KR20230107244A

KR20230107244A - 양이온성 에폭시 조성물

Info

Publication number: KR20230107244A
Application number: KR1020237016051A
Authority: KR
Inventors: 아드리안 브란트; 호르슈트 벡; 알리싸 베슬러; 자샤 푈러; 자샤 ?O러; 프리스 요하네스 헤라르뒤스 데; 자라 키르헤커; 베른하르트 엠 슈타들러; 세르게이 틴
Original assignee: 헨켈 아게 운트 코. 카게아아
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2023-07-14
Also published as: EP4001338B1; CN116438222A; WO2022100927A1; JP2023549254A; US20230287168A1; EP4001338A1; TW202227579A

Abstract

본 발명은 a) 지환족 에폭시 수지; b) 경화제; 및 c) 하기 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 조성물에 관한 것이다:

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본 발명에 따른 조성물은 구조적 접착제, 코팅 및 프라이머로서 사용될 수 있다.

Description

양이온성 에폭시 조성물

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접착제 본드 및 중합체 코팅은 제조품의 조립 및 마감에 흔히 사용된다. 이들은 스크류, 볼트 및 리벳과 같은 기계적 패스너 대신 사용되어, 생산 공정에서 감소된 가공 비용 및 더 큰 적응성을 갖는 본드를 제공한다. 접착제 본드는 응력을 균일하게 분포시키고, 피로 가능성을 감소시키며 부식성 종류로부터 연결부를 밀봉한다.

에폭시 접착제는 주로 에폭시 단량체와 올리고머 및 에폭시 기반 반응성 희석제로 이루어진다. 새로운 기술적 특성을 갖는 새로운 화학 물질에 대한 요구가 지속적으로 존재한다. 예를 들어, 저취 및 저 증기압 단량체는 생산 라인 및 최종 사용자의 건강 및 안전성을 개선시킨다.

이러한 에폭시 단량체 및 올리고머 및 에폭시 기반 반응성 희석제는 전통적으로 휘발유계 원료를 사용하여 제조된다. 지속가능성을 증가시키기 위해, 에폭시 접착제의 최종 사용자는 이제 성능 저하 없이 바이오-기반 함량이 증가한 제품을 요청하고 있다.

따라서, 원하는 물리적 특성 및 성능의 손실 없이 증가한 양의 바이오-기반 원료로부터 수득한 새로운 화학물질을 포함하는 에폭시 접착제에 대한 필요성이 존재한다.

발명의 개요

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본 발명은 본 발명에 따른 에폭시 조성물의 경화물을 포함한다.

본 발명은 본 발명에 따른 에폭시 조성물의 구조적 접착제, 코팅, 또는 프라이머로서의 용도에 관한 것이다.

발명의 상세한 설명

하기에서 본 발명을 보다 상세히 기재한다. 이렇게 기재된 각각의 양태는 반대로 명확히 나타내지 않는 한, 임의의 다른 양태 또는 양태들과 조합될 수 있다. 특히, 바람직하거나 유리한 것으로 명시된 임의의 특색은 바람직하거나 유리한 것으로 명시된 임의의 다른 특색 또는 특색들과 조합될 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 사용되는 용어는 문맥이 다르게 지시하지 않으면 다음 정의에 따라 해석될 것이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 단수형 표현은 문맥에서 명확히 다르게 나타내지 않는 한, 단수형 및 복수형 지시대상 모두를 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "포함하는", "포함하다" 및 "~로 구성되다" 는 "비롯하는", "비롯하다" 또는 "함유하는", "함유하다" 와 동의어이며, 포괄적이거나 확장가능하며, 추가의, 언급되지 않은 구성원, 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.

본원에서 사용되는 용어 "~로 이루어지는" 은 명시되지 않은 임의의 요소, 구성요소, 구성원 또는 방법 단계를 배제한다.

