KR102578045B1 - Novel glycidyl acid anhydride-based polyol compound, modified polyurethane copolymer prepared therefrom and adhesive composition containing the copolymer, and cured product prepared therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규한 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물, 이로부터 제조된 개질된 폴리우레탄 공중합체와 이를 포함하는 접착제 조성물 및 이로부터 제조된 경화물에 대한 것이다. 본 발명에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체는 반복단위 내에 에폭시기를 포함하고 있어, 접착제 조성물에 첨가하였을 경우, 베이스 에폭시 수지와의 상용성이 우수하고, 경화시 경화물의 기계적 물성 및 충격 저항성을 효과적으로 상승시키는 효과가 있다.
이에 본 발명의 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물은 종래 에폭시 수지의 단점을 보완하여 원하는 기계적 물성을 가짐으로써 접착제뿐만이 아니라 몰딩제, 절연체, 복합소재, 코팅제 등에 폭넓게 적용될 수 있다. 구체적으로 우수한 기계적 물성이 요구되는 자동차, 항공기, 우주선, 철도, 선박 및 스포츠 장비에 적용하여 제품의 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도와 같은 기계적 물성 및 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a novel glycidyl acid anhydride-based polyol compound, a modified polyurethane copolymer prepared therefrom, an adhesive composition containing the same, and a cured product prepared therefrom. The modified polyurethane copolymer according to the present invention contains an epoxy group in the repeating unit, so when added to an adhesive composition, it has excellent compatibility with the base epoxy resin and effectively increases the mechanical properties and impact resistance of the cured product when cured. It has an effect.
Accordingly, the adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer of the present invention complements the shortcomings of the conventional epoxy resin and has the desired mechanical properties, so that it can be widely applied not only to adhesives but also to molding agents, insulators, composite materials, coating agents, etc. Specifically, it can be applied to automobiles, aircraft, spacecraft, railways, ships, and sports equipment that require excellent mechanical properties to effectively improve mechanical properties such as tensile strength, impact strength, and flexural strength of the product and impact resistance.
Description
본 발명은 신규한 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 합성하고 이로부터 제조된 개질된 폴리우레탄 공중합체와, 이를 포함하는 접착제 조성물과 이로부터 제조된 경화물에 관한 것이다.The present invention relates to a modified polyurethane copolymer prepared by synthesizing a novel glycidyl acid anhydride-based polyol compound, an adhesive composition containing the same, and a cured product prepared therefrom.
에폭시 수지는 열 경화성 플라스틱으로 기후 변화에 잘 견디고 빨리 굳으며, 기계적 특성 및 내화학성이 매우 우수하고, 접착력이 강하다는 특징이 있다. 이러한 장점을 바탕으로 주로 접착, 코팅, 섬유 강화 복합재료 및 자동차 등 산업 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 일반적으로는 에폭시 주제, 경화제 및 경화촉진제가 포함된 에폭시 접착제 조성물을 제조하고 이를 경화시켜 에폭시 수지를 제조한다. 구체적으로 에폭시 주제의 에폭시기와 경화제의 아민기나 무수 카르본산과 반응함으로써 경화된다.Epoxy resin is a thermosetting plastic that resists climate change well, hardens quickly, has excellent mechanical properties and chemical resistance, and has strong adhesion. Based on these advantages, it is mainly applied in various industrial fields such as adhesives, coatings, fiber-reinforced composite materials, and automobiles. In general, an epoxy adhesive composition containing an epoxy base material, a curing agent, and a curing accelerator is prepared and cured to produce an epoxy resin. Specifically, it is hardened by reacting the epoxy group of the epoxy base with the amine group or carboxylic acid anhydride of the hardener.
경화된 에폭시 수지는 높은 정적 강도, 예를 들어 높은 인장강도 및 전단강도를 갖는 반면, 동적 강도, 예를 들어 충격강도 및 굴곡강도는 미흡하다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해, 일반적으로 에폭시 접착제 조성물에 강인화제를 첨가하여 충격강도 및 굴곡강도를 향상시킨다. 하지만 이러한 강인화제는 에폭시 주제와의 상호 결합력이 낮아 상분리가 일어나게 된다. 즉, 접착제 조성물에 강인화제를 첨가하게 되면, 외부로부터 받는 충격을 강인화제가 흡수하여 충격 저항성은 향상될 수 있으나, 매트리스인 에폭시와 강인화제가 상분리를 일으켜 결과적으로 인장강도와 같은 기계적 강도가 감소하게 된다.Cured epoxy resins have the disadvantage of having high static strengths, such as high tensile and shear strengths, while their dynamic strengths, such as impact and flexural strengths, are insufficient. To solve this problem, a toughening agent is generally added to the epoxy adhesive composition to improve impact strength and flexural strength. However, these tougheners have a low bonding force with the epoxy base, causing phase separation. In other words, when a toughener is added to the adhesive composition, impact resistance can be improved by the toughener absorbing shock received from the outside, but the epoxy, which is the mattress, and the toughener cause phase separation, resulting in a decrease in mechanical strength such as tensile strength. I do it.
따라서 에폭시 주제와 상용성이 우수하여 상분리를 발생시키지 않는 강인화제를 포함하고, 인장강도와 같은 정적 강도가 우수함과 동시에 충격강도 및 굴곡강도와 같은 동적 강도도 우수하여 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 접착제 조성물에 대한 연구개발이 절실히 요구된다.Therefore, it contains a toughening agent that has excellent compatibility with the epoxy base and does not cause phase separation, and has excellent static strength such as tensile strength while also having excellent dynamic strength such as impact strength and flexural strength, which can effectively improve impact resistance. Research and development on adhesive compositions is urgently needed.
본 발명은 신규한 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 제공한다.The present invention provides novel glycidyl acid anhydride-based polyol compounds.
또한, 본 발명은 상기 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물로부터 제조되고, 에폭시 주제와 상용성이 우수한 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제공한다.Additionally, the present invention provides a modified polyurethane copolymer prepared from the glycidyl acid anhydride-based polyol compound and having excellent compatibility with an epoxy base.
또한, 본 발명은 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체를 강인화제로 포함하고, 인장강도와 같은 정적 강도가 우수함과 동시에 충격강도 및 굴곡강도와 같은 동적 강도가 우수하여 충격 저항성을 효과적으로 향상시킨 접착제 조성물 및 이로부터 제조된 경화물을 제공한다.In addition, the present invention provides an adhesive composition that includes the modified polyurethane copolymer as a toughening agent and has excellent static strength such as tensile strength and dynamic strength such as impact strength and flexural strength, thereby effectively improving impact resistance, and A cured product prepared therefrom is provided.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 에폭시 주제와 상용성이 우수하여 상분리를 야기하지 않는 강인화제를 포함하고, 인장강도와 같은 정적 강도가 우수함과 동시에 충격강도 및 굴곡강도와 같은 동적 강도가 우수하여 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 접착제 조성물을 개발하기 위하여 끊임없는 연구를 거듭한 끝에, 놀랍게도 특정한 구조의 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물의 경우, 에폭시 주제와 상용성이 우수하여 상분리가 일어나지 않고, 충격강도 및 굴곡강도뿐만이 아니라 인장강도도 효과적으로 향상시켜 충격저항성이 매우 우수하다는 것을 발견하여 발명을 완성하였다.In order to achieve the above object, the present inventors included a toughening agent that has excellent compatibility with the epoxy base and does not cause phase separation, and has excellent static strength such as tensile strength and at the same time excellent dynamic strength such as impact strength and bending strength. After continuous research to develop an adhesive composition that can effectively improve resistance, surprisingly, an adhesive composition containing a modified polyurethane copolymer of a specific structure has excellent compatibility with the epoxy base and does not cause phase separation. The invention was completed by discovering that not only impact and bending strength but also tensile strength was effectively improved, resulting in excellent impact resistance.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 작용기를 포함하는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a glycidyl acid anhydride-based polyol compound containing a functional group represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서,(In Formula 1 above,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
는 단일결합 또는 이중결합이다.) is a single bond or double bond.)
바람직하게, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며; R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬일 수 있다. Preferably, in Formula 1, R 1 to R 2 are independently hydrogen or methyl; R 3 to R 6 may independently be hydrogen or C 1-7 alkyl.
더욱 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.More preferably, according to an embodiment of the present invention, the glycidyl acid anhydride-based polyol compound may be represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
(상기 화학식 2에서,(In Formula 2 above,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
Y는 s가 라디칼이고;Y is s radical;
s는 1 내지 4의 정수이고;s is an integer from 1 to 4;
는 단일결합 또는 이중결합이다.) is a single bond or double bond.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 2는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, Formula 2 may be expressed as Formula 3 below.
[화학식 3][Formula 3]
(상기 화학식3에서,(In Formula 3 above,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
Y는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고;Y is hydrocarbylene or heterohydrocarbylene;
는 단일결합 또는 이중결합이다.) is a single bond or double bond.)
구체적으로, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.Specifically, Formula 3 may be expressed as Formula 4 below.
[화학식 4][Formula 4]
(상기 화학식 4에서,(In Formula 4 above,
R1 은 수소 또는 메틸이며;R 1 is hydrogen or methyl;
R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7 알킬이고;R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl;
Y는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고;Y is C 2-30 hydrocarbylene or heterohydrocarbylene;
는 단일결합 또는 이중결합이다.) is a single bond or double bond.)
본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물, 폴리올 화합물 및 디이소시아네이트 화합물간의 반응물인 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제공할 수 있다.The present invention can provide a modified polyurethane copolymer that is a reaction product between a glycidyl acid anhydride-based polyol compound, a polyol compound, and a diisocyanate compound according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 폴리올 화합물은 디올(Diol) 또는 트리올(Triol)일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyol compound may be diol or triol.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 디이소시아네이트 화합물은 지방족 디이소시아네이트 또는 방향족 디이소시아네이트일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the diisocyanate compound may be aliphatic diisocyanate or aromatic diisocyanate.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 폴리올 화합물의 하이드록시기의 당량비가 1 내지 9 : 9 내지 1이고; 상기 화학식 1로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 디이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 당량비가 1 : 1 내지 10를 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer has an equivalent ratio of the hydroxy group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 1 to the hydroxy group of the polyol compound of 1 to 9:9 to 9. is 1; The equivalent ratio of the hydroxyl group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 1 and the isocyanate group of the diisocyanate compound may satisfy 1:1 to 10.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer may be represented by the following formula (5).
[화학식 5][Formula 5]
(상기 화학식5에서,(In Formula 5 above,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
X, Y 및 Z는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고;X, Y and Z are hydrocarbylene or heterohydrocarbylene;
x 및 y는 1이상의 정수이고;x and y are integers greater than or equal to 1;
는 단일결합 또는 이중결합이다.) is a single bond or double bond.)
바람직하게 상기 화학식 5에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며; R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬이고; X 및 Y는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌일 수 있다.Preferably, in Formula 5, R 1 to R 2 are independently hydrogen or methyl; R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl; X and Y may be C 2-30 hydrocarbylene or heterohydrocarbylene.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 5에서 x : y는 1 내지 9 : 9 내지 1인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in Formula 5, x:y may be 1 to 9:9 to 1.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 수평균분자량은 2,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the number average molecular weight of the modified polyurethane copolymer may be 2,000 to 50,000 g/mol.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 중량평균분자량은 5,000 내지 80,000 g/mol일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the modified polyurethane copolymer may be 5,000 to 80,000 g/mol.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 다분산지수(PDI)는 1 내지 5일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polydispersity index (PDI) of the modified polyurethane copolymer may be 1 to 5.
