KR20180047288A - Compound - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 화합물, 프탈로니트릴 수지, 중합성 조성물, 프리폴리머, 복합체, 그 제조 방법 및 용도에 대한 것이다.This application is directed to compounds, phthalonitrile resins, polymerizable compositions, prepolymers, composites, methods of making and uses thereof.
프탈로니트릴 수지는, 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들면, 프탈로니트릴 수지는 내열성 및 난연성이 뛰어난 열경화성 수지로, 유리 섬유나 탄소 섬유 등과 같은 충전제에 프탈로니트릴 수지를 함침시켜 형성되는 복합체(composite)는 자동차, 비행기 또는 선박 등의 소재로 사용될 수 있다. 상기 복합체의 제조 과정은, 예를 들면, 프탈로니트릴과 경화제의 혼합물 또는 그 혼합물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머와 충전제를 혼합한 후에 경화시키는 과정을 포함할 수 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).The phthalonitrile resin can be used in a variety of applications. For example, a phthalonitrile resin is a thermosetting resin having excellent heat resistance and flame retardancy, and a composite formed by impregnating a filler such as glass fiber or carbon fiber with a phthalonitrile resin is used as a material for automobiles, airplanes or ships Can be used. The process for producing the composite may include, for example, a process of mixing a prepolymer formed by the reaction of a mixture of phthalonitrile and a curing agent or a mixture thereof with a filler and then curing the mixture (see, for example,
본 출원은 화합물, 프탈로니트릴 수지, 중합성 조성물, 프리폴리머, 복합체, 그 제조 방법 및 용도를 제공한다.The present application provides compounds, phthalonitrile resins, polymerizable compositions, prepolymers, composites, methods of making and uses thereof.
본 출원에서 용어 알킬기 또는 알콕시기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기일 수 있다. 상기 알킬기 또는 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 또한, 본 출원에서 용어 알킬기의 범위에는 후술하는 할로알킬기도 포함될 수 있다.The alkyl group or alkoxy group in the present application may be an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified. The alkyl or alkoxy group may be linear, branched or cyclic, and may be optionally substituted by one or more substituents. The term alkyl group in the present application may also include a haloalkyl group described later.
본 출원에서 용어 알케닐기 또는 알키닐기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기 또는 알키닐기일 수 있다. 상기 알케닐기 또는 알키닐기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.The alkenyl group or alkynyl group in the present application may be an alkenyl group or an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms unless otherwise specified . The alkenyl or alkynyl group may be linear, branched or cyclic and, where necessary, may be substituted by one or more substituents.
본 출원에서 용어 아릴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠, 벤젠 구조를 포함하는 화합물 또는 상기 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 1가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴기는, 예를 들면, 6개 내지 25개, 6개 내지 20개, 6개 내지 15개 또는 6개 내지 12개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 아릴기의 구체적인 종류로는 페닐기, 벤질기, 비페닐기 또는 나프탈레닐기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 출원에서 아릴기의 범주에는 통상적으로 아릴기로 호칭되는 관능기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다.The term aryl group in the present application may mean a monovalent residue derived from a benzene, a compound containing a benzene structure or a derivative of any of the above unless otherwise specified. The aryl group may comprise, for example, 6 to 25, 6 to 20, 6 to 15 or 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aryl group include, but are not limited to, a phenyl group, a benzyl group, a biphenyl group, or a naphthalenyl group. In addition, in the scope of the aryl group in the present application, not only a functional group commonly referred to as an aryl group but also an aralkyl group or an arylalkyl group may be included.
본 출원에서 용어 단일 결합은, 해당 부위에 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, X-Y-Z의 구조에서 Y가 단일 결합인 경우에 X 및 Z는 직접 연결되어 X-Z의 구조를 형성한다.The term single bond in the present application means that no atom is present at the site. For example, in the structure of X-Y-Z, when Y is a single bond, X and Z are directly connected to form a structure of X-Z.
본 출원에서 용어 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.The term alkylene group or alkylidene group in the present application means an alkylene group or an alkylidene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified can do. The alkylene or alkylidene group may be linear, branched or cyclic. Also, the alkylene or alkylidene group may be optionally substituted with one or more substituents.
본 출원에서 용어 알케닐기 또는 알키닐렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기 또는 알키닐렌기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기 또는 알키닐렌기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐기 또는 알키닐렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.The term alkenyl group or alkynylene group in the present application means an alkenyl group or alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified can do. The alkenyl group or alkynylene group may be straight-chain, branched-chain or cyclic. In addition, the alkenyl or alkynylene group may be optionally substituted with one or more substituents.
본 출원에서 상기 알킬기 등에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 할로알킬기, 글리시딜기, 글리시딜알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티올기, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the substituent which may optionally be substituted in the alkyl group and the like in the present application include an epoxy group such as halogen, haloalkyl, glycidyl, glycidyl alkyl, glycidoxyalkyl or alicyclic epoxy, such as chlorine or fluorine, A methacryloyl group, an isocyanate group, a thiol group, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, but the present invention is not limited thereto.
본 출원은 프탈로니트릴 화합물에 대한 것이다. 본 출원의 화합물은 제조 과정에서 프탈로니트릴 관능기의 개수를 조절할 수 있는 프탈로니트릴 단량체에 대한 것으로, 프탈로니트릴 관능기의 개수를 조절하여 용도에 따라 적합한 경화 속도와 경화 밀도를 가지는 중합성 조성물을 제공할 수 있는 프탈로니트릴 화합물에 대한 것이다.The present application is directed to a phthalonitrile compound. The compound of the present invention is a phthalonitrile monomer capable of controlling the number of phthalonitrile functional groups in the preparation process. The number of the phthalonitrile functional groups is controlled so that a polymerizable composition having a curing rate and a curing density Lt; RTI ID = 0.0 > phthalonitrile < / RTI >
상기 화합물을 단독으로 사용하거나, 블렌드 내에 적정량 포함시킬 경우에 액상의 프탈로니트릴 수지 또는 그 프리폴리머의 제조가 가능하다. 이러한 화합물은 프탈로니트릴 수지의 응용도로 극히 높일 수 있으며, 예를 들면, 상기와 같은 특성에 의해 프탈로니트릴 수지가 고내열 그리스 또는 실링(sealing) 재료 등에 응용될 수 있고, 러버(rubber) 형태로 제작되거나, 에폭시 등 적절한 첨가제와 혼합되어 접착제 등으로도 활용될 수 있다.It is possible to prepare a liquid phthalonitrile resin or a prepolymer thereof when the above compound is used alone or when an appropriate amount is contained in the blend. Such a compound can be extremely high in application of phthalonitrile resin. For example, the phthalonitrile resin can be applied to a high heat-resisting grease or a sealing material due to the above-mentioned characteristics, Or may be mixed with an appropriate additive such as epoxy to be used as an adhesive.
