KR20220121460A - 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물 - Google Patents

고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20220121460A
KR20220121460A KR1020210025551A KR20210025551A KR20220121460A KR 20220121460 A KR20220121460 A KR 20220121460A KR 1020210025551 A KR1020210025551 A KR 1020210025551A KR 20210025551 A KR20210025551 A KR 20210025551A KR 20220121460 A KR20220121460 A KR 20220121460A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
temperature
curing
resin composition
low
Prior art date
Application number
KR1020210025551A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102545386B1 (ko
Inventor
김대현
Original Assignee
주식회사 넥스트솔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 넥스트솔텍 filed Critical 주식회사 넥스트솔텍
Priority to KR1020210025551A priority Critical patent/KR102545386B1/ko
Publication of KR20220121460A publication Critical patent/KR20220121460A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102545386B1 publication Critical patent/KR102545386B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C08G59/4014—Nitrogen containing compounds
    • C08G59/4028—Isocyanates; Thioisocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025—Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리티올이소시아네이트계 경화제를 사용하여 고온고습 접착강도의 접착력 감소율이 양호한 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 있어서, 에폭시 수지, 폴리티올 경화제 및 경화촉진제를 포함하는 일액형 에폭시 조성물로서, 상기 폴리티올 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부가 포함되며, 티올기가 4개인 4관능 티올계 수지와 이소시아네이트(Isocyanate)의 반응으로 얻어진 하기 화학식 1의 폴리티올이소시아네이트(Polythiolisocyanate)인 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
[화학식 1]

Description

고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물{Low temperature fast curing epoxy resin composition for improving high temperature moisture resistance}
본 발명은 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리티올이소시아네이트계 경화제를 사용하여 고온고습 접착강도의 접착력 감소율이 양호한 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
에폭시(Epoxy)수지는 분자 내에 에폭시기 2개 이상을 갖는 열경화성 플라스틱으로 금속 재료와 접착성이 우수하며, 내열성, 전기절연성 등 경화 후 물성이 우수하여 접착제, 도료, 반도체 패키징 등에 사용된다.
이러한 에폭시 수지는 가열을 통해 가교 반응이 진행되며, 120℃ 이상의 온도에서 가교 반응이 진행됨에 따라 내열성이 약한 전자재료용 부품, 특히, 카메라에 사용되는 광학 부품의 열적 손상을 피할 수 없는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 에폭시 수지는 저온에서도 매우 빠르게 경화되는 티올-에폭시 반응(Thiol-Epoxy Reaction)계 경화 방식의 폴리티올(Polythiol) 경화제를 사용하여 내열성이 약한 전자재료용 부품을 빠르게 접착 및 밀봉하기 위해 사용되었다.
그러나, 에폭시 수지는 전자제품의 고온고습 신뢰성 평가 기준이 85℃, Rh85%(상대습도 85%) 또는 고온고습고압의 PCT(Pressure Cooker Test) 평가가 요구되는 기존의 폴리티올 경화제를 사용함에 있어 내열성과 고온고습 신뢰성이 문제가 되고있는 실정이다.
이때, 티올계 경화제는 속경화 특성을 가짐에 따라 저온에서 속경화시킴에 따라 전자재료용 부품의 손상을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으나, 내습성이 약하며, 고습 환경에서 접착강도가 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0077132호(2016.07.01.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자재료용 부품의 열에 의한 손상을 최소화시킬 수 있도록 저온에서 경화되며, 고습 환경에서 접착강도를 양호하게 유지할 수 있는, 저온경화성과 내습성을 향상시킨 폴리티올계 경화제를 포함한 에폭시 수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 본 발명은 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 있어서, 에폭시 수지, 폴리티올 경화제 및 경화촉진제를 포함하는 일액형 에폭시 조성물로서, 상기 폴리티올 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부가 포함되며, 티올기가 4개인 4관능 티올계 수지와 이소시아네이트(Isocyanate)의 반응으로 얻어진 하기 화학식 1의 구조를 가진 폴리티올이소시아네이트(Polythiolisocyanate)계인 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
바람직한 실시예에 따르면, 상기 에폭시수지는 비스페놀F형 에폭시 수지, 고무계 변성 에폭시 수지 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 경화촉진제는 상온에서 고체인 이미다졸 화합물, 고체 분산형 아민어덕트계 화합물 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 용도에 따라 희석제, 충진제, 소포제, 분산제, 요변제 및 안료로부터 선택되는 1종 이상으로 추가되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 유리전이온도(Tg)가 18 내지 80℃ 이며, 고온고습환경 시험기기에 투입하여 240시간 후 고온고습접착강도(Kgf, 85℃, Rh85%)의 접착력 감소율이 4 내지 17% 이하인 것을 특징으로 한다.