본 발명의 일 실시예에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물을 제공할 수 있다.An adhesive composition containing a modified polyurethane copolymer according to an embodiment of the present invention can be provided.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지, 경화제 및 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the adhesive composition may further include a base epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 강인화제로 사용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer can be used as a toughening agent.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer may be included in an amount of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the base epoxy resin.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물을 경화시킨 경화물을 제공할 수 있다.A cured product obtained by curing the adhesive composition according to an embodiment of the present invention can be provided.
본 발명에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체는 반복단위 내에 에폭시기를 포함하고 있어, 접착제 조성물에 첨가하였을 경우, 베이스 에폭시 수지와의 상용성이 우수하고, 경화시 경화물의 기계적 물성 및 충격 저항성을 효과적으로 상승시킬 수 있다. The modified polyurethane copolymer according to the present invention contains an epoxy group in the repeating unit, so when added to an adhesive composition, it has excellent compatibility with the base epoxy resin and effectively increases the mechanical properties and impact resistance of the cured product when cured. You can do it.
구체적으로 이를 포함하는 접착제 조성물은 우수한 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 나타낼 수 있으며, 외부 충격에 의한 구조적 변형을 효과적으로 방지함으로써 종래의 접착제 조성물과 대비하여 현저하게 우수한 충격 저항성을 발현할 수 있다. Specifically, the adhesive composition containing this can exhibit excellent tensile strength, flexural strength, and impact strength, and can exhibit significantly superior impact resistance compared to conventional adhesive compositions by effectively preventing structural deformation due to external impact.
이에 본 발명의 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물은 종래 에폭시 수지의 단점을 보완하여 원하는 기계적 물성을 가짐으로써 접착제뿐만이 아니라 코팅제, 몰딩제, 절연체 및 복합소재 등의 용도로 폭넓게 적용될 수 있다. 구체적으로 우수한 기계적 물성이 요구되는 자동차, 항공기, 우주선, 철도, 선박 및 스포츠 장비에 적용하여 제품의 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도와 같은 기계적 물성 및 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. Accordingly, the adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer of the present invention complements the shortcomings of the conventional epoxy resin and has the desired mechanical properties, so that it can be widely applied not only as an adhesive, but also as a coating agent, molding agent, insulator, and composite material. . Specifically, it can be applied to automobiles, aircraft, spacecraft, railways, ships, and sports equipment that require excellent mechanical properties to effectively improve mechanical properties such as tensile strength, impact strength, and flexural strength of the product and impact resistance.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 MOCA 화합물의 푸레이변환 적외선 분광분석(Fourier Transform-Infrared spectroscopy, FT-IR) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물(HHOD)의 푸레이변환 핵자기 공명 분광분석(FT-NMR) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)의 푸레이변환 적외선 분광분석(FT-IR) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)의 GPC 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 3 내지 5에서 제조된 경화물의 충격강도 측정 뒤 파단된 시편의 파단면을 전계방출형 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)으로 관찰한 이미지이다.Figure 1 is a graph showing Fourier Transform-Infrared spectroscopy (FT-IR) results of the MOCA compound of Example 1 of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the results of Fouray transform nuclear magnetic resonance spectroscopy (FT-NMR) of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound (HHOD) of Example 1 of the present invention.
Figure 3 is a graph showing Fouray transform infrared spectroscopy (FT-IR) results of the modified polyurethane copolymer (MEPU) of Example 2 of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the results of GPC analysis of the modified polyurethane copolymer (MEPU) of Example 2 of the present invention.
Figure 5 shows the fracture surface of the fractured specimen after measuring the impact strength of the cured product prepared in Comparative Example 1 and Examples 3 to 5 of the present invention, observed with a Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM). It is one image.
이하, 본 발명에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체, 이를 포함하는 접착제 조성물 및 이로부터 제조된 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.Hereinafter, the modified polyurethane copolymer according to the present invention, the adhesive composition containing it, and the cured product prepared therefrom will be described in detail. At this time, if there is no other definition in the technical and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those skilled in the art to which this invention pertains, and the following description will not unnecessarily obscure the gist of the present invention. Descriptions of possible notification functions and configurations are omitted.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미하고, 중량%는 달리 정의되지 않는 한 전체 조성물 중 어느 하나의 성분이 조성물 내에서 차지하는 중량%를 의미한다.In addition, units used without special mention in this specification are based on weight, and as an example, the unit of % or ratio means weight % or weight ratio, and weight % refers to the amount of any one component of the entire composition unless otherwise defined. It refers to the weight percent occupied in the composition.
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.In addition, the numerical range used in this specification includes the lower limit and upper limit and all values within the range, increments logically derived from the shape and width of the defined range, all double-defined values, and the upper limit of the numerical range defined in different forms. and all possible combinations of the lower bounds. Unless otherwise specified in the specification of the present invention, values outside the numerical range that may occur due to experimental error or rounding of values are also included in the defined numerical range.
본 발명에 기재된 "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.As used in the present invention, “comprises” is an open description with the same meaning as expressions such as “comprises,” “contains,” “has,” or “features,” and includes elements and materials that are not additionally listed. or does not exclude the process.
본 발명에 기재된 "치환된"(substituted)은 치환되는 부분의 수소 원자가 치환기로 대체되는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 치환되는 그룹의 각각의 탄소원자는 2개의 치환기이상 치환되지 않는다. 다른 실시예에서, 치환되는 그룹의 각각의 탄소원자는 1개의 치환기 이상 치환되지 않는다. 케토치환기의 경우, 두개의 수소원자는 이중결합에 의해 탄소에 부착되는 산소로 치환된다. 상기 치환기는 공지된 치환기라면 제한없이 사용할 수 있다.As used herein, “substituted” means that the hydrogen atom of the portion to be substituted is replaced with a substituent. In one embodiment, each carbon atom of a substituted group is not substituted with more than two substituents. In other embodiments, each carbon atom of a substituted group is not substituted with more than one substituent. In the case of a keto substituent, two hydrogen atoms are replaced by oxygen, which is attached to the carbon by a double bond. The substituent may be used without limitation as long as it is a known substituent.
본 발명에 기재된 "하이드로카본"은 단지 수소 및 탄소 원자를 함유하는 화학기를 의미한다.As used herein, “hydrocarbon” refers to a chemical group containing only hydrogen and carbon atoms.
본 발명에 기재된 "하이드로카빌렌" 또는 "헤테로하이드로카빌렌"은 하이드로카본 또는 헤테로하이드로카본으로부터 유도되는 2개의 결합위치를 갖는 라디칼을 의미하며, 헤테로의 의미는 탄소가 B, O, N, C(=O), P, P(=O), S, S(=O)2 및 Si원자로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다. “Hydrocarbylene” or “heterohydrocarbylene” as used in the present invention refers to a radical having two bonding positions derived from hydrocarbon or heterohydrocarbon, and hetero means that carbon is B, O, N, or C. It means substituted with one or more heteroatoms selected from (=O), P, P(=O), S, S(=O) 2 and Si atoms.
본 발명에 기재된 "지환족"은 시클로알킬로, 3 내지 10개 탄소원자를 갖는 비방향족 일환식(monocyclic) 또는 다환식(multicyclic)고리 계를 의미하며, 고리내에 불포화 결합을 가질 수도 있다.“Alicyclic” as used in the present invention refers to a cycloalkyl, non-aromatic monocyclic or multicyclic ring system having 3 to 10 carbon atoms, and may have an unsaturated bond within the ring.
본 발명에 기재된 "알킬"은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 1개의 결합위치를 갖는 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 라디칼을 의미한다.As used herein, “alkyl” refers to a straight-chain or branched saturated hydrocarbon radical having one bonding position consisting of only carbon and hydrogen atoms.
본 발명에 기재된 "알킬렌" 또는 "헤테로알킬렌"은 알킬 또는 헤테로알킬로부터 유도되는 2개의 결합위치를 갖는 라디칼을 의미하며, 헤테로의 의미는 탄소가 B, O, N, C(=O), P, P(=O), S, S(=O)2 및 Si원자로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다. “Alkylene” or “heteroalkylene” as used in the present invention refers to a radical having two bonding positions derived from alkyl or heteroalkyl, and hetero means that carbon is B, O, N, C (=O) , P, P(=O), S, S(=O) 2 and Si atoms.
본 발명에 기재된 "하이드록시"는 -OH를 의미하고, "아미노"는 -NH2를 의미하고, "카복실" 또는 "카르복실"은 -COOH를 의미한다. As used herein, "hydroxy" means -OH, "amino" means -NH 2 and "carboxyl" or "carboxyl" means -COOH.
본 발명에 기재된 "폴리올"은 두 개 이상의 하이드록시를 포함하는 화합물을 의미한다. 상기 폴리올은 지방족, 지환족 및 방향족 폴리올 화합물로 나눌 수 있고, 혹은 폴리에스터 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 화합물로 나눌 수 있다. 상기 폴리올에서 두 개의 하이드록시를 포함하는 폴리올을 디올(diol)이라고 하며, 세 개의 하이드록시를 포함하는 폴리올을 트리올(triol)이라고 하며, 네 개의 하이드록시를 포함하는 폴리올을 테트라올(tetraol)이라고 한다. 상기 폴리올의 하이드록시와 디이소시아네이트가 반응하면 우레탄그룹이 형성되어 폴리우레탄을 제조할 수 있다. “Polyol” as used herein means a compound containing two or more hydroxy groups. The polyol can be divided into aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyol compounds, or can be divided into polyester polyol and polyester polyol compounds. Among the above polyols, a polyol containing two hydroxys is called a diol, a polyol containing three hydroxys is called a triol, and a polyol containing four hydroxys is called a tetraol. It is said. When the hydroxy and diisocyanate of the polyol react, a urethane group is formed to produce polyurethane.
본 발명에 기재된 "에폭시 수지"는 학술적으로 경화제와 반응 완료된 경화된 플라스틱을 뜻하기도 하지만, 통상적으로 기술분야에서 사용되는 바와 같이 에폭시 조성물의 원료가 되며, 에폭시기를 가지고 있어 경화제와 반응할 수 있는 에폭시 화합물을 의미할 수 있다.The "epoxy resin" described in the present invention refers to a cured plastic that has completed a reaction with a curing agent in academic terms, but as commonly used in the technical field, it is a raw material for an epoxy composition and is an epoxy resin that has an epoxy group and can react with a curing agent. It can mean a compound.
또한, 본 발명에 기재된 "경화물"은 일반적인 의미로서 접착제 조성물의 경화물일 수 있다. 또한, 상기 경화물은 반경화물을 포함할 수 있다.Additionally, the “cured product” described in the present invention may be a cured product of an adhesive composition in a general sense. Additionally, the cured product may include a semi-cured product.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 작용기를 포함하는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a glycidyl acid anhydride-based polyol compound containing a functional group represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고, 는 단일결합 또는 이중결합이다. 바람직하게, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며, R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬일 수 있다. 구체적으로 상기 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 작용기를 1 내지 10개 포함할 수 있고, 바람직하게 1 내지 3개 포함하는 것일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.In Formula 1, R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl, is a single bond or a double bond. Preferably, in Formula 1, R 1 to R 2 may be independently hydrogen or methyl, and R 3 to R 6 may be independently hydrogen or C 1-7 alkyl. Specifically, the glycidyl acid anhydride-based polyol compound may contain 1 to 10 functional groups represented by Formula 1, preferably 1 to 3 functional groups, but is not limited thereto.
