JP2012131897A - ポリアルキレングリコールの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 イミノ基含有ホスファゼニウム塩からなるポリアルキレングリコール製造用活性種を用いポリアルキレングリコールの重合反応の後、該活性種の処理を行うことにより、活性種残存量が低く、ウレタン化反応性に優れるポリアルキレングリコールが簡便で効率よく製造できる方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも、下記の(A)〜(C)工程を経てなるポリアルキレングリコールの製造方法。
(A)工程;イミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、ポリアルキレングリコール(I)を製造する工程。(B)工程;ポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して3〜12重量部の水存在下で、イミノ含有ホスファゼニウム塩1モルに対して、無機酸及び有機酸から選ばれた少なくとも1種の酸を1.5モルを超え3.5モル以下の割合で混合し、ポリアルキレングリコール(II)とする工程。(C)工程;ポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1からなる吸着剤を接触した後、イミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去し、ポリアルキレングリコールとする工程。
【選択図】 なし

Description

本発明は、イミノ基含有ホスファゼニウム塩からなる活性種を用いるポリアルキレングリコールの製造方法に関するものであり、さらに詳細には、イミノ基含有ホスファゼニウム塩含有活性種を用いポリアルキレングリコールの重合反応の後、活性種の処理を行うことにより、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量が低く、ウレタン化反応性に優れるポリアルキレングリコールが簡便で効率よく製造できる方法に関するものである。
ポリアルキレングリコールは、ポリウレタンや界面活性剤の原料として有用であり、工業的規模で製造されている。その一般的な製造方法としては、水酸化カリウム(以下、KOHと記すこともある。)を触媒として用い多官能の活性水素化合物にアルキレンオキシドを付加重合し製造する方法が知られており、該製造方法は、付加重合により粗製ポリアルキレングリコールを製造する重合工程と、粗製ポリアルキレングリコールに酸を添加しKOHを中和した後、脱水乾燥して析出する塩をろ過により除去する精製工程からなるものである。
しかし、KOH触媒を用いポリアルキレングリコールを製造した場合、ポリアルキレングリコールの分子量の増加とともに末端に不飽和基を持つモノオールが副生することが知られており、該モノオールを多量に含有するポリアルキレングリコールを原料としてポリウレタンを製造した際に、該ポリウレタンは硬度や耐久性が低下するものとなり、その使用が制限されている。
そこで、高分子量かつモノオール量の少ないポリアルキレングリコールを製造する方法が種々検討され、特定のホスファゼン化合物を触媒に用いる方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)。このホスファゼン化合物を触媒に用いると、ポリアルキレングリコールの生産性も大幅に向上するが、ポリウレタン原料として使用するには、触媒の除去が必須である。触媒除去の方法としては、1)粗ポリアルキレングリコールに酸化合物を添加して触媒を中和後、吸着剤で処理する方法、2)粗ポリアルキレングリコールを水洗後、水相を分離する方法、3)粗ポリアルキレングリコールをイオン交換樹脂と接触させる方法、等が提案され(例えば特許文献2参照。)、なかでも、大型分子であるホスファゼン化合物の除去には、特定の細孔径と比表面積を持つ固体酸を吸着剤として使用することが提案されている(例えば特許文献3参照。)。
一方、前記ホスファゼン化合物よりコンパクトで合成が容易なイミノ基含有ホスファゼニウム塩をポリアルキレングリコール製造触媒として使用する方法が提案されている(例えば特許文献4参照。)。
特開平10−077289号公報(特許請求の範囲参照。) 特開平11−106500号公報(特許請求の範囲参照。) 特開2001−106780号公報(特許請求の範囲参照。) 特開2010−150514号公報(特許請求の範囲参照。)
しかし、上述したように、触媒の種類やサイズによって触媒除去方法は異なり、特許文献4には、得られるポリアルキレングリコールから触媒を除去する方法について詳細な記載はなされておらず、特にポリアルキレングリコールと高い親和性を持つイミノ基含有ホスファゼニウム塩を除去するには大量の吸着剤を必要とするため、簡便で効率のよく精製されたポリアルキレングリコールを製造する方法が望まれている。
そこで、本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、イミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いてポリアルキレングリコールを製造するに際し、粗製ポリアルキレングリコールを特定の条件下で酸と接触した後に、特定の吸着剤で処理、回収することにより、活性種残存量が低く、ウレタン化反応性に優れるポリアルキレングリコールが簡便で効率よく製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、少なくとも、下記の(A)〜(C)工程を経てなることを特徴とするポリアルキレングリコールの製造方法に関するものである。
(A)工程;下記一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、アルキレンオキシドの重合反応を行い、ポリアルキレングリコール(I)を製造する工程。
Figure 2012131897
(1)
(ここで、R、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。RとRが互いに結合して環構造を形成していても良いし、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。Xは、ヒドロキシアニオン、アルコキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭化水素アニオンを表す。)
(B)工程;(A)工程により製造したポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して3〜12重量部の水存在下で、該(A)工程において用いた該上記一般式(1)で示されるイミノ含有ホスファゼニウム塩1モルに対して、無機酸及び有機酸から選ばれた少なくとも1種の酸を1.5モルを超え3.5モル以下の割合で混合し、ポリアルキレングリコール(II)とする工程。
(C)工程;(B)工程により得られたポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1からなる吸着剤を接触した後、減圧処理により水の除去を行い、その後、イミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量50ppm以下、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールとする工程。
