KR102818598B1 - Thermal curable resin composition and phenol resin composition prepared therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 향상된 열 안정성을 나타내는 페놀 수지의 제조를 가능케 하는 열 경화성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 페놀 수지에 관한 것이다. 상기 열 경화성 수지 조성물은 (a) 특정 화학 구조를 갖는 프탈로니트릴 화합물; 및 (b) 페놀 수지 프리폴리머를 포함한다. The present invention relates to a thermosetting resin composition which enables the production of a phenol resin exhibiting improved thermal stability and a phenol resin produced therefrom. The thermosetting resin composition comprises (a) a phthalonitrile compound having a specific chemical structure; and (b) a phenol resin prepolymer.
Description
본 발명은 향상된 열 안정성을 나타내는 페놀 수지의 제조를 가능케 하는 열 경화성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 페놀 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a thermosetting resin composition which enables the production of a phenolic resin exhibiting improved thermal stability and a phenolic resin composition produced therefrom.
페놀 수지는 우수한 내열 특성을 갖는 것으로 알려진 열 경화성 수지의 일종으로서, 이러한 페놀 수지가 갖는 내열 특성으로 인해 브레이크 패드나 각종 자동차 및 건축 부품 등 높은 열에 노출되는 각종 기계 장치/부품 등에 널리 적용되고 있다. Phenolic resin is a type of thermosetting resin known to have excellent heat resistance properties. Due to these heat resistance properties, phenol resin is widely used in various mechanical devices/parts that are exposed to high heat, such as brake pads and various automobile and construction parts.
이러한 페놀 수지는, 예를 들어, 프리폴리머 상태에서 열 경화제와 함께 경화되어 더욱 높은 내열 특성을 갖는 경화 수지의 형태로 제조될 수 있다. 그러나, 기존에 알려진 열 경화제로 페놀 수지를 경화할 경우, 최종 제조된 경화 수지 형태의 페놀 수지는 최대 400 내지 500℃의 온도까지 내열성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. These phenol resins can be, for example, cured with a heat curing agent in a prepolymer state to produce a cured resin having higher heat resistance properties. However, it is known that when the phenol resin is cured with a conventionally known heat curing agent, the phenol resin in the final cured resin form can exhibit heat resistance up to a temperature of 400 to 500°C.
그러나, 최근 들어 각종 고성능 부품에 대한 개발 및 수요가 증가하면서, 각종 기계 부품이 보다 높은 온도, 예를 들어, 700℃ 내외에 이르는 높은 온도에 노출되는 경우도 발생하게 되었다. 그러나, 기존의 페놀 수지는 최대 400 내지 500℃의 온도까지 내열성을 나타낼 뿐이므로, 위와 같이 더욱 높은 온도에 노출되는 기계 부품에 적용하기에는 한계가 있었던 것이 사실이다. However, with the recent increase in development and demand for various high-performance parts, various machine parts are now exposed to higher temperatures, for example, up to about 700℃. However, since existing phenol resins only exhibit heat resistance up to a maximum temperature of 400 to 500℃, it is true that there were limitations in applying them to machine parts exposed to higher temperatures as mentioned above.
이로 인해, 페놀 수지의 내열성 또는 열적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 계속 요청되고 있다. Due to this, there is a continuous demand for the development of technologies that can further improve the heat resistance or thermal stability of phenol resins.
본 발명은 향상된 열 안정성을 나타내는 페놀 수지의 제조를 가능케 하는 열 경화성 수지 조성물을 제공하는 것이다. The present invention provides a thermosetting resin composition which enables the production of a phenolic resin exhibiting improved thermal stability.
본 발명은 또한, 상기 열 경화성 수지 조성물로 제조되어, 보다 향상된 열 안정성을 나타내는 페놀 수지 조성물을 제공하는 것이다. The present invention also provides a phenol resin composition produced from the thermosetting resin composition, which exhibits improved thermal stability.
본 발명은 (a) 하기 화학식 1의 프탈로니트릴 화합물; 및 (b) 페놀 수지 프리폴리머를 포함하는 열 경화성 수지 조성물을 제공한다: The present invention provides a thermosetting resin composition comprising (a) a phthalonitrile compound of the following chemical formula 1; and (b) a phenol resin prepolymer:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서,In the above chemical formula 1,
LP2는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, 또는 -C(=O)NH- 이고, L P2 is independently -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, or -C(=O)NH-,
LP3는 직접 결합 또는 비치환된 C1-5의 알킬렌기이다.L P3 is a directly bonded or unsubstituted C 1-5 alkylene group.
본 발명은 또한, 상기 열 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 페놀 수지 조성물을 제공한다. 이러한 페놀 수지에서, 상기 경화물은 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머가 중합된 페놀 수지; 및 상기 (a) 프탈로니트릴 화합물 또는 이의 유래 단위를 포함한 프탈로니트릴 수지를 포함하고, The present invention also provides a phenol resin composition comprising a cured product of the thermosetting resin composition. In this phenol resin, the cured product comprises (b) a phenol resin in which the phenol resin prepolymer is polymerized; and (a) a phthalonitrile resin comprising a phthalonitrile compound or a unit derived therefrom.
상기 페놀 수지의 히드록시기의 일부에 상기 프탈로니트릴 화합물 또는 수지의 시아노기가 가교 결합되어 있는 구조를 가질 수 있다. 또한, 이러한 페놀 수지 조성물은 상기 프탈로니트릴 화합물 또는 수지와 가교 결합을 형성하지 않고, 물리적으로 혼합된 상태의 페놀 수지를 더 포함할 수 있다. The phenol resin may have a structure in which a cyano group of the phthalonitrile compound or resin is cross-linked to a portion of the hydroxyl group of the phenol resin. In addition, the phenol resin composition may further include a phenol resin that is physically mixed with the phthalonitrile compound or resin without forming a cross-link.
이하, 발명의 구현예들에 따른 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지 조성물 등에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a thermosetting resin composition and a phenol resin composition according to embodiments of the invention will be described in detail.