구체적으로 상기 화학식 1은 하기 화학식 6로 표시될 수 있다.Specifically, Chemical Formula 1 may be expressed as Chemical Formula 6 below.
[화학식 6][Formula 6]
상기 화학식 6에서, R1, R3 내지 R6 및 는 상기 화학식 1에 서술한 바와 동일하다.In Formula 6, R 1 , R 3 to R 6 and is the same as described in Formula 1 above.
더욱 구체적으로 상기 화학식 6은 하기 화합물에서 선택되는 것일 수 있다.More specifically, Formula 6 may be selected from the following compounds.
더욱 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.More preferably, according to an embodiment of the present invention, the glycidyl acid anhydride-based polyol compound may be represented by the following formula (2).
상기 화학식 2에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고, Y는 s가 라디칼이고, s는 1 내지 4의 정수이고, 는 단일결합 또는 이중결합이다. 상기 화학식 2의 Y는 s가 라디칼이라는 것의 의미는 상기 화학식 2로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 Y에 상기 화학식 1의 구조가 s개 포함되는 경우에 상기 Y는 s가 라디칼이 된다는 것을 의미한다.In Formula 2, R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl, Y is a s radical, and s is an integer of 1 to 4, is a single bond or a double bond. The fact that s in Y of Formula 2 is a radical means that when Y of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 2 contains s structures of Formula 1, s of Y becomes a radical. means that
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 2는 하기 화학식 7로 표시될 수 있다.Specifically, according to one embodiment of the present invention, Formula 2 may be expressed as Formula 7 below.
[화학식 7][Formula 7]
상기 화학식 7에서, R1, R3 내지 R6, Y, s 및 는 상기 화학식 2에서 서술한 바와 동일하다.In Formula 7, R 1 , R 3 to R 6 , Y, s and is the same as described in Formula 2 above.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 2는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, Formula 2 may be expressed as Formula 3 below.
[화학식 3][Formula 3]
상기 화학식3에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고, Y는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고, 는 단일결합 또는 이중결합이다. 바람직하게 상기 화학식 3에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며, R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬일 수 있다.In Formula 3, R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl, Y is hydrocarbylene or heterohydrocarbylene, is a single bond or a double bond. Preferably, in Formula 3, R 1 to R 2 may be independently hydrogen or methyl, and R 3 to R 6 may be independently hydrogen or C 1-7 alkyl.
또한, 상기 화학식 3에서 Y는 C2-30하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌일 수 있고, 바람직하게 Y는 C2-30 하이드로카빌렌, 더욱 바람직하게 C2-30 알킬렌일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. Y의 탄화수소 길이에 따라 상기 화학식 3으로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 분자량 등과 같은 특성이 조절될 수 있고, 이는 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 물성에 영향을 줄 수 있다.Additionally, in Formula 3, Y may be C 2-30 hydrocarbylene or heterohydrocarbylene, preferably Y may be C 2-30 hydrocarbylene, more preferably C 2-30 alkylene, but is not limited thereto. No. Depending on the hydrocarbon length of Y, properties such as molecular weight of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 3 may be adjusted, which may affect the physical properties of the modified polyurethane copolymer.
또한, 상기 화학식 3의 Y는 화학식 2의 Y에 포함되는 것일 수 있고, 이에 대한 설명 및 구체적인 화합물의 예시도 포함되는 것일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, Y in Formula 3 may be included in Y in Formula 2, and descriptions and examples of specific compounds may also be included, but are not limited thereto.
상기 화학식 3으로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물은 당업자가 인식할 수 있는 제조방법이라면 모두 가능하나, 일례로 하기 반응식 1에서와 같이 산 무수물과 글리시돌로부터 산 무수물기반 화합물을 제조하고 이를 다시 에폭시 화합물과 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 산 무수물과 글리시돌은 0.1 내지 2 : 1 당량비로 반응하는 것일 수 있다. 또한, 상기 산 무수물기반 화합물의 하이드록시와 에폭시 화합물의 에폭시기가 0.1 내지 5 : 1, 바람직하게 0.5 내지 3 : 1의 당량비를 만족하도록 산 무수물기반 화합물과 에폭시 화합물를 투입하여 반응하는 것일 수 있지만, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기의 제조방법에서 투입원료의 당량비를 조절하여 상기 화학식 2로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 제조할 수 있으며, 이를 위해서는 상기 에폭시 화합물의 에폭시기가 2 내지 4개를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.The glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 3 can be prepared by any method recognized by those skilled in the art. For example, an acid anhydride-based compound is prepared from acid anhydride and glycidol as shown in Scheme 1 below, It can be produced by reacting it again with an epoxy compound. The acid anhydride and glycidol may react at an equivalent ratio of 0.1 to 2:1. In addition, the reaction may be performed by adding the acid anhydride-based compound and the epoxy compound so that the hydroxyl group of the acid anhydride-based compound and the epoxy group of the epoxy compound satisfy an equivalence ratio of 0.1 to 5:1, preferably 0.5 to 3:1. There is no particular limitation. In addition, in the above production method, the equivalence ratio of the input raw materials can be adjusted to prepare a glycidylic acid anhydride-based polyol compound represented by the formula (2). For this, a compound containing 2 to 4 epoxy groups of the epoxy compound is used. can be used.
[반응식 1][Scheme 1]
(상기 반응식 1에서 Y 및 R1 내지 R6은 화학식 3에서 서술한 바와 동일하다.)(In Scheme 1, Y and R 1 to R 6 are the same as described in Formula 3.)
상기 산 무수물은 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한 없이 사용 가능하지만, 바람직하게 메틸테트라하이드로무수프탈산(MTHPA) 또는 4-메틸헥사하이드로무수프탈산(4-MHHPA)을 사용할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 화합물은 2개 이상의 관능기를 가지며 지방족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물 또는 방향족 에폭시 화합물일 수 있고, 구체적으로 트리글리시딜 에테르 또는 디글리시딜 에테르일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 에폭시 화합물의 종류에 따라 상기 화학식 3으로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 특성이 조절될 수 있고, 이는 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 물성에 영향을 줄 수 있다.The acid anhydride may be used without particular limitation as long as it is commonly used, but preferably methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) or 4-methylhexahydrophthalic anhydride (4-MHHPA) can be used. Additionally, the epoxy compound has two or more functional groups and may be an aliphatic epoxy compound, a cycloaliphatic epoxy compound, or an aromatic epoxy compound, and may specifically be triglycidyl ether or diglycidyl ether, but is not limited thereto. Depending on the type of the epoxy compound, the properties of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 3 may be adjusted, which may affect the physical properties of the modified polyurethane copolymer.
구체적으로 상기 지방족 에폭시 화합물의 일례로 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜의 디글리시딜에테르, 디메틸올트리시클로데칸 디글리시딜 에테르 및 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 글리세린 등의 지방족 다가알코올에 1종 또는2종 이상의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜 에테르 등을 들 수 있고, 상기 지환족 에폭시 화합물의 구체적인 일례는 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 수소 첨가 비스페놀 F 디글리시딜에테르, 수소 첨가 비스페놀 S 디글리시딜 에테르 등일 수 있으며, 상기 방향족 에폭시 화합물의 구체적인 일례로, 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 비스페놀 F 디글리시딜에테르, 비스페놀 S 디글리시 딜에테르, 브롬화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 브롬화 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 브롬화 비스페놀 S 디글리시딜 에테르, 노볼락형 에폭시 수지 (예를 들어 페놀·노볼락형 에폭시 수지, 크레졸·노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 페놀·노볼락형 에폭시 수지)등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 화학식 1의 Y는 상기 에폭시 화합물로부터 유래되는 것일 수 있다. 바람직하게는 더욱 우수한 충격 저항성을 갖는 접착제 조성물을 제조하기 위해 지방족 에폭시 화합물, 구체적으로 디글리시딜 에테르, 더욱 구체적으로1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르를 사용할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, examples of the aliphatic epoxy compounds include diglycidyl ether of 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and diglycidyl ether of propylene glycol. , a polyether polyol obtained by adding one or two or more types of alkylene oxide (ethylene oxide or propylene oxide) to dimethyloltricyclodecane diglycidyl ether and aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, or glycerin. Glycidyl ether, etc. may be mentioned, and specific examples of the cycloaliphatic epoxy compound may be hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol S diglycidyl ether, etc. Specific examples of the aromatic epoxy compound include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, and brominated bisphenol F diglycidyl ether. dil ether, brominated bisphenol S diglycidyl ether, novolac type epoxy resin (e.g. phenol/novolak type epoxy resin, cresol/novolak type epoxy resin, brominated phenol/novolak type epoxy resin), etc. However, it is not limited thereto, and Y in Formula 1 may be derived from the epoxy compound. Preferably, but not limited to, aliphatic epoxy compounds, specifically diglycidyl ether, more specifically 1,6-hexanediol diglycidyl ether, can be used to prepare adhesive compositions with better impact resistance. no.
본 발명의 일 실시예에 따른 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 에폭시당량무게는 100 내지 1000 g/eq. 인 것일 수 있고, 구체적으로 100 내지 500 g/eq. 범위를 만족하는 것일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 반응식 1에서 보는 바와 같이, 상기 에폭시당량무게는 산 무수물과 에폭시 화합물의 종류에 따라 조절될 수 있으며, 상기 범위를 만족하는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물을 사용하여 폴리우레탄 공중합체를 제조할 경우, 이를 포함하는 접착제 조성물의 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도 등의 물성을 더욱 향상시킬 수 있어 좋다.The epoxy equivalent weight of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound according to an embodiment of the present invention is 100 to 1000 g/eq. It may be, specifically 100 to 500 g/eq. It may satisfy the range, but is not limited thereto. As shown in Scheme 1, the epoxy equivalent weight can be adjusted depending on the type of acid anhydride and epoxy compound, and a polyurethane copolymer can be prepared using a glycidylic acid anhydride-based polyol compound that satisfies the above range. In this case, it is possible to further improve the physical properties of the adhesive composition containing it, such as tensile strength, impact strength, and flexural strength.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, Chemical Formula 3 may be expressed as Chemical Formula 4 below.
[화학식 4][Formula 4]
상기 화학식 4에서, R1 은 수소 또는 메틸이며, R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7 알킬이고, Y는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고, 는 단일결합 또는 이중결합이다. 바람직하게 R1 은 메틸이며, R3 내지 R6은 수소 이고, Y는 C2-20알킬렌일 수 있다. 상기Y는 상기 화학식 3및 반응식 1의 Y와 동일하며, 설명 및 구체적인 화합물의 예시도 앞서 서술한 바와 동일하다.In Formula 4, R 1 is hydrogen or methyl, R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl, Y is C 2-30 hydrocarbylene or heterohydrocarbylene, is a single bond or a double bond. Preferably, R 1 is methyl, R 3 to R 6 are hydrogen, and Y may be C 2-20 alkylene. Y is the same as Y in Chemical Formula 3 and Scheme 1, and the description and examples of specific compounds are the same as those described above.
