JP5798912B2 - Polyimide resin - Google Patents

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本発明は、応力緩和が変化し難く、かつ柔軟性および耐久性に優れるポリイミド樹脂に関する。   The present invention relates to a polyimide resin in which stress relaxation hardly changes and is excellent in flexibility and durability.

ポリイミド樹脂は、一般的に高弾性であり、応力緩和が変化し難いので、ベルト等の各種の成形品に成形される。
しかし、ポリイミド樹脂は、樹脂構造が剛直なため、柔軟性が低く、耐久性に劣る。例えばポリイミド樹脂からなるベルトは、プーリ等の屈曲部において屈曲疲労を受け易く、亀裂が生じたり、破断し易い。近時、機器の小型化や高速化に伴い、小径プーリが多く使用され、上述した問題が顕著になっている。
Polyimide resins are generally highly elastic and stress relaxation is unlikely to change, so they are molded into various molded articles such as belts.
However, since the resin structure of the polyimide resin is rigid, the flexibility is low and the durability is poor. For example, a belt made of polyimide resin is easily subjected to bending fatigue at a bending portion such as a pulley, and is easily cracked or broken. Recently, with the downsizing and speeding up of equipment, many small-diameter pulleys are used, and the above-mentioned problems are remarkable.

本出願人は、柔軟性および耐久性に優れるポリイミド樹脂として、先に特許文献1に記載のようなポリイミド樹脂を開発した。このポリイミド樹脂は、分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマー、およびジイソシアナートのそれぞれを、ジアミン化合物でウレア結合により鎖延長し、テトラカルボン酸二無水物でウレア結合部にイミドユニットを導入したものであり、ウレタンプレポリマーに由来するウレタン成分によって柔軟性および耐久性を示すものである。このような物性を有するポリイミド樹脂としては、主鎖に効率よくイミドユニットを導入できるものが望ましい。   The present applicant has previously developed a polyimide resin as described in Patent Document 1 as a polyimide resin excellent in flexibility and durability. In this polyimide resin, urethane prepolymers with isocyanate groups at both molecular ends and diisocyanates are chain-extended with urea bonds with diamine compounds, and imide units are introduced into the urea bond with tetracarboxylic dianhydrides. It shows flexibility and durability by the urethane component derived from the urethane prepolymer. As the polyimide resin having such physical properties, those capable of efficiently introducing an imide unit into the main chain are desirable.

一方、本出願人は、イミド成分を有する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エラストマーを開発した。このイミド変性エラストマーは、連続するイミドユニットによって高強度を示し、かつウレタン成分によって柔軟性を示すものの、エラストマーであるため、応力緩和の変化をポリイミド樹脂と同じように抑制することはできなかった。   On the other hand, the present applicant has developed an imide-modified elastomer as described in Patent Document 2 as an elastomer having an imide component. Although this imide-modified elastomer exhibits high strength by a continuous imide unit and flexibility by a urethane component, since it is an elastomer, it has not been possible to suppress changes in stress relaxation in the same manner as a polyimide resin.

特開2008−106095号公報JP 2008-106095 A 特開2008−101195号公報JP 2008-101195 A

本発明の課題は、応力緩和の変化を抑制することができ、かつ柔軟性および耐久性に優れるとともに、製造が容易であるポリイミド樹脂を提供することである。   The subject of this invention is providing the polyimide resin which can suppress the change of stress relaxation, is excellent in a softness | flexibility and durability, and is easy to manufacture.

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 0005798912
[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は、重量平均分子量100〜10,000の2価の有機基を示す。R3は、芳香族環、脂肪族環または脂肪族鎖を含む2価の有機基を示す。R4は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示す。nは1〜100の整数を示す。mは2〜1,000の整数を示す。lは1〜100の整数を示す。]で表されることを特徴とするポリイミド樹脂。
(2)ジイソシアナートとポリオールから得た分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーと、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物から得た分子両末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポリマーと、を混合して反応させた後、前記ポリアミック酸プレポリマーをイミド化した共重合体である前記(1)記載のポリイミド樹脂。
(3)前記ウレタンプレポリマーおよび前記ポリアミック酸プレポリマーの割合が、重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー=1:0.5〜9.5である前記(2)記載のポリイミド樹脂。
(4)イミド分率が30〜95重量%である前記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリイミド樹脂。
(5)イミド分率が55〜95重量%である前記(1)〜(4)のいずれかに記載のポリイミド樹脂。
(6)前記(1)〜(5)のいずれかに記載のポリイミド樹脂からなる成形品。
(7)ベルトである前記(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 0005798912
[Wherein, R 1 represents a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring. R 2 represents a divalent organic group having a weight average molecular weight of 100 to 10,000. R 3 represents a divalent organic group containing an aromatic ring, an aliphatic ring or an aliphatic chain. R 4 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbon atoms. n shows the integer of 1-100. m represents an integer of 2 to 1,000. l represents an integer of 1 to 100. ] The polyimide resin characterized by the above-mentioned.
(2) a urethane prepolymer having an isocyanate group at both molecular ends obtained from a diisocyanate and a polyol, a polyamic acid prepolymer having an amino group at both molecular ends obtained from a diamine compound and tetracarboxylic dianhydride, After mixing and reacting, the polyimide resin according to the above (1), which is a copolymer obtained by imidizing the polyamic acid prepolymer.
(3) The polyimide resin according to (2) above, wherein the urethane prepolymer and the polyamic acid prepolymer have a weight ratio of urethane prepolymer: polyamic acid prepolymer = 1: 0.5 to 9.5.
(4) The polyimide resin according to any one of (1) to (3), wherein the imide fraction is 30 to 95% by weight.
(5) The polyimide resin according to any one of (1) to (4), wherein the imide fraction is 55 to 95% by weight.
(6) A molded article comprising the polyimide resin according to any one of (1) to (5).
(7) The molded product according to (6), which is a belt.