수치 종료점의 언급은 언급한 종료점 뿐 아니라 각각의 범위 내에 포함되는 모든 숫자 및 분수를 포함한다.

본원에 언급된 모든 백분율, 부, 비율 등은 다르게 나타내지 않는 한 중량을 기반으로 한다.

양, 농도 또는 다른 값 또는 매개변수가 범위, 바람직한 범위, 또는 바람직한 상한 값 및 바람직한 하한 값의 형태로 표현되는 경우, 수득한 범위가 문맥에서 명확히 언급되는지 여부를 고려하지 않고, 임의의 상한 또는 바람직한 값과 임의의 하한 또는 바람직한 값을 조합하여 수득한 임의의 범위가 구체적으로 개시되는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌은 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술 및 과학 용어들을 비롯하여 본 발명을 개시하는데 사용된 모든 용어들은, 본 발명이 속하는 당해 분야에서의 통상적인 기술 중 하나에 의해 흔히 이해되는 바와 같은 의미를 갖는다. 추가 안내로서, 용어 정의는 본 발명의 교시를 더 잘 이해하도록 포함된다.

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바이오-기반 에폭시 화합물 I 은 바람직하게는 β-이성질체이다.

에폭시 화합물 I 은 하기 모식도 1 - 3 에 예시된 바와 같이 레불린산 (LA) 으로부터 합성된다.

하기 모식도 1 은 반응성 증류에 의한 레불린산 (LA) 으로부터 알파-안젤리카 락톤 (α-AL) 의 합성을 예시한다.

모식도 1.

α-AL 로부터 β-안젤리카 락톤 (β-AL) 을 수득하는 경로는 하기 모식도 2 에 예시된다. α-AL 은 용매를 사용하지 않고 100℃ 에서 촉매로서 트리에틸-아민을 사용하여 β-AL 로 이성질체화된다. β-AL : α-AL - 80:20 의 혼합물이 1 시간 후에 도달된다. 락톤의 이량체화가 경쟁적 부반응이기 때문에, 반응 시간을 증가시키는 것은 더 높은 β-AL 함량을 산출하지 않는 것으로 발견되었다. β-AL 은 최대 37% 의 수율로 수득될 수 있다.

모식도 2.

하기 모식도 3 은 상 전이제 및 염기로서 Triton B 와 함께 피리딘 중 NaOCl 또는 THF 중 H₂O₂ 를 사용하여 β-AL 의 산화에 의해 에폭시 화합물 I 이 어떻게 합성되는지를 예시한다.

모식도 3.

구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물은 바람직하게는 ASTM D6866 에 따라 100% 바이오-기반 탄소 원자로 이루어진다.

구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물은 본 발명에 따른 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 80 중량%, 바람직하게는 2 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 45 중량%, 보다 더 바람직하게는 4 내지 30 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 출원인은 80% 보다 높은 양이 가사 시간 (pot life) 을 단축시킬 높은 발열 반응을 유발할 수 있기 때문에 이러한 양이 바람직하다는 것을 발견하였다. 또한, 더 많은 양이 무기 충전제 (강인화제로서 사용됨) 의 침전을 유발할 수 있다. 1% 미만의 양은 원하는 기술적 효과를 제공하지 않을 수 있다.

본 출원인은 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물을 에폭시-기반 접착제에 첨가하는 것이 낮은 점도를 제공할 것이며 이는 분배 및 펌핑에 의한 습윤 및 용이한 적용에 이상적일 것임을 발견하였다. 또한, 저점도는 충전제 및 고점성 수지와 같은 성분을 사용할 수 있는 형태로 제형에 더 많은 유연성을 제공한다. 실시예 섹션의 기술 데이터는 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물의 사용이 동적 기계적 분석에서 Tg 를 유지하면서 증가한 유연성 (인장 시험) 을 제공하며, 이는 내충격성에 양호하다는 것을 나타낸다. 또한, 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물은 빠른 경화를 가능하게 하고, 세척 저항성을 개선시킨다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 지환족 에폭시 수지를 포함한다. 바람직하게는 상기 지환족 에폭시 수지는 하기로 이루어지는 군 및 이의 혼합물에서 선택된다:

비제한적인 상업적으로 입수가능한 예는 Celloxide 2021 (Daicel), Araldite CY 170 BD (Huntsman) 및 CER 4221 (Achiewell) 이다.

