JP2009249451A - Method for producing polyacetal resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジニアリング樹脂として、重要なポリアセタール樹脂を工業的に得ることに関する。さらに詳しくは、トリオキサンの重合、もしくはトリオキサンと環状ホルマールとの共重合において、均一なる反応系で安定なポリアセタール樹脂を得る改善されたる製造法に関する。 The present invention relates to industrially obtaining an important polyacetal resin as an engineering resin. More particularly, the present invention relates to an improved production method for obtaining a stable polyacetal resin in a uniform reaction system in polymerization of trioxane or copolymerization of trioxane and cyclic formal.
これまで、トリオキサンの重合、あるいはトリオキサンと環状エーテルおよび環状ホルマールの共重合により、ポリアセタール樹脂を得ようとする試みはなされている。特に、安定なポリアセタール樹脂共重合体を得ようとする試みは興味深くなされている。
その例として、これまでの方式では、トリオキサンの重合、もしくは、環状ホルマールとの共重合により、固体状のポリアセタール樹脂コポリマーが生じ、ついで、そのポリマーを粉砕する方式が採用されていた。たとえば、本出願人よりなる特許文献1では、ポリアセタール樹脂コポリマーを微粉砕し、ついで、塩基の水溶液中で触媒を失活する方法を提案している。同じく、本出願人よりなる特許文献2では、連続した重合とそれに続くポリマーの微粉砕、およびそれに連続して続く塩基との接触、およびポリマーの乾燥をすべて連続して行い、それらはいずれも不活性ガス雰囲気中で行うことを提案している。特に、本出願人よりなる後者の方法は、安定したポリアセタール樹脂コポリマーを得るのにもっとも好ましい方式として注目された。しかしながら、固体状のポリマーの微粉砕など、装置的に煩雑である点が問題となった。
Until now, attempts have been made to obtain polyacetal resins by polymerization of trioxane or copolymerization of trioxane with cyclic ether and cyclic formal. In particular, an attempt to obtain a stable polyacetal resin copolymer is interesting.
For example, in the conventional methods, a solid polyacetal resin copolymer is produced by polymerization of trioxane or copolymerization with cyclic formal, and then a method of pulverizing the polymer has been adopted. For example, Patent Document 1 made by the present applicant proposes a method of pulverizing a polyacetal resin copolymer and then deactivating the catalyst in an aqueous base solution. Similarly, in Patent Document 2 made by the present applicant, continuous polymerization, subsequent pulverization of the polymer, subsequent contact with a base, and drying of the polymer are all performed in succession. It is proposed to perform in an active gas atmosphere. In particular, the latter method of the present applicant has been noted as the most preferable method for obtaining a stable polyacetal resin copolymer. However, the problem is that the apparatus is complicated, such as fine pulverization of a solid polymer.
さらにまた、別な方式による安定なポリアセタール樹脂の製法も本出願人から提案されている。例えば、特許文献3では、トリオキサンを単独重合、あるいは1,3−ジオキソランとの共重合において、80℃でニーダーを用いて、トリフルオロメタンスルホン酸(モル比でモノマーに対して5×10−8〜2×10−7の範囲で使用)を重合触媒として用い、得られた粒状ポリアセタール樹脂(またはポリアセタール樹脂コポリマー)にイオン吸着体を添加し、融点以上に加熱し、カチオン性重合触媒を吸着させることを提案している。同様に、特許文献4においても、カチオン活性な重合触媒を用いて得られたポリアセタール樹脂にイオン性吸着体を添加して、カチオン性重合触媒を吸着させることを提案している。
しかしながら、これらの方式は、粒状ポリアセタール樹脂で得られたカチオン性重合触媒の吸着法については明らかにしているが、メルト重合で得られたカチオン性重合触媒の吸着法については明らかにしていない。
Furthermore, another method for producing a stable polyacetal resin has been proposed by the present applicant. For example, in Patent Document 3, trioxane is homopolymerized or copolymerized with 1,3-dioxolane by using a kneader at 80 ° C. to obtain trifluoromethanesulfonic acid (molar ratio of 5 × 10 −8 to 2 × 10 −7 in the range) is used as a polymerization catalyst, an ion adsorbent is added to the obtained granular polyacetal resin (or polyacetal resin copolymer), and heated to the melting point or higher to adsorb the cationic polymerization catalyst. Has proposed. Similarly, Patent Document 4 proposes to add an ionic adsorbent to a polyacetal resin obtained using a cationically active polymerization catalyst to adsorb the cationic polymerization catalyst.
However, these methods clarify the adsorption method of the cationic polymerization catalyst obtained with the granular polyacetal resin, but do not clarify the adsorption method of the cationic polymerization catalyst obtained by melt polymerization.
一方、ポリアセタール樹脂の製造法として、通常は、特許文献3で述べられているように、ポリアセタール樹脂の天井温度(CeilingTemperature:119℃)以下で重合反応が行われ、ニーダー等の重合装置を用いて、粒形もしくは粉体状のポリアセタール樹脂が得られる。
しかしながら、特許文献5では、135〜300℃の温度範囲でトリオキサンを塊状重合させ、重合中に単量体および重合体を溶融状態で存在させることにより、分子量20,000以上のポリアセタール樹脂を得る別な製法を提案している。
また、特許文献6では、トリオキサンとポリアセタール樹脂が重合中に溶融状態である製造法において、スタティックミキサーを使用することを提案している。また、特許文献7では、トリフルオロメタンスルホン酸などのプロトン酸を用いて撹拌を行い、重合する方式を提案している。また、カチオン性重合触媒を失活させるために、ポリマーに対して0.05〜1.0%(w/w)のトリエチルアミンなどの塩基性化合物を用いることを提案している。
これらの溶融状態でポリアセタール樹脂を得る方式は、重合反応時の副反応、および、重合触媒を失活させることの難しさが指摘されている。例えば、特許文献7では、失活化後も数%の不安定末端部が存在することが示されている。
On the other hand, as described in Patent Document 3, as a method for producing a polyacetal resin, a polymerization reaction is usually performed at a temperature below the ceiling temperature of the polyacetal resin (Ceiling Temperature: 119 ° C.), and a polymerization apparatus such as a kneader is used. Thus, a granular or powdery polyacetal resin is obtained.
In Patent Document 5, however, trioxane is mass-polymerized in a temperature range of 135 to 300 ° C., and a monomer and a polymer are present in a molten state during the polymerization to obtain a polyacetal resin having a molecular weight of 20,000 or more. Is proposing a simple manufacturing method.
Patent Document 6 proposes the use of a static mixer in a production method in which trioxane and polyacetal resin are in a molten state during polymerization. Patent Document 7 proposes a polymerization method by stirring using a protonic acid such as trifluoromethanesulfonic acid. In order to deactivate the cationic polymerization catalyst, it is proposed to use 0.05 to 1.0% (w / w) of a basic compound such as triethylamine with respect to the polymer.
It has been pointed out that these methods for obtaining a polyacetal resin in the molten state have side reactions during the polymerization reaction and difficulty in deactivating the polymerization catalyst. For example, Patent Document 7 shows that several% of unstable end portions exist even after inactivation.
また、特許文献7に示されるように、失活剤としてトリエチルアミンなどの揮発性の塩基を使用した場合、未反応のトリオキサンを回収すると、回収トリオキサン中にトリエチルアミンなどが含まれ、重合に使用するにはさらなる精製を必要とする。なお、未反応のトリオキサンは、通常仕込みのトリオキサンに対して、20〜40質量%程度あることが特許文献5、あるいは特許文献7で明らかになっている。
また、特許文献8では、カチオン性重合触媒に過塩素酸を用いて、メルト状態でトリオキサンを重合し、ついでCH3ONa(ナトリウムメトキシド)をポリアセタール樹脂中に分散させたマスターバッチを用い、重合触媒の10倍モル量のCH3ONaを重合反応生成物中に導入し、混和し、10分間中和反応を行い、重合触媒を失活することを提案している。しかしながら、この方式では、中和反応に10分間も要すること、およびCH3ONaとホルムアルデヒドを10分間にわたり高温で接触させるために製品が着色しやすいなどの問題点を有する。また、CH3ONaをポリアセタール樹脂中に分散させても、1分以下の短時間では中和反応が完結しないなどの問題もある。
Further, as shown in Patent Document 7, when a volatile base such as triethylamine is used as a quenching agent, when unreacted trioxane is recovered, triethylamine and the like are contained in the recovered trioxane and used for polymerization. Requires further purification. Note that Patent Document 5 or Patent Document 7 reveals that the unreacted trioxane is about 20 to 40% by mass with respect to the trioxane charged normally.
In Patent Document 8, perchloric acid is used as a cationic polymerization catalyst, trioxane is polymerized in a melt state, and then a master batch in which CH 3 ONa (sodium methoxide) is dispersed in a polyacetal resin is used for polymerization. It has been proposed that CH 3 ONa in an amount 10 times the amount of the catalyst is introduced into the polymerization reaction product, mixed and neutralized for 10 minutes to deactivate the polymerization catalyst. However, this method has problems such as that the neutralization reaction takes 10 minutes and that the product tends to be colored due to the contact between CH 3 ONa and formaldehyde at a high temperature for 10 minutes. Further, there is a problem that even when CH 3 ONa is dispersed in the polyacetal resin, the neutralization reaction is not completed in a short time of 1 minute or less.
従来の方法では、一旦得られた固体状のポリアセタール樹脂コポリマーを粉砕し、ついで塩基と接触し、重合触媒の失活を図っていた。従って、粉砕器等の煩雑な設備が必要となった。そこで、粉砕器等をなくして、より簡便な形態で重合触媒を失活せしめ、不安定部の少ない重合体を得ることが望まれる。
また、トリオキサンを溶融状態で重合する場合、重合装置が簡略であり、粉砕器等の設備が不要である等の工業上のメリットが認められる。しかしながら、失活化後の不安定末端部がまだ満足するレベルにないなどの問題点を持っている。さらに溶融重合法では、未反応のトリオキサンが20〜40質量%あり、その回収工程が煩雑であるなどの問題点がある。
In the conventional method, the solid polyacetal resin copolymer once obtained is pulverized and then contacted with a base to deactivate the polymerization catalyst. Therefore, complicated equipment such as a pulverizer is required. Therefore, it is desired to eliminate the pulverizer and the like to deactivate the polymerization catalyst in a simpler form and obtain a polymer with less unstable parts.
Further, when polymerizing trioxane in a molten state, industrial advantages such as a simple polymerization apparatus and no need for equipment such as a pulverizer are recognized. However, there is a problem that the unstable end after inactivation is not yet at a satisfactory level. Furthermore, in the melt polymerization method, there are 20 to 40% by mass of unreacted trioxane, and the recovery process is complicated.
前記課題を解決するために本発明者らは鋭意検討した結果、以下の簡便で優れた安定性を有するポリアセタール樹脂およびポリアセタール樹脂コポリマーの連続的な製造法を達成するに至った。
すなわち、本発明は下記の通りである。
1.トリオキサンの重合、もしくはトリオキサンと環状ホルマールとの共重合を一般式R1OCH2OR2(R1,R2は炭素数8以下のアルキル基)で示される化合物の存在下で、ヘテロポリ酸、もしくはその酸性塩からなるカチオン性重合触媒を用いて、重合温度を130℃〜200℃とし、加圧条件下で連続的に重合反応を行い、得られた溶融状態の重合体を含む重合反応混合物に、
(1)トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属を含む化合物から選ばれる1種もしくは2種以上と、
(2)トリオキサンに可溶性である混合媒体
とからなる混合物(I)を連続的に添加混合し、ヘテロポリ酸、もしくはその酸性塩からなるカチオン性重合触媒を吸着させることにより触媒活性を失活化させることを特徴とするポリアセタール樹脂の製造方法。
2.上記カチオン性重合触媒を失活せしめた後に、トリオキサンを含む揮発性成分を蒸発させ、この揮発性成分を冷却して液体状態にした後、この液体成分を重合系に回し重合成分として再利用することを特徴とする上記1に記載のポリアセタール樹脂の製造方法。
3.上記トリオキサンに可溶性である塩基性を示す、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物が、ポリエチレングリコールのモノアルキルエーテルのNaアルコラート、あるいはポリエチレングリコールのモノアルキルエーテルのKアルコラート、メトキシフェノールのK(カリウム)塩、ビスフェノールAのNa塩、ビスフェノールAのK塩、n−ブチルリチウムであることを特徴とする上記1又は2に記載のポリアセタール樹脂の製造方法。
4.重合体のポリマー末端に存在する不安定末端を除去する工程を更に有することを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載のポリアセタール樹脂の製造方法。
5.前記(2)のトリオキサンに可溶性である混合媒体がトリオキサン及び/又はポリアセタール樹脂コポリマーからなることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載のポリアセタール樹脂の製造方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently studied, and as a result, achieved the following continuous production method of polyacetal resin and polyacetal resin copolymer having simple and excellent stability.
That is, the present invention is as follows.
1. Polymerization of trioxane or copolymerization of trioxane and cyclic formal in the presence of a compound represented by the general formula R 1 OCH 2 OR 2 (where R 1 and R 2 are alkyl groups having 8 or less carbon atoms), a heteropolyacid, or Using a cationic polymerization catalyst composed of the acidic salt, the polymerization temperature is set to 130 ° C. to 200 ° C., the polymerization reaction is continuously performed under pressure, and the resulting polymerization reaction mixture containing the molten polymer is obtained. ,
(1) one or more selected from compounds containing basic alkali metal and / or alkaline earth metal that is soluble in trioxane;
(2) The mixture (I) comprising a mixed medium soluble in trioxane is continuously added and mixed, and the catalytic activity is deactivated by adsorbing a cationic polymerization catalyst comprising a heteropolyacid or an acid salt thereof. A process for producing a polyacetal resin characterized by the above.
2. After deactivating the cationic polymerization catalyst, the volatile component containing trioxane is evaporated, the volatile component is cooled to a liquid state, and then the liquid component is sent to a polymerization system to be reused as a polymerization component. 2. The method for producing a polyacetal resin as described in 1 above.
3. The compound containing an alkali metal and / or alkaline earth metal which is soluble in trioxane is a sodium alcoholate of polyethylene glycol monoalkyl ether, K alcoholate of polyethylene glycol monoalkyl ether, K of methoxyphenol 3. The method for producing a polyacetal resin according to the above 1 or 2, which is (potassium) salt, Na salt of bisphenol A, K salt of bisphenol A, or n-butyllithium.
4). 4. The method for producing a polyacetal resin according to any one of the above 1 to 3, further comprising a step of removing an unstable terminal present at a polymer terminal of the polymer.
5. 5. The method for producing a polyacetal resin according to any one of 1 to 4 above, wherein the mixed medium soluble in trioxane (2) comprises trioxane and / or a polyacetal resin copolymer.
本発明は、熱安定性の高いポリアセタール樹脂の連続的な製造方法を提供する。この方式は、ポリアセタール樹脂の製造方法として有用である。 The present invention provides a continuous process for producing a polyacetal resin having high thermal stability. This method is useful as a method for producing a polyacetal resin.
本発明について、以下、具体的に説明する。
本発明では、トリオキサンの重合、もしくはトリオキサンと環状ホルマールとの共重合を、一般式R1OCH2OR2(R1,R2は、炭素数8以下のアルキル基)で示される化合物の存在下で、カチオン性重合触媒を用いて、重合温度を130℃〜200℃とし、加圧条件下で連続的に重合反応を行い、溶融状態であるトリオキサンおよび重合体を含む重合反応混合物を得る。なお、ここで、溶融状態であるトリオキサンおよび重合体を含む重合反応混合物には、一部に結晶化したポリアセタール樹脂、もしくはポリアセタール樹脂コポリマーを含んでいても良い。本発明の溶融状態とは、重合反応混合物が流動状態であることを意味している。
本発明で用いるトリオキサンは、高度に精製されている必要がある。水、メタノール、ギ酸等のポリマー末端にOH基を誘導する不純物の含有量は、トータルで30ppm以下、好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは3ppm以下である。
The present invention will be specifically described below.
In the present invention, polymerization of trioxane or copolymerization of trioxane and cyclic formal is performed in the presence of a compound represented by the general formula R 1 OCH 2 OR 2 (where R 1 and R 2 are alkyl groups having 8 or less carbon atoms). Then, using a cationic polymerization catalyst, the polymerization temperature is set to 130 ° C. to 200 ° C., and the polymerization reaction is continuously carried out under a pressurized condition to obtain a polymerization reaction mixture containing trioxane and a polymer in a molten state. Here, the polymerization reaction mixture containing trioxane and a polymer in a molten state may contain a partially crystallized polyacetal resin or polyacetal resin copolymer. The molten state of the present invention means that the polymerization reaction mixture is in a fluid state.
The trioxane used in the present invention needs to be highly purified. The total content of impurities such as water, methanol, and formic acid that induce OH groups at the polymer ends is 30 ppm or less, preferably 10 ppm or less, and more preferably 3 ppm or less.
また、分子量調節剤として使用するR1OCH2OR2で示される化合物(ただし、ここでR1、R2、は炭素数8以下のアルキル基とする。)は、通常はメチラール、ブチラールが好ましい。中でも特に、メチラールが好ましい。メチラールの添加量は、通常はトリオキサン1モルに対して、0.1×10−3モルから6×10−3モルの範囲で用いられる。重合温度は130℃から200℃で使用されるが、通常は130℃から180℃が好ましい。更に好ましくは、130℃から150℃の温度範囲である。重合時の圧力は、1.5barから200barの範囲で適宜選択する。好ましくは、2barから100barの範囲である。
また、共重合体のコモノマーとしての環状ホルマールとしては、1,3−ジオキソラン、1,4−ブタンジオールホルマールなどが好ましい。通常これらのコモノマーは、トリオキサン1モルに対して1×10−3モルから1×10−1モルの範囲で使用される。
Further, the compound represented by R 1 OCH 2 OR 2 used as a molecular weight regulator (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 8 or less carbon atoms) is usually preferably methylal or butyral. . Of these, methylal is particularly preferable. The amount of methylal added is usually in the range of 0.1 × 10 −3 mol to 6 × 10 −3 mol with respect to 1 mol of trioxane. The polymerization temperature is 130 ° C to 200 ° C, but usually 130 ° C to 180 ° C is preferable. More preferably, the temperature range is from 130 ° C to 150 ° C. The pressure during the polymerization is appropriately selected within the range of 1.5 bar to 200 bar. Preferably, it is in the range of 2 bar to 100 bar.
Further, as the cyclic formal as a comonomer of the copolymer, 1,3-dioxolane, 1,4-butanediol formal and the like are preferable. Usually, these comonomers are used in the range of 1 × 10 −3 mol to 1 × 10 −1 mol with respect to 1 mol of trioxane.
本発明で用いられるヘテロポリ酸の例は特公平7−37504号公報に詳細に述べられており、一般式は、下記の(A)式で示される。
Hx[Mm・M‘nOp]yH2O ・・・・(A)
(ただし、Mは、P、Siより選ばれた1種、または2種の元素からなる中心元素を示す。
また、M‘は、W、Mo、Vより選ばれた1種以上の配位元素を示す。
また、mは1〜10、nは6〜40、pは10〜100、xは1以上の整数、yは0〜50である。)
Examples of the heteropolyacid used in the present invention are described in detail in JP-B-7-37504, and the general formula is represented by the following formula (A).
Hx [Mm · M′nOp] yH 2 O (A)
(However, M represents a central element composed of one or two elements selected from P and Si.
M ′ represents one or more coordination elements selected from W, Mo, and V.
M is 1 to 10, n is 6 to 40, p is 10 to 100, x is an integer of 1 or more, and y is 0 to 50. )
本発明のヘテロポリ酸の具体例は、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、ケイタングストテン酸、ケイモリブドタングステン酸、ケイモリブドタングステン酸、ケイモリブドタングステントバナジン酸などである。中でも、好ましいヘテロポリ酸は、ケイモリブデン酸、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステン酸などである。通常は、トリオキサン及び環状ホルマールの総量に対して、0.01〜10質量ppmの範囲で使用される。 Specific examples of the heteropolyacids of the present invention include phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, phosphomolybdotungstic acid, phosphomolybdovanadic acid, phosphomolybdotungstovanadic acid, cytungstotenic acid, xymolybdotungstic acid, and cimorib Detungstic acid, silicoribed tungsten tovanadate, and the like. Among them, preferred heteropolyacids are silicomolybdic acid, silicotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid and the like. Usually, it is used in the range of 0.01 to 10 mass ppm with respect to the total amount of trioxane and cyclic formal.
上記ヘテロポリ酸は、生成重合体の分子量に対して大きな影響を及ぼす為に、溶媒に希釈した状態で用いることが好ましい。ヘテロポリ酸を希釈する溶媒は、重合に悪影響を及ぼさない有機溶媒であるエーテル類や環状エーテル類である。例えば、n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、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、ジオキサン、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどである。ヘテロポリ酸は、メチラールに溶解して用いることも可能であり、モノマーと重合触媒をできるだけ迅速に均一に混合し、しかる後に重合反応が生じ、反応系の粘度が上昇することが好ましい。なお、ヘテロポリ酸と結合している結晶水は、高温で加熱処理により逃散させて使用することも可能であるが、使用するエーテル類に溶解できる範囲内で逃散させて用いる方が便利である。重合反応と同時に生じる好ましくない副反応を制御するためにも、重合反応機内の反応物滞留時間の分布は均一であることが好ましい。そのために、通常重合反応はパイプ型リアクターで行われる。重合反応の滞留時間は、0.1〜10分、好ましくは、0.3〜5分、特に好ましくは、0.5〜2分である。このような溶融重合は、通常50気圧程度の圧力下で行われる。また、トリオキサンの40〜70質量%が重合体に変換する。時には、80質量%近くが変換する場合もある。 The heteropolyacid is preferably used in a state diluted with a solvent in order to greatly influence the molecular weight of the produced polymer. Solvents for diluting the heteropolyacid are ethers and cyclic ethers which are organic solvents that do not adversely affect the polymerization. For example, n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dioxane, oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like. The heteropolyacid can be used by being dissolved in methylal, and it is preferable that the monomer and the polymerization catalyst are mixed uniformly as quickly as possible, and then the polymerization reaction occurs to increase the viscosity of the reaction system. The crystal water bonded to the heteropolyacid can be used after being escaped by heat treatment at a high temperature. However, it is more convenient to use it after it is dissolved in the ethers to be used. In order to control undesirable side reactions that occur simultaneously with the polymerization reaction, it is preferable that the distribution of reactant residence times in the polymerization reactor is uniform. For this purpose, the polymerization reaction is usually carried out in a pipe reactor. The residence time of the polymerization reaction is 0.1 to 10 minutes, preferably 0.3 to 5 minutes, and particularly preferably 0.5 to 2 minutes. Such melt polymerization is usually performed under a pressure of about 50 atm. Moreover, 40-70 mass% of trioxane is converted into a polymer. Sometimes, 80% by mass is converted.
このようにして得られた溶融状態のトリオキサンとポリアセタール樹脂コポリマーを含む溶融状態の重合反応混合物に、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物から選ばれる1種もしくは2種以上を連続的に添加混合する。本発明において、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物は、トリオキサンに可溶性である混合媒体とからなる混合物(I)として添加することが重要である。 The molten polymerization reaction mixture containing the molten trioxane and the polyacetal resin copolymer thus obtained is selected from a compound containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal which is basic and soluble in trioxane. A seed or two or more kinds are continuously added and mixed. In the present invention, it is important to add a compound containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal which is basic and soluble in trioxane as a mixture (I) composed of a mixed medium soluble in trioxane.
本発明において、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物とは、ブチルリチウム、ナフタレンのNa錯体、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルのKアルコラート、メトキシフェノールのNa塩、メトキシフェノールのK塩、ビスフェノールAのNa塩、ビスフェノールAのK塩、グリニア試薬類、アルキルマグネシウム、アルキル亜鉛などであり、中でも好ましくは、ポリエチレングリコールのモノアルキルエーテルのNaアルコラート、あるいはポリエチレングリコールのモノアルキルエーテルのKアルコラート、メトキシフェノールのK(カリウム)塩、ビスフェノールAのNa塩、ビスフェノールAのK塩、n―ブチルリチウムなどである。 In the present invention, the compound containing alkali metal and / or alkaline earth metal that is soluble in trioxane is a compound containing butyl lithium, naphthalene Na complex, tetraalkylene glycol monomethyl ether Na alcoholate, tetraethylene glycol monomethyl ether K alcoholate, Na salt of methoxyphenol, K salt of methoxyphenol, Na salt of bisphenol A, K salt of bisphenol A, Grignard reagents, alkylmagnesium, alkylzinc, etc. Among them, monoalkyl of polyethylene glycol is preferable. Na alcoholate of ether, or K alcoholate of monoalkyl ether of polyethylene glycol, K (potassium) salt of methoxyphenol, Na salt of bisphenol A, bisphenol K salt, and the like n- butyllithium.
トリオキサンに可溶性を示す混合媒体とは、トリオキサン自体、本重合反応条件下の温度においてトリオキサンに可溶な化合物、又はその両者の混合物からなる混合媒体であるとの意味であり、好ましい混合媒体として、トリオキサンそのもの、あるいはポリアセタール樹脂、またはポリアセタール樹脂コポリマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられ、分子中に活性水素を持たない混合媒体が好ましい。或いは、活性水素を有していても、その活性水素の量は質量にして、物質の1/100以下、あるいは1/500以下が好ましい。特に好ましい混合媒体は、トリオキサン、ポリアセタール樹脂コポリマー、或いはトリオキサンとポリアセタール樹脂コポリマーの混合物である。 The mixed medium that is soluble in trioxane means that trioxane itself, a compound that is soluble in trioxane at the temperature under the present polymerization reaction conditions, or a mixed medium composed of a mixture of both, Examples include trioxane itself, polyacetal resin, polyacetal resin copolymer, polyethylene glycol, polyethylene glycol dimethyl ether, and the like, and a mixed medium having no active hydrogen in the molecule is preferable. Or even if it has active hydrogen, the amount of the active hydrogen is preferably 1/100 or less, or 1/500 or less of the substance in mass. Particularly preferred mixing media are trioxane, polyacetal resin copolymers, or a mixture of trioxane and polyacetal resin copolymers.
1つの例として、トリオキサン50質量%とポリアセタール樹脂コポリマー50質量%とからなる混合物に、塩基性のアルカリ金属化合物を添加し、均一に溶融もしくは分散させた混合物(I)として使用される。トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物と上記混合媒体との混合方法は、特に制限するものではないが、好ましくは攪拌羽根等の攪拌機能を有する混合槽に混合媒体を定量フィーダー等で連続フィードし、混合媒体の融点以上の温度で加熱・加圧条件下で液体状態とする。液体状態になった混合媒体に、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物を所定の濃度になるまで攪拌しながら連続フィードし、混合媒体中にトリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物を均一分散させる。一般的には、スタティックミキサーなどの混和性の良い装置を用いて均一分散させても良い。得られたトリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物の混合物(I)を、カチオン性重合触媒の失活化に用いる。なお、本発明において使用されるトリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物の添加量は、生成重合体に対して、生成重合体に対して、0.001質量%以上1.0質量%以下の範囲である。好ましくは、0.001質量%以上0.5質量%以下の範囲である。更に好ましくは、0.001質量%以0.1質量%以下の範囲である。 As one example, a basic alkali metal compound is added to a mixture of 50% by mass of trioxane and 50% by mass of a polyacetal resin copolymer, and the mixture (I) is uniformly melted or dispersed. The mixing method of the alkali metal or alkaline earth metal compound that is soluble in trioxane and the above mixing medium is not particularly limited, but preferably in a mixing tank having a stirring function such as a stirring blade. The mixed medium is continuously fed with a quantitative feeder or the like, and is brought into a liquid state under heating and pressurizing conditions at a temperature equal to or higher than the melting point of the mixed medium. A compound containing an alkali metal or alkaline earth metal that is soluble in trioxane is continuously fed to the mixed medium in a liquid state while stirring until a predetermined concentration is reached, and is soluble in trioxane in the mixed medium. A compound containing an alkali metal or alkaline earth metal showing a certain basicity is uniformly dispersed. In general, it may be uniformly dispersed using a miscible apparatus such as a static mixer. The obtained mixture (I) of the compound containing alkali metal and alkaline earth metal that is soluble in trioxane and is basic is used to deactivate the cationic polymerization catalyst. In addition, the addition amount of the compound containing an alkali metal or alkaline earth metal that is soluble in trioxane and used in the present invention is 0.001% by mass with respect to the produced polymer. % Or more and 1.0 mass% or less. Preferably, it is the range of 0.001 mass% or more and 0.5 mass% or less. More preferably, it is the range of 0.001 mass% or more and 0.1 mass% or less.
このようにして、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物で吸着・失活されたカチオン性重合触媒を有するトリオキサン、重合体生成物、ホルムアルデヒドを含む重合反応生成物は、次の工程に回される。なお、カチオン性重合触媒の吸着工程は、押出し機での混練操作、あるいはスタティックミキサーなど、カチオン性重合触媒とトリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物とがより混和性の良い状態で行っても良い。
本発明の次工程とは、重合反応混合物からトリオキサンなどの未反応の揮発性成分を除く工程である。また、重合反応混合物中の重合体の不安定部を、塩基性物質を添加して熱分解、あるいは加水分解、アルコール分解し、ついで揮発性成分を除去する工程も含まれる。
In this way, trioxane having a cationic polymerization catalyst adsorbed and deactivated with a compound containing basic alkali metal and / or alkaline earth metal that is soluble in trioxane, a polymer product, and polymerization containing formaldehyde The reaction product is passed on to the next step. In addition, the adsorption process of the cationic polymerization catalyst is a kneading operation in an extruder or a compound containing an alkaline metal and / or an alkaline earth metal that is basic and soluble in the trioxane, such as a static mixer. May be carried out in a more miscible state.
The next step of the present invention is a step of removing unreacted volatile components such as trioxane from the polymerization reaction mixture. Also included is a step of adding a basic substance to the unstable part of the polymer in the polymerization reaction mixture to thermally decompose, hydrolyze, or decompose alcohol and then remove volatile components.
揮発性成分の除去工程は、トリオキサン、ホルムアルデヒドなどの揮発性成分を重合体生成物から除去する工程であり、温度は170〜250℃に保たれ、トリオキサン、ホルムアルデヒドなどを除去する。揮発性成分の除去効率を高める為には、溶融相の表面積(溶融相/気相の界面)を大きくする装置が望ましく、望ましい装置の例としては、単軸押出機、多軸押出機、フラッシュポットなどである。ここで蒸発した揮発性成分は冷却され、トリオキサン、ホルムアルデヒドを含む液体状態となる。このトリオキサンを含む回収された液体は、再度重合系にリサイクル使用される。なお、冷却にあたり、冷却器表面に析出物が生じるのを防ぐために、冷却器の表面の温度は100℃以上であるのが望ましい。また、揮発性成分の液体化にあたり、すべてを液体化する場合もあれば、一部ガス状のホルムアルデヒドを液体化せずにホルムアルデヒド吸収系に導く場合もある。 The volatile component removing step is a step of removing volatile components such as trioxane and formaldehyde from the polymer product, and the temperature is maintained at 170 to 250 ° C. to remove trioxane and formaldehyde. In order to increase the removal efficiency of volatile components, an apparatus that increases the surface area of the melt phase (the interface between the melt phase and the gas phase) is desirable. Such as a pot. The volatile component evaporated here is cooled to a liquid state containing trioxane and formaldehyde. The recovered liquid containing this trioxane is recycled again in the polymerization system. In order to prevent precipitation on the surface of the cooler during cooling, it is desirable that the temperature of the surface of the cooler be 100 ° C. or higher. Further, when volatile components are liquefied, all of them may be liquefied, or some gaseous formaldehyde may be led to a formaldehyde absorption system without liquefying.
揮発性成分が除去された溶融状態の重合体は必要により、次なる工程に回して、更に減圧条件下で微量の残存する揮発性成分を除去することもできる。あるいは、重合体のポリマー末端に存在する不安定部を除去する工程にかけることもできる。
重合体のポリマー末端に存在する不安定部を除去する工程は、パイプ型リアクターの重合反応機の重合体排出部に同型のパイプ型リアクターを設け、このパイプ型リアクターを170〜230℃に加熱し、トリエチルアミン水溶液或いはトリエチルアミン/メタノール溶液などの塩基性物質を供給し、重合体を加熱処理することにより、ポリマー末端に存在する不安定部を分解除去する。又は、パイプ型リアクターの重合反応機の重合体排出部に、従来公知の溶融混合装置、例えば単軸スクリュー式連続押出し混練機、コニーダー、2軸スクリュー式連続押出し混練装置を設けることも可能である。
If necessary, the polymer in a molten state from which volatile components have been removed can be transferred to the next step to further remove a trace amount of remaining volatile components under reduced pressure conditions. Alternatively, it can be subjected to a step of removing an unstable portion present at the polymer terminal of the polymer.
The process of removing the unstable part present at the polymer end of the polymer is carried out by providing a pipe reactor of the same type in the polymer discharge part of the polymerization reactor of the pipe reactor, and heating the pipe reactor to 170-230 ° C. Then, a basic substance such as a triethylamine aqueous solution or a triethylamine / methanol solution is supplied, and the polymer is heated to decompose and remove unstable portions present at the ends of the polymer. Alternatively, a conventionally known melt mixing device such as a single-screw continuous extrusion kneader, a kneader, or a twin-screw continuous extrusion kneader can be provided in the polymer discharge portion of the polymerization reactor of the pipe reactor. .
以下、実施例で本発明の主旨を説明するが、この発明の範囲を限定するものではない。[実施例1]
1,3−ジオキソラン5モル%を溶解したトリオキサン溶融物を、外側のジャケットが135℃に加熱されたパイプ型リアクターに、毎時5kgで連続的に供給した。パイプ型リアクター内は、スタティックミキサーで内容物を均一に混合されるようになっている。パイプ型リアクターは、前段混合部分、主重合部分、および触媒失活部分の3部より構成されている。このパイプ型リアクターに600ppmのリンタングステン酸を含有するメチラールを、連続的に毎時8.4g供給した。なお、1,3−ジオキソラン5モル%を溶解したトリオキサン溶融物と600ppmのリンタングステン酸を含有するメチラールは、パイプ型リアクターの前段混合部で均一に混合され、そのまま次の重合部分に供給され、パイプ型リアクター内で重合反応を行った。前段の触媒混合および重合反応は135℃とした。パイプ型ブリアクター内での重合部分の反応混合物の平均滞留時間は1分であった。
Hereinafter, the gist of the present invention will be described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto. [Example 1]
A trioxane melt in which 5 mol% of 1,3-dioxolane was dissolved was continuously fed at 5 kg / h to a pipe reactor having an outer jacket heated to 135 ° C. In the pipe reactor, the contents are uniformly mixed by a static mixer. The pipe type reactor is composed of three parts, a pre-mixing part, a main polymerization part, and a catalyst deactivation part. To this pipe reactor, 8.4 g of methylal containing 600 ppm of phosphotungstic acid was continuously supplied. The trioxane melt containing 5 mol% of 1,3-dioxolane and methylal containing 600 ppm of phosphotungstic acid are uniformly mixed in the previous mixing section of the pipe reactor and supplied to the next polymerization section as it is. The polymerization reaction was carried out in a pipe reactor. The catalyst mixing and polymerization reaction in the previous stage were set to 135 ° C. The average residence time of the reaction mixture in the polymerization portion in the pipe type reactor was 1 minute.
次に、この重合反応混合物に0.1質量%のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートを含む135℃のトリオキサンからなる混合物(I)を、毎時10g連続的にパイプ型リアクターに供給した。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)重合反応混合物とトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートを含む135℃のトリオキサンからなる混合物(I)を均一に混合し、カチオン性重合触媒の触媒活性を失活化させた。なお、触媒失活部の平均滞留時間は30秒である。
次に、このトリオキサン、ホルムアルデヒド、重合体を含む重合反応混合物をジャケット温度180℃に加熱した熱管を通して加熱し、内温を180℃に維持したフラッシュポットに導入して、ホルムアルデヒド、トリオキサンを含む揮発性成分を蒸発させた。さらに、溶融状態の重合体を2軸の押出機に導入し、220℃の樹脂温度で、減圧条件下でさらに揮発性成分を除去し、毎時3.5kgのポリアセタール樹脂コポリマーを得た。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
Next, a mixture (I) composed of trioxane at 135 ° C. containing Na alcoholate of 0.1% by mass of triethylene glycol monomethyl ether was continuously fed to the pipe reactor at 10 g per hour. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropolyacid.) The mixture (I) consisting of the polymerization reaction mixture and the trioxane at 135 ° C. containing the sodium alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether was homogeneous. And the catalytic activity of the cationic polymerization catalyst was deactivated. The average residence time of the catalyst deactivation part is 30 seconds.
Next, this polymerization reaction mixture containing trioxane, formaldehyde and polymer is heated through a heat tube heated to a jacket temperature of 180 ° C. and introduced into a flash pot whose internal temperature is maintained at 180 ° C., and volatile containing formaldehyde and trioxane. The ingredients were evaporated. Further, the polymer in a molten state was introduced into a twin-screw extruder, and volatile components were further removed under a reduced pressure condition at a resin temperature of 220 ° C. to obtain 3.5 kg of a polyacetal resin copolymer per hour. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[比較例1]
実施例1において、トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物をCH3ONaに変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。なお、CH3ONaのトリオキサン中の濃度は、0.029質量%とし、トリオキサンとの混合物(I)の供給量は、毎時10gとした。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の97.2質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、43g/10minであった。
これらの結果からCH3ONaは、トリオキサンへの溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活化がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the same operation as Example 1 was performed except having changed the compound containing the basic alkali metal and / or alkaline earth metal which is soluble in trioxane into CH 3 ONa. The concentration of CH 3 ONa in trioxane was 0.029% by mass, and the supply amount of the mixture (I) with trioxane was 10 g per hour. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropoly acid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 97.2% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 43 g / 10 min.
These results indicate that CH 3 ONa has a poor solubility in trioxane, and thus the cationic polymerization catalyst cannot be deactivated successfully.
[比較例2]
実施例1において、混合物(I)の混合媒体をトリオキサンに溶解しない流動パラフィンに変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の92.2質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、87g/10minであった。
これらの結果から、流動パラフィンはトリオキサンへの溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活化がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the same operation as Example 1 was performed except having changed the mixed medium of mixture (I) into the liquid paraffin which does not melt | dissolve in trioxane. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 92.2% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 87 g / 10 min.
These results indicate that liquid paraffin has poor solubility in trioxane, so that the cationic polymerization catalyst cannot be deactivated successfully.
[実施例2]
実施例1において、重合反応混合物中のカチオン性重合触媒を失活させた後、フラッシュポットから蒸発させたトリオキサンを含む揮発性成分を120℃加圧条件下で液化させ、ついで、液化物を再度135℃でリサイクルさせた。なお、ここでは、カチオン性重合触媒およびカチオン性重合触媒の失活剤は、次の通りに変更した。
600ppmのリンタングステン酸を含有するメチラールを連続的に毎時11g供給し、0.1重量%のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートを含む135℃のトリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属、アルカリ土類金属を含む化合物とトリオキサンからなる混合物(I)を、毎時13g連続的にパイプ型リアクターに供給した。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)その他は、実施例1と同様の装置を用いた。この重合体を、230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 2]
In Example 1, after deactivating the cationic polymerization catalyst in the polymerization reaction mixture, the volatile component containing trioxane evaporated from the flash pot was liquefied under a pressurized condition at 120 ° C., and then the liquefied product was again recycled. Recycled at 135 ° C. Here, the cationic polymerization catalyst and the deactivator of the cationic polymerization catalyst were changed as follows.
Alkaline metal, alkali, which is basic and soluble in trioxane at 135 ° C., containing 11 ppm per hour of methylal containing 600 ppm phosphotungstic acid and containing 0.1 wt% of triethylene glycol monomethyl ether Na alcoholate A mixture (I) comprising a compound containing an earth metal and trioxane was continuously fed to a pipe reactor at 13 g / h. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropolyacid.) Other than that, the same apparatus as in Example 1 was used. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[比較例3]
実施例2において、混合物(I)のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートをCH3ONaに変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。なお、CH3ONaのトリオキサン中の濃度は、0.029質量%とし、供給量は毎時13gとした。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の97.0質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、46g/10minであった。
これらの結果からCH3ONaは、トリオキサンへの溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活化がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 3]
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed, except that Na alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether in the mixture (I) was changed to CH 3 ONa. The concentration in the trioxane CH 3 ONa is a 0.029 wt%, the supply amount was per hour 13 g. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropoly acid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 97.0% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 46 g / 10 min.
These results indicate that CH 3 ONa has a poor solubility in trioxane, and thus the cationic polymerization catalyst cannot be deactivated successfully.
[実施例3]
実施例2において、トリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートの溶液を、135℃のトリオキサンから145℃のトリオキサン/ポリアセタール樹脂コポリマー(50/50質量比)に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 3]
In Example 2, the same procedure as in Example 2 was followed, except that the solution of Na alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether was changed from trioxane at 135 ° C. to a trioxane / polyacetal resin copolymer (50/50 mass ratio) at 145 ° C. Went. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[比較例4]
実施例3において、混合物(I)のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNa
アルコラートをCH3ONaに変更した以外は、実施例3と同様の操作を行った。なお、CH3ONaのトリオキサン/ポリアセタール樹脂コポリマー中の濃度は0.029質量%とし、供給量は毎時13gとした。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の96.8質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、47g/10minであった。
これらの結果からCH3ONaは、トリオキサンへの溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活化がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 4]
In Example 3, Na of triethylene glycol monomethyl ether of mixture (I)
The same operation as in Example 3 was performed except that the alcoholate was changed to CH 3 ONa. The concentration of CH 3 ONa in the trioxane / polyacetal resin copolymer was 0.029% by mass, and the supply amount was 13 g / hour. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropoly acid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 96.8% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 47 g / 10 min.
These results indicate that CH 3 ONa has a poor solubility in trioxane, and thus the cationic polymerization catalyst cannot be deactivated successfully.
[比較例5]
実施例3において、混合物(I)の混合媒体を流動パラフィン/ポリエチレン(50/50質量比)に変更した以外は、実施例3と同様の操作を行った。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の91.6質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、89g/10minであった。
これらの結果から、混合物(I)の混合媒体が流動パラフィン/ポリエチレンでは、トリオキサンへの溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 5]
In Example 3, the same operation as in Example 3 was performed except that the mixing medium of the mixture (I) was changed to liquid paraffin / polyethylene (50/50 mass ratio). The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 91.6% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 89 g / 10 min.
These results indicate that when the mixture medium of the mixture (I) is liquid paraffin / polyethylene, the cationic polymerization catalyst cannot be deactivated due to poor solubility in trioxane.
[実施例4]
実施例2において、混合物(I)のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートをメトキシフェノールのK(カリウム)塩とし、混合媒体を135℃のトリオキサンから180℃のポリアセタール樹脂コポリマー(mp:165℃、メルトインデックス:80g/10min)に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。なお、メトキシフェノールK塩のポリアセタール樹脂コポリマー中に含まれる濃度は、0.09質量%であり、毎時13g連続的に供給した。(なお、ここで供給するK塩は、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.5質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 4]
In Example 2, Na alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether of mixture (I) was K (potassium) salt of methoxyphenol, and the mixing medium was polyacetal resin copolymer (mp: 165 ° C., melt at 135 ° C. to 180 ° C.) The same operation as in Example 2 was performed except that the index was changed to 80 g / 10 min. In addition, the density | concentration contained in the polyacetal resin copolymer of a methoxyphenol K salt is 0.09 mass%, and 13 g / h was supplied continuously. (The K salt supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropolyacid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.5% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[比較例6]
実施例4において、混合物(I)のメトキシフェノールのK(カリウム)塩をCH3ONaに変更した以外は、実施例4と同様の操作を行った。CH3ONaのポリアセタール樹脂コポリマー中の濃度は、0.029質量%とし、混合物(I)の供給量は、毎時13gとした。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の96.5質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、49g/10minであった。
これらの結果から、CH3ONaは、重合反応系に対する溶解性が乏しい為にカチオン性重合触媒の失活がうまくいかないことを示している。
[Comparative Example 6]
The same operation as in Example 4 was performed except that the K (potassium) salt of methoxyphenol in the mixture (I) was changed to CH 3 ONa in Example 4. The concentration of CH 3 ONa in the polyacetal resin copolymer was 0.029% by mass, and the supply amount of the mixture (I) was 13 g per hour. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropoly acid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 96.5% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 49 g / 10 min.
From these results, it is shown that CH 3 ONa has a poor solubility in the polymerization reaction system, so that the deactivation of the cationic polymerization catalyst is not successful.
[実施例5]
実施例2において、使用した重合触媒をリンタングステン酸の代わりにリンモリブデン酸に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。なお、リンモリブデン酸のメチラール中の濃度は290ppmとした。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、27g/10minであった。
[Example 5]
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed except that the polymerization catalyst used was changed to phosphomolybdic acid instead of phosphotungstic acid. The concentration of phosphomolybdic acid in methylal was 290 ppm. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 27 g / 10 min.
[実施例6]
実施例2において、使用したトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートとトリオキサンからなる混合物(I)の代わりに、n−ブチルリチウムとトリオキサンとからなる混合物(I)に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。なお、ここでのn−ブチルリチウムは、0.034質量%のトリオキサン混合物とした。(なお、ここで供給するn−ブチルリチウムは、ヘテロポリ酸のプロトンの10倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 6]
In Example 2, instead of the mixture (I) consisting of Na alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether and trioxane used in Example 2, the mixture (I) consisting of n-butyllithium and trioxane was changed to Example 2 and The same operation was performed. Here, n-butyllithium was a 0.034 mass% trioxane mixture. (The n-butyllithium supplied here corresponds to 10 moles of the proton of the heteropolyacid.) This polymer was heated at 230 ° C. for 60 minutes under vacuum.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[実施例7]
実施例2において、使用したトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートとトリオキサンからなる混合物(I)を、毎時5gの供給量に変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、ヘテロポリ酸のプロトンの5倍モルに相当する。)この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 7]
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed, except that the mixture (I) composed of Na alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether and trioxane used was changed to a supply amount of 5 g per hour. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 5 moles of the proton of the heteropoly acid.) The polymer was heated under a vacuum of 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[実施例8]
実施例1のパイプ型リアクターの重合触媒失活部に引き続いて、末端不安定部除去部をつけ、混合物(I)の添加までの工程は、実施例1と同様の操作を行い、カチオン性重合触媒の失活化を行った。重合触媒失活部の平均滞留時間は、30秒であった。
次に、この溶融状態の重合反応混合物を、180℃に加熱されたパイプ型リアクターよりなる末端不安定部の除去工程部に導入した。この工程の入り口に、毎時5gのトリエチルアミン/水(1/4質量比)を供給した。末端不安定部の除去工程部の滞留時間は10分であった。ここで得られた溶融状態の重合反応混合物を2軸の押出機に導入し、ホルムアルデヒド及びトリオキサンを含む揮発性成分を減圧条件下で除去し、ポリアセタール樹脂コポリマーを得た。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.9質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 8]
Subsequent to the polymerization catalyst deactivation part of the pipe type reactor of Example 1, the process until the terminal unstable part removing part and the addition of the mixture (I) were carried out in the same manner as in Example 1, and cationic polymerization was performed. The catalyst was deactivated. The average residence time of the polymerization catalyst deactivated part was 30 seconds.
Next, this molten polymerization reaction mixture was introduced into a terminal unstable portion removing step portion comprising a pipe reactor heated to 180 ° C. At the entrance of this step, 5 g of triethylamine / water (1/4 mass ratio) was supplied per hour. The residence time of the terminal unstable portion removal step was 10 minutes. The molten polymerization reaction mixture thus obtained was introduced into a twin-screw extruder, and volatile components including formaldehyde and trioxane were removed under reduced pressure conditions to obtain a polyacetal resin copolymer. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.9% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[実施例9]
実施例2の未反応トリオキサンの除去・回収部に引き続いて、末端不安定部除去部をつけた。この溶融状態の重合反応混合物を、180℃に加熱されたパイプ型リアクターよりなる末端不安定部の除去工程部に導入した。この工程の入り口に、毎時6gのトリエチルアミンを供給した。末端不安定部の除去工程部の滞留時間は7分であった。ここで得られた溶融状態の重合反応混合物を2軸の押出機に導入し、ホルムアルデヒド、トリオキサンを含む揮発性成分を減圧条件下で除去し、ポリアセタール樹脂コポリマーを得た。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.9質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 9]
Subsequent to the removal / recovery part of unreacted trioxane of Example 2, a terminal unstable part removing part was attached. This molten polymerization reaction mixture was introduced into a terminal unstable portion removing step portion comprising a pipe reactor heated to 180 ° C. At the entrance of this process, 6 g of triethylamine was supplied every hour. The residence time in the removal process part of the terminal unstable part was 7 minutes. The molten polymerization reaction mixture obtained here was introduced into a twin-screw extruder, and volatile components including formaldehyde and trioxane were removed under reduced pressure conditions to obtain a polyacetal resin copolymer. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.9% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[実施例10]
実施例9のトリエチルアミンの代わりに、トリエチルアミン/水(1/4質量比)に変更した以外は、実施例9と同様の操作を行った。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.9質量%であり、190℃でのメルトインデクッス値は、20g/10minであった。
[Example 10]
The same operation as in Example 9 was performed except that triethylamine / water (1/4 mass ratio) was used instead of triethylamine in Example 9. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.9% by mass before heating, and the melt index value at 190 ° C. was 20 g / 10 min.
[実施例11]
トリオキサン溶融物を、外側のジャケットが135℃に加熱されたパイプ型リアクターに毎時5kgで連続的に供給した。パイプ型リアクター内はスタティックミキサーで内容物が均一に混合されるようになっている。パイプ型リアクターは、前段混合部分、主重合部分、および触媒失活部分の3部より構成されている。また、このパイプ型リアクターに600ppmのリンタングステン酸を含有するメチラールを連続的に毎時11g供給した。なおトリオキサン溶融物と600ppmのリンタングステン酸を含有するメチラールは、パイプ型リアクターの前段混合部で混合され、次の重合部分に供給されパイプ型リアクター内で重合反応を行った。前段の重合触媒の混合および重合反応は、135℃とした。
次に、この重合反応混合物に0.1質量%のトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNaアルコラートを含む135℃のトリオキサンとの混合物(I)、毎時13g連続的にパイプ型リアクターに供給した。(なお、ここで供給するNaアルコラートは、リンタングステン酸のプロトンの10倍モルに相当する。)重合反応混合物とトリエチレングリコールモノメチルエーテルのNa(ナトリウム)アルコラートを含む135℃のトリオキサンとの混合物(I)は均一混合され、カチオン性重合触媒の触媒活性を失活化させた。
[Example 11]
The trioxane melt was continuously fed at 5 kg per hour to a pipe reactor whose outer jacket was heated to 135 ° C. The contents of the pipe reactor are mixed uniformly by a static mixer. The pipe type reactor is composed of three parts, a pre-mixing part, a main polymerization part, and a catalyst deactivation part. Further, 11 g of methylal containing 600 ppm of phosphotungstic acid was continuously supplied to this pipe type reactor. In addition, the trioxane melt and methylal containing 600 ppm of phosphotungstic acid were mixed in the previous mixing section of the pipe reactor, supplied to the next polymerization section, and polymerized in the pipe reactor. The mixing of the polymerization catalyst and the polymerization reaction in the previous stage were performed at 135 ° C.
Next, a mixture (I) of trioxane at 135 ° C. containing Na alcoholate of 0.1% by mass of triethylene glycol monomethyl ether, 13 g / h, was continuously fed to the pipe reactor. (The Na alcoholate supplied here corresponds to 10 moles of protons of phosphotungstic acid.) A mixture of a polymerization reaction mixture and 135 ° C. trioxane containing Na (sodium) alcoholate of triethylene glycol monomethyl ether ( I) was uniformly mixed to deactivate the catalytic activity of the cationic polymerization catalyst.
重合反応混合物中のカチオン性重合触媒を失活化させた後、フラッシュポットから蒸発させたトリオキサンを含む揮発性成分を蒸発させ、120℃加圧条件下で液化させ、この液化物を再度135℃の温度に加温し重合系に供給し、トリオキサンと混合させ重合系に供給させた。
未反応のトリオキサンの除去・回収部に引き続いて、重合反応混合物を180℃に加熱されたパイプ型リアクターの末端不安定部の除去工程部に導入した。この工程の入り口から毎時6gのトリエチルアミン/水(1/4質量比)を供給した。末端不安定部の除去工程部の滞留時間は7分であった。ここで得られた溶融状態の重合体混合物を2軸の押出機に導入し、ホルムアルデヒド、トリオキサンを含む揮発性成分を減圧条件下で除去し、ポリアセタール樹脂ホモポリマーを得た。この重合体を230℃の真空下で60分加熱した。
得られた重合体の加熱後のポリマー残量は、加熱前の99.7質量%であり、メルトインデクッス値は、20g/10minであった。
After deactivating the cationic polymerization catalyst in the polymerization reaction mixture, volatile components including trioxane evaporated from the flash pot are evaporated and liquefied under a 120 ° C. pressure condition, and this liquefied product is again cooled to 135 ° C. And then supplied to the polymerization system, mixed with trioxane and supplied to the polymerization system.
Subsequent to the removal / recovery section of unreacted trioxane, the polymerization reaction mixture was introduced into the removal section of the terminal unstable portion of the pipe reactor heated to 180 ° C. From the entrance of this step, 6 g of triethylamine / water (1/4 mass ratio) was supplied per hour. The residence time in the removal process part of the terminal unstable part was 7 minutes. The molten polymer mixture obtained here was introduced into a twin-screw extruder, and volatile components including formaldehyde and trioxane were removed under reduced pressure conditions to obtain a polyacetal resin homopolymer. The polymer was heated under vacuum at 230 ° C. for 60 minutes.
The polymer remaining amount after heating of the obtained polymer was 99.7% by mass before heating, and the melt index value was 20 g / 10 min.
本発明の製造方法は、ポリアセタール樹脂の製造方法として有用である。 The production method of the present invention is useful as a production method of a polyacetal resin.
Claims (5)
(1)トリオキサンに可溶性である塩基性を示すアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含む化合物から選ばれる1種もしくは2種以上と、
(2)トリオキサンに可溶性である混合媒体
とからなる混合物(I)を連続的に添加混合し、ヘテロポリ酸、もしくはその酸性塩からなるカチオン性重合触媒を吸着させることにより触媒活性を失活化させることを特徴とするポリアセタール樹脂の製造方法。 Polymerization of trioxane or copolymerization of trioxane and cyclic formal in the presence of a compound represented by the general formula R 1 OCH 2 OR 2 (R 1 , R 2 is an alkyl group having 8 or less carbon atoms), or a heteropolyacid, or Using a cationic polymerization catalyst composed of the acidic salt, the polymerization temperature is set to 130 ° C. to 200 ° C., the polymerization reaction is continuously performed under pressure, and the resulting polymerization reaction mixture containing the molten polymer is obtained. ,
(1) one or more selected from compounds containing basic alkali metal and / or alkaline earth metal that is soluble in trioxane;
(2) A mixture (I) composed of a mixed medium soluble in trioxane is continuously added and mixed, and the catalytic activity is deactivated by adsorbing a cationic polymerization catalyst composed of a heteropolyacid or an acid salt thereof. A process for producing a polyacetal resin characterized by the above.
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