本発明によれば、主鎖に効率よく連続する2つ以上のイミドユニットを導入することができ、それゆえ製造が容易であるとともに、導入したイミドユニットによってイミド成分に由来する高弾性を損なうことなく応力緩和の変化を抑制することができ、かつ主鎖に導入したウレタン成分によって柔軟性および耐久性を向上させることができるという効果がある。   According to the present invention, it is possible to introduce two or more imide units that are efficiently continuous to the main chain, and therefore, the production is easy, and the introduced imide unit impairs the high elasticity derived from the imide component. There is an effect that the stress relaxation change can be suppressed and flexibility and durability can be improved by the urethane component introduced into the main chain.

本発明のポリイミド樹脂は、主鎖に連続する2つ以上のイミドユニットが導入された上述の一般式(I)で表されるポリイミド樹脂(以下、「ポリイミド樹脂(I)」と言うことがある。)である。   The polyimide resin of the present invention may be referred to as a polyimide resin represented by the above general formula (I) (hereinafter referred to as “polyimide resin (I)”) in which two or more imide units continuous in the main chain are introduced. .)

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)に従ってポリオール(b)とともにウレタンプレポリマー(c)を形成し得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. For example, the urethane prepolymer (c) is combined with the polyol (b) according to the reaction process formula (A) described later. Examples of the diisocyanate (a) that can be formed include residues other than the isocyanato group (-NCO).

2は、重量平均分子量100〜10,000、好ましくは300〜5,000の2価の有機基を示し、例えば反応行程式(A)に従ってジイソシアナート(a)とともにウレタンプレポリマー(c)を形成し得るポリオール(b)において2つの水酸基(−OH)を除く残基等が挙げられる。 R 2 represents a divalent organic group having a weight average molecular weight of 100 to 10,000, preferably 300 to 5,000. For example, the urethane prepolymer (c) together with the diisocyanate (a) according to the reaction process formula (A) In the polyol (b) capable of forming, a residue other than two hydroxyl groups (—OH) is exemplified.

3は、芳香族環、脂肪族環または脂肪族鎖を含む2価の有機基を示し、例えば後述する反応行程式(B)に従ってテトラカルボン酸二無水物(e)とともにポリアミック酸プレポリマー(f)を形成し得る炭素数6〜27の芳香族ジアミン化合物、炭素数6〜24の脂肪族ジアミン化合物および炭素数6〜24の脂環式ジアミン化合物から選ばれる少なくとも1種のジアミン化合物(d)においてアミノ基(−NH2)を除く残基等が挙げられる。上述した脂肪族鎖は、炭素数1のものも含む。 R 3 represents a divalent organic group containing an aromatic ring, an aliphatic ring, or an aliphatic chain. For example, according to the reaction process formula (B) described later, a polyamic acid prepolymer ( f) at least one diamine compound selected from an aromatic diamine compound having 6 to 27 carbon atoms, an aliphatic diamine compound having 6 to 24 carbon atoms and an alicyclic diamine compound having 6 to 24 carbon atoms (d) ) And the like other than the amino group (—NH 2 ). The above-mentioned aliphatic chain includes one having 1 carbon.

4は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示し、例えば反応行程式(B)に従ってジアミン化合物(d)とともにポリアミック酸プレポリマー(f)を形成し得る炭素数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(e)の残基等が挙げられる。 R 4 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbon atoms, and has, for example, 6 to 18 carbon atoms capable of forming a polyamic acid prepolymer (f) together with the diamine compound (d) according to the reaction process formula (B). Examples include a residue of at least one tetracarboxylic dianhydride (e) selected from an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride having 4 to 6 carbon atoms.

nは1〜100、好ましくは2〜50の整数を示す。mは2〜1,000、好ましくは5〜500の整数を示す。lは1〜100、好ましくは2〜80の整数を示す。   n represents an integer of 1 to 100, preferably 2 to 50. m represents an integer of 2 to 1,000, preferably 5 to 500. l represents an integer of 1 to 100, preferably 2 to 80.

ポリイミド樹脂(I)は、ジイソシアナートとポリオールから得た分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーと、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物から得た分子両末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポリマーと、を混合して反応させた後、ポリアミック酸プレポリマーをイミド化した共重合体であるのが好ましい。ポリイミド樹脂(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。   Polyimide resin (I) is a polyamic acid having an amino group at both molecular terminals obtained from a urethane prepolymer having an isocyanate group at both molecular terminals obtained from diisocyanate and polyol, and a diamine compound and tetracarboxylic dianhydride. After mixing and reacting with a prepolymer, a copolymer obtained by imidizing a polyamic acid prepolymer is preferable. The polyimide resin (I) can be produced through, for example, reaction process formulas (A) to (C) as shown below.

[反応行程式(A)]

Figure 0005798912
[式中、R1,R2,nは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (A)]
Figure 0005798912
[Wherein R 1 , R 2 and n are the same as described above. ]

(ウレタンプレポリマー(c)の合成)
まず、反応行程式(A)に従い、ジイソシアナート(a)とポリオール(b)から分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマー(c)を得る。ポリイミド樹脂(I)は、このウレタンプレポリマー(c)に由来するウレタン成分によって優れた柔軟性および耐久性を示すことができる。
(Synthesis of urethane prepolymer (c))
First, in accordance with the reaction process formula (A), a urethane prepolymer (c) having an isocyanate group at both molecular ends is obtained from the diisocyanate (a) and the polyol (b). The polyimide resin (I) can exhibit excellent flexibility and durability due to the urethane component derived from the urethane prepolymer (c).

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.

ポリオール(b)としては、例えばポリプロピレングリコール(PPG)、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリマーポリオール等のポリエーテルポリオール;ポリカーボネートポリオール;アジペート系ポリオール(縮合ポリエステルポリオール)、ポリカプロラクトン系ポリオール等のポリエステルポリオール;ポリブタジエンポリオール;アクリルポリオール等が挙げられ、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 polyol (b) include polyether polyols such as polypropylene glycol (PPG), polyoxytetramethylene glycol (PTMG), and polymer polyols; polycarbonate polyols; polyesters such as adipate polyols (condensed polyester polyols) and polycaprolactone polyols Polybutadiene polyol; acrylic polyol and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

ポリオール(b)は、70〜90℃、1〜5mmHg、10時間〜30時間程度の条件で減圧乾燥したものを用いるのが好ましい。また、ポリオール(b)の重量平均分子量としては、100〜10,000であるのが好ましく、300〜5,000であるのがより好ましい。重量平均分子量は、ポリオール(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。   The polyol (b) is preferably used after being dried under reduced pressure under conditions of 70 to 90 ° C., 1 to 5 mmHg, and 10 to 30 hours. Moreover, as a weight average molecular weight of a polyol (b), it is preferable that it is 100-10,000, and it is more preferable that it is 300-5,000. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring the polyol (b) by gel permeation chromatography (GPC) and converting the obtained measurement value into polystyrene.

反応は、ジイソシアナート(a)とポリオール(b)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。ジイソシアナート(a)とポリオール(b)との混合比(モル)は、ジイソシアナート(a):ポリオール(b)=1.01:1〜2:1にするのが好ましい。反応温度としては、室温(23℃)〜90℃程度、反応時間としては、1時間〜5時間程度が適当である。   The reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas after the diisocyanate (a) and the polyol (b) are mixed at a predetermined ratio. The mixing ratio (mole) of diisocyanate (a) to polyol (b) is preferably diisocyanate (a): polyol (b) = 1.01: 1 to 2: 1. The reaction temperature is suitably from room temperature (23 ° C.) to 90 ° C., and the reaction time is suitably from 1 hour to 5 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.

得られるウレタンプレポリマー(c)の重量平均分子量としては、300〜50,000であるのが好ましく、500〜45,000であるのがより好ましい。ウレタンプレポリマー(c)の重量平均分子量があまり小さいと、ポリイミド樹脂(I)がハードになりすぎるので、柔軟性および耐久性が低下するおそれがある。また、ウレタンプレポリマー(c)の重量平均分子量があまり大きいと、ポリイミド樹脂(I)がソフトになりすぎるので、応力緩和の変化を抑制し難くなるおそれがある。重量平均分子量は、ウレタンプレポリマー(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。   As a weight average molecular weight of the urethane prepolymer (c) obtained, it is preferable that it is 300-50,000, and it is more preferable that it is 500-45,000. If the weight average molecular weight of the urethane prepolymer (c) is too small, the polyimide resin (I) becomes too hard, and the flexibility and durability may be reduced. Moreover, since the polyimide resin (I) becomes too soft when the weight average molecular weight of the urethane prepolymer (c) is too large, it may be difficult to suppress changes in stress relaxation. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring the urethane prepolymer (c) by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene.

[反応行程式(B)]

Figure 0005798912
[式中、R3,R4,mは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (B)]
Figure 0005798912
[Wherein R 3 , R 4 and m are the same as described above. ]

(ポリアミック酸プレポリマー(f)の合成)
次に、反応行程式(B)に従い、ジアミン化合物(d)とテトラカルボン酸二無水物(e)から分子両末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポリマー(f)を得る。このポリアミック酸プレポリマー(f)をイミド化すると、連続する2つ以上のイミドユニットが得られる。ポリイミド樹脂(I)は、このポリアミック酸プレポリマー(f)を上述したウレタンプレポリマー(c)と反応させた後にイミド化してなるので、主鎖に連続する2つ以上のイミドユニットを効率よく導入することができる。
(Synthesis of polyamic acid prepolymer (f))
Next, according to the reaction process formula (B), a polyamic acid prepolymer (f) having amino groups at both molecular ends is obtained from the diamine compound (d) and the tetracarboxylic dianhydride (e). When this polyamic acid prepolymer (f) is imidized, two or more continuous imide units are obtained. Since the polyimide resin (I) is imidized after reacting the polyamic acid prepolymer (f) with the urethane prepolymer (c) described above, two or more imide units continuous to the main chain are efficiently introduced. can do.

ジアミン化合物(d)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;1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等のシリコーン系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 diamine compound (d) 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′-diamino Phenyl (alias: m-tolidine, abbreviation: m-TB), 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TFMB), 3,7-diamino-dimethyldibenzothiophene- 5,5-dioxide (alias: 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′-diaminodiphenylsulfone (also known as 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-aminopheno) Ii) -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-aminophenoxyphenyl) propa (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 (also known as 4,6-diaminoresorcin), 3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl (also known as 3,3′-dihydroxybenzidine, abbreviated as HAB), 3,3 ′ , 4,4′-tetraaminobiphenyl (also known as 3,3′-diaminobenzidine, abbreviated as TAB) and the like. 1,6-hexamethylenediamine (HMDA), 1,8-octamethylenediamine (OMDA), 1,9-nonamethylenediamine, 1,12-dodecamethylenediamine (DMDA), 1-amino-3- C6-C24 aliphatic or cycloaliphatic diamine compounds such as aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (also known as isophoronediamine), 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, cyclohexanediamine; Examples thereof include silicone diamine compounds such as bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and these may be used alone or in combination of two or more.

テトラカルボン酸二無水物(e)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 (e) 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、ジアミン化合物(d)とテトラカルボン酸二無水物(e)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。ジアミン化合物(d)とテトラカルボン酸二無水物(e)との混合比(モル)は、ジアミン化合物(d):テトラカルボン酸二無水物(e)=1.01:1〜2:1にするのが好ましい。反応温度としては、室温(23℃)〜90℃程度、反応時間としては、1時間〜5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。   The reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas after the diamine compound (d) and the tetracarboxylic dianhydride (e) are mixed at a predetermined ratio. The mixing ratio (mole) of the diamine compound (d) to the tetracarboxylic dianhydride (e) is such that the diamine compound (d): tetracarboxylic dianhydride (e) = 1.01: 1 to 2: 1. It is preferable to do this. The reaction temperature is suitably from room temperature (23 ° C.) to 90 ° C., and the reaction time is suitably from 1 hour to 5 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 carried out under a solvent include the same solvents as those exemplified in the reaction process formula (A).

得られるポリアミック酸プレポリマー(f)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、20,000〜500,000であるのがより好ましい。ポリアミック酸プレポリマー(f)の重量平均分子量があまり小さいと、ポリイミド樹脂(I)がソフトになりすぎるので、応力緩和の変化を抑制し難くなるおそれがある。また、ポリアミック酸プレポリマー(f)の重量平均分子量があまり大きいと、ポリイミド樹脂(I)がハードになりすぎるので、柔軟性および耐久性が低下するおそれがある。重量平均分子量は、ポリアミック酸プレポリマー(f)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 polyamic acid prepolymer (f) is preferably 10,000 to 1,000,000, and more preferably 20,000 to 500,000. If the weight average molecular weight of the polyamic acid prepolymer (f) is too small, the polyimide resin (I) becomes too soft and it may be difficult to suppress changes in stress relaxation. Further, if the weight average molecular weight of the polyamic acid prepolymer (f) is too large, the polyimide resin (I) becomes too hard, and the flexibility and durability may be reduced. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring the polyamic acid prepolymer (f) by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene.

[反応行程式(C)]

Figure 0005798912
[式中、R1〜R4,n,m,lは、上述したものと同じである。] [Reaction process formula (C)]
Figure 0005798912
[Wherein R 1 to R 4 , n, m, and l are the same as those described above. ]

(ポリイミド樹脂(I)の合成)
最後に、ウレタンプレポリマー(c)と、ポリアミック酸プレポリマー(f)と、を混合して反応させ、これによりポリイミド樹脂(I)の前駆体であるポリウレタンアミック酸(以下、「PUA」と言う。)(g)を得、得られたPUA(g)をイミド化してポリイミド樹脂(I)を得る。
(Synthesis of polyimide resin (I))
Finally, the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f) are mixed and reacted to thereby react with the polyurethane amic acid (hereinafter referred to as “PUA”) which is a precursor of the polyimide resin (I). .) (G) is obtained, and the resulting PUA (g) is imidized to obtain a polyimide resin (I).

ウレタンプレポリマー(c)と、ポリアミック酸プレポリマー(f)との反応は、溶媒下、無溶媒下のいずれで行ってもよい。溶媒下で反応を行う場合には、ウレタンプレポリマー(c)と、ポリアミック酸プレポリマー(f)とを所定の割合で溶媒に加えて混合し、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で反応を行うのが好ましい。   The reaction of the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f) may be performed either in a solvent or without a solvent. When the reaction is performed in a solvent, the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f) are added to the solvent in a predetermined ratio and mixed, and the reaction is performed under an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. It is preferable to carry out the reaction.

ウレタンプレポリマー(c)とポリアミック酸プレポリマー(f)との混合比は、固形分換算による重量比で、ウレタンプレポリマー(c):ポリアミック酸プレポリマー(f)=1:0.5〜9.5の範囲にするのが好ましい。また、ウレタンプレポリマー(c)とポリアミック酸プレポリマー(f)とを、NCO/NH2比が1.0程度の割合になるように混合するのが好ましい。これにより、ポリイミド樹脂(I)におけるイミド成分の割合を適度に高めることができ、その結果、柔軟性を維持して高い耐久性を得つつ、応力緩和の変化を抑制することができる。 The mixing ratio of the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f) is a weight ratio in terms of solid content, and the urethane prepolymer (c): polyamic acid prepolymer (f) = 1: 0.5-9. Is preferably in the range of .5. Moreover, it is preferable to mix the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f) so that the NCO / NH 2 ratio is about 1.0. Thereby, the ratio of the imide component in polyimide resin (I) can be raised moderately, As a result, the change of stress relaxation can be suppressed, maintaining a softness | flexibility and obtaining high durability.

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。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、140〜160℃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。   Examples of the solvent that can be used include the same solvents as those exemplified in the reaction process formula (A). 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 140-160 degreeC. The reaction time is suitably about 1 hour to 10 hours.

PUA(g)のイミド化(脱水縮合反応)は、PUA(g)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、PUA(g)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 imidation (dehydration condensation reaction) of PUA (g) may be performed under the condition that PUA (g) is not thermally decomposed. The reaction temperature is about 150 to 250 ° C., and the reaction time is about 90 to 150 minutes. Is appropriate. Prior to imidization, the solvent may be volatilized by heat-treating PUA (g) under conditions of about 70 to 200 ° C. and about 20 minutes to 3 hours.

一方、無溶媒下で反応を行う場合には、通常の攪拌槽型反応器の他、排気系を有する加熱手段を備えた押出機の中でも行うことができるので、得られるポリイミド樹脂(I)を押し出して、そのままフィルム状ないしシート状に成形することができる。   On the other hand, when the reaction is carried out in the absence of a solvent, since it can be carried out in an extruder equipped with a heating means having an exhaust system in addition to a normal stirred tank reactor, the resulting polyimide resin (I) It can be extruded and formed into a film or sheet as it is.

ポリイミド樹脂(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。ポリイミド樹脂(I)の重量平均分子量があまり小さいと、応力緩和の変化を抑制し難くなるので好ましくない。また、ポリイミド樹脂(I)の重量平均分子量があまり大きいと、柔軟性および耐久性が低下するおそれがある。重量平均分子量は、PUA(g)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、ポリイミド樹脂(I)ではなく、PUA(g)をGPCで測定するのは、ポリイミド樹脂(I)がGPCの測定溶媒に不溶なためである。   The weight average molecular weight of the polyimide resin (I) is preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 15,000 to 150,000, and 20,000 to 100,000. Is more preferable. If the weight average molecular weight of the polyimide resin (I) is too small, it is difficult to suppress changes in stress relaxation, which is not preferable. Moreover, when the weight average molecular weight of polyimide resin (I) is too large, there exists a possibility that a softness | flexibility and durability may fall. The weight average molecular weight is a value derived from a value obtained by measuring PUA (g) by GPC and converting the obtained measurement value into polystyrene. The reason why PUA (g), not polyimide resin (I), is measured by GPC is that polyimide resin (I) is insoluble in the GPC measurement solvent.

ポリイミド樹脂(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、30〜95重量%であるのが好ましく、55〜95重量%であるのがより好ましい。イミド分率があまり小さいと、応力緩和の変化を抑制し難くなるので好ましくない。また、イミド分率があまり大きいと、柔軟性および耐久性が低下するおそれがある。   The ratio of the imide component in the polyimide resin (I), that is, the imide fraction, is preferably 30 to 95% by weight, and more preferably 55 to 95% by weight. If the imide fraction is too small, it is difficult to suppress changes in stress relaxation, which is not preferable. Further, if the imide fraction is too large, flexibility and durability may be reduced.

イミド分率は、ウレタンプレポリマー(c)およびポリアミック酸プレポリマー(f)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 charged amounts of the urethane prepolymer (c) and the polyamic acid prepolymer (f), and is a value calculated from the following formula (α).

Figure 0005798912
Figure 0005798912

ポリイミド樹脂(I)の弾性率としては、0.1〜2.5GPaであるのが好ましく、1〜2GPaであるのがより好ましい。弾性率があまり小さいと、応力緩和の変化を抑制し難くなるので好ましくない。また、弾性率があまり大きいと、柔軟性および耐久性が低下するおそれがある。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、所定の引張試験における伸張率1%時の応力より算出される値である。   The elastic modulus of the polyimide resin (I) is preferably 0.1 to 2.5 GPa, more preferably 1 to 2 GPa. If the elastic modulus is too small, it is difficult to suppress changes in stress relaxation, which is not preferable. Further, if the elastic modulus is too large, flexibility and durability may be reduced. 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 calculated from a stress at an elongation rate of 1% in a predetermined tensile test.

上述したポリイミド樹脂(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、ダイヤフラム、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。   The polyimide resin (I) described above can be used after being molded into a desired molded product. Molded products include, for example, sheets, films, tubes, hoses, roll gears, diaphragms, packing materials, soundproof materials, vibration proof materials, boots, gaskets, belts, belt laminate products, coating materials, pervaporation separation membranes, optics Non-linear materials, elastic fibers, piezoelectric elements, actuators, other various automobile parts, industrial machine parts, sporting goods and the like can be mentioned.

例示した成形品のうち、ベルトについて説明すると、該ベルトとしては、例えば食品用搬送ベルト、基板搬送用ベルト等の搬送ベルト;駆動用ベルト;サクション(穴あき)ベルト等が挙げられる。ポリイミド樹脂(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、PUA(g)の状態で成形した後にイミド化するのが好ましい。具体例を挙げると、PUA(g)を含む溶液を遠心成形してイミド化すれば、ポリイミド樹脂(I)からなる芯体のないシームレスベルトを得ることができる。なお、ポリイミド樹脂(I)は、例示した用途に限定されず、応力緩和の変化抑制と、柔軟性および耐久性とが要求される分野において、好適に用いることができる。   Among the exemplified molded articles, a belt will be described. Examples of the belt include a transport belt such as a food transport belt and a substrate transport belt; a drive belt; a suction (perforated) belt and the like. When the polyimide resin (I) is molded into the above-described molded product, it is preferable that the polyimide resin (I) is imidized after being molded in the state of PUA (g) for efficient molding. As a specific example, if a solution containing PUA (g) is subjected to centrifugal molding and imidized, a seamless belt without a core made of polyimide resin (I) can be obtained. In addition, polyimide resin (I) is not limited to the illustrated use, It can use suitably in the field | area where the change suppression of stress relaxation, a softness | flexibility, and durability are requested | required.

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ポリイミド樹脂は、以下の4種類である。
<合成例1>
上述した反応行程式(A)〜(C)に従ってポリイミド樹脂(1)を合成した。
(ウレタンプレポリマーの合成)
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。また、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)(i)[保土谷化学(株)社製の商品名「PTMG1000」、重量平均分子量:1,000]を80℃、2〜3mmHg、24時間の条件で減圧乾燥した。
The polyimide resins used in the following examples are the following four types.
<Synthesis Example 1>
A polyimide resin (1) was synthesized according to the reaction process formulas (A) to (C) described above.
(Synthesis of urethane prepolymer)
First, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) [manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.] was distilled under reduced pressure. Also, polyoxytetramethylene glycol (PTMG) (i) [trade name “PTMG1000” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., weight average molecular weight: 1,000] under the conditions of 80 ° C., 2-3 mmHg, 24 hours. It was dried under reduced pressure.

次に、上述したMDI10.13gと、PTMG20.24gとを、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、アルゴン雰囲気下、80℃で2時間攪拌して、分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーを得た。得られたウレタンプレポリマーを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15,000であった。   Next, 10.13 g of MDI described above and 20.24 g of PTMG were respectively added to a 500 ml four-necked separable flask equipped with a stirrer and a gas introduction tube, and stirred at 80 ° C. for 2 hours under an argon atmosphere. A urethane prepolymer having an isocyanato group at both ends was obtained. As a result of measuring the obtained urethane prepolymer by GPC, the weight average molecular weight was 15,000 in terms of polystyrene.

(ポリアミック酸プレポリマーの合成)
4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MDA)9.75gと、無水ピロメリット酸(PMDA)6.31gとを、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、アルゴン雰囲気下、80℃で2時間攪拌して、分子両末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポリマーを得た。
(Synthesis of polyamic acid prepolymer)
9.75 g of 4,4′-diaminodiphenylmethane (MDA) and 6.31 g of pyromellitic anhydride (PMDA) were respectively added to a 500 ml four-necked separable flask equipped with a stirrer and a gas introduction tube, and an argon atmosphere was added. Under stirring at 80 ° C. for 2 hours, a polyamic acid prepolymer having amino groups at both molecular ends was obtained.

(ポリイミド樹脂(1)の合成)
得られたウレタンプレポリマーとポリアミック酸プレポリマーとの混合比が、固形分換算による重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー1:0.54になるように、ウレタンプレポリマー30gと、ポリアミック酸プレポリマー16gとを、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。
(Synthesis of polyimide resin (1))
30 g of urethane prepolymer and polyamic so that the mixing ratio of the obtained urethane prepolymer and polyamic acid prepolymer is urethane prepolymer: polyamic acid prepolymer 1: 0.54 by weight ratio in terms of solid content. 16 g of acid prepolymer was added to each 500 ml four-necked separable flask equipped with a stirrer and a gas introduction tube, and 200 ml of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was further added.

次に、アルゴンガス雰囲気下、150℃で2時間攪拌し、PUAを含む溶液を得た。得られたPUA溶液を遠心成形機の金型に流し込み、金型温度120℃、回転数300rpm、2時間の条件で遠心成形してPUAシートを得た。このPUAシートを金型ごと減圧デシケータ内で200℃、2時間加熱処理(脱水縮合反応)し、これにより一般式(I)中のnが1〜100、mが2〜1,000、lが1〜100であるポリイミド樹脂(1)を、芯体のない周長300mm、厚さ100μmのシームレスベルトとして得た。得られたポリイミド樹脂(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。 Next, it stirred at 150 degreeC under argon gas atmosphere for 2 hours, and obtained the solution containing PUA. The obtained PUA solution was poured into a mold of a centrifugal molding machine and subjected to centrifugal molding under conditions of a mold temperature of 120 ° C. and a rotation speed of 300 rpm for 2 hours to obtain a PUA sheet. This PUA sheet is heated at 200 ° C. for 2 hours in a vacuum desiccator together with the mold (dehydration condensation reaction), whereby n in the general formula (I) is 1 to 100, m is 2 to 1,000, and l is A polyimide resin (1) of 1 to 100 was obtained as a seamless belt without a core and having a circumferential length of 300 mm and a thickness of 100 μm. The obtained polyimide resin (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5.53gにし、PTMGを11.06gにした以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量が15,000であるウレタンプレポリマーを得た。
<Synthesis Example 2>
First, a urethane prepolymer having a weight average molecular weight of 15,000 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that MDI was changed to 5.53 g and PTMG was changed to 11.06 g.

次に、MDAを13.13gにし、PMDAを12.06gにした以外は、合成例1と同様にしてポリアミック酸プレポリマーを得た。   Next, a polyamic acid prepolymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that MDA was changed to 13.13 g and PMDA was changed to 12.06 g.

得られたウレタンプレポリマーとポリアミック酸プレポリマーとの混合比が、固形分換算による重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー=1:1.5になるように、ウレタンプレポリマーを16.59g、ポリアミック酸プレポリマーを25.2gにした以外は、合成例1と同様にして、PUAを含む溶液を得た。   16. The urethane prepolymer was 16. so that the mixing ratio of the obtained urethane prepolymer and the polyamic acid prepolymer was urethane prepolymer: polyamic acid prepolymer = 1: 1.5 by weight ratio in terms of solid content. A solution containing PUA was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 59 g and the polyamic acid prepolymer were changed to 25.2 g.

そして、合成例1と同様にして、このPUA溶液からPUAシートを得、このPUAシートからポリイミド樹脂(2)を、芯体のない周長300mm、厚さ100μmのシームレスベルトとして得た。得られたポリイミド樹脂(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。 Then, in the same manner as in Synthesis Example 1, a PUA sheet was obtained from this PUA solution, and a polyimide resin (2) was obtained from this PUA sheet as a seamless belt without a core and having a peripheral length of 300 mm and a thickness of 100 μm. The obtained polyimide resin (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4.4gにし、PTMGを8.7gにした以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量が15,000であるウレタンプレポリマーを得た。
<Synthesis Example 3>
First, a urethane prepolymer having a weight average molecular weight of 15,000 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that MDI was 4.4 g and PTMG was 8.7 g.

次に、MDAを26.4gにし、PMDAを27.1gにした以外は、合成例1と同様にしてポリアミック酸プレポリマーを得た。   Next, a polyamic acid prepolymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that MDA was changed to 26.4 g and PMDA was changed to 27.1 g.

得られたウレタンプレポリマーとポリアミック酸プレポリマーとの混合比が、固形分換算による重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー=1:4になるように、ウレタンプレポリマーを13.1g、ポリアミック酸プレポリマーを53.5gにした以外は、合成例1と同様にして、PUAを含む溶液を得た。   13.1 g of urethane prepolymer so that the mixing ratio of the obtained urethane prepolymer and polyamic acid prepolymer is urethane prepolymer: polyamic acid prepolymer = 1: 4 in terms of weight ratio in terms of solid content. A solution containing PUA was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid prepolymer was changed to 53.5 g.

そして、合成例1と同様にして、このPUA溶液からPUAシートを得、このPUAシートからポリイミド樹脂(3)を、芯体のない周長300mm、厚さ100μmのシームレスベルトとして得た。得られたポリイミド樹脂(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。 And it carried out similarly to the synthesis example 1, and obtained the PUA sheet | seat from this PUA solution, and obtained the polyimide resin (3) from this PUA sheet | seat as a seamless belt with a peripheral length of 300 mm and thickness of 100 micrometers. The obtained polyimide resin (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.

<合成例4>
まず、MDIを1.7gにし、PTMGを3.3gにした以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量が15,000であるウレタンプレポリマーを得た。
<Synthesis Example 4>
First, a urethane prepolymer having a weight average molecular weight of 15,000 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that MDI was 1.7 g and PTMG was 3.3 g.

次に、MDAを22.6gにし、PMDAを24.1gにした以外は、合成例1と同様にしてポリアミック酸プレポリマーを得た。   Next, a polyamic acid prepolymer was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that MDA was changed to 22.6 g and PMDA was changed to 24.1 g.

得られたウレタンプレポリマーとポリアミック酸プレポリマーとの混合比が、固形分換算による重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー=1:9になるように、ウレタンプレポリマーを5g、ポリアミック酸プレポリマーを46.7gにした以外は、合成例1と同様にして、PUAを含む溶液を得た。   5 g of urethane prepolymer and polyamic acid were used so that the mixing ratio of the obtained urethane prepolymer and polyamic acid prepolymer was urethane prepolymer: polyamic acid prepolymer = 1: 9 in terms of weight ratio in terms of solid content. A solution containing PUA was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the prepolymer was changed to 46.7 g.

そして、合成例1と同様にして、このPUA溶液からPUAシートを得、このPUAシートからポリイミド樹脂(4)を、芯体のない周長300mm、厚さ100μmのシームレスベルトとして得た。得られたポリイミド樹脂(4)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。 And it carried out similarly to the synthesis example 1, and obtained the PUA sheet | seat from this PUA solution, and obtained the polyimide resin (4) from this PUA sheet | seat as a seamless belt with the circumference of 300 mm and thickness of 100 micrometers without a core. The obtained polyimide resin (4), 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.

[実施例1〜4]
上述した合成例1〜4で得たポリイミド樹脂(1)〜(4)について、重量平均分子量、イミド分率、弾性率、応力緩和保持率および耐久性を評価した。各評価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 4]
About the polyimide resin (1)-(4) obtained by the synthesis examples 1-4 mentioned above, the weight average molecular weight, the imide fraction, the elasticity modulus, the stress relaxation retention rate, and durability were evaluated. Each evaluation method is shown below, and the results are shown in Table 1.

(重量平均分子量)
PUA溶液を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。
(Weight average molecular weight)
The PUA solution was measured by GPC, and the obtained measurement value was derived from the value in terms of polystyrene.

(イミド分率)
上述した式(α)から算出した。
(Imide fraction)
It calculated from the formula (α) described above.

(弾性率)
ポリイミド樹脂(1)〜(4)からなるシームレスベルトより3号ダンベル試験片を打ち抜き、島津製作所社製のオートグラフ「AGS−G」を用い、標線間20mm、引張り速度50mm/分の条件で引張試験を行い、伸張率1%時の応力より弾性率を算出した。
(Elastic modulus)
A No. 3 dumbbell test piece is punched out of a seamless belt made of polyimide resins (1) to (4), and using an autograph “AGS-G” manufactured by Shimadzu Corporation, under conditions of 20 mm between marked lines and a pulling speed of 50 mm / min. A tensile test was performed, and the elastic modulus was calculated from the stress at an elongation rate of 1%.

(応力緩和保持率)
まず、ポリイミド樹脂(1)〜(4)からなるシームレスベルトを、幅10mm、周長300mmのベルト状に加工して試験ベルトを得た。次に、この試験ベルトを2軸プーリ間にセットし、0.5%伸張させたときの初期応力(S1)をロードセルによって測定した。次に、この試験ベルトを、0.5%伸張させた状態で走行速度300m/分の条件で走行させ、200時間走行後の応力(S2)をロードセルによって測定した。そして、初期応力(S1)と200時間走行後の応力(S2)とを、式:(S2/S1)×100に当てはめ、応力緩和保持率(%)を算出した。
(Stress relaxation retention)
First, a seamless belt made of polyimide resins (1) to (4) was processed into a belt shape having a width of 10 mm and a circumferential length of 300 mm to obtain a test belt. Next, the initial stress (S1) when this test belt was set between two-shaft pulleys and stretched by 0.5% was measured by a load cell. Next, this test belt was run at a running speed of 300 m / min with the stretched state 0.5%, and the stress (S2) after running for 200 hours was measured with a load cell. The initial stress (S1) and the stress after running for 200 hours (S2) were applied to the formula: (S2 / S1) × 100 to calculate the stress relaxation retention rate (%).

(耐久性)
まず、ポリイミド樹脂(1)〜(4)からなるシームレスベルトを、幅10mm、周長300mmのベルト状に加工して試験ベルトを得た。次に、この試験ベルトを2軸プーリ間にセットし、0.5%伸張させた状態で走行速度300m/分の条件で走行させ、ベルト破断に至るまでの回転数から耐久性を評価した。判定基準は、以下のように設定した。
◎:5×107回転以上
○:1×107回転以上5×107回転未満
△:5×106回転以上1×107回転未満
×:5×106回転未満
(durability)
First, a seamless belt made of polyimide resins (1) to (4) was processed into a belt shape having a width of 10 mm and a circumferential length of 300 mm to obtain a test belt. Next, this test belt was set between two-shaft pulleys, and was run under conditions of a running speed of 300 m / min with the stretched 0.5%, and durability was evaluated from the number of revolutions until belt breakage. Judgment criteria were set as follows.
◎: 5 × 10 7 rotations or more ○: 1 × 10 7 rotations or more and less than 5 × 10 7 rotations △: 5 × 10 6 rotations or more and less than 1 × 10 7 rotations X: Less than 5 × 10 6 rotations

[比較例1]
PUA溶液として、宇部興産社製の商品名「U−ワニス−A」を用いた以外は、上述した合成例1と同様にしてPUAシートを得、このPUAシートからポリイミド樹脂を、芯体のない周長300mm、厚さ100μmのシームレスベルトとして得た。
[Comparative Example 1]
A PUA sheet is obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the product name “U-Varnish-A” manufactured by Ube Industries, Ltd. is used as the PUA solution, and the polyimide resin is removed from the PUA sheet without the core. A seamless belt having a circumference of 300 mm and a thickness of 100 μm was obtained.

得られたポリイミド樹脂について、実施例1〜4と同様にして、重量平均分子量、イミド分率、弾性率、応力緩和保持率および耐久性を評価した。その結果を表1に示す。   About the obtained polyimide resin, it carried out similarly to Examples 1-4, and evaluated the weight average molecular weight, the imide fraction, the elasticity modulus, the stress relaxation retention, and durability. The results are shown in Table 1.

Figure 0005798912
Figure 0005798912

表1から明らかなように、実施例1〜4は、応力緩和保持率に優れ、かつ耐久性にも優れているのが分かる。これに対し、一般的なポリイミド樹脂である比較例1は、応力緩和保持率には優れるものの、耐久性に劣る結果を示した。   As is apparent from Table 1, Examples 1 to 4 are excellent in stress relaxation retention and excellent in durability. On the other hand, Comparative Example 1, which is a general polyimide resin, showed an inferior durability although it was excellent in stress relaxation retention.

Claims (4)

ジイソシアナートとポリオールから得た分子両末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーと、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物から得た分子両末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポリマーと、を混合して反応させた後、前記ポリアミック酸プレポリマーをイミド化した共重合体であり、
イミド分率が55〜95重量%であり、
弾性率が1〜2GPaであるとともに、
一般式(I):
Figure 0005798912
[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は、重量平均分子量100〜10,000の2価の有機基を示す。R3は、芳香族環、脂肪族環または脂肪族鎖を含む2価の有機基を示す。R4は、4個以上の炭素を含む4価の有機基を示す。nは1〜100の整数を示す。mは2〜1,000の整数を示す。lは1〜100の整数を示す。]で表されることを特徴とするポリイミド樹脂。
A urethane prepolymer having an isocyanate group at both molecular ends obtained from diisocyanate and polyol, and a polyamic acid prepolymer having an amino group at both molecular ends obtained from a diamine compound and tetracarboxylic dianhydride are mixed. Is a copolymer imidized with the polyamic acid prepolymer,
The imide fraction is 55 to 95% by weight,
While the elastic modulus is 1 to 2 GPa,
Formula (I):
Figure 0005798912
[Wherein, R 1 represents a divalent organic group containing an aromatic ring or an aliphatic ring. R 2 represents a divalent organic group having a weight average molecular weight of 100 to 10,000. R 3 represents a divalent organic group containing an aromatic ring, an aliphatic ring or an aliphatic chain. R 4 represents a tetravalent organic group containing 4 or more carbon atoms. n shows the integer of 1-100. m represents an integer of 2 to 1,000. l represents an integer of 1 to 100. ] The polyimide resin characterized by the above-mentioned.
前記ウレタンプレポリマーおよび前記ポリアミック酸プレポリマーの割合が、重量比で、ウレタンプレポリマー:ポリアミック酸プレポリマー=1:0.5〜9.5である請求項記載のポリイミド樹脂。 The proportion of the urethane prepolymer and the polyamic acid prepolymer, by weight, the urethane prepolymer polyamic acid prepolymer = 1: 0.5 to 9.5 in a claim 1, wherein the polyimide resin. 請求項1または2に記載のポリイミド樹脂からなる成形品。 Molded article comprising a polyimide resin according to claim 1 or 2. ベルトである請求項記載の成形品。 The molded article according to claim 3, which is a belt.
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