이러한 본 출원의 화합물은, 후술할 화학식 3으로 표시되는 치환기를 적어도 1개 이상 가지는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. Such a compound of the present application may be represented by the following formula (1) having at least one substituent represented by the following formula (3).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
화학식 1에서 R1 내지 R5는 후술하는 화학식 2또는 3으로 표시되며, 서로 동일하거나 상이한 치환기 또는 히드록시기이다. 본 출원의 화합물은 후술할 화학식 3으로 표시되는 치환기를 적어도 1개 이상 가짐으로써, 상술한 프탈로니트릴 수지 또는 프리폴리머 등에 이용될 수 있다.In the general formula (1), R 1 to R 5 are the same or different substituent or hydroxyl group represented by the following general formula (2) or (3). The compound of the present application has at least one substituent represented by the following general formula (3), and can be used for the phthalonitrile resin or the prepolymer described above.
[화학식 2](2)
화학식 2에서, L1은 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이다. 하나의 예시에서, L1은 -O-C(=O)-일 수 있다.In formula (2), L 1 is an oxygen atom, -C (= O) -O- or -OC (= O) -. In one example, L < 1 > may be -OC (= O) -.
화학식 2에서, R6 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기, 히드록시기 또는 후술할 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 치환기이며, R6 내지 R10 중 적어도 하나는 후술할 하기 화학식 4로 표시되는 치환기이다. R6 내지 R10 이 화학식 3의 치환기일 수 있어, 본 출원의 화합물은 본 출원의 화합물을 포함하는 중합성 조성물이 용도에 따라 적합한 경화속도 및 경화밀도를 가지도록 프탈로니트릴 관능기의 개수가 조절될 수 있다.In
하나의 예시에서, R6 내지 R10 중 후술할 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 치환기가 아닌 치환기는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기 또는 히드록시기이거나, 또 다른 예시에서는 수소 원자 또는 히드록시기일 수 있다. 본 출원의 화합물은 상술한 구조를 가짐으로써, 화합물이 포함하는 프탈로니트릴 관능기의 개수를 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 본 출원의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화 속도 및 경화 밀도를 적용 용도에 따라 적합하게 조절할 수 있다.In one example, among R 6 to R 10 , a substituent which is not a substituent represented by the following general formula (3) or (4) to be described later may be independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a hydroxy group, or may be a hydrogen atom or a hydroxy group have. The compound of the present application has the above-mentioned structure, so that the number of the phthalonitrile functional groups included in the compound can be easily controlled, and as a result, the curing rate and the curing density of the polymerizable composition including the compound of the present application can be used As shown in FIG.
하나의 예시에서, R7 또는 R9이 화학식 4로 표시되는 치환기일 수 있다. 또 다른 예시에서, 화학식 R6 및 R10은 수소 원자 또는 알킬기이고, R7 내지 R9 중 R7 또는 R9이 화학식 4로 표시되는 치환기이며, R7 내지 R9 중 화학식 4로 표시되는 치환기가 아닌 R7 내지 R9은 히드록시기이거나 후술할 화학식 3의 치환기일 수 있다. 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 본 출원의 화합물은 화학식 4로 표시되는 서로 동일하거나 상이한 각각의 5개의 치환기에서 각각의 화학식 4로 표시되는 치환기의 R7 내지 R9에 해당하는 15개의 치환기 중 1개 내지 15개가 화학식 3으로 표시되는 치환기일 수 있다. 따라서, 본 출원의 화합물은 0개 내지 3개의 프탈로니트릴 관능기가 산소 원자 등을 통해 연결될 수 있는 5개의 화학식 4로 표시되는 치환기를 포함하고, R7 내지 R9로 표시되는 치환기 중 0개 내지 2개가 산소 원자 등을 통해 프탈로니트릴 관능기가 연결될 수 있는 화학식 2로 표시되는 치환기를 포함하게 되어, 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 가질 수 있다. 본 출원의 화합물은 상술한 것과 같이 1 개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 포함할 수 있으므로, 본 출원의 화합물이 포함되는 중합성 조성물의 경화속도 및 경화밀도를 상기 프탈로니트릴 관능기의 개수를 조절하여 용도에 따라 적합하게 조절할 수 있다.In one example, R 7 or R 9 may be a substituent represented by Formula (4). In another example, the formula R 6 and R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group, R 7 to R 9 and one R 7 or R 9 is a substituent of the formula (4), R 7 to R 9 of the substituents represented by the following general formula (4) R 7 to R 9 other than a hydroxyl group may be a hydroxy group or a substituent of the following formula (3). By virtue of the above structure, the compound of the present application is a compound wherein, in each of the five substituents which are the same as or different from each other, one of 15 substituents corresponding to R 7 to R 9 of the substituent represented by the general formula (4) To 15 of them may be a substituent represented by the general formula (3). Accordingly, the compounds of the present application contain 5 substituents represented by the following formula (4) in which 0 to 3 phthalonitrile functional groups can be connected to each other through an oxygen atom and the like. Of the substituents represented by R 7 to R 9 , 2 may contain a substituent represented by the general formula (2) in which the phthalonitrile functional group can be connected through an oxygen atom or the like, and thus may have from 1 to 25 phthalonitrile functional groups. Since the compounds of the present application may contain from 1 to 25 phthalonitrile functional groups as described above, the curing rate and the curing density of the polymerizable compositions comprising the compounds of the present application can be controlled by controlling the number of the phthalonitrile functional groups And can be suitably adjusted according to the application.
또 다른 예시에서, 화학식 1의 화합물에 있어서 화학식 2로 표시되는 서로 동일하거나 상이한 R1 내지 R5에서, 화학식 4로 표시되는 치환기가 아닌 R7 내지 R9 중 1개 내지 10개가 후술할 화학식 3으로 표시되는 치환기일 수 있다. 본 출원의 화합물은 화학식 3으로 표시되는 치환기가 상기와 같이 치환될 수 있으므로, 본 출원의 화합물이 포함하는 프탈로니트릴 관능기의 개수를 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 본 출원의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화 속도 및 경화 밀도를 적용 용도에 따라 적합하게 조절할 수 있다.In another example, in R 1 to R 5 which are the same or different from each other and represented by the general formula (2), one to ten of R 7 to R 9 , which is not a substituent represented by the general formula (4) Lt; / RTI > The compound of the present application can be easily modified in the number of the phthalonitrile functional groups included in the compound of the present invention since the substituent represented by the
[화학식 3] (3)
화학식 3에서 R11 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기 또는 시아노기이며, R11 내지 R15 중 적어도 2개는 시아노기이다. 하나의 예시에서, R11 내지 R15 중 시아노기가 아닌 치환기는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기일 수 있다. 하나의 예시에서, R12 및 R13이 시아노기일 수 있다. 본 출원의 화합물은 R11 내지 R15 중 적어도 2개, 특히 R12 및 R13이 시아노기이므로, 프탈로니트릴로부터 유래한 관능기를 적어도 1개 가질 수 있다.In formula (3), R 11 to R 15 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an alkynyl group or a cyano group, and at least two of R 11 to R 15 are cyano groups. In one example, substituents which are not cyano groups in R 11 to R 15 may each independently be a hydrogen atom or an alkyl group. In one example, R 12 and R 13 may be cyano groups. Since at least two of R 11 to R 15 , particularly R 12 and R 13, are cyano groups, the compound of the present application may have at least one functional group derived from phthalonitrile.
