JP3292065B2 - Silicone-modified polyurethane elastomer and method for producing the same - Google Patents

Silicone-modified polyurethane elastomer and method for producing the same

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JP3292065B2
JP3292065B2 JP28133896A JP28133896A JP3292065B2 JP 3292065 B2 JP3292065 B2 JP 3292065B2 JP 28133896 A JP28133896 A JP 28133896A JP 28133896 A JP28133896 A JP 28133896A JP 3292065 B2 JP3292065 B2 JP 3292065B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透明な熱可塑性シ
リコーン変性ポリウレタンエラストマー及びその製造方
法に関する。
[0001] The present invention relates to a transparent thermoplastic silicone-modified polyurethane elastomer and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、シリコーンエラストマーは、直鎖状のシリコーンゴ
ムコンパウンドあるいは液状シリコーンゴムを加硫剤や
触媒により架橋させた熱硬化性のエラストマーであり、
耐熱性、耐寒性、耐水性、耐薬品性、電気特性、ガス透
過性などに優れているものの、引張強度、引裂強度に劣
っている。このため、引張強度、引裂強度を向上させる
目的で、従来から、シリコーンエラストマーには補強剤
としてシリカ粉末を高充填しており、そのため透明なエ
ラストマーが得られにくく、また充填剤の分散や強度の
点で問題が残る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, a silicone elastomer is a thermosetting elastomer obtained by crosslinking a linear silicone rubber compound or a liquid silicone rubber with a vulcanizing agent or a catalyst.
Although it has excellent heat resistance, cold resistance, water resistance, chemical resistance, electrical properties, gas permeability, etc., it has poor tensile strength and tear strength. For this reason, in order to improve tensile strength and tear strength, conventionally, silicone elastomers are highly filled with silica powder as a reinforcing agent, so that it is difficult to obtain a transparent elastomer, and dispersion and strength of the filler are also difficult. Problems remain in terms.

【0003】一方、熱可塑性エラストマーは、エコロジ
ーの面からもリサイクルが可能であり、有用と考えられ
ており、熱可塑性エラストマーの中でも高強度なものと
してウレタンエラストマーがある。最近、この熱可塑性
ウレタンエラストマーの表面潤滑性向上を目的として、
シリコーンオイルをブレンドしたり、反応性シリコーン
オイルと共重合することが知られている。しかしなが
ら、シリコーンオイルとのブレンドでは、シリコーンオ
イルのブリードアウト後の潤滑性欠如や、ブリードアウ
トしたシリコーンオイルの電気接点トラブルなどの問題
が挙げられ、反応性シリコーンオイルとの共重合におい
ては、エチレングリコールやプロピレングリコール、ブ
チレングリコール等の鎖長延長剤とシリコーンオイルと
の難溶性から、シリコーンオイルを高配合すると透明な
エラストマーが得られにくいという欠点があった。
On the other hand, thermoplastic elastomers can be recycled from the viewpoint of ecology and are considered to be useful. Urethane elastomers are one of the thermoplastic elastomers having high strength. Recently, with the aim of improving the surface lubricity of this thermoplastic urethane elastomer,
It is known to blend silicone oils and copolymerize with reactive silicone oils. However, in the case of blending with silicone oil, problems such as lack of lubricity after bleed-out of silicone oil and trouble of electrical contact of the bleed-out silicone oil are cited.In copolymerization with reactive silicone oil, ethylene glycol is used. Due to the poor solubility of silicone oil with a chain extender such as propylene glycol, butylene glycol, and the like, there is a drawback that when a silicone oil is blended in a high amount, it is difficult to obtain a transparent elastomer.

【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
透明で、しかも従来の熱硬化性シリコーンエラストマー
のもつ耐熱性、耐寒性、耐候性、耐薬品性を有し、かつ
高強度な熱可塑性シリコーン変性ポリウレタンエラスト
マー及びその製造方法を提供する。
[0004] The present invention has been made in view of the above circumstances,
A high-strength thermoplastic silicone-modified polyurethane elastomer which is transparent and has high heat resistance, cold resistance, weather resistance, and chemical resistance of a conventional thermosetting silicone elastomer, and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、下記一般式(1)で示されるシロキサン30〜9
4重量%、下記一般式(2)で示される分枝状ジオール
又はジアミン1〜20重量%、及び、有機ジイソシアネ
ート化合物5〜69重量%を必須成分として反応させる
ことにより、30重量%以上がR1 2SiO単位である分
子鎖中にオルガノポリシロキサン鎖を有する熱可塑性シ
リコーン変性ポリウレタンエラストマーが得られること
を見出すと共に、このエラストマーが透明な熱可塑性エ
ラストマーで、しかも従来の熱硬化性シリコーンエラス
トマーのもつ耐熱性、耐寒性、耐水性、耐候性を有し、
更に高強度であることを見出し、本発明をなすに至った
ものである。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that siloxanes 30 to 9 represented by the following general formula (1) can be obtained.
By reacting 4% by weight, 1 to 20% by weight of a branched diol or diamine represented by the following general formula (2), and 5 to 69% by weight of an organic diisocyanate compound as essential components, 30% by weight or more of R with finding that 1 2 thermoplastic silicone-modified polyurethane elastomer having an organopolysiloxane chain in the molecular chain is a SiO units is obtained, this elastomer with a transparent thermoplastic elastomers, yet possessed conventional thermosetting silicone elastomer Has heat resistance, cold resistance, water resistance, weather resistance,
The inventors have further found that the strength is high, and have accomplished the present invention.

【0006】[0006]

【化5】 (式中、R1は炭素数1〜8の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、R2は水酸基を有する有機基
であり、nは15〜200の整数である。R3は炭素数
1〜7の同一又は異種のアルキル基又はアリール基であ
り、Xは水酸基又はアミノ基である。)
Embedded image (Wherein, R 1 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is an organic group having a hydroxyl group, n is an integer of 15 to 200 , and R 3 is carbon atom. (The same or different alkyl groups or aryl groups of the formulas 1 to 7, and X is a hydroxyl group or an amino group.)

【0007】従って、本発明は、(1)分子鎖中にオル
ガノポリシロキサン鎖を有する熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマーであって、上記一般式(1)で示されるシロ
キサン30〜94重量%と、上記一般式(2)で示され
る分枝状ジオール又はジアミン1〜20重量%と、及
び、有機ジイソシアネート化合物5〜69重量%とを必
須成分として反応させてなるポリウレタンエラストマー
であり、該反応生成物の30重量%以上がR1 2SiO単
位であることを特徴とするシリコーン変性ポリウレタン
エラストマー、(2)上記一般式(1)で示されるシロ
キサン30〜94重量%と、上記一般式(2)で示され
る分枝状ジオール又はジアミン1〜20重量%と、及
び、有機ジイソシアネート化合物5〜69重量%とを必
須成分として反応させることを特徴とするR1 2SiO単
位が30重量%以上であるシリコーン変性ポリウレタン
エラストマーの製造方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides (1) a thermoplastic polyurethane elastomer having an organopolysiloxane chain in a molecular chain, wherein 30 to 94% by weight of a siloxane represented by the above-mentioned general formula (1) is used; A polyurethane elastomer obtained by reacting 1 to 20% by weight of a branched diol or diamine represented by (2) and 5 to 69% by weight of an organic diisocyanate compound as essential components, and 30% by weight of the reaction product silicone-modified polyurethane elastomers% or more characterized in that it is a R 1 2 SiO units, min represented by (2) a siloxane 30 to 94 wt% of the above formula (1), the general formula (2) 1-20% by weight of a branched diol or a diamine and 5-69% by weight of an organic diisocyanate compound are reacted as essential components. R 1 2 SiO units, wherein Rukoto is to provide a method of manufacturing a silicone-modified polyurethane elastomer is 30 wt% or more.

【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のシリコーン変性ポリウレタンエラストマーは、
分子鎖中にオルガノポリシロキサン鎖を有する熱可塑性
ポリウレタンエラストマーであって、下記反応性シロキ
サンと短鎖ジオール又はジアミン(鎖長延長剤)と有機
ジイソシアネート化合物との反応生成物である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The silicone-modified polyurethane elastomer of the present invention,
A thermoplastic polyurethane elastomer having an organopolysiloxane chain in a molecular chain, which is a reaction product of the following reactive siloxane, a short-chain diol or diamine (chain extender), and an organic diisocyanate compound.

【0009】本発明のポリウレタンエラストマーにおい
て、反応性シロキサンは、下記一般式(1)で示される
両末端水酸基含有シロキサンである。
In the polyurethane elastomer of the present invention, the reactive siloxane is a siloxane containing hydroxyl groups at both ends represented by the following general formula (1).

