JP2003531251A - Dmc触媒の製造方法 - Google Patents

Dmc触媒の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アルキレンオキシドを活性水素原子含有出発化合物に重付加させることによってポリエーテルポリオールを製造するための複金属シアン化物(DMC)触媒の改良された製造方法に関する。本発明の方法によれば、まず金属塩および金属シアン化物塩の水溶液を、有機錯体配位子および場合により1つまたはそれ以上の更なる錯体形成成分の存在下に、反応させてDMC触媒分散体を形成し、次いで、分散体をろ過し、続いて、ろ過ケークを、有機錯体配位子および場合により1つまたはそれ以上の更なる錯体形成成分の1つまたはそれ以上の水性または非水性溶液を用いて、ろ過ケーク洗浄により、洗浄し、その後、洗浄したろ過ケークは、場合により水分をプレスによりまたは機械的に除去した後、乾燥される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、アルキレンオキシドを活性水素原子含有出発化合物に重付加させる
ことによってポリエーテルポリオールを製造するための複金属シアン化物(DM
C)触媒の改良された製造方法に関する。
【0002】 (背景技術) アルキレンオキシドを活性水素原子含有出発化合物に重付加させるための複金
属シアン化物(DMC)触媒は、長く知られてきた(例えば、US-A3404109、 US
-A3829505、 US-A3941849、および US-A5158922参照)。これらのDMC触媒を
ポリエーテルポリオールの製造のために用いると、水酸化アルカリ金属のような
アルカリ金属触媒によるポリエーテルポリオールの従来の製造方法に比し、末端
に二重結合を有する単官能性ポリエーテル、いわゆるモノオールの含量を特に減
少させる効果を有する。この方法で得られたポリエーテルポリオールは、高品質
ポリウレタン(例えば、エラストマー、フォーム、塗料)に加工することが出来
る。
【0003】 通常、DMC触媒は、金属塩の水溶液と金属シアン化物塩の水溶液とを、有機
錯体配位子、例えば、エーテルの存在下で反応させることにより得られる。典型
的な触媒製造では、例えば、(過剰の)塩化亜鉛水溶液とヘキサシアノコバルト
酸カリウムとを混合し、次いで、形成した分散体にジメトキシエタン(グライム
)を添加する。触媒をろ取し、グライム水溶液で洗浄した後、一般式:
【化1】 Zn[Co(CN)]・xZnCl・yHO・zグライム で示される活性触媒が得られる(例えば、EP 700949参照)。
【0004】 (発明の開示) (発明が解決しようとする技術的課題) 従来技術によると、DMC触媒は、例えば金属塩(好ましくは、例えば塩化亜
鉛のような亜鉛塩)および金属シアン化物塩(例えばヘキサシアノコバルト酸カ
リウム)の水溶液を、有機錯体配位子(好ましくはtert-ブタノール)および場
合により更なる配位子の存在下、攪拌タンク中で分散体を得るために混合するこ
とにより製造される。触媒は、既知の技術、好ましくは、遠心分離またはろ過に
より、分散体から単離される。十分に高い触媒活性を達成するために、その後水
性配位子溶液により触媒を洗浄することが必要である。触媒の活性を低減し得る
例えば塩化カリウムのような水溶性副生成物は、この洗浄工程により触媒から除
去される。従来技術によれば、この洗浄工程は、水性配位子溶液中、例えば触媒
を攪拌槽中で再分散し、引き続く固体の更なる単離、例えば遠心分離またはろ過
により実施される。高活性DMC触媒を得るためには、触媒を少なくとももう一
度洗浄することが一般に必要であり、非水性配位子溶液が更なる洗浄操作に好ま
しく用いられる。従来技術によると、更なる洗浄工程も、続く触媒の単離を伴う
再分散により実施される。最後に、DMC触媒は乾燥されなければならない。こ
の触媒調製の方法は、非常に時間がかかり高コストである。100時間を越える
工程時間が、商業規模でのDMC触媒の製造に要求される(例えば、US-A 59003
84参照)。高い触媒コストのために、ポリエーテルポリオール製造のDMC触媒
法の利点が、その結果、少なからず損なわれる。
【0005】 (その解決方法) DMC触媒分散体を形成するために、金属塩および金属シアン化物塩の水溶液
を、有機錯体配位子a)および場合により1つまたはそれ以上の更なる錯体形成
成分b)の存在下、まず反応させ、次いでこれをろ過し、続いて、ろ過ケークを
ろ過ケーク洗浄により洗浄し、場合により水分をプレスまたは機械的に除去後、
洗浄されたろ過ケークを最終的に乾燥する、かなり簡単な方法により、高活性D
MC触媒が得られることが見出された。
【0006】 触媒製造のためのこの改良された方法は、高活性DMC触媒の製造のために、