그에 앞서, 본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.Prior to that, unless explicitly stated otherwise in this specification, terminology is used only for the purpose of referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. As used herein, the singular forms include the plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite.
본 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The term "including" as used herein means specifying a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and/or component, but does not exclude the presence or addition of any other particular characteristic, region, integer, step, operation, element, component, and/or group.
본 명세서에서 사용되는 '프리폴리머'의 의미는 해당 수지가 완전히 경화된 상태에 이르지 않고, 히드록시기 등 추가로 경화 가능한 반응성 작용기를 가지며, 또한, 프리폴리머를 이루는 반복 단위의 중합도가, 예를 들어, 1000 이하로 됨에 따라, 추가 가공/경화 반응이 일어날 수 있는 상태의 중합체 성분을 포괄하여 나타낸다. The term 'prepolymer' as used herein refers to a polymer component that is not yet in a fully cured state, has a reactive functional group such as a hydroxyl group that can be further cured, and is in a state where a further processing/curing reaction can occur because the degree of polymerization of the repeating unit forming the prepolymer is, for example, 1000 or less.
한편, 발명이 일 구현예에 따르면, a) 하기 화학식 1의 프탈로니트릴 화합물; 및 (b) 페놀 수지 프리폴리머를 포함하는 열 경화성 수지 조성물이 제공된다: Meanwhile, according to one embodiment of the invention, a thermosetting resin composition comprising: a) a phthalonitrile compound of the following chemical formula 1; and (b) a phenol resin prepolymer is provided:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서,In the above chemical formula 1,
LP2는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, 또는 -C(=O)NH- 이고, L P2 is independently -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, or -C(=O)NH-,
LP3는 직접 결합 또는 비치환된 C1-5의 알킬렌기이다.L P3 is a directly bonded or unsubstituted C 1-5 alkylene group.
본 발명자들은 페놀 수지의 내열성 및 열적 안정성을 보다 높이기 위해, 다양한 열 경화제 등을 사용하여 연구를 계속하였다. 본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 프탈로니트릴 수지를 형성하기 위해 사용 가능한 화학식 1의 특정 프탈로니트릴 화합물을 열 경화제로 사용하여, 페놀 수지 프리폴리머를 경화 및 중합시키면, 이전에 알려진 것보다 높은 최대 700℃의 온도에서도 내열성 및 열적 안정성을 나타내는 페놀 수지 및 이의 조성물이 제조될 수 있음을 확인하고 발명을 완성하였다. The present inventors continued their research using various heat curing agents, etc., in order to further increase the heat resistance and thermal stability of the phenol resin. As a result of the present inventors' continued research, they confirmed that by using a specific phthalonitrile compound of chemical formula 1, which can be used to form a phthalonitrile resin, as a heat curing agent to cure and polymerize a phenol resin prepolymer, a phenol resin and a composition thereof exhibiting heat resistance and thermal stability even at a temperature of up to 700°C, which is higher than previously known, can be produced, and thus the invention was completed.
그러나, 이러한 열 안정성의 향상 효과는 화학식 1의 단량체 형태의 화합물을 페놀 수지 프리폴리머와 함께 사용하였을 때 달성 가능할 뿐, 상기 화학식 1의 화합물을 경화 또는 중합하여 프탈로니트릴 올리고머, 프리폴리머 또는 수지 상태에서 사용 하거나, 화학식 1의 범주를 벗어나는 다른 프탈로니트릴 화합물을 사용하는 경우에도 달성될 수 없음이 확인되었다. 또한, 이러한 일 구현예의 효과는 기존의 페놀 수지의 열 경화제로 사용되던 어떠한 성분을 사용하여도 달성될 수 없는 것이었다. However, it was confirmed that this effect of improving thermal stability could only be achieved when the compound in the form of a monomer of Chemical Formula 1 was used together with a phenol resin prepolymer, and could not be achieved when the compound of Chemical Formula 1 was cured or polymerized and used in the state of a phthalonitrile oligomer, prepolymer, or resin, or when another phthalonitrile compound outside the scope of Chemical Formula 1 was used. In addition, the effect of this embodiment could not be achieved by using any component that had been used as a thermal curing agent for a conventional phenol resin.
이와 같은 화학식 1의 화합물에 의한 열 안정성 향상 효과는, 화학식 1의 화합물이 페놀 수지 프리폴리머와 입체 구조가 유사하여 입체 장애 등이 최소화된 상태에서 열 경화에 의한 가교 결합을 잘 형성할 수 있을 뿐 아니라, 단량체 형태에서 가교 결합을 형성할 수 있는 시아노기 등이 가장 많이 존재하기 때문으로 추측된다. It is presumed that the effect of improving thermal stability by the compound of chemical formula 1 is because the compound of chemical formula 1 has a similar three-dimensional structure to the phenol resin prepolymer, so that it can easily form cross-linking by heat curing while minimizing steric hindrance, etc., and also because it has the largest number of cyano groups capable of forming cross-linking in the monomer form.
따라서, 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물을 사용하면, 기존의 페놀 수지가 달성할 수 없었던 500 내지 700℃의 온도, 더 나아가 최대 700℃의 온도에서도 내열성 및 열적 안정성을 나타내는 페놀 수지 조성물이 경화 및 중합에 의해 제조될 수 있다. 이러한 페놀 수지 조성물은 보다 높은 내열성이 요구되는 고성능 기계 부품 또는 자동차 부품 등에 매우 바람직하게 적용될 수 있다. Therefore, by using the thermosetting resin composition of one embodiment, a phenol resin composition exhibiting heat resistance and thermal stability at temperatures of 500 to 700°C, and even up to 700°C, which conventional phenol resins could not achieve, can be produced by curing and polymerization. Such a phenol resin composition can be very preferably applied to high-performance machine parts or automobile parts that require higher heat resistance.