더욱 구체적으로 상기 화학식 4은 하기 화합물에서 선택되는 것일 수 있다.More specifically, Formula 4 may be selected from the following compounds.
(상기 화합물에서 k는 1이상의 정수이다.)(In the above compound, k is an integer of 1 or more.)
본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물, 폴리올 화합물 및 디이소시아네이트 화합물간의 반응물인 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제공할 수 있다.The present invention can provide a modified polyurethane copolymer that is a reaction product between a glycidyl acid anhydride-based polyol compound, a polyol compound, and a diisocyanate compound according to an embodiment of the present invention.
상기 화학식 1 내지 4로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물은 에폭시기와 하이드록시기를 동시에 포함하며, 상기 하이드록시기는 디이소시아네이트와 반응하여 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제조할 수 있고, 상기 에폭시기는 접착제 조성물에서 베이스 에폭시 수지와 함께 경화제와 반응하여 에폭시 수지를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 구조적 특징은 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체가 에폭시 수지 주제와 우수한 상용성을 가질 수 있도록 하며, 이는 본 발명의 접착제 조성물이 더욱 향상된 충격저항성을 발현할 수 있도록 한다.The glycidyl acid anhydride-based polyol compounds represented by Formulas 1 to 4 contain both an epoxy group and a hydroxy group, and the hydroxy group can be reacted with diisocyanate to produce a modified polyurethane copolymer, and the epoxy group is In the adhesive composition, the base epoxy resin may react with the curing agent to form an epoxy resin. These structural features enable the modified polyurethane copolymer to have excellent compatibility with the epoxy resin base material, which allows the adhesive composition of the present invention to exhibit further improved impact resistance.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 폴리올 화합물은 통상적으로 사용되는 폴리올이라면 크게 제한되지 않지만, 구체적으로 폴리에스테르, 폴리올 폴리에스터 폴리올 등에서 선택되는 하나 이상이거나 이들의 혼합물일 수 있다. 또는, 상기 폴리올 화합물은 지방족 폴리올, 지환족 폴리올 또는 방향족 폴리올일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyol compound is not greatly limited as long as it is a commonly used polyol, but may specifically be one or more selected from polyester, polyol, polyester polyol, etc., or a mixture thereof. Alternatively, the polyol compound may be an aliphatic polyol, cycloaliphatic polyol, or aromatic polyol.
바람직하게 상기 폴리올 화합물은 디올(Diol) 또는 트리올(Triol)일 수 있고, 둘을 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게 디올일 수 있고, 상기 디올은 2가 알코올, 폴리에스테르디올 및 폴리에스터디올일 수 있다. 구체적으로 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,4-부텐디올, 1,4-부틴디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸 글리콜, 비스(하이드록시메틸)시클로헥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 메틸펜탄디올; 또한 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 폴리테트라하이드로푸란, 폴리카보네이트디올 및 폴리카프로락톤디올 등을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리올 화합물은 바람직하게 폴리테트라하이드로푸란을 사용할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 접착제 조성물의 원하는 물성을 얻기 위해서 상기 폴리올 화합물은 다양하게 선택될 수 있다. Preferably, the polyol compound may be diol or triol, and a mixture of the two may be used. More preferably, it may be a diol, and the diol may be a dihydric alcohol, polyesterdiol, or polyesterdiol. Specifically, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, 1,4-butynediol, 1,5-pentane. Diol, neopentyl glycol, bis(hydroxymethyl)cyclohexane, 2-methyl-1,3-propanediol, methylpentanediol; Also include diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, dibutylene glycol, polybutylene glycol, polytetrahydrofuran, polycarbonate diol and polycaprolactone diol. It may be possible, but it is not limited to this. The polyol compound may preferably be polytetrahydrofuran, but is not limited thereto, and the polyol compound may be selected in various ways to obtain the desired physical properties of the adhesive composition.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 디이소시아네이트 화합물은 통상적으로 사용하는 디이소시아네이트라면 크게 제한되지 않지만, 구체적으로 지방족 디이소시아네이트 또는 방향족 디이소시아네이트일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 지방족 디이소시아네이트는 트리, 테트라-, 펜터, 헥사-, 헵타- 또는 옥타-메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트,2-에틸테트라 메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트(HDI), 펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트,1-이소시아네이트-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이트 메틸사이클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4- 또는 1,3-비스(이소시아네이트 메틸) 사이클로헥산(HXDI), 사이클로헥산 1,4-디이소시아네이트,1-메틸사이클로헥산 2,4- 또는 2,6-디이소시아네이트 및 메틸렌 디사이클로헥실 (4,4'-, 2,4'- 또는 2,2'-)디이소시아네이트(H12MDI)일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 상기 방향족 디이소시아네이트는 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4- 또는 2,6-디이소시아네이트(TDI), 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트디페닐(TODI), p-페닐렌디이소시아네이트(PDI), 디페닐에탄 4,4'-디이소시아네이트(EDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트, 디메틸디페닐3,3'-디이소시아네이트, 디페닐에탄 1,2-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게 트리, 테트라-, 펜터, 헥사-, 헵타- 또는 옥타-메틸렌 디이소시아네이트, 더욱 바람직하게 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용할 수 있다. 상기 접착제 조성물의 원하는 물성을 얻기 위해서 상기 디이소시아네이트 화합물은 다양하게 선택될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the diisocyanate compound is not greatly limited as long as it is a commonly used diisocyanate, but may specifically be an aliphatic diisocyanate or an aromatic diisocyanate. More specifically, the aliphatic diisocyanate is tri, tetra-, penta-, hexa-, hepta- or octa-methylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene 1,5-diisocyanate, 2-ethyltetra methylene 1,4-diisocyanate , hexamethylene 1,6-diisocyanate (HDI), pentamethylene 1,5-diisocyanate, butylene 1,4-diisocyanate, trimethylhexamethylene 1,6-diisocyanate, 1-isocyanate-3,3,5 -trimethyl-5-isocyanate methylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 1,4- or 1,3-bis(methyl isocyanate) cyclohexane (HXDI), cyclohexane 1,4-diisocyanate, 1-methyl It may be, but is not limited to, cyclohexane 2,4- or 2,6-diisocyanate and methylene dicyclohexyl (4,4'-, 2,4'- or 2,2'-)diisocyanate (H12MDI). , the aromatic diisocyanate is naphthylene 1,5-diisocyanate (NDI), tolylene 2,4- or 2,6-diisocyanate (TDI), 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate di Phenyl (TODI), p-phenylene diisocyanate (PDI), diphenylethane 4,4'-diisocyanate (EDI), diphenylmethane diisocyanate, dimethyldiphenyl 3,3'-diisocyanate, diphenylethane 1, It may be, but is not limited to, 2-diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate (MDI). Preferably tri, tetra-, penta-, hexa-, hepta- or octa-methylene diisocyanate can be used, more preferably hexamethylene diisocyanate. In order to obtain the desired physical properties of the adhesive composition, the diisocyanate compound may be selected in various ways.
바람직하게 상기 폴리올 화합물은 하기 구조 1과 같이 표시될 수 있으며, 상기 디이소시아네이트 화합물은 하기 구조 2와 같이 표시될 수 있다.Preferably, the polyol compound may be represented as Structure 1 below, and the diisocyanate compound may be represented as Structure 2 below.
[구조 1][Structure 1]
[구조 2] [Structure 2]
상기 구조 1 및 2에서,In structures 1 and 2 above,
X 및 Z는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌일 수 있다. 구체적으로 X 는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌, Z는 C2-200 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌일 수 있으며, 더욱 구체적으로 X 는 C2-30 알킬렌, Z는 C2-100 헤테로하이드로카빌렌일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 폴리올 화합물 및 디이소시아네이트 화합물의 종류에 따라 본 발명의 폴리우레탄 공중합체의 물성이 조절될 수 있으며, 본 발명이 목적으로 하는 충격저항성을 발현하기 위해 상기 범위를 만족하는 화합물을 선택하는 것이 바람직하다.X and Z may be hydrocarbylene or heterohydrocarbylene. Specifically , _ _ -100 heterohydrocarbylene, but is not limited thereto. The physical properties of the polyurethane copolymer of the present invention can be adjusted depending on the type of the polyol compound and diisocyanate compound, and it is preferable to select a compound that satisfies the above range in order to express the impact resistance targeted by the present invention. .
상기 구조 1로 표시되는 폴리올 화합물과 구조 2로 표시되는 디이소시아네이트 화합물은 직접 합성하여 사용할 수 있고 시판되는 제품을 사용하는 것일 수 있으며, 본 발명에서 목적으로 하는 물성을 저해하지 않는다면 특별히 제한되지 않는다. 일예로 상기 폴리올 화합물은 폴리테트라하이드로푸란일 수 있고, 평균 분자량은 5,000g/mol이하, 바람직하게 2,000g/mol이하, 더욱 바람직하게 1,000g/mol이하일 수 있다.The polyol compound represented by Structure 1 and the diisocyanate compound represented by Structure 2 can be directly synthesized and used, or commercially available products may be used, and are not particularly limited as long as they do not impair the physical properties targeted in the present invention. For example, the polyol compound may be polytetrahydrofuran, and the average molecular weight may be 5,000 g/mol or less, preferably 2,000 g/mol or less, and more preferably 1,000 g/mol or less.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer may be represented by the following formula (5).
[화학식 5][Formula 5]
상기 화학식5에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고, X, Y 및 Z는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고, x 및 y는 1이상의 정수이고, 는 단일결합 또는 이중결합일 수 있다. 바람직하게 상기 화학식 5에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며, R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬일 수 있고, X 및 Y는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌, 구체적으로 C2-30 하이드로카빌렌, 더욱 구체적으로 C2-30 알킬렌일 수 있다. Z는 C2-200 헤테로하이드로카빌렌일 수 있으며, 더욱 구체적으로 Z는 C2-70 헤테로하이드로카빌렌일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 화학식 2의 Y에서처럼 상기 화학식 5의 Y는 s가 라디칼 일 수 있으며, s는 1 내지 4의 정수일 수 있고, 이에 대한 구체적인 설명은 상기 화학식 2에서 설명한 바와 동일하다.In Formula 5, R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl, may be a single bond or a double bond. Preferably, in Formula 5, R 1 to R 2 are independently hydrogen or methyl, R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl, and X and Y are C 2-30 hydrocarbons. It may be bilene or heterohydrocarbylene, specifically C 2-30 hydrocarbylene, and more specifically C 2-30 alkylene. Z may be C 2-200 heterohydrocarbylene, more specifically Z may be C 2-70 heterohydrocarbylene, but is not limited thereto. In addition, as in Y of Formula 2, s of Y of Formula 5 may be a radical, and s may be an integer of 1 to 4, and the specific description thereof is the same as that described in Formula 2.
또한, 상기 화학식 5에서 x 및 y는 각각 해당하는 반복단위의 몰%를 나타낼 수 있으며, x+y=1일 수 있고, x : y는 1 내지 9 : 9 내지 1, 바람직하게 1 내지 5 : 5 내지 1일 수 있다.Additionally, in Formula 5, x and y may each represent the mole percent of the corresponding repeating unit, and x+y=1, and x:y is 1 to 9:9 to 1, preferably 1 to 5: It may be 5 to 1.
