JP2003147071A - アルキレンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒及びその製造方法 - Google Patents

アルキレンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒及びその製造方法

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JP2003147071A
JP2003147071A JP2002251736A JP2002251736A JP2003147071A JP 2003147071 A JP2003147071 A JP 2003147071A JP 2002251736 A JP2002251736 A JP 2002251736A JP 2002251736 A JP2002251736 A JP 2002251736A JP 2003147071 A JP2003147071 A JP 2003147071A
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alkylene oxide
metal cyanide
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opening polymerization
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JP2002251736A
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Kayoko Sugiyama
Shigeru Igai
佳世子 杉山
滋 猪飼
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で容易、かつ安価に製造でき、低い不
飽和度のポリエーテルポリオールを高い触媒活性で製造
できる触媒、及びその製造方法の提供。 【解決手段】 実質的に結晶性のシアン化複金属化合物
を、有機配位子及び金属塩を含有する水溶液で、45〜
125℃で加熱接触処理した後、スラリーから固体を分
離することを特徴とする、アルキレンオキシド開環重合
用複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法;並びにかか
る製造方法で得られるアルキレンオキシド開環重合用D
MC触媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルキレンオキシド
開環重合用の複合金属シアン化物錯体触媒及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】これま
で、ポリウレタンエラストマー、接着剤、塗料、ポリウ
レタンフォーム等の原料であるポリエーテルポリオール
は、活性水素を持つ開始剤を用いてエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイドのようなアルキレンオキシド
を重合して製造されてきた。アルキレンオキシドの代表
的な重合触媒としては、アルカリ金属(アニオン重
合)、BFエーテラート(カチオン重合)、複合金属
シアン化物錯体触媒(以下、DMC触媒という)(配位
重合)が良く知られている。これらの触媒の内、DMC
触媒は前二者の触媒に比べて重合活性が高く、ジオキサ
ン誘導体等の環状エーテル化合物が副生せず、また不飽
和結合を持つモノオールを副生する反応が少なく、高分
子量のポリオールの製造が可能である。
【0003】DMC触媒はかなり以前に見出された(U
S3278457等)。近年、DMC触媒用の有機配位
子のうち、tert−ブチルアルコールが特に優れてい
ることが提案され(特開平4−145123号公報、同
8−311171号公報)、その後もDMC触媒に関す
る多くの改良法が引き続いて提案されている。tert
−ブチルアルコールを使用した場合、触媒の寿命が著し
く長くなり、製品ポリオール中の触媒残は未精製でも数
10ppm以下のレベルに下げられる。
【0004】DMC触媒は、有機配位子、水、金属塩を
含む水に不溶性の触媒である。重合性能に優れたDMC
触媒の代表例が、有機配位子(Ligand)、水、塩化亜鉛
を含む亜鉛ヘキサシアノコバルテート(Zn[Co
(CN))である。かかるDMC触媒の典型的な
製造法を、亜鉛ヘキサシアノコバルテートを例にして示
す。一般式、(1)で示されるように、有機配位子の存
在下、過剰の塩化亜鉛の水溶液とアルカリ金属ヘキサシ
アノコバルテートの水溶液とを混合することによってシ
アン化複金属化合物に有機配位子及び水が配位した固体
を析出し、該固体を水と有機配位子との混合溶液で洗浄
し、乾燥して粉末状のDMC触媒を得る。
【0005】 (化1) ZnCl2 + K3Co(CN)6(H2O/Ligand) → Zn3[Co(CN)6]2X(ZnCl2)Y(H2O)Z(Ligand) + KCl (1)
【0006】また、有機配位子の含まれていない過剰の
塩化亜鉛の水溶液とアルカリ金属ヘキサシアノコバルテ
ートの水溶液との混合でシアン化複金属化合物の固体を
析出させた後に、固体をろ過、又は遠心分離などの方法
で分離する前に混合溶液に有機配位子、又は有機配位子
含有水溶液を添加する。有機配位子を全く使用しない
と、重合触媒として活性は非常に低いか、又は全く活性
を示さない(US5470813)。
【0007】有機配位子の種類、亜鉛ヘキサシアノコバ
ルテートに対する有機配位子、水、塩化亜鉛の各々の量
比は触媒性能に影響する重要な因子である。式(1)に
おいては、生成物であるDMC触媒の化学構造式から明
らかなように、塩化亜鉛はアルカリ金属ヘキサシアノコ
バルテートに対して化学量論比(Zn/Co原子比1.
5)よりもはるかに多く用いられ、混合溶液中には配位
子交換によって副生する水溶性のアルカリ金属塩が溶解
する。塩化亜鉛をアルカリ金属ヘキサシアノコバルテー
トに対して化学量論比、又はそれ以下で混合して活性な
DMC触媒を製造するという提案がなされたが、固体析
出時に有機配位子及び周期律表第2A族の化合物を共存
させるという特殊な条件下である(US595226
1)。
【0008】塩化亜鉛の水溶液とアルカリ金属ヘキサシ
アノコバルテートの水溶液との混合によって析出した水
に不溶の固体は、ろ過、又は遠心分離などの方法で溶液
から分離される。固体中には一部アルカリ金属塩が残留
するが、これは触媒毒としての作用を有し、重合活性を
損なう原因となる(US3278457、US4472
560など)。この不要なアルカリ金属塩は、有機配位
子含有水溶液で固体を洗浄することによって除かれる。
アルカリ金属塩は触媒活性を低下させるので、析出固体
は水で洗浄してできるだけ除くことが望ましいが、水で
洗浄すると、触媒活性発現のために必要な塩化亜鉛まで
も除かれてしまう(US5158922)。そのため多
くの場合、洗浄はある程度の量の塩化亜鉛が残存するよ
うに、組成の異なった有機配位子含有水溶液で複数回行
われる。したがって、工業的なDMC触媒の製造工程に
おいては、塩化亜鉛とアルカリ金属ヘキサシアノコバル
テートの混合溶液及び固体洗浄溶液の回収、再利用、廃
棄時に、有機配位子含有廃液中の塩化亜鉛、シアノコバ
ルテートの分離処理を行う必要があり、コスト高になる
問題があった。
【0009】US4472560には、化学量論比の約
2倍の塩化亜鉛の水溶液とアルカリ金属ヘキサシアノコ
バルテートの水溶液との混合によって析出した固体と、
塩化亜鉛を1:1(モル比)でジメトキシエタン水溶液
中で混合し、揮発成分を蒸発させてスラリー触媒を調製
する方法が記載されている(実施例16中)。重合活性
は低く、この触媒調製系でのジメトキシエタンの好まし
い濃度、塩化亜鉛処理量、処理温度などが開示されてい
ない。
【0010】一方、塩化亜鉛とアルカリ金属ヘキサシア
ノコバルテートを反応させ、得られた析出固体を分離す
る場合、過剰量の塩化亜鉛、有機配位子、水を含んだシ
アン化複金属化合物のスラリー溶液は糊状となり、析出
固体と溶液のろ過分離が困難である(US484305
4、同5158922、同5952261)。さらに、
分離固体を有機配位子を含んだ水溶液で洗浄する時もス