한편, 상기 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물에서, 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머는 그 적용 범위가 특히 제한되지 않으며, 일반적인 노볼락형 수지나 레졸형 수지 등 기존에 알려진 임의의 페놀 수지의 프리폴리머로 될 수 있다. 보다 구체적인, 일 예에서, 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머는 화학식 2 또는 3로 표시되는 페놀 수지의 프리폴리머로 될 수 있다: Meanwhile, in the thermosetting resin composition of the above embodiment, the (b) phenol resin prepolymer is not particularly limited in its scope of application, and may be a prepolymer of any phenol resin known in the art, such as a general novolac-type resin or a resol-type resin. More specifically, in one example, the (b) phenol resin prepolymer may be a prepolymer of a phenol resin represented by Chemical Formula 2 or 3:
[화학식 2][Chemical formula 2]
[화학식 3][Chemical Formula 3]
상기 화학식 2 및 3에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-5의 알킬이고, n은 1 내지 1000의 정수이다.In the above chemical formulas 2 and 3, R 1 to R 3 are each independently hydrogen or C 1-5 alkyl, and n is an integer from 1 to 1000.
상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머가 (a) 프탈로니트릴 화합물과 열 경화 및 중합 반응하여 보다 우수한 내열성을 갖는 페놀 수지 조성물로 제조될 수 있도록, 상기 프리폴리머는 적절한 점도, 유동성 및 반응성을 갖는 프리폴리머 상태로 될 필요가 있다. 이를 위해, 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머는 상기 화학식 2 또는 3과 같은 반복 단위의 중합도 n이 1 내지 1000, 혹은 2 내지 800으로 될 수 있다. In order for the above (b) phenol resin prepolymer to be manufactured into a phenol resin composition having superior heat resistance by heat-curing and polymerization reaction with the (a) phthalonitrile compound, the above prepolymer needs to be in a prepolymer state having appropriate viscosity, fluidity, and reactivity. To this end, the (b) phenol resin prepolymer may have a degree of polymerization n of the repeating unit of the above chemical formula 2 or 3 of 1 to 1000, or 2 to 800.
한편, 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물은 상술한 (b) 페놀 수지 프리폴리머와 함께, 이와 함께 경화되어 페놀 수지의 내열성을 향상시키는 열 경화제로 작용하는 상기 (a) 화학식 1의 프탈로니트릴 화합물을 포함한다. Meanwhile, the thermosetting resin composition of one embodiment comprises the (b) phenol resin prepolymer described above, together with the (a) phthalonitrile compound of chemical formula 1, which acts as a thermosetting agent to improve the heat resistance of the phenol resin by being cured together with the (b) phenol resin prepolymer.
상기 화학식 1의 구조에서, 상기 시아노기는 페놀 수지 프리폴리머의 히드록시기와 다수의 가교 결합을 형성할 수 있으며, 이와 함께 상기 화학식 1이 경화 또는 중합될 수 있다. 따라서, 상기 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물이 경화 및 중합되어 페놀 수지 및 이의 조성물이 제조되면, 페놀 수지 등에서 유래한 고분자 쇄들이 각각 포함되는 한편, 다수의 가교 결합이 형성될 수 있으며, 이들 구조를 포함하는 페놀 수지 조성물이 보다 향상된 고온 안정성을 나타낼 수 있다. In the structure of the above chemical formula 1, the cyano group can form a plurality of cross-linking bonds with the hydroxyl groups of the phenol resin prepolymer, and together with this, the chemical formula 1 can be cured or polymerized. Therefore, when the thermosetting resin composition of the above embodiment is cured and polymerized to produce a phenol resin and a composition thereof, polymer chains derived from the phenol resin and the like are each included, while a plurality of cross-linking bonds can be formed, and the phenol resin composition including these structures can exhibit more improved high-temperature stability.
상기 프탈로니트릴 화합물이 페놀 수지 프리폴리머와 보다 효과적으로 경화 및 가교 결합을 형성하여 더욱 향상된 내열성을 갖는 페놀 수지 및 조성물이 제조될 수 있도록 하기 위해, 상기 화학식 1에서, LP2는 각각 독립적으로 -O-이고, LP3는 비치환된 C1-3의 알킬렌기, 예를 들어, 메틸렌기로 될 수 있다. In order to enable the above phthalonitrile compound to more effectively form curing and cross-linking with the phenol resin prepolymer, thereby producing a phenol resin and composition having further improved heat resistance, in the above chemical formula 1, L P2 is each independently -O-, and L P3 can be an unsubstituted C 1-3 alkylene group, for example, a methylene group.
더욱 구체적인 예에서, 상기 화학식 1의 프탈로니트릴 화합물은 하기 화학식 1a의 화합물로 될 수 있다: In a more specific example, the phthalonitrile compound of the above formula 1 can be a compound of the following formula 1a:
[화학식 1a][Chemical formula 1a]
또한, 상기 (a) 프탈로니트릴 화합물은 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머의 100 중량부에 대해, 5 내지 100 중량부, 혹은 5 내지 60중량부, 혹은 7 내지 55 중량부, 혹은 10 내지 50 중량부의 함량으로 일 구현예의 조성물에 포함될 수 있다. 만일, 상기 (a) 프탈로니트릴 화합물의 함량이 지나치게 작게 되면, 최종 경화되어 제조된 페놀 수지 및 조성물의 내열성 등이 충분치 못할 수 있다. 반대로, 상기 (a) 프탈로니트릴 화합물의 함량이 지나치게 크게 되면, 페놀 수지 및 조성물의 기본적 물성 자체가 저하될 수 있고, 내열성의 추가적 향상 효과 역시 거두기 어렵게 된다. In addition, the (a) phthalonitrile compound may be included in the composition of one embodiment in an amount of 5 to 100 parts by weight, or 5 to 60 parts by weight, or 7 to 55 parts by weight, or 10 to 50 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the (b) phenol resin prepolymer. If the amount of the (a) phthalonitrile compound is too small, the heat resistance, etc. of the phenol resin and the composition manufactured through final curing may not be sufficient. Conversely, if the amount of the (a) phthalonitrile compound is too large, the basic physical properties of the phenol resin and the composition themselves may deteriorate, and it also becomes difficult to obtain an additional improvement in heat resistance.