【0010】[0010]

【化6】 Embedded image

【0011】式中、R1は炭素数1〜8の同一又は異種
のアルキル基又はアリール基であり、工業的に汎用され
ているといった点から、特に好ましくはメチル基、フェ
ニル基が挙げられる。
In the formula, R 1 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group and a phenyl group in view of being widely used industrially.

【0012】nは15〜200の整数であり、nが15
より小さい場合は、鎖長延長剤として分枝していないジ
オールあるいはジアミンを用いた場合でも透明なエラス
トマーが得られるものの、シロキサン鎖長が短いために
シリコーンエラストマーがもつ耐寒性、耐熱性、耐水
性、耐候性といった特徴が得られにくい。逆に、nが大
きすぎると、ゴム強度が弱くなる。
N is an integer of 15 to 200, and n is 15
If it is smaller, a transparent elastomer can be obtained even when an unbranched diol or diamine is used as a chain extender, but the cold resistance, heat resistance and water resistance of the silicone elastomer due to the short siloxane chain length And characteristics such as weather resistance are difficult to obtain. Conversely, if n is too large, the rubber strength will be weak.

【0013】R2としては水酸基を末端に有する有機基
であればよく、下記のアルキレン基、ポリエーテル基あ
るいはポリエステル基を有する基が好ましいものとして
挙げられる。
R 2 may be any organic group having a hydroxyl group at the terminal, and the following groups having an alkylene group, polyether group or polyester group are preferred.

【0014】[0014]

【化7】 これらの中では、特に−(CH23OH、−(CH24
O(CH22OHが好ましい。
Embedded image Among these, - (CH 2) 3 OH, - (CH 2) 4
O (CH 2 ) 2 OH is preferred.

【0015】上記式(1)のシロキサンの使用量は30
〜94重量%である。30重量%より少ないと耐寒性、
耐熱性、耐水性、耐候性といった特徴が得られず、逆に
94重量%より多いとゴム強度が弱くなる。好ましくは
40〜70重量%である。
The use amount of the siloxane of the above formula (1) is 30
~ 94% by weight. If less than 30% by weight, cold resistance,
Characteristics such as heat resistance, water resistance, and weather resistance cannot be obtained. Conversely, if it is more than 94% by weight, the rubber strength becomes weak. Preferably it is 40 to 70% by weight.

【0016】次に、鎖長延長剤となる短鎖ジオール又は
ジアミンは、下記一般式(2)で示される分枝状ジオー
ル又はジアミンである。
Next, the short-chain diol or diamine serving as a chain extender is a branched diol or diamine represented by the following general formula (2).

【0017】[0017]

【化8】 (式中、R3は炭素数1〜7の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、Xは水酸基又はアミノ基であ
る。)
Embedded image (In the formula, R 3 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 7 carbon atoms, and X is a hydroxyl group or an amino group.)

【0018】R3としてはメチル基、エチル基、プロピ
ル基、フェニル基、4−メチルフェニル基などが挙げら
れる。
Examples of R 3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group and a 4-methylphenyl group.

【0019】Xで表される水酸基又はアミノ基間の主鎖
の炭素数は3であり、これより小さい場合は、Xがイソ
シアネート基と反応しにくく、付加重合反応に時間がか
かり、また透明なエラストマーが得られない。逆に3よ
り大きい場合は低強度のエラストマーあるいは表面粘着
性のあるエラストマーとなってしまう。
The number of carbon atoms in the main chain between the hydroxyl group and the amino group represented by X is 3, and when it is smaller than 3, X hardly reacts with the isocyanate group, the addition polymerization reaction takes time, and Elastomer cannot be obtained. Conversely, if it is greater than 3, the elastomer will be a low-strength elastomer or an elastomer having a surface tackiness.

【0020】また、R3が水素の場合は、本発明での相
溶性が悪くなり高透明なエラストマーが得られない。
When R 3 is hydrogen, the compatibility in the present invention becomes poor, and a highly transparent elastomer cannot be obtained.

【0021】式(2)のジオール、ジアミンとしては、
好ましくは2,2−ジメチル−1,3−ジオール、2,
2−ジエチル−1,3−ジオール、2,2−ジメチル−
1,3−ジアミンなどが挙げられる。
As the diol and diamine of the formula (2),
Preferably 2,2-dimethyl-1,3-diol, 2,
2-diethyl-1,3-diol, 2,2-dimethyl-
1,3-diamine and the like.

【0022】鎖長延長剤として用いられる式(2)のジ
オール又はジアミンの使用量は1〜20重量%であり、
1重量%より少ない場合はエラストマーが得られず、液
状物となってしまい、逆に20重量%より多い場合は弾
性に乏しい樹脂状物となってしまう。更に好ましくは5
〜10重量%である。
The amount of the diol or diamine of the formula (2) used as a chain extender is 1 to 20% by weight,
When the amount is less than 1% by weight, an elastomer cannot be obtained, and a liquid material is obtained. On the contrary, when the amount is more than 20% by weight, a resinous material having poor elasticity is obtained. More preferably, 5
-10% by weight.

【0023】有機ジイソシアネート化合物としては、例
えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−ト
リレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネ
ート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−
ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ
−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’
−ジクロロ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネー
ト、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テ
トラヒドロナフタレンジイソシアネート、テトラメチレ
ンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシ
アネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘ
キシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テト
ラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリ
レンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙
げられる。
Examples of the organic diisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 2,4'- Diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-
Biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3 '
-Dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3 -Cyclohexylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl −4
4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like.

【0024】該ジイソシアネートの配合量としては、本
発明のポリウレタンエラストマーに対し5〜69重量%
であり、5重量%より少ない場合はエラストマーが得ら
れず、液状物となってしまい、逆に69重量%より多い
場合は弾性に乏しく非常に硬くて脆い樹脂状物となって
しまう。更に好ましくは20〜50重量%である。
The amount of the diisocyanate is 5 to 69% by weight based on the polyurethane elastomer of the present invention.
If the amount is less than 5% by weight, an elastomer cannot be obtained, and the material becomes a liquid. On the other hand, if the amount is more than 69% by weight, a very hard and brittle resinous material having poor elasticity is obtained. More preferably, it is 20 to 50% by weight.

【0025】なお、本発明の特性を損なわない程度に、
一般的に用いられる平均分子量500〜4,000の長
鎖ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール等を配
合することもできる。
Incidentally, to the extent that the characteristics of the present invention are not impaired,
A generally used long-chain polyether diol, polyester diol, or the like having an average molecular weight of 500 to 4,000 may be blended.

【0026】本発明のポリウレタンエラストマーにおい
て、その30重量%以上、特に30〜94重量%はR1 2
SiO単位である。30重量%より少ない場合はシリコ
ーンのもつ耐熱性、耐寒性、耐水性、耐候性が得られに
くい。好ましくは40〜70重量%である。
[0026] In the polyurethane elastomer of the present invention, the 30 wt% or more, particularly 30 to 94 wt% R 1 2
It is a SiO unit. If the amount is less than 30% by weight, the heat resistance, cold resistance, water resistance and weather resistance of the silicone are hardly obtained. Preferably it is 40 to 70% by weight.

【0027】本発明のポリウレタンエラストマーは、上
記式(1)の両末端水酸基含有シロキサン、式(2)の
分枝状ジオール又はジアミン、ジイソシアネートを反応
させることにより合成することができるが、本エラスト
マーの合成方法としては、一般に知られている熱可塑性
ウレタンエラストマーの合成方法でよく、例えば両末端
水酸基含有シロキサン及び分枝状ジオール又は分枝状ジ
アミン(鎖長延長剤)を60〜90℃に保ち、撹拌しな
がら、ジイソシアネートを滴下する方法、非プロトン性
溶媒中で該シロキサン、該鎖長延長剤及びジイソシアネ
ートを反応させる方法、あるいは2軸押出機内で無溶剤
下、昇温しながら該シロキサン、該鎖長延長剤及びジイ
ソシアネートを反応させる方法、更にはシロキサンとジ
イソシアネートとを反応させた後、ジオールやジアミン
で鎖延長させる段階的な反応方法も挙げられる。
The polyurethane elastomer of the present invention can be synthesized by reacting a hydroxyl-containing siloxane of the above formula (1) with a branched diol or diamine of the formula (2) or diisocyanate. As a synthesis method, a generally known method for synthesizing a thermoplastic urethane elastomer may be used. For example, a siloxane containing both terminal hydroxyl groups and a branched diol or a branched diamine (chain extender) are kept at 60 to 90 ° C. A method of dropping diisocyanate with stirring, a method of reacting the siloxane, the chain extender and the diisocyanate in an aprotic solvent, or a method of raising the temperature of the siloxane and the chain in a twin-screw extruder without solvent under a temperature increase A method of reacting a long extender and a diisocyanate, and furthermore, a siloxane and a diisocyanate After reacting, stepwise reaction method for chain extension with a diol or a diamine may also be mentioned.

【0028】本発明のポリウレタンエラストマーを合成
するに際し、必要に応じて触媒及び安定剤を使用するこ
とができる。これらの触媒や安定剤は任意の段階で加え
ることができる。
In synthesizing the polyurethane elastomer of the present invention, a catalyst and a stabilizer can be used if necessary. These catalysts and stabilizers can be added at any stage.

【0029】触媒としては、例えばトリエチルアミン、
トリエチレンジアミンなどの含窒素化合物、酢酸カリウ
ム、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸錫などの金属塩、ジ
ブチル錫ジラウレートなどの有機金属化合物などが挙げ
られる。
As the catalyst, for example, triethylamine,
Examples include nitrogen-containing compounds such as triethylenediamine, metal salts such as potassium acetate, zinc stearate and tin octylate, and organic metal compounds such as dibutyltin dilaurate.

【0030】安定剤としては、置換ベンゾトリアゾール
類などの紫外線に対する安定剤、フェノール誘導体など
の熱酸化に対する安定剤などを加えることができる。
As the stabilizer, a stabilizer against ultraviolet rays such as substituted benzotriazoles and a stabilizer against thermal oxidation such as phenol derivatives can be added.

【0031】本発明のポリウレタンエラストマーは、例
えば2軸押出機でペレット状にカッティングした後、一
般に使用されている各種成形機、即ち押出成形機、射出
成形機、ブロー成形機、カレンダー成形機、プレス成形
機等により成形エラストマーとして用いたり、あるいは
有機溶剤に溶解したり又は非プロトン性の有機溶媒中で
製造した液状状態でポリエステル、ナイロン、ポリ塩化
ビニル、ABS、OPP、CPP等の各種プラスチック
のフィルムやシートのプライマーコート剤、トップコー
ト剤として、鉄板、鋼板、アルミ板等の各種金属板の表
面被覆剤として、感熱紙等の各種機能紙のトップコート
剤として、あるいは各種繊維編織物、不織布、紙、天然
皮革、人工皮革、合成皮革、木材等の塗料、表面被覆剤
として用いることができる。
The polyurethane elastomer of the present invention is cut into pellets by, for example, a twin-screw extruder, and then various molding machines generally used, ie, an extrusion molding machine, an injection molding machine, a blow molding machine, a calender molding machine, and a press. Films of various plastics such as polyester, nylon, polyvinyl chloride, ABS, OPP, CPP, etc. in liquid state, used as molding elastomer by molding machine or dissolved in organic solvent or produced in aprotic organic solvent As a primer coating agent for sheets and sheets, as a top coating agent, as a surface coating agent for various metal plates such as iron plates, steel plates, and aluminum plates; as a top coating agent for various functional papers such as thermal paper; Used as a paint or surface coating for paper, natural leather, artificial leather, synthetic leather, wood, etc. It can be.

【0032】更に、本発明のポリウレタンエラストマー
は、透明であることから、カラーインジケーターの保護
被覆剤、ポッティング剤として、またテレビ、ビデオ、
オーディオ等のリモコン、電話機等のスイッチ部分のオ
ーバーコート剤として、更にシリコーンゴムと異なり成
形しやすい熱可塑性でしかも低高温域でゴム物性を保持
することから、輸送機用電線被覆剤、コピー機、プリン
ターなどのゴムロール剤、酸素富化膜、人工血管、人工
心臓などの人工臓器、カテーテルなどの医療器具への応
用が挙げられる。
Further, since the polyurethane elastomer of the present invention is transparent, it can be used as a protective coating or potting agent for a color indicator, or as a television, video,
As an overcoating agent for remote control of audio equipment, switch parts of telephones, etc., unlike silicone rubber, it is a thermoplastic that is easy to mold and retains rubber properties at low and high temperatures, so it can be used for wire coverings for transport equipment, copy machines, Applications include rubber rolls such as printers, oxygen-enriched membranes, artificial organs such as artificial blood vessels and artificial hearts, and medical instruments such as catheters.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明のポリウレタンエラストマーは、
長鎖ジオール化合物として両末端水酸基含有シロキサン
を用い、鎖長延長剤としてシロキサンに相溶しやすい分
枝状ジオール又は分枝状ジアミンを用いたものであり、
このポリウレタンエラストマーは透明な熱可塑性エラス
トマーで、しかも従来の熱硬化性シリコーンエラストマ
ーのもつ耐熱性、耐寒性、耐水性、耐候性、耐薬品性を
有し、しかも高強度で、成形加工後のリサイクル化も可
能である。
The polyurethane elastomer of the present invention comprises:
A siloxane compound containing hydroxyl groups at both ends is used as a long-chain diol compound, and a branched diol or a branched diamine that is easily compatible with the siloxane is used as a chain extender,
This polyurethane elastomer is a transparent thermoplastic elastomer that has the heat resistance, cold resistance, water resistance, weather resistance, and chemical resistance of conventional thermosetting silicone elastomers, and has high strength and is recycled after molding. It is also possible.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0035】〔実施例1〕内容量1Lの金属混練機内に
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート155重
量部、下記一般式(1−1)で示される両末端水酸基含
有シロキサンにおいて重合度n=20のシロキサン36
0重量部を投入し、70〜90℃で溶解後、撹拌を2時
間行った。その後、ネオペンチルグリコール42.1重
量部を加え、30分混練り、脱泡した。得られたエラス
トマーは220℃にてプレスし、1mm厚シートにして
物性測定を行った。なお、イソシアネート基の消失はI
Rスペクトルにて確認した。
Example 1 155 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate was placed in a metal kneader having a content of 1 L, and a siloxane having a hydroxyl group at both ends represented by the following general formula (1-1) having a degree of polymerization of n = 20. Siloxane 36
After 0 parts by weight were added and dissolved at 70 to 90 ° C., stirring was performed for 2 hours. Thereafter, 42.1 parts by weight of neopentyl glycol was added, kneaded for 30 minutes, and defoamed. The obtained elastomer was pressed at 220 ° C. to make a 1 mm thick sheet and physical properties were measured. It should be noted that the disappearance of the isocyanate group depends on I
It was confirmed by the R spectrum.

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】〔実施例2〕実施例1のシロキサンの代わ
りに式(1−1)において重合度n=40のシロキサン
を682重量部、ネオペンチルグリコールの代わりに
2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールを75重
量部用いた以外は実施例1と同様にして透明なエラスト
マーを得た。
Example 2 Instead of the siloxane of Example 1, 682 parts by weight of a siloxane having a polymerization degree n = 40 in the formula (1-1), and 2,2-diethyl-1,3 instead of neopentyl glycol -A transparent elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by weight of propanediol was used.

【0038】〔実施例3〕実施例1のイソシアネートを
水添化MDI163重量部に代え、シロキサン及びネオ
ペンチルグリコールを80℃に加温撹拌し、そこへ水添
化MDIを滴下し、混練り、脱泡後、実施例1と同様に
して透明なエラストマーを得た。
Example 3 The isocyanate of Example 1 was replaced with 163 parts by weight of hydrogenated MDI, and siloxane and neopentyl glycol were heated and stirred at 80 ° C., and hydrogenated MDI was added dropwise and kneaded. After defoaming, a transparent elastomer was obtained in the same manner as in Example 1.

【0039】〔実施例4〕実施例1のイソシアネートを
トリレンジイソシアネート108重量部に代え、シロキ
サンを下記一般式(1−2)で示されるシロキサンにお
いてn=9,m=5のシロキサン497重量部に代えた
以外は実施例1と同様にして透明なシリコーンエラスト
マーを得た。
Example 4 The isocyanate of Example 1 was replaced with 108 parts by weight of tolylene diisocyanate, and the siloxane was 497 parts by weight of a siloxane represented by the following general formula (1-2), wherein n = 9 and m = 5. A transparent silicone elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above procedure was repeated.

【0040】[0040]

【化10】 Embedded image

【0041】〔実施例5〕内容量1Lのフラスコ内に
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート31重量
部、溶媒としてジメチルホルムアミド150重量部を仕
込み、70℃にて撹拌し、そこへ実施例1で使用したシ
ロキサン72重量部、ネオペンチルグリコール8.41
重量部及び乾燥させたトルエン400重量部の均一溶液
を滴下し、70〜80℃にて6時間撹拌することによ
り、透明なシリコーン変性ウレタンエラストマーの溶液
を得た。
Example 5 In a 1 L flask, 31 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 150 parts by weight of dimethylformamide as a solvent were stirred and stirred at 70 ° C., and used there in Example 1. 72 parts by weight of siloxane, neopentyl glycol 8.41
A uniform solution of 400 parts by weight of toluene and 400 parts by weight of dried toluene was added dropwise and stirred at 70 to 80 ° C. for 6 hours to obtain a transparent silicone-modified urethane elastomer solution.

【0042】この溶液をガラス板に塗布し、一晩放置後
80℃加熱器内で3時間乾燥させたところ、透明なゴム
膜が得られた。
This solution was applied to a glass plate, left to stand overnight, and dried in a heater at 80 ° C. for 3 hours to obtain a transparent rubber film.

【0043】〔比較例1〕ジメチルシロキサン単位9
9.5モル%とメチルビニルシロキサン単位0.5モル
%とからなる平均重合度が約8,000のメチルビニル
ポリシロキサン100重量部と、処理シリカR−972
(日本アエロジル社製)50重量部を二本ロールで混練
した。次いで、有機過酸化物の2,5−ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.5重量部
を混練し、得られたコンパウンドを165℃にて10分
間キュアし、1mm厚のゴムシートを得た。
Comparative Example 1 Dimethylsiloxane Unit 9
100 parts by weight of methylvinylpolysiloxane having an average degree of polymerization of about 8,000 consisting of 9.5 mol% and 0.5 mol% of methylvinylsiloxane units, and treated silica R-972
50 parts by weight (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were kneaded with two rolls. Then, the organic peroxide 2,5-dimethyl-2,
0.5 part by weight of 5-di (t-butylperoxy) hexane was kneaded, and the obtained compound was cured at 165 ° C. for 10 minutes to obtain a 1 mm thick rubber sheet.

【0044】〔比較例2〕実施例1のシロキサンの代わ
りに式(1−1)において重合度n=10のシロキサン
を320重量部、ネオペンチルグリコールの代わりに
1,4−ブチレングリコールを24.9重量部用いた以
外は実施例1と同様にして透明なエラストマーを得た。
Comparative Example 2 320 parts by weight of a siloxane having a degree of polymerization of n = 10 in the formula (1-1) in place of the siloxane of Example 1 and 24 parts of 1,4-butylene glycol in place of neopentyl glycol. A transparent elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 9 parts by weight was used.

【0045】〔比較例3〕実施例1のネオペンチルグリ
コールの代わりに1,4−ブチレングリコールを36.
4重量部用いた以外は実施例1と同様にしてエラストマ
ーを得た。1mm厚シートは白色であった。
Comparative Example 3 In place of neopentyl glycol of Example 1, 1,4-butylene glycol was used.
An elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 4 parts by weight was used. The 1 mm thick sheet was white.

【0046】〔比較例4〕実施例1のシロキサンの代わ
りに式(1−1)において重合度n=10のシロキサン
320重量部を用いた以外は実施例1と同様にして透明
なエラストマーを得た。
Comparative Example 4 A transparent elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 320 parts by weight of siloxane having a polymerization degree n = 10 in the formula (1-1) was used instead of the siloxane of Example 1. Was.

【0047】〔比較例5〕内容量1Lのフラスコ内に
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート31重量
部、溶媒としてジメチルホルムアミド150重量部を仕
込み、70℃にて撹拌し、そこへ実施例1で使用したシ
ロキサン45.3重量部、ポリテトラメチレングリコー
ルジオール(平均分子量1,000)16.0重量部、
1,4−ブチレングリコール7.28重量部及び溶媒と
してトルエン/ジメチルホルムアミド(重量比:1/
1)の混合溶媒350重量部の均一溶液を滴下し、70
〜80℃にて6時間撹拌することにより、透明なシリコ
ーン変性ウレタンエラストマーの溶液を得た。
[Comparative Example 5] In a 1 L flask, 31 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 150 parts by weight of dimethylformamide as a solvent were charged, stirred at 70 ° C, and used there in Example 1. 45.3 parts by weight of the obtained siloxane, 16.0 parts by weight of polytetramethylene glycol diol (average molecular weight: 1,000),
7.28 parts by weight of 1,4-butylene glycol and toluene / dimethylformamide as a solvent (weight ratio: 1 /
A homogeneous solution of 350 parts by weight of the mixed solvent of 1) was added dropwise,
By stirring at -80 ° C for 6 hours, a solution of a transparent silicone-modified urethane elastomer was obtained.

【0048】しかし、この溶液を実施例5と同様に乾燥
させ、ゴム膜を形成したところ、白濁してしまった。
However, when this solution was dried in the same manner as in Example 5 to form a rubber film, it became cloudy.

【0049】実施例1〜4、比較例1〜4について、エ
ラストマー特性を表1に、また実施例1と比較例2にお
いて温度と粘弾性の関係をそれぞれ図1,2に示した。
なお、温度と粘弾性の関係は振動周波数30.0Hzに
て行った。
The elastomer properties of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1, and the relationship between temperature and viscoelasticity in Examples 1 and 2 is shown in FIGS.
The relationship between temperature and viscoelasticity was measured at a vibration frequency of 30.0 Hz.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】表1の結果から、本発明のエラストマーは
透明なエラストマーであり、シリカで補強した比較例1
や白色エラストマーとなった比較例2,3に比べ、強度
において優れていることが伺える。
From the results shown in Table 1, the elastomer of the present invention is a transparent elastomer, and Comparative Example 1 reinforced with silica was used.
It can be seen that they are superior in strength as compared with Comparative Examples 2 and 3, which were white elastomers.

【0052】更に、図1,2からは、本発明のエラスト
マーは広温度域で硬度変化が少ないことが伺える。
Further, from FIGS. 1 and 2, it can be seen that the hardness of the elastomer of the present invention is small in a wide temperature range.

【0053】即ち、本発明のエラストマーは透明な熱可
塑性エラストマーであり、熱硬化性シリコーンエラスト
マーのもつ耐熱性、耐寒性を有し、しかも高強度のエラ
ストマーであることが認められた。
That is, it was confirmed that the elastomer of the present invention is a transparent thermoplastic elastomer, and has high heat resistance and cold resistance as high as that of the thermosetting silicone elastomer, and also has high strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1のエラストマーにおける温度と粘弾性
の関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between temperature and viscoelasticity in the elastomer of Example 1.

【図2】比較例2のエラストマーにおける温度と粘弾性
の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and viscoelasticity in the elastomer of Comparative Example 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−76275(JP,A) 特開 昭57−117524(JP,A) 特開 平4−180914(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-76275 (JP, A) JP-A-57-117524 (JP, A) JP-A-4-180914 (JP, A) (58) Field (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 18/00-18/87

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 分子鎖中にオルガノポリシロキサン鎖を
有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーであって、下
記一般式(1) 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜8の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、R2は水酸基を有する有機基
であり、nは15〜200の整数である。)で示される
シロキサン30〜94重量%と、下記一般式(2) 【化2】 (式中、R3は炭素数1〜7の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、Xは水酸基又はアミノ基であ
る。)で示される分枝状ジオール又はジアミン1〜20
重量%と、及び、有機ジイソシアネート化合物5〜69
重量%とを必須成分として反応させてなるポリウレタン
エラストマーであり、該反応生成物の30重量%以上が
1 2SiO単位であることを特徴とするシリコーン変性
ポリウレタンエラストマー。
1. A thermoplastic polyurethane elastomer having an organopolysiloxane chain in a molecular chain, wherein the thermoplastic polyurethane elastomer has the following general formula (1): (Wherein, R 1 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is an organic group having a hydroxyl group, and n is an integer of 15 to 200 ). 30 to 94% by weight of siloxane and the following general formula (2) (Wherein, R 3 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 7 carbon atoms, and X is a hydroxyl group or an amino group).
% By weight and the organic diisocyanate compound 5 to 69
A polyurethane elastomer obtained by reacting a weight percent as essential components, a silicone-modified polyurethane elastomer least 30 wt% of said reaction product characterized in that it is a R 1 2 SiO units.
【請求項2】 下記一般式(1) 【化3】 (式中、R1は炭素数1〜8の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、R2は水酸基を有する有機基
であり、nは15〜200の整数である。)で示される
シロキサン30〜94重量%と、下記一般式(2) 【化4】 (式中、R3は炭素数1〜7の同一又は異種のアルキル
基又はアリール基であり、Xは水酸基又はアミノ基であ
る。)で示される分枝状ジオール又はジアミン1〜20
重量%と、及び、有機ジイソシアネート化合物5〜69
重量%とを必須成分として反応させることを特徴とする
1 2SiO単位が30重量%以上であるシリコーン変性
ポリウレタンエラストマーの製造方法。
2. The following general formula (1): (Wherein, R 1 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is an organic group having a hydroxyl group, and n is an integer of 15 to 200 ). 30 to 94% by weight of siloxane and the following general formula (2) (Wherein, R 3 is the same or different alkyl group or aryl group having 1 to 7 carbon atoms, and X is a hydroxyl group or an amino group).
% By weight and the organic diisocyanate compound 5 to 69
The method of producing the silicone-modified polyurethane elastomer R 1 2 SiO unit is 30 wt% or more, characterized in that the reaction of wt% as essential components.
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