JP2013010949A - Polycarbonate diol and method of producing the same - Google Patents
Polycarbonate diol and method of producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013010949A JP2013010949A JP2012123613A JP2012123613A JP2013010949A JP 2013010949 A JP2013010949 A JP 2013010949A JP 2012123613 A JP2012123613 A JP 2012123613A JP 2012123613 A JP2012123613 A JP 2012123613A JP 2013010949 A JP2013010949 A JP 2013010949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polycarbonate diol
- dihydroxy compound
- reaction
- group
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 0 O*CC(CO[C@]12)[C@]1OCC2O Chemical compound O*CC(CO[C@]12)[C@]1OCC2O 0.000 description 1
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
Description
本発明は新規なポリカーボネートジオールに関する。詳しくは、物性バランスに優れた塗料、コーティング剤、合成・人工皮革、高機能エラストマー用途等に有用なポリカーボネート系ポリウレタンの原料となるポリカーボネートジオールに関するものである。 The present invention relates to a novel polycarbonate diol. More specifically, the present invention relates to a polycarbonate diol which is a raw material for a polycarbonate-based polyurethane useful for paints, coating agents, synthetic / artificial leather, high-functional elastomers, etc. with excellent physical property balance.
従来、工業規模で生産されているポリウレタン樹脂の主たるソフトセグメント部の原料は、ポリテトラメチレングリコールに代表されるエーテルタイプとアジペート系エステルに代表されるエステルタイプ、ポリカプロラクトンに代表されるポリラクトンタイプ、そしてポリカーボネートジオールに代表されるポリカーボネートタイプに分けられる(非特許文献1)。 Conventionally, raw materials for the main soft segment parts of polyurethane resins produced on an industrial scale are ether types typified by polytetramethylene glycol, ester types typified by adipate esters, and polylactone types typified by polycaprolactone. And a polycarbonate type represented by polycarbonate diol (Non-patent Document 1).
このうちエーテルタイプは、耐加水分解性、柔軟性、伸縮性には優れるものの、耐熱性及び耐光性が劣るとされている。一方、エステルタイプは耐熱性、耐候性は改善されるもののエステル部の耐加水分解性が低く、用途によっては使用することができない。一方、ポリラクトンタイプは、エステルタイプと比較すると耐加水分解性に優れるグレードとされているが、同様にエステル基があるために加水分解を完全に抑制する事はできない。また、これらエステルタイプ、エーテルタイプ、ポリラクトンタイプを混合して使用する事も提案されているが、従来法ではそれぞれの欠点を完全に補う事は出来ていない。 Among these, the ether type is said to be inferior in heat resistance and light resistance although it is excellent in hydrolysis resistance, flexibility and stretchability. On the other hand, the ester type is improved in heat resistance and weather resistance, but the ester portion has low hydrolysis resistance and cannot be used depending on the application. On the other hand, the polylactone type is a grade that is excellent in hydrolysis resistance as compared with the ester type, but the hydrolysis cannot be completely suppressed because of the ester group. Further, it has been proposed to use a mixture of these ester type, ether type, and polylactone type, but the conventional methods cannot completely compensate each drawback.
これに対して、ポリカーボネートジオールを用いるポリカーボネートタイプのポリウレタンは、耐熱性、耐加水分解性において最良な耐久グレードとされており、耐久性フィルムや自動車や家具用の人工皮革、塗料(特に水系塗料)、コーティング剤、接着剤として広く利用されている。
しかしながら、現在広く市販されているポリカーボネートジオールは、1,6−ヘキサンジオールから合成されるポリカーボネートジオールが中心であり、このポリカーボネートジオールを用いて製造したポリウレタンは、ソフトセグメント部位が鎖状であることから柔軟で、表面が物理的に傷つきやすいと言う欠点があった。このため、得られたポリウレタンを塗料やコーティング剤として使用した場合、物理的な要因により簡単に傷ついてしまい外観が悪化してしまうという問題が生じていた。
In contrast, polycarbonate-type polyurethane using polycarbonate diol is considered the best durability grade in terms of heat resistance and hydrolysis resistance. Durable film, artificial leather for automobiles and furniture, paint (especially water-based paint) Widely used as coating agent and adhesive.