[화학식 4] [Chemical Formula 4]
화학식 4에서, L2는 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이다. 하나의 예시에서, L2는 -O-C(=O)-일 수 있다. In formula (4), L 2 is an oxygen atom, -C (= O) -O- or -OC (= O) -. In one example, L < 2 > may be -OC (= O) -.
화학식 4에서, R16 내지 R20은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기, 히드록시기 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 치환기이다. 하나의 예시에서, R16 내지 R20 중 화학식 3으로 표시되는 치환기가 아닌 치환기는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시 또는 히드록시이거나, 또 다른 예시에서는 수소 원자 또는 히드록시기일 수 있다. 본 출원의 화합물은 상술한 구조를 가짐으로써, 화합물이 포함하는 프탈로니트릴 관능기의 개수를 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 본 출원의 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화 속도 및 경화 밀도를 적용 용도에 따라 적합하게 조절할 수 있다.In formula (4), R 16 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an alkynyl group, a hydroxy group or a substituent represented by the above-described formula (3). In one example, substituents other than the substituent represented by the general formula (3) among R 16 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy or a hydroxy group, or in another example, a hydrogen atom or a hydroxy group. The compound of the present application has the above-mentioned structure, so that the number of the phthalonitrile functional groups included in the compound can be easily controlled, and as a result, the curing rate and the curing density of the polymerizable composition including the compound of the present application can be used As shown in FIG.
본 출원의 화합물은, 하나의 예시에서, 하나의 출발 물질로부터 반응 조절에 따라 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 가질 수 있다. 예를 들면, 본 출원의 화합물은 타닌산(Tannic acid)과 4-니트로프탈로니트릴의 반응을 통해 제조할 수 있다. 특히, 타닌산과 반응시키는 4-니트로프탈로니트릴의 몰 비율을 제어함으로써, 화학식 1의 화합물에 도입되는 프탈로니트릴 관능기의 개수를 조절하여 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 가지는 화합물을 얻을 수 있다.The compounds of the present application may, in one example, have from 1 to 25 phthalonitrile functionalities, depending on the reaction conditions, from one starting material. For example, the compounds of the present application can be prepared via the reaction of tannic acid with 4-nitropthalonitrile. In particular, by controlling the molar ratio of the 4-nitrophthalonitrile to be reacted with the tannic acid, the number of the phthalonitrile functional groups introduced into the compound of the formula (1) is controlled to obtain a compound having 1 to 25 phthalonitrile functional groups have.
상기 화합물이 프탈로니트릴 수지 또는 그 프리폴리머의 제조에 적용되는 경우에 상기 프탈로니트릴 수지의 가공성과 충격 강도 등의 단점을 개선할 수 있고, 액상의 수지 또는 그 프리폴리머, 러버(Rubber) 형태의 수지 또는 그 프리폴리머를 형성하거나, 고온의 그리스, 실링 재료 또는 접착제 등의 다양한 용도로 활용될 수 있다.When the compound is applied to the production of a phthalonitrile resin or a prepolymer thereof, the disadvantages of the processability and the impact strength of the phthalonitrile resin can be improved, and the liquid resin, the prepolymer thereof, the resin in the form of a rubber Or forming the prepolymer, or may be utilized for various applications such as high-temperature grease, sealing materials, or adhesives.
상기 화합물은, 소위 프탈로니트릴 화합물이 적용될 수 있는 것으로 공지되어 있는 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 프탈로니트릴 화합물은, 소위 프탈로니트릴 수지를 제조할 수 있는 원료 내지는 전구체로서 효과적으로 사용될 수 있다. 상기 화합물은, 상기 용도 외에도 프탈로시아닌 염료(phthalocyanine pigment) 등과 같은 염료의 전구체, 형광 증백제(fluorescent brightener), 포토그래피 증감제(photographic sensitizer) 또는 산무수물의 전구체 내지 원료 등으로 적용될 수 있다. 상기 화합물은 공지의 유기 화합물의 합성법에 따라 합성할 수 있다.Such compounds can be effectively used in a variety of applications where the so-called phthalonitrile compounds are known to be applicable. For example, the phthalonitrile compound can be effectively used as a raw material or a precursor capable of producing a so-called phthalonitrile resin. The compound may be used as a precursor of a dye such as a phthalocyanine pigment, a fluorescent brightener, a photographic sensitizer, or a precursor or raw material of an acid anhydride, in addition to the above-mentioned uses. The above compound can be synthesized according to a synthesis method of a known organic compound.
본 출원은 또한, 상기 화합물의 용도에 관한 것이다. 상기 화합물의 용도로는, 전술한 바와 같이 프탈로니트릴 수지, 프탈로시아닌 염료, 형광 증백제, 포토그래피 증감제 또는 산무수물의 원료 내지는 전구체가 예시될 수 있다. 상기 용도의 일 예시로서, 예를 들면, 본 출원은, 프탈로니트릴 수지에 대한 것일 수 있다. 상기 프탈로니트릴 수지는, 상기 화학식 1의 화합물 유래의 중합 단위를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 소정 화합물 유래의 중합 단위는 그 화합물의 중합 내지 경화에 의해 형성된 폴리머의 골격을 의미할 수 있다.The present application also relates to the use of such compounds. Examples of the use of the compound include a raw material or a precursor of a phthalonitrile resin, a phthalocyanine dye, a fluorescent whitening agent, a photosensitizer or an acid anhydride as described above. As an example of such use, for example, the present application may be directed to a phthalonitrile resin. The phthalonitrile resin may contain a polymerization unit derived from the compound of the formula (1). The term polymerized unit derived from a certain compound in the present application may mean the skeleton of the polymer formed by polymerization or curing of the compound.
상기 프탈로니트릴 수지는, 상기 화합물의 중합 단위에 추가로 다른 프탈로니트릴 화합물, 즉 상기 화합물과는 다른 화학 구조를 가지는 프탈로니트릴 화합물의 중합 단위를 포함할 수도 있다. 이러한 경우에 선택 및 사용될 수 있는 프탈로니트릴 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 프탈로니트릴 수지의 형성 및 그 물성의 조절에 유용한 것으로 알려진 공지의 화합물이 적용될 수 있다. 이러한 화합물의 예로는, 미국 특허 제4,408,035호, 미국 특허 제5,003,039호, 미국 특허 제5,003,078호, 미국 특허 제5,004,801호, 미국 특허 제5,132,396호, 미국 특허 제5,139,054호, 미국 특허 제5,208,318호, 미국 특허 제5,237,045호, 미국 특허 제5,292,854호 또는 미국 특허 제5,350,828호 등에서 공지되어 있는 화합물이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The phthalonitrile resin may further include other phthalonitrile compounds in addition to the polymerized units of the above-mentioned compounds, that is, polymerized units of phthalonitrile compounds having chemical structures different from those of the above compounds. The kind of the phthalonitrile compound that can be selected and used in such a case is not particularly limited, and known compounds known to be useful for the formation of the phthalonitrile resin and the control of its physical properties can be applied. Examples of such compounds are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,408,035, 5,003,039, 5,003,078, 5,004,801, 5,132,396, 5,139,054, 5,208,318, 5,237,045, US 5,292,854, or US 5,350,828, but are not limited thereto.
프탈로니트릴 수지에서 상기 화합물에 추가로 중합 단위로서 포함될 수 있는 프탈로니트릴 화합물로는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.As the phthalonitrile compound which may be contained in the phthalonitrile resin as a polymerization unit in addition to the above compound, there may be mentioned a compound represented by the following general formula (5), but the present invention is not limited thereto.
[화학식 5][Chemical Formula 5]
화학식 5에서 R21 내지 R26은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 아릴기, 하기 화학식 6 또는 7의 치환기이다. 화학식 5에서 R21 내지 R26 중 적어도 2개, 또는 2개 내지 3개는, 하기 화학식 6 또는 7의 치환기일 수 있다.In formula (5), R 21 to R 26 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryl group, In formula (5), at least two, or two to three, of R 21 to R 26 may be a substituent of the following formula (6) or (7).
화학식 5에서 적어도 2개 또는 2개 내지 3개 존재하는 상기 화학식 6 또는 7의 치환기는 서로에 대하여 오르소(ortho), 메타(meta) 또는 파라(para) 위치에 존재할 수 있다.The substituents of the above formula (6) or (7) in which at least two or two to three are present in the formula (5) may exist at ortho, meta or para positions with respect to each other.
[화학식 6][Chemical Formula 6]
화학식 6에서 L3은, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X1- 또는 -X1-C(=O)-이고, 상기 X1는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, R27 내지 R31은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 시아노기이되, R27 내지 R31 중 2개 이상 또는 2개는 시아노기이다. 화학식 6에서 적어도 2개 존재하는 시아노기는 서로에 대하여 오르소(ortho), 메타(meta) 또는 파라(para) 위치에 존재할 수 있다.In the formula 6 L 3 is a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , a carbonyl group, an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 1 - or -X 1 -C (= O) -, and wherein X 1 is an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, and the alkylene, alkenylene or alkynylene group, R 27 to R 31 are each Independently, hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a cyano group, and two or more of R 27 to R 31 are cyano groups. At least two cyano groups in formula (6) may be present at ortho, meta or para positions relative to each other.
[화학식 7](7)
화학식 7에서 L4는, 단일 결합, 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 카보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)-X2- 또는 -X2-C(=O)-이고, 상기 X2는 산소 원자, 황 원자, -S(=O)2-, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이며, R32 내지 R36은 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 상기 화학식 6의 치환기이되, R32 내지 R36 중 1개 이상 또는 1개는 상기 화학식 6의 치환기이다. 화학식 7에서 적어도 1개 존재하는 상기 화학식 6의 치환기는, L4를 기준으로 오르소(ortho), 메타(meta) 또는 파라(para) 위치에 존재할 수 있다.In formula 7 L 4 is a single bond, an oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 - , a carbonyl group, an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, -C (= O) -X 2 - , or -X 2 -C (= O) -, and wherein X 2 is oxygen atom, sulfur atom, -S (= O) 2 -, and the alkylene, alkenylene or alkynylene group, R 32 to R 36 are each An alkyl group, an alkoxy group, an aryl group or a substituent of the above formula (6), provided that at least one or at least one of R 32 to R 36 is a substituent of the above formula (6). The substituent of
프탈로니트릴 수지에서 상기 화학식 1의 화합물의 중합 단위는, 상기 화합물과 경화제의 반응에 의해 형성되는 중합 단위일 수 있다. 이러한 경우 사용될 수 있는 경화제의 종류는 화학식 1의 화합물과 반응하여 고분자를 형성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 소위 프탈로니트릴 수지의 형성에 유용한 것으로 알려진 화합물이라면 어떠한 화합물도 사용할 수 있다. 이러한 경화제는 상기 기술한 미국 특허들을 포함한 다양한 문헌에 알려져 있다.In the phthalonitrile resin, the polymerization unit of the compound of formula (1) may be a polymerization unit formed by the reaction of the above compound with a curing agent. The kind of the curing agent that can be used in this case is not particularly limited as long as it can react with the compound of the formula (1) to form a polymer. For example, any compound known to be useful for the formation of the phthalonitrile resin . Such curing agents are known in a variety of documents including the above-mentioned U. S. patents.
하나의 예시에서는 경화제로서 방향족 아민 화합물과 같은 아민 화합물 또는 히드록시 화합물을 사용할 수 있다. 본 출원에서 히드록시 화합물은, 분자 내에 적어도 하나 또는 두 개의 히드록시기를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 프탈로니트릴 화합물을 경화시켜 수지를 형성할 수 있는 경화제는 다양하게 공지되어 있고, 이러한 경화제는 본 출원에서 대부분 적용될 수 있다.In one example, an amine compound or a hydroxy compound such as an aromatic amine compound can be used as a curing agent. In the present application, the hydroxy compound may mean a compound containing at least one or two hydroxy groups in the molecule. Curing agents capable of curing a phthalonitrile compound to form a resin are variously known, and these curing agents can be applied in most cases in the present application.
하나의 예시에서 경화제로는 하기 화학식 8의 화합물이 사용될 수 있다.In one example, as the curing agent, a compound of the following formula (8) may be used.
[화학식 8][Chemical Formula 8]
화학식 8에서 R37 내지 R42는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아민기 또는 하기 화학식 9의 치환기이고, 단 R37 내지 R42 중 2개 이상은 아민기 또는 하기 화학식 9의 치환기이다.Wherein R 37 to R 42 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an amine group or a substituent group of the following formula (9), provided that at least two of R 37 to R 42 are an amine group or Lt; / RTI >
[화학식 9][Chemical Formula 9]
화학식 9에서 L5는, 알킬렌기, 알킬리덴기, 산소 원자 또는 황 원자이고, R43 내지 R47은 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 아민기이되, R43 내지 R47 중 적어도 하나는 아민기다.In Formula 9 L 5 is an alkylene group, an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom, R 43 to R 47 is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or an amine marvelous being, R 43 to at least one of R 47 is Amin wait.
화학식 9의 치환기가 존재하는 경우, 상기 구조에서 L5이 화학식 8의 벤젠 고리에 연결될 수 있다.When the substituent of formula (9) is present, L 5 in the above structure may be linked to the benzene ring of formula (8).
하나의 예시에서 상기 경화제는 화학식 8에서 R37 내지 R42 중 2개가 상기 화학식 9의 치환기인 화합물일 수 있다. 이러한 경우에 화학식 8에서 상기 2개의 화학식 9의 치환기는, 그 중 어느 하나를 기준으로 다른 하나가 오소, 메타 또는 파라 위치에 존재하는 구조일 수 있다. 또한, 이러한 경우에 상기 화학식 9의 치환기에서 R43 내지 R47 중 어느 하나가 아민기일 수 있다.In one example, the curing agent may be a compound wherein two of R 37 to R 42 in Formula (8) are substituents of Formula (9). In this case, in the formula (8), the substituents of the above two formula (9) may be a structure in which the other one is present at the otho, meta or para position with respect to any one of them. In this case, any one of R 43 to R 47 in the substituent of
본 출원은 또한 중합성 조성물에 대한 것이다. 중합성 조성물은, 상기 기술한 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다. 중합성 조성물은 상기 화학식 1의 화합물과 함께 경화제를 추가로 포함할 수 있다.The present application is also directed to polymerizable compositions. The polymerizable composition may comprise the compound of formula (1) described above. The polymerizable composition may further comprise a curing agent together with the compound of the formula (1).
중합성 조성물에는 상기 화학식 1의 화합물에 추가로 다른 프탈로니트릴 화합물이 포함될 수도 있다. 상기 다른 프탈로니트릴 화합물이나 경화제로는, 예를 들면, 이미 기술한 것과 같은 경화제를 사용할 수 있다.The polymerizable composition may contain another phthalonitrile compound in addition to the compound of the above formula (1). As the other phthalonitrile compound or curing agent, for example, a curing agent as described above can be used.
중합성 조성물에서 경화제의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 상기 비율은, 예를 들면, 조성물에 포함되어 있는 화학식 1의 화합물 또는 다른 프탈로니트릴 화합물 등의 경화성 성분의 비율이나 종류 등을 고려하여 목적하는 경화성이 확보될 수 있도록 조절될 수 있다. 예를 들면, 경화제는 중합성 조성물에 포함되어 있는 화학식 1의 화합물 또는 상기 화합물 및 다른 프탈로니트릴 화합물 1몰 당 약 0.02몰 내지 2.5몰, 약 0.02몰 내지 2.0몰 또는 약 0.02몰 내지 1.5몰 정도로 포함되어 있을 수 있다. 그렇지만, 상기 비율은 본 출원의 예시에 불과하다. 통상 중합성 조성물에서 경화제의 비율이 높아지만, 프로세스 윈도우가 좁아지는 경향이 있고, 경화제의 비율이 낮아지면, 경화성이 불충분해지는 경향이 있으므로, 이러한 점 등을 고려하여 적절한 경화제의 비율이 선택될 수 있다.The proportion of the curing agent in the polymerizable composition is not particularly limited. The above ratio can be adjusted so that the desired curability can be ensured in consideration of, for example, the ratio or type of the curable component such as the compound of the formula (1) or other phthalonitrile compound contained in the composition. For example, the curing agent may be present in the polymerizable composition in an amount of from about 0.02 mole to about 2.5 moles, from about 0.02 mole to about 2.0 moles, or from about 0.02 mole to about 1.5 moles per mole of the compound of
본 출원의 중합성 조성물은 적용되는 용도에 적합한 경화 속도와 경화 밀도를 가질 수 있다. 본 출원의 중합성 조성물에 포함되는 화학식 1의 화합물은 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 포함할 수 있으므로, 적용되는 용도에 따라 적합한 경화 속도와 경화 밀도를 가질 수 있다.The polymerizable compositions of the present application may have a cure rate and cure density that is appropriate for the application to which they are applied. The compounds of formula (I) contained in the polymerizable compositions of the present application may contain from 1 to 25 phthalonitrile functional groups and thus may have suitable curing speeds and curing densities depending on the application to which they are applied.
중합성 조성물은 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 다양한 충전제가 예시될 수 있다. 충전제로 사용될 수 있는 물질의 종류는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 용도에 따라 적합한 공지의 충전제가 모두 사용될 수 있다. 예시적인 충전제로는, 금속 물질, 세라믹 물질, 유리, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 탄소계 물질 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 충전제의 형태도 특별히 제한되지 않고, 아라미드 섬유, 유리 섬유 또는 세라믹 섬유 등과 같은 섬유상 물질, 또는 그 물질에 의해 형성된 직포, 부직포, 끈 또는 줄, 나노 입자를 포함하는 입자상, 다각형 또는 기타 무정형 등 다양한 형태일 수 있다. 상기에서 탄소계 물질로는, 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene) 또는 탄소 나노튜브 등이나 그들의 산화물 등과 같은 유도체 내지는 이성질체 등이 예시될 수 있다. 그러나, 중합성 조성물이 추가로 포함할 수 있는 성분은 상기에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 폴리이미드, 폴리아미드 또는 폴리스티렌 등과 같은 소위 엔지니어링 플라스틱의 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 다양한 단량체들이나 기타 다른 첨가제도 목적에 따라 제한 없이 포함할 수 있다.The polymerizable composition may further comprise various additives. Examples of such additives include various fillers. The kind of the material that can be used as the filler is not particularly limited, and any known filler suitable for the intended use may be used. Exemplary fillers include, but are not limited to, metal materials, ceramic materials, glass, metal oxides, metal nitrides or carbon-based materials. The form of the filler is not particularly limited, and may be a fibrous material such as aramid fiber, glass fiber or ceramic fiber, or a woven fabric, nonwoven fabric, string or string formed by the material, particulate, polygonal or other amorphous And the like. Examples of the carbon-based material include graphite, graphene, carbon nanotubes, derivatives thereof such as oxides thereof, and isomers thereof. However, the components that the polymerizable composition may further contain are not limited to the above, and various monomers known to be applicable to the production of so-called engineering plastics such as polyimide, polyamide or polystyrene, Additives may also be included without limitation depending on the purpose.
본 출원은 또한, 상기 중합성 조성물, 즉 상기 화학식 1의 화합물 및 경화제를 포함하는 중합성 조성물의 반응에 의해 형성되는 프리폴리머(prepolymer)에 대한 것이다.The present application is also directed to a prepolymer formed by the reaction of the polymerizable composition, that is, the polymerizable composition comprising the compound of
본 출원에서 용어 프리폴리머 상태는, 상기 중합성 조성물 내에서 화학식 1의 화합물과 경화제가 어느 정도의 일어난 상태(예를 들면, 소위 A 또는 B 스테이지 단계의 중합이 일어난 상태)이나, 완전히 중합된 상태에는 이르지 않고, 적절한 유동성을 나타내어, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 복합체의 가공이 가능한 상태를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 프리폴리머 상태는, 상기 중합성 조성물의 중합이 어느 정도 진행된 상태로서, 그 조성물의 상온에서의 분말 또는 파우더 등과 같은 고체 상태일 수 있다.The term " prepolymer state " in the present application means a state in which the compound of formula (1) and the curing agent are in a certain degree of occurrence (for example, in a state in which so-called A or B stage polymerization is carried out) And can exhibit a suitable fluidity, for example, a state in which the composite body can be processed as described later. In one example, the prepolymer state may be a solid state such as a powder or powder at room temperature of the composition in which the polymerization of the polymerizable composition proceeds to some extent.