구체적으로 하기 반응식 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 글리시딜 산 무수물기반 화합물, 상기 구조 1로 표시되는 폴리올 화합물 및 상기 구조 2로 표시되는 디이소시아네이트 화합물이 반응하여 개질된 폴리우레탄 공중합체가 제조될 수 있다.Specifically, as shown in Scheme 2 below, a glycidyl acid anhydride-based compound according to an embodiment of the present invention, a polyol compound represented by Structure 1, and a diisocyanate compound represented by Structure 2 are reacted to produce a modified poly Urethane copolymers can be prepared.
[반응식 2][Scheme 2]
(상기 반응식 2에서 x, y, Y, X 및 R1 내지 R6은 화학식 5에서 서술한 바와 동일하고, Z는 구조 1에서 서술한 바와 동일하다.)(In Scheme 2 , x, y, Y ,
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제조방법은 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물과 폴리올 화합물을 교반하는 단계; 수분을 제거하는 단계; 디이소시아네이트 화합물을 투입하는 단계; 및 캡핑제를 투입하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물과 폴리올 화합물을 반응기에 투입하고 50 내지 100℃에서 100 내지 200 rpm으로 교반해주고, 수분을 제거해준 뒤, 디이소시아네이트 화합물과 촉매를 투입하여 20분 내지 2시간 반응을 시켜준다. 이어서 캡핑제를 투입하고 100 내지 150℃로 승온하여 반응을 종료함으로써, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체를 수득할 수 있다.In addition, a method for producing a modified polyurethane copolymer according to an embodiment of the present invention includes the steps of stirring a glycidyl acid anhydride-based polyol compound and a polyol compound; removing moisture; Adding a diisocyanate compound; And it may include the step of adding a capping agent. Specifically, the glycidyl acid anhydride-based polyol compound and the polyol compound were added to the reactor, stirred at 100 to 200 rpm at 50 to 100 ° C., moisture was removed, and then the diisocyanate compound and catalyst were added and reacted for 20 minutes to 2. Gives a time response. Next, a capping agent is added and the temperature is raised to 100 to 150° C. to complete the reaction, thereby obtaining the modified polyurethane copolymer.
또한 본 발명에서 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 말단 이소시아네이트를 캡핑하는 캡핑제는 말단기 또는 측쇄기가 하이드록시기(-OH), 티올기(-SH), 아민기 등 처럼 이소시아네이트와 반응할 수 있는 반응기를 하나 가지는 것이라면 제한하지 않는다. 바람직하게 상기 반응성기를 가지면서도 알릴 또는 비닐 그룹을 갖는 반응성 캡핑제를 사용할 수 있고, 이러한 반응성 캡핑제는 예를 들면, 방향족, 지방족, 지환족계로 이루어진 화합물로 2-알릴페놀, 알릴옥시비스페놀A, 등과 같은 반응성 알콜을 사용할 수 있지만, 이에 제한하지 않는다. 이러한 알릴 또는 비닐기와 같은 반응성기를 가지는 캡핑제를 사용한 폴리우레탄을 포함하는 접착제 조성물의 경우, 충격강도 및 굴곡강도 등의 물성을 더욱 향상시킬 수 있어서 더욱 좋다.In addition, in the present invention, the capping agent for capping the terminal isocyanate of the modified polyurethane copolymer has a terminal group or side chain group that can react with isocyanate, such as a hydroxy group (-OH), a thiol group (-SH), an amine group, etc. There is no limitation as long as it has one reactor. Preferably, a reactive capping agent having the above-mentioned reactive group and an allyl or vinyl group can be used. Such reactive capping agents include, for example, aromatic, aliphatic, and alicyclic compounds such as 2-allylphenol, allyloxybisphenol A, Reactive alcohols such as the like may be used, but are not limited thereto. In the case of an adhesive composition containing polyurethane using a capping agent having a reactive group such as an allyl or vinyl group, it is better because physical properties such as impact strength and flexural strength can be further improved.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 폴리올 화합물의 하이드록시기의 당량비가 1 내지 9 : 9 내지 1, 구체적으로 1 내지 5 : 5 내지 1, 더욱 구체적으로 1 내지 3 : 3 내지 1일 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 디이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 당량비가 1 : 1 내지 10, 구체적으로 1 : 1 내지 8, 더욱 구체적으로 1 : 1 내지 5를 만족할 수 있다. 즉, 상기 범위의 당량비를 만족하도록 상기 화학식 1로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물, 폴리올 화합물 및 디이소시아네이트 화합물을 투입하여 본 발명의 일 실시예에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체를 제조할 수 있다. 상기 당량비에 따라 상기 화학식 5 및 반응식 2의 x 및 y의 비율이 결정될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the modified polyurethane copolymer has an equivalent ratio of the hydroxy group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 1 to the hydroxy group of the polyol compound of 1 to 9:9 to 9. 1, specifically 1 to 5: 5 to 1, more specifically 1 to 3: 3 to 1, and the hydroxy group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by the formula (1) and the isocyanate group of the diisocyanate compound The equivalence ratio may satisfy 1:1 to 10, specifically 1:1 to 8, and more specifically 1:1 to 5. That is, the modified polyurethane copolymer according to an embodiment of the present invention is prepared by adding the glycidyl acid anhydride-based polyol compound, polyol compound, and diisocyanate compound represented by Formula 1 to satisfy the equivalence ratio in the above range. You can. The ratio of x and y in Chemical Formula 5 and Scheme 2 can be determined according to the equivalence ratio.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 수평균분자량은 2,000 내지 50,000 g/mol, 바람직하게 5,000 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 또한, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 중량평균분자량은 5,000 내지 80,000 g/mol, 바람직하게 10,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하여 접착제 조성물을 제조할 경우, 충격 저항성이 효과적으로 향상되어 더욱 좋으며, 원하는 물성에 따라 상기 평균분자량을 조절할 수 있다. 또한, 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 다분산지수(PDI)는 1 내지 5일 수 있고, 바람직하게 1 내지 3일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the number average molecular weight of the modified polyurethane copolymer may be 2,000 to 50,000 g/mol, preferably 5,000 to 30,000 g/mol. Additionally, the weight average molecular weight of the modified polyurethane copolymer may be 5,000 to 80,000 g/mol, preferably 10,000 to 50,000 g/mol. When an adhesive composition is manufactured including a modified polyurethane copolymer that satisfies the above range, impact resistance is effectively improved, and the average molecular weight can be adjusted according to desired physical properties. Additionally, the polydispersity index (PDI) of the modified polyurethane copolymer may be 1 to 5, preferably 1 to 3.
본 발명의 일 실시예에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물을 제공할 수 있다. 바람직하게 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 강인화제로 사용될 수 있으며, 상기 접착제 조성물에서 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 1 내지 30 중량%로 포함되는 것일 수 있다. An adhesive composition containing a modified polyurethane copolymer according to an embodiment of the present invention can be provided. Preferably, the modified polyurethane copolymer may be used as a toughening agent, and the modified polyurethane copolymer may be included in an amount of 1 to 30% by weight in the adhesive composition.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지, 경화제 및 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the adhesive composition may further include a base epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator.
상기 베이스 에폭시 수지는 상기 접착제 조성물의 주제 성분일 수 있다. 상기 베이스 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기를 2개 이상 가지며, 포화, 불포화, 고리형 또는 비고리형(acyclic), 지방족, 지환족, 방향족 및 헤테로사이클릭 에폭시 수지 등에서 선택되는 것일 수 있지만, 통상적인 에폭시 조성물의 주제로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 비스페놀형 에폭시 수지, 글리시딜 에테르계 에폭시수지, 글리시딜 아민계 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 및 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 비스페놀형 에폭시 수지, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 및 비스페놀 S계 에폭시 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. The base epoxy resin may be the main component of the adhesive composition. The base epoxy resin has two or more epoxy groups in the molecule and may be selected from saturated, unsaturated, cyclic or acyclic, aliphatic, alicyclic, aromatic, and heterocyclic epoxy resins, but is a typical epoxy composition. If it is used as the subject of, it can be used without any special restrictions. Specifically, it may be any one or a mixture of two or more selected from bisphenol-type epoxy resin, glycidyl ether-based epoxy resin, glycidyl amine-based epoxy resin, phenol novolak-type epoxy resin, and cresol novolak-type epoxy resin, Preferably, it is a bisphenol-type epoxy resin, more preferably, it may be any one or a mixture of two or more selected from bisphenol A-based epoxy resin, bisphenol F-based epoxy resin, and bisphenol S-based epoxy resin.
또한, 상기 베이스 에폭시 수지는 상온에서 액상인 것일 수 있으며, 에폭시당량무게 가 100 내지 600 g/eq, 또는 150 내지 550 g/eq인 것일 수 있다. 상기 범위를 만족함으로써 개질된 폴리우레탄 공중합체와 조합하여 사용할 경우, 상기 접착제 조성물의 충격강도 및 굴곡강도 등의 기계적 물성이 향상될 수 있어 좋다.Additionally, the base epoxy resin may be liquid at room temperature, and may have an epoxy equivalent weight of 100 to 600 g/eq, or 150 to 550 g/eq. When used in combination with a polyurethane copolymer modified by satisfying the above range, the mechanical properties such as impact strength and flexural strength of the adhesive composition can be improved.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 접착제 조성물의 강인화제로 사용되는 것일 수 있다. 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 에폭시기를 포함하고 있어 베이스 에폭시 수지와 함께 경화제와 반응할 수 있으며, 이는 베이스 에폭시 수지와의 상용성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체가 강인화제로 사용됨으로써, 상기 접착제 조성물의 충격 저항성 및 기계적 물성이 매우 향상될 수 있고, 구체적으로 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도가 크게 향상될 수 있어 매우 좋다.The modified polyurethane copolymer may be used as a toughening agent for the adhesive composition. The modified polyurethane copolymer contains an epoxy group and can react with the base epoxy resin and the curing agent, which can serve to improve compatibility with the base epoxy resin. By using the modified polyurethane copolymer as a toughening agent, the impact resistance and mechanical properties of the adhesive composition can be greatly improved, and specifically, the tensile strength, impact strength, and flexural strength can be greatly improved, which is very good.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 상기 개질된 폴리우레탄 공중합체를 1 내지 50 중량부로 포함하는 것일 수 있고 바람직하게 1 내지 30중량부로 포함하는 것일 수 있다. 상기의 범위를 만족하는 경우, 본 발명의 접착제 조성물은 보다 우수한 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도를 나타냄으로써 외부 충격에 의한 구조적 변형을 방지함으로써 종래의 에폭시 접착제 조성물의 단점을 보완하여 더욱 우수한 충격 저항성을 발현할 수 있어 더욱 좋다.The adhesive composition according to an embodiment of the present invention may contain 1 to 50 parts by weight of the modified polyurethane copolymer, preferably 1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base epoxy resin. When satisfying the above range, the adhesive composition of the present invention exhibits superior tensile strength, impact strength, and flexural strength, thereby preventing structural deformation due to external impact, thereby compensating for the shortcomings of the conventional epoxy adhesive composition and providing superior impact resistance. It's even better because it can manifest.