지환족 에폭시 수지는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 98 중량%, 바람직하게는 12 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 80 중량%, 보다 더 바람직하게는 15 내지 60 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 지환족 에폭시 수지와 조합으로 사용되는 추가적인 수지를 포함할 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 추가적인 수지는 예를 들어 지방족 에폭시 수지, 방향족 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 비닐 에테르 수지 및 이의 혼합물이다.

추가적인 수지는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 30 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 경화제를 포함하며, 이는 바람직하게는 양이온성 경화제이다. 바람직하게는 상기 경화제는 암모늄 염; 피리디늄 염; 이미다졸륨 염; 구아디늄 염; 옥사졸륨 염; 티아졸륨 염; 요오디늄 염; 술포늄 염; 및 포스포늄 염, 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다.

특히, 경질의 양이온 비친핵성 음이온 경화제가 사용될 수 있다. 이러한 경화제의 예는 리튬 및 주기율 표의 II 족으로부터의 금속의 염, 및 비-친핵성 산을 포함한다. 이러한 비친핵성 산은 물 중 10 중량% 용액으로서 측정될 때 1.0 미만의 pH 를 갖는다. II 족 금속 염의 예는 칼슘 및 마그네슘을 포함한다. 비친핵성 산의 예는 과염소산, 플루오로붕산, 플루오로비소산, 플루오로안티몬산 및 플루오로인산을 포함한다.

본 발명에 사용되는 적합한 경화제의 추가의 비제한적인 예는 금속 플루오로보레이트; 비스(퍼플루오로알킬 술포닐)메탄 금속 염; 아릴 디아조늄 화합물; 방향족 요오도늄 착염; 아릴 요오도늄 염; Ia 족 원소의 방향족 오늄 염; Va 족 원소의 방향족 오늄 염; Illa-Va 원소의 디카르보닐 킬레이트; MF6 음이온 중 Vlb 족 원소의 오늄 염 (여기서 M 은 인, 안티몬 및 비소 아릴술포늄 염에서 선택됨); 방향족 술포늄 착염; 비스(4-(디페닐술포니오)-페닐)술피드-비스-헥사플루오로금속 염 예컨대 포스페이트, 아르세네이트 및 안티모네이트 염; II, V 및 VI 족 원소의 아릴 술포늄 착염; II, V 및 VI 족 원소의 할로겐-함유 착물 이온의 방향족 술포늄 또는 요오도늄 염, II 족의 방향족 오늄 염; VI 족의 방향족 오늄 염; 아릴 술포늄 염; 아릴 술포늄 착물 염 예컨대 아릴 술포늄 헥사플루오로포스페이트 및 아릴 술포늄 헥사플루오로안티모네이트; 방향족 요오도늄 염 예컨대 디아릴요오도늄 헥사플루오로안티모네이트; 리튬 테트라플루오로보레이트; 칼슘 디-테트라플루오로보레이트; 마그네슘 디-테트라플루오로보레이트; 리튬 헥사플루오로포스페이트; 칼슘 디-헥사플루오로포스페이트; 마그네슘 디-헥사플루오로포스페이트; 리튬 헥사플루오로안티모네이트; 리튬 헥사플루오로아르세네이트; 란타니드 트리플레이트 염; 란타늄 트리플레이트; 이테르븀 트리플레이트; 트리메톡시보록신; 트리메톡시보록신-알루미늄 아세틸 아세토네이트; 아민-보론 트리할라이드 착물; 4 차 암모늄 염; 4 차 포스포늄 염; 트리-아릴 술포늄 염; 디-아릴 요오도늄 염; 디아조늄 염; 트리알콕시보록신 경화제; 보론 트리플루오라이드; 보론 트리플루오라이드-에테레이트; 황 트리옥시드 (및 이의 가수분해 생성물); 메탄 술폰산이다.

