JP6273882B2 - Polyamide elastomer and molded article produced using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ポリアミドエラストマー及びそれを用いて製造される成形品に関する。 The present invention relates to a polyamide elastomer and a molded article produced using the polyamide elastomer.
ポリアミドエラストマーは、一般的に、脂肪族ポリアミドをハードセグメント、脂肪族ポリエーテルをソフトセグメントに用いられており、高弾性、透明性、伸長回復性、溶融成形性に優れ、靴のソールを始めに、各種用途に用いられている。 Polyamide elastomers are generally used for aliphatic polyamides in hard segments and aliphatic polyethers in soft segments, and have high elasticity, transparency, stretch recovery, and melt moldability. It is used for various purposes.
ポリエーテルポリアミドエラストマーは、高弾性、透明性、伸長回復性、溶融成形性に優れる為、自動車部品、電子機器周辺部品、電池材料、パッキン、シール材等に用いられることがあるが、耐熱性が低く、改善が要求されている。 Polyether polyamide elastomers have high elasticity, transparency, stretch recovery, and melt moldability, so they may be used for automobile parts, electronic device peripheral parts, battery materials, packing, sealing materials, etc. Low and needs improvement.
高耐熱性のポリエーテルポリアミドエラストマーを得るためには、高融点のポリアミドをハードセグメントに用いることが有効であるが、ソフトセグメントのポリエーテルの分解温度が低いため、高融点のポリアミドを用いると、ソフトセグメントのポリエーテルが分解し、高耐熱性のポリエーテルポリアミドエラストマーを得ることは難しく、特許文献1〜3にはハードセグメントに各種のポリアミド単位を有するポリエーテルポリアミドエラストマーが開示されているが、200℃以上の融点をもち、かつ、伸長回復率が高くエラストマー性に優れるポリエーテルポリアミドエラストマー、即ち、耐熱性とエラストマー性を両立するポリエーテルポリアミドエラストマーは開示されていない。 In order to obtain a highly heat-resistant polyether polyamide elastomer, it is effective to use a high melting point polyamide for the hard segment, but since the decomposition temperature of the soft segment polyether is low, using a high melting point polyamide, The polyether of the soft segment decomposes and it is difficult to obtain a highly heat-resistant polyether polyamide elastomer. Patent Documents 1 to 3 disclose polyether polyamide elastomers having various polyamide units in the hard segment, A polyether polyamide elastomer having a melting point of 200 ° C. or higher and having a high elongation recovery rate and excellent elastomer properties, that is, a polyether polyamide elastomer having both heat resistance and elastomer properties is not disclosed.
一方、特許文献4にはハードセグメントにポリオキサミド樹脂と呼ばれるジカルボン酸成分として蓚酸化合物を用いる脂肪族ポリアミド樹脂を用い、ソフトセグメントのポリエーテル単位にポリプロピレンオキシドを用いた融点が最大206℃であるポリエーテルポリアミドエラストマーが開示されているが、伸長回復率などのエラストマー性が十分ではない。 On the other hand, in Patent Document 4, an aliphatic polyamide resin using a oxalic acid compound as a dicarboxylic acid component called a polyoxamide resin is used for the hard segment, and a polyether having a melting point of 206 ° C. at the maximum using polypropylene oxide for the polyether unit of the soft segment. Polyamide elastomers are disclosed, but elastomeric properties such as elongation recovery rate are not sufficient.
本発明は、高い伸長回復率と200℃以上の高い融点を有する、エラストマー性と耐熱性が同時に優れたポリエーテルポリアミドエラストマーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a polyether polyamide elastomer having a high elongation recovery rate and a high melting point of 200 ° C. or more, which is excellent in elastomer properties and heat resistance at the same time.
本発明者らは、ポリアミド単位(A)と、ポリエーテルジアミン単位(B)を含むポリアミドエラストマーであって、ポリアミド単位(A)が、一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位を含み、ポリエーテルジアミン単位(B)が、一般式(3)で表わされる単位を含むポリアミドエラストマーが上記課題を解決することを見出した。 The inventors of the present invention provide a polyamide elastomer containing a polyamide unit (A) and a polyetherdiamine unit (B), wherein the polyamide unit (A) is a unit represented by the general formula (1) and the general formula (2). It has been found that a polyamide elastomer containing a unit represented by general formula (3) includes a unit represented by general formula (3) solves the above problems.
本発明のポリアミドエラストマーは、高い伸長回復率と200℃以上の高い融点を有し、エラストマー性と耐熱性が同時に優れる。その為、高い耐熱性とエラストマー性が同時に要求される自動車部品、電子機器周辺部品、電池材料、パッキン、シール材等の各用途に用いることが可能である。
また、本発明のポリアミドエラストマーは、高弾性、透明性、溶融成形性にも、優れる為、従来のポリアミドエラストマーの用途や上記の用途に加え、エラストマー性、耐熱性、高弾性、透明性、溶融成形性を同時に要求される用途にも用いることが可能である。
The polyamide elastomer of the present invention has a high elongation recovery rate and a high melting point of 200 ° C. or more, and is excellent in both elastomeric properties and heat resistance. Therefore, it can be used in various applications such as automobile parts, electronic device peripheral parts, battery materials, packing, sealing materials, etc. that require high heat resistance and elastomeric properties at the same time.
Moreover, since the polyamide elastomer of the present invention is excellent in high elasticity, transparency and melt moldability, in addition to the use of the conventional polyamide elastomer and the above-mentioned use, elastomer properties, heat resistance, high elasticity, transparency, melting It can also be used for applications that require formability at the same time.
本発明のポリアミドエラストマーは、ポリアミド単位(A)と、ポリエーテルジアミン単位(B)を含み、ポリアミド単位(A)が、一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位を含み、ポリエーテルジアミン単位(B)が、一般式(3)で表わされる単位を含む。 The polyamide elastomer of the present invention includes a polyamide unit (A) and a polyetherdiamine unit (B), and the polyamide unit (A) is a unit represented by the general formula (1) and a unit represented by the general formula (2). The polyether diamine unit (B) contains a unit represented by the general formula (3).
[ポリアミド単位(A)]
ポリアミド単位(A)が、一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位を含む。
[Polyamide unit (A)]
The polyamide unit (A) includes a unit represented by the general formula (1) and a unit represented by the general formula (2).