이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 내습 저항성을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 티올계 경화제를 포함하여 저온에서 빠르게 경화되며, 티올계 경화제의 단점인 내습성이 향상된 것을 이점으로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 에폭시 수지, 폴리티올 경화제 및 경화촉진제를 포함하는 일액형 에폭시 조성물로 저온에서 빠르게 경화되면서도 내습성이 향상된 것이 특징이다.
본 발명은 에폭시 수지, 폴리티올이소시아네이트계 경화제 및 경화촉진제가 주요성분이며, 용도에 따라 희석제, 충진제, 소포제, 요변제, 안료 등을 추가하여 구성할 수 있다.
먼저, 상기 폴리티올 경화제는 티올기가 4개인 4관능 티올계 수지와 이소시아네이트(Isocyanate)의 반응으로 얻어진 하기 화학식 1의 폴리티올이소시아네이트(Polythiolisocyanate)이다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 폴리티올 경화제는 티올기가 4개인 4관능 티올계 수지로 PETMP(Pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))를 사용하여 이소시아네이트(Isocyanate)와 반응시킨 (2,2-bis((3-(3-(isocyanatomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamoylthio)propanoyloxy)methyl)propane-1,3-diylbis(3-(3-(isocyanayomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamoylthio)propanoate))를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 폴리티올 경화제는 4관능 티올계 수지인 PETMP에 4개의 티올기 각각에 이소시아네이트를 합성시킴에 따라 구조적으로 안정적일 뿐만 아니라, 내습성이 향상되어 높은 고온고습 접착강도를 가진다.
상기 폴리티올 경화제는 티올기에 이소시아네이트의 개수를 달리하여 1개, 2개, 3개를 합성시켜서 사용할 수 있으나, 3개를 합성시켜서 사용하는 경우, 고온고습접착강도가 다소 부족하며, 2개 또는 1개를 합성시켜서 사용하는 경우 경화속도가 너무 빨라짐에 따라 경도가 높아지는 문제점이 있다.
또한, 상기 폴리티올 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폴리티올 경화제는 10 중량부 미만으로 포함되는 경우, 고온고습 접착강도가 장시간 유지되지 못하는 문제점이 있으며, 50 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 경화반응이 많이 발생함에 따라 경도가 높아져 유리전이온도가 높아지는 문제점이 있다.
다음으로, 상기 에폭시 수지는 비스페놀F형 에폭시 수지, 고무계 변성 에폭시 수지 및 이의 혼합물로부터 선택되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 에폭시수지는 비스페놀A형 에폭시수지, 페놀노볼락에폭시수지, 지환족에폭시수지, 우레탄계 에폭시수지, 에폭시 반응형 희석제류, 용제희석형 에폭시 수지, 고상의 에폭시 수지 등의 반응기가 2개인 2관능이상의 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 비스페놀F형 에폭시 수지와 고무계 변성 에폭시를 7 : 3의 비율로 혼합하여 사용한다.
구체적으로, 상기 에폭시 수지는 고무계 레진인 고무계 변성 에폭시를 혼합하여 사용함에 따라 비스페놀F형 에폭시 수지의 취성을 보완할 수 있으며, 상기 고무계 변성 에폭시의 비율이 3을 초과하는 경우 접착력이 감소되며, 상기 비스페놀F형 에폭시 수지의 비율이 7을 초과하는 경우 취성이 감소되는 문제점이 있다.
또한, 상기 에폭시 수지는 에폭시 작용기 2개 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 희석제로 사용되는 경우, 에폭시 작용기 1개의 수지를 사용할 수 있다.
상기 경화촉진제는 상온에서 고체인 이미다졸 화합물, 고체 분산형 아민어덕트계 화합물 및 이의 혼합물로부터 선택된다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 경화촉진제로 폴리아민어덕트를 사용하여 접착력을 향상시킬 수 있다.
여기서, 경화촉진제는 잠재성 경화제이며, 잠재성 경화제란 실온에서는 에폭시 수지에 불용인 고체이나, 가열하여 가용화시켜 경화촉진제로 기능하는 화합물을 의미한다. 상기 잠재성 경화제는 아민 화합물과 에폭시 화합물의 반응 생성물인 아민-에폭시어덕트계와, 아민화합물과 이소시아네이트 화합물 또는 요소 화합물의 반응 생성물인 요소형-어덕트계 등이 있다.
상기 상온에서 고체인 이미다졸 화합물은 2-헵타데실이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, -페닐-4-벤질-5-히드록시메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-(2-메틸이미다졸릴-(1))-에틸-S-트리아진, 2,4-디아미노-6-(2'-메틸이미다졸릴-(1)')-에틸-S-트리아진ㅇ이소시아누르산 부가물, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸-트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸-트리멜리테이트, N-(2-메틸이미다졸릴-1-에틸)-요소, N,N'-(2-메틸이미다졸릴-(1)-에틸)-아디포일디아미드 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 고체 분산형 아민어덕트계 잠재성 경화촉진제(아민-에폭시어덕트계)의 제조 원료 중 하나로서 이용되는 에폭시 화합물은, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 카테콜, 레조르시놀 등 다가 페놀, 또는 글리세린, 폴리에틸렌글리콜과 같은 다가 알코올과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에테르; p-히드록시벤조산, β-히드록시나프토산과 같은 히드록시카르복실산과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르에스테르; 프탈산, 테레프탈산과 같은 폴리카르복실산과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에스테르; 4,4'-디아미노디페닐메탄이나 m-아미노페놀 등과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜아민 화합물; 또한 에폭시화페놀노볼락 수지, 에폭시화크레졸노볼락 수지, 에폭시화폴리올레핀 등 의 다관능성 에폭시 화합물이나 부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, 글리시딜메타크릴레이트 등의 단관능성 에폭시 화합물; 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 전술한 아민류 중, 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 화합물은, 우수한 경화 촉진능을 갖는 잠재성 경화촉진제를 제공하는 원료이고, 그러한 화합물의 예로는, 예를 들면 디메틸아미노프로필아민, 디에틸아미노프로필아민, 디-n-프로필아미노프로필아민, 디부틸아미노프로필아민, 디메틸아미노에틸아민, 디에틸아미노에틸아민, N-메틸피페라진 등의 아민 화합물이나, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸 화합물과 같은 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 1급 또는 2급 아민류; 2-디메틸아미노에탄올, 1-메틸-2-디메틸아미노에탄올, 1-페녹시메틸-2-디메틸아미노에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 1-부톡시메틸-2-디메틸아미노에탄올, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로필)-2-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로 필)-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-(2-히드록시-3-페녹시프로필)-2-페닐이미다졸린, 1-(2-히드록시-3-부톡시프로필)-2-메틸이미다졸린, 2-(디메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, N-β-히드록시에틸모르폴린, 2-디메틸아미노에탄티올, 2-메르캅토피리딘, 2-벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조티아졸, 4-메르캅토피리딘, N,N-디메틸아미노벤조산, N,N-디메틸글리신, 니코틴산, 이소니코틴산, 피콜린산, N,N-디메틸글리신히드라지드, N,N-디메틸프로피온산히드라지드, 니코틴산히드라지드, 이소니코틴산히드라지드 등과 같은 분자 내에 3급 아미노기를 갖는 알코올류, 페놀류, 티올류, 카르복실산류 및 히드라지드류; 등을 사용할 수 있다.
본 발명은 에폭시 수지 조성물의 보존 안정성을 더욱 향상시키기 위해, 상기 에폭시 화합물과 아민 화합물을 부가 반응시켜 본 발명에 이용되는 잠재성 경화촉진제를 제조할 때에, 제3 성분으로서 분자 내에 활성수소를 2개 이상 갖는 활성수소 화합물을 첨가할 수도 있다. 이러한 활성수소 화합물의 예를 이하에 나타내지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 히드로퀴논, 카테콜, 레조르시놀, 피로갈롤, 페놀노볼락 수지 등의 다가 페놀류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 아디프산, 프탈산등의 다가 카르복실산류, 1,2-디메르캅토에탄, 2-메르캅토에탄올, 1-메르캅토-3-페녹시-2-프로판올, 메르캅토아세트산, 안트라닐산, 락트산 등을 들 수 있다.
본 발명에 이용하는 고체 분산형 아민어덕트계 잠재성 경화촉진제경화촉진제 또 하나의 제조 원료로서 이용되는 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면 n-부틸이소시아네이트, 이소프로필이소시아네이트, 페닐이소시아네이트, 벤질이소시아네이트 등의 단관능 이소시아네이트 화합물; 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루일렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 파라페닐렌디이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 비시클로헵탄트리이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트 화합물; 또한, 이들 다관능 이소시아네이트 화합물과 활성수소 화합물과의 반응에 의해서 얻어지는 말단 이소시아네이트기 함유 화합물; 등을 사용할 수 있다. 이러한 말단 이소시아네이트기 함유 화합물의 예로는, 톨루일렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판과의 반응에 의해 얻어지는 말단 이소시아네이트기를 갖는 부가 화합물, 톨루일렌디이소시아네이트와 펜타에리트리톨과의 반응에 의해 얻어지는 말단 이소시아네이트기를 갖는 부가 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 요소 화합물은 요소, 티오 요소 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명은 용도에 따라 희석제, 충진제, 소포제, 분산제, 요변제 및 안료로부터 선택되는 1종 이상으로 추가되는 것이 바람직하다.
상기 충진제는 일반적으로 사용되는 충진제로서 천연실리카, 합성실리카, 알루미나, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있으며, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 충진제는 탄산칼슘, 흄드 실리카(fumed silica)를 혼합하여 사용한다.
구체적으로, 에폭시 수지 100 중량부 대비 탄산칼슘 16 중량부와 흄드 실리카 3중량부를 사용함에 따라 전자재료용 부품을 비롯한 기재에 손상을 가하지 않는 범위내에서 내습성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 충진제와 소포제, 분산제, 요변제, 안료 이외에 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 일반적으로 첨가되는 이형제, 착색제, 결합제, 개질제, 가요성 부여제 등의 첨가제를 첨가하는 것도 가능하다.
상기 첨가제는 실란계 접착력증진제, 착색제, 분산제, 소포제, 난연제 등에서 에폭시의 음이온 경화반응을 방해하는 카르복실기(carboxyl) 등 산성성질의 물질이 포함된 첨가제는 다소 제한될 수 있으며, 잠재성 경화촉진제를 용해하여 저장성을 해치는 벤젠, 톨루엔, 아세톤, MEK, 알코올류 등의 용제 등의 물질을 제외하고는 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
즉, 본 발명은 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트를 혼합하여 사용하여 내습성을 향상시킬 수 있으며, 고온고습환경 시험기기로 고온고습 접착강도(Kgf, 85℃, Rh 85%) 측정시, 초기 접착강도 대비 고온고습환경 시험기기에 투입 후 240시간 경과후 접착강도의 접착강도 감소율이 4 내지 17% 이하로 고온고습 환경에서도 접착강도를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 고온고습환경에서 접착강도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 유리전이온도를 가져 내충격성이 요구되는 분야의 접착제로 사용되기 적합하다.
이때, 본 발명을 이용한 접착제는 유리전이온도가 18 내지 80℃인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 18 내지 65℃이다.
본 발명은 유리전이온도(Tg)가 18 내지 80℃ 범위 내의 낮은 유리전이온도를 가짐에 따라, 접착제로 사용시, 낙하충격에 의해 손상될 수 있는 전자재료용 부품과 같은 내충격성이 요구되는 분야의 접착제로 사용되기 적합하며, 반면, 높은 유리전이온도를 가지는 에폭시 수지의 경우, 내열성이 향상되나, 기재에 접착 또는 코팅되는 수지의 경도가 높아 낙하충격에 대한 내충격성을 충족시키지 못한다.
또한, 본 발명은 접착제 이외에도 전자 부품의 밀봉제 또는 그의 원료로서 사용되어질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예, 비교예 및 실험예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 자세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1
일액형 저온 속경화 에폭시 조성물 중 에폭시 수지는 비스페놀 F형 에폭시 수지 70g, 고무계 변성 에폭시 수지 30g를 사용하였으며, 폴리티올 경화제는 폴리티올이소시아네이트 10g과 4관능티올 67g을 사용하였으며, 경화촉진제로 폴리아민어덕트를 12g을 사용하였으며, 충진제는 에폭시 수지 100g 대비 탄산칼슘 16g과 흄드 실리카(Fumed silica) 3g를 사용하였으며, 표 1에 도시된 조성비율로 3롤 밀링기(3-roll milling machine)를 이용하여 혼합한 후 1bar에서 30분간 교반하며 진공탈포하여 제조하였다.
실시예 2
에폭시 수지는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트 15g과 4관능티올 57g을 사용하였으며, 표 1에 나타내었다.
실시예 3
에폭시 수지는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트 25g과 4관능티올 47g을 사용하였으며, 표 1에 나타내었다.
실시예 4
에폭시 수지는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트 40g과 4관능티올 32g을 사용하였으며, 표 1에 나타내었다.
실시예 5
에폭시 수지는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트 22g과 4관능티올 12g을 사용하였으며, 표 1에 나타내었다.
비교예 1
에폭시 수지는 실시예 1과 같은 방법으로 제조하되, 폴리티올 경화제를 폴리티올이소시아네이트 0g과 4관능티올 72g을 사용하였으며, 표 1에 나타내었다.
실험예
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제조된 에폭시 수지의 물성을 하기 실험방법으로 측정하였다.
(1) 유리전이온도(Tg) : 조성물 0.1g으로 시편을 제작하였으며, 열분석기기인 TMA(TA사)를 이용하여 순환식오븐에서 80℃, 50분 가열하여 경화된 시편을 -20℃에서 150℃까지 10/min 승온속도로 분석하여 Tg를 측정하였다.