However, polycarbonate diols that are currently widely marketed are mainly polycarbonate diols synthesized from 1,6-hexanediol, and the polyurethane produced using this polycarbonate diol has a chain segment in the soft segment. There was a drawback that it was flexible and the surface was physically damaged. For this reason, when the obtained polyurethane was used as a paint or a coating agent, there was a problem that it was easily damaged by physical factors and the appearance was deteriorated.
これらの課題を解決すべく、より剛直性に富むポリウレタンを与えるポリカーボネートジオールとして、1,4−シクロヘキサンジメタノールから得られるポリカーボネートジオール(特許文献1)が、また、1,4−シクロヘキサンジメタノールと1,6−ヘキサンジオールから得られるポリカーボネートジオール(特許文献2)が提案されている。
しかしながら1,4−シクロヘキサンジメタノールは、その製法上の制約からシス体とトランス体の混合物であり、これらの混合比が変わると、合成されるポリカーボネートジオール自体、さらには誘導されるポリウレタンの物性が変わるため、品質の管理が難しいという問題がある。また、1,4−シクロヘキサンジメタノールと1,6−ヘキサンジオールを組み合わせ用いて得られるポリカーボネートジオールは、その構造から疎水性が高いものとなるため、最近特に環境負荷低減という視点から注目されている水性ポリウレタンを製造する場合には、ポリウレタンを水溶性にするために水溶性構造をポリウレタン製造の際に導入しなければならず、このことがポリウレタンを設計する際において少なからずとも制約となっていた。また、1,4−シクロヘキサンジメタノールは、分子内に環構造としてシクロヘキサン環を有しているものの、シクロヘキサン環はフレキシビリティのある環構造であり、さらに水酸基がメチレン基を介してシクロヘキサン環に結合しているため分子構造としてはそれほど剛直なものではなく、得られるポリウレタンの硬さという
点においても必ずしも十分なものではなかった。さらに、1,4−シクロヘキサンジメタノールは化石資源由来であり、これを原料とした重合物を焼却すると地球温暖化を促進す
るという問題点もあった。
In order to solve these problems, a polycarbonate diol obtained from 1,4-cyclohexanedimethanol (Patent Document 1) as a polycarbonate diol that gives a more rigid polyurethane, and 1,4-cyclohexanedimethanol and 1 Polycarbonate diol obtained from 1,6-hexanediol (Patent Document 2) has been proposed.
However, 1,4-cyclohexanedimethanol is a mixture of a cis isomer and a trans isomer due to restrictions on its production method. When these mixing ratios are changed, the synthesized polycarbonate diol itself and further the properties of the derived polyurethane are deteriorated. Because it changes, there is a problem that quality control is difficult. In addition, polycarbonate diol obtained using a combination of 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol has a high hydrophobicity due to its structure, and has recently attracted attention from the viewpoint of reducing environmental impact. In the production of water-based polyurethane, a water-soluble structure has to be introduced in the production of the polyurethane in order to make the polyurethane water-soluble, and this was at least a limitation in designing the polyurethane. . Although 1,4-cyclohexanedimethanol has a cyclohexane ring as a ring structure in the molecule, the cyclohexane ring is a flexible ring structure, and a hydroxyl group is bonded to the cyclohexane ring via a methylene group. Therefore, the molecular structure is not so rigid, and the hardness of the resulting polyurethane is not always sufficient. In addition, 1,4-cyclohexanedimethanol is derived from fossil resources, and incineration of a polymer obtained from this as a raw material has a problem of promoting global warming.
従って、これらの制約なく簡便に製造することができ、なお且つ環境負荷の小さなポリカーボネートジオールであって、ポリウレタンとした際に、硬く、物理的に傷つきにくい特性が得られるポリカーボネートジオールの開発が望まれていた。
このような背景の中、植物由来であるソルビトールを脱水環化して得られるジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの利用も検討されている(例えば、特許文献3)。イソソルビドは植物由来であることから、焼却してもカーボンニュートラルであり、環境負荷の小さな化合物であるだけでなく、上述の1,6−ヘキサンジオールや1,4−シクロヘキサンジメタノールに比べ分子構造が剛直で、ポリウレタンとした際に、硬く、物理的に傷つきにくい特性が得られるという特徴がある。
Therefore, it is desired to develop a polycarbonate diol that can be easily produced without these restrictions and has a low environmental impact, and when it is made into a polyurethane, it can be hard and physically hard to be damaged. It was.
In such a background, use of isosorbide, which is a dihydroxy compound obtained by dehydrating cyclization of plant-derived sorbitol, has been studied (for example, Patent Document 3). Since isosorbide is derived from plants, it is carbon neutral even when incinerated, and is not only a compound with a small environmental burden, but also has a molecular structure compared to the above-mentioned 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol. When it is rigid and made of polyurethane, it is characterized by being hard and physically hard to damage.
従前知られた技術では、イソソルビドは従来の石油由来のジヒドロキシ化合物に比べ熱安定性に劣るため、ポリカーボネートジオールの合成中や精製中に着色が起こりやすいという欠点があった。本発明は、硬く、物理的に傷つきにくく、色調および熱安定性に優れ、親水性に優れるポリウレタン製造に有用な原料ポリカーボネートジオールを設計、製造することを課題とする。本発明はまた、そのポリカーボネートジオールを工業的なスケールで製造する方法を確立することを課題とする。 In the conventionally known technology, isosorbide is inferior in thermal stability as compared with conventional petroleum-derived dihydroxy compounds, and thus has a drawback that coloration is likely to occur during synthesis or purification of polycarbonate diol. An object of the present invention is to design and manufacture a raw material polycarbonate diol useful for producing a polyurethane which is hard, physically hard to damage, excellent in color tone and thermal stability, and excellent in hydrophilicity. Another object of the present invention is to establish a method for producing the polycarbonate diol on an industrial scale.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子鎖に特定の繰り返し単位を含み、特定の金属を特定量含む、特定の数平均分子量のポリカーボネートジオールが、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明に至った。 すなわち、本発明の要旨
は、下記[1]〜[8]に存する。
[1]
原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを用いて、エステル交換触媒の存在下、エステル交換反応により重縮合させて得られた数平均分子量が500以上5000以下のポリカーボネートジオールであって、前記ジヒドロキシ化合物がヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に下記式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記エステル交換触媒が、長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であり、前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記エステル交換触媒の量が、その金属原子の重量比として、1ppm以上、50ppm以下であることを特徴とするポリカーボネートジオール。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polycarbonate diol having a specific number average molecular weight, including a specific repeating unit in a molecular chain and a specific amount of a specific metal, has the above problem. The inventors have found that the problem can be solved, and have reached the present invention. That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [8].
[1]
A polycarbonate diol having a number average molecular weight of 500 to 5,000 obtained by polycondensation by a transesterification reaction in the presence of a transesterification catalyst using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer, wherein the dihydroxy compound is At least one dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the following formula (1) at at least one β-position or γ-position of the hydroxy group, wherein the transesterification catalyst is formed from a metal of Group 2 of the long-period periodic table. A polycarbonate diol, wherein the amount of the transesterification catalyst contained in the polycarbonate diol is 1 ppm or more and 50 ppm or less as a weight ratio of the metal atoms. .
[2]
前記エステル交換触媒が、マグネシウム化合物である[1]に記載のポリカーボネートジオール。
[3]
前記ジヒドロキシ化合物が下記式(2)で表される構造である[1]又は[2]に記載のポリカーボネートジオール。
[2]
The polycarbonate diol according to [1], wherein the transesterification catalyst is a magnesium compound.
[3]
The polycarbonate diol according to [1] or [2], wherein the dihydroxy compound has a structure represented by the following formula (2).
[4]
ジヒドロキシ化合物として下記式(3)で表される構造の脂肪族ジヒドロキシ化合物を用いる[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のポリカーボネートジオール。
HO−R−OH (3)
(式中Rは、炭素数2〜15の2価の炭化水素基を表す)
[5]
JIS K0071−1(1998)に準拠して測定したハーゼン色数が、100以下
である請求項[1]乃至[4]のいずれか1つに記載のポリカーボネートジオール。
[4]
The polycarbonate diol according to any one of [1] to [3], wherein an aliphatic dihydroxy compound having a structure represented by the following formula (3) is used as the dihydroxy compound.
HO-R-OH (3)
(Wherein R represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms)
[5]
The polycarbonate diol according to any one of claims [1] to [4], wherein the Hazen color number measured according to JIS K0071-1 (1998) is 100 or less.
[6]
前記数平均分子量が、500以上1500以下である[1]乃至[5]のいずれか1つに記載のポリカーボネートジオール。
[7]
原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを用いて、エステル交換触媒の存在下、エステル交換反応により重縮合させて得られた数平均分子量が500以上5000以下のポリカーボネートジオールを製造する方法であって、前記ジヒドロキシ化合物がヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記エステル交換触媒が、長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であり、前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記エステル交換触媒の量が、その金属原子の重量比として、1ppm以上、50ppm以下であることを特徴とするポリカーボネートジオールの製造方法。
[8]
前記重縮合反応の最高温度が190℃以下である[7]に記載のポリカーボネートジオールの製造方法。
[6]
The polycarbonate diol according to any one of [1] to [5], wherein the number average molecular weight is 500 or more and 1500 or less.
[7]
A method for producing a polycarbonate diol having a number average molecular weight of 500 or more and 5000 or less obtained by polycondensation by a transesterification reaction in the presence of a transesterification catalyst using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer, The dihydroxy compound contains at least a dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the formula (1) at at least one β-position or γ-position of a hydroxy group, and the transesterification catalyst is a group 2 of the long-period periodic table Wherein the amount of the transesterification catalyst contained in the polycarbonate diol is 1 ppm or more and 50 ppm or less as a weight ratio of the metal atoms. A method for producing a polycarbonate diol.
[8]
The method for producing a polycarbonate diol according to [7], wherein the maximum temperature of the polycondensation reaction is 190 ° C or lower.
本発明のポリカーボネートジオールを用いて製造されたポリウレタンは、従来汎用とされている1,6−ヘキサンジオール由来のポリカーボネートジオールを原料としたポリウレタンと比較して、硬度及び耐擦性に優れるという特長を有し、塗料や、コーティング剤、接着剤など物理的な外因に対して耐久性が求められる用途に適しており、着色も抑制されていることから産業上極めて有用である。 The polyurethane produced using the polycarbonate diol of the present invention has the advantage of being excellent in hardness and abrasion resistance as compared with a polyurethane using a 1,6-hexanediol-derived polycarbonate diol, which is conventionally used as a raw material. It is suitable for applications that require durability against physical external factors such as paints, coating agents, adhesives, etc., and is extremely useful industrially because coloring is also suppressed.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
[ポリカーボネートジオール]
本発明のポリカーボネートジオールは、原料モノマーとしてジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを用いて、エステル交換触媒の存在下、エステル交換反応により重縮合させて得られた数平均分子量が500以上5000以下のポリカーボネートジオールであって、前記ジヒドロキシ化合物がヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に下記式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含むことを特徴とする(以下、「本発明のジヒドロキシ化合物(A)」と称することがある)。
[Polycarbonate diol]
The polycarbonate diol of the present invention is a polycarbonate diol having a number average molecular weight of 500 or more and 5000 or less obtained by polycondensation by a transesterification reaction in the presence of a transesterification catalyst using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw materials. The dihydroxy compound contains at least a dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the following formula (1) in at least one β-position or γ-position of a hydroxy group (hereinafter referred to as “the present invention”). Of the dihydroxy compound (A) ”.
<ジヒドロキシ化合物>
本発明のジヒドロキシ化合物(A)における2つのヒドロキシル基は、アルコール性のヒドロキシル基であり、ジヒドロキシ化合物の骨格に脂肪族炭化水素構造や芳香族環構造、ヘテロ原子を有していてもよい。また、「エーテル性酸素原子」とは、当該酸素原子が2つの炭素と単結合していることを意味し、ヒドロキシル基やカルボニル基を構成する酸素原子と区別される。
<Dihydroxy compound>
The two hydroxyl groups in the dihydroxy compound (A) of the present invention are alcoholic hydroxyl groups, and the skeleton of the dihydroxy compound may have an aliphatic hydrocarbon structure, an aromatic ring structure, or a hetero atom. The “etheric oxygen atom” means that the oxygen atom is single-bonded to two carbons, and is distinguished from an oxygen atom constituting a hydroxyl group or a carbonyl group.
また、本発明の「ヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物」において、β位、γ位とは、ジヒドロキシ化合物においてヒドロキシ基が結合する炭素原子を基準にして、隣接する炭素原子の位置をα位、更にその隣の炭素原子をβ位、更にその隣の炭素原子をγ位とすることを意味する。
例えば、後述するイソソルビドの場合は、ヒドロキシ基が結合する炭素原子を基準にして、β位に相当する炭素原子がエーテル性酸素原子となっており、「ヒドロキシ基のβ位に下記式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有する脂肪族ジヒドロキシ化合物」に該当する。
In the “dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the formula (1) in at least one β-position or γ-position of the hydroxy group” of the present invention, the β-position and γ-position are hydroxy groups in the dihydroxy compound. Means that the position of the adjacent carbon atom is the α-position, the adjacent carbon atom is the β-position, and the adjacent carbon atom is the γ-position.
For example, in the case of isosorbide, which will be described later, the carbon atom corresponding to the β-position is an etheric oxygen atom based on the carbon atom to which the hydroxy group is bonded, and “the following formula (1) It corresponds to the “aliphatic dihydroxy compound having an etheric oxygen atom”.
本発明のジヒドロキシ化合物(A)としては、具体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのオキシアルキレングリコール類、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−イソブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−フェニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,
5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−tert−ブチル−6−メチルフェニル)フルオレン9,9−ビス(4−(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレン等、側鎖に芳香族基を有し、主鎖に芳香族基に結合したエーテル基を有する化合物、下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記式(4)で表されるスピログリコール等の環状エーテル構造を有する化合物が挙げられるが、中でも、下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物に代表される無水糖アルコール、下記式(4)で表される環状エーテル構造を有する化合物が好ましい。
これらは得られるポリカーボネートジオールの要求性能に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the dihydroxy compound (A) of the present invention include oxyalkylene glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and polyethylene glycol, and 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl. ) Fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isopropylphenyl) fluorene, 9,9 -Bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isobutylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4 -(2-Hydroxyethoxy) -3-cyclohexylphenyl) fluorene 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,
5-Dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butyl-6-methylphenyl) fluorene 9,9-bis (4- (3-hydroxy-2,2 -Dimethylpropoxy) phenyl) fluorene, etc., compounds having an aromatic group in the side chain and an ether group bonded to the aromatic group in the main chain, anhydrous represented by the dihydroxy compound represented by the following formula (2) Examples include sugar alcohols and compounds having a cyclic ether structure such as spiroglycol represented by the following formula (4). Among them, anhydrous sugar alcohols represented by dihydroxy compounds represented by the following formula (2), A compound having a cyclic ether structure represented by (4) is preferred.
These may be used alone or in combination of two or more depending on the required performance of the polycarbonate diol obtained.
上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのジヒドロキシ化合物のうち、芳香環構造を有しないジヒドロキシ化合物を用いることがポリウレタンの耐光性の観点から好ましく、中でも植物由来の資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、耐光性、光学特性、成形性、耐熱性、親水性、カーボンニュートラルの面から最も好ましい。
Examples of the dihydroxy compound represented by the above formula (2) include isosorbide, isomannide and isoidet which are in a stereoisomeric relationship, and these may be used alone or in combination of two or more. May be.
Among these dihydroxy compounds, it is preferable to use a dihydroxy compound having no aromatic ring structure from the viewpoint of the light resistance of polyurethane. Among them, it is produced from various starches that are abundant as plant-derived resources and are easily available. Isosorbide obtained by dehydrating and condensing sorbitol is most preferable from the viewpoints of availability and production, light resistance, optical properties, moldability, heat resistance, hydrophilicity, and carbon neutral.
本発明のジヒドロキシ化合物(A)は、不安定な場合があり、保存や使用する際には注意を要する。例えば、イソソルビドは酸素が存在すると徐々に酸化されるので、保管や製造時の取り扱いの際には、酸素による分解を防ぐため、脱酸素剤を用いたり、窒素雰囲気下にしたりすることが肝要である。また、水分が混入しないようにすることも必要である。イソソルビドが酸化されると、ギ酸をはじめとする分解物が発生する。例えば、これら分解物を含むイソソルビドを用いてポリカーボネートジオールを製造すると、得られるポリカーボネートジオールに着色が発生したり、物性が著しく劣化したりする場合がある。また重合反応に影響を与え、目的の分子量の重合体が得られない場合がある。 The dihydroxy compound (A) of the present invention may be unstable and requires caution when stored or used. For example, since isosorbide is gradually oxidized in the presence of oxygen, it is important to use an oxygen scavenger or to put it in a nitrogen atmosphere to prevent decomposition due to oxygen during storage and handling during production. is there. It is also necessary to prevent moisture from entering. When isosorbide is oxidized, decomposition products such as formic acid are generated. For example, when polycarbonate diol is produced using isosorbide containing these decomposition products, the resulting polycarbonate diol may be colored or the physical properties may be significantly deteriorated. In addition, the polymerization reaction may be affected, and a polymer having a target molecular weight may not be obtained.
これらの対策としては公知の文献に記載の方法を任意に採用することができる。例えば
、特開2009−161745号公報には、ポリカーボネートを製造する際に使用するイソソルビドなどのジヒドロキシ化合物中に含まれる好ましいギ酸の量が規定されており、規定量以下のジヒドロキシ化合物を用いると物性の良いポリカーボネートが得られるとしている。
As these countermeasures, methods described in publicly known documents can be arbitrarily adopted. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-161745 defines a preferable amount of formic acid contained in a dihydroxy compound such as isosorbide used when producing a polycarbonate. It is said that good polycarbonate can be obtained.
本発明のポリカーボネートジオール製造する場合にも同様の事が言え、本発明のジヒドロキシ化合物(A)中に含まれるギ酸の量は、特に限定はされないが上限は通常20ppm、好ましくは10ppm、さらに好ましくは5ppmであり、特に好ましくは1ppmである。
また、本発明のジヒドロキシ化合物(A)は酸化的に劣化するとpHが下がることがある。本発明のジヒドロキシ化合物(A)の40%水溶液のpHの下限は、特に限定はされないが、通常3であり、好ましくはpH4、さらに好ましくはpH5であり、上限はpH11、好ましくはpH10である。pHは例えば、WO2009/057609号公報に記載の方法、すなわちジヒドロキシ化合物の40%水溶液としてpHメーターで測定する方法が採用できる。
The same applies to the production of the polycarbonate diol of the present invention. The amount of formic acid contained in the dihydroxy compound (A) of the present invention is not particularly limited, but the upper limit is usually 20 ppm, preferably 10 ppm, more preferably 5 ppm, particularly preferably 1 ppm.
Moreover, when the dihydroxy compound (A) of the present invention is oxidatively deteriorated, the pH may be lowered. The lower limit of the pH of the 40% aqueous solution of the dihydroxy compound (A) of the present invention is not particularly limited, but it is usually 3, preferably pH 4, more preferably pH 5, and the upper limit is pH 11, preferably pH 10. For example, the method described in WO2009 / 057609, that is, the method of measuring with a pH meter as a 40% aqueous solution of a dihydroxy compound can be adopted as the pH.
本発明のジヒドロキシ化合物(A)が酸化劣化すると、過酸化物を生じる可能性がある。この過酸化物は、本発明のポリカーボネートジオールを製造する際や、ウレタン化反応の際の着色の原因になることがあるので、より少ない方が好ましい。本発明のジヒドロキシ化合物(A)中の過酸化物の量は、通常は本発明のジヒドロキシ化合物(A)の重量に対して10ppm以下、好ましくは5ppm以下、より好ましくは3ppm以下、さらに好ましくは1ppm以下である。下限は特に限定されないが、通常0.01ppm以上である。 When the dihydroxy compound (A) of the present invention is oxidized and deteriorated, a peroxide may be generated. This peroxide is preferably less because it may cause coloring during the production of the polycarbonate diol of the present invention or during the urethanization reaction. The amount of peroxide in the dihydroxy compound (A) of the present invention is usually 10 ppm or less, preferably 5 ppm or less, more preferably 3 ppm or less, more preferably 1 ppm, based on the weight of the dihydroxy compound (A) of the present invention. It is as follows. Although a minimum is not specifically limited, Usually, it is 0.01 ppm or more.
本発明のジヒドロキシ化合物(A)中に、長周期型周期表第1族の金属および/又は2属の金属化合物が含有されると、ポリカーボネート化反応の際、さらには得られたポリカーボネートジオールをポリウレタン化する際の反応速度に影響を与えてしまう場合がある。そのため、本発明のジヒドロキシ化合物(A)中の長周期型周期表第1族の金属および/又は2属の金属化合物の含有量は、特に限定はされないが、少ないほうが好ましく、通常、上限は、本発明のジヒドロキシ化合物(A)に対しての金属の重量比率として10ppm、好ましくは5ppm、より好ましくは3ppm、さらに好ましくは1ppmである。 When the dihydroxy compound (A) of the present invention contains a metal of Group 1 and / or Group 2 of the long-period periodic table, the resulting polycarbonate diol is converted into polyurethane during the polycarbonate formation reaction. It may affect the reaction rate when it is converted. Therefore, the content of the group 1 metal and / or group 2 metal compound in the long-period type periodic table in the dihydroxy compound (A) of the present invention is not particularly limited, but is preferably small, and usually the upper limit is The weight ratio of the metal to the dihydroxy compound (A) of the present invention is 10 ppm, preferably 5 ppm, more preferably 3 ppm, and still more preferably 1 ppm.
本発明のポリカーボネートジオールの製造方法においては、原料モノマーとして、上記本発明のジヒドロキシ化合物(A)以外のジヒドロキシ化合物(以下「ジヒドロキシ化合物(B)」と称する。)に由来する構成単位を含んでいてもよく、ジヒドロキシ化合物(B)としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,6−ヘキサンジオールのなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,6−デカリンジメタノール、1,5−デカリンジメタノール、2,3−デカリンジメタノール、2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール、1,3−アダマンタンジメタノール、等の脂環式ジヒドロキシ化合物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[=ビスフェノールA]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−(3,5−ジフェニル)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,4’−ジヒドロキシ−ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒ
ドロキシ−5−ニトロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジクロロジフェニルエーテル、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ−2−メチル)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)フルオレン等の芳香族ビスフェノール類が挙げられる。
In the method for producing polycarbonate diol of the present invention, a constituent unit derived from a dihydroxy compound (hereinafter referred to as “dihydroxy compound (B)”) other than the dihydroxy compound (A) of the present invention is included as a raw material monomer. As the dihydroxy compound (B), ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1 Aliphatic dihydroxy compounds such as 1,5-heptanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, Pentacyclopentadecanedimethanol, 2,6-de Cycloaliphatic dihydroxy compounds such as phosphorus dimethanol, 1,5-decalin dimethanol, 2,3-decalin dimethanol, 2,3-norbornane dimethanol, 2,5-norbornane dimethanol, 1,3-adamantane dimethanol 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [= bisphenol A], 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3, 5-diethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy- (3,5-diphenyl) phenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, 2,2 -Bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,4'-dihydroxy-diphenylmethane, bis (4-hydroxypheny ) Methane, bis (4-hydroxy-5-nitrophenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 1,1-bis (4- Hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,4′-dihydroxydiphenylsulfone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,3 '-Dichlorodiphenyl ether, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy-2-methyl) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy- And aromatic bisphenols such as 2-methylphenyl) fluorene.