これまでの従来技術では欠かせない数回の触媒の再分散とその後の単離を避け、
その結果DMC触媒製造にかかる工程時間を相当短縮する。新規な改良された方
法により調製されたDMC触媒は、これまでの従来技術による顕著により高価な
方法で製造されたDMC触媒と同等の活性を有する。
【0007】 故に、本発明は、複金属シアン化物(DMC)触媒の製造のために改良された
方法を提供するものであって、有機錯体配位子a)および場合により1つまたは
それ以上の更なる錯体形成成分b)の存在下、金属塩および金属シアン化物塩の
水溶液をまず反応させて、DMC触媒分散体を形成し、次いで、この分散体をろ
過し、ろ過ケークを1つまたはそれ以上の有機錯体配位子a)および場合により
1つまたはそれ以上の更なる錯体形成成分b)の水性または非水性溶液で、ろ過
ケーク洗浄によりその後洗浄し、場合により水分をプレスによりまたは機械的に
除去した後、洗浄されたろ過ケークを、最終的に乾燥する。
【0008】 本発明による方法に適したDMC触媒中に含まれる複金属シアン化物化合物は
、水溶性金属塩と水溶性金属シアン化物塩の反応生成物である。
【0009】 複金属シアン化物化合物の製造に適した水溶性金属塩は、一般式(I):
【化2】 M(X) (I) [式中、Mは、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
)およびCr(III) の金属群から選ばれる。Zn(II), Fe(II), Co(II)またはNi(II)
が特に好ましい。Xは同一または相違し、好ましくは同一のアニオンであって、
好ましくはハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、硫酸イオン、炭酸イオン、シ
アン酸イオン、チオシアン酸イオン、イソシアン酸イオン、イソチオシアン酸イ
オン、カルボン酸イオン、シュウ酸イオンおよび硝酸イオンからなる群から選ば
れるアニオンである。nの値は1,2または3である。] により示される。
【0010】 適当な水溶性金属塩の例は、塩化亜鉛、臭化亜鉛、酢酸亜鉛、アセチルアセト
ナト亜鉛、安息香酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸鉄(II)、臭化鉄(II)、塩化鉄(II)、
塩化コバルト(II)、チオシアン酸コバルト (II)、塩化ニッケル(II)、硝酸ニッ
ケル(II)である。異なる水溶性金属塩の混合物も用いられ得る。
【0011】 複金属シアン化物化合物の製造に適した水溶性金属シアン化物塩は、一般式(
II):
【化3】 (Y)M’(CN)(A) (II) [式中、M’は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)および V(V)の金属群か
ら選ばれる。特にM’は、Co(II)、Co(III)、Fe(II)、Fe(III)、Cr(III)、Ir(II
I)および Ni(II)の金属群から好ましく選ばれる。水溶性金属シアン化物塩はこ
れらの金属の1つまたはそれ以上を含んでいてよい。Yは、同一でも相違してい
てもよく、好ましくは同一のアルカリ金属カチオンまたはアルカリ土類金属カチ
オンである。Aは同一でも相違していても良く、ハロゲン化物イオン、水酸化物
イオン、硫酸イオン、炭酸イオン、シアン酸イオン、チオシアン酸イオン、イソ
シアン酸イオン、イソチオシアン酸イオン、カルボン酸イオン、シュウ酸イオン
および硝酸イオンからなる群から選ばれる好ましくは同一のアニオンである。a
、bおよびcは共に整数であり、存在する金属シアン化物塩の電気的中性を保つ
ように選ばれ、好ましくは、aは、1、2、3または4であり、bは、4、5ま
たは6であり、cは0である。] により示される。本発明で適当な水溶性金属シアン化物塩の例は、ヘキサシアノ
コバルト(III) 酸カリウム、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム、ヘキサシアノ鉄
(III) 酸カリウム、ヘキサシアノコバルト(III) 酸カルシウムまたはヘキサシ
アノコバルト酸(III) リチウムである。
【0012】 DMC触媒中に含まれる好ましい複金属シアン化物化合物は、一般式(III
):
【化4】 M[M’x’(CN) (III) [式中、Mは式(I)で定義され、M'は式(II)で定義され、x 、x' 、y お
よび z は複金属シアン化物化合物の電気的中性を保つように選ばれる整数であ
る。好ましくは x = 3、x' = 1、y = 6 および z = 2であり、M = Zn(II)、Fe(
II)、Co(II)または Ni(II)であり、M'=Co(III)、Fe(III)、Cr(III)または Ir(
III)である。] で示される化合物である。
【0013】 適当な複金属シアン化物化合物の例は、ヘキサシアノコバルト(III)酸亜鉛、
ヘキサシアノイリジウム(III)酸亜鉛、ヘキサシアノ鉄(III)酸亜鉛およびヘキ
サシアノコバルト(III)酸コバルト(II)である。更に、適当な複金属シアン化
物化合物は、例えば,US 5158922に見られる。ヘキサシアノコバルト(III)酸亜
鉛が好ましく用いられる。
【0014】 本発明の方法に用いることの出来る有機錯体配位子a)は、複金属シアン化物
化合物と錯体を形成することができる酸素、窒素、リンまたは硫黄などのヘテロ
原子を含む水溶性有機化合物である。適当な有機錯体配位子は、例えば、アルコ
ール、アルデヒド、ケトン、エーテル、エステル、アミド、尿素、ニトリル、ス
ルフィド、およびそれらの混合物である。好ましい有機錯体配位子は、エタノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール
およびtert−ブタノールのような水溶性脂肪族アルコールである。tert
−ブタノールが特に好ましい。
【0015】 有機錯体配位子a)を触媒製造中または複金属シアン化物化合物の分散体形成
後直接に加える。有機錯体配位子a)は、通常過剰に用いられる。
【0016】 本発明の方法に好ましいDMC触媒は、上記有機錯体配位子a)に加えて、1
つまたはそれ以上の更なる有機錯体形成成分b)も含んで成る。この成分b)は
、錯体配位子a)と同じ化合物の種類から選ばれる。成分b)は、好ましくは、
ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、グリシジルエーテル、グリコ
シド、多価アルコールのカルボン酸エステル、ポリアルキレングリコールソルビ
タンエステル、胆汁酸、胆汁酸塩、胆汁酸エステル、胆汁酸アミド、シクロデキ
ストリン、有機ホスフェート、ホスファイト、ホスホネート、ホスホナイト、ホ
スフィネートまたはホスフィナイト、イオン性表面または界面活性化合物、また
はα,β−不飽和カルボン酸エステルである。そのような配位子の組み合わせを
有するDMC触媒は、例えば、EP-A700949、 EP-A761708、 WO97/40086、 WO98/
08073、 WO98/16310、 WO99/01203、 WO99/19062、 WO99/19063またはドイツ国
特許出願19905611.0に記載されている。
【0017】 本発明の方法に適当なDMC触媒は、場合により、複金属シアン化物化合物の
製造からの、水および/または1つまたはそれ以上の式(I)の水溶性金属塩を
含むことが出来る。
【0018】 本発明のDMC触媒は、通常、水溶液中で、金属塩、特に式(I)の金属塩と
、金属シアン化物塩、特に式(II)の金属シアン化物塩、有機錯体配位子a)
および場合により1つまたはそれ以上の更なる錯体形成成分b)の反応により製
造される。
【0019】 金属塩(例えば、化学量論過剰(金属シアン化物塩に基づき少なくとも50モ
ル%)で用いられた塩化亜鉛)および金属シアン化物塩(例えばヘキサコバルト
酸カリウム)の水溶液は、有機錯体配位子a)(例えばtert−ブタノール)
の存在下、分散体を形成しながら好ましくまず反応させる。
【0020】 有機錯体配位子a)は、金属塩および/または他の金属シアン化物塩の水溶液
中に存在でき、または、それを複金属シアン化物化合物の析出後に得られた分散
体へ直接加える。
【0021】 その後、形成した分散体も、1つまたはそれ以上の更なる錯体形成成分b)に
より好ましく処理される。更なる錯体形成成分b)は、水および有機錯体配位子
a)の混合物中に好ましく用いられる。
【0022】 DMC触媒分散体を、例えば攪拌タンク中で、場合によりUS-A5891818に記載
された変法により調製出来、その変法では、攪拌反応器中で調製された触媒分散
体のいくらかは、反応器の頭部へ循環噴霧され、この循環流は、「高せん断イン
ラインミキサー」を通過する。
【0023】 しかし、DMC触媒分散体は、混合ノズル(例えば、平滑ジェットノズル、レ
ボス(Levos)ノズル、ボッシュ(Bosch)ノズルなど)、特に好ましくは、ドイ
ツ国特許出願19958355.2に記載されるようなジェット分散機を用いて、好ましく
調製される。
【0024】 平滑ジェットノズルにおいて、第一遊離物流は、ノズル内でまず加速されて、
ゆっくりと流れている第二遊離物流へ高流速で噴霧される。その後、異なるサイ
ズの渦(渦カスケード)への得られるジェットの激しい分散により、二つの遊離
物流の混合が生じる。非常に高くかつより均一な出力密度が達成されるので、攪
拌タンクと比べ、濃度の差をこの方法で顕著により早く消失することができる。
【0025】 しかし、好ましくはジェット分散機を本発明の方法に用いるべきである。ジェ
ット分散機は、二つのノズルが直列に配置されるように構成され得る。第一遊離
物流は、横断面が狭くなるので第一ノズルでまず高度に加速される。加速された
ジェットは、速い流速のために第二の成分を吸いこむ。得られたジェットは、混
合室から、第一遊離物流の方向に対して垂直に配置された更なるノズルを通過す
る。ノズル間の距離は、短い滞留時間のため、混合室内で種晶のみ形成するが結
晶成長は生じないように、好ましく選ばれる。固体の種晶形成速度は、ジェット
分散機の最適な設計に決定的に重要である。0.0001秒〜0.15秒、好ま
しくは0.001秒〜0.1秒の滞留時間が有利に確立される。結晶成長は、流
出物中のみで生じる。さらなるノズルの直径は、部分的に混合された遊離物流の
更なる加速がここで生じるように好ましく選ばれる。結果として更なるノズル中
で更に生じるせん断力のために、均一混合の状態が、平滑ジェットノズルと比べ
てより短時間により速い渦分散により達成される。その結果、種晶の非常に早い
形成速度を伴う析出反応においてさえ、析出反応の間の規定された化学量論組成
を確立することが可能であるように、遊離物の理想的な混合状態を達成すること
が可能である。5000μm〜50μm、好ましくは、2000μm〜200μ
mのノズル直径は、ノズル内の0.1〜1000barの圧力損失または、1×
10W/m〜1×1013W/mの範囲の出力密度で都合よいことが明ら
かになった。
【0026】 多段ジェット分散機が得られるように、所望の粒径に依存して、n個のノズル
(n=1〜5)を連続して配置することが出来る。更なる分散機の付加的な利点
は、すでに形成した粒子をノズル中の高いせん断力により機械的に細かく砕くこ
とが出来ることである。この方法では20μmから0.1μmの直径を有する粒
子を製造することが可能である。しかし、直列に配置された数個のノズルを有す
る代わりに、分散体を循環することによっても、粉砕することはできる。
【0027】 分散体を製造するための他の混合機、例えばEP-A101007、WO95/30476またはド
イツ国出願特許19928123.8に記載されるようなものまたはこれらの混合機の組み
合わせも用いることが出来る。
【0028】 分散体の加熱は、ノズル中のエネルギー発散および結晶化エンタルピーによっ
て生ずることがある。温度は、結晶形成過程に相当影響することがあるので、熱
交換器を、等温工程のために混合器の下流に設けることが出来る。
【0029】 例えば、比較的多数の穴の使用、数個の混合器の平行配置、またはノズルのな
い領域の拡大により、問題なしにスケールアップが可能である。しかし、後者は
、ノズル径を大きくすることによっては達成されない。なぜなら、この方法では
、コア流れの発生の可能性が存在し、その結果、混合結果が悪化するからである
。故に、ノズルのない領域が大きいノズルの場合に、適当な広さのスリットが好
ましく用いられる。
【0030】 次いで、形成したDMC触媒の分散体は、ろ過により分離される。基本的に、
この為に、液体の機械的分離に適当な多くのろ過装置を用いることが出来る。適
当なろ過装置は、例えば「Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry
」 B2巻、 9および10章, VCH, Weinheim, 1998、およびH. Gasper, D. Oechs
le, E. Pongratz編「Handbuch der industriellen Fest/Fluessig-Filtration[
Handbook of Industrial Solid/Liquid Filtration]」Wiley-VCH Verlag GmbH,
Weinheim, 2000に記載されている。
【0031】 ろ過に必要な圧力勾配を、重力、遠心力(例えばフィルター遠心機)、または
好ましくは気体圧の差(例えば、吸引フィルターまたは加圧フィルター)、また
は液圧(例えば、フィルタープレス、ドラムまたはディスクフィルターまたは横
断流ろ過モジュール)により適用することが出来る。続くろ過ケーク洗浄を、押
しつぶし、または好ましくは流通洗浄により行う。この場合、ケークを通る洗浄
液流およびケーク中に事前に含まれる液体は置換され、拡散効果も効果的になる
。洗浄されたケークからの水分の除去は、気体圧の差、遠心力または機械的プレ
ス、または好ましくは気体圧の差と続く機械的プレスの組み合わせにより実施さ
れる。機械的プレスのための圧力は、機械的に、または膜により適用される。
【0032】 不連続および連続的に操作されるろ過装置の両方を、触媒を分離するために用
いることができる。不連続操作ろ過装置の例は、トレーリングブレードおよび折
りたたみ(turned-down)フィルター遠心機、膜、チャンバー、枠または管状フ
ィルタープレス、圧力ろ過機、自動プレス装置、円板プレス機、多管および板状
フィルター並びに真空および減圧フィルターである。連続操作ろ過装置の例は、
スクリーンコンベアープレス、および、加圧および真空ドラムフィルター、加圧
および真空円板フィルター、コンベヤーベルトフィルターおよび横断流フィルタ
ーである。
【0033】 真空または加圧フィルターまたは吸引フィルターが、実験室スケールでのDM
C触媒分散体のろ過に特に適しており、加圧吸引フィルター、フィルタープレス
および加圧ろ過機が工業的かつ産業的規模で特に適している。
【0034】 膜フィルタープレスがパイロットプラントおよび実用規模において特に適当で
あることが明らかにされた。適当なろ過布、好ましくは膜布を用いることにより
、これらは、加えられた液圧勾配に基づいてDMC触媒分散体のろ過を可能にす
る。続くろ過ケーク洗浄を、製造工程を簡素化して加速させるために、フィルタ
ープレス中で、流通洗浄として、実施する。ろ過ケーク体積に対する洗浄液の好
ましい比は、元のろ過ケーク中に存在する液体量の完全な交換をもたらす量にあ
る。ろ過ケークの洗浄の後で、乾燥の前に好ましく実施されるろ過ケークからの
水分の機械的除去は、フィルタープレス中、膜へ適用される圧力による機械的プ
レスにより、好ましくもたらされる。水分の機械的除去は、ろ過ケークから洗浄
液をできるだけ多く除去することが重要である。
【0035】 ろ過は、一般に10〜80℃の温度で実施される。適用される圧力の差は、0
.001bar〜200bar、好ましくは0.1bar〜100bar、特に
好ましくは0.1bar〜25barであってよく、適用される圧力差は用いら
れる装置に依存する。
【0036】 ろ過後、湿潤ろ過ケーク(一般に、残留水分30〜95質量%)は、場合によ
り先のプレスまたは機械的な水分除去後、適当な装置により洗浄される。この洗
浄は、好ましくは、ろ過装置上で、有機錯体配位子a)および、場合により1つ
またはそれ以上の更なる錯体形成成分b)の1つまたはそれ以上の水性または非
水性溶液で、流通洗浄により実施され、この方法では、ろ過ケークは液中に分散
されず、洗浄効果は、溶液がろ過ケークを流通することおよび場合により拡散効
果が加わることにより生じる。
【0037】 湿潤ろ過ケークは、まず有機錯体配位子a)(例えばtert−ブタノール)
の水溶液により好ましく洗浄される。例えば塩化カリウムなどの水溶性副生成物
を、この方法で触媒から除去することが出来る。水性洗浄溶液中の有機錯体配位
子a)の量は、全溶液に基づいて好ましくは40〜80質量%である。更に、水
性洗浄溶液へ、全溶液に基づいて好ましくは0.5〜5質量%の更なる錯体形成
成分b)を加えることは、より好ましい。
【0038】 この第一洗浄段階の後、有機錯体配位子a)および場合により1つまたはそれ
以上の更なる錯体形成成分b)の水性または非水性溶液による更なる洗浄段階を
、ろ過ケーク洗浄として本発明により実施されるのと同様に、続いて行うことが
出来る。触媒の活性は、この方法により更に向上できる。しかし、ろ過ケーク洗
浄により、有機錯体配位子a)および場合により1つまたはそれ以上の更なる錯
体形成成分b)の水溶液を用いて、ろ過ケークを1回洗浄することが、非常に高
い活性を有するDMC触媒を得るために、しばしば既に十分であることが、見出
された。
【0039】 従来技術の方法と比べて、用いられる洗浄溶液の全量を顕著に減少させること
が、本発明の方法においてしばしば可能であって、故に本発明の方法はDMC触
媒の製造の原料コストも低減する。
【0040】 ろ過ケーク体積に基づく用いられる洗浄液の量は、通常、0.5/1〜100
0/1、好ましくは1/1〜500/1(各場合体積に基づく)であって、特に
好ましくは、正確には、ろ過ケーク中に初めから存在する液体を出来るだけ完全
に置換するのに必要な洗浄液の量である。ろ過ケーク洗浄は、通常10〜80℃
、好ましくは15〜60℃の温度で行われる。
【0041】 ろ過ケーク洗浄は、0.001bar〜200bar、好ましくは0.1ba
r〜100bar、特に好ましくは0.1bar〜25barの圧力下で行われ
る。 洗浄時間は、数分から数時間である。
【0042】 ろ過ケーク洗浄後、0.5〜200bar、好ましくは出来るだけ高い圧力下
で、洗浄したろ過ケークをプレスすることが有利であることが明らかになった。
これは、ろ過ケーク洗浄後、例えば直接的に、フィルタープレスまたは他の機械
的圧力を適用できる適当な圧力装置を用いて行われ、その結果、ろ過ケーク中に
存在した液は膜または適当なろ過布を通って漏出することが出来る。
【0043】 DMC触媒は、その後、約20〜120℃の温度で、0.1mbar〜常圧(
1013mbar)の圧力下乾燥される。接触乾燥機、対流乾燥機および噴霧乾
燥機もこのために適している。乾燥は、このために適当であれば、機械的に液体
を分離する装置(例えば、吸引乾燥機、遠心乾燥機および「熱フィルタープレス
」)の中で場合により直接的に行うことも出来る。
【0044】 本発明は、アルキレンオキシドを活性水素原子含有出発化合物に重付加させる
ことによってポリエーテルポリオールを製造する方法における、本発明の方法に
より製造されたDMC触媒の使用も提供する。
【0045】 (従来技術より有効な効果) 従来技術に比してDMC触媒の工程時間の顕著な短縮が、DMC触媒のこの改
良された製造方法により可能となる。新規な改良された方法により調製されたD
MC触媒は、これまでの従来技術による相当に高価な方法で調製されたDMC触
媒の活性と比べて、ポリ−テルポリオールの製造において同等の活性を有するの
で、このことは、ポリエーテルポリオール製造のためのDMC触媒方法の収益性
を相当に増す。
【0046】 その非常に高い活性のため、本発明により調製されたDMC触媒は、しばしば
非常に低い濃度(製造されるポリエーテルポリオールの量に基づいて、25pp
mおよびそれ未満)で使用される。本発明の方法により調製されたDMC触媒の
存在下に製造されたポリエーテルポリオールが、ポリウレタンの製造のために使
用されたならば、ポリエーテルポリオールからの触媒の除去を、得られるポリウ
レタンの品質に悪影響を及ぼすことなく、省略出来る。
【0047】 実施例 触媒調製 実施例1(比較例):触媒A (再分散とその後のろ過により、ろ過ケークを1回洗浄する触媒の調製) 蒸留水810g中の塩化亜鉛81.25gの溶液を、ジェット分散機(直径0
.7mmの穴1個)を含んでなるループ反応器中、45℃で循環する。蒸留水2
00g中のヘキサシアノコバルト酸カリウム26gの溶液を、これに計量供給す
る。ジェット分散器中の圧力損失は2.5barである。析出直後、tert−
ブタノール325gおよび蒸留水325gの混合物を計量供給し、分散体を、2
.5barのジェット分散機中の圧力損失の下、45℃で80分間循環する。次
いで、コール酸ナトリウム塩6.5g、tert−ブタノール6.5gおよび蒸
留水650gの混合物を計量供給し、続いて分散体を2.5barのジェット分
散機の圧力損失下、20分間循環する。固体を真空吸引フィルター上でろ過によ
り単離する。その後、湿潤過ケークを、コール酸ナトリウム塩13g、tert
−ブタノール455gおよび蒸留水195gの混合物で、2.5barのジェッ
ト分散機中の圧力損失下、45℃で20分間ループ反応器中での循環により洗浄
する。固体を、再度、真空吸引フィルター上でろ過し、その後、湿潤ろ過ケーク
を高真空下100℃で5時間乾燥する。
【0048】 実施例2(比較例):触媒B (再分散とその後のろ過により、ろ過ケークを2回洗浄する触媒の調製) 蒸留水810g中の塩化亜鉛81.25gの溶液を、ジェット分散機(直径
0.7mmの穴1個)を含んでなるループ反応器中45℃で循環する。蒸留水2
00g中のヘキサシアノコバルト酸カリウム26gの溶液を、これに計量供給す
る。ジェット分散器中の圧力損失は2.5barである。析出直後、tert−
ブタノール325gおよび蒸留水325gの混合物を計量供給し、分散体を、2
.5barのジェット分散機中の圧力損失の下、45℃で80分間循環する。次
いで、コール酸ナトリウム塩6.5g、tert−ブタノール6.5gおよび蒸
留水650gの混合物を計量供給し、続いて分散体を2.5barのジェット分
散機の圧力損失下、20分間循環する。固体を真空吸引フィルター上でろ過によ
り単離する。その後、湿潤ろ過ケークを、コール酸ナトリウム塩13g、ter
t−ブタノール455gおよび蒸留水195gの混合物で、2.5barのジェ
ット分散機中の圧力損失下、45℃で20分間ループ反応器中での循環により洗
浄する。固体を再度、真空吸引フィルター上でろ過し、湿潤ろ過ケークを、コー
ル酸ナトリウム塩4.8g、tert−ブタノール650gおよび蒸留水65g
混合物で、2.5barのジェット分散機中の圧力損失下、45℃で20分間ル
ープ反応器中での循環により最終的に再度洗浄する。真空吸引フィルター上で再
度ろ過した後、洗浄された湿潤ろ過ケークを、高真空下100℃で5時間乾燥す
る。
【0049】 実施例3:触媒C (1回のろ過ケーク洗浄による触媒の調製) 蒸留水810g中の塩化亜鉛81.25gの溶液を、ジェット分散機(直径0
.7mmの穴1個)を含んでなるループ反応器中45℃で循環する。蒸留水20
0g中のヘキサシアノコバルト酸カリウム26gの溶液を、これに計量供給する
。ジェット分散器中の圧力損失は2.5barである。析出直後、tert−ブ
タノール325gおよび蒸留水325gの混合物を計量供給し、分散体を、2.
5barのジェット分散機中の圧力損失の下、45℃で80分間循環する。次い
で、コール酸ナトリウム塩6.5g、tert−ブタノール6.5gおよび蒸留
水650gの混合物を計量供給し、続いて分散体を、2.5barのジェット分
散機の圧力損失下、20分間循環する。この分散体350gを2.0barの加
圧下、圧力吸引フィルターによりろ過する。次いで、圧力吸引フィルター中の湿
潤ろ過ケークを3.0barの加圧下で、コール酸ナトリウム塩2g、tert
−ブタノール70gおよび蒸留水30gの混合物を用いて、ろ過ケーク洗浄によ
り洗浄する。洗浄された湿潤ろ過ケークを、高真空下100℃で5時間乾燥する
【0050】 実施例4(比較例):触媒D (再分散とその後のろ過により、ろ過ケークを2回洗浄する触媒の調製) 蒸留水16.2kg中の塩化亜鉛1.625kgの溶液を、ジェット分散機(
0.7mm直径の穴110個)を含んで成るループ反応器中35℃で循環する。
蒸留水4.0kg中のヘキサシアノコバルト酸カリウム0.52kgの溶液をこ
れに計量供給する。ジェット分散器中の圧力損失は1.2barである。析出直
後、tert−ブタノール6.5kgおよび蒸留水6.5kgの混合物を計量供
給し、ジェット分散機中の圧力損失1.2barの下、35℃で20分間分散体
を循環する。コール酸ナトリウム塩0.13kg、tert−ブタノール0.1
3kgおよび蒸留水13kgの混合物を計量供給し、続いて分散体を0.1ba
rのジェット分散機中の圧力損失下で10分間循環する。固体を膜フィルタープ
レス中で2.0barの加圧下ろ過し、4.0bar下でのプレスする。その後
、湿潤圧縮ろ過ケークを、コール酸ナトリウム塩0.26kg、tert−ブタ
ノール9.1kgおよび蒸留水3.9kgの混合物で、ジェット分散機中1.8
barの圧力損失の下、35℃で20分間ループ反応機中で循環により洗浄する
。再度、固体を、膜フィルタープレス中で2.0barの加圧下ろ過し、4.0
barの下で、プレスし、湿潤圧縮ろ過ケークを、コール酸ナトリウム塩0.0
96kg、tert−ブタノール13kgおよび蒸留水1.3kgの混合物を用
いて、ジェット分散機中1.8barの圧力損失下、35℃で20分間ループ反
応機中で循環することにより、再度最終的に洗浄する。2.0barの下、膜フ
ィルタープレスで再度ろ過後、湿潤プレスろ過ケークを、高真空下100℃で5
時間乾燥する。
【0051】 実施例5:触媒E (1回のろ過ケーク洗浄による触媒の調製) 蒸留水16.2kg中の塩化亜鉛1.625kgの溶液を、ジェット分散機(
0.7mm直径の穴110個)を含んで成るループ反応器中35℃で循環する。
蒸留水4.0kg中のヘキサシアノコバルト酸カリウム0.52kgの溶液をこ
れに計量供給する。ジェット分散器中の圧力損失は1.2barである。析出直
後、tert−ブタノール6.5kgおよび蒸留水6.5kgの混合物を計量供
給し、ジェット分散機中の圧力損失1.2barの下、35℃で20分間分散体
を循環する。コール酸ナトリウム塩0.13kg、tert−ブタノール0.1
3kgおよび蒸留水13kgの混合物を計量供給し、分散体を0.1barのジ
ェット分散機中の圧力損失下で10分間引き続き循環する。固体を、2.0ba
rの加圧下で、膜フィルタープレス中ろ過する。次いで、膜フィルター中の湿潤
ろ過ケークを、2.5barの加圧下で、コール酸ナトリウム塩0.22kg、
tert−ブタノール8.0kgおよび蒸留水3.4kgの混合物を用いて、ろ
過ケーク洗浄により洗浄し、その後、洗浄したろ過ケークを5.0barの加圧
下でプレスする。湿潤圧縮ろ過ケークを、高真空下100℃で5時間乾燥する。
【0052】 ポリエーテルポリオールの製造 一般的手順 ポリプロピレングリコール出発物質(数平均分子量=1000g/mol)5
0gおよび触媒5mg(製造されるポリオールの量に対して25ppm)を、ま
ず不活性ガス(アルゴン)下の500ml加圧反応器内に導入し、攪拌しながら
105℃に加熱する。次いで、プロピレンオキシド10gを一度に計量供給する
。更なるプロピレンオキシドを、反応器内の圧力の加速度的な降下が見られたと
きのみ再び計量供給する。圧力のこの加速度的な降下は、触媒が活性化されたこ
とを示す。その後、残りのプロピレンオキシド(140g)を、2.5barの
一定の全圧下に連続的に計量供給する。プロピレンオキシドの計量供給が完結し
、105℃で2時間の後反応の後、揮発性の内容物を90℃(1mbar)で留
去し、次いで、混合物を室温まで冷却する。
【0053】 生じたポリエーテルポリオールは、OH価、二重結合含量および粘度の決定に
よって特徴づける。 反応の進行は、時間−転化率曲線(プロピレンオキシドの消費量(g)対反応
時間(分))によって監視する。誘導時間は、時間−転化率曲線上の最も勾配の
大きい点での接線と曲線から外挿したベースラインとの交点から決定した。触媒
活性の決定に重要なプロポキシル化時間は、触媒活性化(すなわち、誘導時間の
終点)からプロピレンオキシドの計量供給の終点までの期間に相当する。
【0054】 実施例6(比較例):触媒A(25ppm)によるポリエーテルポリオールの
製造
【表1】
【0055】 実施例7(比較例):触媒B(25ppm)によるポリエーテルポリオールの
製造
【表2】
【0056】 実施例8:触媒C(25ppm)によるポリエーテルポリオールの製造
【表3】
【0057】 実施例9(比較例):触媒D(25ppm)によるポリエーテルポリオールの
製造
【表4】
【0058】 実施例10:触媒E(25ppm)によるポリエーテルポリオールの製造
【表5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CO,CR,CU,CZ,DE ,DK,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD, GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG, MK,MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US, UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ベルント・クリンクジーク ドイツ連邦共和国デー−51429ベルギッシ ュ・グラートバッハ、オーバーフォルバッ ハ10番 (72)発明者 トルステン・フェヒテル ドイツ連邦共和国デー−50858ケルン、ボ ーデンスホーフヴェーク3番 (72)発明者 マティアス・ルーラント ドイツ連邦共和国デー−51061ケルン、ヴ ォルフスカウル3番 (72)発明者 ユルゲン・ショルツ ドイツ連邦共和国デー−51375レーフエル クーゼン、アム・ユンケルンカンプ1エフ 番 (72)発明者 フランツ・フェーレス ドイツ連邦共和国デー−47918テーニスフ ォルスト、シェルトホーファーシュトラー セ128番 (72)発明者 ウルリッヒ・エッサー ドイツ連邦共和国デー−51515キュルテン、 ライフファイゼンシュトラーセ43番 Fターム(参考) 4J005 AA12 BB02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)有機錯体配位子の存在下、金属塩の水溶液を金属シアン
    化物塩の水溶液と反応させて、DMC触媒分散体を形成し、 B)形成した分散体をろ過し、 C)得られたろ過ケークをろ過ケーク洗浄により有機錯体配位子の溶液で洗浄
    し、 D)洗浄したろ過ケークを乾燥する DMC触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 有機錯体配位子a)および、a)と異なる1つまたはそれ以
    上の更なる有機錯体配位子b)の存在下、工程A)を実施する請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 工程C)において、ろ過ケークを有機錯体配位子a)、およ
    び場合によりa)と異なる1つまたはそれ以上の更なる錯体配位子b)の水溶液
    で洗浄する請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 工程C)において、ろ過ケークを有機錯体配位子a)、およ
    び場合によりa)と異なる1つまたはそれ以上の更なる錯体配位子b)の非水性
    溶液で洗浄する請求項1または2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 ろ過ケーク洗浄を流動洗浄として実施する請求項1〜4のい
    ずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 洗浄したろ過ケークを、乾燥前に、プレスし、または水分の
    機械的除去に付する請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 工程B)および工程C)を、フィルタープレスを用いて実施
    する請求項1〜6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 工程A)を、混合ノズルを用いて実施する請求項1〜7のい
    ずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】 混合ノズルがジェット分散機である請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかにより得られるDMC触媒。
  11. 【請求項11】 ポリエーテルポリオールの製造のための、請求項1〜9の
    いずれかに記載の方法により製造したDMC触媒の使用。
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