연삭 공구용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 연삭 공구

【기술분야】

관련 출원과의 상호 인용

본 출원은 2017년 5월 24 일자 한국 특허 출원 제 10-2017-0064326호 및 2018 년 5 월 23 일자 한국 특허 출원 제 10-2018-0058367 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌들에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다. 본 발명은 연삭 공구용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 연삭 공구에 관한 것이다.

【발명의 배경이 되는 기술】

연삭 공구는 금속 , 플라스틱, 세라믹 등 다양한 소재의 물품을 마찰에 의해 연마 및 /또는 절삭하는데 이용되는 공구이다. 일반적으로 , 연삭 공구는 연마 입자, 충전제 및 수지 결합제를 포함한 조성물을 사용하여 형성된다.

한편, 임의의 연삭 물품에 대한 연삭 공정에서, 연삭 공구와 물품 사이의 마찰로 인해 연삭 영역의 온도가 급격히 상승한다. 연삭 대상 물품이 연삭이 어려운 난색제, 예를 들어 하드 메탈이나 고경도의 세라믹인 경우 매우 높은 온도의 마찰열이 발생한다.

이러한 연삭 영역에서의 온도 상승은 연삭 공구의 열적 파손과 수명 단축을 야기하는 주 요인으로 작용한다ᅳ 예를 들어, 연삭 공정에서의 마찰에 의해 상기 수지 결합제가 열분해되고, 상기 수지 결합제에 의해 결합되어 있던 연마 입자와 층전제가 연삭 공구로부터 탈락될 수 있다.

연삭 공구의 열적 파손을 최소화하기 위하여, 내열성이 우수한 것으로 알려진 폴리이머드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지 등이 상기 수지 결합제로 적용되어왔다.

그런데, 상기 폴리이미드 수지는 고내열성을 나타내지만, 그 제조 비용이 높고 제조 공정이 매우 복잡하여 생산성이 떨어지는 단점이 있다. 그리고, 상기 에폭시 수지, 페놀 수지 등으로는 층분한 내열성과 내구성을 확보하기 어려운 한계가 있다.

【발명의 내용】

【해결하고자 하는 과제】

본 발명은 손쉬운 가공 공정으로 우수한 내열성과 내구성을 갖는 연삭 공구의 제공을 가능케 하는 연삭 공구용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다. 그리고, 본 발명은 상기 수지 조성물로 제조되어 향상된 내열성과 내구성을 갖는 연삭 공구를 제공하기 위한 것이다.

【과제의 해결 수단】

본 발명에 따르면,

연마 입자,

층전제 및

프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물로부터 경화된 수지 결합제

를 포함한, 연삭 공구용 수지 조성물이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물로 제조된 연삭 공구가 제공된다. 이하, 발명의 구현 예들에 따른 연삭 공구용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 제조된 연삭 공구에 대해 상세히 설명하기로 한다.

그에 앞서, 본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 ¹ 포함 ¹ 의 의미는 특정 특성 , 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및 /또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및 /또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. I. 연삭 공구용 수지 조성물

발명의 일 구현 예에 따르면,

연마 입자,

충전제 및

프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물로부터 경화된 수지 결합제

를 포함한, 연삭 공구용 수지 조성물이 제공된다. 본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 연마 입자 및 충전제를 포함한 연삭 공구용 수지 조성물에 프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물로부터 경화된 수지 결합제를 적용할 경우 손쉬운 가공 공정을 통해 우수한 내열성과 내구성을 갖는 연삭 공구를 제공할 수 있음이 확인되었다.

특히, 본 발명을 통해 제공되는 상기 연삭 공구용 수지 조성물은 상기 수지 결합제를 포함함에 따라 마찰열에 의한 연삭 공구의 열분해 혹은 열적 파손을 최소화할 수 있어 연삭 공구가 갖는 내구도와수명의 향상을 가능케 한다. 이하, 상기 연삭 공구용 수지 조성물에 포함될 수 있는 성분들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 연삭 공구용 수지 조성물은 연마 입자를 포함한다.

상기 연마 입자는 연삭 대상 물품과의 마찰에 의해 상기 물품의 표면을 연마 및 /또는 절삭하는 작용을 하는 입자이다.

상기 연마 입자로는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 것이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 입자는 금속 입자, 무기물 입자, 금속 코팅 무기물 입자 등일 수 있다.

구체적으로, 상기 연마 입자는 천연 다이아몬드, 합성 다이아몬드, 질화붕소, 입방정 질화붕소 (CBN), 알루미나, 실리카, 실리콘카바이드, 알루미나- 지르코니아, 티타늄 다이보라이드, 및 보론카바이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 연마 입자의 종류와 입경은 연삭 대상 물품의 소재 또는 형태 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 입자의 평균 입경은 0.1 fM 이상, 혹은 0.5 im 이상, 흑은 1 mi 이상, 흑은 10 IM 이상, 흑은 50 rn 이상; 그리고 2000 μιη 이하, 혹은 1500 이하, 혹은 1000 [M 이하, 흑은 750 이하 일 수 있다.

상기 연마 입자의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 과립, 구, 봉, 다각면, 피라미드 등꾀 다양한 형태로 적용될 수 있다.

그리고, 상기 연마 입자의 함량은 연삭 대상 물품의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 20 내지 60 중량 %일 수 있다. 구체적으로, 상기 연마 입자는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 20 중량 ⁰ / ₀ 이상, 혹은 25 중량 ⁰ / ₀ 이상, 혹은 30 중량 ⁰ / ₀ 이상, 혹은 35 중량 ⁰ / ₀ 이상, 흑은 40 중량 ⁰ / ₀ 이상; 그리고 60 중량 ⁰ / ₀ 이하, 흑은 55 중량 ⁰ / ₀ 이하, 혹은 50중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함될 수 있다.

연삭 작용이 층분히 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 연마 입자의 함량은 20 중량 ⁰ / ₀ 이상인 것이 바람직하다. 다만, 연마 입자가 과량으로 첨가될 경우 연마 입자가 연삭 공구로부터 쉽게 탈락되는 등 내구성이 저하될 수 있으므로, 상기 연마 입자는 60 중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 연삭 공구용 수지 조성물은 층전제를 포함한다. .

상기 층전제는 연삭 공구가 나타내는 강성, 압축 강도, 굽힘 계수, 내마모도, 열전도율, 전성, 연삭, 접착, 윤활 특성 등의 물성을 보강하기 위해 첨가된다.

상기 충전제로는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 것이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 층전제는 금속 층전제, 무기 층전제, 유기 충전제, 복합충전제 등일 수 있다. ^'

구체적으로, 상기 층전제는 구리, 텅스텐, 산화철, 구리 -주석 합금, 실리콘카바이드, 알루미나, 방해석, 이회암, 대리석, 석회석, 크리올라이트, 실리카, 실리케이트, 메탈 카보네이트, 메탈 설페이트, 메탈 설파이트, 메탈 옥사이드, 염화 나트륨, 염화 마그네슘, 이황화 철, 이황화 몰리브덴, 삼황화 안티몬, 흑연, 유리 섬유, 이황화 몰리브덴, 삼황화 안티몬, 텅스텐 설파이드, 실란 커플링 에이전트, 티타네이트 커플링 에이전트, 지르코네이트 커플링 에이전트, 지르코알루미네이트 커플링 에이전트, 및 탄소 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 층전제일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 충전제의 종류와 입경은 보강하고자 하는 연삭 공구의 물성, 충전제의 분산성 등을 고려하여 결정될 수 있다.

상기 층전제의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 액상, 과립, 구, 봉 , 다각면, 피라미드, 섬유 등의 다양한 형태로 적용될 수 있다.

그리고, 상기 층전제의 함량은 연삭 대상 물품의 종류 및 보강하고자 하는 물성 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 바람직하게는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 10 내지 60 중량 ⁰ / ₀ 일 수 있다. 구체적으로, 상기 충전제는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 10 중량 ⁰ / ₀ 이상, 혹은 15 중량 ⁰ / ₀ 이상, 혹은 20 중량 ⁰ / ₀ 이상; 그리고 60 중량 ⁰ / ₀ 이하, 혹은 50 중량 ⁰ / ₀ 이하, 흑은 40 중량 % 이하, 흑은 30중량 ⁰ / ₀ 이하, 혹은 25 중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함될 수 있다.

층전제에 의한 보강 효과가 층분히 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 층전제의 함량은 10 중량 ⁰ / ₀ 이상인 것이 바람직하다. 다만, 충전제가 과량으로 첨가될 경우 연마 효율이 저하되거나 층전제가 연삭 공구로부터 쉽게 탈락되는 등 내구성이 저하될 수 있으므로, 상기 충전제는 60 중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함되는 것이 바람직히다. 한편, 상기 연삭 공구용 수지 조성물은 프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물로부터 경화된 수지 결합제를 포함한다.

상기 수지 결합제는 상기 연삭 공구용 수지 조성물에 성형 가공성을 부여하고 상기 연마 입자 및 상기 층전제를 연삭 공구에 안정적으로 고정하기 위해 첨가된다. 상기 연삭 공구용 수지 조성물은 상기 수지 결합제를 매트릭스로 상기 연마 입자와 상기 충전제가 분산된 상태로쩨공된다.

상기 수지 결합제는 고내열성을 갖는 종래의 폴리이미드 수지에 비하여 복잡한 가공 공정이 요구되지 않으면서도, 종래의 열경화성 또는 열가소성 수지 결합제와동등한 정도의 손쉬운 공정으로 연삭 공구의 제공을 가능케 한다.

상기 수지 결합제는 프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물로부터 경화된 화합물로서, 프탈로니트릴 화합물과 경화제의 흔합물 또는 상기 흔합물의 반웅에 의해 형성된 프리폴리머일 수 있다.

여기서, 프리폴리머라 함은, 상기 연삭 공구용 수지 조성물 내에서 프탈로니트릴 화합물과 경화제의 반웅이 어느 정도의 일어난 상태 (예를 들어, 소위 A 또는 B 스테이지 단계의 중합이 일어난 상태)이나, 완전히 중합된 상태에는 이르지 않고, 적절한 유동성을 나타내어, 예를 들어,후술하는 바와 같은 연삭 공구용 소재로의 가공이 가능한 상태를 의미할 수 있다.

또한, 상기 프리폴리머는 상기 프탈로니트릴 화합물과 경화제의 중합이 어느 정도 진행된 상태에 해당하는 것으로, 약 150 ^° C 내지 250 ^° C의 범위 내의 온도에서 측정된 용융 점도가 100 cP내지 50,000 cP, 100 cP 내지 10,000 cP, 또는 100 cP 내지 5000 cP의 범위 내에 있는 상태를 의미할 수 있다. 따라서, 상기 프리폴리머 역시 상기 연삭 공구용 수지 조성물과 마찬가지로 우수한 경화성, 낮은 용융 온도 및 넓은 프로세스 윈도우 (process window)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 프리폴리머의 가공 온도는 150 ^° C 내지 350 ^° C의 범위 내일 수 있다. 이때, 가공 온도라 함은 상기 프리폴리머가 가공 가능한 상태로 존재하는 온도를 의미한다. 이러한 가공 온도는, 예를 들어, 용융 온도 (T _m ) 또는 유리전이온도 (T _g )일 수 있다. 이러한 경우에 상기 프리폴리머의 프로세스 윈도우, 즉 상기 가공 온도 (T _p )와 상기 프리폴리머의 경화 온도 (T _c )의 차이 (T _c -T _p )의 절대값은 3(rc 이상, 5(rc 이상 또는 loo ^° c 이상일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 경화 온도 (Tc)가 상기 가공 은도 (Τ _ρ )에 비하여 높을 수 있다. 이러한 범위는 프리폴리머를 사용하여, 예를 들어 후술하는 연삭 공구를 제조하는 과정에서 적절한 가공성을 확보하는 것에 유리할 수 있다. 상기에서 프로세스 원도우의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 상기 가공 온도 (Τ _ρ )와 경화 은도 (T _c )의 차이 (T _c -T _p )의 절대값은 400 ^° C 이하 또는 300 ^° c 이하일 수 있다ᅳ 한편, 상기 수지 결합제에 적용돨 수 있는 프탈로니트릴 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 상기 프탈로니트릴 화합물로 경화제와의 반웅을 통해 프탈로니트릴 수지를 형성할 수 있는프탈로니트릴 구조를 2개 이상, 혹은 2개 내지 20개, 흑은 2개 내지 16개, 혹은 2개 내지 12개, 흑은 2개 내지 8개, 혹은 2개 내지 4개를 포함하는 화합물이 사용될 수 있다.

상기 프탈로니트릴 수지의 형성에 적합한 것으로 공지되어 있는 화합물은 다양하게 존재하며, 본 발명에서는 상기와 같은 공지의 화합물이 모두 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 화합물의 예로는, 미국 특허 제 4,408,035호, 미국 특허 제 5,003,039호, 미국 특허 제 5,003,078호, 미국 특허 제 5,004,8이호, 미국 특허 제 5,132,396호, 미국 특허 제 5,139,054호, 미국 특허 제 5,208,318호, 미국 특허 제 5,237,045호, 미국 특허 제 5,292,854호 또는 미국 특허 게 5,350,828호 등에서 공지되어 있는 화합물이 예시될 수 있으며, 상기 문헌들에 의한 것 외에도 업계에서 공지되어 있는 다양한 화합물이 상기 예시에 포함될 수 있다. 그리고, 상기 수지 결합제는 상기 프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물이 아민계 화합물, 히드록시계 화합물 및 이미드계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 경화제에 의해 경화된 것일 수 있다. 상기 아민계 화합물, 히드록시계 화합물 및 이미드계 화합물은 각각 분자 내에 적어도 하나의 아미노기, 히드록시기 또는 이미드기를 갖는 화합물을 의미한다.

바람직하게는, 상기 경화제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

M은 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물 유래의 4가 라디칼이고,

Χΐ 및 X ² 는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알킬리덴기 또는 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼이고 ,

η은 1 이상의 수이다.

상기 화학식 1로 표시되는 이미드계 화합물은 분자 내에 이미드 구조를 포함함으로써, 상기 수지 결합제가 우수한 내열성을 갖도록 하면서도, 상기 연삭 공구용 수지 조성물이 높은 온도에서 가공 또는 경화되는 경우에도 물성에 악영향을 미칠 수 있는 보이드 (void) 등의 결함을 유발시키지 않도록 한다. 상기 화학식 1에서, M은 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있다. 여기서, 상기 지방족, 지환족 또는 방향족 화합물에서 분자 내

4개의 수소 원자가 이탈되어 형성된 라디칼이 각각 상기 화학식 1의 카보닐기의 탄소 원자와 연결되는 구조를 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 지방족 화합물로는, 직쇄형 또는 분지쇄형인 알칸, 알켄, 또는 알킨이 예시될 수 있다. 상기 지방족 화합물로는, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알칸, 알켄, 또는 알킨이 사용될 수 있다. 상기 알칸, 알켄, 또는 알킨은 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.

상기 지환족 화합물로는, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12, 탄소수 3 내지 8 또는 탄소수 3 내지 4의 비방향족 고리 구조를 포함하는 탄화수소 화합물이 예시될 수 있다. 이러한 지환족 탄화수소 화합물은 고리 구성 원자로서, 산소 또는 질소와 같은 헤테로 원자를 적어도 하나 포함할 수도 있으며, 필요한 경우에 임의로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다. 상기 방향족 화합물로는, 벤젠, 벤젠을 포함하는 화합물 또는 상기 중 어느 하나의 유도체가 예시될 수 있다. 상기 벤젠을 포함하는 화합물로는, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 축합되어 있거나, 직접 연결된 구조 또는 적절한 링커 (linker)에 의해 연결되어 있는 구조의 화합물을 의미할 수 있다. 상기 2개의 벤젠 고리를 연결하는 것에 적용되는 링커로는, 알킬렌기, 알킬리덴기, -0-, -S-, -C(=0)-, -s(=o)-, -s(=o) ₂ -, -C(=0)-0-U-0- C(O)-, -L ² -C(=0)-0-L ³ -, -L ⁴ -0-C(=0)-L ⁵ -, 또는 -ΙΛΑ^-ΙΛΑ^-ΙΛ 등이 예시될 수 있다. 상기 예시에서 L ⁱ 내지 L ⁸ 는 각각 독립적으로, 단일 결합, -0-, 알킬렌기, 또는 알킬리덴기이고; Ari 및 Ar ² 는 각각 독립적으로 아릴렌기일 수 있다. 상기 방향족 화합물은, 예를 들어, 6개 내지 30개, 6개 내지 28개, 6개 내지 27개, 6개 내지 25개, 6개 내지 20개 또는 6개 내자 12개의 탄소 원자를 포함할 수 있고, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 상기 방향족 화합물의 탄소 원자의 수는, 그 화합물이 전술한 링커를 포함하는 경우에, 그 링커에 존재하는 탄소 원자도 포함한수이다. 구체적으로 예를 들어, 상기 화학식 1에서 M은 알칸, 알켄, 또는 알킨 유래의 4가 라디칼이거나, 또는 하기 화학식 2 내지 7 중 어느 하나로 표시되는 화합물 유래의 4가 라디칼일 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에서, Ri 내지 R ⁶ 은 각각 독립적으로, 수소 , 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기이다.

화학식 3]

상기 화학식 3에서, Ri 내지 R ⁸ 은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.

[화학식 4]

상기 화학식 4에서,

R ⁱ 내지 R ⁱ o은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기이고, X는 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, -0-, -S-, -c(=o)-, -s(=o)-, -s(=o) ₂ -, - C(=0)-0-U-0-C{=0)-, -L ² -C(=0)-0-L ³ -, -L ⁴ -0-C(=0)-L ⁵ -, 또는 -L^A^-I -A^-L ⁸ - 이며; 여기에서 Li 내지 L ⁸ 은 각각 독립적으로, 단일 결합, -0-, 알킬렌기, 또는 알킬리덴기이고; Ari 및 Ar ² 는 각각 독립적으로 아릴렌기이다. 본 명세서에서 ¹ 단일 결합 ¹ 은 그 부분에 원자가 존재하지 않은 경우를 의미한다. 따라서, 상기 화학식 4에서 X가 단일 결합인 경우, X로 표시되는 부분에 원자가 존재하지 않은 경우를 의미하고, 이 경우 X의 양측의 벤젠 고리는 직접 연결되어 비페닐 구조를 형성할 수 있다.

상기 화학식 4에서,상기 X중에서 -C(=0)-0-U-0-C(=0)-, -L ² -C(=0)-0-L ³ -, 또는 -L ⁴ -0-C(=0)-L ⁵ -에서 L ¹ 내지 L ⁵ 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리펜기일 수 있고; 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 치환또는 비치환되어 있을 수 있다..

또한, 화학식 4의 X 중에서 - ΙΛΑ^-ΙΛΑ^-ΙΛ에서, 상기에서 L ⁶ 및 L ⁸ 은 - 0-일 수 있고; 1 은 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리덴기일 수 있으며; 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 치환 또는 비치환되어 있을 수 있다. 상기 Ar ⁱ 및 Ar ² 는 페닐렌기일 수 있고, 이러한 경우에 17을 기준으로 상기 L ⁶ 및 L ⁸ 은 각각 상기 페닐렌의 오소, 메타 또는 파라 위치에 연결되어 있을 수 있다.

5] 상기 화학식 5에서

R ⁱ 내지 R ⁴ 는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는 알콕시기이되, R ^] 내지 R ⁴ 중 2개는 서로 연결되어 알킬렌기를 형성할 수 있고,

A는 알킬렌기 또는 알케닐렌기이되, A의 알킬렌기 또는 알케닐렌기는 헤테로 원자로서 하나 이상의 산소 원자를 포함할 수 있다.

화학식 6에서, R ¹ 내지 R ⁴ 는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는 알콕시기이고 , A는 알킬렌기이다.

[화학식 7]

알콕시기이다. 상기 화학식 2 내지 7로 표시되는 화합물 유래의 4가 라디칼은, 상기 화학식 2 내지 7의 치환기인 R ¹ 내지 R ¹⁰ 이 직접 이탈되어 형성되거나, 흑은 R ¹ 내지 R ⁱ o에 존재할 수 있는 치환기인 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알킬렌기 또는 알케닐렌기에 속하는 수소 원자가 이탈되어 형성될 수도 있다.

예를 들어, 상기 4가 라디칼이 화학식 3의 화합물로부터 유래하는 경우, 화학식 3의 R ⁱ 내지 R6 중 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상 또는 4개가 라디칼을 형성하거나, 흑은 상기 R ¹ 내지 R ⁶ 에 존재하는 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기의 수소 원자가 이탈되어 상기 라디칼이 형성될 수 있다. 상기에서 라디칼을 형성한다는 것은, 상술한 바와 같이 그 부위가 화학식 1의 카보닐기의 탄소 원자에 연결되는 것을 의미할 수 있다.

또한, 상기 4가 라디칼이 화학식 4의 화합물로부터 유래하는 경우, 화학식 4의 R ⁱ 내지 R ⁱ o은 각각 독립적으로,수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이되, 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상 또는 4개는 화학식 1에 연결되는 라디칼을 형성할 수 있다ᅳ 상기 라디칼을 형성하지 않는 각각은 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나, 수소 또는 알킬기일 수 있다. 하나의 예시에서 화학식 4에서는 R7 내지 R9 중 어느 2개와 R2 내지 R4 중 어느 2개가 상기 라디칼을 형성할 수 있고, 다른 치환기는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이거나, 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나, 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들어, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 밴젠 또는 1,2,4,5-테트라알킬벤젠 등일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 비페닐이나, 또는 하기 화학식 A 내지 F 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다:

[화학식 F] 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 사이클로핵산 등과

8의 사이클로알칸, 하나 이상의 알킬기로 치환되어 사이클로핵센 등과 같은 탄소수 4 내지 8의 사이클로알켄, 또는 하기 화학식 G 내지 I 중 어느 하나의 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

I] 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 J로 표시되거나, 또는 하기 화학식 J로 표시되는 화합물의 수소 중 적어도 하나가 알킬기로 치환되어 있는 화합- _이 예시될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

한편, 상기 화학식 1에서, X ¹ 및 X ² 는 각각 독립적으로 , 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼일 수 있다. 예를 들어, Χ ^ΐ 및 X ² 는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 40의 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼일 수 있다. 여기서, 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼은 전술한 방향족 화합물 유래의 2가 라디칼일 수 있다.

구체적으로 예를 들어, χι 및 X ² 는 각각 독립적으로, 하기 화학식 8 내지 10 중 어느 하나로 표시되는 화합물 유래의 2가 라디칼일 수 있다. 상기 화학식 8에서, R ^U 내지 R ¹⁶ 은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기 알콕시기, 아릴기, 히드록시기, 또는 카르복실기이다.

상기 화학식 9에서,

R11 내지 0은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 히드록시기, 또는 카르복실기이고,

X ¹ 은 단일 결합, 알킬렌기, 알킬리덴기, -0-, -S-, -C(=0)-, -NR ²¹ -, -S(=0)-, - S(=0) ₂ -, -L ⁹ -Ar ³ -U ⁰ - 또는 L ^U -Ar ^-A -L ¹³ - 이며; 여기에서 R ²¹ 은 수소, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기이고; U 내지 은 각각 독립적으로, 단일 결합, -0-, 알킬렌기, 또는 알킬리덴기이고; Ar ³ 내지 Ar ⁵ 는 각각 독립적으로 아릴렌기이다.

[화학식 1이 _.

상기 화학식 10에서, R ^U 내지 R ^2Q 은 각각 독립적으로, 수소, 알킬기 알콕시기, 아릴기, 히드록시기,또는 카르복실기이다. 상가 화학식 8 내지 10으로 표시되는 화합물 유래의 2가 라디칼은, 상기 화학식 8 내지 10의 치환기인 R ¹¹ 내지 R ²⁰ 이 직접 이탈되어 형성되거나, 혹은 R ¹¹ 내지 R ² o에 존재할 수 있는 치환기인 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알킬렌기 또는 알케닐렌기에 속하는 수소 원자가 이탈되어 형성될 수도 있다.

예를 들어, 상기 2가 라디칼이 상기 화학식 8로 표시되는 화합물로부터 유래하고, 그 예로 페닐렌인 경우, 화학식 1의 X ^I 에서 Ν에 연결되는 부위를 기준으로 한 아민기의 치환 위치는 오소 (ortho), 메타 (meta) 또는 파라 (para) 위치일 수 있고, 화학식 1의 X ² 에서 N에 연결되는 부위를 기준으로 한 아민기의 치환 위치는 역시 오소 (ortho), 메타 (meta) 또는 파라 (para) 위치일 수 있다.

또한, 상기 2가 라디칼이 상기 화학식 9로 표시되는 화합물로부터 유래하는 경우, 화학식 9의 R ⁷ 내지 R ⁹ 중 어느 하나와 화학식 9의 R ² 내지 R ⁴ 중 어느 하나가 화학식 1의 질소 원자에 연결되는 라디칼을 형성할 수 있다. 상기 라디칼을 형성하는 치환기를 제외한 다른 치환기는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이거나, 수소, 알킬기 또는 알콕시기이거나, 또는 수소 또는 알킬기일 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들어, 상기 화학식 8로 표시되는 화합물은 적어도 하나의 히드록시기 또는 카복실기로 치환되어 있을 수 있는 벤젠이 예시될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 화학식 9로 표시되는 화합물은 적어도 하나의 히드록시기 또는 카복실기로 치환되어 있을 수 있는 비페닐, 상기 화학식 A 내지 F 중 어느 하나로 표시되면서 적어도 하나의 히드록시기 또는 카복실기로 치환되어 있을 수 있는 화합물, 또는 하기 화학식 K 또는 M으로 표시되면서 적어도 하나의 히드록시기 또는 카복실기로 치환되어 있을 수 있는 화합물이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

[화학식 K]

상기 화학식 10으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 N으로 표시되거나, 또는 하기 화학식 N으로 표시되는 화합물의 수소 중 적어도 하나가 히드록시기 또는 카복실기로 치환되어 있는 화합물이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에 있어서, 알킬기는 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 알킬기일 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형 , 분지쇄형, 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.

본 명세서에 있어서, 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 알콕시기일 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형, 또는 고리형일 수 있으며, 필요한 경우에 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 전술한 방향족 화합물로부터 유래된 1가 잔기를 의미할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 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.

본 명세서에 있어서, 지방족 화합물, 지환족 화합물, 방향족 화합물, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알킬렌기, 또는 알킬리덴기 등에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티을기, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 화학식 1에서, n은 이미드 반복 단위의 개수를 의미하며, 1 이상의 수이다. 구체적으로, 상기 n은 1 이상, 혹은 2 이상; 그리고 200 이하, 혹은 150 이하, 흑은 100 이하, 흑은 80 이하, 혹은 70 이하, 혹은 60 이하, 흑은 50 이하, 흑은 40 이하,혹은 30 이하, 혹은 20 이하, 흑은 10 이하, 혹은 5 이하일 수 있다.

특히, 상기 경화제는 상기 화학식 1에서 상기 n이 2 이상, 바람직하게는 2 내지 200 범위 내의 수인 화합물인 것이 높은 열안정성과 내열성의 발현을 가능하게 한다는 점에서 보다 바람직하게 적용될 수 있다. 한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 공지의 유기 화합물의 합성법에 따라 합성할 수 있으며, 그 구체적인 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 화합물은, 디안하이드라이드 (dianhydride) 화합물과 디아민 화합물의 탈수 축합 반웅 등에 의해 형성할 수 있다.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 비점을 가져서, 고온에서 휘발 내지는 분해되지 않으며, 이에 따라 상기 연삭 공구용 수지 조성물의 경화성이 안정적으로 유지되면서도, 고온의 가공 내지는 경화 과정에서 물성에 악영향을 줄 수 있는 보이드 (void)를 형성하지 않는다.

일 예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 분해 온도가 300 ^° C 이상, 350 ^° C 이상, 400 ^° C 이상 또는 500 ^° C 이상일 수 있다. 이때 분해 은도는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 분해율이 10% 이하, 5% 이하 또는 1% 이하의 범위로 유지되는 온도를 의미할 수 있다. 상기 분해 온도의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 1,000 ^° C 이하일 수 있다.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 코어의 M이나 링커인 X ¹ 또는 X ² 의 선택에 의하여 상기 연삭 공구용 수지 조성물 자체의 프로세스 윈도우 (process window), 즉 상기 연삭 공구용 수지 조성물의 용융 온도와 경화 온도의 차이를 용이하게 조절할 수 있어서, 다양한 물성의 경화제로서 작용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 수지 결합제는 상기 프탈로니트릴 화합물을 함유한 조성물이 상기 경화제에 의해 경화된 것으로서, 상기 경화제는 상기 프탈로니트릴 화합물 1 몰 대비 0.02몰 내지 1.5 몰의 비율로 적용될 수 있다. 상기 프탈로니트릴 화합물이 충분히 경화되어 수지 결합제를 형성할 수 있도록 하기 위하여, 상기 경화제는 상기 프탈로니트릴 화합물 1 몰 대비 0.02 몰 이상으로 적용되는 것이 바람직하다. 다만, 경화제가 과량으로 적용될 경우 상기 수지 결합제를 포함하는 연삭 공구용 수지 조성물의 프로세스 원도우가 좁아질 수 있으므로, 상기 경화제는 상가프탈로니트릴 화합물 1 몰 대비 1.5 몰 이하로 적용되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 수지 결합제의 함량은 상기 연마 입자 및 층전제의 함량, 연삭 대상 물품의 종류 등에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 10 내지 50 중량 %일 수 있다ᅳ 구체적으로, 상기 수지 결합제는 상기 연삭 공구용 수지 조성물 전체 중량의 10 중량 ⁰ /。 이상, 혹은 15 중량 ⁰ / ₀ 이상, 흑은 20 중량 ⁰ / ₀ 이상; 그리고 50 중량 ⁰ / ₀ 이하, 혹은 45 중량 ⁰ / ₀ 이하, 흑은 40 중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함될 수 있다. ,

상기 연삭 공구가 목표로 하는 내열성을 나타낼 수 있도록 하면서도, 상기 연마 입자와 충전제가 연삭 공구에 층분히 결합되어 있을 수 있도록 하기 위하여, 상기 수지 결합제의 함량은 10 중량 ⁰ / ₀ 이상인 것이 바람직하다. 다만, 수지 결합제가 과량으로 첨가될 경우 연마 효율이 저하될 수 있으므로, 상기 수지 결합제는 50 중량 ⁰ / ₀ 이하로 포함되는 것이 바람직하다.

II. 연삭 공구

발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 상술한 수지 조성물로 제조된 연삭 공구가 제공된다.

상기 연삭 공구는 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 소재의 물품을 마찰에 의해 연마 및 /또는 절삭하는데 이용되는 공구로서, 상술한 수지 조성물을 사용하여 형성된다.

특히, 상기 연삭 공구는 상술한 연삭 공구용 수지 조성물에 의해 제조됨에 따라 연삭 공정에서의 마찰열에 의한 연삭 공구의 열분해 흑은 열적 파손이 최소화될 수 있어 향상된 내구도와수명을 나타낼 수 있다.

상기 연삭 공구는 상술한 연삭 공구용 수지 조성물을 사용하여 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.

예를 들어, 상기 연삭 공구는 상기 수지 조성물을 임의의 몰드 (mold)에 넣고 일정 압력으로 압축한 후 열을 가하는 압축 성형 공정 (compression molding process)에 의해 제조될 수 있다. 또한, 상기 연삭 공구는 사출 성형 공정 (injection molding process), 트랜스퍼 ^' 성형 공정 (transfer molding process) 등에 의해 제조될 수 있다. 【발명의 효과】

본 발명에 따른 연삭 공구용 수지 조성물은 높은 내열성과 우수한 가공성을 가져, 향상된 내열성과 내구성을 나타내는 연삭 공구의 제공을 가능케 한다.

【도면의 간단한 설명】

도 1 은 본 발명의 제조예 1 에 따른 화합물 (PN1)에 대한 ⁱ H-NMR 스펙트럼이다

도 2 는 본 발명의 제조예 2 에 따른 화합물 (PN2)에 대한 ⁱ H-NMR 스펙트럼이다.

도 3 은 본 따른 화합물 (CA1)에 대한 1H-NMR 스펙트럼이다.

도 4 는 본 따른 화합물 (CA2)에 대한 H-NMR 스펙트럼이다.

도 5 는 본 따른 화합물 (CA3)에 대한 H-NMR 스펙트럼이다.

【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것알 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다. 제조예 1. 프탈로니트릴 화합물 (PN1ᅵ의 합성

하기 화학식 11의 화합물 (PN1)을 다음의 방식으로 합성하였다.

하기 화학식 12의 화합물 32.7 g 및 120 g의 DMF(dimethyl formamide)를

3-neck RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고,상온에서 교반하여 용해시켰다. 이어서 하기 화학식 13의 화합물 51.9 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 62.2 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85 ^° C까지 승온시켰다. 상기 상태에서 약 5 시간 정도 반웅시킨 후에 상온까지 넁각시켰다. 넁각된 반웅 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반웅물을 100 ^° C의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 하기 화학식 11의 화합물 (PN1)을 약 80 중량 %의 수율로 수득하였다. 수득한 화학식 11의 화합물 (PN1)에 대한 H-NMR분석 결과를 도 1에 나타내었다.

