 성분 (110 g 의 시클로지방족 에폭시드 (에폭시드 중량 130 g/mol; 실온에서 점도 240 mPas) + 0.15 g 의 다관능성 지방 산 에스테르) 및 경화 성분 (140 g 의 메틸 헥사하이드로프탈산 무수물 + 4.4 g 의 트리부틸(에틸)포스포늄 디에틸 포스페이트) 으로 이루어진 수지 조성물의 물질 특성을 PEO-PPO-PEO-계 블록 공중합체의 조성 및 양과 관련해서 하기에 표 형식으로 나열한다. 상응하는 순수한 수지 패널의 제조를 위해, 나열된 에폭시 수지 성분의 원료를 먼저 스피드 믹서에 칭량하고, 진공하에서 5 분 동안 800 rpm 으로 혼합하였다. 이어서, 경화 성분의 원료를 칭량하고, 진공하에서 5 분 동안 800 rpm 으로 다시 혼합하였다. 이어서, 이러한 방식으로 수득된 혼합물을, 오토클레이브에서 120 ℃ 로 예열된 상응하게 준비된 스테인리스 강 주형에 붓고, 오토클레이브에서 먼저 120 ℃ 에서 30 분 동안, 이어서 180 ℃ 에서 1 시간 동안 경화시켰다.
a) PPO-PBO 이블록 공중합체; b) PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체, MW PPO = 3,250, MW PEO = 3,250, 총 MW = 6,500; c) PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체, MW PPO = 1,750, MW PEO = 1,167, 총 MW = 2,917; d) PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체, MW PPO = 4,000, MW PEO = 444, 총 MW = 4,444; e) PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체, MW PPO = 3,250, MW PEO = 13,000, 총 MW = 16,250; f) PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체, MW PPO = 4,000, MW PEO = 9,333, 총 MW = 13,333.
Claims (15)
- 하나 이상의 에폭시 수지 성분 및 하나 이상의 경화 성분을 포함하고, 추가로 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 수지 조성물에서의 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체의 양이 각 경우에 조성물의 총 중량에 대해서 5-20 wt.% 의 범위, 바람직하게는 7-18 wt.% 의 범위, 보다 바람직하게는 10-15 wt.% 의 범위인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체가 > 6,000, 바람직하게는 > 12,000 의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 PEO-PPO-PEO 삼블록 공중합체에서의 PEO 블록 중합체의 몰 질량 분율이 50 % - 90 %, 바람직하게는 50 % - 85 %, 보다 바람직하게는 50 % - 80 % 인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 에폭시 수지 성분이 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 옥살레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스-(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 피멜레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트, 비스-(3,4-에폭시시클로헥실) 아디페이트, 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-1-메틸시클로헥산 카르복실레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 에폭시 화합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 경화 성분이 하나 이상의 무수물 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 6 항에 있어서, 하나 이상의 무수물 경화제가 헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물, 및 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- (1) 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 수지 조성물을 제공하는 단계; 및 (2) 수지 조성물을 경화시켜 경화된 조성물을 수득하는 단계를 포함하는, 경화된 조성물의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 방법이 트랜스퍼 성형 (RTM) 방법이고, 수지 조성물이 반응성 주입 수지인 것을 특징으로 하는 경화된 조성물의 제조 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 단계 (1) 이 섬유 또는 반-완성 섬유 제품 (예비 직물/예비 성형품) 이 삽입되는 다이에 수지 조성물을 주입하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화된 조성물의 제조 방법.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 단계 (2) 에서의 수지 조성물을 80 ℃ 내지 240 ℃, 바람직하게는 100 ℃ 내지 200 ℃, 및 보다 바람직하게는 120 ℃ 내지 180 ℃ 의 온도에서, 0.01 시간 내지 10 시간 동안, 바람직하게는 0.1 시간 내지 5 시간 동안, 보다 바람직하게는 1 시간 동안 경화시키거나; 또는
(b) 단계 (2) 에서의 수지 조성물을 먼저 70 ℃ 내지 150 ℃, 바람직하게는 100 ℃ 내지 140 ℃, 및 보다 바람직하게는 120 ℃ 의 온도에서, 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 보다 바람직하게는 0.5 시간 동안 경화시키고, 이어서 각 경우에 110 ℃ 내지 260 ℃, 바람직하게는 130 ℃ 내지 190 ℃, 및 보다 바람직하게는 180 ℃ 의 온도에서, 각 경우에 0.1 시간 내지 3 시간 동안, 바람직하게는 0.5 시간 내지 2 시간 동안, 보다 바람직하게는 1 시간 동안, 적어도 1 회, 바람직하게는 2 회, 및 보다 바람직하게는 3 회 경화시키는
것을 특징으로 하는 경화된 조성물의 제조 방법. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득 가능한 경화된 조성물.
- 제 12 항에 있어서, 경화된 조성물의 K1c 값이 0.8 이상인 것을 특징으로 하는 경화된 조성물.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 경화된 조성물이 ≥ 180 ℃ 의 유리 전이 온도 Tg 를 갖는 것을 특징으로 하는 경화된 조성물.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화된 조성물이 성형 부품, 특히 섬유 강화 성형 부품인 것을 특징으로 하는 경화된 조성물.
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