상술한 (a) 프탈로니트릴 화합물은 본 발명자들의 공개 특허 공보 제 2017-0082993 호 또는 공개 특허 공보 제 2018-0074043 호 등을 통해 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다. The above-described (a) phthalonitrile compound can be manufactured according to a method known through the inventors' published patent publications, such as Patent Publication No. 2017-0082993 or Patent Publication No. 2018-0074043.
한편, 상기 일 구현예의 조성물은 상술한 2 가지 성분 외에, 일반적인 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머 및 (a) 프탈로니트릴 화합물의 경화 반응을 저해하지 않는 범위 내에서, 통상적인 열 경화제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 추가적 열 경화제의 종류는 특히 제한되지 않으며, 이전부터 페놀 수지의 경화를 위해 사용 가능한 것으로 알려진 다가 아민계 경화제 등을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. Meanwhile, the composition of the above-described embodiment may further include general additives in addition to the two components described above. For example, the composition may further include a general thermal curing agent within a range that does not inhibit the curing reaction of the (b) phenol resin prepolymer and (a) phthalonitrile compound. The type of such additional thermal curing agent is not particularly limited, and polyvalent amine curing agents, which have been known to be usable for curing phenol resins, can be used without particular limitation.
또한, 상기 일 구현예의 조성물은 이전부터 페놀 수지의 경화 과정에서 사용되던 산 또는 염기 등의 열 경화 촉매를 더 포함할 수 있으며, 기타 그 적용 분야 및 용도 등에 따른 첨가제가 더 포함될 수도 있다.In addition, the composition of the above embodiment may further include a thermal curing catalyst such as an acid or base that has been used in the curing process of a phenol resin, and may further include additives according to the application field and purpose.
비제한적인 예로서, 상기 적용 분야나 용도에 따른 첨가제로는, 금속 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 셀룰로이드 섬유, 해포석(sepiolite) 섬유, 세라믹 섬유, 및 아크릴 섬유와 같은 강화 섬유; 황산바륨, 탄산칼슘, 지르코니아, 알루미나, 지르코늄 실리케이트, 및 실리콘 카바이드와 같은 무기 충전제; 흑연(graphite), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 이황화텅스텐(tungsten disulfide), 이황화몰리브덴(molybdenum disulfide), 및 분쇄 탄소 섬유(milled carbon fiber)와 같은 윤활제 등을 들 수 있으며, 이외에도 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다. Non-limiting examples thereof include, but are not limited to, additives for the application or use thereof, including reinforcing fibers such as metal fibers, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, potassium titanate fibers, celluloid fibers, sepiolite fibers, ceramic fibers, and acrylic fibers; inorganic fillers such as barium sulfate, calcium carbonate, zirconia, alumina, zirconium silicate, and silicon carbide; and lubricants such as graphite, polytetrafluoroethylene, tungsten disulfide, molybdenum disulfide, and milled carbon fibers; and various other additives may be included.
상술한 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물은, 예를 들어, 상술한 각 성분은 분말 등의 고체 상태로 혼합하여 쉽게 제조될 수 있다. 또한, 상기 열 경화성 수지 조성물은 페놀 수지의 통상적인 경화 및 중합 조건에 따라, 150 내지 300℃의 온도 및 상압 하에서, 0.5 내지 18 시간 동안 경화 및 중합 반응이 진행될 수 있다. 이러한 조건 하에서, 상기 열 경화 수지 조성물의 각 성분이 경화 및 중합되어 보다 우수한 내열성을 갖는 경화된 페놀 수지 및 이의 조성물이 보다 높은 수율로 제조될 수 있다. The thermosetting resin composition of the above-described embodiment can be easily manufactured by mixing the above-described respective components in a solid state such as a powder, for example. In addition, the thermosetting resin composition can undergo curing and polymerization reaction at a temperature of 150 to 300° C. and normal pressure for 0.5 to 18 hours, according to typical curing and polymerization conditions of a phenol resin. Under these conditions, each component of the thermosetting resin composition can be cured and polymerized, so that a cured phenol resin and a composition thereof having superior heat resistance can be manufactured at a higher yield.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물로부터 제조된 페놀 수지 조성물이 제공된다. 이러한 페놀 수지 조성물은 상기 일 구현예의 열 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the invention, a phenol resin composition prepared from the thermosetting resin composition of the above-described embodiment is provided. This phenol resin composition may include a cured product of the thermosetting resin composition of the above-described embodiment.
보다 구체적인 일 예에서, 상기 경화물은 상기 (b) 페놀 수지 프리폴리머가 중합된 페놀 수지; 및 상기 (a) 프탈로니트릴 화합물 또는 이러한 화합물의 유래 단위를 포함한 프탈로니트릴 수지를 포함하고, 상기 페놀 수지의 히드록시기의 일부에 상기 프탈로니트릴 화합물 또는 수지의 시아노기가 가교 결합되어 있는 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 페놀 수지 조성물은 상기 프탈로니트릴 화합물 또는 수지와 가교 결합을 형성하지 않고 물리적으로 혼합된 페놀 수지의 잔부를 더 포함할 수 있다. In a more specific example, the cured product may have a structure in which the (b) phenol resin prepolymer is polymerized; and the (a) phthalonitrile resin including a phthalonitrile compound or a unit derived from such a compound, wherein a cyano group of the phthalonitrile compound or the resin is cross-linked to a part of a hydroxyl group of the phenol resin. In addition, the phenol resin composition may further include a remainder of the phenol resin that is physically mixed with the phthalonitrile compound or the resin without forming a cross-link.
또한, 상기 다른 구현예의 페놀 수지 조성물은 상술한 가교 구조 등을 가짐에 따라, 이전에 알려진 것보다 크게 향상된 내열성 및 열 안정성을 나타낼 수 있다. In addition, the phenol resin composition of the other embodiment can exhibit heat resistance and heat stability that are significantly improved compared to those previously known, as it has the cross-linking structure described above.
예를 들어, 상기 페놀 수지 조성물은 이를 700℃의 온도 하에서 열중량 분석기(TGA)로 분석하였을 때, 하기 식 1로 산출되는 상대적 수지 잔존 비율이 10% 이상, 혹은 30 내지 500%, 혹은 50 내지 400%인 특성을 나타낼 수 있다: For example, when the phenol resin composition is analyzed by a thermogravimetric analyzer (TGA) at a temperature of 700°C, the composition may exhibit a characteristic in which the relative resin residual ratio calculated by Equation 1 below is 10% or more, or 30 to 500%, or 50 to 400%:
[식 1] [Formula 1]
상대적 수지 잔존 비율(%) = [(TGA 분석 후 페놀 수지 조성물의 잔존 비율)-(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율)]/(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율) * 100 Relative resin residual ratio (%) = [(residual ratio of phenol resin composition after TGA analysis) - (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis)] / (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis) * 100
상기 식 1은 700℃의 고온에서, 프탈로니트릴 화합물 등 열 경화제가 사용되지 않고 제조된 페놀 수지의 잔존 비율 대비, 상기 페놀 수지 조성물의 잔존 비율의 상대적 비율을 나타낸다. 이는 상기 페놀 수지 조성물의 700℃ 하에서의 열 안정성이 열 경화제 없이 제조된 페놀 수지 대비 향상된 정도를 나타내는 것으로서, 이러한 상대적 수지 잔존 비율이 10% 이상인 특성을 나타냄에 따라, 다른 구현예의 페놀 수지 조성물이 보다 향상된 고온 열 안정성을 나타냄을 뒷받침할 수 있다. 이에 비해, 후술하는 시험예 등에서도 뒷받침되는 바와 같이, 다른 종류의 프탈로니트릴 화합물 등을 열 경화제로 사용한 경우, 열 경화제 없이 제조된 페놀 수지에 비해서도 열악한 열 안정성(상기 식 1이 음수의 값을 가짐)을 나타내거나, 고온 열 안정성의 향상이 미미함이 확인되었다. The above formula 1 represents the relative ratio of the residual ratio of the phenol resin composition to the residual ratio of the phenol resin manufactured without using a heat curing agent such as a phthalonitrile compound at a high temperature of 700°C. This represents the degree to which the heat stability of the phenol resin composition under 700°C is improved compared to the phenol resin manufactured without a heat curing agent, and since this relative resin residual ratio exhibits a characteristic of 10% or more, it can be supported that the phenol resin composition of other embodiments exhibits more improved high-temperature heat stability. In contrast, as supported by the test examples described below, when other types of phthalonitrile compounds, etc. were used as heat curing agents, it was confirmed that the heat stability was worse (the above formula 1 had a negative value) than the phenol resin manufactured without a heat curing agent, or the improvement in high-temperature heat stability was minimal.
이와 같은 우수한 열 안정성으로 인해, 다른 구현예의 페놀 수지 조성물은 보다 높은 열 안정성이 요구되는 다양한 자동차 부품 또는 기계 부품 등에 바람직하게 사용될 수 있다. Due to such excellent thermal stability, the phenol resin composition of other embodiments can be preferably used in various automobile parts or machine parts, etc., which require higher thermal stability.
본 발명에 따르면, 페놀 수지 프리폴리머와 함께, 특정 프탈로니트릴 화합물을 열 경화제로 사용하여 이전에 알려진 것보다 크게 향상된 열 안정성을 나타내는 경화된 페놀 수지 및 이의 조성물을 제조할 수 있으며, 이를 위한 열 경화성 수지 조성물을 제공할 수 있다. According to the present invention, by using a specific phthalonitrile compound as a thermal curing agent together with a phenol resin prepolymer, it is possible to produce a cured phenol resin and a composition thereof exhibiting thermal stability significantly improved over that previously known, and to provide a thermally curable resin composition therefor.
이러한 본 발명의 조성물을 사용하면, 이전에 알려진 것보다 높은 최대 700℃의 온도에서도 내열성 및 열적 안정성을 나타내는 페놀 수지 조성물이 제조될 수 있으므로, 이러한 페놀 수지 조성물을 보다 높은 내열성이 요구되는 고성능 기계 부품 또는 자동차 부품 등에 매우 바람직하게 적용될 수 있다. By using the composition of the present invention, a phenol resin composition can be produced that exhibits heat resistance and thermal stability even at a temperature of up to 700°C, which is higher than previously known, and therefore, the phenol resin composition can be very preferably applied to high-performance machine parts or automobile parts that require higher heat resistance.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help understand the present invention. However, the following examples are only intended to illustrate the invention and do not limit the present invention to these examples.
제조예 1. 프탈로니트릴 화합물(화학식 1a)의 합성 (공개 특허 공보 제 2018-0074043의 제조예 1 등 참조)Manufacturing Example 1. Synthesis of phthalonitrile compound (chemical formula 1a) (see Manufacturing Example 1 of Patent Publication No. 2018-0074043, etc.)
[화학식 1a][Chemical formula 1a]
Bisphenol F95 (4,4'-dihydroxydiphenylmethane 95 중량%와 2,4-dihydroxydiphenylmethane 및 2,2'-dihydroxydiphenylmethane 5 중량%의 혼합물) 30.04 g, 4-nitrophthalonitrile 34.63 g 및 DMF(Dimethylformamide) 197.1 g을 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입한 후, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 투입된 화합물이 모두 용해된 후 염기 촉매인 K2CO3 41.46 g을 투입하고, 온도를 85 ℃까지 승온시키고, 12 시간 동안 교반하였다.30.04 g of bisphenol F95 (a mixture of 95 wt% of 4,4'-dihydroxydiphenylmethane and 5 wt% of 2,4-dihydroxydiphenylmethane and 2,2'-dihydroxydiphenylmethane), 34.63 g of 4-nitrophthalonitrile, and 197.1 g of DMF (Dimethylformamide) were placed in a 3-neck round bottom flask (RBF) and stirred at room temperature to dissolve. After all of the introduced compounds were dissolved, 41.46 g of K 2 CO 3 , a base catalyst, was added, the temperature was increased to 85 ℃, and stirred for 12 hours.
반응 생성물을 상온까지 냉각한 후, 여과장치를 이용하여 K2CO3를 제거하였고, 반응 결과물은 물에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 추출하여 잔류 반응물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물을 90 중량%의 수율로 수득하였다.After the reaction product was cooled to room temperature, K 2 CO 3 was removed using a filter, and the reaction product was collected by precipitating in water. The collected precipitate was extracted with methanol to remove the residual reactants, and dried in a vacuum oven to obtain the compound represented by the chemical formula 1a in a yield of 90 wt%.
비교 제조예 1. 프탈로니트릴 화합물(화학식 4)의 합성Comparative Manufacturing Example 1. Synthesis of Phthalonitrile Compound (Chemical Formula 4)
[화학식 4][Chemical Formula 4]
2,2-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane) 21.98 g, 4-nitrophthalonitrile 20.78 g 및 DMF(Dimethylformamide) 124.9 g을 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입한 후, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 투입된 화합물이 모두 용해된 후 염기 촉매인 K2CO3 18.24 g을 투입하고, 온도를 85 ℃까지 승온시키고, 5 시간 동안 교반하였다.2,2-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane) 21.98 g, 4-nitrophthalonitrile 20.78 g, and DMF(Dimethylformamide) 124.9 g were added to a 3-neck round bottom flask (RBF) and stirred at room temperature to dissolve. After all of the added compounds were dissolved, 18.24 g of K2CO3 , a base catalyst, was added, the temperature was increased to 85 ℃, and stirred for 5 hours.
반응 생성물을 상온까지 냉각한 후, 여과장치를 이용하여 K2CO3를 제거하였고, 반응 결과물은 물에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 추출하여 잔류 반응물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 상기 화학식 4a로 표시되는 화합물을 78 중량%의 수율로 수득하였다.After the reaction product was cooled to room temperature, K 2 CO 3 was removed using a filter, and the reaction product was collected by precipitating in water. The collected precipitate was extracted with methanol to remove the residual reactants, and dried in a vacuum oven to obtain the compound represented by the chemical formula 4a in a yield of 78 wt%.
비교 제조예 2. 프탈로니트릴 화합물(화학식 5)의 합성 (공개 특허 공보 제 2017-0064870의 제조예 1 등 참조)Comparative Manufacturing Example 2. Synthesis of Phthalonitrile Compound (Chemical Formula 5) (Refer to Manufacturing Example 1 of Patent Publication No. 2017-0064870, etc.)
[화학식 5][Chemical Formula 5]
4,4'-methylenebis[2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-6-methyl-phenol 103.09 g 및 4-nitrophthalonitrile 152.39 g을 탄산 칼륨 145.95g 및 DMF(dimethyl formamide) 605.9 g과 함께 3구 반응용 플라스크에 투입하였다. 상기 반응용 플라스크로는 기계식 교반기, 증류 기구 및 질소 주입구를 구비한 1000 mL 용량의 것을 사용하였다. 이어서 질소 기류를 상기 반응용 플라스크에 통과시키고, 85℃ 정도의 온도에서 약 5 시간 정도 가열 교반하였다. 이어서, 플라스크 내의 혼합물을 상온(약 20℃ 내지 25℃)으로 냉각시키고, 염산 수용액(농도: 0.2N) 4L에 상기 혼합물을 침전 후 여과시켜서 잔존하는 무기염과 DMF를 제거하였다. 여과 후 얻어진 분말을 다시 메탄올(1L)에 분산시키고, 다시 여과하여 유기물을 제거하고, 반응물을 50℃의 오븐에서 진공 건조시켜서 목적물을 수득하였다.4,4'-methylenebis[2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-6-methyl-phenol (103.09 g) and 4-nitrophthalonitrile (152.39 g) were placed into a three-necked reaction flask, together with 145.95 g of potassium carbonate and 605.9 g of DMF (dimethyl formamide). The reaction flask had a capacity of 1000 mL and was equipped with a mechanical stirrer, a distillation apparatus, and a nitrogen inlet. Then, a nitrogen stream was passed through the reaction flask, and the flask was heated and stirred at about 85°C for about 5 hours. Then, the mixture in the flask was cooled to room temperature (about 20°C to 25°C), and the mixture was precipitated in 4 L of an aqueous hydrochloric acid solution (concentration: 0.2 N), and then filtered to remove the remaining inorganic salts and DMF. The powder obtained after filtration was dispersed again in methanol (1 L), filtered again to remove organic matter, and the reactant was vacuum-dried in an oven at 50°C to obtain the target product.
비교 제조예 3. 경화제의 합성Comparative Manufacturing Example 3. Synthesis of Curing Agent
하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 아래의 방법으로 합성하였다.A compound represented by the following chemical formula 6 was synthesized by the following method.
[화학식 6] [Chemical formula 6]
4,4'-oxydianiline 12.04 g 및 DMF(Dimethylformamide) 70 g을 3넥 RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 워터 배스(water bath)로 상기를 냉각시키고, 4,4'-oxydiphthalic anhydride 9.31 g을 서서히 3 번에 나누어 70 g의 DMF와 함께 투입하였다. 투입된 화합물이 모두 용해되면, azeotrope를 위해 반응물에 툴루엔 28 g을 투입하였다. Dean-Stark 장치와 리플럭스 콘덴서를 설치하고, Dean-Stark 장치에 톨루엔을 투입하여 채웠다. 탈수 축합 촉매로써 피리딘 3.1 mL를 투입하고, 온도를 170 ℃까지 승온시키고, 3 시간 동안 교반하였다.4,4'-oxydianiline (12.04 g) and DMF (Dimethylformamide) (70 g) were placed in a 3-neck round bottom flask and stirred at room temperature to dissolve. The mixture was cooled using a water bath, and 4,4'-oxydiphthalic anhydride (9.31 g) was slowly added in three portions together with 70 g of DMF. When all of the added compounds were dissolved, 28 g of toluene was added to the reactant for the azeotrope. A Dean-Stark apparatus and a reflux condenser were installed, and toluene was added to the Dean-Stark apparatus and filled. 3.1 mL of pyridine was added as a dehydration condensation catalyst, the temperature was raised to 170 ℃, and stirred for 3 hours.
이미드 고리가 형성되면서 발생되는 물을 Dean-Stark 장치로 제거해주면서 2 시간 동안 추가 교반하고, 잔류 톨루엔과 피리딘을 제거하였다. 반응 생성물을 상온까지 냉각하고, 메탄올에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 추출하여 잔류 반응물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 85 중량%의 수율로 수득하였다.The water generated by the formation of the imide ring was removed using a Dean-Stark apparatus, and the mixture was further stirred for 2 hours, and residual toluene and pyridine were removed. The reaction product was cooled to room temperature and recovered by precipitation in methanol. The recovered precipitate was extracted with methanol to remove residual reactants, and dried in a vacuum oven to obtain the compound represented by the chemical formula 6 in a yield of 85 wt%.
실시예 1 내지 3. 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지 조성물의 제조Examples 1 to 3. Preparation of thermosetting resin composition and phenol resin composition
페놀 수지 프리폴리머(강남화성사제, KC-3002 제품) 및 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 분말 상태로 혼합하여 실시예 1 내지 3의 열 경화성 수지 조성물을 각각 제조하였다. 상기 페놀 수지 프리폴리머의 100 중량부를 기준으로 프탈로니트릴 화합물을 각각 10 중량부(실시예 1), 30 중량부(실시예 2) 및 50 중량부(실시예 3)의 함량으로 각각 혼합하여, 실시예 1 내지 3의 열 경화성 수지 조성물을 제조하였다. The thermosetting resin compositions of Examples 1 to 3 were prepared by mixing the phenol resin prepolymer (Kangnam Hwasung Co., Ltd., KC-3002 product) and the phthalonitrile compound of Manufacturing Example 1 in a powdered state, respectively. The phthalonitrile compound was mixed in an amount of 10 parts by weight (Example 1), 30 parts by weight (Example 2), and 50 parts by weight (Example 3) based on 100 parts by weight of the phenol resin prepolymer, respectively, to prepare the thermosetting resin compositions of Examples 1 to 3.
이러한 열 경화성 수지 조성물에 대해, 200℃의 온도에서 2시간 및 250℃의 온도에서 2시간 동안 열 경화 및 중합을 진행하여, 실시예 1 내지 3의 페놀 수지 조성물을 각각 제조하였다. For these thermosetting resin compositions, thermal curing and polymerization were performed at a temperature of 200°C for 2 hours and at a temperature of 250°C for 2 hours, respectively, to produce the phenol resin compositions of Examples 1 to 3.
비교예 1 내지 3. 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지의 제조Comparative Examples 1 to 3. Preparation of thermosetting resin composition and phenol resin
상기 실시예 1 내지 3에서, 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 대신, 비교 제조예 1의 화합물을 각각 10 중량부 (비교예 1), 30 중량부 (비교예 2), 50 중량부 (비교예 3)의 함량으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 비교예 1 내지 3의 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지 조성물을 각각 제조하였다. In Examples 1 to 3 above, the thermosetting resin composition and the phenol resin composition of Comparative Examples 1 to 3 were each prepared in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the compound of Comparative Preparation Example 1 was used in an amount of 10 parts by weight (Comparative Example 1), 30 parts by weight (Comparative Example 2), and 50 parts by weight (Comparative Example 3) instead of the phthalonitrile compound of Preparation Example 1.
비교예 4 내지 6. 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지의 제조Comparative Examples 4 to 6. Preparation of thermosetting resin composition and phenol resin
상기 실시예 1 내지 3에서, 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 대신, 비교 제조예 2의 화합물을 각각 10 중량부 (비교예 4), 30 중량부 (비교예 5), 50 중량부 (비교예 6)의 함량으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 비교예 4 내지 6의 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지 조성물을 각각 제조하였다. In Examples 1 to 3 above, the thermosetting resin composition and phenol resin composition of Comparative Examples 4 to 6 were each prepared in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the compound of Comparative Manufacturing Example 2 was used in an amount of 10 parts by weight (Comparative Example 4), 30 parts by weight (Comparative Example 5), and 50 parts by weight (Comparative Example 6), instead of the phthalonitrile compound of Manufacturing Example 1.
비교예 7 내지 9. 열 경화성 수지 조성물 및 페놀 수지의 제조Comparative Examples 7 to 9. Preparation of thermosetting resin composition and phenol resin
먼저, 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 및 비교 제조예 3의 경화제를 혼합한 후, 200℃의 온도에서 10분 간 서로 혼합 및 용융시키고, 경화하여 프탈로니트릴 프리폴리머를 제조하였다. First, the phthalonitrile compound of Manufacturing Example 1 and the curing agent of Comparative Manufacturing Example 3 were mixed, and then mixed and melted at a temperature of 200°C for 10 minutes, and cured to produce a phthalonitrile prepolymer.
상기 실시예 1 내지 3에서, 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 대신, 상기 프탈로니트릴 프리폴리머를 각각 10 중량부 (비교예 7), 30 중량부 (비교예 8), 50 중량부 (비교예 9)의 함량으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 비교예 7 내지 9의 열 경화성 수지 조성물 및 페널 수지를 각각 제조하였다. In Examples 1 to 3 above, instead of the phthalonitrile compound of Preparation Example 1, the phthalonitrile prepolymer was used in an amount of 10 parts by weight (Comparative Example 7), 30 parts by weight (Comparative Example 8), and 50 parts by weight (Comparative Example 9), respectively, and the thermosetting resin compositions and phenol resins of Comparative Examples 7 to 9 were each prepared in the same manner as in Examples 1 to 3.
시험예: 경화 후 페놀 수지 조성물의 물성 평가Test Example: Evaluation of physical properties of phenol resin composition after curing
TGA 분석: TGA 분석은 Mettler-Toledo사의 TGA Q900 장비를 사용하여 수행하였다. 측정은, 실시예 또는 비교예의 페놀 수지 조성물에 대해서 25℃에서 900℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 공기 분위기 에서 분석하였다. TGA Analysis: TGA analysis was performed using a TGA Q900 instrument from Mettler-Toledo. The measurement was performed in an air atmosphere while heating the phenol resin compositions of the examples or comparative examples from 25°C to 900°C at a heating rate of 10°C/min.
이러한 TGA 분석을 통해, 수지 조성물에 대한 온도별 중량 손실량 및 잔존 비율을 측정하였으며, 이러한 측정 결과에 기초하여, 하기 식 1에 따른 상대적 수지 잔존 비율을 산출하였다. 이러한 상대적 수지 잔존 비율의 산출에 있어서는, 별도의 열 경화제를 사용하지 않고 동일 조건 하에 제조된 페놀 수지를 TGA 분석하여 측정된 온도별 중량 손실량 및 잔존 비율을 기준 값으로 하여 산출하였다: Through this TGA analysis, the temperature-dependent weight loss and residual ratio for the resin composition were measured, and based on the measurement results, the relative resin residual ratio was calculated according to the following Equation 1. In calculating this relative resin residual ratio, the temperature-dependent weight loss and residual ratio measured by TGA analysis of a phenol resin manufactured under the same conditions without using a separate heat curing agent were used as the reference values for calculation:
[식 1] [Formula 1]
상대적 수지 잔존 비율(%) = [(TGA 분석 후 페놀 수지 조성물의 잔존 비율)-(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율)]/(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율) * 100 Relative resin residual ratio (%) = [(residual ratio of phenol resin composition after TGA analysis) - (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis)] / (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis) * 100
(℃)temperature
(℃)
상기 표 1을 참고하면, 실시예의 페놀 수지 조성물은 열 경화제 없이 제조된 페놀 수지 대비 수지의 잔존 비율이 높아 우수한 열 안정성을 나타내며, 특히, 500~700℃의 고온에서 큰 폭의 열 안정성 향상을 나타냄이 확인되었다. Referring to Table 1 above, it was confirmed that the phenol resin composition of the example exhibited excellent thermal stability with a high resin residue ratio compared to a phenol resin manufactured without a heat curing agent, and in particular, exhibited a significant improvement in thermal stability at high temperatures of 500 to 700°C.
이에 비해, 비교예의 페놀 수지 조성물은 열 경화제 없이 제조된 페놀 수지에 비해서도 열악한 열 안정성을 나타내거나, 고온 열 안정성의 향상이 미미함이 확인되었다.In comparison, the phenol resin composition of the comparative example was found to exhibit poor thermal stability or only a minimal improvement in high-temperature thermal stability compared to a phenol resin manufactured without a thermal curing agent.
Claims (8)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
LP2는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, 또는 -C(=O)NH- 이고,
LP3는 비치환된 C1-5의 알킬렌기이고,
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2 및 3에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-5의 알킬이고, n은 1 내지 1000의 정수이다.
(a) a phthalonitrile compound represented by the following chemical formula 1; and (b) a thermosetting resin composition comprising a phenol resin prepolymer represented by the following chemical formula 2 or 3:
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1,
L P2 is independently -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, or -C(=O)NH-,
L P3 is an unsubstituted C 1-5 alkylene group,
[Chemical formula 2]
[Chemical Formula 3]
In the above chemical formulas 2 and 3, R 1 to R 3 are each independently hydrogen or C 1-5 alkyl, and n is an integer from 1 to 1000.
A thermosetting resin composition in claim 1, wherein in the chemical formula 1, L P2 is each independently -O-, and L P3 is an unsubstituted C 1-3 alkylene group.
A thermosetting resin composition in claim 1, wherein the (a) phthalonitrile compound is contained in an amount of 5 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the (b) phenol resin prepolymer.
A phenol resin composition comprising a cured product of the thermosetting resin composition according to claim 1.
상기 페놀 수지의 히드록시기 중 일부에 상기 프탈로니트릴 화합물 또는 수지의 시아노기가 가교 결합되어 있는 페놀 수지 조성물.
In the fifth paragraph, the cured product comprises (b) a phenol resin polymerized with a phenol resin prepolymer; and (a) a phthalonitrile resin comprising a phthalonitrile compound or a unit derived therefrom.
A phenol resin composition in which some of the hydroxy groups of the phenol resin are cross-linked with a cyano group of the phthalonitrile compound or resin.
A phenol resin composition further comprising a physically mixed phenol resin without forming a cross-linking bond in claim 6.
[식 1]
상대적 수지 잔존 비율(%) = [(TGA 분석 후 페놀 수지 조성물의 잔존 비율)-(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율)]/(열 경화제의 사용 없이 제조된 페놀 수지를 TGA 분석한 후 잔존 비율) * 100In the 7th paragraph, when the phenol resin composition is analyzed by a thermogravimetric analyzer (TGA) at a temperature of 700°C, the phenol resin composition has a relative resin residual ratio of 10% or more calculated by the following formula 1:
[Formula 1]
Relative resin residual ratio (%) = [(residual ratio of phenol resin composition after TGA analysis) - (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis)] / (residual ratio of phenol resin manufactured without using a thermal curing agent after TGA analysis) * 100
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