HU223381B1 - Kettős fémcianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására - Google Patents

Kettős fémcianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU223381B1
HU223381B1 HU0103847A HUP0103847A HU223381B1 HU 223381 B1 HU223381 B1 HU 223381B1 HU 0103847 A HU0103847 A HU 0103847A HU P0103847 A HUP0103847 A HU P0103847A HU 223381 B1 HU223381 B1 HU 223381B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
metal cyanide
double metal
catalyst
glycol sorbitan
polyalkylene glycol
Prior art date
Application number
HU0103847A
Other languages
English (en)
Inventor
Pramod Gupta
Jörg Hofmann
Pieter Ooms
Original Assignee
Bayer Ag.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer Ag. filed Critical Bayer Ag.
Publication of HUP0103847A2 publication Critical patent/HUP0103847A2/hu
Publication of HUP0103847A3 publication Critical patent/HUP0103847A3/hu
Publication of HU223381B1 publication Critical patent/HU223381B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/06Cyclic ethers having no atoms other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C08G65/08Saturated oxiranes
    • C08G65/10Saturated oxiranes characterised by the catalysts used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2642Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds characterised by the catalyst used
    • C08G65/2645Metals or compounds thereof, e.g. salts
    • C08G65/2663Metal cyanide catalysts, i.e. DMC's

Abstract

A találmány tárgya új kettős fém-cianid-katalizátor, amely a) egy vagytöbb kettős fém-cianid-vegyületet, b) egy vagy több, a c) pontszerintitől eltérő szerves komplex ligandumot és c) egy vagy többpolialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmaz. A találmány akatalizátor előállítására, és az új kettős fém-cianid-katalizátorokalkalmazásával történő poliéter-poliol előállítására is vonatkozik. ŕ

Description

A találmány tárgya új kettős fém-cianid-katalizátorok (double metál cyanide catalyst, rövidítés: DMC) alkalmazása poliéter-poliolok előállítására úgy, hogy az aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekhez alkilén-oxidokat poliaddicionálunk.
Az alkilén-oxidok aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekhez való poliaddicionálását katalizáló kettős fém-cianid-katalizátorok ismertek (lásd például a 3 404 109,3 829 505, 3 941 849 és az 5 158 922 számú amerikai szabadalmi leírásokat). A poliéter-polioloknak az alkálifém-tartalmú katalizátorok, például alkáli-hidroxidok alkalmazásával történő konvencionális előállításával ellentétben a kettős fém-cianid-katalizátorok alkalmazása a poliéter-poliolok előállítására a terminális kettős kötést tartalmazó monofunkcionális poliéterek, az úgynevezett monoolok arányának csökkenésével jár. Az így kapott poliolokból kiváló minőségű poliuretánokat (például elasztomereket, habokat és bevonatokat) készíthetünk. A kettős fém-cianid-katalizátorokat általában oly módon állítják elő, hogy egy fémsó vizes oldatát egy fém-cianid vizes oldatával egy szerves komplex ligandum, például éter jelenlétében reagáltatják. Például, egy katalizátor tipikus előállítása során feleslegben alkalmazott cink-klorid vizes oldatát és kálium-hexaciano-kobaltát oldatát elegyítik, majd az így keletkezett szuszpenzióhoz 1,2-dimetoxi-etánt (glyme) adnak. Szűrés és a katalizátor vizes dimetoxi-etán-oldattal történő mosása után az alábbi általános képletű aktív katalizátor állítható elő (lásd például az EP 700 949 számú európai szabadalmi leírást):
Zn3[Co(CN)6]2.xZnCl2.yH2O.zl,2-dimetoxi-etán
A 4 145 123 számú japán, az 5 470 813 számú amerikai, a 700 949,743 093 és 761 708 számú európai szabadalmi leírásokból, valamint a W097/40086 számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentésből ismeretesek olyan kettős fém-cianid-katalizátorok, amelyek szerves komplex ligandumként terc-butanolt alkalmazva [egyedül vagy egy poliéterrel kombinálva (700 949 és 761 708 számú európai szabadalmi leírások, valamint a W097/40086 számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentés)] tovább csökkentik a poliéter-poliolok előállítása során képződő terminális kettős kötést tartalmazó monofunkcionális poliéterek arányát. Továbbá, ezeknek a kettős fém-cianid-katalizátoroknak az alkalmazása csökkenti az alkilén-oxidok és a megfelelő starter vegyületek között végbemenő poliaddíciós reakció indukciós idejét, valamint fokozza a katalitikus aktivitást.
A találmány célja az, hogy olyan, az alkilén-oxidok és a megfelelő starter vegyületek poliaddíciójának a katalizálására alkalmas további javított kettős fém-cianidkatalizátorokat tegyen elérhetővé, amelyek a korábban ismert katalizátorokkal összehasonlítva fokozott katalitikus aktivitást mutatnak. Az alkoxilezési idő rövidítése javítja a poliéter-poliolok előállítására alkalmazott eljárás gazdaságosságát. Ideális esetben a katalizátor fokozott aktivitása miatt a katalizátort olyan alacsony koncentrációban (25 ppm vagy alacsonyabb) lehet alkalmazni, hogy már nem szükséges a katalizátornak a terméktől való rendkívül költséges elválasztása, és a terméket közvetlenül fel lehet használni a poliuretánok előállítására.
Meglepetéssel tapasztaltuk, hogy a komplex ligandumként polialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmazó kettős fém-cianid-katalizátorok nagymértékben fokozott aktivitást mutatnak a poliéter-poliolok előállításánál.
A felismerés alapján a találmány lényege egy kettős fém-cianid-katalizátor (DMC), amely tartalmaz
a) egy vagy több, előnyösen egy kettős fém-cianidvegyületet;
b) egy vagy több, előnyösen egy szerves komplex ligandumot, amely nem azonos az alábbi c) pont szerinti vegyületekkel;
c) egy vagy több, előnyösen egy polialkilénglikol-szorbitán-észtert.
A találmány szerinti katalizátor adott esetben tartalmazhat d) vizet, előnyösen 1-10 tömeg% mennyiségben és/vagy e) egy vagy több vízben oldható fémsót, előnyösen 5-25 tömeg% M(X)„ (I) általános képletű sót, amelyet az a) pontban ismertetett kettős fém-cianid-vegyületek előállítása során nyerünk. Az (I) általános képletben M jelentése valamely alábbi fém: Zn(II), Fe(II), Ni(II), Mn(II), Co(II), Sn(II), Pb(II), Fe(III), Mo(IV), Mo(VI), Al(III), V(V), V(IV), Sr(II), W(IV), W(VI), Cu(II) vagy Cr(III). Különösen előnyös a Zn(II), Fe(II), Co(II) és a Ni(II). Az X szubsztituens jelentése azonos vagy különböző, előnyösen azonos anion, amelyet előnyösen a következőkben felsoroltak közül választhatunk: halogenidek, hidroxidok, szulfátok, karbonátok, cianátok, tiocianátok, izocianátok, izotiocianátok, karboxilátok, oxalátok és nitrátok, n értéke 1,2 vagy 3.
Az a) pontban említett, találmány szerinti katalizátorokban levő kettős fém-cianid-vegyületek vízben oldható sók és vízben oldható fém-cianid-sók reakciójával keletkeznek.
Az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyületek előállítására alkalmas vízben oldható fémsók előnyösen az M(X)n (I) általános képletű sók, ahol M jelentése Zn(II), Fe(II), Ni(II), Mn(II), Co(II), Sn(II), Pb(II), Fe(III), Mo(IV), Mo(VI), Al(III), V(V), V(IV), Sr(II), W(IV), W(VI), Cu(II) vagy Cr(III). Különösen előnyös a Zn(II), Fe(II), Co(II) és a Ni(II). Az X szubsztituens jelentése azonos vagy különböző, előnyösen azonos anion, amely lehet halogenid, hidroxid, szulfát, karbonát, cianát, tiocianát, izocianát, izotiocianát, karboxilát, oxalát és nitrát, n értéke 1,2 vagy 3.
Alkalmas vízben oldódó fémsók például a cink-klorid, cink-bromid, cink-acetát, cink-acetil-acetonát, cink-benzoát, cink-nitrát, vas(II)-szulfát, vas(II)-bromid, vas(II)-klorid, kobalt(II)-klorid, kobalt(II)-tiocianát, nikkel(II)-klorid és nikkel(II)-nitrát. Különböző vízben oldódó fémsók elegyét is alkalmazhatjuk.
Az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyületek előállítására alkalmas vízben oldódó fém-cianid-sók előnyösen a (Y)aM’(CN)b(A)c (II) általános képletű sók, ahol M’ jelentése Fe(II), Fe(III), Co(II), Co(III), Cr(II), Cr(III), Mn(II), Mn(III), Ir(III), Ni(II), Rh(III), Ru(II), V(IV) vagy V(V). M’ jelentése előnyösen Co(II), Co(III), Fe(II), Fe(III), Cr(III), Ir(III) vagy Ni(II). A víz2
HU 223 381 Β1 ben oldódó fém-cianid-só egy vagy két ilyen fémet tartalmazhat. Az Y szubsztituens jelentése azonos vagy különböző, előnyösen azonos alkálifémion vagy alkáliföldfém-ion. Az A szubsztituens jelentése azonos vagy különböző, előnyösen azonos anion, amelyet lehet halogenid, hidroxid, szulfát, karbonát, cianát, tiocianát, izocianát, izotiocianát, karboxilát, oxalát és nitrát. Az a, b és c értéke egész szám, és az a, b és c értékét úgy választjuk, hogy a fém-cianid-só töltése semleges legyen: a értéke előnyösen 1, 2, 3 vagy 4; b értéke előnyösen 4, 5 vagy 6; c értéke előnyösen 0. Példák az alkalmas vízben oldódó fém-cianid-sókra a kálium-hexaciano-kobaltát(III), a kálium-hexaciano-ferrát(II), a kálium-hexaciano-ferrát(III), a kalcium-hexaciano-kobaltát(III) és a lítium-hexaciano-kobaltát(III).
Az a) pontban említett, találmány szerinti előnyös kettős fém-cianid-katalizátorok a (III) általános képletű
Mx[M’x’(CN)y]z katalizátorok, ahol
M jelentése ugyanaz, mint az (I) általános képletben és M’ jelentése ugyanaz, mint a (II) általános képletben és x, x’, y és z értéke egész szám, amelyek értékét úgy választjuk, hogy a kettős fém-cianid-só töltése semleges legyen.
Előnyösen x értéke 3, x’ értéke 1, y értéke 6 és z értéke 2,
M jelentése Zn(II), Fe(II), Co(II) vagy Ni(II), és M’ jelentése Co(III), Fe(III), Cr(III) vagy Ir(III).
Az a) pontban említett, találmány szerinti előnyös kettős fém-cianid-katalizátorok például a cink-hexaciano-kobaltát(III), cink-hexaciano-iridate(III), cink-hexaciano-ferrát(III) és a kobalt(II) hexaciano-kobaltát(III). További előnyös kettős fém-cianid-katalizátorokat ismertet például az 5 158 922 számú amerikai szabadalmi leírás (8 oszlop, 29-66. sorok). A cink-hexaciano-kobaltát(III) alkalmazása különösen előnyös.
A b) pontban említett, találmány szerinti kettős fémcianid-katalizátorokban levő komplex ligandumok ismertek, és részletesen le vannak írva a szakirodalomban (lásd például az 5 158 922 számú amerikai szabadalmi leírás 8 oszlopában a 9-65. sorokat, valamint a 3 404 109, 3 829 505, 3 941 849 számú amerikai, a 700 949, 761 708 számú európai, a 4 145 123 számú japán, az 5 470 813 számú amerikai, a 743 093 számú európai szabadalmi leírásokat, valamint a W097/40086 számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentést). Előnyös szerves komplex ligandumok a heteroatomot, például oxigén-, nitrogén-, foszfor- vagy kénatomot tartalmazó vízoldékony szerves vegyületek, amelyek az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyületekkel komplexet tudnak képezni. Alkalmas szerves komplex ligandumok például az alkoholok, aldehidek, ketonok, éterek, észterek, amidok, karbamidok, nitrilek, szulfidok és ezek keverékei. Előnyös szerves komplex ligandumok a vízoldékony alifás alkoholok, például az etanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol, szek-butanol és terc-butanol. A terc-butanol különösen előnyös.
A szerves komplex ligandumot vagy a katalizátor készítése során adjuk az elegyhez, vagy közvetlenül az
a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyület kicsapása után. A szerves komplex ligandumot rendszerint feleslegben alkalmazzuk.
A találmány szerinti kettős fém-cianid-katalizátorok az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyületeket a kész katalizátorra vonatkoztatva 20-90 tömeg% mennyiségben, előnyösen 25-80 tömeg% mennyiségben tartalmazzák, a b) pont szerinti szerves komplex ligandumokat pedig a kész katalizátorra vonatkoztatva 0,5-30 tömeg % mennyiségben, előnyösen 1-25 tömeg% mennyiségben tartalmazzák. A találmány szerinti kettős fém-cianid-katalizátorok a kész katalizátorra vonatkoztatva rendszerint 1-80 tömeg% mennyiségű, előnyösen 1-40 tömeg% mennyiségű polialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmaznak.
A találmány szerinti katalizátorok előállítására alkalmas polialkílénglikol-szorbitán-észterek például a szorbitánok karbonsavakkal alkotott alkoxilezett mono-, di- vagy triészterei.
A szorbitánok (monoanhidroszorbitok) tetrahidroxi-tetrahidrofúrán-alkoholok, amelyek a szorbitból egy molekula víz elvonásával képződnek, mint például az 1,4-szorbitán, 3,6-szorbitán, 1,5-szorbitán (pirogallit) vagy 2,5-anhidro-L-idit.
Alkalmas karbonsavkomponensek a 2-30 szénatomos, előnyösen 4-24 szénatomos, különösen előnyösen a 6-20 szénatomos aril-, aralkil- és alkilkarbonsavak, előnyösen az aralkil- és alkilkarbonsavak, különösen előnyösen az alkilkarbonsavak.
Alkalmas polialkilénglikol-komponensek a 2-40 alkilén-oxid-egységet tartalmazó polietilénglikolok és polipropilénglikolok.
Előnyösen alkalmazható polialkilénglikol-szorbitánészterek a polietilénglikol-szorbitán-észterek (poliszorbátok), amelyeket általában cukoralkoholok, például szorbit vagy szorbitán és zsírsavak, például vajsav, izovaleriánsav, kaprilsav, kaprinsav, kapronsav, laurinsav, mirisztinsav, palmitinsav, sztearinsav, olajsav, linolsav vagy linolénsav jelenlétében történő észterezésével vagy etilén-oxiddal való reakciójával állítunk elő.
Különösen előnyösek a 6-18 szénatomos zsírsavak polietilénglikol-szorbitán-mono-, -di- és -triészterei, valamint 2-40 mól etilén-oxid alkalmazása.
