KR20230053260A - 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물 - Google Patents

이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물 Download PDF

Info

Publication number
KR20230053260A
KR20230053260A KR1020210136605A KR20210136605A KR20230053260A KR 20230053260 A KR20230053260 A KR 20230053260A KR 1020210136605 A KR1020210136605 A KR 1020210136605A KR 20210136605 A KR20210136605 A KR 20210136605A KR 20230053260 A KR20230053260 A KR 20230053260A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
type epoxy
adhesive composition
epoxy adhesive
epoxy resin
dual curing
Prior art date
Application number
KR1020210136605A
Other languages
English (en)
Inventor
김고훈
임성현
배수빈
Original Assignee
주식회사 이엔에프테크놀로지
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 이엔에프테크놀로지 filed Critical 주식회사 이엔에프테크놀로지
Priority to KR1020210136605A priority Critical patent/KR20230053260A/ko
Publication of KR20230053260A publication Critical patent/KR20230053260A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C09J163/04Epoxynovolacs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C09J163/10Epoxy resins modified by unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/416Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components use of irradiation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

본 발명은 이중경화형 에폭시 접착제 조성물에 관한 것이며, 구체적으로는 베이스 에폭시, 시아네이트기를 포함하는 에폭시 화합물, 광경화제 및 열경화제를 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물을 제조하고 이를 경화함으로써, 접착강도 및 내수성이 우수한 경화물을 제공하는 것이다.

Description

이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물 {Double Curable Epoxy Adhesive Composition and cured product thereof}
본 발명은 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물에 관한 것으로, 구체적으로는 접착력 및 밀착성이 우수하고, 고신뢰성을 가지는 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물에 관한 것이다.
종래의 카메라 모듈의 조립에 사용되는 접착제는, 이미지 센서 등으로의 고온 처리에 의한 열적 손상을 피하기 위해 저온 경화성이 요구된다. 또한, 생산효율 향상의 관점에서, 속경화성(Fast Curable Property)도 동시에 요구된다. 이러한 관점에서, 저온 속경화형 접착제로서, 광 경화형 또는 열 경화형 접착제가 많이 이용되고 있다.
하지만, 광 경화형 접착제는 빠른 경화가 가능한 반면, 경화 수축에 의한 경화 변형을 일으키거나 빛이 닿지 않는 부분의 접착에는 사용할 수 없는 등의 단점을 가진다. 열 경화형 접착제는 저온 속경화형 접착제일 수 있으나, 접착하는 동안에는 접착 자세를 유지하기 위해 접착하는 부재를 지그(jig)나 장치로 고정해야만 한다. 또한, 온도상승에 의해 점도가 저하되어, 경화 직전에 늘어짐이 생기거나 원하는 부분 이외에 흘러 버리는 등의 문제를 일으켜, 반드시 만족할 만한 것은 아니었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 최근에 광(예, 자외선, 가시광)조사에 의한 가경화로 가고정하고, 열에 의해 본 경화를 수행하는 타입의 이중경화 접착제가 제안되고 있으며, 상기 이중경화 접착제를 사용함으로써, 추가적인 장치 없이도 균일하게 본 경화를 할 수 있는 장점이 있다.
다만, 상기 이중경화 접착제는 UV 경화 이후 모듈러스(Modulus)가 상승하여 유동성이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 상기 유동성이 저하됨에 따라 열경화시 경화도가 낮아지는 추가적인 문제점이 발생할 수 있어, 상기 문제점 또한 극복 가능한 이중결합 접착제의 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2021-0052343 A 호 (2021.05.10)
본 발명의 목적은 충분한 경화가 가능하여 접착력, 밀착성 및 내수성이 우수하고, 고신뢰성을 가지는 이중경화 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물을 제공하는 것이다.
구체적으로, 저온 속경화형 접착제로 사용가능하며, 광경화 후 유동성에 의해 흐르지 않고 형상을 유지하며, 열경화에 의해 높은 경화도 및 접착력을 구현할 수 있는 이중경화 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물을 제공하는 것이다.
상기 안출된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 베이스 에폭시 수지 및 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물이 포함된 에폭시 혼합수지; 광경화제; 및 열경화제;를 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서 상기 A는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이며, 상기 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌은 C1-C20알킬, -N=C=O, -O-C≡N, C6-C12아릴 및 C1-C10알콕시에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 화학식 1에서 A는 C1-C20알킬렌, C6-C20아릴렌, C6-C20헤테로아릴렌, C3-C20시클로알킬렌 또는 C3-C20헤테로시클로알킬렌인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 에폭시 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 화학식 2 내지 4에서,
D1은 단일 결합 또는 C1-C10알킬렌이며,
Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 및 C6-C12아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 또는 C6-C12아릴이며, o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, r은 0 내지 4의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 화학식 2 내지 4에서 D1은 단일 결합 또는 C1-C5 알킬렌이며, Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C8알킬 및 C6-C8아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C5알킬 또는 C6-C8아릴이며, o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, r은 0 내지 2의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 것을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00005
상기 화학식 5에서 D1은 단일 결합, C1-C5 직쇄형 알킬렌 또는 C1-C5 분지형 알킬렌일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 혼합수지는 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대해서, 상기 화학식1의 에폭시 화합물을 50 내지 400 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 베이스 에폭시 수지는 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀E형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 할로겐화 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 폴리글리콜 에폭시 수지 및 카다놀 에폭시 수지에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 광경화제는 다관능성 아크릴계 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 열경화제는 아민계 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 광 라디칼 개시제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 에폭시 혼합수지 100 중량부 대해서, 광경화제 1 내지 200 중량부 및 열경화제 1 내지 200 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 무기충진제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 무기충진제는 흄드실리카(Fumed silica), 규조토, 알루미나, 산화아연, 산화철, 산화마그네슘, 산화주석, 산화티탄, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 탄산마그네슘, 황산바륨, 석고, 규산칼슘, 탈크, 유리 비드, 용융실리카(Fused silica), 석영분, 견운모, 활석백토, 벤토나이트, 질화알루미늄, 질화규소, 티탄산칼륨, 제올라이트, 칼시아, 마그네시아 및 페라이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 안정제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 점착 증진제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 에폭시 접착제 조성물의 경화물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용환경이나 목적에 따라 광 경화, 열 경화 또는 이들을 병행하는 이중경화를 선택하여 실시할 수 있고, 이중경화를 통해 보다 향상된 접착강도를 구현할 수 있어, 보다 고품질의 구조용 접착제로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 포함함으로써, 에폭시 수지 단독으로 사용할 때보다 우수한 열 경화도를 가질 수 있으며, 이에 따라 우수한 접착력 및 신뢰성이 확보된 경화물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 경화물은 100℃ 이상의 높은 Tg를 구현하며, 고온 고습 환경 이후에도 우수한 접착력을 가질 수 있고, 저장 안정성이 우수하며, 특히, 접착 계면이 매끈한 장점이 있다.
본 발명에 따른 경화물은 각종 광학 부재 및 광학 장치를 형성하기 위한 재료로 유용하게 적용 가능하며, 특히 단위 면적당 높은 접착강도 및 내수성이 요구되는 카메라 모듈 등의 구성 부재 사이의 접착층으로 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명에 따르면, 사용환경이나 목적에 따라 광 경화, 열 경화 또는 이들을 병행하는 이중경화를 선택하여 실시할 수 있고, 이중경화를 통해 보다 향상된 접착강도를 구현할 수 있어, 보다 고품질의 구조용 접착제로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 포함함으로써, 에폭시 수지 단독으로 사용할 때보다 우수한 열 경화도를 가질 수 있으며, 이에 따라 우수한 접착력 및 신뢰성이 확보된 경화물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 경화물은 100℃ 이상의 높은 Tg를 구현하며, 고온 고습 환경 이후에도 우수한 접착력을 가질 수 있고, 저장 안정성이 우수하며, 특히, 접착 계면이 매끈한 장점이 있다.
본 발명에 따른 경화물은 각종 광학 부재 및 광학 장치를 형성하기 위한 재료로 유용하게 적용 가능하며, 특히 단위 면적당 높은 접착강도 및 내수성이 요구되는 카메라 모듈 등의 구성 부재 사이의 접착층으로 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물에 대하여 상세히 설명한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, "포함한다"는 "구비한다", "함유한다", "가진다" 또는 " 특징으로 한다" 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서의 용어, "실질적으로"는 특정된 요소, 재료 또는 공정과 함께 열거되어 있지 않은 다른 요소, 재료 또는 공정이 발명의 적어도 하나의 기본적이고 신규한 기술적 사상에 허용할 수 없을 만큼의 현저한 영향을 미치지 않는 양 또는 정도로 존재할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서의 용어, "경화물"은 일반적인 의미로서 경화성 조성물의 경화물이거나, 에폭시 접착제 조성물의 경화물일 수 있다. 또한, 상기 경화물은 반경화물을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서의 용어, "구조용 접착제(Structural adhesives)"는 구조물을 구성하는 적어도 2개의 구조적 부품을 서로 접착결합(adhesive boding) 시키는데 사용되는 재료를 의미한다.
앞서 배경설명에서 살핀 바와 같이, 종래 에폭시 수지 접착제를 광경화 및 열경화 순으로 이중경화를 시킬 경우, 광경화 이후의 유동성이 저하되어 열경화시 경화도가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은 에폭시 수지를 사용하는 다양한 조성의 접착제에 대한 연구를 거듭하였다. 그 결과, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물에 있어서 시아네이트기를 포함하는 에폭시 화합물을 포함시킴으로써 광 경화 이후 외부 충격에 접착 형태가 변형되지 않는 접착 강도를 구현할 수 있음은 물론이고, 이후 열 경화 진행 후 현저하게 향상된 접착강도 및 내수성/내습성을 구현할 수 있음을 확인하였다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명은 우수한 경화성, 접착강도 및 내수성/내습성을 갖는 경화물을 제공하기 위한 새로운 조성의 이중경화형 에폭시 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지 및 1개 이상의 시아네이트 에스터 작용기와 1개 이상의 에폭시 작용기가 있는 에폭시 화합물이 포함된 에폭시 혼합수지; 광경화제; 및 열경화제;를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지 및 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물이 포함된 에폭시 혼합수지; 광경화제; 및 열경화제;를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00006
화학식 1에서 상기 A는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이며, 상기 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌은 C1-C20알킬, -N=C=O, -O-C≡N, C6-C12아릴 및 C1-C10알콕시에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
종래의 베이스 에폭시 수지, 광경화제 및 열경화제를 포함하는 통상의 이중경화형 에폭시 접착제 조성물에 비해 상기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 포함하는 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 경화도, 접착도 및 신뢰성 모두 우수한 장점이 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 화학식 1에서 A는 C1-C20알킬렌, C6-C20아릴렌, C6-C20 헤테로아릴렌, C3-C20 시클로알킬렌 또는 C3-C20 헤테로시클로알킬렌일 수 있으며, 구체적으로, C1-C15 알킬렌, C6-C15 아릴렌, C6-C15 헤테로아릴렌, C3-C15 시클로알킬렌 또는 C3-C15 헤테로시클로알킬렌일 수 있으며, 구체적으로, C1-C10 알킬렌, C6-C10 아릴렌, C6-C10 헤테로아릴렌, C3-C10 시클로알킬렌 또는 C3-C10 헤테로시클로알킬렌일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학식 1의 A가 상기 구성을 만족함에 따라, 상기 이중경화 에폭시 접착제 조성물 간의 혼합성이 우수하여 균질하게 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 에폭시 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00007
[화학식 3]
Figure pat00008
[화학식 4]
Figure pat00009
상기 화학식 화학식 2 내지 4에서,
D1은 단일 결합 또는 C1-C10알킬렌이며, Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 및 C6-C12아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 또는 C6-C12아릴이며,
o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, r은 0 내지 4의 정수일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 화학식 2 내지 4에서 D1은 단일 결합 또는 C1-C5 알킬렌이며, Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C8 알킬 및 C6-C8 아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C5 알킬 또는 C6-C8 아릴이며, o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, r은 0 내지 2의 정수일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 이중경화 에폭시 접착제 조성물이 상기 화학식 2 내지 4에서 선택되는 에폭시 화합물을 포함함에 따라, 광경화시 상기 조성물의 유동성을 어느 정도 유지할 수 있어 이후, 열경화시 경화도를 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 이중경화 에폭시 접착제 조성물에 상기 에폭시 화합물을 포함함에 따라, 높은 Tg 구현이 가능하며, 열 경화 시 발생되는 기체가 없기 때문에 접착 계면이 매우 고른 장점이 있다.
또한, 상기 화학식 2 내지 4으로 표시되는 어느 하나 이상의 에폭시 화합물이 포함됨에 따라 추가 경화를 유도할 수 있어 베이스 에폭시 수지를 단독으로 사용할 때보다 높은 경화도, 접착력 및 신뢰성을 확보 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 에폭시 화합물일 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00010
상기 화학식 5에서 D1은 단일 결합, C1-C5 직쇄형 알킬렌 또는 C1-C5 분지형 알킬렌이다.
상기 이중경화 에폭시 접착제 조성물이 상기 화학식 5의 에폭시 화합물을 포함함에 따라, 경화도, 접착도 및 신뢰도가 우수할 뿐만 아니라, 접착력 유지 시간 또한 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른, 상기 에폭시 혼합수지는 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대해서, 상기 화학식1의 에폭시 화합물을 50 내지 400 중량부를 포함할 수 있으며, 구체적으로 50 내지 300 중량부, 구체적으로 100 내지 200 중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물에 있어서, 상기 베이스 에폭시 수지는 통상의 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 이의 비한정적인 일 예로는 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀E형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지 및 페놀아랄킬형 에폭시 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 에폭시 수지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 광경화제는 다관능성 아크릴계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 다관능성 아크릴계 화합물은 아크릴기가 2 관능기 이상, 구체적으로 3관능기 이상, 구체적으로 4관능기 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다관능성 아크릴계 화합물의 비한정적인 일 예로는 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸프로판 트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 디-트리메틸프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 혼합물로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 열경화제는 목적하는 온도(상온, 25℃) 이하에서는 열 경화를 개시하지 않도록 작용하는 열경화제일 수 있다. 이의 비한정적인 일 예로는 이미다졸형 열경화제, 디히드라지드형 열경화제 또는 아민형 열경화제가 사용될 수 있지만 경화시간, 보관 안정성, 접착강도 향상 측면에서 아민형 열경화제를 사용하는 것이 좋다. 또한, 시판되고 있는 제품으로 Evonik사 Ancamine 2014AS, ADEKA사의 EH-5057PK 및 EH-4357S 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 에폭시 혼합수지 100 중량부에 대해서, 광경화제 1 내지 200 중량부 및 열경화제 1 내지 200 중량부를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 광경화제 10 내지 150 중량부 및 열경화제 10 내지 150 중량부, 구체적으로, 광경화제 10 내지 100 중량부 및 열경화제 10 내지 100 중량부, 구체적으로, 광경화제 15 내지 70 중량부 및 열경화제 15 내지 70 중량부, 구체적으로, 광경화제 15 내지 50 중량부 및 열경화제 15 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있으며, 상기 광개시제는 통상의 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
이의 비한정적인 일 예로는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 히드록시디메틸아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 3-메틸아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 4-크로놀로세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4-디아미노벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, β클로로안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아미노벤조산에스테르, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 벤질디페닐설파이드 및 테트라메틸티우람모노설파이드 등을 들 수 있으며, 이들에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 또한, 시판되고 있는 제품으로 상품명 Darocur 1173, Irgacure 184, Igacure 907(Ciba사) 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 광개시제의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 상기 에폭시혼합수지의 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 7 중량부일 수 있으며, 구체적으로, 1 내지 5 중량부일 수 있다.
상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제 일 예로는 무기충진제, 안정제 및 점착증진제일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 무기충진제는 상기 이중경화 에폭시 접착제 조성물에 포함됨에 따라, 열경화시 열전도율이 향상되어 더욱 경화도가 향상되는 효과를 가질 수 있다.
상기 무기충진제는 일 예로, 흄드실리카(Fumed silica), 규조토, 알루미나, 산화아연, 산화철, 산화마그네슘, 산화주석, 산화티탄, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 탄산마그네슘, 황산바륨, 석고, 규산칼슘, 탈크, 유리 비드, 용융실리카(Fused silica), 석영분, 견운모, 활석백토, 벤토나이트, 질화알루미늄, 질화규소, 티탄산칼륨, 제올라이트, 칼시아, 마그네시아 및 페라이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으나, 이로 제한되지는 않는다.
본 발명에서, 상기 무기충진제의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 상기 에폭시혼합수지의 100 중량부에 대해 10 내지 150 중량부일 수 있으며, 구체적으로 15 내지 100 중량부일 수 있으며, 구체적으로, 20 내지 60 중량부일 수 있다.
상기 안정제는 상기 이중경화 에폭시 접착제 조성물에 포함됨으로써, 고온 조건 하에서의 열안정성이 우수하면서 또한 경화성도 우수한 이중경화 에폭시 접착제 조성물을 제공할 수 있다.
상기 안정제는 페놀계 안정제, 힌더드아민계 안정제, 인계 안정제, 붕산 에스테르계 안정제 및 알콕시 아민 라디칼계 안정제 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 안정제를 포함할 수 있으며, 구체적으로 폐놀계 안정제 및 붕산 에스테르계 안정제 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 안정제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 안정제의 일 예로, 트리메틸보레이트, 트리에틸보레이트, 트리-n-프로필보레이트, 트리이소프로필보레이트, 트리-n-부틸보레이트, 트리펜틸보레이트, 트리알릴보레이트, 트리헥실보레이트, 트리시클로헥실보레이트, 트리옥틸보레이트, 트리노닐보레이트, 트리데실보레이트, 트리도데실보레이트, 트리헥사데실보레이트, 트리옥타데실보레이트, 트리스(2-에틸헥시록시)보란, 비스(1,4,7,10)-테트라옥사운데실)(1,4,7,10,13-펜타옥사테트라데실)(1,4,7-트리옥사운데실)보란, 트리벤질보레이트, 트리페닐보레이트, 트리-o-톨릴보레이트, 트리-m-톨릴보레이트, 트리에탄올아민보레이트, 트리-2-에틸헥실보레이트, 트리메틸렌보레이트, 트리스(트리메틸실릴)보레이트, 붕산트리-sec-부틸, 붕산트리-tert-부틸, 메톡시에톡사이드보론, 하이드로퀴논, 카테콜, 레조르시놀, p-메톡시페놀, t-부틸카테콜, t-부틸 하이드로퀴논, 피로갈롤, p-벤조퀴논, 2,5-디-t-부틸-p-벤조퀴논, 피크린산, 트리 p-니트로페닐 메틸, 부틸화 하이드록시톨루엔, 사이클로헥사논 옥심 크레졸, 구아야콜, o-이소프로필페놀 등일 수 있으며, 구체적으로, 트리메틸보레이트, 트리에틸보레이트, 트리-n-프로필보레이트, 트리이소프로필보레이트, 트리-n-부틸보레이트, 트리펜틸보레이트, 트리알릴보레이트, 트리헥실보레이트, 트리시클로헥실보레이트, 트리옥틸보레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 상기 안정제의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 상기 에폭시 혼합수지의 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부 일 수 있으며, 구체적으로 0.1 내지 1 중량부일 수 있으며, 구체적으로 0.1 내지 0.5 중량부 일 수 있다.
상기 접착 증진제는 접착 대상물간의 초기 접착력 향상 또는 경화 후 접착 지속력 향상을 위해 첨가되는 물질로서, 당 분야에 공지된 접착 증진제나 점착 증진제를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 접착 증진제로는 에폭시 함유 실란, 아민기 함유 실란 또는 머캡토 함유 실란인 것을 사용할 수 있으며, 에폭시가 함유된 것으로 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이 있고, 아민기가 함유된 것으로 N-2(아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란이 있으며, 머캡토가 함유된 것으로 3-머캡토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캡토프로필트리에톡시실란을 예시할 수 있다. 전술한 성분을 단독 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. 상기 접착 증진제로는 에폭시 함유 실란을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 접착 증진제의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 상기 에폭시 혼합수지의 100 중량부에 대해 1 내지 50 중량부일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 20 중량부일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 일액형인 것일 수 있다. 이에, 제1단계인 광경화에 의해 안정적으로 1차 경화물을 형성하고, 제2단계인 열경화에 의해 향상된 접착력을 갖는 경화물을 형성할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따르면 보다 향상된 접착력 및 신뢰도가 우수한 경화물을 제공할 수 있다.
일 예로, 상기 광 경화는 파장 800㎚ 이상의 적외선, 가시광, 자외선, 전자선 등의 광을 조사하여 수행되는 것일 수 있으며, 상기 광은 100 내지 2,000mW/㎠, 또는 300 내지 1,500mW/㎠, 또는 500 내지 1,000mW/㎠범위로, 1 내지 30초동안, 또는 1 내지 10초동안, 또는 3 내지 5초동안 수행되는 것일 수 있다. 또는 2.0 내지 10.0 J/㎠의 조사조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 좋게는 2.0 내지 4.0 J/㎠, 보다 좋게는 2.0 내지 2.5 J/㎠의 조사조건에서 수행되는 것일 수 있다.
일 예로, 광 조사 수단은 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은 램프, 엑시머 레이저, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프, 나트륨 램프, 형광등, LED 방식 SPOT형 UV 조사기, 크세논 램프 또는 DEEP UV 램프 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 광은 자외선일 수 있으며, 상기 자외선의 피크 파장은 구체적으로 300 내지 500㎚범위인 것일 수 있다.
일 예로, 상기 열 경화는 70 내지 120℃의 온도조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 좋게는 80 내지 100℃, 보다 좋게는 80 내지 90℃의 온도조건에서 수행되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 수지 조성물 또는 이중경화형 에폭시 접착제 조성물의 경화물을 제공한다. 구체적으로, 이중경화를 통한 상기 경화물은 4kgf이상, 구체적으로 6kgf이상, 구체적으로 6 내지 10kgf 범위의 UV 적찹강도를 구현할 수 있으며, 80kgf이상, 구체적으로 100kgf이상, 구체적으로 130 내지 250kgf 범위의 이중접착강도를 구현할 수 있다.
또한, 이와 같은 우수한 접착강도는 물론 85 ℃이상, 85%RH이상의 고온다습 조건하에서도 우수한 내습성을 나타낼 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 경화물은 접착제, 밀봉제, 코팅제 등의 용도로서 유용하게 활용될 수 있다. 구체적으로, 단위 면적당 높은 접착강도 및 내수성이 요구되는 카메라 모듈 등의 구성 부재 사이의 접착층으로 유용하게 적용될 수 있고, 토목 건축물 등의 구조물은 물론, 자동차, 항공기, 선박 등과 같은 운송수단 조립에 있어서 구조용 접착제로서도 활용될 수 있음은 물론이다. 이는 금속과 금속, 금속과 유리, 금속과 탄소섬유 등의 동일 또는 상이한 재료 간 우수한 접착성능의 구현으로 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용이 가능하다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
[제조예1]
에폭시-시아네이트 화합물 제조 합성
화학물 1a (1.0mol)과 에페클로로 하이드린 (0.5mol)을 DMF (1.0ℓ에 녹인 이후 상온에서 모두 용해될 때까지 교반 하였다. 이후 Triethyl amine (0.5mol)을 투입하여 상온에서 5시간 교반하고 TLC (thin layer chromatography)를 통해서 반응이 종결됨을 확인한 뒤 extractive workup (Ethylacetate/Water)를 통해 합성물을 추출하고 잔류 용매는 회전증발 농축기를 통해 제거하였다. Silica column chromatography를 통해 하프 에폭시 화합물을 정제하였다. 상기 합성된 하프 에폭시 화합물을과 시아노젠브로마이드(cyanogens bromide)를 반응하여 에폭시-시아네이트 화합물을 합성하였다. 자세한 합성방법은 아래와 같다.
Figure pat00011
상기 합성된 하프 에폭시 화합물 2a (0.5mol)을 DMF 0.5ℓ에 용해 시킨 후, 시아노젠브로마이드(cyanogens bromide, 알드리치) (0.6 mol)을 투입하고 상온(25℃)에서 1시간 교반 한 뒤 Triethyl amine (0.6mol)을 투입하여 반응을 개시하고 추가로 상온에서 5시간 교반 하였다. TLC (thin layer chromatography)를 통해서 반응이 종결됨을 확인한 뒤 extractive workup (Ethylacetate/Water)를 통해 합성물을 추출하고 잔류 용매는 회전증발 농축기를 통해 제거하였다. Silica column chromatography를 통해 화합물 에폭시-시아네이트 화합물인 화합물 3a를 얻었다. 구조분석은 1H, 13C NMR을 통해 동정하였다.
3a: 1H NMR (500 MHz, Chloroform) δ7.30 - 7.16 (m, 2H), 7.04 - 6.96 (m, 4H), 6.90 - 6.75 (m, 2H), 4.22 (s, 1H), 4.00 (s, 1H), 3.04 (s, 1H), 2.85 (s, 1H), 2.57 (s, 1H), 1.72 - 1.68 (m, 6H); 13C NMR (125 MHz, Chloroform) δ155.98, 148.45, 144.53, 143.34, 128.34, 127.05, 119.41, 116.36, 109.78, 69.50, 50.93, 45.87, 30.33.
[제조예 2 내지 제조예 4]
상기 실시예1의 단계1에서, 상기 화합물 1a 대신 하기 표1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 수행하여, 에폭시-시아네이트 화합물을 생성하였다.
Figure pat00012
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 2]
하기 표2에 기재된 성분 및 함량으로 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 (100g)을 준비하였다.
Figure pat00013
[평가방법]
[접착력 시편 제작 및 측정]
Figure pat00014
알루미늄 하부 계면에 상기 실시예 및 비교예의 이중경화형 에폭시 접착제 조성물을 내경 17.3 ㎜, 외경 19.1 ㎜ 형태로 디스펜싱 이후 상부 계면과와 접합하여 셀을 제조하였다. 이때, 하부와 상부 간격은 300 ㎛가 되도록 하였고, 도포된 에폭시 접착제는 85-90㎎ 수준을 유지하였다. 이후, 제조된 셀은 하기 경화조건 또는 신뢰성조건을 통해 경화되었다.
이후, 경화된 각 셀의 접착강도는 UTM을 이용하여 측정하였다. 이때, 인장속도는 30 ㎜/min으로 설정하였다.
[경화조건]
LED 365㎚ 파장의 자외선을 상기 셀에 셀의 수평 방향에서 접착제와 광원과의 거리를 25㎜로 유지한체 4개의 광원을 사용하여(1,000mW, 5s) 제1경화 후, 80℃의 열 순환식 오븐에서 30분동안 가열하여 제2경화하였다. 제 2경화된 시편을 상온에서 24시간 방치 후 접착력을 측정하였다.
[신뢰성조건]
위 경화조건이 완료된 시편을 항온/항습기를 사용하여 85℃85%RH 조건에 노출 후 신뢰성 전 접착력 보다 낮아지기 전 시간을 기준으로 함.
[Dispensing 평가]
1) 디스펜싱 방법
10cc 시린지에 이중경화 접착 조성물을 packaging한 후 원심분리기로 탈포를 진행하였으며, 상기 원심분리는 3000 rpm에서 90 초간 실시하였다.
이후 1시간 동안 상온에서 안정화 진행하였다. 이후 탁상 로봇(모델: SHOTmini 200Sx)을 사용하여 계면과 높이를 0.3-0.5㎜, 스피드는 5㎜/s) 및 니들은 18G 조건에서 수행하였다.
2) 평가 방법
레벨링성은 디스펜싱 후 1시간 동안 도포 두께가 유지 평가를 하였으며, 이는 현미경 관찰로 진행하였다. 토출량은 10회 디스펜싱을 반복했을 때 85-90㎎ 수준에서 도포가 되는 정도로 평가하였다.
[평가결과]
상기 평가방법을 통한 물성 결과를 하기 표3에 도시하였다.
Figure pat00015
상기 표 3에 도시한 바와 같이, 실시예 1 내지 6는 UV 경화 후 8 kgf 이상의 접착강도를 나타내며, UV/열 경화 후 모두 100 kgf 이상의 매우 우수한 접착강도를 나타내었다. 특히, 실시예 1 내지 3은 전부 UV/열 경화 후 접착력이 전부 140 kgf 이상의 매우 높은 접착강도를 나타내었다.
즉, UV/열 경화 이후 이중경화형 에폭시 접착제 조성물의 시아네이트 작용기와 에폭시 레진의 에폭시 작용기가 아민계 열경화제에 의해 모두 가교되면서 매우 높은 접착력을 구현하였다.
또한, 본 발명에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 신뢰성 조건 하에서도 우수한 접착강도를 나타낼 뿐만 아니라, 85/85 신뢰성 조건 하에서 추가 경화가 진행되어 접착력이 더욱 상승하였다.
즉, 본 발명에 따른 경화물은 항온/항습 (85℃조건에서 접착력이 감소되지 않아 우수한 내습성을 가질 뿐만 아니라, 추가 경화가 진행되어 더욱 향상된 접착력을 가졌다.
또한, 본 발명에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 모두 100℃ 이상의 높은 Tg가 구현 가능하였다.
또한, 본 발명의 이중경화형 에폭시 접착제 조성물을 경화시킨 경화물의 경우, 상기 경화 중에 급격한 기체 발생으로 인한 접착력 저하가 보이지 않으며, 경화 후에도 접착계면이 고르게 경화된 것을 확인할 수 있었다.
다만, 실시예 6의 경우, 안정제를 사용하지 않아 상온 보관 안정성이 하루 미만으로 제품으로 사용이 불가능 하였으며, 실시예 7과 같이, 접착 증진제를 사용하지 않을 경우 85/85 24시간 이후에 접착력이 급격하게 하락하였다.
한편, 에폭시 수지 단독으로 사용한 비교예 1의 경우에는 이중경화 이후 100 kgf 이하의 접착력 발현이 되었으며, Tg 또한 75℃로, 실시예들에 비하여 낮은 값을 보였다.
시아네이트-에스터 수지 단독으로 사용한 비교예 2는 높은 Tg 구현은 가능하나 너무 급격한 반응으로 인해 외부에서 공급하는 열(80℃)보다 높은 내부 온도(150℃)를 보였다. 또한, 수지에 포함되어있는 기체가 빠르게 방출되어 접착 계면이 고르게 경화되지 못하여 오히려 접착력이 저하되었다. 또한, 시아네이트-에스터를 단독으로 사용할 경우 너무 빠른 반응 속도를 조절하기 어려우며, 너무 높은 점도로 인해 Dispensing에 매우 높은 압력이 필요하여 토출량이 불균일하였다.
따라서, 본 발명에 따른 이중경화형 에폭시 접착제 조성물의 경화물을 사용하면 사용환경이나 목적에 따라 광 경화, 열 경화 또는 이들을 병행하는 이중경화를 선택하여 실시할 수 있을 뿐 아니라 이중경화를 통해 보다 향상된 접착강도를 구현할 수 있다. 이와 같은 물성의 구현으로, 단위 면적당 높은 접착강도 및 내수성이 요구되는 카메라 모듈 등의 구성 부재 사이의 접착층으로 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 비교예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 베이스 에폭시 수지 및 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물이 포함된 에폭시 혼합수지; 광경화제; 및 열경화제;를 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00016


    화학식 1에서 상기 A는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이며,
    상기 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌은 C1-C20알킬, -N=C=O, -O-C≡N, C6-C12아릴 및 C1-C10알콕시에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1에서 A는 C1-C20알킬렌, C6-C20아릴렌, C6-C20헤테로아릴렌, C3-C20시클로알킬렌 또는 C3-C20헤테로시클로알킬렌인, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 에폭시 화합물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.

    [화학식 2]
    Figure pat00017


    [화학식 3]
    Figure pat00018


    [화학식 4]
    Figure pat00019


    상기 화학식 화학식 2 내지 4에서,
    D1은 단일 결합 또는 C1-C10알킬렌이며,
    Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 및 C6-C12아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며,
    R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C10알킬 또는 C6-C12아릴이며,
    o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    r은 0 내지 4의 정수이다.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화학식 2 내지 4에서
    D1은 단일 결합 또는 C1-C5 알킬렌이며,
    Z는 -(CR5R6)n-이며, R5 및 R6는 서로 독립적으로 수소, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C8알킬 및 C6-C8아릴이며, n은 0 내지 3의 정수이며,
    R1 내지 R4는 서로 독립적으로, -N=C=O, -O-C≡N, C1-C5알킬 또는 C6-C8아릴이며,
    o, p 및 q은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    r은 0 내지 2의 정수인, 이중경화형 에폭시 조성물.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 에폭시 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
    [화학식 5]
    Figure pat00020


