KR20230122627A

KR20230122627A - 경화성 투-파트 수지 시스템

Info

Publication number: KR20230122627A
Application number: KR1020237024266A
Authority: KR
Inventors: 흐리스티안 바이젤레; 다니엘 베르; 플로리안 그네딩거
Original assignee: 훈츠만 어드밴스트 머티리얼스 라이센싱 (스위처랜드) 게엠베하
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-08-22
Also published as: MX2023007371A; EP4267646A1; WO2022136330A1; CA3203571A1; JP2023554147A; US20240093022A1; CN116685617A

Abstract

본 발명은 경화성 투-파트 수지 시스템으로서, 수지 파트로서, 적어도 하나의 지환족 에폭시 수지를 포함하는 상기 수지 파트 및 하드너 파트로서, (i) 적어도 하나의 지환족 무수물 및 (ii) 폴리실록산 블록 및 유기 블록을 포함하는 블록-공중합체를 함유하는 상기 하드너 파트를 갖고, 60wt% 초과의 무기 충전재를 함유하는 경화성 투-파트 수지 시스템에 관한 것이다.

Description

경화성 투-파트 수지 시스템

본 발명은 일반적으로, 경화성 투-파트(two-part) 수지 시스템, 이로부터 얻을 수 있는 경화된 물품(article) 및 이의 용도에 관한 것이다.

경화성 수지 시스템은 다양한 목적으로 널리 알려져 있다. 관심 분야 중 하나는, 일반적으로 캐스팅에 의해 전기 모터의 고정자 및/또는 회전자를 캡슐화하기 위한 상기 시스템의 사용이다. 다수의 경화성 시스템이 이하를 포함하는 선행 기술에 개시되어 있다:

WO 2016/202608 A1은 지환족 에폭시 수지계 경화성 조성물로서, 인쇄 회로 기판과 같은 전기 및 전자 컴포넌트용 절연 재료로서 사용될 수 있는 경화성 조성물을 개시한다. WO 2016/202608 A1은 결정성 무기 충전재 또는 블록-공중합체와 폴리실록산 블록 및 유기 블록의 사용에 대해 언급하지 않는다. WO 2016/202608 A1은 에폭시사이클로헥실메틸 에폭시사이클로헥산카복실레이트 및 메틸노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물을 함유하는 조성물을 개시하지만, 이는 무기 충전재, 또는 폴리실록산 블록 및 유기 블록과의 블록-공중합체를 함유하지 않는다.

WO 2010/112272 A1은 규회석 및 용융 실리카를 함유하는 시스템을 개시한다. 그러나, 상기 문헌에 개시된 시스템은 지환족 에폭시 수지가 아닌 비스페놀 A 디글리시딜 에테르(BADGE)계이며, 이는 본원에 개시되는 투-파트 수지 시스템에 비해 열악한 성능을 보인다.

EP 3255103 B1은 블록-공중합체 성분을 함유하지만 비결정성 충전재 또는 결정성 충전재는 함유하지 않는 수지 시스템에 관한 것이다. 특히, 상기 수지 시스템의 유리 전이 온도("Tg")는 본원에 개시되는 투-파트 수지 시스템보다 낮다.

WO 2019/175342 A1의 BADGE계 수지는 블록-공중합체 성분을 포함하지만 비결정성 무기 충진제가 부족하여, 본원에 개시되는 투-파트 수지 시스템보다 균열 온도 지수(SCT)가 낮고, Tg가 낮다.

선행 기술의 결점들을 고려하여, 본 발명의 목적은 하기 성질들 중 하나 이상(또는 전부)을 달성할 수 있는 경화성 투-파트 수지 시스템을 제공하는 것이다: 60MPa 초과의 강도, 0.8% 초과의 파단 연신율, 및 2.6MPAm^0.5 초과의 K1c 값 및 500J/㎡ 초과의 G1C 값을 갖는 인성. 또한, 본 발명의 수지 시스템이 190℃ 초과의 Tg, 22ppm/K 이하의 열 팽창 계수(CTE), -200℃ 미만의 매우 낮은 균열 온도 지수(SCT)를 포함하여 유익한 열적 성질들을 달성하고, 추가로 60℃에서 10Pas 미만의 적당한 점도로 나타나는 우수한 유동성을 갖고, 독성 라벨(이하에 정의됨)이 없고, 생산시 복잡한 나노 입자를 최소로 함유하거나 또는 전혀 함유하지 않는 것이 본 발명의 목적이다.

본원에 다른 정의가 없는 한, 본 발명과 관련하여 사용되는 기술 용어는 당업계의 숙련가에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 또한, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 단수 용어는 복수를 포함하고, 복수 용어는 단수를 포함한다.

본원에 언급되는 모든 특허, 공개된 특허출원 및 비특허 간행물은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자의 기술 수준을 나타낸다. 본원의 모든 부분에서 인용되는 모든 특허, 공개된 특허출원 및 비특허 간행물은, 각각의 개별 특허 또는 간행물이 본원과 모순되지 않는 범위로 구체적으로 그리고 개별적으로 인용에 의해 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 전문이 인용에 의해 본원에 명시적으로 포함된다.

본원에 개시되는 모든 조성물 및/또는 방법은 본원 명세서에 비추어 과도한 실험 없이 제조되고 실행될 수 있다. 본원의 조성물 및 방법이 바람직한 양태의 관점에서 기술되지만, 본 발명의 개념, 정신 및 범위를 벗어나지 않고 상기 조성물 및/또는 방법 및 본원에 개시되는 방법의 단계들 또는 단계들의 순서에 변형이 적용될 수 있음이 당업자에게 명백하다. 당업자에게 자명한 상기 모든 유사한 대체물 및 개질물은 본 발명의 사상, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.

본원에 따라 사용되는 이하의 용어들은, 달리 나타내지 않는 한, 다음과 같은 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다.

단어 "a" 또는 "an"의 사용은 용어 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "갖는(having)" 또는 "함유하는(containing)"(또는 상기 용어들의 변형)과 함께 사용되는 경우 "하나"를 의미할 수 있지만, "하나 이상", "적어도 하나" 및 "하나 또는 하나 초과"의 의미와도 일치한다.

용어 "또는"의 사용은, 대안만을 나타내도록 명확하게 표시되지 않은 한, 그리고 대안들이 상호 배타적인 경우에만 "및/또는"을 의미하기 위해 사용된다.