A polialkilénglikol-szorbitán-észterek előállítására alkalmazható módszerek általában jól ismertek, és részletesen le vannak írva például a következő irodalmi helyeken: „Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology”, 23. kötet, 4. kiadás, 100. old. (1997); „Römpp, Lexikon Chemie”, 9. kiadás, 3570. és 4217. old., Stuttgart/New York (1992); „Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry”, A25. kötet, 5. kiadás, 418. old. (1994).
A fent említett polialkilénglikol-szorbitán-észterek tetszés szerinti keverékét is alkalmazhatjuk.
A katalizátor összetételét rendszerint elemanalízissel, termogravimetriás analízissel vagy a polialkilénglikol-szorbitán-észter-komponens eltávolításával vagy extrakciójával, majd az ezt követő gravimetriás méréssel határozhatjuk meg.
A találmány szerinti katalizátor lehet kristályos, részben kristályos vagy amorf. A kristályok analízisét
HU 223 381 Β1 rendszerint por-röntgenkrisztallográfiás analízissel hajtjuk végre.
Előnyösek azok a találmány szerinti katalizátorok, amelyek
a) cink-hexaciano-kobaltát(III)-at,
b) terc-butanolt és
c) egy polialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmaznak.
A találmány szerinti kettős fém-cianid-katalizátorokat általában vizes oldatban állítják elő oly módon, hogy a) a fémsót, előnyösen az (I) általános képletű fémsót reagáltatjuk fém-cianid-sókkal, előnyösen a (II) általános képletű sókkal, β) a polialkilénglikol-szorbitán-észterektől eltérő, b) pont szerinti szerves komplex ligandumokkal, és γ) polialkilénglikol-szorbitán-észterekkel.
Az előállítás során előnyös, ha először a fémsó vizes oldatát (például a fém-cianid-só mennyiségére számított legalább 50 mol% sztöchiometriás feleslegben alkalmazott cink-kloridot), valamint a fém-cianid-só vizes oldatát [például kálium-hexaciano-kobaltát(III)-at] a b) pont szerinti szerves komplex ligandum (például terc-butanol) jelenlétében reagáltatjuk, amelynek eredményeképpen egy szuszpenzió képződik, amely tartalmazza az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyületet [például cink-hexaciano-kobaltát(III)-at], d) vizet, e) fölös fémsót és a b) pont szerinti szerves komplex ligandumot.
A b) pont szerinti szerves komplex ligandum jelen lehet a fémsó és/vagy a fém-cianid-só vizes oldatában, vagy közvetlenül hozzáadható a szuszpenzióhoz, amelyet az a) pont szerinti kettős fém-cianid-vegyület kicsapódása eredményeképpen kapunk. Előnyös a vizes oldatok és a b) pont szerinti szerves komplex ligandum erőteljes keverés közben végzett elegyítése. Az ily módon képződött szuszpenziót ezután általában a c) pont szerinti polialkilénglikol-szorbitán-észterrel reagáltatjuk. A c) pont szerinti polialkilénglikol-szorbitán-észtert általában víz és a b) pont szerinti szerves komplex ligandum keveréke formájában alkalmazzuk.
A katalizátort ismert módszerekkel, például centrifugálással vagy szűréssel izoláljuk a szuszpenzióból. Egy előnyös változat szerint az elkülönített katalizátort a b) pont szerinti szerves komplex ligandum vizes oldatával mossuk (például oly módon, hogy újra felszuszpendáljuk, majd azt követően ismét izoláljuk centrifiigálással vagy szűréssel). Ily módon lehet például eltávolítani a találmány szerinti katalizátorból a vízoldékony melléktermékeket, például a kálium-kloridot.
A b) pont szerinti szerves komplex ligandum koncentrációja a vizes mosófolyadékban a teljes oldatmennyiségre vonatkoztatva előnyösen 40-80 tömeg%. Továbbá előnyös, ha a vizes mosófolyadékhoz adunk egy kis mennyiségű, a teljes oldatmennyiségre vonatkoztatva előnyösen 0,5-5 tömeg% polialkilénglikolszorbitán-észtert.
Továbbá előnyös, ha a katalizátort több mint egyszer mossuk. így például az első mosási műveletet megismételhetjük. Előnyös azonban, ha a további mosásra nemvizes oldatot, például a szerves komplex ligandum és polialkilénglikol-szorbitán-észter elegyét használjuk.
A mosott katalizátort, adott esetben elporítás után, általában 20-100 °C-on és általában a 0,1 mbar-1013 mbar (normálnyomás) tartományban szárítjuk.
A találmány tárgya továbbá a találmány szerinti kettős fém-cianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására oly módon, hogy az alkilén-oxidokat aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekre poliaddicionáljuk. Erre a célra alkilén-oxidokat, előnyösen etilén-oxidot, propilén-oxidot, butilén-oxidot és ezek keverékeit alkalmazzuk. A poliéterláncok alkoxilezéssel történő szintézisét végezhetjük például egyetlen monomer epoxiddal, vagy véletlenszerű vagy blokkmódszerrel 2 vagy 3 különböző epoxidmonomer alkalmazásával. További részletek az „Ullmanns, Encyclopádie dér industriellen Chemie”, angol nyelvű kiadás A21. kötet, 670-671. old. (1992) helyen olvashatók.
Előnyösek a 18-2000 molekulatömegű, 1-8 hidroxilcsoportot és aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületek. Példaképpen említhetjük a következő vegyületeket: etilénglikol, dietilénglikol,trietilénglikol, 1,2-propilénglikol, 1,4-butándiol, hexametilénglikol, biszfenol A, trimetilolpropán, glicerin, pentaeritrit, szorbit, nádcukor, lebontott keményítő és víz.
Aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekként például előnyösen a fent említett alacsony molekulatömegű starterekből konvencionális alkálikatalízissel előállított, 200-2000 molekulatömegű oligomer alkoxilezett termékeket alkalmazunk.
Az alkilén-oxidoknak a találmány szerinti katalizátorral katalizált aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekhez való poliaddícióját általában 20-200 °C-on, előnyösen 40-180 °C-on, különösen előnyösen 50-150 °C-on hajtjuk végre. A reakciót 0-20 bar nyomásintervallumban hajthatjuk végre. A poliaddíciót végrehajthatjuk oldószer nélkül vagy inért szerves oldószerben, például toluolban és/vagy tetrahidrofuránban. Az alkalmazott oldószer az előállítandó poliéter-poliol mennyiségére vonatkoztatva rendszerint 10-30 tömeg%.
Olyan katalizátorkoncentrációt alkalmazunk, amely az adott reakciókörülmények között lehetővé teszi a poliaddíciós reakció megfelelő kontrollálását. A katalizátor koncentrációja általában az előállítandó poliéter-poliol mennyiségére vonatkoztatva 0,0005 tömeg%-1 tömeg0/», előnyösen 0,001 tömeg%-0,l tömeg%, különösen előnyösen 0,001 tömeg%-0,0025 tömeg%.
A találmány szerinti eljárással előállított poliéterpoliolok molekulatömege 500-100 000 g/mol, előnyösen 1000-50 000 g/mol, különösen előnyösen 2000-20 000 g/mol.
A poliaddíciót végrehajthatjuk folyamatosan vagy szakaszosan, például batch vagy semi-batch üzemmódban.
Jelentősen fokozott aktivitásuk miatt a találmány szerinti katalizátorokat nagyon alacsony koncentrációban (az előállítandó poliéter-poliol mennyiségére vonatkoztatva 25 ppm vagy ez alatti koncentrációban) alkalmazhatjuk. Ha a találmány szerinti katalizátorok jelenlétében előállított poliéter-poliolokat használunk po4
HU 223 381 Β1 liuretánok előállítására [Kunststoffhandbuch, 7. kötet, Polyurethane, 3. kiadás, 25-32. old. és 67-67. old. (1993)], akkor eltekinthetünk a katalizátor eltávolításától a poliéter-poliolból anélkül, hogy az a poliuretántermék minőségét hátrányosan érintené.
A találmányt az alábbi példák illusztrálják az oltalmi körének korlátozása nélkül.
Példák
A katalizátor előállítása
A) példa
Kettős fém-cianid-katalizátor előállítása polietilénglikol-szorbitán-monooleát alkalmazásával (A katalizátor)
12,5 g (91,5 mmol) cink-klorid 20 ml desztillált vízzel készített oldatát erőteljes keverés közben (24 000 ford./perc) hozzáadjuk 4 g (12 mmol) kálium-hexaciano-kobaltát(III) 70 ml vízzel készített oldatához. Rögtön ezután 50 g terc-butanolt és 50 ml desztillált vizet adunk a szuszpenzióhoz, majd 10 percen át erőteljesen keveijük (24 000 ford./perc). Ezután 1 g polietilénglikol(20)-szorbitán-monooleátot (Disponyl SMO 120, Henkel), 1 g terc-butanolt és 100 g desztillált vizet adunk az elegyhez, majd 3 percig keveijük (1000 ford./perc). A szilárd anyagot kiszűijük, majd 70 g terc-butanol, 30 g desztillált víz és 1 g fent előállított polietilénglikol-szorbitánmonooleát elegyében további 10 percen át keveijük (10 000 ford./perc). Ezután az elegyet további 10 percen át keveijük (10000 ford./perc) 100 g terc-butanol és 0,5 g fent előállított polietilénglikol-szoibitán-monooleát elegyében. Szűrés után a katalizátort normálnyomáson és 50 °C-on tömegállandóságig szárítjuk. A száraz elporított katalizátor tömege 5,8 g.
Elemanalízis, termogravimetriás analízis és az extrakció eredménye:
kobalt=10,l%, cink=23,5%, terc-butanol=3,3%, polietilénglikol-szorbitán-monooleát=23,5%.
B) példa
Kettős fém-cianid-katalizátor előállítása polietilénglikol-szorbitán-trioleát alkalmazásával (B katalizátor)
Az A) eljárást ismételtük meg azzal az eltéréssel, hogy az A) eljárásban alkalmazott polietilénglikol-szorbitán-monooleát helyett polietilénglikol(20)-szorbitántrioleátot (TWEEN 85, Aldrich) alkalmaztunk. A száraz elporított katalizátor tömege 5,5 g.
Elemanalízis, termogravimetriás analízis és az extrakció eredménye:
kobalt=ll,4%, cink=24,0%, terc-butanol=6,0%, polietilénglikol-szorbitán-monooleát=12,1%.
C) példa
Kettős fém-cianid-katalizátor előállítása polietilénglikol-szorbitán-monolaurát alkalmazásával (C katalizátor)
Az A) eljárást ismételtük meg azzal az eltéréssel, hogy az A) eljárásban alkalmazott polietilénglikol-szorbitán-monooleát helyett polietilénglikol(20)-szorbitánmonolaurátot (TWEEN 20, Sigma) alkalmaztunk. A száraz elporított katalizátor tömege 5,6 g. Elemanalízis, termogravimetriás analízis és az extrakció eredménye:
kobalt=ll,9%, cink=24,9%, terc-butanol=3,6%, polietilénglikol-szorbitán-monooleát=14,6%.
D) példa (összehasonlító)
Kettős fém-cianid-katalizátor előállítása terc-butanol alkalmazásával és polialkilénglikol-szorbitán-észter távollétében (D katalizátor, előállítás a 4 145123 számú japán szabadalmi leírás szerint) g (73,3 mmol) cink-klorid 15 ml desztillált vízzel készített oldatát erőteljes keverés közben (24 000 ford./perc) hozzáadjuk 4 g (12 mmol) káliumhexaciano-kobaltát 75 ml vízzel készített oldatához. Rögtön ezután 50 g terc-butanolt és 50 g desztillált vizet adunk a szuszpenzióhoz, majd 10 percen át erőteljesen keveijük (24 000 ford./perc). A szilárd anyagot kiszűrjük, majd 125 g terc-butanol és desztillált víz 70:30 térfogatarányú elegyében további 10 percen át keverjük (10 000 ford./perc), majd ismét szűrjük. Végül az elegyet további 10 percen át keverjük (10 000 ford./perc) 125 g terc-butanolban. Szűrés után a katalizátort normálnyomáson 50 °C-on tömegállandóságig szárítjuk. A száraz elporított katalizátor tömege 3,08 g.
Elemanalízis:
kobalt=13,6%, cink=27,4%, terc-butanol=14,2%.
Poliéter-poliolok előállítása
Általános eljárás g polipropilénglikol starter (molekulatömeg=1000 g/mol) és 3-5 mg katalizátor (az előállítandó poliéter-poliol mennyiségétől függően 15-25 ppm) elegyét egy 500 ml-es nyomás alatti reaktorban, argonvédőgázatmoszférában, keverés közben 105 °C-ra melegítjük. Ezután egy adagban bemérünk körülbelül 5 g propilén-oxidot, amíg a nyomás 2,5 bar értékig nem emelkedik. Addig nem adunk be további propilénoxidot, amíg a reaktorban a nyomás gyorsuló ütemben csökkenni nem kezd. A gyorsuló nyomáscsökkenés azt jelzi, hogy a katalizátor aktiválódott. A maradék propilén-oxidot (145 g) ezután 2,5 bar állandó nyomáson folyamatosan adagoljuk. Miután a propilén-oxidot beadagoltuk, az elegyet további 2 órán át 105 °C-on melegítjük, az illékony frakciókat 90 °C-on és 1 mbar nyomáson ledesztilláljuk, majd az elegyet szoba-hőmérsékletűre hűtjük.
Az ily módon kapott poliéter-poliolokat az OH-csoportok számának és a kettőskötés-tartalmának a meghatározásával és a viszkozitás mérésével jellemeztük.
A reakció menetét idő-konverzió görbe [propilénoxid-fogyás (g)/reakcióidő (perc)] segítségével követtük. Az indukciós időt az idő-konverzió görbe legmeredekebb pontjánál felvett iránytangens és a görbe meghosszabbított alapvonalának a metszéspontja alapján határoztuk meg. A propoxilezés időtartama, amely meghatározó fontosságú a katalizátoraktivitás szempontjából,
HU 223 381 Β1 megfelel a katalizátor aktiválódása (az indukciós idő vége) és a propilén-oxid beadagolásának befejezése közötti időtartamnak. A teljes reakcióidő az indukciós idő és a propoxilezés időtartamának az összege.
1. példa
Poliéter-poliol előállítása az A katalizátor (15 ppm) alkalmazásával indukciós idő 280 perc propoxilezés időtartama 500 perc teljes reakcióidő 780 perc poliéter-poliol: hidroxilszám (mg KOH/g): 31,6 kettőskötés-tartalom (mmol/kg): 9 viszkozitás 25 °C-on (mPa · s): 864
A katalizátor eltávolítása nélkül a poliol fémtartalma: Zn=4 ppm, Co=2 ppm.
2. példa
Poliéter-poliol előállítása a B katalizátor (15 ppm) alkalmazásával indukciós idő 375 perc propoxilezés időtartama 385 perc teljes reakcióidő 760 perc poliéter-poliol: hidroxilszám (mg KOH/g): 29,9 kettőskötés-tartalom (mmol/kg): 8 viszkozitás 25 °C-on (mPa · s): 1005
3. példa
Poliéter-poliol előállítása a C katalizátor (25 ppm) alkalmazásával indukciós idő 265 perc propoxilezés időtartama 175 perc teljes reakcióidő 440 perc poliéter-poliol: hidroxilszám (mg KOH/g): 30,2 kettőskötés-tartalom (mmol/kg): 8 viszkozitás 25 °C-on (mPa · s): 926
4. példa
A D katalizátor (15 ppm) a fent ismertetett reakciókörülmények között nem mutatott aktivitást.
Az 1-3. példák demonstrálják, hogy a találmány szerinti új kettős fém-cianid-katalizátorok a poliéter-poliolok előállításakor kifejtett fokozott aktivitásuk miatt olyan alacsony koncentrációban alkalmazhatók, hogy nem szükséges őket elválasztani a polioloktól.

Claims (9)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Kettős fém-cianid-katalizátor, amely
    a) egy vagy több kettős fém-cianid-vegyületet,
    b) egy vagy több, a c) pont szerintitől eltérő szerves komplex ligandumot és
    c) egy vagy több polialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmaz.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti kettős fém-cianid-katalizátor, amely
    d) vizet és/vagy
    e) vízoldékony fémsót is tartalmaz.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kettős fém-cianid-katalizátor, ahol a kettős fém-cianid-vegyület cinkhexaciano-kobaltát(III).
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti kettős fém-cianid-katalizátor, ahol a szerves komplex ligandum terc-butanol.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kettős fém-cianid-katalizátor, ahol a katalizátor egy 1-80 tömeg0/», előnyösen 1-40 tömeg% polialkilénglikol-szorbitán-észtert tartalmaz.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti kettős fém-cianid-katalizátor, ahol a polialkilénglikol-szorbitán-észter egy polietilénglikol-szorbitán-észter.
  7. 7. Eljárás az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti kettős fém-cianid-katalizátor előállítására, azzal jellemezve, hogy (i) vizes oldatban egymással reagáltatjuk a a) fémsókat fém-cianid-sókkal,
    β) szerves komplex ligandumokat, amelyek nem polialkilénglikol-szorbitán-észterekés
    γ) polialkilénglikol-szorbitán-észtereket, (ii) az (i) lépésben előállított katalizátort izoláljuk, mossuk és szárítjuk.
  8. 8. Eljárás poliéter-poliolok előállítására, azzal jellemezve, hogy alkilén-oxidokat egy vagy több, az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti kettős fém-cianid-katalizátor jelenlétében aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekre poliaddicionáljuk.
  9. 9. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti egy vagy több kettős fém-cianid-katalizátor alkalmazása poliéter-poliolok előállítására, azzal jellemezve, hogy alkilén-oxidokat aktív hidrogénatomokat tartalmazó starter vegyületekre poliaddicionálunk.
HU0103847A 1998-09-16 1999-09-03 Kettős fémcianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására HU223381B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19842382A DE19842382A1 (de) 1998-09-16 1998-09-16 Doppelmetallcyanid-Katalysatoren für die Herstellung von Polyetherpolyolen
PCT/EP1999/006473 WO2000015336A1 (de) 1998-09-16 1999-09-03 Doppelmetallcyanid-katalysatoren für die herstellung von polyetherpolyolen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0103847A2 HUP0103847A2 (hu) 2002-02-28
HUP0103847A3 HUP0103847A3 (en) 2003-02-28
HU223381B1 true HU223381B1 (hu) 2004-06-28

Family

ID=7881147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0103847A HU223381B1 (hu) 1998-09-16 1999-09-03 Kettős fémcianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6376420B1 (hu)
EP (1) EP1115489B1 (hu)
JP (1) JP2002524248A (hu)
KR (1) KR100604305B1 (hu)
CN (1) CN1149128C (hu)
AT (1) ATE265886T1 (hu)
AU (1) AU5859299A (hu)
BR (1) BR9913841A (hu)
CA (1) CA2343319C (hu)
DE (2) DE19842382A1 (hu)
ES (1) ES2219059T3 (hu)
HK (1) HK1040653B (hu)
HU (1) HU223381B1 (hu)
ID (1) ID28475A (hu)
MX (1) MXPA01002736A (hu)
PT (1) PT1115489E (hu)
TW (1) TW568798B (hu)
WO (1) WO2000015336A1 (hu)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19842383A1 (de) * 1998-09-16 2000-03-23 Bayer Ag Doppelmetallcyanid-Katalysatoren für die Herstellung von Polyetherpolyolen
HU226653B1 (en) * 2000-04-20 2009-05-28 Bayer Ag Method for producing double metal cyanide (dmc) catalysts
KR100418058B1 (ko) * 2001-04-18 2004-02-14 에스케이씨 주식회사 폴리올 제조용 복금속 시안계 착화합물 촉매
DE10122020A1 (de) 2001-05-07 2002-11-14 Bayer Ag Doppelmetallcyanid-Katalysatoren für die Herstellung von Polyetherpolyolen
DE10246707A1 (de) * 2002-10-07 2004-04-15 Bayer Ag Zweikomponenten-Systeme für die Herstellung elastischer Beschichtungen
DE10246708A1 (de) * 2002-10-07 2004-04-15 Bayer Ag Zweikomponenten-Systeme für die Herstellung elastischer Beschichtungen
US20050090572A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-28 Beckers Johannes G.J. Process for the preparation of a polyether polyol
US9114380B2 (en) 2009-10-19 2015-08-25 Basf Se Conditioning of double metal cyanide catalysts
WO2011160296A1 (en) 2010-06-23 2011-12-29 Basf Se Modified double metal cyanide catalyst

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1063525A (en) 1963-02-14 1967-03-30 Gen Tire & Rubber Co Organic cyclic oxide polymers, their preparation and tires prepared therefrom
US3829505A (en) 1970-02-24 1974-08-13 Gen Tire & Rubber Co Polyethers and method for making the same
US3941849A (en) 1972-07-07 1976-03-02 The General Tire & Rubber Company Polyethers and method for making the same
JP2653236B2 (ja) 1990-10-05 1997-09-17 旭硝子株式会社 ポリエーテル化合物の製造方法
US5158922A (en) 1992-02-04 1992-10-27 Arco Chemical Technology, L.P. Process for preparing metal cyanide complex catalyst
US5712216A (en) 1995-05-15 1998-01-27 Arco Chemical Technology, L.P. Highly active double metal cyanide complex catalysts
US5470813A (en) 1993-11-23 1995-11-28 Arco Chemical Technology, L.P. Double metal cyanide complex catalysts
JP3981162B2 (ja) * 1994-07-18 2007-09-26 旭硝子株式会社 ポリエーテルの製造方法
US5482908A (en) 1994-09-08 1996-01-09 Arco Chemical Technology, L.P. Highly active double metal cyanide catalysts
US5545601A (en) 1995-08-22 1996-08-13 Arco Chemical Technology, L.P. Polyether-containing double metal cyanide catalysts
US5627120A (en) 1996-04-19 1997-05-06 Arco Chemical Technology, L.P. Highly active double metal cyanide catalysts
US5714428A (en) * 1996-10-16 1998-02-03 Arco Chemical Technology, L.P. Double metal cyanide catalysts containing functionalized polymers
US5783513A (en) * 1997-03-13 1998-07-21 Arco Chemical Technology, L.P. Process for making double metal cyanide catalysts

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000015336A1 (de) 2000-03-23
ES2219059T3 (es) 2004-11-16
KR20010079829A (ko) 2001-08-22
MXPA01002736A (es) 2004-09-13
ID28475A (id) 2001-05-31
CA2343319C (en) 2007-07-03
DE59909414D1 (de) 2004-06-09
CA2343319A1 (en) 2000-03-23
KR100604305B1 (ko) 2006-07-25
HUP0103847A2 (hu) 2002-02-28
ATE265886T1 (de) 2004-05-15
DE19842382A1 (de) 2000-03-23
BR9913841A (pt) 2001-06-12
CN1149128C (zh) 2004-05-12
EP1115489A1 (de) 2001-07-18
HK1040653A1 (en) 2002-06-21
AU5859299A (en) 2000-04-03
HUP0103847A3 (en) 2003-02-28
CN1316920A (zh) 2001-10-10
US6376420B1 (en) 2002-04-23
HK1040653B (zh) 2005-03-04
TW568798B (en) 2004-01-01
EP1115489B1 (de) 2004-05-06
PT1115489E (pt) 2004-08-31
JP2002524248A (ja) 2002-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100544929B1 (ko) 폴리에테르 폴리올 제조용 결정질 이중금속 시안화물 촉매
US6608231B1 (en) Double-metal cyanide catalysts for producing polyether polyols
US6291388B1 (en) Double metal cyanide catalysts for producing polyether polyols
US6204357B1 (en) Double metal cyanide catalysts for preparing poly-etherpolyols
US6391820B1 (en) Bi-metallic-cyanide catalysts used for preparing polyether polyols
JPH1149792A (ja) 亜鉛/金属ヘキサシアノコバルテート錯化合物、その製造方法、およびポリエーテルポリオール製造へのその使用
HU223381B1 (hu) Kettős fémcianid-katalizátorok alkalmazása poliéter-poliolok előállítására
KR100589580B1 (ko) 폴리에테르 폴리올의 제조에 사용되는 이중 금속시아나이드 촉매
US6528616B1 (en) Double metal cyanide catalysts for the production of polyther polyols
US6818587B2 (en) Double-metal cyanide catalysts for preparing polyether polyols
US6586564B2 (en) Double-metal cyanide catalysts for preparing polyether polyols
RU2248241C2 (ru) Двойные металлоцианидные катализаторы для получения полиэфирполиолов
RU2237515C2 (ru) Двойной металлцианидный катализатор, способ его получения и способ получения полиэфирполиолов
MXPA00003563A (en) Crystalline double metal cyanide catalysts for producing polyether polyols

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20040429

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees