JP2013129720A - Imide-modified silicone elastomer - Google Patents

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modified silicone
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Tomohiro Nishio
智博 西尾
Toshiaki Kasazaki
敏明 笠崎
Takahiko Yoshida
隆彦 吉田
Shinichi Inoue
眞一 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imide-modified silicone elastomer excellent in heat resistance.SOLUTION: The imide-modified silicone elastomer is represented by formula (I), wherein Ris a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring; Rand Rare identical or different, and are a divalent organic group; Rto Rare identical or different, and are hydrogen, an alkyl group or a phenyl group; Ris a tetravalent organic group containing ≥4 carbon atoms; n is an integer of 1 to 160; and m is an integer of 1 to 100.

Description

本発明は、イミド成分とシロキサン成分とを有するエラストマーに関する。   The present invention relates to an elastomer having an imide component and a siloxane component.

従来から、柔軟であり、かつ強度および耐熱性等に優れるエラストマーとして、イミド変性エラストマーが知られている(例えば、特許文献1参照)。イミド変性エラストマーは、含有するエラストマー成分によって柔軟性を示し、かつ含有するイミド成分によって強度および耐熱性を示す。   Conventionally, an imide-modified elastomer is known as an elastomer that is flexible and excellent in strength, heat resistance, and the like (see, for example, Patent Document 1). The imide-modified elastomer exhibits flexibility by the contained elastomer component, and exhibits strength and heat resistance by the contained imide component.

しかし、特許文献1に記載されているような従来のイミド変性エラストマーは、エラストマー成分がオレフィンで構成されているため、高温雰囲気下においてオレフィンが熱劣化し易く、耐熱性が十分ではなかった。   However, in the conventional imide-modified elastomer as described in Patent Document 1, since the elastomer component is composed of olefin, the olefin is likely to be thermally deteriorated under a high temperature atmosphere, and the heat resistance is not sufficient.

一方、本出願人は、耐熱性に優れるイミド変性エラストマーとして、先に特許文献2に記載のようなイミド変性シリコーンエラストマーを開発した。このイミド変性シリコーンエラストマーは、シロキサン成分を含有しているため、比較的耐熱性には優れるものの、エラストマー成分がウレタンで構成されているため、高温雰囲気下においてウレタンが熱乖離によって劣化するという問題があり、必ずしも十分な耐熱性が得られていないのが現状であった。   On the other hand, the present applicant has previously developed an imide-modified silicone elastomer as described in Patent Document 2 as an imide-modified elastomer having excellent heat resistance. Although this imide-modified silicone elastomer contains a siloxane component and is relatively excellent in heat resistance, the elastomer component is composed of urethane, so that there is a problem that urethane deteriorates due to thermal divergence in a high temperature atmosphere. However, the current situation is that sufficient heat resistance is not always obtained.

特開平11−106507号公報JP-A-11-106507 特開2008−231155号公報JP 2008-231155 A

本発明の課題は、耐熱性に優れるイミド変性シリコーンエラストマーを提供することである。   An object of the present invention is to provide an imide-modified silicone elastomer having excellent heat resistance.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
(1)一般式(I):

Figure 2013129720
[式中、R1は、芳香族環または脂肪族環を含む2価の有機基を示す。R2およびR3は、それぞれ同一または異なる基であって、2価の有機基を示す。R4〜R7は、それぞれ同一または異なる基であって、水素、アルキル基、フェニル基を示す。R8は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示す。nは1〜160の整数を示す。mは1〜100の整数を示す。]で表されることを特徴とするイミド変性シリコーンエラストマー。
(2)ジイソシアナートを、シロキサン結合を有するジアミン化合物でウレア結合により鎖延長したポリシロキサン−ウレア化合物と、テトラカルボン酸二無水物と、を混合して反応させることによって得られるポリアミック酸を架橋した後にイミド化した共重合体である前記(1)記載のイミド変性シリコーンエラストマー。
(3)前記シロキサン結合を有するジアミン化合物とともに、シロキサン結合を有さないジアミン化合物をさらに添加する前記(2)記載のイミド変性シリコーンエラストマー。
(4)イミド分率が5〜80重量%である前記(1)〜(3)のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマー。
(5)イミド分率が10〜30重量%である前記(1)〜(4)のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマー。
(6)前記(1)〜(5)のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマーからなる成形品。
(7)ガスケットである前記(6)記載の成形品。 As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found a solution means having the following configuration and have completed the present invention.
(1) General formula (I):
Figure 2013129720
[Wherein, R 1 represents a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring. R 2 and R 3 are the same or different groups and represent a divalent organic group. R 4 to R 7 are the same or different groups, and each represents hydrogen, an alkyl group, or a phenyl group. R 8 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbons. n represents an integer of 1 to 160. m shows the integer of 1-100. ] The imide modified silicone elastomer characterized by the above-mentioned.
(2) A polyamic acid obtained by mixing and reacting a polysiloxane-urea compound obtained by chain-extending a diisocyanate with a diamine compound having a siloxane bond by a urea bond and tetracarboxylic dianhydride is crosslinked. The imide-modified silicone elastomer according to (1), wherein the imide-modified silicone elastomer is a copolymer that has been imidized after.
(3) The imide-modified silicone elastomer according to (2), wherein a diamine compound not having a siloxane bond is further added together with the diamine compound having a siloxane bond.
(4) The imide-modified silicone elastomer according to any one of (1) to (3), wherein the imide fraction is 5 to 80% by weight.
(5) The imide-modified silicone elastomer according to any one of (1) to (4), wherein the imide fraction is 10 to 30% by weight.
(6) A molded article comprising the imide-modified silicone elastomer according to any one of (1) to (5).
(7) The molded product according to (6), which is a gasket.

なお、本発明における「イミド変性シリコーンエラストマー」とは、イミド成分とシロキサン成分とを有するエラストマーのことを意味し、イミド成分の割合(イミド分率)によって樹脂も含む概念である。   In addition, the “imide-modified silicone elastomer” in the present invention means an elastomer having an imide component and a siloxane component, and is a concept including a resin depending on a ratio (imide fraction) of the imide component.

本発明によれば、主鎖にウレタンやオレフィン成分がなく、それゆえこれらが熱劣化することによる耐熱性の低下の問題がなく、しかも主鎖にシロキサン成分を有するので、耐熱性に優れるという効果がある。   According to the present invention, there is no urethane or olefin component in the main chain, and therefore there is no problem of a decrease in heat resistance due to thermal degradation of these components, and since the main chain has a siloxane component, the effect of excellent heat resistance There is.

以下、本発明の一実施形態に係るイミド変性シリコーンエラストマーについて説明する。本実施形態のイミド変性シリコーンエラストマーは、上述の一般式(I)で表されるイミド変性シリコーンエラストマー(以下、「イミド変性シリコーンエラストマー(I)」と言うことがある。)である。   Hereinafter, an imide-modified silicone elastomer according to an embodiment of the present invention will be described. The imide-modified silicone elastomer of the present embodiment is an imide-modified silicone elastomer represented by the above general formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “imide-modified silicone elastomer (I)”).

一般式(I)中においてR1は、芳香族環または脂肪族環を含む2価の有機基を示し、例えば後述する反応行程式(A)に従ってジアミン化合物(b)によりウレア結合で鎖延長されるジイソシアナート(a)において、イソシアナト基(−NCO)を除く残基等が挙げられる。 In the general formula (I), R 1 represents a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring, and is chain-extended with a urea bond by the diamine compound (b) according to, for example, the reaction process formula (A) described later. In the diisocyanate (a), a residue other than the isocyanato group (—NCO) is exemplified.

2〜R7は、上述したジアミン化合物(b)においてアミノ基(−NH2)を除く残基等が挙げられる。具体的に説明すると、R2〜R7のうち、R2およびR3は、それぞれ同一または異なる基であって、2価の有機基を示し、例えばアルキレン基、基:−C64COO−等が挙げられる。アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、s−ブチレン基、t−ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基等の炭素数1〜6のアルキレン基が挙げられる。R2,R3は、上述したジアミン化合物(b)において、アミノ基(−NH2)に結合するものである。R2,R3が基:−C64COO−であるとき、この基とアミノ基との結合状態は、H2N−C64COO−になる。 Examples of R 2 to R 7 include residues other than the amino group (—NH 2 ) in the diamine compound (b) described above. Specifically, among R 2 to R 7 , R 2 and R 3 are the same or different groups, each representing a divalent organic group, for example, an alkylene group, a group: —C 6 H 4 COO -Etc. are mentioned. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, an s-butylene group, a t-butylene group, a pentylene group, an isopentylene group, a neopentylene group, and a hexylene group. C1-C6 alkylene groups, such as these, are mentioned. R 2 and R 3 are bonded to an amino group (—NH 2 ) in the diamine compound (b) described above. When R 2 and R 3 are a group: —C 6 H 4 COO—, the bonding state between this group and an amino group is H 2 N—C 6 H 4 COO—.

また、R4〜R7は、それぞれ同一または異なる基であって、水素、アルキル基、フェニル基を示す。アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等の炭素数1〜10の直鎖または分岐したアルキル基が挙げられる。nは1〜160、好ましくは5〜100の整数を示す。 R 4 to R 7 are the same or different groups, and each represents hydrogen, an alkyl group, or a phenyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and a hexyl group. And a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 160, preferably 5 to 100.

一方、R8は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示し、例えば後述する反応行程式(B)に従ってウレア結合部にイミドユニットを導入し得る炭素数6〜18の芳香族テトラカルボン酸二無水物および炭素数4〜6の脂環式テトラカルボン酸二無水物から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸二無水物(d)の残基等が挙げられる。 On the other hand, R 8 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbon atoms, and for example, an aromatic tetramer having 6 to 18 carbon atoms capable of introducing an imide unit into a urea bond portion according to a reaction process formula (B) described later. Examples include a residue of at least one tetracarboxylic dianhydride (d) selected from carboxylic dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides having 4 to 6 carbon atoms.

mは1〜100、好ましくは2〜80の整数を示す。   m represents an integer of 1 to 100, preferably 2 to 80.

イミド変性シリコーンエラストマー(I)は、ジイソシアナートを、シロキサン結合を有するジアミン化合物でウレア結合により鎖延長したポリシロキサン−ウレア化合物と、テトラカルボン酸二無水物と、を混合して反応させることによって得られるポリアミック酸を架橋した後にイミド化した共重合体であるのが好ましい。イミド変性シリコーンエラストマー(I)は、例えば以下に示すような反応工程式(A)〜(C)を経て製造することができる。   The imide-modified silicone elastomer (I) is obtained by mixing and reacting a disiloxane with a polysiloxane-urea compound chain-extended by a urea bond with a diamine compound having a siloxane bond and a tetracarboxylic dianhydride. A copolymer obtained by cross-linking the resulting polyamic acid and then imidizing is preferable. The imide-modified silicone elastomer (I) can be produced, for example, through reaction process formulas (A) to (C) as shown below.

[反応行程式(A)]

Figure 2013129720
[式中、R1〜R7,n,mは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (A)]
Figure 2013129720
[Wherein R 1 to R 7 , n, m are the same as described above. ]

(ポリシロキサン−ウレア化合物(c)の合成)
まず、反応行程式(A)に従い、ジイソシアナート(a)を、シロキサン結合を有するジアミン化合物(b)でウレア結合により鎖延長し、ポリシロキサン−ウレア化合物(c)を得る。イミド変性シリコーンエラストマー(I)は、ジアミン化合物(b)に由来するシロキサン成分をエラストマー成分として含有するので、オレフィン成分やウレタン成分をエラストマー成分として含有する従来のイミド変性エラストマーよりも耐熱性に優れる。
(Synthesis of polysiloxane-urea compound (c))
First, according to the reaction process formula (A), the diisocyanate (a) is chain-extended by a urea bond with a diamine compound (b) having a siloxane bond to obtain a polysiloxane-urea compound (c). Since the imide-modified silicone elastomer (I) contains a siloxane component derived from the diamine compound (b) as an elastomer component, the imide-modified silicone elastomer (I) is superior in heat resistance to a conventional imide-modified elastomer containing an olefin component or a urethane component as an elastomer component.

ジイソシアナート(a)としては、例えば2,4−トリレンジイソシアナート(TDI)、2,6−トリレンジイソシアナート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、ポリメリックMDI(Cr.MDI)、ジアニシジンジイソシアナート(DADL)、ジフェニルエーテルジイソシアナート(PEDI)、ピトリレンジイソシアナート(TODI)、ナフタレンジイソシアナート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HMDI)、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、リジンジイソシアナートメチルエステル(LDI)、メタキシリレンジイソシアナート(MXDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート(TMDI)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート(TMDI)、ダイマー酸ジイソシアナート(DDI)、イソプロピリデンビス(4−シクロヘキシルイソシアナート)(IPCI)、シクロヘキシルメタンジイソシアナート(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアナート(水添TDI)、TDI2量体(TT)等が挙げられ、これらは1種または2種以上を混合して用いてもよく、減圧蒸留したものを用いるのが好ましい。   Examples of the diisocyanate (a) include 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI ( Cr.MDI), dianisidine diisocyanate (DADL), diphenyl ether diisocyanate (PEDI), pitirylene diisocyanate (TODI), naphthalene diisocyanate (NDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), isophorone diisocyanate Nart (IPDI), lysine diisocyanate methyl ester (LDI), metaxylylene diisocyanate (MXDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), 2,4,4-trimethylhexamethylenedi Cyanate (TMDI), dimer acid diisocyanate (DDI), isopropylidenebis (4-cyclohexyl isocyanate) (IPCI), cyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), methylcyclohexane diisocyanate (hydrogenated TDI), TDI dimer (TT) etc. are mentioned, These may mix and use 1 type, or 2 or more types, It is preferable to use what was distilled under reduced pressure.

ジアミン化合物(b)の重量平均分子量としては、500〜15,000であるのが好ましく、500〜5,000であるのがより好ましい。重量平均分子量は、ジアミン化合物(b)をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、得られた測定値をポリスチレン換算して得られる値である。   As a weight average molecular weight of a diamine compound (b), it is preferable that it is 500-15,000, and it is more preferable that it is 500-5,000. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring the diamine compound (b) by gel permeation chromatography (GPC) and converting the obtained measurement value to polystyrene.

反応は、ジイソシアナート(a)とジアミン化合物(b)とを等モル、好ましくはNCO/NH2比が1.0程度の割合で混合した後、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。反応温度としては、室温(23℃)〜100℃程度、反応時間としては、2時間〜30時間程度が適当である。 In the reaction, diisocyanate (a) and diamine compound (b) are mixed in an equimolar amount, preferably an NCO / NH 2 ratio of about 1.0, and then an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. Preferably it is carried out below. A suitable reaction temperature is room temperature (23 ° C.) to about 100 ° C., and a suitable reaction time is about 2 to 30 hours.

反応は、溶媒下、無溶媒下のいずれで行ってもよい。反応を溶媒下で行う場合に使用できる溶媒としては、例えばN,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−ヘキシル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン等が挙げられ、これらは1種または2種以上を混合して用いてもよく、脱水処理したものを用いるのが好ましい。   The reaction may be performed in a solvent or without a solvent. Examples of a solvent that can be used when the reaction is carried out in a solvent include N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-hexyl-2-pyrrolidone, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidone. These may be used singly or in combination of two or more, and it is preferable to use a dehydrated one.

得られるポリシロキサン−ウレア化合物(c)の重量平均分子量としては、5,000〜1,000,000であるのが好ましく、10,000〜500,000であるのがより好ましい。重量平均分子量は、ポリシロキサン−ウレア化合物(c)をGPCで測定し、得られた測定値をポリスチレン換算して得られる値である。   The weight average molecular weight of the resulting polysiloxane-urea compound (c) is preferably 5,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 500,000. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring the polysiloxane-urea compound (c) by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene.

[反応行程式(B)]

Figure 2013129720
[式中、R1〜R8,n,mは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (B)]
Figure 2013129720
[Wherein R 1 to R 8 , n, m are the same as those described above. ]

(ポリアミック酸(e)の合成)
次に、反応行程式(B)に従い、ポリシロキサン−ウレア化合物(c)と、テトラカルボン酸二無水物(d)と、を混合して反応させ、イミド前駆体であるポリアミック酸(e)を得る。
(Synthesis of polyamic acid (e))
Next, according to the reaction process formula (B), the polysiloxane-urea compound (c) and the tetracarboxylic dianhydride (d) are mixed and reacted, and the polyamic acid (e) as the imide precursor is reacted. obtain.

テトラカルボン酸二無水物(d)としては、例えば無水ピロメリット酸(PMDA)、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物(BPDA)、ベンゾフェノン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物(DSDA)、4,4’−(2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、m(p)−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物等の炭素数6〜18の芳香族テトラカルボン酸二無水物;シクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−カルボキシメチル−2,3,5−シクロペンタントリカルボン酸−2,6:3,5−二無水物等の炭素数4〜6の脂環式テトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これらは1種または2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride (d) include pyromellitic anhydride (PMDA), oxydiphthalic dianhydride (ODPA), biphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride (BPDA). ), Benzophenone-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride (BTDA), diphenylsulfone-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride (DSDA), 4,4 6 carbon atoms such as '-(2,2-hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride (6FDA), m (p) -terphenyl-3,4,3', 4'-tetracarboxylic dianhydride To 18 aromatic tetracarboxylic dianhydrides; cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1-carboxymethyl-2,3,5-cyclopentanetricarboxylic acid-2, : 3,5 dianhydride alicyclic tetracarboxylic dianhydride of 4-6 carbon atoms such as, and the like. These may be used alone or in combination.

反応は、ポリシロキサン−ウレア化合物(c)とテトラカルボン酸二無水物(d)とを所定の割合で混合した後、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。ポリシロキサン−ウレア化合物(c)とテトラカルボン酸二無水物(d)との混合は、テトラカルボン酸二無水物(d)が、上述した反応行程式(A)におけるジイソシアナート(a)の2倍当量程度となるような割合で行うのが好ましい。   The reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas after the polysiloxane-urea compound (c) and the tetracarboxylic dianhydride (d) are mixed at a predetermined ratio. The polysiloxane-urea compound (c) and the tetracarboxylic dianhydride (d) are mixed so that the tetracarboxylic dianhydride (d) is a diisocyanate (a) in the above reaction process formula (A). It is preferable to carry out in such a ratio that it is about twice the equivalent.

反応温度としては、100〜300℃であるのが好ましく、135〜200℃であるのがより好ましく、150〜170℃であるのがさらに好ましい。反応時間としては、1時間〜10時間程度が適当である。反応は、溶媒下、無溶媒下のいずれで行ってもよい。反応を溶媒下で行う場合に使用できる溶媒としては、反応行程式(A)で例示したものと同じ溶媒が挙げられる。   As reaction temperature, it is preferable that it is 100-300 degreeC, It is more preferable that it is 135-200 degreeC, It is further more preferable that it is 150-170 degreeC. The reaction time is suitably about 1 hour to 10 hours. The reaction may be performed in a solvent or without a solvent. Examples of the solvent that can be used when the reaction is performed in a solvent include the same solvents as those exemplified in the reaction process formula (A).

[反応行程式(C)]

Figure 2013129720
[式中、R1〜R8,n,mは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (C)]
Figure 2013129720
[Wherein R 1 to R 8 , n, m are the same as those described above. ]

(イミド変性シリコーンエラストマー(I)の合成)
最後にポリアミック酸(e)を架橋剤で架橋した後にイミド化し、イミド変性シリコーンエラストマー(I)を得る。架橋剤としては、例えば過酸化物(パーオキサイド)、ジクミルパーオキサイド等が挙げられる。架橋剤の添加量としては、固形分換算でポリアミック酸(e)100重量部に対して5〜15重量部程度であるのが好ましい。
(Synthesis of imide-modified silicone elastomer (I))
Finally, the polyamic acid (e) is crosslinked with a crosslinking agent and then imidized to obtain an imide-modified silicone elastomer (I). Examples of the crosslinking agent include peroxides (peroxides) and dicumyl peroxide. The addition amount of the crosslinking agent is preferably about 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid (e) in terms of solid content.

イミド化(脱水縮合反応)は、ポリアミック酸(e)が熱分解しない条件で行えばよく、反応温度としては、150〜250℃程度、反応時間としては、90分〜150分程度が適当である。イミド化前に、ポリアミック酸(e)を70〜200℃程度、20分〜3時間程度の条件で熱処理することによって、溶媒を揮発させてもよい。   The imidization (dehydration condensation reaction) may be performed under the condition that the polyamic acid (e) is not thermally decomposed. The reaction temperature is about 150 to 250 ° C., and the reaction time is about 90 to 150 minutes. . Prior to imidization, the solvent may be volatilized by heat-treating the polyamic acid (e) under conditions of about 70 to 200 ° C. and about 20 minutes to 3 hours.

イミド変性シリコーンエラストマー(I)の重量平均分子量としては、10,000〜1,000,000であるのが好ましく、15,000〜150,000であるのがより好ましく、20,000〜100,000であるのがさらに好ましい。イミド変性シリコーンエラストマー(I)の重量平均分子量があまり小さいと、強度が低下するおそれがある。また、イミド変性シリコーンエラストマー(I)の重量平均分子量があまり大きいと、柔軟性が低下するおそれがある。重量平均分子量は、ポリアミック酸(e)をGPCで測定し、得られた測定値をポリスチレン換算した値から導き出される値である。なお、イミド変性シリコーンエラストマー(I)ではなく、ポリアミック酸(e)をGPCで測定するのは、イミド変性シリコーンエラストマー(I)がGPCの測定溶媒に不溶なためである。   The weight average molecular weight of the imide-modified silicone elastomer (I) is preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 15,000 to 150,000, and 20,000 to 100,000. More preferably. If the weight average molecular weight of the imide-modified silicone elastomer (I) is too small, the strength may decrease. Moreover, when the weight average molecular weight of imide modified silicone elastomer (I) is too large, there exists a possibility that a softness | flexibility may fall. The weight average molecular weight is a value derived from a value obtained by measuring the polyamic acid (e) by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene. The reason why the polyamic acid (e), not the imide-modified silicone elastomer (I), is measured by GPC is that the imide-modified silicone elastomer (I) is insoluble in the GPC measurement solvent.

イミド変性シリコーンエラストマー(I)におけるイミド成分の割合、すなわちイミド分率としては、5〜80重量%であるのが好ましく、10〜30重量%であるのがより好ましい。これにより、イミド変性シリコーンエラストマー(I)におけるイミド成分の割合が最適化され、柔軟性、強度および耐熱性をバランスよく向上させることができる。   The ratio of the imide component in the imide-modified silicone elastomer (I), that is, the imide fraction, is preferably 5 to 80% by weight, and more preferably 10 to 30% by weight. Thereby, the ratio of the imide component in the imide-modified silicone elastomer (I) is optimized, and the flexibility, strength and heat resistance can be improved in a balanced manner.

イミド分率は、原料、すなわちジイソシアナート(a)、ジアミン化合物(b)およびテトラカルボン酸二無水物(d)の仕込み量から算出される値であり、下記式(α)から算出される値である。   The imide fraction is a value calculated from the amounts of raw materials, that is, diisocyanate (a), diamine compound (b) and tetracarboxylic dianhydride (d), and is calculated from the following formula (α). Value.

Figure 2013129720
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イミド変性シリコーンエラストマー(I)の弾性率としては、1×103〜1×109Pa程度であるのが好ましい。弾性率は、上述したイミド分率を調整することによって、所望の値に調整することができる。弾性率は、後述するように、動的粘弾性測定装置を用いて測定して得られる50℃での貯蔵弾性率E’の値である。 The elastic modulus of the imide-modified silicone elastomer (I) is preferably about 1 × 10 3 to 1 × 10 9 Pa. The elastic modulus can be adjusted to a desired value by adjusting the imide fraction described above. As will be described later, the elastic modulus is a value of the storage elastic modulus E ′ at 50 ° C. obtained by measurement using a dynamic viscoelasticity measuring device.

上述したイミド変性シリコーンエラストマー(I)は、所望の成形品に成形して使用することができる。成形品としては、例えばシート、フィルム、チューブ、ホース、ロールギア、パッキング材、防音材、防振材、ブーツ、ガスケット、ベルト、ベルトラミネート製品、被覆材、パーベーパレーション用の分離膜、光学非線形材料、弾性繊維、圧電素子、アクチュエーター、その他の各種自動車部品、工業機械部品、スポーツ用品等が挙げられるが、例示したこれらに限定されるものではない。イミド変性シリコーンエラストマー(I)を上述した成形品に成形する際には、効率よく成形する上で、ポリアミック酸(e)の状態で成形した後にイミド化するのが好ましい。   The above-mentioned imide-modified silicone elastomer (I) can be used after being molded into a desired molded product. Molded products include, for example, sheets, films, tubes, hoses, roll gears, packing materials, soundproof materials, vibration proof materials, boots, gaskets, belts, belt laminate products, coating materials, pervaporation separation membranes, optical nonlinear materials , Elastic fibers, piezoelectric elements, actuators, other various automobile parts, industrial machine parts, sporting goods, and the like, but are not limited thereto. When the imide-modified silicone elastomer (I) is molded into the above-described molded product, it is preferable to imidize after molding in the state of polyamic acid (e) for efficient molding.

以上、本発明にかかる好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。   As mentioned above, although preferred embodiment concerning this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can be made arbitrary, unless it deviates from the summary of this invention, and is not limited to embodiment mentioned above.

例えば、上述の実施形態においては、ジアミン化合物としてシロキサン結合を有するジアミン化合物(b)を添加しているが、ジアミン化合物(b)に加えて、シロキサン結合を有さないジアミン化合物(以下、「非シロキサンジアミン化合物(f)」と言うことがある。)をさらに添加してもよい。これにより、イミド分率の調整を比較的簡単に行うことができ、イミド変性シリコーンエラストマー(I)の物性バランスを最適化し易くなる。   For example, in the above-described embodiment, the diamine compound (b) having a siloxane bond is added as the diamine compound, but in addition to the diamine compound (b), a diamine compound having no siloxane bond (hereinafter referred to as “non- A siloxane diamine compound (f) ”may be further added. Thereby, adjustment of an imide fraction can be performed comparatively easily and it becomes easy to optimize the physical property balance of imide modified silicone elastomer (I).

非シロキサンジアミン化合物(f)としては、例えば1,4−ジアミノベンゼン(別名:p−フェニレンジアミン、略称:PPD)、1,3−ジアミノベンゼン(別名:m−フェニレンジアミン、略称:MPD)、2,4−ジアミノトルエン(別名:2,4−トルエンジアミン、略称:2、4−TDA)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン(別名:4,4’−メチレンジアニリン、略称:MDA)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(別名:4,4’−オキシジアニリン、略称:ODA、DPE)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(別名:3,4’−オキシジアニリン、略称:3,4’−DPE)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(別名:o−トリジン、略称:TB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(別名:m−トリジン、略称:m−TB)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(略称:TFMB)、3,7−ジアミノ−ジメチルジベンゾチオフェン−5,5−ジオキシド(別名:o−トリジンスルホン、略称:TSN)、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(4−アミノフェニル)スルフィド(別名:4,4’−チオジアニリン、略称:ASD)、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(別名:4,4’−スルホニルジアニリン、略称:ASN)、4,4’−ジアミノベンズアニリド(略称:DABA)、1,n−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン(n=3,4,5、略称:DAnMG)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−2,2−ジメチルプロパン(略称:DANPG)、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン(略称:DA3EG)、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン(略称:FDA)、5(6)−アミノ−1−(4−アミノメチル)−1,3,3−トリメチルインダン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(略称:TPE−Q)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(別名:レゾルシンオキシジアニリン、略称:TPE−R)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(略称:APB)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル(略称:BAPB)、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(略称:BAPP)、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(略称:BAPS)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(略称:BAPS−M)、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン(略称:HFBAPP)、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(略称:MBAA)、4,6−ジヒドロキシ−1,3−フェニレンジアミン(別名:4,6−ジアミノレゾルシン)、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル(別名:3,3’−ジヒドロキシベンジジン、略称:HAB)、3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニル(別名:3,3’−ジアミノベンジジン、略称:TAB)等の炭素数6〜27の芳香族ジアミン化合物;1,6−ヘキサメチレンジアミン(HMDA)、1,8−オクタメチレンジアミン(OMDA)、1,9−ノナメチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミン(DMDA)、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(別名:イソホロンジアミン)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、シクロヘキサンジアミン等の炭素数6〜24の脂肪族または脂環式ジアミン化合物等が挙げられ、これらは1種または2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the non-siloxane diamine compound (f) include 1,4-diaminobenzene (alias: p-phenylenediamine, abbreviation: PPD), 1,3-diaminobenzene (alias: m-phenylenediamine, abbreviation: MPD), 2 , 4-diaminotoluene (alias: 2,4-toluenediamine, abbreviation: 2,4-TDA), 4,4′-diaminodiphenylmethane (alias: 4,4′-methylenedianiline, abbreviation: MDA), 4, 4'-diaminodiphenyl ether (alias: 4,4'-oxydianiline, abbreviation: ODA, DPE), 3,4'-diaminodiphenyl ether (alias: 3,4'-oxydianiline, abbreviation: 3,4'-) DPE), 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl (also known as o-tolidine, abbreviation: TB), 2,2′-dimethyl-4,4 -Diaminobiphenyl (alias: m-tolidine, abbreviation: m-TB), 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TFMB), 3,7-diamino-dimethyldibenzo Thiophene-5,5-dioxide (also known as o-tolidine sulfone, abbreviation: TSN), 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-bis (4-aminophenyl) sulfide ( Alias: 4,4′-thiodianiline, abbreviation: ASD), 4,4′-diaminodiphenyl sulfone (alias: 4,4′-sulfonyldianiline, abbreviation: ASN), 4,4′-diaminobenzanilide (abbreviation: DABA), 1, n-bis (4-aminophenoxy) alkane (n = 3,4,5, abbreviation: DAnMG), 1,3-bis (4- Minophenoxy) -2,2-dimethylpropane (abbreviation: DANPG), 1,2-bis [2- (4-aminophenoxy) ethoxy] ethane (abbreviation: DA3EG), 9,9-bis (4-aminophenyl) Fluorene (abbreviation: FDA), 5 (6) -amino-1- (4-aminomethyl) -1,3,3-trimethylindane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene (abbreviation: TPE-Q) ), 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (alias: resorcinoxydianiline, abbreviation: TPE-R), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (abbreviation: APB), 4,4 '-Bis (4-aminophenoxy) biphenyl (abbreviation: BAPB), 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis (4-aminophenoxyphe) Nyl) propane (abbreviation: BAPP), bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone (abbreviation: BAPS), bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (abbreviation: BAPS-M), 2 , 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane (abbreviation: HFBAPP), 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenylmethane (abbreviation: MBAA), 4,6-dihydroxy -1,3-phenylenediamine (alias: 4,6-diaminoresorcin), 3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl (alias: 3,3′-dihydroxybenzidine, abbreviation: HAB), 3, 6-27 carbon atoms such as 3 ′, 4,4′-tetraaminobiphenyl (also known as: 3,3′-diaminobenzidine, abbreviation: TAB) Aromatic diamine compounds; 1,6-hexamethylenediamine (HMDA), 1,8-octamethylenediamine (OMDA), 1,9-nonamethylenediamine, 1,12-dodecamethylenediamine (DMDA), 1-amino- C6-C24 aliphatic or alicyclic diamine compounds such as 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (also known as isophoronediamine), 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, cyclohexanediamine, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

非シロキサンジアミン化合物(f)は、上述した反応工程式(A)において、ジアミン化合物(b)とともに添加すればよい。また、非シロキサンジアミン化合物(f)を添加する場合のイミド分率は、下記式(β)から算出することができる。その他の構成は、上述した一実施形態にかかるイミド変性シリコーンエラストマー(I)と同様である。   The non-siloxane diamine compound (f) may be added together with the diamine compound (b) in the above-described reaction process formula (A). Moreover, the imide fraction in the case of adding a non-siloxane diamine compound (f) can be calculated from the following formula (β). Other configurations are the same as those of the imide-modified silicone elastomer (I) according to the embodiment described above.

Figure 2013129720
Figure 2013129720

以下、合成例および実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の合成例および実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example and an Example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to the following synthesis examples and Examples.

以下の実施例で使用したイミド変性シリコーンエラストマーは、以下の3種類である。
<合成例1>
上述した反応行程式(A)〜(C)に従ってイミド変性シリコーンエラストマーを合成した。
(ポリシロキサン−ウレア化合物の合成)
まず、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)[日本ポリウレタン工業(株)社製]を減圧蒸留した。次に、シロキサン結合を有するジアミン化合物として、一般式(I)中のR2,R3がいずれもn−プロピレン基を示し、R4〜R6がいずれもメチル基を示し、R7がフェニル基を示し、nが5〜100の整数を示す信越化学工業(株)製の商品名「X−22−1660B−3」を準備した。
The imide-modified silicone elastomers used in the following examples are the following three types.
<Synthesis Example 1>
Imide-modified silicone elastomers were synthesized according to the reaction process formulas (A) to (C) described above.
(Synthesis of polysiloxane-urea compound)
First, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) [manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] was distilled under reduced pressure. Next, as a diamine compound having a siloxane bond, R 2 and R 3 in the general formula (I) both represent an n-propylene group, R 4 to R 6 all represent a methyl group, and R 7 represents phenyl. A trade name “X-22-1660B-3” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., in which n represents an integer of 5 to 100, was prepared.

上述したMDIおよびシロキサン結合を有するジアミン化合物の割合が等モルとなるように、MDI17gおよびシロキサン結合を有するジアミン化合物300gを、攪拌機およびガス導入管を備えた500mlの四つ口セパラブルフラスコにそれぞれ加え、さらに脱水処理したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)200mlを加えた。   17 g of MDI and 300 g of the diamine compound having a siloxane bond were respectively added to a 500 ml four-necked separable flask equipped with a stirrer and a gas introduction tube so that the ratio of the above-mentioned MDI and the diamine compound having a siloxane bond was equimolar. Further, 200 ml of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added.

そして、アルゴン雰囲気下、80℃で2時間攪拌して、ポリシロキサン−ウレア化合物の溶液を得た。得られたポリシロキサン−ウレア化合物をGPCで測定した結果、ポリスチレン換算した値で重量平均分子量は200,000であった。   And it stirred at 80 degreeC under argon atmosphere for 2 hours, and obtained the solution of the polysiloxane-urea compound. As a result of measuring the obtained polysiloxane-urea compound by GPC, the weight average molecular weight was 200,000 in terms of polystyrene conversion.

(ポリアミック酸の合成)
次に、得られたポリシロキサン−ウレア化合物の溶液中に、無水ピロメリット酸(PMDA)を、その割合がMDIの2倍当量となるように30g加え、アルゴンガス雰囲気下、150℃で2時間攪拌して、ポリアミック酸の溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液にメタノール1,000mlを添加し、ポリアミック酸を析出させた。析出させたポリアミック酸を、80℃の温度雰囲気下で14時間かけて真空乾燥させ、固形状のポリアミック酸を得た。
(Synthesis of polyamic acid)
Next, 30 g of pyromellitic anhydride (PMDA) is added to the obtained polysiloxane-urea compound solution so that the ratio thereof is twice the equivalent of MDI, and the mixture is kept at 150 ° C. for 2 hours in an argon gas atmosphere. Stirring to obtain a polyamic acid solution. 1,000 ml of methanol was added to the obtained polyamic acid solution to precipitate polyamic acid. The precipitated polyamic acid was dried in a vacuum at 80 ° C. for 14 hours to obtain a solid polyamic acid.

得られたポリアミック酸50gに架橋剤として過酸化物(アルケマ社製の「ダイカップ40C」)5gを添加し、ミル((株)東洋精機製作所の「ラボプラストミル」)で混練温度100℃、回転数40rpm、混練時間5分の条件で混練し、混練物を得た。この混練物22gを幅50mm、長さ100mm、厚さ2mmの金型に充填し、圧力15MPa、加圧温度170℃、加圧時間20分の条件で加圧し、ポリアミック酸を架橋するとともにシート状に成形した。   5 g of a peroxide (“Die Cup 40C” manufactured by Arkema Co., Ltd.) as a crosslinking agent was added to 50 g of the obtained polyamic acid, and the kneading temperature was 100 ° C. with a mill (“Lab plast mill” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The mixture was kneaded under the conditions of several 40 rpm and a kneading time of 5 minutes to obtain a kneaded product. 22 g of this kneaded product is filled in a mold having a width of 50 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 2 mm, and pressed under conditions of a pressure of 15 MPa, a pressing temperature of 170 ° C. and a pressing time of 20 minutes to crosslink the polyamic acid and form a sheet Molded into.

そして、シート状に成形され、かつ架橋されたポリアミック酸を、オーブン内で200℃、2時間加熱処理(脱水縮合反応)し、厚さ2mmのシート状をなし、一般式(I)中のnが1〜160であり、mが1〜100であるイミド変性シリコーンエラストマー(1)を得た。   Then, the polyamic acid formed into a sheet and cross-linked is heat-treated in an oven at 200 ° C. for 2 hours (dehydration condensation reaction) to form a sheet having a thickness of 2 mm, and n in the general formula (I) Is 1 to 160, and m is 1 to 100 to obtain an imide-modified silicone elastomer (1).

得られたイミド変性シリコーンエラストマー(1)について、イミド分率、弾性率および重量平均分子量を測定した。測定結果は、以下の通りである。
・イミド分率:14重量%
・弾性率:0.2×108Pa
・重量平均分子量:85,000
About the obtained imide modified silicone elastomer (1), an imide fraction, an elastic modulus, and a weight average molecular weight were measured. The measurement results are as follows.
-Imide fraction: 14% by weight
Elastic modulus: 0.2 × 10 8 Pa
-Weight average molecular weight: 85,000

なお、イミド分率は、上述した式(α)から算出した。弾性率は、セイコーインスツルメンツ社(Seiko Instruments Inc.)製の動的粘弾性測定装置「DMS 6100」を用いて、10Hz、5℃/分、−100〜400℃の昇温過程において、50℃での貯蔵弾性率E’を測定した。重量平均分子量は、ポリアミック酸をGPCで測定し、得られた測定値をポリスチレン換算した値から導き出した。   In addition, the imide fraction was calculated from the formula (α) described above. The elastic modulus is 50 ° C. in a temperature rising process of 10 Hz, 5 ° C./min, −100 to 400 ° C. using a dynamic viscoelasticity measuring device “DMS 6100” manufactured by Seiko Instruments Inc. The storage elastic modulus E ′ of was measured. The weight average molecular weight was derived from a value obtained by measuring polyamic acid by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene.

また、イミド変性シリコーンエラストマー(1)について、ATR法にてIRスペクトルを測定した結果、1780cm-1、1720cm-1および1380cm-1にイミド環に由来する吸収が観察された。 Further, the imide-modified silicone elastomer (1), a result of measuring the IR spectrum at ATR method, 1780 cm -1, absorption derived from the imide ring to 1720 cm -1 and 1380 cm -1 were observed.

<合成例2>
まず、MDIを17g、シロキサン結合を有するジアミン化合物を240gにし、このシロキサン結合を有するジアミン化合物とともに非シロキサンジアミン化合物である4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MDA)を2.7g添加した以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量が180,000であるポリシロキサン−ウレア化合物を得た。
<Synthesis Example 2>
First, except that 17 g of MDI and 240 g of a diamine compound having a siloxane bond were added and 2.7 g of 4,4′-diaminodiphenylmethane (MDA), which is a non-siloxane diamine compound, was added together with the diamine compound having a siloxane bond. In the same manner as in Example 1, a polysiloxane-urea compound having a weight average molecular weight of 180,000 was obtained.

次に、得られたポリシロキサン−ウレア化合物の溶液中に、PMDAを30g加えた以外は、合成例1と同様にして、固形状のポリアミック酸を得、このポリアミック酸を架橋するとともにシート状に成形して加熱処理をし、厚さ2mmのシート状をなし、一般式(I)中のnが1〜160であり、mが1〜100であるイミド変性シリコーンエラストマー(2)を得た。   Next, a solid polyamic acid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 30 g of PMDA was added to the obtained polysiloxane-urea compound solution, and this polyamic acid was crosslinked and formed into a sheet. The imide-modified silicone elastomer (2) was obtained by molding and heat-treating to form a sheet having a thickness of 2 mm, wherein n is 1 to 160 in the general formula (I) and m is 1 to 100.

得られたイミド変性シリコーンエラストマー(2)について、イミド分率を上述した式(β)から算出するとともに、合成例1と同様にして、弾性率および重量平均分子量を測定した。測定結果は、以下の通りである。
・イミド分率:18重量%
・弾性率:0.5×108Pa
・重量平均分子量:70,000
For the obtained imide-modified silicone elastomer (2), the imide fraction was calculated from the formula (β) described above, and the modulus of elasticity and the weight average molecular weight were measured in the same manner as in Synthesis Example 1. The measurement results are as follows.
・ Imid fraction: 18% by weight
Elastic modulus: 0.5 × 10 8 Pa
-Weight average molecular weight: 70,000

また、イミド変性シリコーンエラストマー(2)について、ATR法にてIRスペクトルを測定した結果、1780cm-1、1720cm-1および1380cm-1にイミド環に由来する吸収が観察された。 Further, the imide-modified silicone elastomer (2), a result of measuring the IR spectrum at ATR method, 1780 cm -1, absorption derived from the imide ring to 1720 cm -1 and 1380 cm -1 were observed.

<合成例3>
まず、MDIを17g、シロキサン結合を有するジアミン化合物を180gにし、このシロキサン結合を有するジアミン化合物とともにMDAを5.4g添加した以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量が200,000であるポリシロキサン−ウレア化合物を得た。
<Synthesis Example 3>
First, the weight average molecular weight was 200,000 as in Synthesis Example 1 except that 17 g of MDI and 180 g of the diamine compound having a siloxane bond were added, and 5.4 g of MDA was added together with the diamine compound having the siloxane bond. A polysiloxane-urea compound was obtained.

次に、得られたポリシロキサン−ウレア化合物の溶液中に、PMDAを30g加えた以外は、合成例1と同様にして、固形状のポリアミック酸を得、このポリアミック酸を架橋するとともにシート状に成形して加熱処理をし、厚さ2mmのシート状をなし、一般式(I)中のnが1〜160であり、mが1〜100であるイミド変性シリコーンエラストマー(3)を得た。   Next, a solid polyamic acid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 30 g of PMDA was added to the obtained polysiloxane-urea compound solution, and this polyamic acid was crosslinked and formed into a sheet. The imide-modified silicone elastomer (3) was obtained by molding and heat-treating to form a sheet having a thickness of 2 mm, wherein n is 1 to 160 in the general formula (I) and m is 1 to 100.

得られたイミド変性シリコーンエラストマー(3)について、合成例1,2と同様にして、イミド分率、弾性率および重量平均分子量を測定した。測定結果は、以下の通りである。
・イミド分率:23重量%
・弾性率:1×108Pa
・重量平均分子量:80,000
For the obtained imide-modified silicone elastomer (3), the imide fraction, elastic modulus and weight average molecular weight were measured in the same manner as in Synthesis Examples 1 and 2. The measurement results are as follows.
-Imide fraction: 23% by weight
・ Elastic modulus: 1 × 10 8 Pa
-Weight average molecular weight: 80,000

また、イミド変性シリコーンエラストマー(3)について、ATR法にてIRスペクトルを測定した結果、1780cm-1、1720cm-1および1380cm-1にイミド環に由来する吸収が観察された。 Further, the imide-modified silicone elastomer (3), a result of measuring an IR spectrum by ATR method, 1780 cm -1, absorption derived from the imide ring to 1720 cm -1 and 1380 cm -1 were observed.

[実施例1〜3]
上述した合成例1〜3で得られたイミド変性シリコーンエラストマー(1)〜(3)について、ガスケット試験および熱老化試験を行った。各試験方法を以下に示すとともに、その結果を表1に示す。
[Examples 1 to 3]
The imide-modified silicone elastomers (1) to (3) obtained in Synthesis Examples 1 to 3 were subjected to a gasket test and a heat aging test. Each test method is shown below, and the results are shown in Table 1.

<ガスケット試験方法>
まず、シート状のイミド変性シリコーンエラストマーをガスケット形状に成形し、試験片を3枚得た。次に、得られた試験片3枚と、側面視で波板状のガスケットプレート3枚とを交互に積層し、試験片積層体を得た。この試験片積層体の上下をステンレス鋼(SUS)製の板で挟み、ボルトとナットでSUS製の板を上下から締め付けることによって、試験片積層体を、試験片の厚みが元の厚みの75%になるように圧縮させた。この圧縮状態の試験片積層体を、高温環境および高温高湿環境にそれぞれ曝し、厚み保持率(%)と外観を評価した。
<Gasket test method>
First, a sheet-like imide-modified silicone elastomer was molded into a gasket shape to obtain three test pieces. Next, three test pieces obtained and three corrugated gasket plates in a side view were alternately laminated to obtain a test piece laminate. The test piece laminate is sandwiched between stainless steel (SUS) plates, and the SUS plate is clamped from above and below with bolts and nuts. % To be compressed. This compressed specimen laminate was exposed to a high temperature environment and a high temperature and high humidity environment, respectively, and the thickness retention (%) and appearance were evaluated.

高温環境および高温高湿環境は、以下の通りである。
(高温環境)
圧縮状態の試験片積層体を、200℃のオーブン内に250時間静置した。この高温環境では、試験片は乾燥空気に曝されることになる。
The high temperature environment and the high temperature and high humidity environment are as follows.
(High temperature environment)
The compressed specimen laminate was left in an oven at 200 ° C. for 250 hours. In this high temperature environment, the specimen is exposed to dry air.

(高温高湿環境)
まず、圧縮状態の試験片積層体を、水を収容した密封容器内に、水に浸漬させないように収容して密封した。次に、この密封容器を、200℃のオーブン内に250時間静置した。この高温高湿環境では、試験片は飽和水蒸気に曝されることになる。
(High temperature and high humidity environment)
First, the test piece laminate in a compressed state was accommodated and sealed in a sealed container containing water so as not to be immersed in water. Next, this sealed container was left in an oven at 200 ° C. for 250 hours. In this high temperature and high humidity environment, the test piece is exposed to saturated water vapor.

厚み保持率(%)は、圧縮前の初期厚み(T1)と、試験後の厚み(T2)とを、式:(T2/T1)・100に当てはめて算出した。また、試験後の外観は、以下の判定基準によって評価した。
○:試験片にヒビ割れが生じなかった。
×:試験片にヒビ割れが生じた。
The thickness retention (%) was calculated by applying the initial thickness (T1) before compression and the thickness (T2) after the test to the formula: (T2 / T1) · 100. The appearance after the test was evaluated according to the following criteria.
○: No cracking occurred in the test piece.
X: Cracks occurred in the test piece.

<熱老化試験方法>
シート状のイミド変性シリコーンエラストマーを3号ダンベルで打ち抜き、JIS K6257に準拠して引張試験を行い、熱老化前の破断強度(Tb)を測定した。また、シート状のイミド変性シリコーンエラストマーを3号ダンベルで打ち抜き、200℃の雰囲気温度において96時間、エスペック(株)製のギアオーブン「GPH−101」中で熱老化させた以外は、熱老化前の破断強度(Tb)の測定と同様にして引張試験を行い、熱老化後の破断強度(Tb)を測定した。
<Method of heat aging test>
A sheet-like imide-modified silicone elastomer was punched out with a No. 3 dumbbell and subjected to a tensile test in accordance with JIS K6257 to measure the breaking strength (Tb) before thermal aging. In addition, a sheet-like imide-modified silicone elastomer was punched out with a No. 3 dumbbell and was heat-aged at 200 ° C. for 96 hours in a gear oven “GPH-101” manufactured by Espec Co., Ltd. A tensile test was performed in the same manner as the measurement of the breaking strength (Tb), and the breaking strength (Tb) after heat aging was measured.

[比較例1]
市販のシリコーンゴムを厚さ2mmのシート状にしたものについて、実施例1〜3と同様にしてガスケット試験および熱老化試験を行った。その結果を表1に示す。なお、用いたシリコーンゴムは、以下の通りである。
・シリコーンゴム:東レ・ダウコーニング(株)製の商品名「SH75UN」
[Comparative Example 1]
A gasket test and a heat aging test were conducted in the same manner as in Examples 1 to 3 on a commercially available silicone rubber in the form of a sheet having a thickness of 2 mm. The results are shown in Table 1. In addition, the used silicone rubber is as follows.
・ Silicone rubber: Trade name “SH75UN” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.

[比較例2]
市販のフッ素ゴムとしてタイガースポリマー(株)製のフッ素ゴムを厚さ2mmのシート状にしたものについて、実施例1〜3と同様にしてガスケット試験および熱老化試験を行った。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A gasket test and a heat aging test were performed in the same manner as in Examples 1 to 3 on a commercially available fluororubber made of Tigers Polymer Co., Ltd. in the form of a sheet having a thickness of 2 mm. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
市販のポリウレタンを厚さ2mmのシート状にしたものについて、実施例1〜3と同様にしてガスケット試験および熱老化試験を行った。その結果を表1に示す。なお、用いたポリウレタンは、以下の通りである。
・ポリウレタン:日本ミラクトラン(株)製の商品名「ミラクトランE394PDTA」
[Comparative Example 3]
A gasket test and a heat aging test were performed in the same manner as in Examples 1 to 3 on a commercially available polyurethane sheet having a thickness of 2 mm. The results are shown in Table 1. In addition, the used polyurethane is as follows.
・ Polyurethane: trade name “Milactolan E394PDTA” manufactured by Nippon Miractolan Co., Ltd.

[比較例4]
特許文献2の合成例1に記載の方法に基づいて、ウレタンをエラストマー成分として含有するウレタン系イミド変性シリコーンエラストマーを調製した。このウレタン系イミド変性シリコーンエラストマーについて、実施例1〜3と同様にしてガスケット試験および熱老化試験を行った。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
Based on the method described in Synthesis Example 1 of Patent Document 2, a urethane-based imide-modified silicone elastomer containing urethane as an elastomer component was prepared. About this urethane type imide modified silicone elastomer, the gasket test and the heat aging test were done like Example 1-3. The results are shown in Table 1.

Figure 2013129720
Figure 2013129720

表1から明らかなように、実施例1〜3は、ガスケット試験において、比較例1〜4よりも優れた結果を示しているのが分かる。また、実施例1〜3は、熱老化試験前後において、破断強度(TB)の変化が少ない結果を示した。これらの結果より、実施例1〜3は、耐熱性に優れていると言える。特に、実施例1〜3のうち、シロキサン結合を有するジアミン化合物とともに非シロキサンジアミン化合物をさらに添加している実施例2,3は、ガスケット試験および熱老化試験のいずれにおいても優れた結果を示した。これに対し、シリコーンゴムである比較例1およびフッ素ゴムである比較例2は、熱老化試験前後における破断強度(TB)の変化は少ないものの、厚み保持率や外観などガスケット試験結果に劣る結果を示した。また、ウレタン成分を有する比較例3,4は、ガスケット試験および熱老化試験のいずれにおいても著しく劣る結果を示した。   As is apparent from Table 1, Examples 1 to 3 show that the gasket test shows better results than Comparative Examples 1 to 4. Moreover, Examples 1-3 showed the result with little change of breaking strength (TB) before and behind a heat aging test. From these results, it can be said that Examples 1-3 are excellent in heat resistance. In particular, among Examples 1 to 3, Examples 2 and 3 in which a non-siloxane diamine compound was further added together with a diamine compound having a siloxane bond showed excellent results in both the gasket test and the heat aging test. . On the other hand, Comparative Example 1 that is silicone rubber and Comparative Example 2 that is fluororubber have results that are inferior to gasket test results such as thickness retention and appearance, although there is little change in breaking strength (TB) before and after the thermal aging test. Indicated. Moreover, the comparative examples 3 and 4 which have a urethane component showed the result remarkably inferior in both a gasket test and a heat aging test.

Claims (7)

一般式(I):
Figure 2013129720
[式中、R1は、芳香族環または脂肪族環を含む2価の有機基を示す。R2およびR3は、それぞれ同一または異なる基であって、2価の有機基を示す。R4〜R7は、それぞれ同一または異なる基であって、水素、アルキル基、フェニル基を示す。R8は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示す。nは1〜160の整数を示す。mは1〜100の整数を示す。]で表されることを特徴とするイミド変性シリコーンエラストマー。
Formula (I):
Figure 2013129720
[Wherein, R 1 represents a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring. R 2 and R 3 are the same or different groups and represent a divalent organic group. R 4 to R 7 are the same or different groups, and each represents hydrogen, an alkyl group, or a phenyl group. R 8 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbons. n represents an integer of 1 to 160. m shows the integer of 1-100. ] The imide modified silicone elastomer characterized by the above-mentioned.
ジイソシアナートを、シロキサン結合を有するジアミン化合物でウレア結合により鎖延長したポリシロキサン−ウレア化合物と、
テトラカルボン酸二無水物と、
を混合して反応させることによって得られるポリアミック酸を架橋した後にイミド化した共重合体である請求項1記載のイミド変性シリコーンエラストマー。
A polysiloxane-urea compound obtained by chain-extending diisocyanate with a diamine compound having a siloxane bond by a urea bond;
Tetracarboxylic dianhydride;
2. The imide-modified silicone elastomer according to claim 1, which is a copolymer imidized after crosslinking polyamic acid obtained by mixing and reacting.
前記シロキサン結合を有するジアミン化合物とともに、シロキサン結合を有さないジアミン化合物をさらに添加する請求項2記載のイミド変性シリコーンエラストマー。   The imide-modified silicone elastomer according to claim 2, wherein a diamine compound having no siloxane bond is further added together with the diamine compound having a siloxane bond. イミド分率が5〜80重量%である請求項1〜3のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマー。   The imide-modified silicone elastomer according to any one of claims 1 to 3, which has an imide fraction of 5 to 80% by weight. イミド分率が10〜30重量%である請求項1〜4のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマー。   The imide-modified silicone elastomer according to any one of claims 1 to 4, having an imide fraction of 10 to 30% by weight. 請求項1〜5のいずれかに記載のイミド変性シリコーンエラストマーからなる成形品。   A molded article comprising the imide-modified silicone elastomer according to any one of claims 1 to 5. ガスケットである請求項6記載の成形品。   The molded article according to claim 6, which is a gasket.
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