ポリアミドエラストマーの全量中のポリアミド単位(A)の割合は、強度、弾性率などの機械的物性に影響を与えるポリアミド成分の結晶性を低下させない観点とゴム弾性や柔軟性などのエラストマーとしての機能、性能が発現する観点から、好ましくは10〜95重量%、より好ましくは20〜95重量%、さらに好ましくは25〜85重量%、特に好ましくは30〜80重量%である。
一般式(1)で表わされる単位を提供する化合物としては、蓚酸若しくはその塩、蓚酸モノエステル若しくはその塩、又は蓚酸ジエステル等を挙げることができる。(これらの化合物を以下、蓚酸化合物と称する場合がある。)
蓚酸化合物は、本発明のポリアミドエラストマーの原料にでき、重縮合反応における副反応を抑制する観点から、蓚酸ジエステルを用いるのが好ましい。
蓚酸ジエステルとしては、炭素数が1から6であるアルコキシ基を有する蓚酸ジエステル、炭素数が2から6であるシクロアルコキシ基を有する蓚酸ジエステル及び/又は蓚酸ジアリールエステルが好ましい。
炭素数が1から6であるアルコキシ基を有する蓚酸ジエステルとしては、蓚酸ジメチル、蓚酸ジエチル、蓚酸ジ(n若しくはiso)プロピル、蓚酸ジ(n、iso、sec若しくはtert)ブチル、蓚酸ジヘキシル等が挙げられる。
炭素数が2から6であるシクロアルコキシ基を有する蓚酸ジエステルとしては、蓚酸ジシクロヘキシルが挙げられる。
蓚酸ジアリールエステルとしては、蓚酸ジフェニル等が挙げられる。
これらの中でも、蓚酸ジブチル及び/又は蓚酸ジフェニルが好ましく、蓚酸ジブチルがより好ましい。
ポリアミド単位(A)全量中に、一般式(1)で表わされる単位が含まれる割合は、耐熱性の観点から、好ましくは18〜50重量%、より好ましくは20〜45重量%、さらに好ましくは22〜40重量%である。
The ratio of the polyamide unit (A) in the total amount of the polyamide elastomer is a function that does not lower the crystallinity of the polyamide component that affects mechanical properties such as strength and elastic modulus, and functions as an elastomer such as rubber elasticity and flexibility. From the viewpoint of performance, it is preferably 10 to 95% by weight, more preferably 20 to 95% by weight, still more preferably 25 to 85% by weight, and particularly preferably 30 to 80% by weight.
Examples of the compound providing the unit represented by the general formula (1) include oxalic acid or a salt thereof, oxalic acid monoester or a salt thereof, or oxalic acid diester. (These compounds may hereinafter be referred to as oxalic acid compounds.)
The oxalic acid compound can be used as a raw material for the polyamide elastomer of the present invention, and oxalic acid diester is preferably used from the viewpoint of suppressing side reactions in the polycondensation reaction.
As the oxalic acid diester, an oxalic acid diester having an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an oxalic acid diester having a cycloalkoxy group having 2 to 6 carbon atoms, and / or an oxalic acid diaryl ester are preferable.
Examples of the oxalic acid diester having an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include dimethyl oxalate, diethyl oxalate, di (n or iso) propyl oxalate, di (n, iso, sec or tert) butyl oxalate, and dihexyl oxalate. It is done.
Examples of the oxalic acid diester having a cycloalkoxy group having 2 to 6 carbon atoms include dicyclohexyl oxalate.
Examples of the succinic acid diaryl ester include diphenyl succinate.
Among these, dibutyl oxalate and / or diphenyl oxalate are preferable, and dibutyl oxalate is more preferable.
The proportion of the unit represented by the general formula (1) in the total amount of the polyamide unit (A) is preferably 18 to 50% by weight, more preferably 20 to 45% by weight, and still more preferably from the viewpoint of heat resistance. 22 to 40% by weight.
ポリアミド単位(A)に含まれる一般式(2)で表わされる単位を提供する化合物としては、蓚酸化合物とアミド結合を形成しうる化合物であればよく、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン等をあげることができる。
脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,13−トリデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、1,15−ペンタデカンジアミン、1,16−ヘキサデカンジアミン、1,18−オクタデカンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等が挙げられる。
脂環式ジアミンとしては、シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられる。
これらジアミンは、一種または二種以上を用いることができる。
The compound that provides the unit represented by the general formula (2) contained in the polyamide unit (A) may be any compound that can form an amide bond with an oxalic acid compound. Examples include diamines.
Aliphatic diamines include ethylene diamine, propylene diamine, 1,4-butane diamine, 1,5-pentane diamine, 2-methyl-1,5-pentane diamine, 1,6-hexane diamine, 1,9-nonane diamine, 2 -Methyl-1,8-octanediamine, 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 1,13-tridecanediamine, 1,14- Tetradecanediamine, 1,15-pentadecanediamine, 1,16-hexadecanediamine, 1,18-octadecanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 5-methyl-1,9-no Njiamin, and the like.
Examples of the alicyclic diamine include cyclohexane diamine, methyl cyclohexane diamine, and isophorone diamine.
As aromatic diamines, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylenediamine, m-xylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylether Etc.
One or two or more of these diamines can be used.
これらのジアミンの中でも、本発明のポリアミドエラストマーの分解温度以下で重合できる1,5−ペンタンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン及び1,12−ドデカンジアミンよりなる群から選ばれる1種以上のジアミンが好ましく、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミンおよび1,12−ドデカンジアミンよりなる群から選ばれる1種以上のジアミンがより好ましく、1,12−ドデカンジアミンがさらに好ましい。
ポリアミド単位(A)全量中に、一般式(2)で表わされる単位が含まれる割合は、耐熱性の観点から、好ましくは50〜90重量%、より好ましくは55〜85重量%、さらに好ましくは60〜80重量%である。
Among these diamines, 1,5-pentanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,9-nonanediamine, 2 which can be polymerized below the decomposition temperature of the polyamide elastomer of the present invention, 2 One or more diamines selected from the group consisting of -methyl-1,8-octanediamine, 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine and 1,12-dodecanediamine are preferred. More preferably one or more diamines selected from the group consisting of 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,9-nonanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine and 1,12-dodecanediamine, 1,12-dodecanediamine is more preferred.
The proportion of the unit represented by the general formula (2) in the total amount of the polyamide unit (A) is preferably 50 to 90% by weight, more preferably 55 to 85% by weight, and still more preferably from the viewpoint of heat resistance. 60 to 80% by weight.
本発明のポリアミド単位(A)は、本発明の効果を損なわない範囲で、一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位以外の単位を含んでもよい。そのような単位を提供する化合物としては、直鎖脂肪族ジカルボン酸、ダイマー酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、スベリン酸等が挙げられる。
ダイマー酸は、トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した二量化脂肪族ジカルボン酸を指す。
水添ダイマー酸は、ダイマー酸の水素添加物を指す。
ダイマー酸及び水添ダイマー酸としては、「プリポール1004」、「プリポール1006」、「プリポール1009」、「プリポール1013」などを用いることができる。
脂環式ジカルボン酸としては、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジ安息香酸、4,4’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等挙げられる。これらの化合物の一種又は二種以上を加えて、重縮合反応時に添加することができる。さらに、上記の化合物以外にも、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸を溶融成形が可能な範囲内で、ポリアミド単位(A)に含まれる一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位以外の単位を提供する化合物(原料)として、用いることもできる。
The polyamide unit (A) of the present invention may contain units other than the unit represented by the general formula (1) and the unit represented by the general formula (2) as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the compound providing such a unit include linear aliphatic dicarboxylic acid, dimer acid, alicyclic dicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acid.
Examples of linear aliphatic dicarboxylic acids include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3- Examples include diethyl succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and suberic acid.
Dimer acid refers to a dimerized aliphatic dicarboxylic acid obtained by dimerizing an unsaturated fatty acid obtained by fractional distillation of triglycerides.
Hydrogenated dimer acid refers to a hydrogenated product of dimer acid.
As the dimer acid and hydrogenated dimer acid, “Prepol 1004”, “Prepol 1006”, “Prepol 1009”, “Prepol 1013” and the like can be used.
Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,3-cyclopentane dicarboxylic acid and 1,4-cyclohexane dicarboxylic acid.
Aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3 -Phenylenedioxydiacetic acid, dibenzoic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, etc. Can be mentioned. One or more of these compounds can be added and added during the polycondensation reaction. Furthermore, in addition to the above compounds, polycarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid and pyromellitic acid can be represented by the general formula (1) contained in the polyamide unit (A) within the range in which melt molding is possible. It can also be used as a compound (raw material) that provides a unit other than the unit represented by formula (2) and the unit represented by formula (2).
[ポリエーテルジアミン単位(B)]
ポリエーテルジアミン単位(B)が、一般式(3)で表わされる単位を含む。
一般式(3)で表わされる単位を提供する化合物としては、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコールなどの両末端にプロピレンオキシドを付加することによりポリプロピレングリコールとした後、このポリプロピレングリコールの末端にアンモニアなどを反応させることによって製造されるポリエーテルジアミンなどを用いることができる。
[Polyetherdiamine unit (B)]
The polyether diamine unit (B) includes a unit represented by the general formula (3).
As a compound providing the unit represented by the general formula (3), polypropylene glycol is obtained by adding propylene oxide to both ends of poly (oxytetramethylene) glycol and the like, and then ammonia or the like is added to the end of the polypropylene glycol. Polyether diamine etc. manufactured by making it react can be used.
一般式(3)で表わされる単位において、x及びzは1〜20であり、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜16、さらに好ましくは1〜14、特に好ましくは1〜12であり、yは4〜50であり、好ましくは5〜45、より好ましくは6〜40、さらに好ましくは7〜35、特に好ましいのは8〜30である。 In the unit represented by the general formula (3), x and z are 1 to 20, preferably 1 to 18, more preferably 1 to 16, still more preferably 1 to 14, particularly preferably 1 to 12, y is 4 to 50, preferably 5 to 45, more preferably 6 to 40, still more preferably 7 to 35, and particularly preferably 8 to 30.
一般式(3)で表わされる単位において、x及びzが上記の範囲より小さい場合には、得られるエラストマーの特性のうち特に透明性が劣るために好ましくなく、yが上記範囲より小さい場合には、ゴム弾性が低くなるので好ましくない。また、xおよびzが上記範囲より大きい場合と、yが上記範囲より大きい場合、ポリアミド成分との相容性が低くなり強靭なエラストマーが得られにくいために好ましくない。 In the unit represented by the general formula (3), when x and z are smaller than the above range, it is not preferable because the transparency of the obtained elastomer is particularly poor, and when y is smaller than the above range. The rubber elasticity is low, which is not preferable. Moreover, when x and z are larger than the above range and when y is larger than the above range, the compatibility with the polyamide component is lowered and it is difficult to obtain a tough elastomer.
一般式(3)で表わされる単位を提供する化合物の市販品としては、米国HUNTSMAN社製XTJ−533(式(1)において、xがおよそ12、yがおよそ11、zがおよそ11)、XTJ−536(式(1)において、xがおよそ8.5、yがおよそ17、zがおよそ7.5)、XTJ−542(式(1)において、xがおよそ3、yがおよそ9、zがおよそ2)、そしてXTJ−559(式(3)において、xがおよそ3、yがおよそ14、zがおよそ2)などを用いることができる。 As a commercial product of a compound that provides the unit represented by the general formula (3), XTJ-533 manufactured by HUNTSMAN (USA) (in formula (1), x is approximately 12, y is approximately 11, and z is approximately 11), XTJ -536 (in formula (1), x is about 8.5, y is about 17, and z is about 7.5), XTJ-542 (in formula (1), x is about 3, y is about 9, z Is approximately 2), and XTJ-559 (in formula (3), x is approximately 3, y is approximately 14, z is approximately 2), and the like can be used.
また、一般式(3)で表わされる単位を提供する化合物として、XYX型トリブロックポリエーテルジアミンが挙げられ、例えば、XYX−1(式(1)において、xがおよそ3、yがおよそ14、zがおよそ2)、XYX−2(式(1)において、xがおよそ5、yがおよそ14、zがおよそ2)、そしてXYX−3(式(1)において、xがおよそ3、yがおよそ19、zがおよそ2)なども用いることができる。 Further, examples of the compound that provides the unit represented by the general formula (3) include XYX type triblock polyether diamine. For example, XYX-1 (in the formula (1), x is approximately 3, y is approximately 14, z is approximately 2), XYX-2 (in formula (1), x is approximately 5, y is approximately 14, z is approximately 2), and XYX-3 (in formula (1), x is approximately 3, y is It is also possible to use about 19, z is about 2), or the like.
ポリアミドエラストマーの全量中のポリエーテルジアミン単位(B)の割合は、屈曲疲労性などのエラストマーとしての特性とポリアミドに特徴的な優れた力学的な強度を発現する観点から、好ましくは2〜87重量%、特に好ましくは7〜78重量%である。
ポリエーテルジアミン単位(B)全量中に含まれる一般式(1)で表わされる単位の割合は、エラストマーとしての特性を発現する観点から、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは60〜100重量%、さらに好ましくは70〜100重量%である。
The proportion of the polyetherdiamine unit (B) in the total amount of the polyamide elastomer is preferably 2 to 87 wt. From the viewpoint of expressing characteristics as an elastomer such as bending fatigue and excellent mechanical strength characteristic of polyamide. %, Particularly preferably 7 to 78% by weight.
The proportion of the unit represented by the general formula (1) contained in the total amount of the polyetherdiamine unit (B) is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 60 to 100% by weight from the viewpoint of developing the properties as an elastomer. %, More preferably 70 to 100% by weight.
[ポリアミドエラストマー]
本発明のポリアミドエラストマーを十分に高分子量にさせる観点から、使用する化合物(原料)の酸末端基数とアミノ末端基数が、化合物全体として、同じになるようにすることが好ましい。すなわち、ポリアミド単位(A)を提供する化合物とポリエーテルジアミン単位(B)を提供する化合物のアミノ末端基の合計モル数が、ポリアミド単位(A)を提供する化合物の酸末端基のモル数と同じになるようにすることが好ましい。
[Polyamide elastomer]
From the viewpoint of sufficiently increasing the molecular weight of the polyamide elastomer of the present invention, it is preferable that the number of acid terminal groups and the number of amino terminal groups of the compound (raw material) to be used be the same as the whole compound. That is, the total number of moles of amino end groups of the compound providing the polyamide unit (A) and the compound providing the polyetherdiamine unit (B) is the number of moles of acid end groups of the compound providing the polyamide unit (A) It is preferable to be the same.
(1)ポリアミドエラストマーの特性
本発明のポリアミドエラストマーは、エラストマー特性の発現と成形性の観点から、1.0g/dlトリフルオロ酢酸溶液を用い、25℃で測定した相対粘度(ηr)が、好ましくは1.0〜4.0、より好ましくは1.2〜3.0である。
(1) Properties of Polyamide Elastomer The polyamide elastomer of the present invention preferably has a relative viscosity (ηr) measured at 25 ° C. using a 1.0 g / dl trifluoroacetic acid solution from the viewpoint of the development of elastomer properties and moldability. Is 1.0 to 4.0, more preferably 1.2 to 3.0.
本発明のポリアミドエラストマーは、耐熱性の観点から、融点(Tm)が好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上である。 From the viewpoint of heat resistance, the polyamide elastomer of the present invention preferably has a melting point (Tm) of 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher.
本発明のポリアミドエラストマーは、エラストマー特性の発現の観点から、弾性率が好ましくは900MPa以下、より好ましくは800MPa以下のものである。 The polyamide elastomer of the present invention has an elastic modulus of preferably 900 MPa or less, more preferably 800 MPa or less, from the viewpoint of developing elastomeric properties.
本発明のポリアミドエラストマーは、エラストマー特性の発現の観点から、20%伸長条件で測定した伸長回復率が、好ましくは45%以上、さらに好ましくは55%以上のものである。 The polyamide elastomer of the present invention has an elongation recovery rate of preferably 45% or more, more preferably 55% or more, measured from a 20% elongation condition from the viewpoint of developing elastomeric properties.
[ポリアミドエラストマーの製造方法]
本発明のポリアミドエラストマーの製造方法としては、知られている任意の方法を用いて製造することができるが、高分子量化および生産性の観点から、好ましくは一般式(1)、(2)、(3)であらわされる単位を提供する化合物をバッチ式又は連続式で重縮合反応させることにより得ることができる。
具体的には、前重縮合工程と後重縮合工程からなる(i)二段重合法もしくは、(ii)一段重合法もしくは、(iii)プレポリマー法によって得ることができる。
[Production method of polyamide elastomer]
As a method for producing the polyamide elastomer of the present invention, any known method can be used. From the viewpoint of high molecular weight and productivity, the general formulas (1), (2), It can be obtained by subjecting the compound providing the unit represented by (3) to a polycondensation reaction batchwise or continuously.
Specifically, it can be obtained by (i) a two-stage polymerization method, (ii) a one-stage polymerization method, or (iii) a prepolymer method comprising a pre-polycondensation step and a post-polycondensation step.
(i−1)二段重合法:前重縮合工程
まず反応器内を窒素置換した後、一般式(1)、(2)、(3)であらわされる単位を提供する化合物を混合する。混合する場合に上記3成分が共に可溶な溶媒を用いても良い。3成分が共に可溶な溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、フェノール、クレゾール等のフェノール系溶媒、2,2,2−トリフルオロエタノール等のハロゲン化アルコール系溶媒を挙げることができ、好ましい溶媒としては、トルエンを挙げることができる。このように仕込んだ反応器内を攪拌及び/又は窒素バブリングしながら、常圧下で昇温する。反応温度は、最終到達温度が80〜150℃、好ましくは100〜140℃の範囲になるように制御するのが好ましい。最終到達温度での反応時間は3時間〜6時間である。
(I-1) Two-stage polymerization method: pre-polycondensation step First, the inside of the reactor is purged with nitrogen, and then a compound that provides units represented by the general formulas (1), (2), and (3) is mixed. When mixing, a solvent in which the above three components are both soluble may be used. Solvents in which the three components are both soluble include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbon solvents such as trichlorobenzene, phenol solvents such as phenol and cresol, 2,2,2-tri A halogenated alcohol solvent such as fluoroethanol can be exemplified, and a preferable solvent is toluene. The temperature in the reactor charged in this way is increased under normal pressure while stirring and / or nitrogen bubbling. The reaction temperature is preferably controlled so that the final temperature reaches 80 to 150 ° C., preferably 100 to 140 ° C. The reaction time at the final temperature reached is 3-6 hours.
(i―2)二段重合法:後重縮合工程
さらに高分子量化を図るために、前重縮合工程で生成した重合物を常圧下において反応器内で徐々に昇温する。昇温過程において前重縮合工程の最終到達温度、すなわち好ましくは80〜150℃から、最終的に、好ましくは220℃以上280℃以下、より好ましくは230℃以上270℃以下の温度範囲にまで到達させ、昇温時間を含めて好ましくは1〜8時間、より好ましくは2〜6時間保持して反応を行うことが好ましい。さらに後重合工程において、必要に応じて減圧下での重合を行うこともできる。減圧重合を行う場合の好ましい最終到達圧力は0.1MPaG未満〜13.3PaGである。
(I-2) Two-stage polymerization method: post-polycondensation step In order to further increase the molecular weight, the polymer produced in the pre-polycondensation step is gradually heated in the reactor under normal pressure. In the temperature rising process, the temperature finally reaches the final polycondensation step, that is, preferably 80 to 150 ° C., and finally reaches a temperature range of preferably 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. It is preferable to carry out the reaction preferably for 1 to 8 hours, more preferably 2 to 6 hours including the temperature rising time. Furthermore, in the post-polymerization step, polymerization can be performed under reduced pressure as necessary. The preferable final pressure in the case of carrying out the vacuum polymerization is less than 0.1 MPaG to 13.3 PaG.
(ii)一段重合法
まず一般式(2)、(3)であらわされる単位を提供する化合物を反応容器内に入れ窒素置換した後、常圧もしくは加圧条件において一次反応温度まで昇温する。一次反応温度は、一般式(1)であらわされる単位を提供する化合物の熱分解を阻止する観点から、好ましくは100℃から200℃、さらに好ましくは120℃から180℃である。その後、一次反応温度において、常圧もしくは加圧条件下、一般式(1)であらわされる単位を提供する化合物を反応容器内に注入し、重縮合反応を開始させる。
(Ii) One-stage polymerization method First, a compound that provides the units represented by the general formulas (2) and (3) is placed in a reaction vessel and purged with nitrogen, and then the temperature is raised to the primary reaction temperature under normal pressure or pressurized conditions. The primary reaction temperature is preferably 100 ° C. to 200 ° C., more preferably 120 ° C. to 180 ° C., from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the compound that provides the unit represented by the general formula (1). Thereafter, at the primary reaction temperature, a compound that provides a unit represented by the general formula (1) is injected into the reaction vessel under normal pressure or pressurized conditions, and a polycondensation reaction is started.
重縮合反応を開始させた後、常圧もしくは加圧条件を保ちながら二次反応温度に昇温する。二次反応温度は、生成物を均一に溶融混練させる観点から、好ましくは160℃以上270℃以下、より好ましくは180℃以上260℃以下である。二次反応温度に到達するまでの反応容器内の圧力は、0.1〜1MPaGに調整する。二次反応温度到達後は放圧し、三次反応温度まで昇温する。三次反応温度は、一般式(3)であらわされる単位を提供する化合物の熱分解を阻止する観点から、好ましくは200℃以上280℃以下、より好ましくは220℃以上270℃以下である。三次反応温度到達後は、必要に応じて常圧窒素気流下もしくは減圧下において0.5〜30時間継続して重縮合反応を行う。減圧重合を行う場合の好ましい最終到達圧力は0.1MPaG〜13.3PaGである。 After starting the polycondensation reaction, the temperature is raised to the secondary reaction temperature while maintaining normal pressure or pressurized conditions. The secondary reaction temperature is preferably 160 ° C. or higher and 270 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, from the viewpoint of uniformly melting and kneading the product. The pressure in the reaction vessel until reaching the secondary reaction temperature is adjusted to 0.1 to 1 MPaG. After reaching the secondary reaction temperature, the pressure is released and the temperature is raised to the tertiary reaction temperature. The tertiary reaction temperature is preferably 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or higher and 270 ° C. or lower, from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the compound providing the unit represented by the general formula (3). After reaching the tertiary reaction temperature, the polycondensation reaction is continued for 0.5 to 30 hours under a normal pressure nitrogen stream or reduced pressure as necessary. A preferable final pressure in the case of carrying out the vacuum polymerization is 0.1 MPaG to 13.3 PaG.
(iii)プレポリマー法
上記(i−1)二段重合法:前重縮合工程もしくは(ii)一段重合法の手順により、一般式(1)、(2)であらわされる単位を提供する化合物を反応させプレポリマーを得る。次に、上記(i−1)二段重合法:後重縮合工程もしくは(ii−1)一段重合法の手順により製造されたプレポリマーと一般式(3)であらわされる単位を提供する化合物を反応させる。
(Iii) Prepolymer method The compound which provides the unit represented by General formula (1), (2) by the procedure of said (i-1) two-stage polymerization method: a pre-polycondensation process or (ii) one-stage polymerization method. React to obtain a prepolymer. Next, a compound providing a unit represented by the general formula (3) and a prepolymer produced by the procedure of the above (i-1) two-stage polymerization method: post-polycondensation step or (ii-1) one-stage polymerization method React.
本発明のポリアミドエラストマーの製造に当たり、原料(化合物)を仕込む方法に特に制限はないが、ポリアミド成分の結晶性を低下させない観点とエラストマーとしての機能、性能が発現する観点から、原料の仕込み比から計算されるポリアミド単位(A)は、ポリアミドエラストマー全量に対し、好ましくは10〜95重量%、より好ましく30〜80重量%であり、原料の仕込み比から計算されるポリエーテルジアミン単位(B)は、ポリアミドエラストマー全量に対し、好ましくは2〜87重量%、より好ましくは7〜78重量%である。また、ポリアミド単位(A)とポリエーテルジアミン単位(B)を提供する化合物全量のアミノ末端基の合計モル数が、ポリアミド単位(A)を提供する化合物の酸末端基の合計モル数と同じにすることが望ましい。 In the production of the polyamide elastomer of the present invention, the method of charging the raw material (compound) is not particularly limited, but from the viewpoint of not reducing the crystallinity of the polyamide component and the function and performance of the elastomer, from the raw material charging ratio The calculated polyamide unit (A) is preferably 10 to 95% by weight, more preferably 30 to 80% by weight, based on the total amount of the polyamide elastomer, and the polyether diamine unit (B) calculated from the raw material charge ratio is The total amount of polyamide elastomer is preferably 2 to 87% by weight, more preferably 7 to 78% by weight. Further, the total number of moles of amino terminal groups in the total amount of the compound that provides the polyamide unit (A) and the polyetherdiamine unit (B) is the same as the total number of moles of the acid end groups of the compound that provides the polyamide unit (A). It is desirable to do.
本発明のポリアミドエラストマーの製造は、回分式でも、連続式でも実施することができ、またバッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置などを単独であるいは適宜組み合わせて用いることができる。 The production of the polyamide elastomer of the present invention can be carried out batchwise or continuously. A batch reactor, a single- or multi-tank continuous reactor, a tubular continuous reactor, etc. can be used alone or as appropriate. They can be used in combination.
本発明のポリアミドエラストマーの製造において、必要に応じて分子量調節や成形加工時の溶融粘度安定のために、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのモノアミン、或いはジアミン、酢酸、安息香酸、ステアリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などのモノカルボン酸、或いはジカルボン酸などを添加することができる。これらの使用量は、最終的に得られるエラストマーの相対粘度(ηr)が1.0〜4.0(1.0g/dlトリフルオロ酢酸溶液、25℃)の範囲になるように適宜添加することが好ましい。 In the production of the polyamide elastomer of the present invention, a monoamine such as laurylamine, stearylamine, hexamethylenediamine, and metaxylylenediamine, or a diamine, acetic acid, Monocarboxylic acids such as benzoic acid, stearic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid, or dicarboxylic acids can be added. The amount used is appropriately added so that the relative viscosity (ηr) of the finally obtained elastomer is in the range of 1.0 to 4.0 (1.0 g / dl trifluoroacetic acid solution, 25 ° C.). Is preferred.
本発明のポリアミドエラストマーの製造において、上記モノアミン及びジアミン、モノカルボン酸及びジカルボン酸などの添加量は、得られるポリアミドエラストマーの特性が阻害されない範囲とするのが好ましい。 In the production of the polyamide elastomer of the present invention, the addition amount of the monoamine and diamine, monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and the like is preferably within a range in which the properties of the obtained polyamide elastomer are not inhibited.
本発明のポリアミドエラストマーの製造において、必要に応じて触媒として、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸などを、また触媒と耐熱剤の両方の効果をねらって亜リン酸、次亜リン酸、及びこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの無機系リン化合物を添加することができる。添加量は、通常、仕込み量に対して50〜3000ppmである。 In the production of the polyamide elastomer of the present invention, phosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, etc. are used as a catalyst as necessary, and phosphorous acid, hypophosphorous acid, and these are aimed at the effects of both the catalyst and the heat-resistant agent. Inorganic phosphorus compounds such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts can be added. The addition amount is usually 50 to 3000 ppm with respect to the charged amount.
本発明のポリアミドエラストマーは、その特性が阻害されない範囲で、耐熱剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、スリップ剤、結晶核剤、粘着性付与剤、シール性改良剤、防曇剤、離型剤、可塑剤、顔料、染料、香料、難燃剤、補強材などを添加することができる。 The polyamide elastomer of the present invention has a heat resistance agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a lubricant, a slip agent, a crystal nucleating agent, a tackifier, and a sealing property as long as the properties are not hindered. An improving agent, an antifogging agent, a release agent, a plasticizer, a pigment, a dye, a fragrance, a flame retardant, a reinforcing material, and the like can be added.
[成形及び成形品]
本発明のポリアミドエラストマーは、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形などの公知の成形方法により成形物を得ることができる。また各成形品は、耐熱性が必要とされる自動車部品、電子機器周辺部品、電池材料、パッキン、シール材等の各用途に用いることが可能である。
[Molding and molded products]
With the polyamide elastomer of the present invention, a molded product can be obtained by a known molding method such as injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding or pressure molding. Each molded product can be used in various applications such as automobile parts, electronic device peripheral parts, battery materials, packings, sealing materials, etc. that require heat resistance.
本発明のポリアミドエラストマーは、本発明のポリアミドエラストマーを除くポリアミド、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、ABS樹脂などの熱可塑性樹脂との相溶性が良く、これらの熱可塑性樹脂とブレンドして用いることが可能である。 The polyamide elastomer of the present invention has good compatibility with thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl chloride, thermoplastic polyurethane and ABS resin excluding the polyamide elastomer of the present invention, and can be used by blending with these thermoplastic resins. Is possible.
[物性測定、成形、評価方法]
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。なお、実施例中の相対粘度、融点、弾性率、伸長回復率、及び飽和吸水率の測定、並びに耐薬品性の評価は以下の方法により行った。
[Physical property measurement, molding, evaluation method]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the relative viscosity, melting | fusing point, elasticity modulus, the expansion | restoration recovery rate, and the saturated water absorption rate in an Example and evaluation of chemical resistance were performed with the following method.
(1)相対粘度(ηr)
相対粘度は、ポリアミドエラストマー濃度が1.0g/dlであるトリフルオロ酢酸溶液を使用して、オストワルド型粘度計にて、25℃で測定した。
(1) Relative viscosity (ηr)
The relative viscosity was measured at 25 ° C. with an Ostwald viscometer using a trifluoroacetic acid solution having a polyamide elastomer concentration of 1.0 g / dl.
(2)融点(Tm)
融点は、PerkinELmer社製PYRIS Diamond DSCを用いて窒素雰囲気下で測定した。
得られたポリアミドエラストマーを30℃から280℃まで10℃/分の速度で昇温し(昇温ファーストランと呼ぶ)、280℃で3分保持したのち、30℃まで10℃/分の速度で降温し(降温ファーストランと呼ぶ)、次に280℃まで10℃/分の速度で昇温した(昇温セカンドランと呼ぶ)。昇温セカンドランの吸熱ピーク温度を融点(Tm)とした。
(2) Melting point (Tm)
The melting point was measured under a nitrogen atmosphere using a PYRIS Diamond DSC manufactured by PerkinELmer.
The obtained polyamide elastomer is heated from 30 ° C. to 280 ° C. at a rate of 10 ° C./min (referred to as a temperature rising first run), held at 280 ° C. for 3 minutes, and then up to 30 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The temperature was lowered (referred to as a first temperature-decreasing run), and then the temperature was raised to 280 ° C. at a rate of 10 ° C./min (referred to as a temperature-rising second run). The endothermic peak temperature of the elevated temperature second run was defined as the melting point (Tm).
(3)フィルム成形
東邦マシナリー社製真空プレス機TMB−10を用いて、以下の方法でポリアミドエラストマーのフィルム成形を行った。
得られたポリアミドエラストマーを、500〜700PaGの減圧雰囲気下240〜270℃で3分間加熱溶融させた後、10MPaGで1分間プレスを行い、次に減圧雰囲気を常圧まで戻した後、室温、5MPaGで3分間冷却させて厚さ0.25mmと1mmのフィルムを得た。
(3) Film formation Polyamide elastomer film formation was performed by the following method using Toho Machinery's vacuum press TMB-10.
The obtained polyamide elastomer was heated and melted at 240 to 270 ° C. for 3 minutes in a reduced pressure atmosphere of 500 to 700 PaG, then pressed at 10 MPaG for 1 minute, and then the reduced pressure atmosphere was returned to normal pressure. And cooled for 3 minutes to obtain a film having a thickness of 0.25 mm and 1 mm.
(4)弾性率
上記(3)で得た厚さ0.25mmのフィルムから、JISの引張8号形のダンベルを打ち抜き、ダンベル試験片を作製した。ORIENTEC社製TENSILON RTA−500を用いて、このダンベル試験片の引張試験を行った。23℃環境下、チャック間距離30mm、引張速度30mm/minの条件で引張試験を行い、伸度0.5%〜2%の間の応力歪み直線の傾きから弾性率を算出した。
(4) Elastic modulus From the film of 0.25 mm thickness obtained in the above (3), a JIS tensile No. 8 dumbbell was punched out to produce a dumbbell specimen. The dumbbell test piece was subjected to a tensile test using TENSILON RTA-500 manufactured by ORIENTEC. In a 23 ° C. environment, a tensile test was performed under the conditions of a distance between chucks of 30 mm and a tensile speed of 30 mm / min, and the elastic modulus was calculated from the slope of the stress-strain line between elongations of 0.5% and 2%.
(5)伸長回復率
上記(4)と同様にダンベル試験片を作製し、ORIENTEC社製TENSILON RTA−500の試験機で伸長回復率の測定を行った。23℃環境下、チャック間距離30mm、引張速度100mm/minの条件で、3.2mm引っ張り、3.2mm延伸されたところで直ちに同じ速度で元に戻し、応力がゼロになった時の残留ひずみA(mm)を求めた。伸長回復率は、求めた残留ひずみAを下記式(1)に、代入して、算出した。
(5) Extension recovery rate Dumbbell test pieces were prepared in the same manner as in (4) above, and the extension recovery rate was measured with a tester of TENSILON RTA-500 manufactured by ORIENTEC. Residual strain A when the stress becomes zero when the distance between chucks is 30 mm and the tensile speed is 100 mm / min, and the tension is returned to the original speed at the same speed when stretched by 3.2 mm in a 23 ° C. environment. (Mm) was determined. The elongation recovery rate was calculated by substituting the obtained residual strain A into the following formula (1).
(6)各液体に対する耐久性試験
上記(3)で成形した厚さ1mmのフィルムを1辺40mmの正方形に切り出し、切り出したフィルムを、23℃の各液体(イオン交換水、メタノール、10重量%硝酸、10重量%塩酸)中に浸漬し、所定時間ごとにフィルムを取り出し、フィルムの重量を測定した。フィルム重量の増加率が0.2%の範囲で3回続いた場合にポリアミド樹脂フィルムへの液体の吸収が飽和に達したと判断して、浸漬する前のフィルムの重量と飽和に達した時のフィルムの重量から重量変化率(%)を算出した。
(6) Durability test for each liquid The 1 mm-thick film formed in (3) above was cut into a square with a side of 40 mm, and the cut-out film was each liquid at 23 ° C. (ion-exchanged water, methanol, 10% by weight). (Nitric acid, 10% by weight hydrochloric acid), the film was taken out every predetermined time, and the weight of the film was measured. When the rate of increase in the film weight lasts three times in the range of 0.2%, it is judged that the absorption of the liquid into the polyamide resin film has reached saturation, and when the film reaches the weight and saturation before immersion. The weight change rate (%) was calculated from the weight of the film.
(7)接着強度試験用の試験片作製
本発明のポリアミドエラストマーとポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン(BASF社製ELASTOLLAN ET890)及びポリエステル系熱可塑性ポリウレタン(BASF社製ELASTOLLAN ET690)との接着強度試験を行うため、以下の方法で試験片作製を行った。
上記(3)で成形した厚さ1mmのポリアミドエラストマーのフィルムを下側に、厚さ1mmのポリウレタンのフィルムを上側になるよう重ね、東邦マシナリー社製真空プレス機TMB−10の上金型の温度を200℃、下金型の温度を260℃に設定し、20MPa、1分間の条件で溶着プレスした。
溶着プレスしたフィルムをカッターナイフで切削し、幅10mm、長さ15cmの接着強度試験用の試験片とした。
(7) Preparation of Test Specimens for Adhesive Strength Test Adhesive strength test between the polyamide elastomer of the present invention, polyether-based thermoplastic polyurethane (ELASTOLLAN ET890 manufactured by BASF) and polyester-based thermoplastic polyurethane (ELASTOLLAN ET690 manufactured by BASF) is performed. Therefore, a test piece was prepared by the following method.
The temperature of the upper die of the vacuum press TMB-10 manufactured by Toho Machinery Co., Ltd. is stacked with the 1 mm thick polyamide elastomer film formed in (3) above and the 1 mm thick polyurethane film on the upper side. Was set to 200 ° C., the temperature of the lower mold was set to 260 ° C., and welding press was performed at 20 MPa for 1 minute.
The film subjected to welding press was cut with a cutter knife to obtain a test piece for an adhesive strength test having a width of 10 mm and a length of 15 cm.
(8)接着強度試験
上記(7)の試験片をORIENTEC社製TENSILON RTA−500の試験機で、23℃環境下、引張速度30mm/minの条件でT型剥離試験を行い、第一極大接着強度(N/mm)を測定した。
(8) Adhesive strength test The test piece of (7) above was subjected to a T-type peel test under the condition of a tensile speed of 30 mm / min in a 23 ° C environment using a TENSILON RTA-500 tester manufactured by ORIENTEC Co., Ltd. The strength (N / mm) was measured.
[実施例1]
撹拌機、還流冷却器、窒素導入管、原料投入口を備えた内容積が2Lのセパラブルフラスコの内部を窒素ガスで置換し、脱水済みトルエン1150ml、1,12−ドデカンジアミン156g(0.78モル)、XYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)91g(0.087モル)を仕込んだ。このセパラブルフラスコをオイルバス中に設置して50℃に昇温した後、蓚酸ジブチル175g(0.87モル)を仕込んだ。次にオイルバスの温度を130℃まで昇温し、還流下、5時間反応を行った。なお、原料仕込みから反応終了までの全ての操作は50ml/分の窒素気流下で行った。
[Example 1]
The inside of a 2 L separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube, and raw material inlet was replaced with nitrogen gas, 1150 ml of dehydrated toluene, 156 g of 1,12-dodecanediamine (0.78 Mol), 91 g (0.087 mol) of XYX type triblock polyether diamine (XTJ-542 manufactured by HUNTSMAN) was charged. After this separable flask was placed in an oil bath and heated to 50 ° C., 175 g (0.87 mol) of dibutyl oxalate was charged. Next, the temperature of the oil bath was raised to 130 ° C., and the reaction was carried out for 5 hours under reflux. Note that all operations from preparation of raw materials to completion of the reaction were performed under a nitrogen stream of 50 ml / min.
上記操作によって得られた重合物10gと次亜リン酸ナトリウム1水和物0.02gを撹拌機、空冷管、窒素導入管を備えた直径約35mmφのガラス製反応管に仕込み、反応管内を13.3PaG以下の減圧下に保ち、次に常圧まで窒素ガスを導入する操作を5回繰り返した後、50ml/分の窒素気流下250℃に保った塩浴に移し4時間反応させた。続いて常圧まで窒素ガスを導入したのち、塩浴からポリアミドエラストマーを取り出し50ml/分の窒素気流下で室温までポリアミドエラストマーを冷却した。 10 g of the polymer obtained by the above operation and 0.02 g of sodium hypophosphite monohydrate were charged into a glass reaction tube having a diameter of about 35 mmφ equipped with a stirrer, an air cooling tube, and a nitrogen introduction tube. The operation of maintaining the pressure under a pressure of 3 PaG or less and then introducing nitrogen gas to normal pressure was repeated five times, and then transferred to a salt bath maintained at 250 ° C. under a nitrogen stream of 50 ml / min and reacted for 4 hours. Subsequently, after introducing nitrogen gas to normal pressure, the polyamide elastomer was taken out from the salt bath and cooled to room temperature under a nitrogen stream of 50 ml / min.
[実施例2]
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、放圧口、ポリマー取出口、及び直径1/8インチのSUS316製配管によって原料フィードポンプを直結させた原料投入口を備えた5Lの耐圧容器に、1,12−ドデカンジアミン347g(1.7モル)とXYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)457g(0.43モル)、次亜リン酸ナトリウム1水和物2.50gを仕込み、耐圧容器内を窒素ガスで3.0MPaGに加圧した後、次に常圧まで窒素ガスを放出して窒素置換を行い、封圧下、系内を昇温した。一次反応温度(150℃)にした後、蓚酸ジブチル438g(2.2モル)を原料フィードポンプにより流速65ml/分で反応容器内に注入した。全量注入直後の耐圧容器内の内圧は、重縮合反応により生成した1−ブタノールによって0.65MPaGまで上昇し、内部温度は155℃まで上昇した。
注入直後から生成したブタノールの留去を開始し、内圧を0.50MPaGに保持したまま、二次反応温度(230℃)まで昇温させた。内部温度が230℃に達した直後から放圧口より重縮合反応によって生成した1−ブタノールを抜き出した。放圧後、260ml/分の窒素気流下において昇温を開始し、三次反応温度(245℃)まで昇温し、245℃において3時間保持した。その後、攪拌を止めて系内を窒素で3MPaGに加圧して10分間静置した後、内圧0.5MPaGまで放圧し、重合物を圧力容器下部より抜き出した。抜き出した重合物は、直ちに水で冷却し回収した。
[Example 2]
5L equipped with a stirrer, thermometer, torque meter, pressure gauge, nitrogen gas inlet, pressure outlet, polymer outlet, and raw material inlet with a raw material feed pump directly connected by SUS316 piping of 1/8 inch diameter In a pressure vessel, 347 g (1.7 mol) of 1,12-dodecanediamine, 457 g (0.43 mol) of XYX type triblock polyether diamine (XTJ-542 manufactured by HUNTSMAN), sodium hypophosphite monohydrate 2.50 g of the product was charged and the inside of the pressure vessel was pressurized to 3.0 MPaG with nitrogen gas, and then the nitrogen gas was released to normal pressure to perform nitrogen substitution, and the system was heated under sealed pressure. After the primary reaction temperature (150 ° C.), 438 g (2.2 mol) of dibutyl oxalate was injected into the reaction vessel at a flow rate of 65 ml / min by a raw material feed pump. The internal pressure in the pressure vessel immediately after injection of the entire amount increased to 0.65 MPaG by 1-butanol generated by the polycondensation reaction, and the internal temperature increased to 155 ° C.
Distillation of butanol produced immediately after the injection was started, and the temperature was raised to the secondary reaction temperature (230 ° C.) while maintaining the internal pressure at 0.50 MPaG. Immediately after the internal temperature reached 230 ° C., 1-butanol produced by the polycondensation reaction was extracted from the pressure relief port. After releasing the pressure, the temperature was raised under a nitrogen stream of 260 ml / min, the temperature was raised to the tertiary reaction temperature (245 ° C.), and the temperature was maintained at 245 ° C. for 3 hours. Thereafter, the stirring was stopped, the inside of the system was pressurized to 3 MPaG with nitrogen and allowed to stand for 10 minutes, then the pressure was released to an internal pressure of 0.5 MPaG, and the polymer was extracted from the lower part of the pressure vessel. The extracted polymer was immediately cooled with water and recovered.
[実施例3]
1,12−ドデカンジアミン264g(1.3モル)、蓚酸ジブチル380g(1.9モル)を用い、実施例2と同様に重合を行い、プレポリマーを回収した。
続いて、得られたプレポリマーの全量、XYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)595g(0.56モル)、次亜リン酸ナトリウム1水和物2.42gを実施例2と同様に5Lの耐圧容器に仕込み窒素置換を行った。次に窒素気流下で槽内を200℃まで昇温し、200℃で1時間保持した後、さらに245℃まで昇温し、245℃で3時間保持した。その後、重合物を圧力容器下部より抜き出し、直ちに水で冷却し回収した。
[Example 3]
Polymerization was conducted in the same manner as in Example 2 using 264 g (1.3 mol) of 1,12-dodecanediamine and 380 g (1.9 mol) of dibutyl oxalate, and the prepolymer was recovered.
Subsequently, the total amount of the obtained prepolymer, 595 g (0.56 mol) of XYX type triblock polyether diamine (XTJ-542, manufactured by HUNTSMAN), and 2.42 g of sodium hypophosphite monohydrate were used in Examples In the same manner as in 2, a 5 L pressure vessel was charged and nitrogen substitution was performed. Next, the temperature in the tank was raised to 200 ° C. under a nitrogen stream, held at 200 ° C. for 1 hour, further heated to 245 ° C. and held at 245 ° C. for 3 hours. Thereafter, the polymer was extracted from the lower part of the pressure vessel, and immediately cooled with water and collected.
[比較例1]
1,12−ドデカンジアミン649g(3.2モル)、蓚酸ジブチル655g(3.2モル)を用い、実施例2と同様に重合を行った。
[Comparative Example 1]
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 2 using 649 g (3.2 mol) of 1,12-dodecanediamine and 655 g (3.2 mol) of dibutyl oxalate.
[比較例2]
12−アミノドデカン酸840g(3.9モル)、アジピン酸45g(0.31モル)、XYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)321g(0.30モル)、次亜リン酸ナトリウム1水和物2.41gを実施例2と同様に5Lの耐圧容器に仕込み窒素置換を行った。次に窒素気流下で槽内を180℃まで昇温し、180℃で1時間保持した後、さらに200℃まで昇温し、200℃で3時間保持した。その後、重合物を圧力容器下部より抜き出し、直ちに水で冷却し回収した。
[Comparative Example 2]
840 g (3.9 mol) of 12-aminododecanoic acid, 45 g (0.31 mol) of adipic acid, 321 g (0.30 mol) of XYX type triblock polyetherdiamine (XTJ-542 manufactured by HUNTSMAN), hypophosphorous acid In the same manner as in Example 2, 2.41 g of sodium acid monohydrate was charged into a 5 L pressure vessel, and nitrogen substitution was performed. Next, the inside of a tank was heated up to 180 degreeC under nitrogen stream, and after hold | maintaining at 180 degreeC for 1 hour, it heated up further to 200 degreeC and hold | maintained at 200 degreeC for 3 hours. Thereafter, the polymer was extracted from the lower part of the pressure vessel, and immediately cooled with water and collected.
[比較例3]
12−アミノドデカン酸480g(2.3モル)、アジピン酸89g(0.61モル)、XYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)645g(0.61モル)、次亜リン酸ナトリウム1水和物2.43gを用い、比較例2と同様に重合を行った。
[Comparative Example 3]
480 g (2.3 mol) of 12-aminododecanoic acid, 89 g (0.61 mol) of adipic acid, 645 g (0.61 mol) of XYX type triblock polyether diamine (XTJ-542 manufactured by HUNTSMAN), hypophosphorous acid Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 2 using 2.43 g of sodium acid monohydrate.
[比較例4]
12−アミノドデカン酸378g(1.8モル)、アジピン酸102g(0.70モル)、XYX型のトリブロックポリエーテルジアミン(HUNTSMAN社製XTJ−542)737g(0.70モル)、次亜リン酸ナトリウム1水和物2.43gを用い、比較例2と同様に重合を行った。
[Comparative Example 4]
378 g (1.8 mol) of 12-aminododecanoic acid, 102 g (0.70 mol) of adipic acid, 737 g (0.70 mol) of XYX type triblock polyetherdiamine (XTJ-542 manufactured by HUNTSMAN), hypophosphorous acid Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 2 using 2.43 g of sodium acid monohydrate.
[比較例5]
12−アミノドデカン酸1042g(4.8モル)、アジピン酸38g(0.26モル)、数平均分子量Mn=989のポリテトラメチレングリコール257g(0.26モル)、テトラブチルチタネート4.10gを実施例2と同様に5Lの耐圧容器に仕込み窒素置換を行った。次に窒素気流下で槽内を200℃まで昇温し、200℃で4時間保持した後、さらに240℃まで昇温して減圧を行い、240℃、10Paで3時間保持した。その後、復圧し重合物を圧力容器下部より抜き出し、直ちに水で冷却し回収した。
[Comparative Example 5]
Conducted was 1042 g (4.8 mol) of 12-aminododecanoic acid, 38 g (0.26 mol) of adipic acid, 257 g (0.26 mol) of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight Mn = 989, and 4.10 g of tetrabutyl titanate. In the same manner as in Example 2, a 5 L pressure vessel was charged and nitrogen substitution was performed. Next, the temperature in the tank was raised to 200 ° C. under a nitrogen stream, held at 200 ° C. for 4 hours, further heated to 240 ° C., depressurized, and held at 240 ° C. and 10 Pa for 3 hours. Thereafter, the pressure was restored, and the polymer was extracted from the lower part of the pressure vessel, and immediately cooled with water and collected.
実施例1〜3及び比較例1〜4により得られたポリアミドエラストマーの相対粘度ηr、融点Tm、弾性率、伸長回復率の測定結果を表1に示す。表1中の構成単位の各単位は、原料の仕込み比より計算した値を示す。表1中のHSはハードセグメントの略称でポリアミド単位を指し、SSはソフトセグメントの略称でポリエーテルジアミン単位(B)を指す。表1中のHS/SSはポリアミド単位(A)とポリエーテルジアミン単位(B)の重量比を指す。また、比較例1はトリフルオロ酢酸に溶解せず、相対粘度が測定不能であった。 Table 1 shows the measurement results of the relative viscosity ηr, melting point Tm, elastic modulus, and elongation recovery rate of the polyamide elastomers obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4. Each unit of the structural units in Table 1 indicates a value calculated from the raw material charge ratio. In Table 1, HS is an abbreviation for hard segment and refers to a polyamide unit, and SS is an abbreviation for soft segment and refers to a polyether diamine unit (B). HS / SS in Table 1 refers to the weight ratio of the polyamide unit (A) and the polyetherdiamine unit (B). Further, Comparative Example 1 did not dissolve in trifluoroacetic acid, and the relative viscosity was not measurable.
また実施例1〜3及び比較例2、3のポリアミドエラストマーより得られたフィルムの各液体に対する耐久性試験の結果を表2に示す。 Table 2 shows the results of durability tests on the liquids of the films obtained from the polyamide elastomers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 and 3.
また実施例3、比較例2及び比較例5の接着強度試験の結果を表3に示す。実施例3と比較例2はポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンと強く接着し、接着面が剥離する前にポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンのフィルム自身が破断した。 Table 3 shows the results of the adhesive strength tests of Example 3, Comparative Example 2 and Comparative Example 5. Example 3 and Comparative Example 2 were strongly bonded to the polyether-based thermoplastic polyurethane, and the polyether-based thermoplastic polyurethane film itself broke before the adhesive surface peeled off.
表1より、本発明のポリアミドエラストマー(実施例1〜3)が、十分な伸長回復率を有しながら、従来のポリアミドエラストマー以上の高い融点を有することがわかる。また表3より本発明のポリアミドエラストマー(実施例3)は、熱可塑性ポリウレタンに対し従来のポリアミドエラストマーと同程度以上の接着強度を有していることがわかる。 From Table 1, it can be seen that the polyamide elastomers of the present invention (Examples 1 to 3) have a higher melting point than conventional polyamide elastomers while having a sufficient elongation recovery rate. Table 3 also shows that the polyamide elastomer of the present invention (Example 3) has an adhesive strength equal to or higher than that of a conventional polyamide elastomer with respect to thermoplastic polyurethane.
本発明のポリアミドエラストマーは、高弾性、透明性、伸長回復性、溶融成形性に優れる為、従来のポリアミドエラストマーの用途だけでなく、耐熱性が必要とされる自動車部品、電子機器周辺部品、電池材料、パッキン、シール材等の各用途に用いることが可能である。 Since the polyamide elastomer of the present invention is excellent in high elasticity, transparency, elongation recovery property, and melt moldability, it is not only used for conventional polyamide elastomers, but also automotive parts, electronic device peripheral parts, and batteries that require heat resistance. It can be used for various uses such as materials, packing, and sealing materials.
Claims (6)
ポリアミド単位(A)が、一般式(1)で表わされる単位及び一般式(2)で表わされる単位を含み、
ポリエーテルジアミン単位(B)が、一般式(3)で表わされる単位を含むポリアミドエラストマー。
The polyamide unit (A) includes a unit represented by the general formula (1) and a unit represented by the general formula (2),
A polyamide elastomer in which the polyetherdiamine unit (B) contains a unit represented by the general formula (3).
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