ラリー溶液は糊状で、固体と溶液のろ過分離が困難であ
るという問題点があった。
【0011】また、WO01/03831には、塩化亜
鉛とアルカリ金属ヘキサシアノコバルテートを化学的量
論比で反応させて固体を析出させ、析出固体を乾燥した
後に、コバルトに対して原子比1.5以下の塩化亜鉛、
有機配位子の水溶液を少量含浸させ、室温またはわずか
な加温条件で保った後、乾燥して複合金属シアン化物錯
体触媒を製造する方法が提案されている。しかし充分な
触媒活性が得られなく、製造されたポリオールの分子量
分布が広く、またそのポリオールの粘度も高いという問
題があった。
【0012】従来提案されたDMC触媒は、活性が高
く、その触媒を用いてポリエーテルポリオールを製造す
る場合、不飽和結合を有するポリエーテルモノオールの
副生を抑制できるものであるが、上記のように、触媒の
製造方法が煩雑で時間がかかり、その結果、触媒コスト
が高くなるという問題があった。そのため、高活性でか
つ不飽和度の低いポリエーテルポリオールを製造するこ
とができるDMC触媒を、短時間で容易に製造する方法
が求められていた。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、まず出発原料として実
質的に結晶性のシアン化複金属化合物を用いることとし
た。実質的に結晶性であれば、これを調製する際のろ過
が容易であり、出発原料として適している。そして、実
質的に結晶性のシアン化複金属化合物を、有機配位子及
び金属塩を含有する水溶液で加熱接触処理した後、スラ
リーから固体を分離する。加熱接触処理を特定の温度範
囲、特定の有機配位子濃度範囲で行うことによって、極
めて活性が高く、低不飽和度のポリエーテルポリオール
を製造できるアルキレンオキシド開環重合用DMC触媒
及びその製造方法を見出した。さらに、上記DMC触媒
を、乾燥させることなくアルキレンオキシド開環重合体
に分散させることにより製造できる、触媒活性の高い、
アルキレンオキシド開環重合用DMCスラリー触媒及び
その製造方法を見出し、本発明を完成した。
【0014】すなわち、本発明は、実質的に結晶性のシ
アン化複金属化合物を、有機配位子及び金属塩を含有す
る水溶液で、45〜125℃で加熱接触処理した後、ス
ラリーから固体を分離することを特徴とする、アルキレ
ンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒の製
造方法を提供するものである。本発明はまた、かかる方
法により得られるアルキレンオキシド開環重合用DMC
触媒を提供するものである。本発明はまた、前記アルキ
レンオキシド開環重合用DMC触媒を、乾燥させること
なくアルキレンオキシド開環重合体に分散させることを
特徴とする、アルキレンオキシド開環重合用DMCスラ
リー触媒の製造方法を提供するものである。さらに本発
明は、前記アルキレンオキシド開環重合用DMC触媒
を、乾燥させることなくアルキレンオキシド開環重合体
に分散させてなることを特徴とする、アルキレンオキシ
ド開環重合用DMCスラリー触媒を提供するものであ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の第1の発明は、実質的に
結晶性のシアン化複金属化合物を、有機配位子及び金属
塩を含有する水溶液で、45〜125℃で加熱接触処理
した後、スラリーから固体を分離することを特徴とす
る、アルキレンオキシド開環重合用複合金属シアン化物
錯体触媒の製造方法である。
【0016】本発明で用いられる実質的に結晶性のシア
ン化複金属化合物としては、例えば次式、(M
[M(CN)で示されるシアノメタレー
ト及びその水和物である。MはZn(II)、Fe
(II)、Fe(III)、Co(II)、Ni(I
I)、Mo(IV)、Mo(VI)、Al(III)、
V(V)、Sr(II)、W(IV)、W(VI)、M
n(II)、Cr(III)、Cu(II)、Sn(I
I)、Cd(II)、及びPb(II)から選ばれる2
価以上の遷移金属の1種以上であり、特にZn(II)
又はFe(II)が好ましい。Mは、Fe(II)、
Fe(III)、Co(II)、Co(III)、Cr
(II)、Cr(III)、Mn(II)、Mn(II
I)、Ni(II)、Ir(III)、Rh(II)、
Ru(II)、V(IV)、及びV(V)から選ばれる
2価以上の遷移金属の1種以上であり、特にCo(II
I)、又はFe(III)が好ましい。Aはシアノ基
(CN)以外のアニオン配位子であり、ハライド、スル
フェート、カーボネート、ナイトレート、チオシアネー
ト、イソチオシアネート、カルボキシレートなどが挙げ
られる。添え字の数値、nは1〜6、jは0〜5の整数
であり、ただしn+jは金属M により決まり、4、5
又は6である。jは好ましくは3以下、より好ましくは
1又は0、特に好ましくは0である。nはより好ましく
は3〜6、特に好ましくは4〜6である。mとpはシア
ノメタレートアニオンと金属カチオン(Ma)が電気的
に中性を保つように決まり、例えばMがZn(I
I)、MがCo(III)においては、mは3、pは
2である。
【0017】本発明における好ましいシアン化複金属化
合物の具体例としては、Zn[Fe(CN)
Zn[Co(CN)、Zn[Fe(CN)
Cl]、Zn[Co(CN)Cl]、Fe
[Fe(CN)、Fe[Co(C
N)、Fe[Fe(CN)Cl]、Fe
[Co(CN)Cl]などが挙げられるが、亜鉛ヘ
キサシアノメタレートがより好ましく、亜鉛ヘキサシア
ノコバルテートZn[Co(CN)が特に好ま
しい。
【0018】本発明において、実質的に結晶性のシアン
化複金属化合物は、いかなる方法で製造されたものでも
良いが、金属塩の水溶液とシアン化遷移金属化合物の水
溶液とを混合し、混合溶液から析出固体を分離すること
によって好適に製造される。金属塩はM(X)で示
され、Mは前記式のMと同じであり、Xは前記のA
と同様のものが挙げられる。好ましいXはハライドであ
り、この内、クロライドが特に好ましい。添え字の数
値、rは金属カチオン(M)の原子価に相当する整数
であり、より好ましい金属塩はハロゲン化亜鉛、特に好
ましくは塩化亜鉛(ZnCl)である。
【0019】シアン化遷移金属化合物としては、アルカ
リ金属シアノメタレート、アルカリ土類金属シアノメタ
レート、アンモニウムシアノメタレート、シアノメタレ
ート酸などが挙げられる。シアノメタレートを構成する
金属は前記式のMである。具体的には、HFe(C
N)、HCo(CN)、KFe(CN)、K
Co(CN)、NaFe(CN)、NaCo
(CN)、Mg(Fe(CN)、Mg(C
o(CN)、(NHFe(CN) 、(N
Co(CN)などが挙げられる。このうち、
シアン化遷移金属化合物としては、アルカリ金属シアノ
メタレートが好ましく、アルカリ金属ヘキサシアノコバ
ルテートがより好ましく、カリウムヘキサシアノコバル
テート(KCo(CN))が特に好ましい。
【0020】金属塩及びシアン化遷移金属化合物は、そ
れぞれ有機配位子を含まない水溶液で用いることが発明
の効果を充分に発揮できて好ましい。即ち、有機配位子
を含まない水溶液を用いることにより、金属塩とシアン
化遷移金属化合物との混合によって析出した固体は実質
的に結晶となりやすく、分離(ろ過)が容易になる。ま
た同時に、副生物の水溶性の金属塩(例えば、アルカリ
金属ハライド)が析出固体から抽出、除去され易い。そ
れでも残存する僅かな量の副生金属塩を充分に除いた固
体を得るために、さらに析出固体の水洗浄を繰り返すこ
とができる。
【0021】本発明において、使用する金属塩とシアン
化遷移金属化合物のモル相対比(金属塩/シアン化遷移
金属化合物)は、生成するシアン化複金属化合物に対す
る化学量論比の3〜30%金属塩を過剰にすることが好
ましく、化学量論比の5〜18%金属塩を過剰にするこ
とがより好ましく、化学量論比の7〜15%金属塩を過
剰にすることが特に好ましい。化学量論比の30%より
過剰にすると金属塩が水中に多く残り、化学量論比の3
%過剰より少ないと廃棄がより困難であるシアン化遷移
金属化合物が水溶液中に残り、析出固体の分離性(ろ過
性)が悪くなりやすく、また分離後の廃液処理の点で不
利である。また、両成分の攪拌混合を加熱下で充分に行
うことが好ましい。これは、両成分の反応が完結し、固
体の分離が容易であるとともに分離した後の水溶液中に
は残存するとしてもわずかな量の金属塩のみであり、廃
棄処理が容易だからである。
【0022】具体的には、シアン化複金属化合物が亜鉛
ヘキサシアノコバルテートである場合は、実質的に結晶
性のシアン化複金属化合物が、ハロゲン化亜鉛の水溶液
とアルカリ金属ヘキサシアノコバルテートの水溶液とを
下記特定の混合比で混合し、混合溶液から分離すること
が好ましい。すなわち、前記特定の混合比としては、Z
n/Co原子比で、1.545〜1.800が好まし
く、1.575〜1.770がより好ましく、1.60
5〜1.725が特に好ましい。ただし、Zn/Co原
子比とは、金属塩の亜鉛原子とシアン化遷移金属化合物
のコバルト原子とのモル比である。
【0023】この金属塩及びシアン化遷移金属化合物の
水溶液濃度としては、飽和濃度以下であることが好まし
く、飽和濃度を超えた条件で行うと溶液の混合状態が不
均一になり、結晶性のシアン化複金属化合物が得られな
い。金属塩の水溶液とシアン化遷移金属化合物の水溶液
との混合反応は、前者に後者を添加、又はその逆の添加
方法で行うことができる。両者の混合は充分な攪拌下に
行われることが好ましい。反応温度は、水溶液を用いる
場合には、5〜95℃が好ましく、30〜90℃がより
好ましく、50〜80℃が特に好ましい。5〜95℃で
あれば、両成分が有効に使われ、シアン化複金属化合物
の固体が十分析出する。
【0024】金属塩の水溶液とシアン化遷移金属化合物
の水溶液とを混合して得られる析出固体を混合スラリー
溶液から分離した後、該固体生成物を水洗浄せずに、又
は水洗浄して、分離、乾燥すれば、結晶性のシアン化複
金属化合物が得られる。析出固体の混合スラリー溶液、
水洗浄スラリー溶液からの固体分離は、通常よく知られ
た、ろ過、加圧ろ過、遠心分離などで行うことができ
る。副生する水溶性の金属塩、特にアルカリ金属ハライ
ドは、アルキレンオキシド開環重合用DMC触媒の触媒
毒となりやすいため、本発明においては、析出固体の分
離に際し、固体を水で洗浄して副生する水溶性の金属塩
を除いておくことが好ましい。
【0025】本発明では、前記で得られた乾燥固体の結
晶性のシアン化複金属化合物を、次の工程である、有機
配位子及び金属塩を含有する水溶液との加熱接触処理に
用いることができる。製造コストの面で、乾燥を省き、
水洗浄の後、水を多く含んだケーキ状のシアン化複金属
化合物を、次の工程に直接用いることがより好ましい。
またスラリーから分離された固体を乾燥させると、最終
的に得られるDMC触媒の活性が低くなりやすく好まし
くない。このケーキ状のシアン化複金属化合物の含水量
は、20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%が
より好ましく、40〜65質量%が特に好ましい。
【0026】析出固体のシアン化複金属化合物が実質的
に結晶性を有する限りにおいては、少量ではあるが化学
量論比よりは過剰の金属塩、さらに配位子としての水を
含んでいてもよい。シアン化複金属化合物に含まれる金
属塩については金属塩の仕込み量、析出固体の水洗浄条
件により、また水については析出固体の乾燥条件等によ
っても残存量が決まる。
【0027】実質的に結晶性のシアン化複金属化合物と
は、既存の立方晶のシアン化複金属化合物のX線回折パ
ターンと同様な回折パターンを持つものである。代表例
の図1、図2の亜鉛ヘキサシアノコバルテートのX線回
折(XRD)の結果が示すように、実質的に結晶性の粉
末状の固体のX線回折パターンは、2θ値で40度以下
において、特に回折強度が大きく、半値幅が狭い4本の
ピークを、17.1〜17.5度、23.4〜24.7
度、34.8〜35.2度、39.1〜39.5度の範
囲に有する。結晶性が高いと、回折パターンは半値幅が
狭く、回折強度の大きいピークを示す。結晶性が低くな
ると、即ち結晶サイズが小さくなると、固体は半値幅が
広く、回折強度が小さい緩やかな山型のピークを示す。
本発明における実質的に結晶性のシアン化複金属化合物
は、前記2θ値で40度以下に、回折強度が大きく、半
値幅の狭い4本のピークのみを有するもの(図2)及び
その近傍に回折強度が小さく、広幅のいわゆる結晶サイ
ズの小さい他の構造のシアン化複金属化合物に基づくピ
ーク群をわずかに持つもの(図1)まで含まれる。
【0028】本発明では、実質的に結晶性のシアン化複
金属化合物を、有機配位子及び金属塩を含有する水溶液
と加熱接触処理した後、スラリーから固体を分離し、ア
ルキレンオキシド開環重合用のDMC触媒を製造する。
加熱接触処理で使用する金属塩は、前記と同様のものを
用いることができる。Zn(II)又はFe(II)の
塩が特に好ましい金属塩である。有機配位子として、ア
ルコール、エーテル、ケトン、エステル、アミン、アミ
ドなどこれまでDMC触媒の合成で良く知られた電子供
与体すべてを用いることができる。好ましい有機配位子
としては水溶性のものであり、具体例としては、ter
t−ブチルアルコール、n−ブチルアルコール、iso
−ブチルアルコール、tert−ペンチルアルコール、
iso−ペンチルアルコール、N,N−ジメチルアセト
アミド、エチレングリコールジメチルエーテル(グライ
ム)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグラ
イム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(ト
リグライム)、エチレングリコールモノ−tert−ブ
チルエーテル、iso−プロピルアルコール、及びジオ
キサンから選ばれる1種又は2種以上の化合物が挙げら
れる。ジオキサンとしては、1,4−ジオキサンでも
1,3−ジオキサンでもよく、1,4−ジオキサンが好
ましい。特に好ましい有機配位子は、tert−ブチル
アルコール、tert−ペンチルアルコール、エチレン
グリコールモノ−tert−ブチルエーテルである。
【0029】本発明では、加熱接触処理における水と有
機配位子の合計に対する有機配位子の濃度が重要であ
り、その濃度は、15〜85質量%が好ましく、20〜
80質量%がより好ましく、30〜80質量%が特に好
ましい。15〜85質量%であれば、高い触媒活性のア
ルキレンオキシド開環重合用DMC触媒が得られる。有
機配位子及び金属塩を含有する水溶液中の金属塩の含有
量は、結晶性のシアン化複金属化合物に対するモル比
(金属塩/シアン化複金属化合物)で1〜16が好まし
く、1.5〜10がより好ましく、3.4〜8がさらに
好ましく、4〜6が特に好ましい。1〜16の範囲であ
れば、金属塩の廃棄処理に要するコストを低く抑えら
れ、また、高い重合活性の触媒が得られる。またこの有
機配位子及び金属塩を含有する水溶液中の金属塩の濃度
は、1.6〜10質量%が好ましく、2.6〜9質量%
がより好ましく、3.7〜8質量%が特に好ましい。ま
た加熱接触処理を行う際の固体生成物の濃度は、3〜1
6質量%が好ましく、5〜13質量%がより好ましい。
【0030】加熱接触処理は、固体生成物と有機配位子
及び金属塩を含有する水溶液とを攪拌、混合、加熱すれ
ばよい。加熱接触温度も有機配位子濃度と同様に重要な
因子であり、その温度は、45〜125℃が好ましく、
50〜100℃がより好ましく、50〜85℃が特に好
ましい。加熱接触時間は、通常15〜300分、好まし
くは30〜120分である。上記加熱接触処理により得
られたスラリーを、通常のろ過、遠心分離などの方法で
固体分離することによりDMC触媒を含むケーキが得ら
れる。このように、固体分離することにより、活性なD
MC触媒の形成に必要な有機配位子、金属塩、水以外の
化合物は除去され、高活性のDMC触媒が得られる。
【0031】ここで、加熱接触処理の前にアルキレンオ
キシド開環重合体を添加し、アルキレンオキシド開環重
合体の共存下で加熱接触処理を行い、その後スラリーか
ら固体を分離することが好ましい。この処理によりろ過
等の固体分離の速度が改善される他に、触媒活性が低下
しにくい点で好ましい。また加熱接触処理の後にスラリ
ーにアルキレンオキシド開環重合体を添加した後に、ス
ラリーから固体を分離してもよい。この処理により固体
分離の速度が改善される。ここで添加されるアルキレン
オキシド開環重合体の添加量は、結晶性のシアン化複金
属化合物の乾燥換算質量の100質量部に対して、0.
5〜50質量部が好ましく、3〜30質量部がより好ま
しく、5〜20質量部が特に好ましい。この添加量は加
熱接触処理の前に添加する場合でも、後に添加する場合
でも上記の範囲が好ましい。ここで乾燥換算質量とは、
その対象となる試料を60℃、1kPaの減圧下で5時
間乾燥させた場合の乾燥質量を意味する。
【0032】また、加熱接触処理後のケーキを有機配位
子含有の水溶液で洗浄してもよい。該洗浄操作は複数回
繰り返してもよい。また、加熱接触処理に使用した有機
配位子とは異なる有機配位子を含む水溶液で洗浄を行い
固体を分離することもできる。有機配位子を含む水溶液
で洗浄を行う場合、有機配位子の濃度は50〜100質
量%が好ましく、70〜98質量%が特に好ましい。こ
の洗浄操作においても、アルキレンオキシド開環重合体
を添加してもよい。すなわち、洗浄操作において、アル
キレンオキシド開環重合体を添加し、充分混合した後に
固体を分離してもよい。これにより固体分離の速度が改
善される。
【0033】得られたDMC触媒を含んだケーキから、
例えば以下の条件で過剰の水及び有機配位子を除いて、
本発明のアルキレンオキシド開環重合用DMC触媒が得
られる。過剰の水及び有機配位子の除去方法としては、
例えば加熱による乾燥方法、真空状態での乾燥方法、又
はアルキレンオキシド開環重合体等の難揮発性液体と混
合後水分及び揮発性有機配位子を除去する方法等が挙げ
られる。乾燥除去の温度は通常、20〜150℃、好ま
しくは30〜100℃、特に好ましくは40〜85℃で
ある。これは触媒に含まれている有機配位子及び水のす
べてが揮発してしまうことを防ぐためである。
【0034】さらに、本発明の第2の発明は、上記のア
ルキレンオキシド開環重合用DMC触媒を、アルキレン
オキシド開環重合体に分散させて、後出するDMCスラ
リー触媒を製造する方法である。この場合、乾燥させた
DMC触媒を分散させることは行わない。すなわちDM
Cスラリー触媒の製造方法としては、(i)洗浄操作で
分離された湿潤ケーキ(乾燥していない状態のもの)を
アルキレンオキシド開環重合体に分散し、少量残ってい
る過剰の水及び有機配位子を除去する方法、(ii)洗
浄操作で固体(ケーキ)を分離する前の段階でアルキレ
ンオキシド開環重合体を加え、ここから比較的多量の水
及び有機配位子を除去する方法が挙げられる。アルキレ
ンオキシド開環重合体として、ポリエーテルポリオール
が好適に使用できる。その分子量は通常、300〜12
000、好ましくは500〜10000、特に好ましく
は700〜5000である。DMCスラリー触媒中のD
MC触媒の含有量は、1〜15質量%が好ましく、2〜
10質量%がより好ましく、3〜7質量%が特に好まし
い。DMCスラリー触媒中のDMC触媒の含有量が15
質量%を超えると、DMCスラリー触媒が糊状となり、
取り扱いが困難になる。ここでDMC触媒の含有量と
は、アルキレンオキシド開環重合体を添加する前の試料
を、60℃、1kPaの減圧下で5時間乾燥させた乾燥
質量に換算して考える。
【0035】以上に述べたDMC触媒の製造方法を好ま
しい態様も含めて簡潔にまとめると以下のようになる。 (I)金属塩の水溶液とシアン化遷移金属化合物の水溶
液とを混合し、混合液から分離して、実質的に結晶性の
シアン化複金属化合物を得る工程。 (II)(I)で得られたシアン化複金属化合物を、有
機配位子及び金属塩を含有する水溶液で、45〜125
℃で加熱接触処理した後、スラリーから固体を分離する
工程。 (III)(II)で得られた固体を有機配位子含有の
水溶液で洗浄する工程。以上の工程(ただし、(II
I)は省略してもよいし、2回以上繰り返してもよ
い。)を経て、DMC触媒が製造される。またさらに、
次の工程を追加して、DMCスラリー触媒を製造するこ
ともできる。 (IV)未乾燥のDMC触媒をアルキレンオキシド開環
重合体に分散させて、DMCスラリー触媒を製造する工
程。
【0036】本発明の第3の発明は、上記の方法により
製造されるDMC触媒からなるアルキレンオキシド開環
重合用触媒である。これは本発明のアルキレンオキシド
開環重合用DMC触媒の製造方法を用いて製造すること
ができる。さらに、本発明の第4の発明は、「DMCス
ラリー触媒」である。この「DMCスラリー触媒」と
は、前記アルキレンオキシド開環重合用DMC触媒を、
乾燥させることなくアルキレンオキシド開環重合体に分
散させてなるものである。このDMCスラリー触媒は、
活性が高く好ましい。このDMCスラリー触媒は、本発
明のアルキレンオキシド開環重合用DMCスラリー触媒
の製造方法を用いて製造することができる。
【0037】本発明のアルキレンオキシド開環重合用D
MC触媒又はアルキレンオキシド開環重合用DMCスラ
リー触媒(以下総称して「アルキレンオキシド開環重合
用触媒」という。)は、アルキレンオキシドを開環重合
し、ポリエーテルポリオールを製造する方法に使用でき
る。すなわち、アルキレンオキシド開環重合は、本発明
の上記アルキレンオキシド開環重合用触媒の存在下に行
う。例えば開始剤であるモノヒドロキシ化合物に炭素数
3以上のアルキレンオキシドを含むアルキレンオキシド
を開環重合させてポリエーテルモノオールを製造する。
または、開始剤である水酸基数2以上のポリヒドロキシ
化合物に炭素数3以上のアルキレンオキシドを含むアル
キレンオキシドを開環重合させてポリエーテルポリオー
ルを製造する。アルキレンオキシドは炭素数3以上のア
ルキレンオキシドを含むことが好ましい。炭素数3以上
のアルキレンオキシドとしては、プロピレンオキシド、
1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシ
ド、エピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらは2
種以上を併用でき、その場合、それらを混合して反応さ
せたり、順次反応させることができる。
【0038】本発明のアルキレンオキシド開環重合用触
媒を用いた場合、炭素数2のアルキレンオキシドである
エチレンオキシドはそれ単独では反応させることは困難
であるが、炭素数3以上のアルキレンオキシドと混合し
て反応系に加えることにより反応させることができる。
特に好ましいアルキレンオキシドはプロピレンオキシド
単独か又はプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの
組み合せである。また、弾性ポリウレタンフォームを製
造する場合は、ポリエーテルポリオールは末端にオキシ
エチレン基を有することが好ましく、該末端オキシエチ
レン基含有量が5〜30質量%であることが特に好まし
い。末端にオキシエチレン基を有するポリエーテルポリ
オールは、本発明における上記アルキレンオキシド開環
重合用触媒を用いて開始剤に炭素数3以上のアルキレン
オキシドを含むアルキレンオキシドを開環重合させた
後、アルカリ触媒を用いてエチレンオキシドを反応させ
ることにより製造できる。アルカリ触媒としては、ナト
リウム、カリウムなどのアルカリ金属、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、ナト
リウムアルコキシド、カリウムアルコキシドなどのアル
カリ金属アルコキシドなどが好適である。
【0039】開始剤として使用できるモノヒドロキシ化
合物又は水酸基数2以上のポリヒドロキシ化合物の具体
例としては下記のものが挙げられるがこれらに限定され
ない。メタノール、イソプロピルアルコール、n−ブチ
ルアルコール、2−エチルヘキサノール、1−オクタデ
カノール、アリルアルコール、オレイルアルコール、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリ
セリン、ソルビトール、デキストロース、メチルグルコ
シド、シュークロース、ビスフェノールA、など。また
これらの開始剤のアルキレンオキシド付加物も同様に開
始剤として使用できる。
【0040】ポリエーテルモノオール又はポリエーテル
ポリオールは、開始剤であるヒドロキシ化合物に本発明
のアルキレンオキシド開環重合用触媒を添加し、アルキ
レンオキシドを徐々に加えながら反応を行うことにより
製造できる。該触媒の使用量は特に限定されないが、使
用するヒドロキシ化合物に対して、好ましくは1〜50
00ppm、より好ましくは10〜1000ppm、特
に好ましくは20〜300ppmである。反応温度は3
0〜180℃が好ましく、90〜130℃がより好まし
い。該触媒の反応系への導入は、初めに一括して導入し
てもよく、順次分割して導入してもよい。本発明のアル
キレンオキシド開環重合用触媒は、活性、触媒寿命が長
いのでポリエーテルポリオール中に最終的に残存する触
媒量が微量ですみ、反応終了後のポリエーテルポリオー
ルはそのまま使用してもよい。もちろん、目的によって
は、通常知られた各種の方法で触媒除去を行うことがで
きる。
【0041】本発明のアルキレンオキシド開環重合用触
媒を用いれば、副反応が抑えられ、低い不飽和度を有す
る比較的高分子量のポリエーテルモノオール又はポリエ
ーテルポリオールを製造できる。本発明のアルキレンオ
キシド開環重合用触媒を用いて製造できるポリエーテル
ポリオールの水酸基価は特に限定されないが、通常、2
〜70mgKOH/gであり、その不飽和度は0.00
3〜0.01meq/gである。この低不飽和度のポリ
エーテルポリオールを用いて弾性ポリウレタンフォーム
を製造すると硬度の低下、反発弾性の低下、圧縮永久歪
みの悪化、フォーム成形時のキュア性の低下などの問題
を改善できるとともに、特にシートクッションのクラッ
シング性を飛躍的に向上できる。したがって、大きな複
雑な形状をしたシートクッションを製造する場合でも、
クラッシングが容易となる。また、ポリウレタンエラス
トマーに使用するポリエーテルポリオールの不飽和度は
0.01meq/g以下であることが好ましい。不飽和
度が0.01meq/g以下である場合には、硬化速度
が速く、ポリウレタンエラストマーに伸びや強度などの
優れた物性を与えることができる。これはポリエーテル
ポリオール中に含有される不飽和モノオールの量が少な
いために、実質的な官能基数が多いためと考えられる。
【0042】上記方法により得られたポリエーテルモノ
オール及びポリエーテルポリオールは、ポリウレタンの
原料以外に、界面活性剤、潤滑油、などの用途に使用で
きる。また、ポリマー微粒子を含むポリマー分散ポリエ
ーテルポリオールとしても使用できる。
【0043】
【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。な
お、例1〜5、および13〜21は実施例、例6〜12
は比較例である。また、X線回折パターンは、試料を水
で洗浄後、50℃で4時間乾燥し、粉砕して測定用試料
を調製し、これを用いて測定した。なお、X線回折パタ
ーンの測定は理学電機社製のX線回折計(RAD)によ
り、単色化CuKα線(λ=0.154059nm)、
40KV、100mA、サンプリング幅0.02度、走
査速度3度/分、発散スリット1度、散乱スリット1
度、受光スリット0.3mmで、2θが10度から40
度まで調べた。
【0044】アルキレンオキシド開環重合用触媒の製造 例1 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛1.46g(Z
n/Co原子比1.70)を含む5gの水溶液を10分
間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテトラフル
オロエチレン樹脂製の攪拌羽根で毎分300回転(以
下、毎分の回転数をrpmで表す。)で攪拌され、滴下
終了後、さらに60℃で60分攪拌を継続した。その
後、直径4cmの円形ろ板で微粒子定量用ろ紙(ADV
ANTEC社製No.5C、以下5Cと略す)を用い、
減圧下でろ過を行い、25分ほどで固体を分離した。次
いで、この固体を水40gで再分散、室温で30分攪拌
し、上記と同様にろ過で洗浄した固体を15分ほどで分
離した。この一部を取って乾燥させた固体は、X線回折
パターンから、高結晶性であることが確認された(図1
参照)。その後、洗浄した固体を、塩化亜鉛1.43g
(Zn/Co原子比1.7、塩化亜鉛/シアン化複金属
化合物モル比3.4)、tert−ブチルアルコール
(以下、TBAという。)20g、水20g(TBA:
50質量%溶液)を含む水溶液に分散し、そのスラリー
を60℃で60分攪拌しながら固体の加熱接触処理を行
った。上記と同様にろ過(約100分)で加熱接触処理
した固体を分離した。次いで、TBA36g、水4gを
含む洗浄液に加熱接触処理した固体を再分散させて、T
BA水溶液洗浄を行い、その後ろ過(約120分)を行
ってDMC触媒を含む固体を分離した。その湿った固体
ケーキを50℃で4時間乾燥し、粉砕を行い、DMC触
媒A1を得た。例8の触媒製造に比べて、固体分離のた
めのろ過時間は全体で短かった。
【0045】例2 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛1.38g(Z
n/Co原子比1.61)を含む5gの水溶液を10分
間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテトラフル
オロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300rpmで攪拌さ
れ、滴下終了後、さらに60℃で60分攪拌を継続し
た。その後、直径4cmの円形ろ板で5Cのろ紙を用
い、減圧下でろ過を行い、15分ほどで固体を分離し
た。次いで、例1と同様に固体を水40gで洗浄、ろ過
した。この乾燥固体は、X線回折パターンから、結晶性
が高いことが確認された(図2参照)。その後、洗浄し
た固体を、塩化亜鉛1.43g(Zn/Co原子比1.
7、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比3.4)、
TBA20g、水20g(TBA:50質量%溶液)を
含む水溶液に分散し、そのスラリーを60℃で60分攪
拌しながら固体の加熱接触処理を行った。上記と同様に
ろ過(約100分)で加熱接触処理した固体を分離し
た。次いで例1と同様にTBA水溶液洗浄、乾燥、粉砕
を行い、DMC触媒A2を得た。
【0046】例3 塩化亜鉛を含むTBA水溶液による加熱接触処理におい
て、TBA濃度が35質量%であるTBA水溶液40g
を使用した以外は、例2と同様にしてDMC触媒A3を
得た。
【0047】例4 塩化亜鉛を含むTBA水溶液による加熱接触処理におい
て、TBA濃度が75質量%であるTBA水溶液40g
を使用した以外は、例2と同様にしてDMC触媒A4を
得た。
【0048】例5 塩化亜鉛を含むTBA水溶液による加熱接触処理におい
て、TBA濃度が85質量%であるTBA水溶液40g
を使用した以外は、実施例2と同様にしてDMC触媒A
5を得た。
【0049】例6 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、TBA40g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛
5.1g(Zn/Co原子比6)を含む15gの水溶液
を30分間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテ
トラフルオロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300rpm
で攪拌され、滴下終了後、さらに60℃で60分攪拌を
継続した。その後、直径4cmの円形ろ板で5Cのろ紙
を用い、減圧下でろ過を行い、90分ほどで固体を分離
した。固体は糊状であり、ろ過は例2に比べて困難であ
った。次いで、この固体をTBA15g、水25gで再
分散、室温で30分攪拌し、上記と同様にろ過で洗浄し
た固体を120分ほどで分離した。その後、洗浄した固
体を、TBA36g、水4gで再分散、室温で30分攪
拌し、上記と同様にろ過で洗浄した固体を150分ほど
で分離した。その湿った固体ケーキを50℃で4時間乾
燥し、粉砕を行い、DMC触媒B1を得た。
【0050】例7 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、TBA40g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛
5.1g(Zn/Co原子比6)を含む15gの水溶液
を30分間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテ
トラフルオロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300rpm
で攪拌され、滴下終了後、さらに60℃で60分攪拌を
継続した。その後、直径4cmの円形ろ板で5Cのろ紙
を用い、減圧下でろ過を行い、90分ほどで固体を分離
した。さらに、この固体を水40gに分散し、ろ過分離
する洗浄操作を2回繰り返した。次いで、例6と同様に
TBA含有水溶液での2回洗浄、乾燥、粉砕を行い、D
MC触媒C1を得た。
【0051】例8 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛5.1g(Zn
/Co原子比6)を含む15gの水溶液を30分間かけ
て滴下した。その間、反応溶液はポリテトラフルオロエ
チレン樹脂製の攪拌羽根で300rpmで攪拌され、滴
下終了後、さらに60℃で60分攪拌を継続した。その
後、直径4cmの円形ろ板で5Cのろ紙を用い、減圧下
でろ過を行い、50分ほどで固体を分離し、調製した。
この固体は、X線回折パターンから、結晶性が高いこと
が確認された。次いで、例6と同様にTBA含有水溶液
での2回洗浄、乾燥、粉砕を行い、DMC触媒C2を得
た。
【0052】例9 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、TBA40g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛
1.38g(Zn/Co原子比1.61)を含む3gの
水溶液を10分間かけて滴下した。その間、反応溶液は
ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300
rpmで攪拌され、滴下終了後、さらに60℃で60分
攪拌を継続した。その後、直径4cmの円形ろ板で5C
のろ紙を用い、減圧下でろ過を行い、30分ほどで固体
を分離した。この乾燥固体は、X線回折パターンから、
結晶性が高いことが確認された。次いで、ろ過後の固体
を例6と同様にTBA含有水溶液での2回洗浄、乾燥、
粉砕を行い、DMC触媒C3を得た。
【0053】例10 200mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を2.1
g、水78gを含む水溶液に、塩化亜鉛1.38g(Z
n/Co原子比1.61)を含む3gの水溶液を10分
間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテトラフル
オロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300rpmで攪拌さ
れ、滴下終了後、さらに60℃で60分攪拌を継続し
た。その後、直径4cmの円形ろ板で5Cのろ紙を用
い、減圧下でろ過を行い、15分ほどで固体を分離し
た。この乾燥固体は、X線回折パターンから、高結晶性
であることが確認された。次いで、ろ過後の固体を例6
と同様にTBA含有水溶液での2回洗浄、乾燥、粉砕を
行い、DMC触媒C4を得た。
【0054】例11 塩化亜鉛を含むTBA水溶液による加熱接触処理におい
て、TBAを全く使用しなかった以外は、例2と同様に
してDMC触媒C5を得た。
【0055】例12 塩化亜鉛を含むTBA水溶液による加熱接触処理におい
て、加熱をせずに23℃で行った以外は、例2と同様に
してDMC触媒D1を得た。
【0056】例13 500mlのフラスコ中、40℃に保温されたカリウム
ヘキサシアノコバルテートKCo(CN)を67.
2g、水300gを含む水溶液に、塩化亜鉛43.3g
(Zn/Co原子比1.6)を含む80gの水溶液を3
0分間かけて滴下した。その間、反応溶液はポリテトラ
フルオロエチレン樹脂製の攪拌羽根で300rpmで攪
拌され、滴下終了後、さらに60℃で60分攪拌を継続
した。その後、直径12.5cmの円形ろ板で5Cのろ
紙を用い、0.25MPaの加圧下でろ過を行い、7分
ほどで固体を分離した。得られたケーキは146gであ
り、一部を取って乾燥させて測定した含水量は41.7
質量%であった。この乾燥固体は、X線回折パターンか
ら、高結晶性であることが確認された。次いで、このケ
ーキの24gを、塩化亜鉛6.76g、TBA125
g、水125g(TBA:50質量%溶液)を含む水溶
液(塩化亜鉛の濃度は2.64質量%、Zn/Co原子
比1.5、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比3.
0)に分散した。ここに、ジプロピレングリコールを開
始剤としてプロピレンオキシドを重合して得られた分子
量1500のポリオールを0.60gを添加した。スラ
リー濃度は約5.0質量%であった。そのスラリーを6
0℃で90分攪拌しながら固体の加熱接触処理を行っ
た。上記と同様に加圧ろ過(約20分)で加熱接触処理
した固体を分離した。次いで、TBA108g、水12
gおよび上記と同じポリオール0.2gを含む洗浄液に
加熱接触処理した固体を再分散させて、室温で30分間
TBA水溶液洗浄を行い、その後加圧ろ過(約30分)
を行ってDMC触媒を含む固体を分離した。このケーキ
をTBA118g、水2gの溶液に再分散させた。この
スラリーの一部を取り、減圧乾燥してその濃度(固形
分)を測定したところ、5.89質量%であった。スラ
リーに上記と同じポリオールの160gを添加して混合
した。この混合液を減圧処理し、揮発成分を留去した。
留去は50℃で2時間、その後60℃で5時間行った。
以上の方法によりDMCスラリー触媒S1を得た。この
スラリー中のDMC触媒の含有量は4.05質量%であ
った。
【0057】例14 例13と同様にして得られた、亜鉛ヘキサシアノコバル
テートのケーキの24gを、塩化亜鉛3.38g、TB
A40g、水40g(TBA:50質量%溶液)を含む
水溶液(塩化亜鉛の濃度は4.1質量%、Zn/Co原
子比0.75、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比
1.5)に分散した。スラリー濃度は約13質量%であ
った。そのスラリーを60℃で90分間、300rpm
で攪拌しながら固体の加熱接触処理を行った。加圧ろ過
(約65分)で加熱接触処理した固体を分離した。次い
で、TBA108g、水12gを含む洗浄液に加熱接触
処理した固体を再分散させて、室温で30分間TBA水
溶液洗浄を行い、その後加圧ろ過(約95分)を行って
DMC触媒を含む固体を分離した。このケーキをTBA
118g、水2gの溶液に再分散させた。このスラリー
の一部を取り、減圧乾燥してその濃度(固形分)を測定
したところ、5.53質量%であった。スラリーに上記
と同じポリオールの160gを添加して混合した。この
混合液を減圧処理し、揮発成分を留去した。留去は50
℃で2時間、その後60℃で5時間行った。以上の方法
によりDMCスラリー触媒S2を得た。このスラリー中
のDMC触媒の含有量は4.34質量%であった。
【0058】例15 例13と同様にして得られた、亜鉛ヘキサシアノコバル
テートのケーキの24gを、塩化亜鉛13.52g、T
BA125g、水125g(TBA:50質量%溶液)
を含む水溶液(塩化亜鉛の濃度は5.1質量%、Zn/
Co原子比3.0、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モ
ル比6.0)に分散した。ここに、例13で使用したの
と同じ分子量1500のポリオールを0.80gを添加
した。スラリー濃度は約4.9質量%であった。そのス
ラリーを60℃で90分間、300rpmで攪拌しなが
ら固体の加熱接触処理を行った。その後室温でTBAの
50質量%水溶液を120g添加、30分攪拌した。加
圧ろ過(約20分)で加熱接触処理した固体を分離し
た。次いで、TBA108g、水12gを含む洗浄液に
加熱接触処理した固体を再分散させて、室温で30分間
TBA水溶液洗浄を行い、その後加圧ろ過(約35分)
を行ってDMC触媒を含む固体を分離した。このケーキ
をTBA118g、水2gの溶液に再分散させた。この
スラリーの一部を取り、減圧乾燥してその濃度(固形
分)を測定したところ、5.63質量%であった。スラ
リーに上記と同じポリオールの160gを添加して混合
した。この混合液を減圧処理し、揮発成分を留去した。
留去は50℃で2時間、その後60℃で5時間行った。
以上の方法によりDMCスラリー触媒S3を得た。この
スラリー中のDMC触媒の含有量は4.54質量%であ
った。
【0059】例16 例13と同様にして得られた、亜鉛ヘキサシアノコバル
テートのケーキの24gを、塩化亜鉛6.76g、TB
A125g、水125g(TBA:50質量%溶液)を
含む水溶液(塩化亜鉛の濃度は2.64質量%、Zn/
Co原子比1.5、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モ
ル比3.0)に分散した。ここに、例13で使用したの
と同じ分子量1500のポリオールを0.60gを添加
した。スラリー濃度は約5.0質量%であった。そのス
ラリーを60℃で90分間、300rpmで攪拌しなが
ら固体の加熱接触処理を行った。その後室温でTBAの
50質量%水溶液を120g添加、30分攪拌した。加
圧ろ過(約20分)で加熱接触処理した固体を分離し
た。次いで、TBA108g、水12gおよび上記と同
じポリオール0.2gを含む洗浄液に加熱接触処理した
固体を再分散させて、室温で30分間TBA水溶液洗浄
を行い、その後加圧ろ過(約28分)を行ってDMC触
媒を含む固体を分離した。このケーキの一部を取り、減
圧乾燥してその濃度(固形分)を測定したところ、25
質量%であった。このケーキに上記と同じポリオールの
160gを添加して室温で10時間混合した。以上の方
法によりDMCスラリー触媒S4を得た。このスラリー
中のDMC触媒の含有量は4.26質量%であった。
【0060】例17 例13と同様にして得られた、亜鉛ヘキサシアノコバル
テートケーキの24gを、60℃で減圧乾燥して粉末に
してから使用した以外は、例13と同様にしてDMCス
ラリー触媒S5を得た。このスラリー中のDMC触媒の
含有量は4.58質量%であった。
【0061】例18 加熱接触処理を、塩化亜鉛2.25g、TBA40g、
水40g(TBA:50質量%溶液)を含む水溶液(塩
化亜鉛の濃度は2.7質量%、Zn/Co原子比0.5
0、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比1.0)で
行った以外は、例14と同様にしてDMCスラリー触媒
S6を得た。このスラリー中のDMC触媒の含有量は
4.68質量%であった。
【0062】例19 加熱接触処理を、塩化亜鉛6.76g、TBA75g、
水175g(TBA:30質量%溶液)を含む水溶液
(塩化亜鉛の濃度は2.64質量%、Zn/Co原子比
1.5、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比3.
0)で行った以外は、例13と同様にしてDMCスラリ
ー触媒S7を得た。このスラリー中のDMC触媒の含有
量は4.77質量%であった。
【0063】例20 加熱接触処理を、塩化亜鉛6.76g、TBA200
g、水50g(TBA:80質量%溶液)を含む水溶液
(塩化亜鉛の濃度は2.64質量%、Zn/Co原子比
1.5、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比3.
0)で行った以外は、例13と同様にしてDMCスラリ
ー触媒S8を得た。このスラリー中のDMC触媒の含有
量は4.48質量%であった。
【0064】例21 加熱接触処理を、塩化亜鉛3.38g、TBA104
g、水104g(TBA:50質量%溶液)を含む水溶
液(塩化亜鉛の濃度は1.6質量%、Zn/Co原子比
0.75、塩化亜鉛/シアン化複金属化合物モル比1.
5)で行った以外は、例14と同様にしてDMCスラリ
ー触媒S9を得た。このスラリー中のDMC触媒の含有
量は4.39質量%であった。
【0065】ポリエーテルポリオールの製造1 攪拌器付きステンレス鋼製500mlの耐圧リアクタ中
に、グリセリンにプロピレンオキシド(以下、POとい
う)を反応させて得られた分子量1000のポリオキシ
プロピレントリオール30gと触媒としてDMC触媒
(約5mg)を投入した。ただしDMCスラリー触媒は
DMC触媒が約1mgになるように投入した。窒素置換
後120℃に昇温し、POの8gをスポット反応させ、
系内の圧力が下がったら、攪拌速度700rpmでPO
を8〜60gまでは2.0g/min.、60〜150
gまでは1.0〜1.5g/min.、さらに触媒寿命
が長い触媒についてはPOを230gまで1.0g/m
in.以下で継続して導入、反応させた。触媒名、ポリ
マー収量を触媒重量で割算した触媒活性(単位:kg・
PO/g−触媒、触媒1g当たりのPO反応量)、得ら
れたポリエーテルポリオールのGPCで測定したポリス
チレン換算の分子量、水酸基価(単位:mgKOH/
g)、総不飽和度(単位:meq/g)を表1にまとめ
て示す。なお、触媒活性0とは、反応後120分経過し
ても、系内の圧力低下が見られなかったものである。ま
た触媒S1の場合には、ポリエーテルポリオールの粘度
が高くなり攪拌が充分に行えなくなったため、触媒の活
性はまだあったが反応を止めてポリエーテルポリオール
を取り出した。
【0066】
【表1】
【0067】例6は、従来のDMC触媒の合成法の1例
であるが、本発明の実施例に比べてろ過時間が長く、ま
た排水中の金属塩濃度が高かった。例7は、従来法にお
いて、本発明のようにアルカリ金属塩を除去するために
水洗をした場合であるが、これでは活性な触媒は得られ
なかった。例8は、結晶性の固体を使用し、かつ後段で
塩化亜鉛を用いない場合であるが、活性な触媒は得られ
なかった。例9は、本発明と同様にZn/Co原子比
1.61の化学量論比より7%過剰の塩化亜鉛を使用し
て結晶性のシアン化複金属化合物を得て、かつ後段で塩
化亜鉛を用いない場合であるが、活性な触媒は得られな
かった。例10は、本発明と同様にZn/Co原子比
1.61で、かつ有機配位子のない条件で結晶性シアン
化複金属化合物を得て、その後後段で塩化亜鉛を用いな
い場合であるが、活性な触媒は得られなかった。例11
は、後段で有機配位子を用いない場合で、やはり活性な
触媒は得られなかった。例12は、加熱接触処理におい
て加熱をしなかった場合であり、活性の低い触媒しか得
られなかった。一方、固体分離の時間が短く、固体析出
時の廃液処理が容易で、触媒製造の面で有利なDMC触
媒A1、A2、A3、A4、A5は、PO初期フィード
からの重合開始までの時間は20〜30分であり、従来
の方法で製造されたDMC触媒B1と同じである。ま
た、触媒A1、A2、A3、A4は、触媒B1と同様に
高い触媒活性を示した。
【0068】ポリエーテルポリオールの製造2 攪拌器付きステンレス鋼製500mlの耐圧リアクタ中
に、グリセリンにPOを反応させて得られた分子量10
00のポリオキシプロピレントリオール30gと触媒と
してDMCスラリー触媒(DMC触媒として約3mg)
を投入した。窒素置換後110℃に昇温し、POの8g
をスポット反応させ、系内の圧力が下がったら、120
℃に昇温した。まず攪拌速度500rpmでPOを2g
/90秒で62g供給し、その後、攪拌速度を700r
pmに上げ、2g/90秒で100g供給した。触媒
名、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC)
で測定した分子量分布(Mw/Mn)、得られたポリオ
ールの水酸基価(単位:mgKOH/g)、不飽和度
(単位:meq/g)及び25℃における粘度を表2に
示す。
【0069】
【表2】
【0070】本発明で得られたDMCスラリー触媒は高
活性であり、製造も容易である。またここで得られたポ
リオールの粘度はいずれも低い。
【0071】
【発明の効果】本発明のDMC触媒の製造方法によれ
ば、高活性のDMC触媒が容易に製造できる。特に加熱
接触処理を特定の温度範囲、特定の有機配位子濃度範
囲、特定の金属塩の濃度範囲、特定の結晶性のシアン化
複金属化合物の濃度範囲、および、特定の結晶性シアン
化複金属化合物と金属塩との比率範囲で行うことによっ
て、極めて活性が高く、低不飽和度のポリエーテルポリ
オールを製造できるアルキレンオキシド開環重合用DM
C触媒が製造できる。本発明のアルキレンオキシド開環
重合用触媒は触媒の製造が容易で、触媒コストが低く、
活性が高く、寿命が長い。また、これを用いて、開始剤
である水酸基数2以上のポリヒドロキシ化合物にアルキ
レンオキシドを反応させ、不飽和度の低いポリエーテル
ポリオールを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 例1で析出固体を水洗後に乾燥して得たシア
ン化複金属化合物の粉末のX線回折パターンである。
【図2】 例2で析出固体を水洗後に乾燥して得たシア
ン化複金属化合物の粉末のX線回折パターンである。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に結晶性のシアン化複金属化合物
    を、有機配位子及び金属塩を含有する水溶液で、45〜
    125℃で加熱接触処理した後、スラリーから固体を分
    離することを特徴とする、アルキレンオキシド開環重合
    用複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 有機配位子及び金属塩を含有する水溶液
    が、有機配位子と水との合計量に対して有機配位子を1
    5〜85質量%含有するものである請求項1記載のアル
    キレンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 シアン化複金属化合物が亜鉛ヘキサシア
    ノメタレートである、請求項1〜3のいずれかに記載の
    アルキレンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体
    触媒の製造方法。
  4. 【請求項4】 金属塩がハロゲン化亜鉛である、請求項
    1〜3のいずれかに記載のアルキレンオキシド開環重合
    用複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法。
  5. 【請求項5】 有機配位子が、tert−ブチルアルコ
    ール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコー
    ル、tert−ペンチルアルコール、iso−ペンチル
    アルコール、N,N−ジメチルアセトアミド、エチレン
    グリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノ
    −tert−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ
    メチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエー
    テル、iso−プロピルアルコール及びジオキサンから
    選ばれる1種又は2種以上の化合物である、請求項1〜
    4のいずれかに記載のアルキレンオキシド開環重合用複
    合金属シアン化物錯体触媒の製造方法。
  6. 【請求項6】 実質的に結晶性のシアン化複金属化合物
    が、金属塩の水溶液とシアン化遷移金属化合物の水溶液
    とを金属塩のモル量が化学量論比の3〜30%過剰量に
    なるように混合し、得られた混合溶液から分離すること
    によって製造されるものである、請求項1〜5のいずれ
    かに記載のアルキレンオキシド開環重合用複合金属シア
    ン化物錯体触媒の製造方法。
  7. 【請求項7】 実質的に結晶性のシアン化複金属化合物
    が、ハロゲン化亜鉛の水溶液とアルカリ金属ヘキサシア
    ノコバルテートの水溶液とをZn/Co原子比1.54
    5〜1.800で混合し、混合溶液から分離することに
    よって製造されたものである、請求項6に記載のアルキ
    レンオキシド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 加熱接触処理の前にアルキレンオキシド
    開環重合体を添加し、アルキレンオキシド開環重合体の
    共存下で加熱接触処理を行い、その後スラリーから固体
    を分離する、請求項1〜7に記載のアルキレンオキシド
    開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法。
  9. 【請求項9】 加熱接触処理後にアルキレンオキシド開
    環重合体を添加し、その後スラリーから固体を分離す
    る、請求項1〜7に記載のアルキレンオキシド開環重合
    用複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の製造
    方法で得られるアルキレンオキシド開環重合用複合金属
    シアン化物錯体触媒。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のアルキレンオキシ
    ド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒を、乾燥させ
    ることなくアルキレンオキシド開環重合体に分散させる
    ことを特徴とする、アルキレンオキシド開環重合用複合
    金属シアン化物錯体スラリー触媒の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項10に記載のアルキレンオキシ
    ド開環重合用複合金属シアン化物錯体触媒を、乾燥させ
    ることなくアルキレンオキシド開環重合体に分散させて
    なることを特徴とする、アルキレンオキシド開環重合用
    複合金属シアン化物錯体スラリー触媒。
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JP2018028066A (ja) * 2016-08-10 2018-02-22 日油株式会社 アルキルオキシラン誘導体および毛髪用化粧料

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