양이온성 경화제는 둘 이상의 상기 언급된 염 중 하나, 둘의 혼합물 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다는 것에 주목한다.

경화제의 비제한적인 상업적으로 입수가능한 예는 K-Pure CXC-1612 및 CXC 1821 (King Industries), SP-150, SP-170 및 SP-171 (Adeka), Irgacure 250, 270 및 PAG 290 (BASF) 이다.

경화제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.25 내지 5 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 출원인은 경화제의 양이 너무 높을 때, 이들 수준이 이상적인 경화를 제공하여, 미경화 및 연성 네트워크 및 가끔의 아민 누출 (독성 및 악취) 을 초래하는 한편, 너무 낮은 양은 유사한 결과를 초래하지만 미반응된 에폭시 기를 갖는다는 것을 발견하였다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 무기 충전제를 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 무기 충전제는 실리카, 흄드 실리카, 규조토, 알루미나, 아연 옥시드, 철 옥시드, 마그네슘 옥시드, 주석 옥시드, 티타늄 옥시드, 마그네슘 히드록시드, 알루미늄 히드록시드, 마그네슘 카르보네이트, 바륨 술페이트, 석고, 칼슘 실리케이크, 탈크, 유리 비드, 견운모 활성화 백토 (sericite activated white earth), 벤토나이트, 알루미늄 니트라이드, 규소 니트라이드, 마그네시아 디히드록시드, 알루미나 트리히드록시드, 바륨술페이트, 백악, 규회석 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다.

비제한적인 상업적으로 입수가능한 예는 HDK H13L (Wacker) 및 TS720, Ultrabond 5760 및 Ultrabond 5780 (Cabot) 이다.

무기 충전제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 55 중량%, 보다 더 바람직하게는 20 내지 40 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 출원인은 80% 보다 더 높은 양이, 연속 열경화성 중합체가 형성되지 않게 하지만 어느 정도 연속 복합 재료가 형성되게 할 수 있기 때문에, 이들 양이 바람직하다는 것을 발견하였다. 또한, 양이온 중합의 경우, 무기 입자의 계면에 존재하는 잔류 수가 사슬 종결제로서 작용하여, 따라서 중합 후 매우 낮은 분자량을 초래하여 사실상 경화물을 야기하지 않을 수 있다. 1% 미만의 양은 원하는 기술적 효과를 제공하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 강인화제를 추가로 포함할 수 있다. 일반적으로, 임의의 강인화제가 본 발명에 따른 조성물에 사용될 수 있다.

본 발명에 사용되는 적합한 강인화제는 예를 들어 하기의 것이다 (비제한적인 예):

· OH 또는 산 말단화된 폴리올 예컨대 폴리에테르 (PEG, PPG, PTHF 및 Velvetol) 및 폴리에스테르 (폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르 디올, 지방산 개질된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르);

· 코어 쉘 입자 예컨대 PMMA 쉘 및 스티렌-폴리부타디엔 코어 또는 폴리부타디엔 코어 또는 폴리실록산 코어;

· 비반응성 강인화제 고무 재료 및 충전제 예컨대 캡핑된 탄성중합체 우레탄, 블록 공중합체 고무 예컨대 스티렌-부타디엔-이소프렌계 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 및 다른 고무질 블록 공중합체;

· 반응성-강인화제 고무 재료 예컨대 2 개 이상의 에폭시-반응성 기 (예를 들어 아민-, OH- 및 산-말단화) 를 갖는 액체 고무 예컨대 부타디엔-아크릴로니트릴계 고무, 아크릴로니트릴 (AN), 아미노-말단화 부타디엔-아크릴로니트릴 (ATBN), 에폭시-말단화 부타디엔-아크릴로니트릴 (ETBN) 및 비닐-말단화 부타디엔-아크릴로니트릴 (VTBN) 의 함량이 상이한 카르복실-말단화 부타디엔-아크릴로니트릴 (CTBN); OH-말단화 폴리에테르 폴리올 (PEG, PPG, PTHF 유형, 1.3-프로판 디올계), 캐슈넛 껍질 액체를 기반으로 한 OH-말단화 폴리에테르, OH- 또는 산-말단화 폴리에스테르, OH-말단화 열가소성 폴리우레탄, HTPB (히드록실-말단화 폴리부타디엔), 에폭시화 HTPB, 폴리파르네센계 폴리올, 아민-말단화 폴리에테르 (Jeff amines), 에폭시-캡핑된 엘라스토머 폴리에테르 또는 폴리에스테르 (예를 들어, 이량체화된 지방산 기반);

· 강인화제로서 또한 작용할 수 있는 무기 충전제 및 보강제 예컨대 칼슘 카르보네이트, 바륨 술페이트, 칼슘 옥시드, 탈크, 카본 블랙, 텍스타일 섬유, 유리 입자 또는 섬유, 아라미드 펄프, 붕소 섬유, 탄소 섬유, 미네랄 실리케이트, 운모, 분말 석영, 수화된 알루미늄 옥시드, 벤토나이트, 규회석 및 카올린과 같은 점토를 포함하는 다양한 알루미나-실리케이트, 흄드 실리카, 실리카 에어로겔, 폴리우레아 화합물, 폴리아미드 화합물 및 금속 분말 예컨대 알루미늄 분말 또는 철 분말;

· Tg 를 감소시키고 가요성을 증가시키는 바이오-기반 강인화제 예컨대 카르다놀계 강인화제 (OH-말단화 및 에폭시 말단화), 바이오-기반 폴리에테르 폴리올, 폴리파르네센 폴리올, 바이오-기반 폴리올로부터 제조된 TPU 및 크로다-B 강인화제 (에폭시 말단을 갖는 폴리에스테르).

바람직하게는, 상기 강인화제는 코어 쉘 고무 입자, 2 개 이상의 에폭시-반응성 기를 갖는 액체 고무, OH-말단화 폴리에테르 폴리올, OH-말단화 열가소성 폴리우레탄, OH-말단화 폴리에테르, 폴리에테르 우레탄, 폴리에테르 고무 개질된 에폭시 수지, 지방산 개질된 에폭시 수지, 폴리에테르 아민 에폭시 수지, 고무 입자, 스티렌-부타디엔-이소프렌계 블록 공중합체, 폴리테트라히드로푸란계 강인화제, 카르돌라이트 강인화제 (PEG 또는 EO 개질된 카르다놀 또는 글리시딜 개질된 카르다놀 이량체 (2 개의 에폭시)), 폴리파르네센 폴리올, 캡핑된 엘라스토머 우레탄, 블록 공중합체 고무, 에폭시-캡핑된 엘라스토머 폴리에테르, 에폭시-캡핑된 엘라스토머 폴리에스테르, 무기 충전제, 보강제 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다.

상업적으로 입수가능한 강인화제의 예는 Kaneka사제 Kane Ace MX153 을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

강인화제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 45 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 보다 더 바람직하게는 20 내지 40 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

출원인은 상기 범위가 본 발명에 따른 조성물에 적합하다는 것을 발견하였다. 너무 높은 강인화제 양은 불량한 접착 특성, 불량한 Tg 값 및 원치않는 점도를 초래할 수 있는 한편, 너무 낮은 양은 더 이상 적용할 수 없는 취성 시스템을 초래할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 반응성 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 희석제는 예를 들어 메틸 에틸 케톤 (MEK), 디메틸포름아미드 (DMF), 에틸 알코올, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 스티렌, 저분자량 폴리스티렌, 스티렌 옥시드, 알릴 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, 비닐시클로헥센 옥시드, 네오펜틸글리콜 디글리시딜 에테르, 부탄디올 디글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜 에테르, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르 폴리(프로필렌 글리콜) 디글리시딜 에테르, 티오디글리콜 디글리시딜 에테르, 엡실론카프로락탐, 부티로락톤, 아크릴로니트릴 및 이의 혼합물이다.

상업적으로 입수가능한 반응성 희석제의 예는 Palmer Holland사제 DER 732, DER 736, Exion사제 Cardura E10P 및 BASF사제 Efka 5381 을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

반응성 희석제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 7.5 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물에 접착 촉진제를 첨가하여 에폭시 수지의 기판에 대한 접착력을 개선시킬 수 있다. 접착 촉진제는 계면에서 기판 및 코팅 둘 모두에 강하게 결합하는 새로운 층을 형성함으로써 기능할 수 있다. 결과적인 계면 부위는 또한 환경으로부터의 화학적 공격에 보다 저항성일 수 있다.

접착 촉진제의 선택은 조성물이 적용될 표면의 유형에 의해 결정될 수 있다. 즉, 가장 일반적인 상업적 접착 촉진제는 오르가노실란이며, 이 중 특정 에폭시 작용성 오르가노실란 유형이 이전에 언급된 바 있다. 본원에서 유용성을 발견할 수 있는 접착 촉진제의 추가 유형은 하기를 포함한다: 유기금속 화합물 예컨대 티타네이트 및 지르코네이트, 이의 구체적인 예는 이소프로필 트리(N-에틸아미노에틸아미노)티타네이트, 테트라이소프로필 디(디옥틸포스피토)티타네이트, 네오알콕시트리스네오데카노일 지르코네이트 및 지르코늄 프로피오네이트를 포함함; 이가 페놀 화합물 예컨대 카테콜 및 티오디페놀; 다가 페놀 예컨대 피로갈롤, 갈산 또는 탄닌산; 인산 에스테르 예컨대 트리크레실포스페이트 및, 가소제 중 폴리비닐 클로라이드 입자의 현탁액인, 플라스티솔.

상업적으로 입수가능한 접착 촉진제의 예는 Glymo (Evonik) 및 Silquest (Momentive) 를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

접착 촉진제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2.5 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 전기 전도성 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는 전기 전도성 충전제는 은, 니켈, 탄소, 카본 블랙, 흑연, 그래핀, 구리, 금, 백금, 알루미늄, 철, 아연, 코발트, 납, 주석 합금, 은 코팅된 구리, 은 코팅된 흑연, 은 코팅된 중합체, 은 코팅된 알루미늄, 은 코팅된 유리, 은 코팅된 탄소, 은 코팅된 보론 니트라이드, 은 코팅된 알루미늄 옥시드, 은 코팅된 알루미늄 히드록시드 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다.

전기 전도성 충전제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 40 내지 60 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 열 전도체를 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게는 열 전도체는 알루미나, 알루미나 트리히드록시드, 보론 니트라이드, 알루미늄 니트라이드 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다. 동일하게 상기 언급한 전기 전도성 충전제 중 일부도 열 전도체로서 사용될 수 있다.

상업적으로 입수가능한 열 전도체의 예는 Momentive사제 Polartherm PT110 을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

열 전도체는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2.5 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 에폭시 조성물은 습윤제를 추가로 포함할 수 있다. 에폭시 수지와 상용성인 임의의 습윤제가 사용될 수 있다. 바람직하게는 습윤제는 실록산계 습윤제이다. 상업적으로 입수가능한 습윤제의 예는 Dynol 980 (Evonik) 및 BYK W 9010, BYK W 940 (BYK) 을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

습윤제는 본 발명에 따른 에폭시 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 에폭시 조성물의 경화물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에폭시 조성물은 바람직하게는 23℃ 및 50% rh 에서 2 일 또는 80℃ 에서 30 분의 조건 하에 경화된다.

본 발명은 본 발명에 따른 에폭시 조성물의 구조적 접착제, 코팅 또는 프라이머로서의 용도를 포함한다. 본 발명에 따른 에폭시 조성물은 용이한 분배 및 습윤화에 낮은 점도가 요구되는 적용에 특히 유용하다. 특히 전자 소자 어셈블리, 자동차 어셈블리, 자동차 수리, 항공 우주, 철도 및 방어물에서 구조적 접착제로서 사용된다.

실시예

표 1

스틸에 대한 중첩 전단 접착력:

스틸에 대한 중첩 전단 접착력을 DIN EN ISO 527-1/-2 에 따라 측정한다.

표본: 스틸/스틸 (스테인레스, 14401, 1.5mm)

전처리 표본: 에틸 아세테이트로 세정

접착 중첩 전단 샘플: 200μm 유리 비드 오버랩 사용: 10 x 25 mm

경화: 80℃ 에서 30 분 (오븐에서 2 개 스틸 플레이트 사이)

표 2

DMA 를 경화된 필름으로부터 측정하였다:

표본: 35 x 10 x 3 mm

전처리 형태: 30 분 동안 80℃ 에서 건조

경화: 80℃ 에서 30 분 (오븐에서 2 개 스틸 플레이트 사이)

표 3

Claims

하기를 포함하는 에폭시 조성물:
a) 지환족 에폭시 수지;
b) 경화제; 및
c) 하기 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물:

.
제 1 항에 있어서, 상기 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물이 β-이성질체인 에폭시 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물이 ASTM D6866 에 따라 100% 바이오-기반 탄소 원자로 이루어지는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 I 을 갖는 바이오-기반 에폭시 화합물이 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 80 중량%, 바람직하게는 2 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 45 중량%, 보다 더 바람직하게는 4 내지 30 중량% 의 양으로 존재하는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지환족 에폭시 수지가 하기로 이루어지는 군 및 이의 혼합물에서 선택되는 것인 에폭시 조성물:
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지환족 에폭시 수지가 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 98 중량%, 바람직하게는 12 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 80 중량%, 보다 더 바람직하게는 15 내지 60 중량% 의 양으로 존재하는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화제가 암모늄 염; 피리디늄 염; 이미다졸륨 염; 구아디늄 염; 옥사졸륨 염; 티아졸륨 염; 요오디늄 염; 술포늄 염; 및 포스포늄 염, 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화제가 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%, 보다 더 바람직하게는 0.25 내지 5 중량% 의 양으로 존재하는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 무기 충전제를 추가로 포함하는 것인 에폭시 조성물.
제 9 항에 있어서, 상기 무기 충전제가 실리카, 흄드 실리카, 규조토, 알루미나, 아연 옥시드, 철 옥시드, 마그네슘 옥시드, 주석 옥시드, 티타늄 옥시드, 마그네슘 히드록시드, 알루미늄 히드록시드, 마그네슘 카르보네이트, 바륨 술페이트, 석고, 칼슘 실리케이크, 탈크, 유리 비드, 견운모 활성화 백토 (sericite activated white earth), 벤토나이트, 알루미늄 니트라이드, 규소 니트라이드, 마그네시아 디히드록시드, 알루미나 트리히드록시드, 바륨술페이트, 백악, 규회석 및 이의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 에폭시 조성물.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 무기 충전제가 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 65 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 55 중량%, 보다 더 바람직하게는 20 내지 40 중량% 의 양으로 존재하는 것인 에폭시 조성물.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 조성물의 경화물.
구조적 접착제, 코팅 또는 프라이머로서의 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 조성물의 용도.