상기 프리폴리머 역시 적용되는 용도에 적합한 경화속도 및 경화밀도를 가질 수 있다. 프리폴리머에 포함되는 화학식 1의 화합물이 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 포함할 수 있으므로, 프탈로니트릴 관능기의 개수를 조절하여 프리폴리머의 경화속도 및 경화밀도를 용이하게 조절할 수 있다.The prepolymer may also have a cure rate and cure density suitable for the application to which it is applied. Since the compound of
프리폴리머는 상기 성분 외에 공지의 임의의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는 전술한 충전제 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The prepolymer may further contain any known additives in addition to the above components. Examples of such additives include, but are not limited to, the above-mentioned fillers and the like.
본 출원은 또한 복합체(composite)에 대한 것이다. 상기 복합체는 상기 기술한 프탈로니트릴 수지 및 충전제를 포함할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 본 출원의 화학식 1의 화합물을 통해 적용 용도에 적합한 경화속도 및 경화밀도의 달성이 가능하며, 이에 따라 다양한 충전제를 포함하는 우수한 물성의 소위 강화 수지 복합체(reinforced polymer composite)를 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 복합체는 상기 프탈로니트릴 수지와 충전제를 포함할 수 있고, 예를 들면, 자동차, 비행기 또는 선박 등의 내구재 등을 포함한 다양한 용도에 적용될 수 있다.The present application is also directed to a composite. The composite may include the above-described phthalonitrile resin and filler. As described above, it is possible to achieve a curing rate and a curing density suitable for the application purpose through the compound of the formula (1) of the present application, and thus to provide a so-called reinforced polymer composite of excellent physical properties including various fillers Can be easily formed. The composite thus formed may contain the phthalonitrile resin and filler and may be applied to various uses including durables for automobiles, airplanes or ships, and the like.
충전제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도를 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 충전제의 구체적인 예시는 전술한 바와 같으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The kind of the filler is not particularly limited and may be suitably selected in consideration of the intended use. Specific examples of the filler are as described above, but are not limited thereto.
충전제의 비율도 특별히 제한되는 것은 아니며, 목적하는 용도에 따라 적정 범위로 설정될 수 있다.The proportion of the filler is not particularly limited, and may be set in an appropriate range depending on the intended use.
본 출원은 또한, 상기 복합체를 제조하기 위한 전구체에 대한 것이고, 상기 전구체는 예를 들면, 상기 기술한 중합성 조성물과 상기 충전제를 포함하거나, 혹은 상기 기술한 프리폴리머와 상기 충전제를 포함할 수 있다. The present application is also directed to a precursor for making the composite, which may comprise, for example, the polymeric composition described above and the filler, or the prepolymer described above and the filler.
복합체는 상기 전구체를 사용한 공지의 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 복합체는 상기 전구체를 경화시켜서 형성할 수 있다. The complex can be prepared in a known manner using the precursor. For example, the composite can be formed by curing the precursor.
하나의 예시에서 상기 전구체는, 상기 기술한 화학식 1의 화합물을 용융 상태에서 경화제와 배합하여 제조된 중합성 조성물 내지는 상기 프리폴리머를 가열 등에 의해 용융시킨 상태에서 상기 충전제와 배합하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기와 같이 제조된 전구체를 목적하는 형상으로 성형한 후에 경화시켜서 전술한 복합체의 제조가 가능하다. 상기 중합성 조성물 또는 프리폴리머는 적절한 가공 온도와 넓은 프로세스 온도를 가지고, 경화성이 탁월하여 상기 과정에서 성형 및 경화가 효율적으로 수행될 수 있다.In one example, the precursor may be prepared by blending the polymerizable composition prepared by compounding the compound of formula (1) described above with a curing agent in the molten state or the prepolymer with the filler in a molten state by heating or the like. For example, the precursor produced as described above may be molded into a desired shape and then cured to make the composite as described above. The polymerizable composition or prepolymer has a proper processing temperature and a wide process temperature and is excellent in curability, so that molding and curing can be efficiently performed in the above process.
상기 과정에서 프리폴리머 등을 형성하는 방법, 그러한 프리폴리머 등과 충전제를 배합하고, 가공 및 경화시켜 복합체를 제조하는 방법 등은 공지된 방식에 따라 진행될 수 있다.A method of forming a prepolymer or the like in the above process, a method of compounding such a prepolymer with a filler, and processing and curing the composite to prepare a composite may be carried out according to a known method.
본 출원은 또한 상기 화합물을 포함하는 프탈로시아닌 염료의 전구체, 형광 증백제의 전구체 또는 포토그래피 증감제의 전구체에 대한 것이거나, 상기 화합물로부터 유래된 산무수물에 대한 것일 수 있다. 상기 화합물을 사용하여 상기 전구체를 조성하는 방법 또는 상기 산무수물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 프탈로니트릴 화합물을 사용하여 상기 전구체 내지는 산무수물을 제조할 수 있는 것으로 알려진 공지의 방식이 모두 적용될 수 있다.The present application may also be directed to a precursor of a phthalocyanine dye comprising said compound, a precursor of a fluorescent brightener or a precursor of a photosensitizer, or to an acid anhydride derived from said compound. The method of forming the precursor using the above compound or the method of producing the acid anhydride is not particularly limited and any known method known to be capable of producing the precursor or acid anhydride using the phthalonitrile compound is applied .
본 출원의 화합물은 1개 내지 25개의 프탈로니트릴 관능기를 가질 수 있어, 본 출원의 화합물을 포함하는 프탈로니트릴 수지 또는 그 프리폴리머나 그를 형성하는 중합성 조성물이 적용되는 용도에 적합한 경화속도 및 경화밀도를 가지도록 할 수 있다. 이러한 프탈로니트릴 수지 등은, 다양한 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 소위 엔지니어링 플라스틱이 적용될 수 있는 모든 분야에 적용될 수 있으며, 그 외에도 그리스, 실링재, 접착제, 점착제, 완충제 또는 LED나 OLED의 봉지재(encapsulant) 등이나, 자동차 산업 또는 전자 산업 등을 포함한 다양한 산업에서의 내열성 재료 등으로도 사용될 수 있다. 또한, 상기 화합물은, 프탈로시아닌 염료의 전구체, 형광 증백제의 전구체 또는 포토그래피 증감제의 전구체, 또는 산무수물의 제조 등의 용도에도 적용될 수 있다.The compounds of the present application can have from 1 to 25 phthalonitrile functional groups and are suitable for use in applications where the phthalonitrile resin or prepolymer containing the compound of the present application or the polymerizable composition forming the same is applied, Density can be obtained. These phthalonitrile resins and the like can be applied to various applications, for example, in all fields to which so-called engineering plastics can be applied, and in addition, they can be applied to various fields such as grease, sealing materials, adhesives, pressure- Heat-resistant materials in various industries including automobile industry, electronics industry, and the like. The compound can also be applied to the production of a precursor of a phthalocyanine dye, a precursor of a fluorescent whitening agent, a precursor of a photographic sensitizer, or an acid anhydride.