(2) 고온고습접착강도(kgf) : 접착시편은 Slide glass(두께 1mm)와 NTB plastic(7.45mmㅧ7.45mm, 두께 0.4mm)를 사용하여 순환식오븐에서 80℃, 50분 가열하여 경화시켰으며 전단강도(shear strength) 테스트 모드로 상온에서 초기접착강도를 측정하였다. 이후, 85℃, Rh 85% 조건의 고온고습 환경 시험기기에 넣어 120hr, 240hr 방치한 후의 접착강도를 측정하였으며, 감소율은 초기 접착강도 대비 감소한 접착강도(120hr, 240hr)의 접착강도 감소를 백분율로 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1
에폭시수지 비스페놀 F형
에폭시 수지(g)		 70 70 70 70 70 70
고무계 변성
에폭시 수지(g)		 30 30 30 30 30 30
폴리티올
경화제		 폴리티올
이소시아네이트
(g)		 10 15 25 40 50 0
4관능티올(g) 67 57 47 32 22 72
경화촉진제 폴리아민어덕트
(g)		 12 12 12 12 12 12
충진제 흄드 실리카
(Fumed silica)
(g)		 3 3 3 3 3 3
탄산칼슘(g) 16 16 16 16 16 16
물성 평가 결과
유리전이온도(Tg, TMA) 35 43 47 55 65 28
고온고습 접착강도
(Kgf)		 초기 9.2 9.7 10.1 8.2 7.6 8.5
120hr 8.6 9.1 9.5 7.9 7.8 7.4
240hr 7.6 8.5 9.2 7.8 7.2 6.3
감소율(%) 17.1 12.6 9.1 4.4 5.2 26.1
본 발명은 4관능 티올계 수지와 이소시아네이트의 반응으로 얻어진 폴리티올 경화제인 폴리티올이소시아네이트를 적용하여 에폭시 수지 조성물이 저온에서 빠르게 경화됨과 동시에, 폴리티올계 경화제의 단점인 내습성을 보완한 고온 내습 저항성이 향상된 저온 속경화 에폭시 수지 조성물을 제조하고자 함이다.
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 내지 5는 4관능 티올을 단독사용(비교예 1)하는 경우 보다 폴리티올 이소시아네이트를 혼합하여 사용하는 경우에 고온고습 접착강도의 감소율이 크게 개선됨에 따라, 고온고습 환경에서 폴리티올 이소시아네이트가 내습성을 향상시키는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 5는, 고온고습 환경에서 내습성을 향상시키기 위하여 폴리티올 이소시아네이트는 에폭시 수지 100 중량부 대비 적어도 10 중량부 이상이 필요하며, 바람직하게는 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부를 포함해야 한다는 것을 확인할 수 있다.
폴리티올 경화제는 폴리티올 이소시아네이트와 4관능티올의 함량을 조절함에 따라 고온고습 접착강도가 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 폴리티올 이소시아네이트 25 중량부, 4관능 티올 47 중량부를 사용시 접착력이 증가하며, 고온고습 접착강도(85℃, Rh 85%, 240시간)의 접착력 감소율이 낮아져 장시간 접착강도를 유지할 수 있음에 따라 접착 신뢰성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 실시예 1 내지 5에서 18~80℃ 범위 내의 낮은 유리전이온도(Tg)를 가지는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 낙하충격을 비롯한 내충격성이 요구되는 전자재료용 부품과 같은 분야의 접착제로 사용되기 적합한 것을 확인할 수 있다.
아울러, 본 발명의 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 종래의 에폭시 수지 조성물과 본 발명의 폴리티올 경화제 및 에폭시 수지를 혼합하여 일반적인 제조 공정에 의하여 제조될 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 일반적으로 첨가되는 충진제, 착색제, 결합제, 개질제 등을 첨가하는 것도 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

Claims (5)

  1. 저온 속경화 에폭시 수지 조성물에 있어서,
    에폭시 수지, 폴리티올 경화제 및 경화촉진제를 포함하는 일액형 에폭시 조성물로서,
    상기 폴리티올 경화제는
    상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부가 포함되며,
    티올기가 4개인 4관능 티올계 수지와 이소시아네이트(Isocyanate)의 반응으로 얻어진 하기 화학식 1의 폴리티올이소시아네이트(Polythiolisocyanate)인 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00003
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에폭시수지는 비스페놀F형 에폭시 수지, 고무계 변성 에폭시 수지 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 경화촉진제는 상온에서 고체인 이미다졸 화합물, 고체 분산형 아민어덕트계 화합물 및 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 용도에 따라 희석제, 충진제, 소포제, 분산제, 요변제 및 안료로부터 선택되는 1종 이상으로 추가되는 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저온 속경화 에폭시 수지 조성물은 유리전이온도(Tg)가 18 내지 80℃ 이며, 고온고습환경 시험기기에 투입하여 고온고습접착강도(Kgf, 85℃, Rh85%)의 240시간 이후 접착력 감소율이 4 내지 17% 이하인 것을 특징으로 하는 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물.