[화학식 11]

[화학식 12]

[화학식 13]

제조예 2. 프탈로니트릴 화합물 (PN2ᅵ의 합성

하기 화학식 14의 화합물 (PN2)은 다음의 방식으로 합성하였다.

4,4'-bis(hydroxyphenyl)methane 28.0 g 및 150 mL의 DMF(dimethyl formamide)를 500 mL 3-neck RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 용해시켰다. 이어서 상기 흔합물에 4-nitrophthalonitrile 48.5 g을 추가하고, DMF 50 g을 추가한 후에 교반하여 용해시켰다. 이어서 탄산칼륨 58.1 g 및 DMF 50 g을 함께 투입하고, 교반하면서 온도를 85 ^° C까지 승온시켰다. 약 5 시간 정도 반웅시킨 후에 상온까지 냉각시켰다. 넁각된 반웅 용액을 0.2N 농도의 염산 수용액에 부어 중화 침전시키고, 필터링 후에 물로 세척하였다. 그 후, 필터링된 반웅물을 100 ^° C의 진공 오븐에서 1일 건조하고, 물과 잔류 용매를 제거한 후에 목적 화합물 (PN2)을 약 83중량 %의 수율로 수득하였다. 수득한 화학식 14의 화합물 (PN2)에 대한 ⁱ H-NMR분석 결과를 도 2에 나타내었다. 14]

제조예 3. 경화제 (CAl)의 합성

하기 화학식 17의 화합물 (CA1)은 디아민과 디안하이드라이드의 탈수축합에 의해 합성하였다. 4,4'-옥시디아닐린 ^-oxydianiline) 24 g 및 NMP(N-methyl-pyrrolidone) 40 g을 3-neck RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 워터 배스 (water bath)로 상기를 냉각시키고, 하기 화학식 18의 화합물 8.7 g을 서서히 3번에 나누어 40 g의 NMP와 함께 투입하였다. 투입된 화합물이 모두 용해되면, azeotrope를 위해 반웅물에 를루엔 16 g을 투입하였다. Dean-Stark 장치와 리플력스 콘덴서를 설치하고, Dean-Stark 장치에 를루엔을 투입하여 채웠다. 탈수 축합 촉매로 피리딘 42 mL를 투입하고, 온도를 170 ^° C까지 승온시키고, 3 시간 동안 교반하였다. 이미드 고리가 형성되면서 발생되는 물을 Dean-Stark 장치로 제거해 주면서 2 시간 동안 추가 교반하고:, 잔류 를루엔과 피리딘을 제거하였다. 반웅 생성물을 상온까지 넁각하고, 메탄올에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 추출하여 잔류 반웅물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 화학식 17의 화합물 (CA1)을 약 85 중량 ⁰ / ₀ 의 수율로 수득하였다. 수득한 화학식 17의 화합물 (CA1)에 대한 Ή-NMR분석 결과를 도 3에 나타내었다.

[화학식 17]

제조예 4. 경화제 (CA2ᅵ의 합성

하기 화학식 19의 화합물 (CA2)은 디아민과 디안하이드라이드의 탈수 축합에 의해 합성하였다. 4,4'-옥시디아닐린 (4,4'-oxydianiline) 24 g 및 NMP(N- methyl pyrrolidone) 50 g을 3-neck RBF(3 neck round bottom flask)어 1 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 워터 배스 (water bath)로 상기를 냉각시키고, 하기 화학식 18의 화합물 19.5 g을 서서히 3번에 나누어 100 g의 NMP와 함께 투입하였다. 투입된 화합물이 모두 용해되면, azeotrope 반웅을 위해 반웅물에 를루엔 30 g을 투입하였다. Dean-Stark 장치와 리플럭스 콘덴서를 설치하고, Dean-Stark 장치에 를루엔을 투입하여 채웠다. 탈수 축합 촉매로 피리딘 6.3 mL를 투입하고,온도를 170 ^° C까지 승온시키고, 3 시간 동안 교반하였다. 이미드 고리가 형성되면서 발생되는 물을 Dean-Stark 장치로 제거해주면서, 2 시간 동안 추가 교반하고, 잔류 를루엔과 피리딘을 제거하였다. 반응 생성물을 상온까지 냉각하고, 메탄올에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 추출하여 잔류 반웅물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 화학식 19의 화합물 (CA2)을 약 85 중량 %의 수율로 수득하였다. 수득한 화학식 19의 화합물 (CA2)에 대한 1H- NMR 분석 결과를 도 4에 나타내었다.

[화학식 19]

상기 화학식 19에서 η은 약 3이다.

[화학식 18]

제조예 5. 경화제 (CA3ᅵ의 합성

하기 화학식 20의 화합물 (CA3)은 디아민과 디안하이드라이드의 탈수축합에 의해 합성하였다. m-phenylene diamine 8.1 g과 NMP(N-methyl pyrrolidone) 50 g을 3-neck RBF(3 neck round bottom flask)에 투입하고, 상온에서 교반하여 용해시켰다. 워터 배스 (water bath)로 상기를 넁각하고, 하기 화학식 21의 화합물 26 g을 서서히 3번에 나누어 60 g의 NMP와 함께 투입하였다. 투입된 화합물이 모두 용해되면, azeotrope 반웅을 위해 반웅물에 를루엔 23 g을 투입하였다. Dean Stark 장치와 리플럭스 콘덴서를 설치하고, Dean Stark 장치에 를루엔을 투입하여 채웠다. 탈수 축합 촉매로 피리딘 5.2 mL을 투입하고 , 은도를 17CTC까지 승온시키고, 3 시간 동안 교반하였다. 이미드 고리가 형성되면서 발생되는물을 Dean Stark 장치로 제거하면서, 2 시간 동안 추가 교반하고, 잔류 를루엔과 피리딘을 제거하였다. 반웅 생성물을 상온까지 냉각하고, 메탄올에 침전시켜서 회수하였다. 회수된 침전물을 메탄올로 Soxhlet 추출하여 잔류 반웅물을 제거하고, 진공 오븐에서 건조하여 화학식 21의 화합물 (CA3)을 약 93 중량 %의 수율로 수득하였다. 상기 화학식 21의 화합물 (CA3)에 대한 H-NMR 분석 결과를 도 5에 나타내었다.

상기 화학식 20에서 ^η 은 약 3이다.

[화학식 21]

실시예 1

상기 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 (PN1)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 4의 경화제 (CA1)를 흔합한수지 결합제를 준비하였다.

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 충전제로 구리 50 중량 ⁰ /。, 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 금형에 투입하고 핫 프레스에서 30 MPa의 힘으로 250 ^° C 에서 10분, 300 ^° C 에서 20분 동안 경화하여 성형물을 얻었다.

상기 성형물을 350 ^° C 의 오븐에서 6 시간 동안 소성하여 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 실시예 2

상기 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 (PN1)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 5의 경화제 (CA2)를 흔합한 수지 결합제를 준비하였다.

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 충전제로 구리 50 중량 %, 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 ^' 방법으로 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 실시예 3

상기 제조예 1의 프탈로니트릴 화합물 (PN1)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 6의 경화제 (CA3)를 흔합한 수지 결합제를 준비하였다.

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 층전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 실시예 4

상기 제조예 2의 프탈로니트릴 화합물 (PN2)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 4의 경화제 (CA1)를 흔합한 수지 결합제를 준비하였다ᅳ

연마 입자로 평균 입경 100 / 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 층전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다. ^'

상기 수지 조성물을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 실시예 5

상기 제조예 2의 프탈로니트릴 화합물 (PN2)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 5의 경화제 (CA2)를 흔합한 수지 결합제를 준비하였다.

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 층전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 실시예 6

상기 제조예 2의 프탈로니트뮐 화합물 (PN2)의 1 몰 대비 0.2 몰의 비율로 상기 제조예 6의 경화제 (CA3)를 흔합한수지 결합제를 준비하였다.

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ /。, 층전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 상기 수지 결합제 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 비교예 1

연마 입자로 평균 입경 100 皿의 다이아몬드 입자 25 중량 ⁰ / ₀ , 충전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 페놀 레진 25 중량%를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 금형에 투입하고 핫 프레스에서 30 MPa의 힘으로 150 ^° C 에서 30분 동안 경화하여 성형물을 얻었다.

상기 성형물을 210 ^° C 의 오븐에서 6시간 동안 소성하여 연삭 공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 비교예 2

연마 입자로 평균 입경 100 의 다이아몬드 입자 25 중량 %, 충전제로 구리 50 중량 ⁰ / ₀ , 및 폴리이미드 수지 25 중량 %를 흔합하여 연삭 공구용 수지 조성물을 제조하였다.

상기 수지 조성물을 열 성형 금형에 투입하고 성형 온도 250 ^° C 내지

350 ^° C까지 온도를 순차적으로 을리면서 성형 압력 30 MPa 의 조건 하에서 가압과 감압을 반복하며 3 시간동만 가열, 가압 성형하여 성형물을 얻었다. 상기 성형물을 350 ^° C에서 3 시간 동안 열처리하여 연삭공구용 연삭층 시편을 제조하였다. 시험예 1. NMR분석

제조예 1 내지 5에서 얻은 PN1~PN2 및 CA1~CA3 화합물에 대하여 Agilent사의 500 MHz NMR 장비를 이용하여 제조사의 매뉴얼 대로 H-NMR 분석을 수행하였다. NMR 측정을 위한 샘플은 대상 화합물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)-d6에 용해시켜 제조하였다. 각 화합물에 대한 H-NMR 분석 결과를 도 1 내지 5에 나타내었다. 시험예 2. 열안정성 평가

TGA (thermogravimetric analysis)를 통해 연삭 공구용 연삭층 시편에 대한 열안정성 (열분해 정도)를 평가하였고, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 구체적으로, TGA는 Mettler-Toledo사의 TGA e850 장비를 이용하여 수행하였고, 측정의 시편에 대하여 약 25 ^° C에서 800 ^° C까지 10TV분의 속도로 온도를 승온시키면서 N ₂ flow의 분위기에서 분석을 수행하였다. 시험예 3. 내열성 평가

HDT(heat deflection temperature) 측정을 통해 연삭 공구용 수지 결합제에 대한 내열성을 평가하였고, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

구체적으로, 상기 내열성은 ASTM D648-16 (Method B) 규격의 시험법에 따라 측정하였다. 시험예 4. 가공 공정 평가

상기 실시예 및 비교예에서 각 수지 조성물을 사용한 연삭 공구용 연삭층 시편의 제조시 가공 공정의 복잡성 여부를 평가하였다.

【표 1】

상기 시험예 1 내지 4에 따르면, 실시예 1 내지 6에 따른 수지 조성물은 페놀 레진을 적용한 비교예 1의 공정에 준하는 방법으로 준비가 가능하였고, 폴리이미드 수지를 적용한 비교예 2의 공정에 비해 높은 생산성을 나타내었다. 그리고, 실시예 1 내지 6에 따른 연삭 공구용 연삭층 시편은 비교예 1의 시편에 비하여 TGA 측정 결과 상대적으로 높은 열안정성을 갖고, HDT 측정 결과 더 높은 내열성을 나타내는 것으로 확인되었다.