도 1 내지 6은 제조예에서 제조된 화합물에 대한 NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 분석 결과이다.1 to 6 are NMR (Nuclear Magnetic Resonance) analysis results for the compound prepared in Preparation Example.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 프탈로니트릴 수지 등을 구체적으로 설명하지만, 상기 수지 등의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.The phthalonitrile resin and the like of the present application will be specifically described by way of examples and comparative examples, but the range of the resins and the like is not limited to the following examples.
1. NMR(Nuclear magnetic resonance) 분석1. Nuclear magnetic resonance (NMR) analysis
NMR 분석은 Agilent사의 500 MHz NMR 장비를 사용하여 제조사의 매뉴얼대로 수행하였다. NMR의 측정을 위한 샘플은 화합물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)-d6 및 Acetone-d6에 용해시켜 제조하였다.NMR analysis was performed according to the manufacturer's manual using an
2. DSC(Differential scanning calorimetry) 분석2. Differential scanning calorimetry (DSC) analysis
DSC 분석은, TA instrument사의 Q20 시스템을 사용하여 35°C에서 450°C까지 10°C/분의 승온 속도로 승온하면서 질소 환경(N2 flow)에서 수행하였다.DSC analysis was performed in a nitrogen environment (N 2 flow) using a TA instrument Q20 system at a heating rate of 10 ° C / min from 35 ° C to 450 ° C.
3. TGA(3. TGA ( Thermogravimetric AnalysisThermogravimetric Analysis ) 분석) analysis
TGA 분석은 Mettler-Toledo사의 TGA e850 장비를 사용하여 수행하였다. 제조예에서 제조된 화합물과, 실시예 또는 비교예에서 제조된 조성물은 25°C에서 900°C까지 10°C/분의 승온 속도로 승온하면서 질소 환경(N2 flow)에서 분석하였다.TGA analysis was performed using a Mettler-Toledo TGA e850 instrument. The compound prepared in Preparation Example and the composition prepared in Example or Comparative Example were analyzed in a nitrogen atmosphere (N 2 flow) while raising the temperature from 25 ° C to 900 ° C at a heating rate of 10 ° C / minute.
제조예Manufacturing example 1. 화합물(PN1)의 합성 1. Synthesis of Compound (PN1)
화합물 PN1은 다음의 방식으로 합성하였다. 하기 화학식 A의 화합물 34.024g을 150g 의 DMF(Dimethyl Formamide) 가 들어있는 3넥 RBF (3-neck round bottom flask)에 투입하고 상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 하기 화학식 B의 화합물 17.3 g을 추가하여 용해될 때까지 교반한 후, 이어서 탄산칼슘 22.1g과 DMF(Dimethyl Formamide) 41g을 함께 투입하고 온도를 85℃까지 승온시켰다. 이 상태에서 약 5 시간 정도 반응시킨 후 상온까지 식히고 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전하였다. 침전물을 필터하고 물로 세척한 상태에서 건조시킨 후에, 클로로포름에서 교반하여 재분산 후 필터를 시행하였다. 필터링된 생성물을 100℃ 진공 오븐에서 건조하여 물과 잔류 용매를 제거하고 화합물 PN1을 얻었다. 제조된 화합물 PN1에 대한 NMR 분석 결과는 도 1에 기재하였다.Compound PN1 was synthesized in the following manner. 34.024 g of the compound represented by the following formula (A) was added to a 3-neck round bottom flask (RBF) containing 150 g of DMF (Dimethyl Formamide) and dissolved by stirring at room temperature. Then, 17.3 g of the compound of the following formula (B) was added and stirred until dissolved. Then, 22.1 g of calcium carbonate and 41 g of DMF (Dimethyl Formamide) were added together and the temperature was raised to 85 ° C. After reacting for about 5 hours in this state, it was cooled to room temperature and neutralized and precipitated by pouring into a hydrochloric acid aqueous solution of 0.2N concentration. The precipitate was filtered, washed with water, dried and then redispersed in chloroform to effect filtration. The filtered product was dried in a 100 < 0 > C vacuum oven to remove water and residual solvent to give compound PN1. The NMR analysis results for the compound PN1 thus prepared are shown in FIG.
[화학식 A](A)
[화학식 B][Chemical Formula B]
제조예Manufacturing example 2. 화합물(PN2)의 합성 2. Synthesis of Compound (PN2)
화합물 PN2의 합성 방식은 제조예 1에서 기재된 내용과 동일하며, 사용 된 각 화합물의 투입량이 각각 화학식 A의 화합물 34.024g, 화학식 B의 화합물 34.6 g, 탄산칼슘 35.9 g 과 DMF(Dimethyl Formamide) 194.2g 의 양만큼 투입되었다. 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 도 2에 기재하였다.Compound PN2 was synthesized in the same manner as described in Preparation Example 1 except that 34.024 g of the compound of Formula A, 34.6 g of the compound of Formula B, 35.9 g of calcium carbonate and 194.2 g of DMF (Dimethyl Formamide) . The NMR analysis results for the prepared compounds are shown in Fig.
제조예Manufacturing example 3. 화합물(PN3)의 합성 3. Synthesis of Compound (PN3)
화합물 PN3의 합성 방식은 제조예 1에서 기재된 내용과 동일하며, 사용 된 각 화합물의 투입량이 각각 화학식 A의 화합물 15.311g, 화학식 B의 화합물 24.5g, 탄산칼슘 28g 과 DMF(Dimethyl Formamide) 162.1g 의 양만큼 투입되었다. 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 도 3에 기재하였다.Compound PN3 was synthesized in the same manner as described in Preparation Example 1 except that the amount of each compound used was 15.311 g of the compound of Formula A, 24.5 g of the compound of Formula B, 28 g of calcium carbonate and 162.1 g of DMF (Dimethyl Formamide) The amount was input. The NMR analysis results for the prepared compounds are shown in Fig.
제조예Manufacturing example 4. 화합물(PN4)의 합성 4. Synthesis of Compound (PN4)
화합물 PN4의 합성 방식은 제조예 1에서 기재된 내용과 동일하며, 사용된 각 화합물의 투입량이 각각 화학식 A의 화합물 11.9g, 화학식 B의 화합물 25.5g, 탄산칼슘 29g 과 DMF(Dimethyl Formamide) 164.2g 의 양만큼 투입되었다. 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 도 4에 기재하였다.Compound PN4 was synthesized in the same manner as described in Preparation Example 1 except that the amount of each compound used was 11.9 g of the compound of Formula A, 25.5 g of the compound of Formula B, 29 g of calcium carbonate and 164.2 g of DMF (Dimethyl Formamide) The amount was input. The NMR analysis results for the prepared compounds are shown in Fig.
제조예Manufacturing example 5. 화합물(PN5)의 합성 5. Synthesis of Compound (PN5)
화합물 PN5 의 합성 방식은 제조예 1에서 기재된 내용과 동일하며, 사용 된 각 화합물의 투입량이 각각 화학식 A의 화합물 8.5g, 화학식 B의 화합물 27.2g, 탄산칼슘 31.1g 과 DMF(Dimethyl Formamide) 173g 의 양만큼 투입되었다. 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 도 5에 기재하였다.Compound PN5 was synthesized in the same manner as described in Preparation Example 1 except that the amount of each compound used was changed to 8.5 g of the compound of Formula A, 27.2 g of the compound of Formula B, 31.1 g of calcium carbonate and 173 g of DMF The amount was input. The NMR analysis results for the prepared compounds are shown in Fig.
제조예Manufacturing example 6. 6.
하기 화학식 C의 화합물도 니트로 치환(nitro displacement) 반응에 의해 합성하였다. 4,4’-dihydroxybiphenyl 27.9 g과 100mL의 DMF(dimethyl formamide)를 3넥 RBF (3-neck round-bottom flask) 에 넣고 상온에서 교반하였다. 상기 혼합물에 4-nitrophthalonitrile 51.9g을 첨가하고, DMF 50 g을 추가하여 교반하여 용해시켰다. 탄산칼륨 62.2 g을 DMF 50g과 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85°C까지 승온시켰다. 5 시간 정도 반응시키고, 상온까지 냉각시킨 후에 상온상태의 반응 용액을 0.2N의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 침전물을 필터링한 후에 물로 씻어 주었다. 필터링한 생성물을 100°C 진공 오븐에서 하루 동안 건조시켜 물과 잔류 용매를 제거하고, 목적 화합물을 얻었다. 제조된 화합물에 대한 NMR 분석 결과는 도 6에 기재하였다.The compound of the following formula (C) was also synthesized by nitro displacement reaction. 27.9 g of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 100 mL of dimethylformamide (DMF) were placed in a 3-neck round-bottom flask (RBF) and stirred at room temperature. 51.9 g of 4-nitrophthalonitrile was added to the mixture, and 50 g of DMF was further added and dissolved by stirring. 62.2 g of potassium carbonate was added together with 50 g of DMF, and the temperature was raised to 85 ° C with stirring. After reacting for about 5 hours and cooling to room temperature, the reaction solution at room temperature was poured into 0.2N hydrochloric acid aqueous solution to neutralize and precipitate. The precipitate was filtered and washed with water. The filtered product was dried in a 100 < 0 > C vacuum oven for one day to remove water and residual solvent, and the desired compound was obtained. The NMR analysis results for the prepared compound are shown in Fig.
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
상기 제조예 1 내지 5의 화합물의 물성은 하기 표 1에 정리된 바와 같다.The physical properties of the compounds of Preparation Examples 1 to 5 are summarized in Table 1 below.
(단위:°C )Heat generation start temperature
(Unit: ° C)
(단위: J/g)Heat energy
(Unit: J / g)
(단위: %)The residue at 900 ° C
(unit: %)
상기 표 1의 결과에 의하면, 200°C 이상의 고온에서 분해가 일어나는 화학식 A에서 파생된 본 출원의 특정 화합물들은 자체 경화가 가능해지면서 발열 경향을 보이고, 화합물 자체의 내열성도 향상됨을 알 수 있다.According to the results shown in Table 1, specific compounds of the present invention derived from the formula (A) in which decomposition occurs at a high temperature of 200 ° C or higher exhibit a tendency to exotherm with self-curing, and the heat resistance of the compound itself is also improved.
실시예Example 1. One.
제조예 2에서 합성된 화합물 PN2 의 화합물을 단독으로 중합하고, 그 물성을 평가하였다.The compound of the compound PN2 synthesized in Production Example 2 was polymerized singly, and the properties thereof were evaluated.
비교예Comparative Example 1. One.
제조예 6에서 합성된 화학식 C의 화합물을 단독으로 중합하고, 그 물성을 평가하였다.The compound of the formula (C) synthesized in Production Example 6 was polymerized singly and the properties thereof were evaluated.
상기 실시예 1 와 비교예 1의 결과에 대하여 측정한 물성을 정리하면 하기 표 2와 같다.The physical properties measured for the results of Example 1 and Comparative Example 1 are summarized in Table 2 below.
(단위: %)The residue at 900 ° C
(unit: %)
상기 표 1 및 2의 결과로부터 본 출원의 특정 화학식의 화합물은 하나의 화학식 A의 화합물로부터 다관능기의 수를 조절하여 다양한 발열 경향을 나타내고, 내열성도 우수함을 알 수 있다.From the results of Tables 1 and 2, it can be seen that the compound of the specific formula of the present application exhibits various exothermic tendencies by controlling the number of polyfunctional groups from one compound of formula (A) and excellent heat resistance.
Claims (13)
[화학식 1]
화학식 1에서, R1 내지 R5는 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되며, 서로 동일하거나 상이한 치환기 또는 히드록시기이다:
[화학식 2]
화학식 2에서, L1은 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이고, R6 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기, 히드록시기 또는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 치환기이며, R6 내지 R10 중 적어도 하나는 하기 화학식 4로 표시되는 치환기이다:
[화학식 3]
화학식 3에서 R11 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기 또는 시아노기이며, R11 내지 R15 중 적어도 2개는 시아노기이다:
[화학식 4]
화학식 4에서, L2는 산소 원자, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-이고, R16 내지 R20은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기, 히드록시기 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 치환기이다.A compound represented by the following formula (1) having at least one substituent represented by the following formula (3):
[Chemical Formula 1]
In the general formula (1), R 1 to R 5 are the same or different substituent or hydroxyl group represented by the general formula (2) or (3)
(2)
In formula (2), L 1 is an oxygen atom, -C (= O) -O- or -OC (= O) -, and R 6 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, A hydroxyl group, or a substituent represented by the following formula (3) or (4), and at least one of R 6 to R 10 is a substituent represented by the following formula (4)
(3)
In formula (3), R 11 to R 15 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an alkynyl group or a cyano group, and at least two of R 11 to R 15 are cyano groups;
[Chemical Formula 4]
In formula (4), L 2 is an oxygen atom, -C (= O) -O- or -OC (= O) -, and R 16 to R 20 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, A hydroxy group, or a substituent group represented by the above-described formula (3).
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