以下に、本発明に関して詳細に説明する。
本発明のポリアルキレングリコールの製造方法は、少なくとも、(A)工程;上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、アルキレンオキシドの重合反応を行い、ポリアルキレングリコール(I)を製造する工程、(B)工程;(A)工程により製造したポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して3〜12重量部の水存在下で、該(A)工程において用いた該上記一般式(1)で示されるイミノ含有ホスファゼニウム塩1モルに対して、無機酸及び有機酸から選ばれた少なくとも1種の酸を1.5モルを超え3.5モル以下の割合で混合し、ポリアルキレングリコール(II)とする工程、(C)工程;(B)工程により得られたポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1からなる吸着剤を接触した後、減圧処理により水の除去を行い、その後、イミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量50ppm以下、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールとする工程、を経てなるものである。
該(A)工程は、アルキレンオキシドの重合反応を行いポリアルキレングリコール(I)を製造する工程である。その際のポリアルキレングリコール製造用活性種は、上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素含有化合物により調製されるものである。
該イミノ基含有ホスファゼニウム塩において、R、Rを構成する炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、ビニル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、シクロオクチル基、ノニル基、シクロノニル基、デシル基、シクロデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等を挙げることができる。また、RとRが互いに結合し環構造を形成した場合としては、ピロリジニル基、ピロリル基、ピペリジニル基、インドリル基、イソインドリル基等を挙げることができる。R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成している場合としては、例えば、一方の置換基がエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基となって、他方の置換基と互いに結合し環構造を形成している場合を挙げることができる。そして、R、Rとしては、原料であるグアニジン類の入手が容易という点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好ましい。
該イミノ基含有ホスファゼニウム塩において、Xを構成する炭素数1〜4のアルコキシアニオンとしては、例えばメトキシアニオン、エトキシアニオン、n−プロポキシアニオン、イソプロポキシアニオン、n−ブトキシアニオン、イソブトキシアニオン、t−ブトキシアニオン等が挙げられ、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオンとしては、例えばアセトキシアニオン、エチルカルボキシアニオン、n−プロピルカルボキシアニオン、イソプロピルカルボキシアニオン、n−ブチルカルボキシアニオン、イソブチルカルボキシアニオン、t−ブチルカルボキシアニオン等が挙げられる。その中でも、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩の塩基性が強いことから、Xとしては、ヒドロキシアニオンが好ましい。
該イミノ基含有ホスファゼニウム塩の入手方法としては、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩の入手が可能である限りにおいて如何なる方法により入手することも可能であり、例えばイミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩、イミノ基含有ホスファゼニウムヨウ化物塩又はイミノ基含有ホスファゼニウム臭化物塩を塩基性化合物又はイオン交換樹脂を用いてイオン交換する方法を挙げることができ、塩基性化合物としては、例えばアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルコキシド、カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸水素化物等を挙げることができ、その中でも、入手が容易で塩基性が強くイオン交換が容易に進行することから、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。
また、イミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩、イミノ基含有ホスファゼニウム臭化物塩又はイミノ基含有ホスファゼニウムヨウ化物塩の製造方法としては、例えば五塩化リンと下記一般式(2)で示されるグアニジン類を反応する方法を挙げることができる。
Figure 2012131897
(2)
(上記一般式(2)中、R及びRは、上記一般式(1)中のR及びRと同じ定義である。)
そして、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩としては、例えばテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムメトキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムエトキシド、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムカルボキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムメトキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムエトキシド、テトラキス(テトラエチルグアニジノ)ホスファゼニウムカルボキシド等を例示でき、その中でも特に容易に効率的にポリアルキレングリコールを製造する方法となることから、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシドであることが好ましい。
該(A)工程における活性水素含有化合物としては、分子中に活性水素基を有する化合物であればよく、例えばヒドロキシル化合物、アミン化合物、カルボン酸化合物、フェノール化合物、チオール化合物等を挙げることができ、より具体的には、水、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、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シュークローズ、グルコース等のヒドロキシ化合物;エチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン等のアミン化合物;安息香酸、アジピン酸等のカルボン酸化合物;2−ナフトール、ビスフェノール等のフェノール化合物;エタンジチオール、ブタンジチオール等のチオール化合物等を挙げることができる。これらは、用途に応じて適宜選択できる。例えば、硬質フォーム用のポリアルキレングリコールの合成には、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ、エチレンジアミン等を用いることが好ましく、軟質フォーム用のポリアルキレングリコールの合成には、グリセリン、トリメチロールプロパン等を用いるのが好ましい。
また、活性水素含有化合物として、水酸基を有するポリエーテルポリオールを用いることも可能であり、例えばポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールグリセリンエーテル等を挙げることができる。この際に使用するポリエーテルポリオールの分子量に特に制限はなく、その中でも、低粘度で流動性に優れるポリアルキレングリコールとなることから、分子量200〜3000のポリエーテルポリオールであることが望ましい。
これら活性水素含有化合物は、単独で用いても良いし、数種類を混合して用いても良い。
該(A)工程における該イミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素含有化合物の割合は任意であり、その中でも、より容易に高分子量を有するポリアルキレングリコールを製造することが可能となることから、該活性水素化合物1モルに対し、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩1×10−4〜1×10−1モルで用いることが好ましく、特に5×10−3〜5×10−2モルの範囲であることが好ましい。
また、該(A)工程においては、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩と該活性水素含有化合物とからイミノ基含有ホスファゼニウムカチオンと活性水素化合物のアニオンとの塩からなるポリアルキレングリコール製造用活性種を調製するものであり、その際の調製条件としては任意であり、その中でも効率的なポリアルキレングリコール製造用活性種の調製が可能となることから、副生物である水等を除去するために加熱条件下とすることが好ましく、特に1.3kPa以下の減圧下、60℃以上の温度で行うことが好ましい。
該(A)工程におけるアルキレンオキシドとしては、例えばエチレンオキシド、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、スチレンオキシド又はシクロヘキセンオキシド等のエポキシ化合物を挙げることができる。これらのうち、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド又はスチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがより好ましい。また、該アルキレンオキシドは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。2種類以上のアルキレンオキシドを併用する場合、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が特に好ましい。プロピレンオキシド、エチレンオキシドを併用する場合には、例えば、プロピレンオキシドとエチレンオキシドを同時に添加する方法、プロピレンオキシドの次にエチレンオキシドを添加する方法、又はプロピレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシドと繰り返して添加する方法等をとることができる。このうち、プロピレンオキシドの次にエチレンオキシドを添加する方法が好ましい。
そして、該(A)工程におけるアルキレンオキシドの(開環)重合反応の際の反応温度としては任意であり、その中でも特に重合反応の効率に優れることから、40〜130℃の範囲であることが好ましい。また、反応圧力についても任意であり、その中でも特に重合反応の効率に優れることから、0.05〜1.0MPaであることが好ましく、特に0.1〜0.6MPaであることが好ましい。
該(A)工程においては、ポリアルキレングリコール(I)が得られ、該ポリアルキレングリコール(I)は、該イミノ基含有ホスファゼニウム塩、ポリアルキレングリコール製造用活性種等を含有するものである。
本発明における該(B)工程は、ポリアルキレングリコール(I)を酸により中和する工程であり、該(A)工程により得られたポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して3〜12重量部の水存在下で、該(A)工程において用いた該一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩1モルに対して、無機酸及び有機酸から選ばれた少なくとも1種の酸を1.5モルを超え3.5モル以下の割合で混合し、ポリアルキレングリコール(II)とする工程である。
該酸は、無機酸及び有機酸の中から選ばれる少なくとも1種の酸であり、無機酸としては、例えばリン酸、ピロリン酸、シュウ酸、塩酸、硫酸およびそれらの溶液が挙げられる。有機酸としては、例えばギ酸、シュウ酸、コハク酸、酢酸、マレイン酸、安息香酸およびそれらの溶液が挙げられる。そして、特にポリアルキレングリコール(I)の中和が効率的に進行することから硫酸、その溶液であることが好ましい。
また、該酸の使用量は、該(A)工程において用いた上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩1モルに対して1.5モルを超え3.5モル以下、特に効率的な中和が可能となることから、2.0モル以上3.5モル以下であることが好ましく、2.5以上3.0モル以下のであることが特に好ましい。ここで、酸の使用量が1.5モル以下である場合、得られるポリアルキレングリコールは中和が不十分であり、分子鎖末端にイミノ基含有ホスファゼニウムカチオンを多く含有するものとなる。一方、酸の使用量が3.5モルを超える場合、後の(C)工程における固体塩基の使用量を多くすることが必要となり、効率が悪くなる。
また、該(B)工程においては、該酸による中和は、ポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して、水3〜12重量部、好ましくは4〜7重量部の存在下で行うものである。ここで、水の存在量が3重量部未満である場合、中和反応の際の分散性が悪く反応の効率が低下する。一方、水の存在量が12重量部を超える場合、減圧脱水の際に長時間要し、効率が悪くなる。
該(B)工程における反応条件は、任意であり、中でも特に効率に優れることから、温度としては、60〜110℃の範囲、特に70〜95℃であることが好ましい。また、時間としては、1〜4時間であることが好ましい。
該(B)工程においては、ポリアルキレングリコール(II)が得られ、該ポリアルキレングリコール(II)は、中和により遊離したイミノ基含有ホスファゼニウム塩を含有するものである。ここでいう遊離したイミノ基含有ホスファゼニウム塩とはあくまで中和により生成するものであり、必ずしも上記一般式(1)で示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と一致するものではない。
本発明における該(C)工程は、ポリアルキレングリコール(II)よりイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量50ppm以下、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールとする精製工程であり、該(B)工程により得られたポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1からなる吸着剤を接触した後、減圧処理により水の除去を行い、その後、該(B)工程により生成したイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去する工程である。
該吸着剤は、酸、イミノ基含有ホスファゼニウム塩を効率的に除去するために用いるものであり、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1、好ましくは3:1〜7:1、さらに好ましくは4:1〜6:1からなるものである。そして、該固体酸としては、固体酸の範疇に属するものであれば如何なるものも用いることができ、例えば合成ケイ酸アルミニウム、合成ケイ酸マグネシウムから選ばれる少なくとも1種の複合金属酸化物を挙げることができ、具体的には合成ケイ酸マグネシウム、合成ケイ酸アルミニウム、活性白土、ゼオライト、酸性白土等が挙げられる。そして、該固体酸としては、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の吸着除去効率に優れ、ポリアルキレングリコール(II)との分離性にも優れることから比表面積が300m/g以上1200m/gであり、且つ平均細孔直径が50〜100Åである固体酸が好ましい。このような固体酸は、市販品として、(商品名)KW−600BUP−S(協和化学工業(株)製)、(商品名)KW−700PEL(協和化学工業(株)製)、(商品名)KW−700SL(協和化学工業(株)製)、等を入手可能である。
また、該固体塩基としては、固体塩基の範疇に属するものであれば如何なるものも用いることが可能であり、例えば合成酸化アルミニウム・マグネシウムである複合金属酸化物を挙げることができ、具体的にはハイドロタルサイトが挙げられる。該ハイドロタルサイトは、Mg、Alの塩基性炭酸塩鉱物であり、主成分の違いによって、種々のグレードのものに分けられて市販されている。該ハイドロタルサイトの形状は、粒状、粉状のどちらのタイプでも使用できるが、粉状が表面積も大きく、使用量が少なくて済むので好ましい。このような固体塩基は、市販品として、(商品名)KW−500SN(協和化学工業(株)製)、(商品名)KW−1000(協和化学工業(株)製)、(商品名)KW−2000(協和化学工業(株)製)、等を入手可能である。
ここで、ポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸のみを接触した場合、過剰の酸を除去しきれず、酸性のポリアルキレングリコールが製造されるものとなる。一方、固体塩基のみを接触した場合、ポリアルキレングリコール中のイミノ基含有ホスファゼニウム塩の濃度が高くなる。本発明の製造方法においては、ポリアルキレングリコール(II)中のイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び過剰の酸を効率よく除去することを目的として、固体酸及び固体塩基を2:1〜8:1、好ましくは3:1〜7:1、さらに好ましくは4:1〜6:1の割合で併用するものである。
そして、該吸着剤の使用量としては任意であり、その中でも(C)工程を効率的に行うことが可能となることから、ポリアルキレングリコール(II)100重量部に対して、該吸着剤0.3〜2重量部を用いることが好ましい。
該(C)工程におけるポリアルキレングリコール(II)と固体酸、固体塩基からなる吸着剤の接触方法としては任意であり、例えばこれらそれぞれを添加後撹拌混合する方法を挙げることができ、その際の温度としては、例えば60〜110℃、好ましくは70〜100℃を挙げることができる。また、接触時間としては、例えば0.5〜10時間、好ましくは1〜3時間を挙げることができる。
そして、該(C)工程においては、ポリアルキレングリコール(II)と吸着剤を接触した後、減圧処理条件下にて脱水処理を行い、水の除去を行うものである。この際の減圧処理条件としては、例えば80〜115℃、0.01〜5kPaを挙げることができる。ここで、常圧条件下で脱水を行った場合、ポリアルキレングリコールと水との親和性が強いために脱水時に高温とすることが必要となり、ポリアルキレングリコールを劣化させうる可能性が極めて高くなる。
さらに、該(C)工程においては、減圧処理後にポリアルキレングリコールからイミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を分離・除去するものであり、その際には、例えば加圧ろ過操作によりポリアルキレングリコールとイミノ基含有ホスファゼニウム塩、吸着剤との分離・回収が可能となる。また、その際には、ケイソウ土、セルライトなどのろ過助剤を用いることも可能である。
該(C)工程においては、過酸化物、アルデヒド等の発生を抑制するために該ポリアルキレングリコール(II)と該吸着剤とを接触させる際に酸化防止剤をも存在させることが好ましく、その際の酸化防止剤の添加量としては、該ポリアルキレングリコール(II)に対して、100〜2000ppm、好ましくは600〜1000ppmである。また、酸化防止剤としては、フェノール系化合物、アミン系化合物、亜リン酸エステル系化合物が例示でき、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(以下BHTと略する。)、2−tert−ブチル−4−メトキシフェノール(以下、BHAと略する。)、6−tert−ブチル−2,4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジーtert−ブチル−4−エチルフェノール、等があげられる。また、アミン系化合物としては、n−ブチル−p−アミノフェノール、4,4−ジメチルジフェニルアミン、4,4−ジオクチルジフェニルアミン(以下DOAと略す。)、4,4−ビス−α,α’−ジメチルベンジルフェニルアミン等が挙げられる。これらの酸化防止剤は単独、もしくは2種類以上併用しても構わない。これらの酸化防止剤の中で好ましくは、BHT、BHA、DOAである。
本発明のポリアルキレングリコールの製造方法においては、該(A)〜(C)工程を経てなるものであれば、本発明を逸脱しない限りにおいて付加工程を付随することも可能である。
そして、本発明の製造方法によれば、ポリイソシアネート化合物と反応しイソシアネート基末端プレポリマーを製造する際に悪影響を及ぼすイミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量が50ppm以下、好ましくは20ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下のポリアルキレングリコールを効率的に製造することが可能となる。
また、本発明の製造方法によれば、ポリイソシアネート化合物と反応しポリウレタンとした際の着色が少なく、反応制御が容易なpH5.5〜8.0のポリアルキレングリコルを効率的に製造することも可能となる。なお、ここでいうpHは、例えばpH計(飽和カロメル電極はスリープ形)を用い、室温における2−プロパノール溶液により見掛けのpHとして測定することができる。
さらに、本発明の製造方法により得られるポリアルキレングリコールとしては、水酸基価5〜500mgKOH/g、特に10〜100mgKOH/g、さらに15〜50mgKOH/gを有すものが好ましい。また、総不飽和度が0.05meq./g以下であるものが好ましく、加えて、分子量分布が1.1以下の狭いものであることが好ましい。また、このようなポリアルキレングリコールを効率的に容易に製造できるものである。
本発明のポリアルキレングリコールの製造方法により得られるポリアルキレングリコールは、ポリウレタン原料、ポリエステル原料、界面活性剤原料、潤滑剤原料等に有用である。特に各種イソシアネート化合物と反応させることにより、断熱材等に使用される硬質フォームや、自動車のシート・クッション、寝具等に使用される軟質フォーム、接着剤、塗料、シーリング材、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーへの展開が期待される。
本発明は、イミノ基含有ホスファゼニウム塩からなるポリアルキレングリコール製造用活性種を用いポリアルキレングリコールの重合反応の後、該活性種の処理を行うことにより、活性種残存量が低く、ウレタン化反応性に優れるポリアルキレングリコールが簡便で効率よく製造できる方法に関するものである。
以下に本発明の実施例を示し、本発明の態様を明らかにするが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、得られたポリアルキレングリコールは以下に示す方法により評価した。
〜ポリアルキレングリコール中の残存イミノ基含有ホスファゼニウム塩の測定〜
得られたポリアルキレングリコールをメスフラスコに秤量し、シクロヘキサノンを用いて希釈し、次いで微量全窒素分析装置(三菱化学製、(商品名)TN−100)を用い、ヒーター温度T1:600℃、T2:800℃、ガス流量O:500ml/min、O:200ml/minの条件でイミノ基含有ホスファゼニウム塩溶液の窒素濃度(cとする。)を測定した。この窒素濃度から、下記の式により水溶液中のイミノ基含有ホスファゼニウム塩の濃度を算出した。
イミノ基含有ホスファゼニウム塩溶液の濃度(重量%)=c/0.33
〜ポリアルキレングリコールのpH測定〜
ポリアルキレングリコールのpHは、pH計(飽和カロメル電極はスリープ形)を用い、室温における2−プロパノール溶液での見掛けのpHを測定した。
〜ポリアルキレングリコールの水酸基価および総不飽和度の測定〜
JIS K 1557記載の測定法を準拠し測定した。
合成例1(イミノ基含有ホスファゼニウム塩の調製)
〜イミノ基含有ホスファゼニウム塩化物塩の合成〜
攪拌翼を付した500mlの4つ口フラスコを窒素雰囲気とし、五塩化リン11.5g(55mmol)とトルエン225mlを加え、−20℃で攪拌した。フラスコ内を−20℃に維持したまま、テトラメチルグアニジン65g(550mmol)を滴下し、−20℃で1時間攪拌を継続した。さらに、110℃に昇温し15時間攪拌を行った。得られた白色懸濁液を濾過し、濾物として白色固体を得た。この白色固体をアセトンに溶解し、濾過を行い、無色透明の濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリドの粗生成物を白色固体として得た。
得られた粗生成物をクロロホルムと水で分液抽出した。クロロホルム相を濃縮し、目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリド25.5g(48.5mmol;収率88%)を白色固体として得た。
〜イミノ基含有ホスファゼニウム塩の合成〜
磁気回転子を備えた300mlのシュレンクフラスコにテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムクロリド21g(40mmol)を加え、フラスコ内を窒素雰囲気下とした。そこへ水酸化カリウム2.2g(40mmol)、エタノール80mlを加え、室温中で1時間撹拌した。反応終了後に得られる白色固体を含む懸濁液を濾紙を付した漏斗を用い、減圧下にて濾過を行った。濾液側に目的とするテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド(一般式(1)におけるRがメチル基、Rがメチル基、Xがヒドロキシアニオンに相当するイミノ基含有ホスファゼニウム塩)のエタノール溶液が得られ、濾物側に副生塩である塩化カリウムが得られた。
得られたテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド−エタノール溶液にイオン交換水80mlを加え、減圧下溶媒除去を行い、40mlになるまで濃縮し、さらにイオン交換水80mlを加え、減圧下溶媒除去を行い、40mlになるまで濃縮し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液を得た。このイミノ基含有ホスファゼニウム塩の純度は99.6%、水溶液濃度は50重量%であった。
実施例1
(A工程)
撹拌翼を備えた2リットルのオートクレーブに、合成例1により得られたイミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液(50重量%;テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド)4.0gおよび活性化水素化合物として3官能のポリアルキレングリコール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP−1000;水酸基価160mgKOH/g)175g(175mmol)を加え、オートクレーブ内を窒素雰囲気下とし、内温を80℃とし、0.2kPaの減圧下で溶媒及び副生水の除去を行い、ポリアルキレングリコール製造用活性種の調製を行った。
その後、内温を90℃とし、プロピレンオキシド880gを反応圧力0.3MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温90℃を維持しながら8時間開環重合反応を行った。次いで、0.2kPaの減圧下で残留プロピレンオキシドの除去を行った後、エチレンオキシド210gを反応圧力0.4MPa以下を保つように間欠的に供給しながら、内温90℃を維持しながら6時間開環重合反応を行った。そして0.2kPaの減圧下で残留エチレンオキシドの除去を行い、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)1200gを得た。
(B工程)
窒素雰囲気下、得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)に対して4重量%に相当するイオン交換水、用いたテトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して2.5molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)を添加し(その際の水分量はポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)100重量部に対して7重量部であった。)、85℃で3時間の中和反応を行い、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)を得た。
(C工程)
ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)に対して750ppmに相当する2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(酸化防止剤)と共に、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し、固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)し、85℃で1時間撹拌した。その後、昇温及び減圧をしながら脱水を開始し、最終的に105℃、0.5kPaの条件で3時間減圧脱水操作を行った。そして、ろ過助剤としてケイソウ土を添加し、加圧ろ過器によるろ過操作により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Aとイミノ基含有ホスファゼニウム塩、吸着剤との分離操作を行い、それぞれの回収を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Aは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は9ppm、pH6.3を有するものであった。その結果を表1に示す。
実施例2
B工程における、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して2.5molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)の代わりに、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して3.0molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)とした以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Bの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体は、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は18ppm、pH6.0を有するものであった。その結果を表1に示す。
実施例3
B工程における、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して2.5molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)の代わりに、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して2.1molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)とした以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Cの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Cは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は27ppm、pH6.9を有するものであった。その結果を表1に示す。
比較例1
B工程における、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して2.5molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)の代わりに、テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド1molに対して1.5molに相当する硫酸(2重量%の水溶液の形態)とした以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Dの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Dは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./g、pH7.7を有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は115ppmと高いものであった。その結果を表2に示す。
実施例4
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.6重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=6:1;0.7重量部)した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Eの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Eは、水酸基価は23mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量12ppm、pH6.2を有するものであった。その結果を表1に示す。
実施例5
B工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)100重量部に対して水分量7重量部の代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対して水分量10重量部とした以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Fの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Fは、水酸基価は23mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量18ppm、pH5.9を有するものであった。その結果を表1に示す。
比較例2
B工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)100重量部に対して水分量7重量部の代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対して水分量2.8重量部とした以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Gの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Gは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./gを有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は291ppmと高く、pHも5.4を有するものであった。その結果を表2に示す。
比較例3
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.6重量部のみを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Hの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Hは、水酸基価は23mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は27ppmを有するものであったが、pHは5.1を有するものであった。その結果を表2に示す。
比較例4
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.3重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.3重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=1:1;0.6重量部)した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Iの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Iは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、pHは7.2を有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は139ppmと高いものであった。その結果を表2に示す。
比較例5
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.6重量部のみを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Jの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Jは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./gを有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は712ppmと高く、pHも11を有するものであった。その結果を表2に示す。
実施例6
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.8重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.16重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.96重量部)した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Kの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Kは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.024meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は6ppm、pHは6.2であった。その結果を表1に示す。
実施例7
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1:0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.4重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.08重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.48重量部)した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Lの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Lは、水酸基価は24mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は24ppm、pHは5.6であった。その結果を表1に示す。
比較例6
C工程における、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(II)100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.55重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.06重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=9:1;0.6重量部)した以外は、実施例1と同様の方法により、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Mの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体Mは、水酸基価は23mgKOH/g、不飽和度は0.025meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は40ppmを有するものであったが、pHは5.1であった。その結果を表2に示す。
実施例8
A工程における、プロピレンオキシド880g、その後エチレンオキシド210gを供給しポリプロプレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)とした代わりに、プロピレンオキシド415gのみを供給しポリプロピレングリコールとした以外は、実施例1と同様の方法によりポリプロピレングリコールNを得た。
得られたポリプロピレングリコールNは、水酸基価は50mgKOH/g、不飽和度は0.02meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は6ppm、pHは6.3であった。その結果を表1に示す。
比較例7
C工程における、ポリプロピレングリコール100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.30重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.3重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=1:1;0.6重量部)した以外は、実施例8と同様の方法により、ポリプロピレングリコールOの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコールOは、水酸基価は50mgKOH/g、不飽和度は0.02meq./g、pHは7.0を有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は69ppmと高いものであった。その結果を表2に示す。
実施例9
A工程における、合成例1により得られたイミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液(50重量%;テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド)4.0gおよび活性化水素化合物として3官能のポリアルキレングリコール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP−1000;水酸基価160mgKOH/g)175g(175mmol)を加え、プロピレンオキシド880g、その後エチレンオキシド210gを供給しポリプロプレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体(I)とした代わりに、合成例1により得られたイミノ基含有ホスファゼニウム塩水溶液(50重量%;テトラキス(テトラメチルグアニジノ)ホスファゼニウムヒドロキシド)2.0gおよび活性化水素化合物として3官能のポリアルキレングリコール(三洋化成工業製、(商品名)サンニックスGP−1000;水酸基価160mgKOH/g)85.5g(175mmol)を加え、プロピレンオキシド855gとした以外は、実施例1と同様の方法によりポリプロピレングリコールPを得た。
得られたポリプロピレングリコールPは、水酸基価は16mgKOH/g、不飽和度は0.028meq./g、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は12ppm、pHは6.1であった。その結果を表1に示す。
比較例8
C工程における、ポリプロピレングリコール100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.5重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.1重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=5:1;0.6重量部)した代わりに、ポリプロピレングリコール100重量部に対し固体酸として合成ケイ酸アルミニウム((商品名)KW−700PEL:協和化学工業(株)製)0.30重量部及び固体塩基としてハイドロタルサイド((商品名)KW−500SN;協和化学工業(株)製)0.3重量部を添加(吸着剤としては固体酸:固体塩基=1:1;0.6重量部)した以外は、実施例9と同様の方法により、ポリプロピレングリコールQの製造を行った。
得られたポリプロピレングリコールQは、水酸基価は50mgKOH/g、不飽和度は0.028meq./g、pH7.8を有するものであったが、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量は150ppmと高いものであった。その結果を表2に示す。
Figure 2012131897
Figure 2012131897
本発明の製造方法によりれば、ウレタン化反応性に優れ、品質に優れるポリウレタン製品を提供することが可能となる、イミノ基含有ホスファゼニウム塩残存量が低く、pH特性にも優れるポリアルキレングリコールを効率的に供給することが可能となり、その利用可能性は極めて高いものである。

Claims (6)

  1. 少なくとも、下記の(A)〜(C)工程を経てなることを特徴とするポリアルキレングリコールの製造方法。
    (A)工程;下記一般式(1)に示されるイミノ基含有ホスファゼニウム塩と活性水素化合物によりポリアルキレングリコール製造用活性種を調製した後、アルキレンオキシドの重合反応を行い、ポリアルキレングリコール(I)を製造する工程。
    Figure 2012131897
    (1)
    (ここで、R、Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。RとRが互いに結合して環構造を形成していても良いし、R同士又はR同士が互いに結合して環構造を形成していても良い。Xは、ヒドロキシアニオン、アルコキシアニオン、炭素数1〜4のアルコキシアニオン、カルボキシアニオン、炭素数2〜5のアルキルカルボキシアニオン、又は炭化水素アニオンを表す。)
    (B)工程;(A)工程により製造したポリアルキレングリコール(I)100重量部に対して3〜12重量部の水存在下で、該(A)工程において用いた該上記一般式(1)で示されるイミノ含有ホスファゼニウム塩1モルに対して、無機酸及び有機酸から選ばれた少なくとも1種の酸を1.5モルを超え3.5モル以下の割合で混合し、ポリアルキレングリコール(II)とする工程。
    (C)工程;(B)工程により得られたポリアルキレングリコール(II)に対して、固体酸:固体塩基=2:1〜8:1からなる吸着剤を接触した後、減圧処理により水の除去を行い、その後、イミノ基含有ホスファゼニウム塩及び吸着剤を除去し、イミノ基含有ホスファゼニウム塩の残存量50ppm以下、pH5.5〜8.0のポリアルキレングリコールとする工程。
  2. (A)工程におけるアルキレンオキシドの重合反応が、プロピレンオキシドの重合反応後、エチレンオキシドをさらに付加重合する重合反応であることを特徴とする請求項1に記載のポリアルキレングリコールの製造方法。
  3. (B)工程における酸が、リン酸、ピロリン酸、シュウ酸、塩酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、コハク酸、酢酸、マレイン酸、安息香酸及びこれらの溶液からなる群より選択される少なくとも1種以上の酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリアルキレングリコールの製造方法。
  4. (C)工程における固体酸が合成ケイ酸アルミニウム、合成ケイ酸マグネシウムから選ばれた少なくとも1種の複合金属酸化物であり、固体塩基が合成酸化アルミニウム・マグネシウムである複合金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリアルキレングリコールの製造方法。
  5. (C)工程において、ポリアルキレングリコール(II)100重量部に対して、吸着剤0.3〜2重量部を接触することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリアルキレングリコールの製造方法。
  6. (C)工程により得られるポリアルキレングリコールが、水酸基価10〜100mgKOH/g、総不飽和度0.05meq/g以下のポリアルキレングリコールであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリアルキレングリコールの製造方法。
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