    상기 화학식 5에서 D1은 단일 결합, C1-C5 직쇄형 알킬렌 또는 C1-C5 분지형 알킬렌이다.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 에폭시 혼합수지는 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대해서, 상기 화학식1의 에폭시 화합물을 50 내지 400 중량부를 포함하는 것인, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 에폭시 수지는 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀E형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 할로겐화 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 폴리글리콜 에폭시 수지 및 카다놀 에폭시 수지에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광경화제는 다관능성 아크릴계 화합물을 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열경화제는 아민계 화합물을 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 광 라디칼 개시제를 더 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 에폭시 혼합수지 100 중량부 대해서, 광경화제 1 내지 200 중량부 및 열경화제 1 내지 200 중량부를 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 무기충진제를 더 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 무기충진제는 흄드실리카(Fumed silica), 규조토, 알루미나, 산화아연, 산화철, 산화마그네슘, 산화주석, 산화티탄, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 탄산마그네슘, 황산바륨, 석고, 규산칼슘, 탈크, 유리 비드, 용융실리카(Fused silica), 석영분, 견운모, 활석백토, 벤토나이트, 질화알루미늄, 질화규소, 티탄산칼륨, 제올라이트, 칼시아, 마그네시아 및 페라이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  14. 제 1항에 있어서,
    이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 안정제를 더 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  15. 제 1항에 있어서,
    이중경화형 에폭시 접착제 조성물은 점착 증진제를 더 포함하는, 이중경화형 에폭시 접착제 조성물.
  16. 제 1항 내지 제15항에서 선택되는 어느 한 항의 에폭시 접착제 조성물의 경화물.
KR1020210136605A 2021-10-14 2021-10-14 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물 KR20230053260A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210136605A KR20230053260A (ko) 2021-10-14 2021-10-14 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210136605A KR20230053260A (ko) 2021-10-14 2021-10-14 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230053260A true KR20230053260A (ko) 2023-04-21

Family

ID=86098802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210136605A KR20230053260A (ko) 2021-10-14 2021-10-14 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230053260A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052343A (ko) 2019-10-31 2021-05-10 아지노모토 가부시키가이샤 경화성 조성물

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052343A (ko) 2019-10-31 2021-05-10 아지노모토 가부시키가이샤 경화성 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111315719B (zh) 硫醇化合物、其合成方法和该硫醇化合物的利用
JP5812993B2 (ja) 低透湿性樹脂組成物及びその硬化物
TWI405785B (zh) 液晶密封劑、使用其之液晶顯示面板的製造方法及液晶顯示面板
JP5905014B2 (ja) 放射線硬化性組成物
CN113788936B (zh) 一种可光/热双重固化树脂组合物及其制备方法和应用
JP5172321B2 (ja) 液晶シール剤
JP7199917B2 (ja) チオール化合物、その合成方法および該チオール化合物の利用
JP6471620B2 (ja) エポキシ化合物、部分エステル化エポキシ化合物及びそれらを含む硬化性組成物
JP2008088167A (ja) (メタ)アクリロイル基およびグリシジル基を含有する化合物、当該化合物を含む重合性組成物、ならびに当該化合物の製造方法に関する。
WO2007061080A1 (ja) 硬化性組成物
WO2012043222A1 (ja) 低溶出性エポキシ樹脂及びその部分エステル化エポキシ樹脂、その製造方法、並びにそれを含む硬化性樹脂組成物
JP5827853B2 (ja) 組成物及びその硬化物
TW201934645A (zh) 樹脂組成物及其硬化物、接著劑、半導體裝置,以及電子零件
JP6239587B2 (ja) 多価カルボン酸組成物、エポキシ樹脂用硬化剤組成物、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物
KR20230053260A (ko) 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물
KR20230049867A (ko) 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물
WO2013005691A1 (ja) 新規(メタ)アクリル樹脂及びそれを用いた樹脂組成物
JP5796890B2 (ja) 新規ヒドラジド化合物及びそれを用いた樹脂組成物
JP5686629B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP6701614B2 (ja) (メタ)アクリレート化合物、硬化性組成物、硬化物及び物品
KR20230049245A (ko) 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물
KR20230053327A (ko) 이중경화형 에폭시 접착제 조성물, 이의 경화물 및 이를 이용하여 제조된카메라 모듈
KR20170052245A (ko) 광경화 코팅용 조성물 및 코팅막
KR102594982B1 (ko) 경화형 수지 조성물 및 이의 경화물
KR20230048925A (ko) 이중경화형 에폭시 접착제 조성물 및 이의 경화물