KR1020210025551A 2021-02-25 2021-02-25 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물 KR102545386B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210025551A KR102545386B1 (ko) 2021-02-25 2021-02-25 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210025551A KR102545386B1 (ko) 2021-02-25 2021-02-25 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220121460A true KR20220121460A (ko) 2022-09-01
KR102545386B1 KR102545386B1 (ko) 2023-06-20

Family

ID=83281802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210025551A KR102545386B1 (ko) 2021-02-25 2021-02-25 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102545386B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090072456A (ko) * 2007-12-28 2009-07-02 (주)디피아이 홀딩스 저온 속경화형 에폭시 경화제, 이를 포함하는 에폭시 도료조성물 및 이를 이용한 도막의 형성 방법
KR20130081571A (ko) * 2012-01-09 2013-07-17 강원대학교산학협력단 유리용 봉지재 조성물 및 이를 사용한 접합 유리
JP2014051598A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Adeka Corp ポリチオウレタン化合物、該化合物を含有するエポキシ樹脂用硬化剤、及び、該エポキシ樹脂用硬化剤を含有してなる一液型硬化性エポキシ樹脂組成物
JP2015101633A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 スリーボンドファインケミカル株式会社 エポキシ樹脂組成物
KR20160077132A (ko) 2013-10-25 2016-07-01 아지노모토 가부시키가이샤 유연성 에폭시 수지 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090072456A (ko) * 2007-12-28 2009-07-02 (주)디피아이 홀딩스 저온 속경화형 에폭시 경화제, 이를 포함하는 에폭시 도료조성물 및 이를 이용한 도막의 형성 방법
KR20130081571A (ko) * 2012-01-09 2013-07-17 강원대학교산학협력단 유리용 봉지재 조성물 및 이를 사용한 접합 유리
JP2014051598A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Adeka Corp ポリチオウレタン化合物、該化合物を含有するエポキシ樹脂用硬化剤、及び、該エポキシ樹脂用硬化剤を含有してなる一液型硬化性エポキシ樹脂組成物
KR20160077132A (ko) 2013-10-25 2016-07-01 아지노모토 가부시키가이샤 유연성 에폭시 수지 조성물
JP2015101633A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 スリーボンドファインケミカル株式会社 エポキシ樹脂組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Polymer 180. 2019. 121746* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102545386B1 (ko) 2023-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI811288B (zh) 一液型樹脂組成物
TWI629291B (zh) 樹脂組成物
CN109715695B (zh) 树脂组合物、粘接剂、密封材料、坝剂、半导体装置及图像传感器模块
JP4976575B1 (ja) 樹脂組成物
JP3391074B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
EP2640765B1 (en) One component epoxy resin composition
JP6782224B2 (ja) 半導体装置、およびイメージセンサーモジュール
JP4463208B2 (ja) 潜在性硬化剤および組成物
JP4715010B2 (ja) 硬化性エポキシ樹脂組成物、接着剤、及びシール剤
TW201527405A (zh) 耐熱性環氧樹脂組成物
KR20190074791A (ko) 저온 속경화 에폭시 수지 조성물
KR20190088902A (ko) 수지 조성물
JP7148848B2 (ja) 一液型樹脂組成物
KR102545386B1 (ko) 고온 내습 저항성 향상을 위한 저온 속경화 에폭시 수지 조성물
JP4567377B2 (ja) 潜在性硬化剤および組成物
JP2007186547A (ja) エポキシ樹脂用硬化剤組成物および一成分系加熱硬化性エポキシ樹脂組成物
JP2023030721A (ja) 樹脂組成物及び接着剤
KR102080030B1 (ko) 열전도성 접착제 조성물
KR100691085B1 (ko) 경화제 조성물 및 경화성 에폭시 수지 조성물
WO2023026872A1 (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH11310689A (ja) エポキシ樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant