일반기술

비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물

*원리 및 구성본 발명은 비스페놀-A/ 비스페톨-S 에폭시 수지의 하이브리드 시스템을 이용한 에폭시 매트릭스에 관한 것이며, 더 상세하게는 기존의 열경화성 수지 중 일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 비스페놀 -A 타입 에폭시수지와 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 하이브리드 시켜, 기존의 비스페놀- A타입에폭시 수지 매트릭스의 물성을 향상시킨 새로운 매트릭스 제조방법에 관한 것이다.*배경비스페놀-A 타입 에폭시 수지는 널리 사용되고 있는 범용 수지로서 열적 특서과 내화학성이 우수하며, 접착성과 반응성이 우수하여 코팅, 구조용 접착제, 전기.전가 부품재료, 및 복합재료의 매트릭스 등에 널리 사용되고 있다.비스페놀-S 타입 에폭시 수지는 주쇄에 설폰기를 도입한 에폭시 수지로서 기계적 물성 등이 우수하여 부말 코팅, 구조용 접착제, 주형 재료, 적층판 및 프리프레그 제조 등에 널리 사용되고 있다.-본 발명의 하이브리드 조성물에서, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 조성물의 물성이 순수 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 매트릭스의 물성치에 비해 큰 증가를 보이지 않고, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 50 중량%보다 많은 경우에는 반고형 비스페놀-S 타입 에폭시 수지에 의해 혼화성이 떨어져 급격한 물성 감소 현상이 나타난다.본 발명의 조성물에서 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 증가함에 따라 경화제를 이용하여 경화시킬 때의 경화 발열 곡선이 저온으로 이동하여 작업공정이 단축된다. 또한, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 약 20 중량%일 때 수지의 임계응력 세기인자(KIC) 및 인장강도가 최대값을 보이고, 충격강도의 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 10 중량%일 때 최대치를 보인다(비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 16% 증가함). 본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 기계적 물성이 우수할뿐만 아니라 속경화 및 작업 공정 단순화로 작업 시간이 단축되는 한편, 열경화뿐만 아니라 상온 경화에 의해서도 경화될 수 있다.본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 통상적으로 경화공정을 거친 경화물에 150 내지 200 ℃에서 약 2시간 동안 후경화시킴으로써 미반응 반응물을 반응시켜 물성을 증가시킬 수도 있다.*종래기술기존의 비스페놀-A 타입 에폭시 수지는 잘 깨지는 취성과 고온에서의 열안정성 저하로 고성능 구조재 재료로의 이용에 제한을 받아왔다. 따라서 근래에는 이러한 단점들을 개선한 새로운 성능을 가진 매트릭스의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 이러한 요구에 부합하는 새로운 매트릭스 개발을 크게 두가지로 새로운 신규 수지를 합성하여 매트릭스 자체를 개발하는 방법과 기존의 매트릭스를 선정하여 이들을 하이브리드 시킴으로서 그 시너지 효과로 개개의 매트릭스 갖는 장점을 살리고 단점을 보완하여 향상된 물성을 지니는 매트릭스를 만드는 방법으로 나눌 수 있다. 전자의 경우, 많은 연구비용과 연구 시간의 투자가 불가피함으로 후자에 관심이 모아지고 있는 추세이다.*특징 및 장점1)기존 비스페놀-A 타입 에폭시 수지의 높은 취성, 고온에서의 열안정성 저하 등의 단점이 배제되어 속경화 및 우수한 기계적 특성 등이 구현.2)결합제로서 탄소섬유, 유리섬유, 보론섬유, 아라미드섬유와 같은 섬유에 도포, 함침 및 경화되어 섬유강화 복합재료를 제조하는데 유리하게 사용.