본원 명세서 전체에서 용어 "약"은 정량화 장치, 메커니즘 또는 방법에 대한 오차의 고유 변동, 또는 측정되는 대상(들) 간에 존재하는 고유 변동을 포함하는 값을 나타내는 데 사용된다. 예를 들면, 그러나 제한 없이, 용어 "약"이 사용되는 경우, 상기 용어가 나타내는 지정된 값은 플러스 또는 마이너스 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 1% 또는 이들 사이의 하나 이상의 분수로 달라질 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "실질적으로 없는"은 특정 화합물 또는 모이어티(moiety)가 조성물 또는 블렌드에 물질적 영향을 미치지 않는 양으로 존재하는 조성물 또는 블렌드를 나타낸다. 일부 양태에서, "실질적으로 없는"은 특정 화합물 또는 모이어티가, 조성물 또는 블렌드의 총 중량을 기준으로 하여, 2wt% 미만, 1wt% 미만, 0.5wt% 미만, 0.1wt% 미만, 0.05wt% 미만 또는 심지어 0.01wt% 미만의 양으로 상기 조성물 또는 블렌드에 존재하거나, 특정 화합물 또는 모이어티의 양이 각각의 조성물 또는 블렌드에 존재하지 않는 조성물 또는 블렌드를 나타낼 수 있다.

"적어도 하나"의 사용은 하나, 및 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 하나 이상의 임의의 양을 포함하는 것으로 이해된다. 용어 "적어도 하나"는 언급하는 용어에 따라 최대 100 또는 1,000 또는 그 이상으로 확장될 수 있다. 또한, 100/1,000의 양은, 하한 또는 상한이 만족스러운 결과를 생성할 수도 있으므로, 제한하는 것으로 간주되지 않는다.

본원에서 사용되는 단어 "포함하는(comprising)"(및 포함하는의 모든 형태, 예를 들면, "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(comprises)"), "갖는"(및 갖는의 모든 형태, 예를 들면, "갖다(have)" 및 "갖다(has)"), "포함하는(including)"(및 포함하는의 모든 형태, 예를 들면, "포함하다(includes)" 및 "포함하다(include)") 또는 "함유하는"(및 함유하는의 모든 형태, 예를 들면, "함유하다(contains)" 및 "함유하다(contain)")은 포괄적이거나 개방적이고, 언급되지 않는 추가의 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.

본원에서 사용되는 어구 "또는 이들의 조합" 및 "및 이들의 조합"은 상기 용어 앞에 열거되는 항목들의 모든 순열 및 조합을 나타낸다. 예를 들면, "A, B, C 또는 이들의 조합"은 A, B, C, AB, AC, BC 또는 ABC 중 적어도 하나를 포함하고자 하며, 특정 문맥에서 순서가 중요한 경우, BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC 또는 CAB도 포함된다. 상기 예에 이어서, 하나 이상의 항목 또는 용어의 반복을 포함하는 조합, 예를 들면, BB, AAA, CC, AABB, AACC, ABCCCC, CBBAAA, CABBB 등이 명시적으로 포함된다. 당업자는 일반적으로 문맥에서 달리 명백하지 않은 한, 임의의 조합에 항목 또는 용어의 수에 제한이 없음을 이해한다. 동일한 관점에서, 용어 "또는 이들의 조합" 및 "및 이들의 조합"은 어구 "~로부터 선택되는" 또는 "~로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는"과 함께 사용되는 경우, 상기 어구 앞에 열거된 항목들의 모든 순열 및 조합을 나타낸다.

어구 "일 양태에서", "양태에서", "일 양태에 따라" 등은 일반적으로 본 발명의 적어도 하나의 양태에 포함되는 특정한 특징적인 구성, 구조 또는 특성을 의미하며, 본 발명의 적어도 하나의 양태에 포함될 수 있다. 중요하게는, 이러한 어구들은 비제한적이고, 반드시 동일한 양태를 나타내는 것은 아니지만, 물론 하나 이상의 선행 및/또는 후행 양태를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 첨부된 청구범위에서, 청구되는 양태들 중 어느 것이 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "주위 온도"는 화학 반응에 의해 유도되는 임의의 온도 변화를 제외하고, 주변 작업 환경의 온도(예를 들면, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템이 사용되거나 제조되는 영역, 건물 또는 방의 온도)를 나타낸다. 주위 온도는 일반적으로 약 10 내지 약 30℃, 보다 구체적으로는 약 25℃이다. 용어 "주위 온도"는 본원에서 "실온"과 상호 교환적으로 사용된다.

본 발명은 경화성 투-파트 수지 시스템으로서,

(a) 수지 파트로서, 적어도 하나의 지환족 에폭시 수지를 포함하는 상기 수지 파트 및

(b) 하드너 파트로서, (i) 적어도 하나의 지환족 무수물 및 (ii) 폴리실록산 블록 및 유기 블록을 포함하는 블록-공중합체를 포함하는 상기 하드너 파트를 포함하고,

상기 수지 파트 및 상기 하드너 파트 중 적어도 하나는, 상기 경화성 투-파트 시스템이 60wt% 초과의 무기 충전재를 포함하게 하는 양의 무기 충전재를 추가로 포함하고, 상기 무기 충전재는, 비결정성 무기 재료 및 결정성 무기 재료를 포함하는, 경화성 투-파트 수지 시스템에 관한 것이다.

일 양태에서, 비결정성 무기 재료는 비결정성 실리카이고, 결정성 무기 재료는 규회석이다.

일 양태에서, 본 발명의 경화성 투-파트 수지 시스템은 고무 입자를 실질적으로 함유하지 않는다.

유리하게는, 본 발명에 따른 수지 시스템이, 상충되는 목적을 해결하는 특징적인 구성(하기에 정의된 바와 같음)을 달성함으로써 최신 기술의 단점들을 극복한다는 것이 발견되었다. 이러한 특징적인 구성은 우수한 강도(즉, 60MPa 초과), 적당한 파단 연신율(즉, 0.8% 초과) 및 높은 인성(즉, 2.6MPAm^0.5 초과의 K1c 값 및 500J/㎡ 초과의 G1C 값)을 포함한다. 또한, 높은 유리 전이 온도(Tg)(즉, 190℃ 초과의 Tg), 작은 열 팽창 계수(CTE)(즉, 22ppm/K 이하의 CTE), 매우 낮은 균열 온도 지수(SCT)(즉, -200℃ 미만의 SCT 값), 우수한 유동성(즉, 60℃에서 10Pas 미만의 적당한 점도), 독성 라벨이 없고, 생산이 복잡한 나노 입자가 없음을 포함하는 유익한 열적 성질이 달성될 수 있다.

"독성 라벨"은 EU 지침 1272/2008/EU에 따른 독성 등급(GHS 06)으로 정의된다.

용어 DX(예를 들면, 각각 D10, D50 또는 D90에서와 같이 X = 10, 50 또는 90)는 포함되는 샘플 재료의 총 체적 중 X%(예를 들면, D90의 X = 90의 경우 90%)를 포함하는 크기 분포의 지점을 나타낸다. 예를 들면, D90이 39㎛이면, 90%의 샘플의 크기가 39㎛ 이하라는 의미이다.