본 발명의 일 실시예에 따른 경화제는 베이스 에폭시 수지와 경화 반응이 가능한 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 통상적으로 사용되는 경화제를 적절히 선택하여 사용될 수 있으며, 예로 산 무수물기반 경화제, 페놀계 경화제 및 아미노계 경화제 등에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 경화제는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The curing agent according to an embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound capable of curing reaction with the base epoxy resin, and commonly used curing agents can be appropriately selected and used, for example, acid anhydride-based curing agents, phenol-based curing agents, and amino-based curing agents. It may be selected from a curing agent, etc. The curing agent can be used alone or in combination.
상기 산 무수물기반 경화제의 일 예로는 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 메틸나드산 무수물, 나드산 무수물, 글루타르산 무수물, 메틸헥사히드로프탈산 무수물 및 메틸테트라히드로프탈산 무수물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the acid anhydride-based curing agent include phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, nadic anhydride, glutaric anhydride, One or two or more selected from methylhexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydrophthalic anhydride may be included, but are not limited thereto.
상기 페놀계 경화제의 일 예로는 포름알데하이드 축합형 레졸형 페놀 수지, 비포름알데하이드 축합형 페놀 수지, 노볼락-형 페놀 수지, 노볼락-형 페놀 포름알데히드 수지, 및 폴리히드록시스티렌 수지와 같은 페놀 수지; 아닐린-변형 레졸 수지 및 멜라민-변형 레졸 수지와 같은 레졸형 페놀 수지; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, tert-부틸페놀 노볼락 수지, 노닐페놀 노볼락 수지 및 나프톨 노볼락 수지와 같은 노볼락-형 페놀 수지; 디시클로펜타디엔-변형 페놀 수지, 테르펜-변형 페놀 수지, 트리페놀메탄-형 수지, 페닐렌 골격 또는 디페닐렌 골격을 가지는 페놀아랄킬 수지 및 나프톨아랄킬 수지와 같은 특수 페놀 수지; 및 폴리(p-히드록시스티렌)과 같은 폴리히드록시스티렌 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the phenol-based curing agent include phenol resins such as formaldehyde-condensed resol-type phenol resins, non-formaldehyde-condensed phenol resins, novolac-type phenol resins, novolak-type phenol formaldehyde resins, and polyhydroxystyrene resins. profit; resol-type phenolic resins such as aniline-modified resol resins and melamine-modified resol resins; novolak-type phenolic resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, tert-butylphenol novolak resin, nonylphenol novolak resin and naphthol novolak resin; Special phenolic resins such as dicyclopentadiene-modified phenol resin, terpene-modified phenol resin, triphenolmethane-type resin, phenolaralkyl resin having a phenylene skeleton or diphenylene skeleton, and naphtholaralkyl resin; and polyhydroxystyrene resins such as poly(p-hydroxystyrene), but are not limited thereto.
상기 아미노 경화제의 일 예로는 디메틸 디사이칸(Dimethyl Dicykan, DMDC), 디시안디아미드(DICY), 이소포론디아민(IPDA), 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라민(TETA), 비스(p-아미노시클로헥실)메탄(PACM), 메틸렌디아닐린 (예를 들어, 4,4'-메틸렌디아닐린), 폴리에테르아민, 예를 들어 폴리에테르아민 D230, 디아미노디페닐메탄(DDM), 디아미노디페닐술폰(DDS), 2,4-톨루엔디아민, 2,6-톨루엔디아민, 2,4-디아미노-1-메틸시클로헥산, 2,6-디아미노-1-메틸시클로헥산, 2,4-디아미노-3,5-디에틸톨루엔, 2,6-디아미노-3,5-디에틸톨루엔, 1,2-디아미노벤젠, 1,3-디아미노벤젠, 1,4-디아미노벤젠, 디아미노디페닐 옥시드, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노비페닐 및 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the amino curing agent include dimethyl Dicykan (DMDC), dicyandiamide (DICY), isophorone diamine (IPDA), diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), and bis( p-aminocyclohexyl)methane (PACM), methylenedianiline (e.g. 4,4'-methylenedianiline), polyetheramines such as polyetheramine D230, diaminodiphenylmethane (DDM), Diaminodiphenylsulfone (DDS), 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, 2,4-diamino-1-methylcyclohexane, 2,6-diamino-1-methylcyclohexane, 2 ,4-diamino-3,5-diethyltoluene, 2,6-diamino-3,5-diethyltoluene, 1,2-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene Minobenzene, diaminodiphenyl oxide, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl and 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl, etc. Any one or two or more may be selected, but are not limited thereto.
또한, 상기 경화제의 함량은 본 발명의 접착제 조성물에 포함된 베이스 에폭시 수지의 에폭시당량무게(EEW)와 상기 경화제의 활성수소당량무게(AHEW)의 당량비가 1:0.8 내지 1.5 좋게는 1: 0.9 내지 1.2를 만족할 수 있도록 경화제 함량을 정하여 투입하는 것이 바람직할 수 있다.In addition, the content of the curing agent is such that the equivalent ratio of the epoxy equivalent weight (EEW) of the base epoxy resin contained in the adhesive composition of the present invention and the activated hydrogen equivalent weight (AHEW) of the curing agent is 1:0.8 to 1.5, preferably 1:0.9 to 1:0.9. It may be desirable to determine and add the hardener content to satisfy 1.2.
본 발명의 일 실시예에 따른 경화촉진제는 경화속도를 조절하기 위한 것으로, 이미다졸계 촉진제 및 우레아계 촉진제 등에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 경화촉진제는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The curing accelerator according to an embodiment of the present invention is used to control the curing speed, and may be selected from imidazole-based accelerators and urea-based accelerators. The curing accelerator can be used alone or in combination.
상기 이미다졸계 촉진제의 일 예로는 2-메틸 이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 2-페닐 이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진, 2-운데실이미다졸, 3-헵타데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐이미다졸린, 1,2-디메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸 및 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the imidazole-based accelerator include 2-methyl imidazole, 2-heptadecyl imidazole, 2-phenyl imidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2 ,4-diamino-6-[2'-undecylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2-undecylimidazole, 3-heptadecylimidazole, 2-phenyl Imidazole, 2-phenylimidazoline, 1,2-dimethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole and One or two or more selected from 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole may be mentioned, but are not limited thereto.
상기 우레아계 촉진제의 일 예로는 p-클로로페닐-N,N-디메틸우레아, 3-페닐-1,1-디메틸우레아 및 3,4-디클로로페닐-N,N-디메틸우레아 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.An example of the urea-based accelerator is any one selected from p-chlorophenyl-N,N-dimethylurea, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, and 3,4-dichlorophenyl-N,N-dimethylurea, etc. Two or more may be included, but are not limited thereto.
또한, 상기 경화촉진제는 상기 접착제 조성물에 포함된 베이스 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부, 좋게는 0.01 내지 2 중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the curing accelerator may include 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.01 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base epoxy resin included in the adhesive composition, but is not limited thereto.
이 외에도 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물에 임의로 하나 이상의 다른 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 예를 들어 상기 첨가제는 무기충전제, 안정화제, 점도 조절제, 계면활성제, 안료 또는 염료, 소광제, 난연제, 경화 억제제, 소포제, 습윤제, 착색제, 열가소제, 가공 보조제, 자외선(UV) 차단제, 형광 화합물, UV 안정제, 산화방지제, 이형제 및 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 접착제 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위로 사용될 수 있다.In addition to this, one or more other additives may optionally be added to the adhesive composition according to an embodiment of the present invention. For example, the additives include inorganic fillers, stabilizers, viscosity modifiers, surfactants, pigments or dyes, matting agents, flame retardants, curing inhibitors, anti-foaming agents, wetting agents, colorants, thermoplastics, processing aids, ultraviolet (UV) blockers, and fluorescent compounds. , UV stabilizers, antioxidants, mold release agents, and mixtures thereof may be further included. The additive may be used in a range that does not impair the physical properties of the adhesive composition of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은 경화성 접착제 조성물일 수 있고, 구체적으로 활성 에너지선 경화형, 습기 경화형, 열 경화형 또는 상온 경화형 등일 수 있고, 바람직하게는 열 경화형일 수 있다. 상기 열 경화공정은 상기 접착제 조성물의 구성 성분 및 그 함량에 따른 온도 및 시간을 적절하게 설계 및 변경함으로써, 본 발명에서 서술하는 물성을 달성할 수 있다. 구체적으로 80 내지 250℃의 온도에서 열 경화시킬 수 있고, 또는 100 내지 200℃의 온도에서 3시간 이상 열 경화시킬 수 있으며, 또는 120℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 180℃에서 1시간씩 순차적으로 열 경화 공정을 진행할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은 일액형일 수 있고, 이핵형일 수 있지만, 작업환경, 적용하는 용도 및 목표하는 물성을 고려하여 적절하게 조절될 수 있다.The adhesive composition according to an embodiment of the present invention may be a curable adhesive composition, and may specifically be an active energy ray-curable type, moisture-curable type, heat-curable type, or room temperature-curable type, and preferably may be a heat-curable type. The thermal curing process can achieve the physical properties described in the present invention by appropriately designing and changing the temperature and time according to the components and content of the adhesive composition. Specifically, it can be heat-cured at a temperature of 80 to 250°C, or can be heat-cured at a temperature of 100 to 200°C for 3 hours or more, or 1 hour at 120°C, 1 hour at 150°C, or 1 hour at 180°C. The heat curing process can be carried out sequentially. Additionally, the adhesive composition according to an embodiment of the present invention may be one-component or two-component, but may be appropriately adjusted in consideration of the working environment, application, and target physical properties.
또한, 본 발명의 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물은 종래 에폭시 수지의 단점을 보완하여 원하는 기계적 물성을 가짐으로써 접착제뿐만이 아니라 코팅제, 몰딩제, 절연체 및 복합소재 등의 용도로 폭넓게 적용될 수 있다. 구체적으로 우수한 기계적 물성이 요구되는 자동차, 항공기, 우주선, 철도, 선박 및 스포츠 장비에 적용하여 제품의 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도와 같은 기계적 물성 및 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. In addition, the adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer of the present invention has the desired mechanical properties by complementing the shortcomings of the conventional epoxy resin, so that it can be widely applied not only as an adhesive, but also as a coating agent, molding agent, insulator, and composite material. there is. Specifically, it can be applied to automobiles, aircraft, spacecraft, railways, ships, and sports equipment that require excellent mechanical properties to effectively improve mechanical properties such as tensile strength, impact strength, and flexural strength of the product and impact resistance.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물을 경화시킨 경화물을 제공할 수 있다. 상기 경화물은 우수한 인장강도, 충격강도 및 굴곡강도를 나타낼 수 있으며, 외부 충격에 의한 구조적 변형을 효과적으로 방지함으로써 종래의 접착제 조성물과 대비하여 현저하게 우수한 충격 저항성을 가질 수 있다. A cured product obtained by curing the adhesive composition according to an embodiment of the present invention can be provided. The cured product can exhibit excellent tensile strength, impact strength, and flexural strength, and can have significantly superior impact resistance compared to conventional adhesive compositions by effectively preventing structural deformation due to external impact.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 개질된 폴리우레탄 공중합체를 포함하는 접착제 조성물에 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.The adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer according to the present invention will be described in more detail through examples below. However, the following examples are only a reference for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms. Additionally, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Additionally, the terms used in the description in the present invention are only intended to effectively describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
[물성평가방법][Physical property evaluation method]
1. 에폭시 당량무게 [g/eq.]1. Epoxy equivalent weight [g/eq.]
ASTM D1652-04에 의거하여 에폭시 당량무게를 측정하였다. 측정하고자 하는 샘플 0.4 mg을 Chloroform 15ml에 녹인 후, TEAB(Triethylamonium bicarbonat) solution 10 ml를 넣어 0.1N HClO4로 적정하여 에폭시 당량을 측정하였다. Epoxy equivalent weight was measured according to ASTM D1652-04. After dissolving 0.4 mg of the sample to be measured in 15 ml of Chloroform, 10 ml of TEAB (Triethylamonium bicarbonat) solution was added and titrated with 0.1 N HClO 4 to measure the epoxy equivalent.
2. 평균분자량(Mw, Mn)[g/mol] 및 다분산지수(PDI) 2. Average molecular weight (Mw, Mn) [g/mol] and polydispersity index (PDI)
Gel Permeation Chromatography (GPC, Agilent Technologies, 1260 infinity±)로 측정하였다. 칼럼은 PLgel 5㎛ MIXED-D 300 x 7.5 mm 2개, PLgel 5㎛ 50 x 7.5 mm 1개를 연결하여 사용하였으며, 용매는 THF를 사용하였다. 상기 방법으로 수평균분자량, 중량평균분자랑 및 다분산지수를 측정하였다.Measurements were made using Gel Permeation Chromatography (GPC, Agilent Technologies, 1260 infinity±). The column was used by connecting two PLgel 5㎛ MIXED-D 300 x 7.5 mm and one PLgel 5㎛ 50 x 7.5 mm column, and THF was used as a solvent. Number average molecular weight, weight average molecular weight, and polydispersity index were measured using the above method.
3. 인장강도 3. Tensile strength
만능재료시험기 (UTM 5982, INSTRON)를 사용하여 측정하였고, ASTM D 638에 의거하여 인장강도(Tensile Strength), 영률(Young's Modulus) 및 인장변형률(Tensile Strain)을 측정하였다.It was measured using a universal testing machine (UTM 5982, INSTRON), and tensile strength, Young's Modulus, and Tensile Strain were measured according to ASTM D 638.
4. 굴곡강도 [MPa]4. Flexural strength [MPa]
만능재료시험기 (UTM 5982, INSTRON)를 사용하여 ASTM D7264M에 의거하여 굴곡강도를 측정하였다.Flexural strength was measured according to ASTM D7264M using a universal testing machine (UTM 5982, INSTRON).
5. 충격강도 [J/m]5. Impact strength [J/m]
아이조드 타입의 충격시험기(JJHBT-6501, JJ-test)를 사용하여 ASTM D 256-10에 의거하여 충격강도를 측정하였다. 또한, 충격강도 측정 후 시편의 파단면을 FE-SEM으로 관찰하여 이를 도 5에 도시하였다.Impact strength was measured according to ASTM D 256-10 using an Izod type impact tester (JJHBT-6501, JJ-test). In addition, after measuring the impact strength, the fracture surface of the specimen was observed using FE-SEM and is shown in Figure 5.
[실시예 1] 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물(HHOD)의 제조 [Example 1] Preparation of glycidyl acid anhydride-based polyol compound (HHOD)
- MOCA의 제조- Manufacturing of MOCA
둥근 플라스크에 4-메틸헥사하이드로프탈산 무수물(4-MHHPA)(50.0g)과 글리시돌(glycidol)(21.1g)을 1:1의 당량비로 투입하여 넣은 후, 60℃에서 4 시간 동안 교반시키면서 반응혼합물을 1시간 마다 샘플링하여 에폭시 당량무게가 280 g/eq.이 되는 지점에서 반응을 종결하였으며, 화합물 4-methyl-2-((oxiran-2-ylmethoxy)carbonyl)cyclohexane-1-carboxylic acid (MOCA)을 수득하였다. Add 4-methylhexahydrophthalic anhydride (4-MHHPA) (50.0 g) and glycidol (21.1 g) in an equivalent ratio of 1:1 into a round flask, then stir at 60°C for 4 hours. The reaction mixture was sampled every hour and the reaction was terminated at the point where the epoxy equivalent weight was 280 g/eq., and the compound 4-methyl-2-((oxiran-2-ylmethoxy)carbonyl)cyclohexane-1-carboxylic acid ( MOCA) was obtained.
상기 방법으로 수득된 화합물은 FT-IR을 통해 분석하였으며, 이를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보는 바와 같이 1856cm-1에서 나오는 산무수물 피크가 반응에 의해 사라진 것과 1780cm-1 및 1731cm-1영역에서 에스터기와 카르복실산의 C=O 피크가 생성되는 것을 통해 MOCA 화합물이 생성된 것을 확인하였다.The compounds obtained by the above method were analyzed through FT-IR, which is shown in Figure 1. As shown in Figure 1, the acid anhydride peak at 1856 cm -1 disappeared due to the reaction, and the C=O peak of the ester group and carboxylic acid was generated in the 1780 cm -1 and 1731 cm -1 regions, indicating that the MOCA compound was produced. Confirmed.
- HHOD의 제조-Manufacture of HHOD
둥근 플라스크에 상기 제조된 MOCA(71.1 g)과 1,6-HDGE(1,6-Hexanediol diglycidyl ether)(33.2 g)을 투입하여 110℃에서 2시간 동안 교반시키면서 반응혼합물을 1시간 마다 샘플링하여 에폭시 당량무게가 320 g/eq.이 되는 지점에서 반응을 종결하여 화합물 O'1,O1-((hexane-1,6-diylbis(oxy)) bis(1-hydroxyethane-2,1-diyl)) 2,2'-bis(oxiran-2-ylmethyl) bis(4-methylcyclohexane -1,2-dicarboxylate)(HHOD)를 합성하였다.The prepared MOCA (71.1 g) and 1,6-HDGE (1,6-hexanediol diglycidyl ether) (33.2 g) were added to the round flask, stirred at 110°C for 2 hours, and the reaction mixture was sampled every hour to epoxy The reaction is terminated at the point where the equivalent weight is 320 g/eq. to produce compound O'1,O1-((hexane-1,6-diylbis(oxy)) bis(1-hydroxyethane-2,1-diyl)) 2 ,2'-bis(oxiran-2-ylmethyl) bis(4-methylcyclohexane -1,2-dicarboxylate)(HHOD) was synthesized.
상기 방법으로 수득된 화합물은 자동 전위차 측정기(Automatic Potentiometric Titrando)와 FT-IR, FT-NMR을 통해 분석하였으며, 이를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 보는 바와 같이 12ppm 부근에 카르복실산(O=C-OH) 피크가 사라지는 것을 확인함으로써 HHOD 화합물이 생성된 것을 확인하였다.The compounds obtained by the above method were analyzed through Automatic Potentiometric Titrando, FT-IR, and FT-NMR, and are shown in Figure 2. As shown in Figure 2, it was confirmed that the HHOD compound was produced by confirming that the carboxylic acid (O=C-OH) peak disappeared around 12 ppm.
[실시예 2] 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)의 제조[Example 2] Preparation of modified polyurethane copolymer (MEPU)
실시예 1의 HHOD 화합물(80 g)과 PTHF(Polytetrahydrofuran, sigma-aldrich)(80 g)을 반응기에 넣고 80℃에서 150 rpm으로 교반시킨 후, 진공을 잡아 수분을 제거한 뒤 질소 분위기를 만들었다. 여기에 HMDI(Hexamethylene Diisocyanate) 26ml와 촉매(dibutyltin dilaurate)를 넣고 80℃에서 40분 동안 교반시키며 반응을 진행한 뒤, 캡핑제인 2-AP(2-allyl phenol)를 넣고 110℃로 승온하여 화합물의 말단을 -NCO로 캡핑하였다. FT-IR의 데이터에서 N=C=O 이소시아네이트 피크가 2267 cm-1에서 사라지는 지점에서 반응을 종결하여 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)를 수득하였다.The HHOD compound (80 g) of Example 1 and PTHF (Polytetrahydrofuran, Sigma-aldrich) (80 g) were placed in a reactor and stirred at 150 rpm at 80°C, then a vacuum was applied to remove moisture and create a nitrogen atmosphere. Add 26 ml of HMDI (Hexamethylene Diisocyanate) and a catalyst (dibutyltin dilaurate) and proceed with the reaction while stirring at 80°C for 40 minutes. Then, 2-AP (2-allyl phenol), a capping agent, was added and the temperature was raised to 110°C to dissolve the compound. The ends were capped with -NCO. In the FT-IR data, the reaction was terminated at the point where the N=C=O isocyanate peak disappeared at 2267 cm -1 to obtain a modified polyurethane copolymer (MEPU).
(상기 실시예 2의 반응식에서 m 및 n은 1 이상의 정수이다.)(In the reaction formula of Example 2, m and n are integers of 1 or more.)
상기 방법으로 수득된 화합물은 FT-IR와 GPC를 통해 분석하였으며, 이를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 도 3에서 보는 바와 같이 캡핑제를 첨가한 후, 캡핑제의 하이드록시(-OH)가 합성중인 폴리우레탄의 이소시아네이트(-NCO)와 반응하여 2267cm-1 부근의 -NCO 피크가 사라지는 것을 확인함으로써 반응이 완료되어 MEPU 화합물이 생성된 것을 확인하였다. 또한, 도 4에서 보는 바와 같이 GPC 측정 결과, 수평균분자량(Mn) 11,169 g/mol, 중량평균분자량(Mw) 29,965 g/mol 및 다분산지수(PDI) 2.7인 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)를 합성하였음을 확인하였다.The compounds obtained by the above method were analyzed through FT-IR and GPC, and are shown in Figures 3 and 4. As shown in Figure 3, after adding the capping agent, the hydroxy (-OH) of the capping agent reacts with the isocyanate (-NCO) of the polyurethane being synthesized, confirming that the -NCO peak around 2267 cm -1 disappears. It was confirmed that this was completed and the MEPU compound was produced. In addition, as shown in Figure 4, the GPC measurement results showed that the modified polyurethane copolymer (MEPU) had a number average molecular weight (Mn) of 11,169 g/mol, a weight average molecular weight (Mw) of 29,965 g/mol, and a polydispersity index (PDI) of 2.7. ) was confirmed to have been synthesized.
[실시예 3 내지 실시예 5] 접착제 조성물의 제조[Examples 3 to 5] Preparation of adhesive composition
하기 표 1에 기재된 조성을 플레니터리믹서 (planetary mixer)에 첨가하여 상온에서 30분간 진공조건에서 교반시켜 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 접착제 조성물을 각 시험편에 맞는 금형몰드를 사용하여 경화오븐에서 120℃에서 1시간, 150℃에서 1시간 및 180℃에서 1시간 동안 순차적으로 경화시켜 경화물을 제조하였다.The composition shown in Table 1 below was added to a planetary mixer and stirred under vacuum conditions at room temperature for 30 minutes to prepare an adhesive composition. The prepared adhesive composition was sequentially cured in a curing oven for 1 hour at 120°C, 1 hour at 150°C, and 1 hour at 180°C using a mold suitable for each test piece to prepare a cured product.
구체적으로 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 실시예 2의 MEPU를 사용하였고, 베이스 에폭시 수지로 비스페놀 A 디글리시딜 에테르(DGEBA, 모멘티브사, EPIKOTE 828)를 사용하였으며, 경화제로는 디시안디아미드(DICY, AIR PRODUCTS사)를 사용하였고, 경화촉진제는 2-메틸이미다졸을 사용하였다. 상기 조성물에 포함된 베이스 에폭시 수지의 에폭시 당량무게와 경화제인 디시안디아미드의 활성수소당량무게(AHEW)을 1 : 1로 맞추어 첨가하였고, 경화촉진제는 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 0.2 중량부를 첨가하였다.Specifically, the modified polyurethane copolymer used MEPU of Example 2, bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA, Momentive, EPIKOTE 828) was used as the base epoxy resin, and dicyandiamide was used as the curing agent. (DICY, AIR PRODUCTS) was used, and 2-methylimidazole was used as a curing accelerator. The epoxy equivalent weight of the base epoxy resin contained in the composition and the active hydrogen equivalent weight (AHEW) of dicyandiamide, a curing agent, were added in a ratio of 1:1, and the curing accelerator was added in an amount of 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the base epoxy resin. did.
각각에서 제조된 접착제 조성물을 경화오븐에서 열경화시켜 경화물을 제조하였으며, 상기 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)이 10, 20 및 30 중량부로 포함된 접착제 조성물을 경화한 경화물은 각각 MEPU 10, 20 및 30으로 표시하였다. 또한, 제조된 경화물은 상기에 기재된 평가방법을 통해 물성을 측정하였으며, 측정된 결과는 하기 표 2에 도시하였다.The adhesive composition prepared in each case was heat-cured in a curing oven to prepare a cured product, and the adhesive composition contained 10, 20, and 30 parts by weight of modified polyurethane copolymer (MEPU) based on 100 parts by weight of the base epoxy resin. The cured products were designated as MEPU 10, 20, and 30, respectively. In addition, the physical properties of the prepared cured product were measured through the evaluation method described above, and the measured results are shown in Table 2 below.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 3에서 본 발명의 실시예 2의 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)를 첨가하지 않은 것을 제외하고 실시예 3과 동일하게 실시하여 경화물을 제조하였다. 제조된 경화물은 상기에 기재된 평가방법으로 물성을 측정하였으며, 측정된 결과는 하기 표 2에 도시하였다.A cured product was prepared in the same manner as in Example 3, except that the modified polyurethane copolymer (MEPU) of Example 2 of the present invention was not added. The physical properties of the prepared cured product were measured using the evaluation method described above, and the measured results are shown in Table 2 below.
에폭시 수지Base
epoxy resin
(g)content
(g)
(g)EPIKOTE 828
(g)
(g)DICY
(g)
(g)2-MI
(g)
(MEPU 10)Example 3
(MEPU 10)
(MEPU 20)Example 4
(MEPU 20)
(MEPU 30)Example 5
(MEPU 30)
(MEPU 0)Comparative Example 1
(MEPU 0)
(MPa)Flexural strength
(MPa)
(J/m)impact strength
(J/m)
(MPa)tensile strength
(MPa)
(MPa)Young's modulus
(MPa)
(%)Tensile strain
(%)
(MEPU 10)Example 3
(MEPU 10)
(MEPU 20)Example 4
(MEPU 20)
(MEPU 30)Example 5
(MEPU 30)
(MEPU 0)Comparative Example 1
(MEPU 0)
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)를 포함하는 접착제 조성물은 비교예 1 보다 우수한 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 나타내었다. 구체적으로, 실시예 3의 경우 비교예 1 대비 11.9 % 향상된 굴곡강도 및 26.2 % 향상된 충격강도를 나타내었고, 실시예 4의 경우 비교예 1 대비 12.6 % 향상된 인장강도, 11.0 % 향상된 굴곡강도 및 54.8 % 향상된 충격강도를 나타내었으며, 실시예 5의 경우 비교예 1 대비 12.8 % 향상된 인장강도 및 16.6 % 향상된 충격강도를 나타냄으로써, 본 발명의 개질된 폴리우레탄 공중합체(MEPU)를 포함하는 접착제 조성물은 종래의 접착제 조성물보다 충격 저항성을 현저하게 상승시키는 효과를 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 5에서 보는 바와 같이 (a)MEPU이 첨가되지 않은 비교예 1의 파단면은 매끈한 표면을 보이는 반면 (b)~(d)MEPU이 첨가된 실시예 3 내지 5의 파단면은 거친 표면을 보이며 구멍들이 관찰되는 것으로 보아, 구형의 입자 모양인 본 발명의 폴리우레탄이 충격을 흡수하는 과정에서 상변이를 일으켜 파단된 상태로 보여지고 이로 인해 접착제 경화물의 충격 저항성이 향상되었다는 것을 확인하였다.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.As shown in Table 2, the adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer (MEPU) of the present invention exhibited superior tensile strength, flexural strength, and impact strength than Comparative Example 1. Specifically, Example 3 showed 11.9% improved flexural strength and 26.2% improved impact strength compared to Comparative Example 1, and Example 4 showed 12.6% improved tensile strength, 11.0% improved flexural strength, and 54.8% compared to Comparative Example 1. It showed improved impact strength, and in the case of Example 5, it showed 12.8% improved tensile strength and 16.6% improved impact strength compared to Comparative Example 1, so that the adhesive composition containing the modified polyurethane copolymer (MEPU) of the present invention was compared to the conventional adhesive composition. It was confirmed that it had the effect of significantly increasing impact resistance compared to the adhesive composition of . In addition, as shown in Figure 5, the fractured surface of Comparative Example 1 (a) to which MEPU was not added showed a smooth surface, while the fractured surface of Examples 3 to 5 to which (b) to (d) MEPU was added showed a rough surface. As holes were observed, it was confirmed that the polyurethane of the present invention, which has a spherical particle shape, appeared to be fractured due to a phase transition in the process of absorbing shock, and as a result, the impact resistance of the cured adhesive was improved. As described above, the present invention has been described with specific details and limited examples and comparative examples, but these are provided only to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above-mentioned examples. Those skilled in the art can make various modifications and variations from this description.
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.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all modifications that are equivalent or equivalent to the scope of this patent claim shall fall within the scope of the spirit of the present invention. .
Claims (20)
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;
Y는 C2-30 알킬렌이고;
s는 2 내지 4의 정수 이고;
는 단일결합 또는 이중결합이다.A glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by the following formula (2).
[Formula 2]
In Formula 2,
R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
Y is C 2-30 alkylene;
s is an integer from 2 to 4;
is a single bond or a double bond.
상기 화학식 2에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며;
R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬인 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물.According to clause 1,
In Formula 2, R 1 to R 2 are independently hydrogen or methyl;
R 3 to R 6 are each independently hydrogen or C 1-7 alkyl. A glycidyl acid anhydride-based polyol compound.
상기 화학식 2는 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물.
[화학식 3]
상기 화학식3에서,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;
Y는 C2-30 알킬렌이고;
는 단일결합 또는 이중결합이다.According to clause 1,
The formula 2 is a glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by the formula 3 below.
[Formula 3]
In Formula 3 above,
R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
Y is C 2-30 alkylene;
is a single bond or a double bond.
상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시되는 것인 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물.
[화학식 4]
상기 화학식 4에서,
R1 은 수소 또는 메틸이며;
R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7 알킬이고;
Y는 C2-20 알킬렌이고;
는 단일결합 또는 이중결합이다.According to clause 4,
The formula (3) is a glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by the following formula (4).
[Formula 4]
In Formula 4 above,
R 1 is hydrogen or methyl;
R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl;
Y is C 2-20 alkylene;
is a single bond or a double bond.
상기 폴리올 화합물은 디올(Diol) 또는 트리올(Triol)인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The polyol compound is a modified polyurethane copolymer that is diol or triol.
상기 디이소시아네이트 화합물은 지방족 디이소시아네이트 또는 방향족 디이소시아네이트인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The diisocyanate compound is a modified polyurethane copolymer that is aliphatic diisocyanate or aromatic diisocyanate.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 화학식 2로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 폴리올 화합물의 하이드록시기의 당량비가 1 내지 9 : 9 내지 1이고;
상기 화학식 2로 표시되는 글리시딜 산 무수물기반 폴리올 화합물의 하이드록시기와 디이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 당량비가 1 : 1 내지 10를 만족하는 것인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The modified polyurethane copolymer has an equivalent ratio of the hydroxyl group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 2 to the hydroxyl group of the polyol compound of 1 to 9:9 to 1;
A modified polyurethane copolymer wherein the equivalence ratio of the hydroxy group of the glycidyl acid anhydride-based polyol compound represented by Formula 2 and the isocyanate group of the diisocyanate compound satisfies 1:1 to 10.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 하기 화학식 5로 표시되는 것인 개질된 폴리우레탄 공중합체.
[화학식 5]
상기 화학식5에서,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-10 알킬이고;
X 및 Z는 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고;
Y는 C2-30 알킬렌이고;
x 및 y는 1이상의 정수이고;
는 단일결합 또는 이중결합이다.According to clause 6,
The modified polyurethane copolymer is a modified polyurethane copolymer represented by the following formula (5).
[Formula 5]
In Formula 5 above,
R 1 to R 6 are independently hydrogen or C 1-10 alkyl;
X and Z are hydrocarbylene or heterohydrocarbylene;
Y is C 2-30 alkylene;
x and y are integers greater than or equal to 1;
is a single bond or a double bond.
상기 화학식 5에서 R1 내지 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이며;
R3 내지 R6은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-7알킬이고;
X는 C2-30 하이드로카빌렌 또는 헤테로하이드로카빌렌이고;
Y는 C2-20 알킬렌인 것인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 10,
In Formula 5, R 1 to R 2 are independently hydrogen or methyl;
R 3 to R 6 are independently hydrogen or C 1-7 alkyl;
X is C 2-30 hydrocarbylene or heterohydrocarbylene;
Y is a modified polyurethane copolymer wherein C 2-20 alkylene.
상기 화학식 5에서 x : y는 1 내지 9 : 9 내지 1인 것인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 10,
In Formula 5, x:y is a modified polyurethane copolymer of 1 to 9:9 to 1.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 수평균분자량은 2,000 내지 50,000 g/mol인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The modified polyurethane copolymer has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000 g/mol.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 중량평균분자량은 5,000 내지 80,000 g/mol인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The modified polyurethane copolymer has a weight average molecular weight of 5,000 to 80,000 g/mol.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체의 다분산지수(PDI)는 1 내지 5인 개질된 폴리우레탄 공중합체.According to clause 6,
The modified polyurethane copolymer has a polydispersity index (PDI) of 1 to 5.
상기 접착제 조성물은 베이스 에폭시 수지, 경화제 및 경화촉진제를 더 포함하는 접착제 조성물.According to clause 16,
The adhesive composition further includes a base epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 강인화제로 사용되는 것인 접착제 조성물.According to clause 16,
An adhesive composition wherein the modified polyurethane copolymer is used as a toughening agent.
상기 개질된 폴리우레탄 공중합체는 상기 베이스 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함되는 접착제 조성물.According to clause 17,
The adhesive composition includes 1 to 30 parts by weight of the modified polyurethane copolymer based on 100 parts by weight of the base epoxy resin.
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