또한, 놀랍게도, 블록-공중합체가 하드너 파트 대신 수지 파트에 있는 경우보다, 블록-공중합체가 하드너 파트에 있는 경우에 본 발명의 수지 시스템의 점도가 적당한 수준으로 유지될 수 있다(따라서 가공성을 개선할 수 있다)는 것이 발견되었다. "적당한 수준의 점도"는, 각각의 경우 60℃에서, 4 내지 10Pas, 다른 양태에서는 6 내지 8Pas 또는 7Pas 이하로 이해된다.

따라서, 본 발명의 수지 시스템은, 일반적으로 동시에 최대화될 수 없는 (그러나, 다른 특징적인 구성/파라미터의 희생에 의해서만 가능한) 유리하고 상충되는 특징적인 구성들의 조합을 제공한다. 예를 들면, 본원에 개시되는 수지 시스템은 높은 Tg에도 불구하고 우수한 인성을 달성할 수 있고, 높은 Tg에도 불구하고 적당한 연신율을 달성할 수 있고, 높은 충전재 부하 및 낮은 CTE에도 불구하고 우수한 유동성을 달성할 수 있고, 높은 강도 및 인성에도 불구하고 낮은 CTE를 달성할 수 있고, 충전재 부하가 높더라도 하드너 파트에 대한 독성 라벨이 없다.

일 양태에서, 블록-공중합체 중의 유기 블록은 예를 들면, 카프로락톤계 또는 기타 락톤계 폴리에스테르 블록, 또는 폴리카보네이트 블록이다. 적합한 블록-공중합체의 비제한적인 예는 폴리카프로락톤-폴리실록산 블록 공중합체, 폴리락트산-폴리실록산 블록 공중합체 및 폴리프로필렌 카보네이트-폴리실록산 블록 공중합체를 포함한다. 폴리실록산 블록은 예를 들면, 폴리디메틸실록산 블록 또는 폴리메틸에틸실록산 블록이다. 하나의 특정 양태에서, 블록-공중합체는 폴리카프로락톤-폴리실록산 블록 공중합체, 예를 들면, Genioperl® W35(Wacker Chemie AG, Munich, Germany)이다.

일 양태에서, 본 발명의 투-파트 수지 시스템의 수지 파트(a) 및 하드너 파트(b)는 ±15mol%의 상기 하드너 파트에 대한 상기 수지 파트의 화학양론적 비로 존재한다.

"±15mol%의 화학양론적 비"는 수지당 1.15당량의 하드너 내지 수지당 0.85당량의 하드너의 몰 양으로 이해된다. 각각의 몰의 무수물 그룹은 1당량의 무수물 하드너로 이해되며, 각각의 몰의 에폭시 그룹은 1당량의 에폭시 수지로 이해된다. 이러한 정의의 기초는 본원에서 사용되는 ±14mol%, ±12mol%, ±10mol%, ±8mol% 또는 ±6mol%에도 적용 가능하다. 예를 들면, "±14mol%의 화학양론적 비"는 수지당 1.14당량의 하드너 내지 수지당 0.86당량의 하드너의 몰 양으로 이해된다.

추가의 양태에서, 수지(a) 대 하드너(b)의 비는 ±14mol%, ±12mol%, ±10mol%, ±8mol% 또는 ±6mol%의 화학양론적 비이다. 바람직하게는, 수지(a) 및 하드너(b)는 1:1의 비 또는 6mol% 과량의 수지(a), 8mol% 과량의 수지(a) 또는 12mol% 과량의 수지(a)로 사용된다.

지환족 에폭시 수지는 예를 들면, 비스(에폭시사이클로헥실)-메틸카복실레이트, 비스(2,3-에폭시사이클로펜틸)에테르, 1,2-비스(2,3-에폭시사이클로펜틸)에탄, 비닐사이클로헥센 디옥사이드, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산 카복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시-6'-에틸사이클로헥산 카복실레이트, 비스(3,4-에폭시사이클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸)아디페이트, 디사이클로펜타디엔 디옥사이드, 디펜텐 디옥사이드, 1,2,5,6-디에폭시사이클로옥탄, 1,2,7,8-디에폭시옥탄, 1,3-부타디엔 디에폭사이드, 3-에틸-3-옥세탄메탄올 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.

다른 양태에서, 지환족 에폭시 수지는 비-글리시딜 에폭시 수지이다.

다른 양태에서, 지환족 에폭시 수지는 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복실레이트이다.

일 양태에서, 지환족 무수물은 불포화 화합물이다.

바람직한 양태에서, 지환족 무수물은 9개 내지 10개의 탄소를 포함한다.

지환족 무수물은 예를 들면, 메틸테트라하이드로프탈산 무수물(MTHPA), 힘산 무수물, 메틸-5-노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물(MNA), 헥사하이드로-메틸프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸프탈산 무수물, 나프탈산 무수물, 도데세닐석신산 무수물 및 석신산 무수물의 유도체로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

하나의 특정 양태에서, 지환족 무수물은 메틸테트라하이드로프탈산 무수물(MTHPA), 힘산 무수물 또는 메틸-5-노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물(MNA)이다.

다른 양태에서, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 아민 하드너, 특히 1급 아민 또는 2급 아민 하드너, 머캅탄 하드너 및/또는 잠재성 경화제를 함유하지 않는다.

다른 양태에서, 무기 충전재는, 본 발명의 경화성 투-파트 수지 시스템이, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 65 내지 73wt%의 무기 충전재를 포함하도록, 수지 파트 및/또는 하드너 파트에 존재한다. 다른 양태에 따르면, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 66 내지 72wt%, 특히 67 내지 71wt%의 무기 충전재를 포함한다. 특정 양태에서, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 61wt% 초과, 63wt% 초과, 65wt% 초과 또는 67wt% 초과의 무기 충전재를 포함한다.

특정 양태에서, 본 발명의 경화성 투-파트 수지 시스템 중의 비결정성 무기 재료의 함량은 24wt% 초과, 특히 35wt% 초과이다. 다른 양태에 따르면, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 25 내지 35wt%, 특히 28 내지 33wt%의 비결정성 무기 재료를 포함한다.

다른 양태에서, 결정성 무기 재료는, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템이, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 24wt% 초과, 특히 29wt% 초과의 결정성 무기 재료를 포함하게 하는 양으로, 수지 파트 및/또는 하드너 파트에 존재한다. 다른 양태에 따르면, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 30 내지 50wt%, 특히 33 내지 40wt%의 결정성 무기 재료를 포함한다.

하나의 특정 양태에서, 비결정성 무기 재료 및 결정성 무기 재료는 3:7 내지 7:3, 특히 5:7 내지 7:7의 비결정성 무기 재료 대 결정성 무기 재료의 중량비로 무기 충전재에 존재한다.

일 양태에 따르면, 결정성 무기 재료는 실리케이트 또는 이노실리케이트이다. 다른 양태에서, 결정성 무기 재료는 주기율이 3인 이노실리케이트이다. 다른 양태에서, 결정성 무기 재료는 규회석(Ca₃Si₃O₉)이다.

추가의 양태에서, 비결정성 무기 재료는 천연 또는 합성 비결정성 실리카이다. 다른 양태에서, 비결정성 무기 재료는 합성 비결정성 실리카이다. 다른 양태에서, 비결정성 무기 재료는 용융 실리카이다.

일 양태에 따르면, 비결정성 무기물의 평균 입자 크기는 3 내지 100㎛이다. 다른 양태에서, 비결정성 무기 재료의 평균 입자는 7 내지 50㎛, 10 내지 30㎛ 또는 15 내지 25㎛이다.

추가의 양태에 따르면, 결정성 무기 재료의 평균 입자 크기는 1 내지 70㎛이다. 다른 양태에서, 결정성 무기 재료는 평균 입자가 2 내지 50㎛, 3 내지 30㎛ 또는 5 내지 20㎛이다.

다른 양태에서, 폴리실록산 블록 및 유기 블록을 갖는 블록-공중합체는, 본 발명의 경화성 투-파트 수지 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 5wt%, 특히 3 내지 5wt%의 양으로 존재한다.

하나의 특정 양태에서, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템은 코어-쉘형 강인화제를, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 특히 1 내지 5wt%, 가장 바람직하게는 3 내지 5wt%의 양으로 추가로 포함한다. 추가의 양태에서, 코어-쉘형 강인화제가, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 70wt% 이상, 특히 95wt% 이상의 양으로 수지 파트에 포함된다. 수지 파트에 코어-쉘형 강인화제를 첨가하면 하드너 파트의 점도가 낮아져, 수지 파트와 하드너 파트의 혼합이 개선되는 이점이 있다.

다른 양태에서, 코어-쉘형 강인화제는 실리콘 코어 및/또는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 쉘을 갖는다.

일 양태에서, 경화된 시스템은, 하나 이상의 추가의 성분을, 본 발명의 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 20wt% 미만의 총 양으로 포함한다. 추가의 성분 또는 추가의 성분들은 예를 들면, 침강 방지제, 커플링제, 습윤제, 착색제, 촉진제, 폴리올 및/또는 MTHPA 또는 MNA 이외의 다른 무수물로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특정 양태에서, MTHPA 또는 MNA 이외의 무수물이 하드너에 포함된다.

본 발명은 또한, 상기 개시에 따른 경화성 투-파트 시스템을 경화시켜 얻을 수 있는 경화된 물품에 관한 것이다. 일 양태에서, 수지 파트 및 하드너 파트는 조합 및 경화 전에 각각 균질화(예를 들면, 교반)되어 경화된 물품이 얻어진다.

또한, 본 발명은 전기 적용을 위한, 특히 전기 모터의, 특히 영구 자석이 없는 전기 모터의 인버터, 고정자 및/또는 회전자를 캡슐화하기 위한 상기 개시된 바와 같은 경화된 물품의 용도에 관한 것이다.

실시예

성분 설명:

ARALDITE® HY 918-1: 메틸테트라하이드로프탈산 무수물(MTHPA), 공급자: Huntsman International LLC, The Woodlands, TX.

비결정성 실리카 1: D10 = 2㎛, D50 = 11㎛, D90 = 39㎛인 용융 실리카, 공급자: Quarzwerke Group, Frechen, Germany.

비결정성 실리카 2: D10 = 2.5㎛, D50 = 20㎛, D90 = 50㎛인 용융 실리카, 공급자: Quarzwerke Group Frechen, Germany.

비결정성 실리카 3: D10 = 3㎛, D50 = 17㎛, D90 = 50㎛인 에폭시-실란-표면 처리된 용융 실리카, 공급자: Quarzwerke Group Frechen, Germany.

Aerosil 202: 소수성 흄드 실리카, 공급자: Evonik Industries AG, Essen, Germany.

Byk W 9010: 레올로지 첨가제(습윤제), 공급자: Byk Additives and Instruments, Wesel, Germany.

Antischaum SH: 실리콘계 소포제, 공급자: Wacker Chemie AG, Munich, Germany.

규회석 1: 이하의 사양을 갖는 칼슘 메타실리케이트(CaSiO₃): 9 내지 16㎛의 입자 크기 D50(<45㎛ 84±5wt%, <4㎛ 26 내지 36wt%, <2㎛ <28wt%); 벌크 밀도 0.88 내지 0.97g/㎤; 명도, Ry >85%; L/D 비: 3:1; 공급자: Nordkalk Oy Ab, Pargas, Finland.

Genioperl® W35: 실리콘 및 유기 블록을 갖는 블록-공중합체(카프로락톤계), 공급자: Wacker Chemie AG, Munich, Germany.

Genioperl® P52: 실리콘-코어 및 PMMA-쉘을 갖는 코어-쉘 입자, 공급자: Wacker Chemie AG, Munich, Germany.

ARALDITE® CY 179-1(명칭 Celloxide 2021 P로도 판매됨): 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복실레이트, Huntsman Advanced Materials (Switzerland) GmbH, Basel, Switzerland 공급.

ARALDITE® XB 5992 액체, 저점도 비스페놀-A 에폭시 수지, 에폭사이드가: 4.9 내지 5.1eq/kg, Huntsman International LLC, The Woodlands, TX 공급.

ARALDITE® XB 5993 액체, 사전 가속된 무수물 경화제, Huntsman International LLC, The Woodlands, TX 공급.

ARADUR® HY 906 무수물 경화제, 1-메틸-5-노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물과 5-노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물의 혼합물, Huntsman International LLC, The Woodlands, TX 공급.

촉진제 DY 070: 1-메틸이미다졸, Huntsman International LLC, The Woodlands, TX 공급.

개시제 1: N-벤질 퀴놀리늄 헥사플루오로 안티모네이트, Huntsman International LLC, The Woodlands, TX 공급.

공개시제 1: 1,1,2,2-테트라페닐-1,2-에탄디올, Natland International Corporation, Morrisville, NC 공급.

NANOPOX® E 601: 60wt%의 3,4-에폭시 사이클로헥실)-메틸-3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트 및 40wt%의 표면 개질된 실리카 나노입자, Evonik Industries AG, Essen, Germany 공급.

AEROSIL® R 972: DDS(디메틸디클로로실란)로 후처리된 흄드 실리카, Evonik Industries AG, Essen, Germany 공급.

BYK W 940: 침강 방지 첨가제, Byk Additives and Instruments, Wessel, Germany 공급.

BYK W 995: 습윤 및 분산제, 포스페이트-함유 폴리에스테르, Byk Additives and Instruments, Wessel, Germany 공급.

BYK 070: 실리콘 및 중합체계 소포제, Byk Additives and Instruments, Wessel, Germany 공급.

BAYFERROX® 225: 산화철 안료, Lanxess AG, Cologne, Germany 공급.

TREMIN® 283-600: 에폭시 실란으로 표면 처리된 규회석, 평균 입자 크기 D50: 21㎛, Quarzwerke Group, Frechen, Germany 공급.

SILAN A-187: γ-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, Momentive Performance Materials, Inc., Waterford, NY 공급.

Bae 3579-3: 82pbw의 ARADUR® HY 918-1와 0.5pbw의 촉진제 DY 070의 사전 혼합물.

방법:

달리 명시되지 않는 한, 점도는 60℃에서 Rheomat 장비(유형 115, MS DIN 125 D = 10/s)로 측정한다.

인장 강도 및 파단 연신율을 23℃에서 ISO R527에 따라 측정한다.

MPa· 단위의 KIC(임계 응력 강도 계수) 및 J/㎡ 단위의 GIC(비파단 에너지)는 23℃에서 이중 비틀림 실험(헌츠만-내부(Huntsman-internal) 방법)에 의해 측정한다.

CTE(선형 열 팽창 계수)는 DIN 53752에 따라 측정한다.

Tg(유리 전이 온도)는 ISO 6721/94에 따라 측정한다.

SCT: 공개된 PCT 특허출원 WO 2000/055254에 제공된 설명에 따라 Tg, GIC, CTE 및 파단 연신율에 기초하여 균열 지수(모의된 균열 온도)를 계산한다.

비교 실시예 및 본 발명의 실시예

비교 실시예 1(SoA1)

우선, 개시제 성분들을 함유하는 2개의 마스터배취를 다음과 같이 제조하였다:

마스터배취 A: 90g의 ARALDITE® CY 179-1 및 10g의 공개시제 1을 90℃에서 30분 동안 혼합하였다. 생성된 투명한 용액을 실온으로 냉각시켰다.

마스터배취 B: 90g의 ARALDITE® CY 179-1 및 10g의 개시제 1을 60℃에서 30분 동안 혼합하였다. 생성된 투명한 용액을 실온으로 냉각시켰다.

138g의 ARALDITE® CY 179-1, 450g의 NANOPOX® E 601, 34g의 마스터배취 A, 26g의 마스터배취 B, 4.2g의 SILFOAM® SH, 10g의 BYK-W 940, 4.2g의 BYK 070 및 4.0g의 AEROSIL® R 972를 충분한 크기의 Esco 믹서에 넣었다. 이어서 믹서의 내용물을 50℃로 가열하면서 분산 교반기로 100rpm으로 교반하였다.

이어서, 100rpm으로 혼합하면서 435g의 AMOSIL® 510 및 894.6g의 AMOSIL® 520을 여러 부분으로 천천히 첨가하였다. 5분 후, 믹서를 정지시키고 벽에 붙은 재료들을 다시 혼합물로 옮겼다. 이어서, 혼합물을 추가로 70분 동안 교반하였다. 50℃에서 진공 하에. 30분 후, 벽에 붙은 혼합 물질을 혼합물에 다시 넣었다.

4mm 두께의 시험판을 제조하기 위해, 금속 몰드를 오븐에서 약 80℃로 예열하였다. 이어서, 탈기된 수지를 몰드에 부었다. 이어서, 몰드를 120℃의 오븐에 1시간 동안 두었다. 그 후, 오븐의 온도를 90분 동안 180℃로 높였다. 이어서, 몰드를 오븐에서 꺼내 실온으로 냉각시킨 후, 개봉하였다. 얻어진 판을 사용하여 K1C/G1C 시험, 인장 강도 시험, DSC를 통한 Tg 측정 및 상기 언급한 표준에 따른 CTE 측정을 위한 시험 시편들을 절단하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.

비교 실시예 2(SoA2)

1. 에폭시 수지 제형:

950g의 NANOPOX® E 601, 3.75g의 SILFOAM® SH, 5.0g의 BYK W 995, 6.25g의 BYK 070, 12.5g의 SILAN A-187 및 22.5g의 AEROSIL® R 972를 충분한 크기의 Esco 믹서에 넣었다. 이어서, 믹서의 내용물을 60℃로 가열하고, 60℃에서 3분 동안 진공 하에 용해기 교반기로 300rpm으로 교반하였다. 이어서, 진공을 해제하고, 500g의 AMOSIL® 510 및 1,000g의 AMOSIL® 520을 여러 부분으로 천천히 첨가하면서 진공 하에 60 내지 65℃에서 300rpm으로 혼합하였다. 10분 후, 믹서를 정지시키고, 진공을 해제하고, 벽에 붙은 재료를 혼합물에 다시 넣었다. 이어서, 혼합물을 진공 하에 60 내지 65℃에서 추가로 5분 동안 교반하였다. 진공을 해제하고, 믹서 벽을 다시 깨끗하게 하였다. 마지막으로, 혼합물을 60 내지 65℃에서 진공 하에 300rpm으로 20분 동안 교반하였다.

2. 하드너 제형:

879.8g의 ARADUR® HY 906, 7.4g의 촉진제 1, 10g의 SILAN A-187 및 10g의 BYK-W 940을 충분한 크기의 Esco 믹서에 넣었다. 이어서, 믹서의 내용물을 50℃로 가열하고, 50℃에서 진공 하에 디졸버 교반기로 3분 동안 300rpm으로 교반하였다. 이어서, 진공을 해제하고, 1,092.8g의 AMOSIL® 510을 여러 부분으로 천천히 첨가하면서 진공 하에 50℃에서 300rpm으로 혼합하였다. 10분 후, 믹서를 정지시키고, 진공을 해제하고, 벽에 부착된 재료를 혼합물에 다시 넣었다. 이어서, 혼합물을 50 내지 55℃에서 진공 하에 추가로 5분 동안 교반하였다. 진공을 해제하고, 믹서 벽을 다시 긁었다. 마지막으로, 혼합물을 55 내지 60℃에서 진공 하에 20분 동안 300rpm으로 교반하였다.

3. 수지/하드너-혼합물의 제조 및 경화:

500g의 수지 제형과 325g의 하드너 제형을 함께 넣고 진공 하에 100rpm으로 교반하면서 약 60℃로 가열하였다.

4mm 두께의 시험판을 제작하기 위해, 몰드를 오븐에서 약 80℃로 예열하였다. 이어서, 탈기된 수지/하드너 혼합물을 몰드에 부었다. 이어서, 몰드를 1시간 동안 100℃의 오븐에 넣은 다음, 140℃에서 1.5시간 동안, 마지막으로 210℃에서 1.5시간 동안 두었다. 이어서, 몰드를 오븐에서 꺼내 실온으로 냉각시킨 후, 개봉하였다. 경화된 판을 다양한 시험에 가하였고, 그 결과는 표 2에 제시되어 있다.

비교 실시예 3(SoA3)

상용 시스템 Araldite® CW 5742/Aradur® HW 30294의 본 비교 실시예는 재현되지 않았다. 표 2에 제공된 데이터는 Huntsman International LLC 또는 이의 계열사에서 제공하는 기술 데이터 시트에서 가져온 것이다.

비교 실시예 4(SoA4)

WO 2010/112272의 실시예 2에 기술된 바와 같이, 100g의 ARALDITE® XB 5992와 90g의 ARALDITE® XB 5993을 혼합하고, 혼합물을 프로펠러 교반기로 약하게 교반하면서 약 60℃로 약 5분 동안 가열하였다. 이어서, 믹서를 정지시키고, 2g의 BAYFERROX® 225를 첨가한 다음, 믹서를 약 1분 동안 다시 시작하였다. 이어서, 교반하면서, 51.3g의 TREMIN® 283-600 EST 및 290.7g의 AMOSIL® 520을 일부씩 첨가하고, 혼합물을 약 10분 동안의 교반 하에 60℃로 가열하였다. 이어서, 믹서를 정지시키고 약 1분 동안 진공을 가하여 용기를 조심스럽게 탈기시켰다.

혼합물을 140℃의 뜨거운 강 몰드에 부어 성질을 측정하기 위한 판(4mm 두께)을 준비하였다. 이어서, 몰드를 140℃의 오븐에 30분 동안 넣었다. 몰드를 열 경화시킨 후, 몰드를 오븐에서 꺼내고, 판을 주위 온도로 냉각시켰다. 시험 결과는 표 2에 요약되어 있다.

비교 실시예 5(SoA5)

본 비교 실시예는 재현되지 않았다. 표 2의 데이터는 EP 3255103 B1("Tabelle 1/Erfindung(2)"에 제공됨)의 상기 발명의 실시예로부터 취한 것이다.

비교 실시예 6(SoA6)

93g의 Araldite® MY 740 수지와 6g의 Genioperl® W 35를 90℃에서 블레이드 믹서로 15분 동안 혼합하였다. 이어서, 혼합물을 60℃로 냉각시키고, 1g의 Silquest® A-187 실란을 첨가하고, 블레이드 믹서로 5분 동안 혼합하였다. 이어서, 85g의 Bae 3579-3을 첨가하고, 블레이드 교반기로 60℃에서 5분 동안 혼합하였다. 이어서, 혼합물을 10분 내에 약 60℃로 가열하면서 278g의 Silbond W12 실리카를 일부씩 첨가하였다. 마지막으로, 혼합물을 진공 하에 탈기시켰다. 혼합물의 점도를 60 및 80℃에서 측정하였다. 탈기 후, 반응 물질을 몰드(100℃로 예열됨)에 부어 기계적 시험을 위한 판을 준비하였다. 몰드를 100℃에서 2시간 동안 그리고 140℃에서 16시간 동안 오븐에 두었다.

냉각 및 이형 후, 판을 시험 시편으로 머시닝하고, 기계적 파라미터를 측정하였다.

본 발명의 실시예 1

본 발명의 성분 A(즉, 수지 파트)는 다음과 같이 제조하였다:

외부 가열 및 교반을 위한 속도 디스크가 있는 2l ESCO 믹서에, 503.4g의 Celloxide 2021 P, 4g의 RPS 1312-1, 2.2g의 Antischaum SH, 20g의 Silan A-187의 성분들을 실온에서 용기에 첨가하였다. 10mbar의 진공 하에 700rpm으로 20분 동안 교반하면서 모든 성분들을 50℃로 가열하였다. 이어서, 100g의 Genioperl® P52, 200g의 비결정성 실리카 2, 460g의 비결정성 실리카 3, 670g의 규회석 1 및 9g의 Bentone SD-2를 교반 하에 혼합 용기에 일부씩 첨가하였다(온도는 35 내지 40℃로 감소됨). 혼합물을 10mbar에서 40분 동안 50℃에서 교반(700rpm)하였다. 이어서, 4g의 BYK W-9010을 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 10mbar에서 30분 동안 700rpm으로 다시 교반하였다. 마지막으로, 혼합물(성분 A)을 40℃로 냉각시키고, 용기에 배출하였다.

본 발명의 성분 B(즉, 하드너 파트)를 다음과 같이 제조하였다:

외부 가열 및 교반을 위한 속도 디스크가 있는 2l ESCO 믹서에, 522.4g의 ARADUR® HY 906을 첨가하였다. 이어서, 용기를 75 내지 80℃로 가열하였다. 이어서, 100g의 Genioperl® W 35를 첨가하였다. 75 내지 80℃에서, Genioperl® W 35가 ARADUR® HY 906(매우 약간 불투명한 액체)에 완전히 용해될 때까지 혼합물을 진공(10 내지 15mbar) 하에 교반하였다. 이후, 이를 50 내지 55℃로 냉각시키고, 0.6g의 Oracet blue 690을 첨가하였다. 이어서, 균질한 청색 액체가 보일 때까지 혼합물을 교반하였다. 이어서, 2.4g의 DY 070, 10g의 BYK W 980, 6.6g의 BYK W 9010 및 1g의 PEG 200을 50 내지 55℃에서 용기에 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 진공(10mbar) 하에 55℃에서 20분 동안 300rpm으로 교반하였다. 이어서, 520g의 비결정성 실리카 2, 820g의 규회석 1 및 10g의 벤톤 SD-2를 교반하면서 액체에 일부씩 첨가하고, 교반기 속도를 진공(10mbar) 하에 700rpm으로 증가시켰다. 온도는 교반으로 인해 20분 내에 55 내지 60℃로 상승되어야 한다. 혼합물을 가열 없이 700rpm 및 진공(10mbar)에서 20분 동안 계속 교반하였다(용기 내 온도는 55 내지 60℃임). 이어서, 7g의 Aerosil R-202를 혼합물에 첨가하고, 55 내지 60℃에서 10분 동안 700rpm으로 교반하였다. 이어서, 속도를 추가의 10분 동안 800rpm으로 다시 높였다. 마지막으로, 혼합물을 40 내지 45℃로 냉각시키고 용기에 배출하였다.

성분 A와 성분 B의 최종 혼합물의 제조:

300g의 수지 제형(성분 A)과 405g의 하드너 제형(성분 B)을 함께 넣고, 진공 하에 100rpm으로 교반하면서 약 60℃로 가열하였다.

4mm 두께의 시험판을 제조하기 위해, 몰드를 오븐에서 약 120℃로 예열하였다. 이어서, 탈기된 수지/하드너 혼합물을 몰드에 부었다. 이어서, 몰드를 120℃의 오븐에 20분 동안 넣은 다음, 190℃로 가열하고, 190℃에서 3시간 동안 유지하였다. 이어서, 몰드를 오븐에서 꺼내 실온으로 냉각시킨 후 개봉하였다. 경화된 판을 다양한 시험에 가하였고, 이의 결과는 표 2에 제시되어 있다.

본 발명의 실시예 2

본 발명의 성분 A는 본 발명의 실시예 1에서 사용한 것과 동일하였다. 본 발명의 성분 B는 다음과 같이 제조하였다:

외부 가열 및 교반을 위한 속도 디스크가 있는 2l ESCO 믹서에, 518.4g의 ARADURE® HY 918-1을 첨가하였다. 이어서, 75 내지 80℃로 가열하였다. 이어서, 60g의 Genioperl® W 35를 첨가하였다. 75 내지 80℃에서, Genioperl® W 35가 ARADURE® HY 918에 완전히 용해될 때까지 혼합물을 진공(10 내지 15mbar) 하에 교반하였다. 그 후, 혼합물을 50 내지 55℃로 냉각시키고, 0.6g의 Oracet blue 690, 3g의 DY 070, 10g의 BYK W 980, 7g의 BYK W 9010을 50 내지 55℃에서 용기에 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 55℃에서 20분 동안 진공(10mbar) 하에 300rpm으로 교반하였다. 이어서, 564g의 비결정성 실리카 2, 820g의 규회석 1 및 10g의 Bentone SD-2를 진공(10mbar) 하에 교반하고 교반기 속도를 700rpm으로 증가시키면서 액체에 일부씩 첨가하였다. 온도는 교반으로 인해 20분 내에 55 내지 60℃로 상승해야 한다. 혼합물을 가열 없이 700rpm 및 진공(10mbar)에서 20분 동안 교반하면서 유지하였다(용기 내 온도 55 내지 60℃). 이어서, 7g의 Aerosil R-202를 혼합물에 첨가하고, 55 내지 60℃에서 10분 동안 700rpm으로 교반하였다. 이어서, 속도를 10분 동안 800rpm으로 다시 높였다. 마지막으로, 혼합물을 40 내지 45℃로 냉각시키고, 용기에 배출하였다.

A와 B의 최종 혼합물의 제조:

300g의 수지 제형(성분 A)과 375g의 하드너 제형(성분 B)을 함께 넣고 진공 하에 100rpm으로 교반하면서 약 60℃로 가열하였다.

4mm 두께의 시험판을 제조하기 위해, 몰드를 오븐에서 약 120℃로 예열하였다. 이어서, 탈기된 수지/하드너 혼합물을 몰드에 부었다. 이어서, 몰드를 120℃에서 20분 동안 오븐에 넣은 다음 190℃로 가열하고, 190℃에서 3시간 동안 유지하였다. 이어서, 몰드를 오븐에서 꺼내 실온으로 냉각시킨 후 개봉하였다. 경화된 판을 다양한 시험에 가하였고, 그 결과는 표 2에 제시되어 있다.

비교 실시예 7

비교 성분 A(즉, 수지 파트)를 다음과 같이 제조하였다: 외부 가열 및 교반을 위한 속도 디스크가 있는 2l ESCO 믹서에, 503.4g의 Celloxide 2021 P를 첨가하였다. 이를 80℃로 가열한 후, 100g의 Genioperl W35를 첨가하고, W35가 수지에 완전히 용해될 때까지 1시간 동안 교반하였다. 물질을 60℃로 냉각시킨 후, 4g의 RPS 1312-1, 2.2g의 Antischaum SH, 20g의 Silan A-187을 용기에 첨가하였다. 모든 성분을 10mbar의 진공 하에 700rpm으로 20분 동안 교반하였다. 이어서, 200g의 비결정성 실리카 2, 460g의 비결정성 실리카 3, 670g의 규회석 1, 9g의 Bentone SD-2를 교반 하에 혼합 용기에 일부씩 첨가한다(온도는 35 내지 40℃로 감소됨). 혼합물을 50℃에서 10mbar에서 40분 동안 교반한다(700rpm). 이어서, 4g의 BYK W-9010을 혼합물에 첨가한다. 혼합물을 10mbar에서 30분 동안 700rpm으로 다시 교반한다. 마지막으로, 혼합물(성분 A)을 40℃로 냉각시키고 용기에 배출한다.

비교 성분 B(즉, 하드너 파트)는 다음과 같이 제조하였다:

외부 가열 및 교반을 위한 속도 디스크가 있는 2l ESCO 믹서에, 522.4g의 ARADURE® HY 906의 성분을 첨가한다. 이어서, 이를 75 내지 80℃로 가열하였다. 100g의 Genioperl® W 35를 첨가하였다. 75 내지 80℃에서, Genioperl W 35가 ARADURE® HY 906(매우 약간 불투명한 액체)에 완전히 용해될 때까지 혼합물을 진공(10 내지 15mbar) 하에 교반하였다. 이후, 이를 50 내지 55℃로 냉각시키고 0.6g의 Oracet blue 690을 첨가하였다. 이어서, 균질한 청색 액체가 보일 때까지 혼합물을 교반하였다. 이어서 2.4g의 DY 070, 10g의 BYK W 980, 6.6g의 BYK W 9010 및 1g의 PEG 200을 50 내지 55℃에서 용기에 첨가하였다.

이어서, 혼합물을 55℃에서 20분 동안 진공(10mbar) 하에 300rpm으로 교반하였다. 이어서, 520g의 비결정성 실리카 2, 820g의 규회석 1 및 10g의 Bentone SD-2를 교반하면서 액체에 일부씩 첨가하고, 교반기 속도를 진공(10mbar) 하에 700rpm으로 증가시켰다. 온도는 교반으로 인해 20분 내에 55 내지 60℃로 상승해야 한다.

혼합물을 가열하지 않고 700rpm 및 진공(10mbar)에서 20분 동안 교반하면서 유지하였다(용기 내 온도 55 내지 60℃). 이어서, 7g의 Aerosil R-202를 혼합물에 첨가하고, 55 내지 60℃에서 10분 동안 700rpm으로 교반하였다. 이어서, 속도를 10분 동안 800rpm으로 다시 높였다. 마지막으로, 혼합물을 40 내지 45℃로 냉각시키고, 용기에 배출하였다.

A와 B의 최종 혼합물의 제조:

300g의 수지 제형(성분 A)과 405g의 하드너 제형(성분 B)을 함께 넣고 진공 하에 100rpm으로 교반하면서 약 60℃로 가열하였다.

4mm 두께의 시험판을 제조하기 위해, 몰드를 오븐에서 약 120℃로 예열하였다. 이어서, 탈기된 수지/하드너 혼합물을 몰드에 부었다. 이어서, 몰드를 120℃의 오븐에 20분 동안 넣은 다음, 190℃로 가열하고, 190℃에서 3시간 동안 유지하였다. 이어서, 몰드를 오븐에서 꺼내 실온으로 냉각시킨 후, 개봉하였다. 경화된 판을 다양한 시험에 가하였고, 그 결과는 표 2에 제시되어 있다.

평가

"적용 안정성"은 60℃에서 1주 동안 혼합하는 동안 점도 증가가 없고 Tg에 영향이 없음을 의미한다.

본 발명의 실시예예 1과 6개의 상이한 SoA(최신 기술) 실시예의 비교는 본 발명이 이하에 제시된 9가지의 특징적인 구성 모두를 충족하는 반면, 최신 기술은 모든 특징적인 구성을 충족할 수 없음을 보여준다:

1) 특히 나노 입자를 사용하기 때문으로 인한, 생산이 복잡한 제품의 회피

2) 우수한 유동성(60℃에서 10Pas 미만의 점도로 나타남)

3) 최대 22ppm/K의 매우 낮은 열 팽창 계수(CTE)

4) 60MPa 초과의 높은 강도

5) 0.8% 초과의 높은 파단 연신율

6) 높은 인성(>2.6MPam^0.5의 K1C 및 >500J/㎡의 G1C)

7) 적어도 190℃의 높은 Tg

8) 최대 -200℃의 매우 낮은 생성되는 SCT

9) 수지 하드너의 우수한 안정성(적용 안정성)

SoA1은 에폭시 수지의 동종중합에 기초한 비교적 낮은 CTE 및 높은 Tg를 갖는 시스템의 예이다. 이의 개념은 상충하는 특징적인 구성의 요구 사항 1, 2, 5, 6을 충족하지 못한다. 또한, SoA1의 시스템은 본 발명의 실시예 1보다 낮은 Tg를 나타낸다.

SoA2는 나노-SiO₂를 함유하지만 규회석, 코어-쉘 및 블록-컴포머(compoymer) 유형 성분을 함유하지 않는다. 대부분의 기계적 파라미터는 본 발명의 실시예 1보다 훨씬 열악하다.

SoA3은 고-Tg 시스템의 다른 공지된 실시예이다. 이는 규회석을 함유하지만, 용융 실리카, 코어-쉘 및 블록-공중합체 유형 성분을 함유하지 않는다. 본 시스템은 기계적으로 열악하고, 상충하는 특징적인 구성의 기준 3, 4, 5 또는 7을 충족하지 않는다.

SoA4는 규회석과 용융 실리카를 조합한 실시예이다. 그러나, 본 시스템은 열악한 성능을 나타내는데, 이는 본 발명의 수지 성분들의 선택에 기초하지 않으며, 용융 실리카와 규회석의 비가 잘못되었으며, 코어-쉘 또는 블록-공중합체 유형의 성분을 함유하지 않기 때문이다.

SoA5는 블록-공중합체 성분을 함유하지만 규회석 또는 용융 실리카가 부족한 시스템의 공개된 실시예이다. 본 시스템은 특히 낮은 Tg로 인해, 전체 프로필을 충족하는 것과는 거리가 멀다.

SoA6은 SoA5와 같은 블록-공중합체 성분을 함유하지만, 규회석 또는 용융 실리카가 부족하다. 본 시스템의 성능은 여러 양태에서 본 발명의 시스템보다 열악하다.

비교 실시예 7은 제형의 수지 파트에 폴리실리콘-폴리카프로락톤-블록-공중합체 성분의 잠재적인 사용이 실행 가능하지 않음을 입증한다. 성능은 타겟을 만족하지만, 문제는 적용 과정 동안의 수지 파트의 안정성이다. 이러한 수지는 60℃에서 1주일에 걸쳐 혼합하는 동안 점도가 증가하는 경향이 있으므로 적용할 수 없다.

본 발명의 실시예 2는 본 발명의 다른(side) 조건에 따른 다른 실시예일 뿐이며, 본 발명의 요건이 충족된다면 다른 유형의 무수물에서도 타겟 성질 프로파일이 충족될 수 있음을 보여준다.

Claims

경화성 투-파트(two-part) 수지 시스템으로서,
(a) 수지 파트로서, 적어도 하나의 지환족 에폭시 수지를 포함하는 상기 수지 파트 및
(b) 하드너 파트로서, (i) 적어도 하나의 지환족 무수물 및 (ii) 폴리실록산 블록 및 유기 블록을 포함하는 블록-공중합체를 포함하는 상기 하드너 파트를 포함하고,
상기 수지 파트 및 상기 하드너 파트 중 적어도 하나는, 상기 경화성 투-파트 시스템이 60wt% 초과의 무기 충전재를 포함하게 하는 양의 무기 충전재를 추가로 포함하고, 상기 무기 충전재는, 비결정성 무기 재료, 특히 비결정성 실리카, 및 결정성 무기 재료, 특히 규회석을 포함하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 경화성 투-파트 시스템 중 상기 수지 파트(a) 및 상기 하드너 파트(b)가 ±15mol%의 화학양론적 비인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지환족 에폭시 수지가 비-글리시딜 에폭시 수지인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제3항에 있어서, 상기 지환족 에폭시 수지가 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복실레이트인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지환족 무수물이 불포화 화합물인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지환족 무수물이 9개 내지 10개의 탄소를 포함하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지환족 무수물이 메틸테트라하이드로프탈산 무수물(MTHPA), 힘산 무수물 또는 메틸-5-노르보르넨-2,3-디카복실산 무수물(MNA)인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 투-파트 시스템이 아민 하드너, 특히 1급 아민 또는 2급 아민 하드너, 머캅탄 하드너 및/또는 잠재성 경화제를 함유하지 않는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 충전재가, 상기 경화성 투-파트 시스템이, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 65 내지 73wt%의 상기 무기 충전재를 포함하도록, 상기 수지 파트 및/또는 상기 하드너 파트에 존재하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 투-파트 시스템 중의 상기 비결정성 무기 재료의 함량이, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 24wt% 초과, 특히 35wt% 초과인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 투-파트 시스템 중의 상기 결정성 무기 재료의 함량이, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 24wt% 초과, 특히 29wt% 초과인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비결정성 무기 재료 및 상기 결정성 무기 재료가, 3:7 내지 7:3, 특히 5:7 내지 7:7의 상기 비결정성 무기 재료 대 상기 결정성 무기 재료의 중량비로 상기 무기 충전재에 존재하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 코어-쉘형 강인화제를, 상기 경화성 투-파트 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 특히 1 내지 5wt%, 가장 바람직하게는 3 내지 5wt%의 양으로 추가로 포함하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블록-공중합체 중의 유기 블록이 폴리에스테르 블록인, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블록-공중합체가, 상기 경화성 투-파트 수지 시스템의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 5wt%, 특히 3 내지 5wt%의 양으로 존재하는, 경화성 투-파트 수지 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 경화성 투-파트 시스템을 경화시켜 얻을 수 있는, 경화된 물품.
전기 적용을 위한, 특히 전기 모터의, 특히 영구 자석이 없는 전기 모터의 인버터, 고정자 및/또는 회전자를 캡슐화하기 위한, 제14항에 기재된 경화된 물품의 용도.