中でも、ウレタン樹脂の耐光性の観点からは、ジヒドロキシ化合物(B)が、下記式(3)で表される脂肪族ジヒドロキシ化合物及び脂環式ジヒドロキシ化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましく、脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、特に1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましく、脂環式ジヒドロキシ化合物としては、特に1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノールが好ましいが、色調および取扱の容易さの観点からは、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。 Among these, from the viewpoint of light resistance of the urethane resin, the dihydroxy compound (B) is at least one compound selected from the group consisting of an aliphatic dihydroxy compound and an alicyclic dihydroxy compound represented by the following formula (3). It is preferable that 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol are particularly preferable as the aliphatic dihydroxy compound, and 1,4-cyclohexane is particularly preferable as the alicyclic dihydroxy compound. Dimethanol and tricyclodecane dimethanol are preferred, but 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferred from the viewpoint of color tone and ease of handling.
HO−R−OH ・・・(3)
(式中Rは、炭素数2〜15の2価の炭化水素基を表す)
これらのジヒドロキシ化合物(B)を用いることにより、本発明のポリカーボネートジオールのハンドリング性が向上し、本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンの柔軟性の改善、耐熱性の向上、成形性の改善などの効果を得ることも可能であるが、ジヒドロキシ化合物(B)に由来する構成単位の含有割合が多過ぎると、ポリウレタンの硬度、機械的物性、耐熱性、親水性等の低下を招くことがあるため、全ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に対する本発明のジヒドロキシ化合物(A)に由来する構造単位の割合が、10モル%以上、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、さらに好ましくは40モル%以上、特に好ましくは50モル%以上であり、ハンドリング性を考慮すると、90モル%以下、好ましくは80モル%以下、より好ましくは75モル%以下である。
また、本発明のポリカーボネートジオールは、該分子鎖の末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基である数の割合が、前記分子鎖の全末端数に対して5%以下で、分子鎖の両末端の95%以上が水酸基であり、ポリウレタン化反応の際はこの水酸基がイソシアネート化合物と反応できる構造となっている。
HO-R-OH (3)
(Wherein R represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms)
By using these dihydroxy compounds (B), the handling property of the polycarbonate diol of the present invention is improved, the flexibility of the polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention is improved, the heat resistance is improved, the moldability is improved, etc. However, if the content of the structural unit derived from the dihydroxy compound (B) is too large, the hardness, mechanical properties, heat resistance, hydrophilicity, etc. of the polyurethane may be reduced. Therefore, the ratio of the structural unit derived from the dihydroxy compound (A) of the present invention to the structural unit derived from all dihydroxy compounds is 10 mol% or more, preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, and still more preferably Is 40 mol% or more, particularly preferably 50 mol% or more. % Or less, preferably 80 mol% or less, and more preferably not more than 75 mol%.
Further, in the polycarbonate diol of the present invention, the ratio of the number of the molecular chain end being an alkyloxy group or an aryloxy group is 5% or less with respect to the total number of terminal ends of the molecular chain. 95% or more is a hydroxyl group, and has a structure in which this hydroxyl group can react with an isocyanate compound in the polyurethane reaction.
{原料モノマー}
本発明のポリカーボネートジオールは、後述するように、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを 原料として製造される。
{Raw material monomer}
As will be described later, the polycarbonate diol of the present invention is produced using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as raw materials.
<炭酸ジエステル>
使用可能な炭酸ジエステルとしては、本発明の効果を失わない限り限定されないが、アルキルカーボネート、アリールカーボネート、またはアルキレンカーボネートが挙げられる。このうちアリールカーボネートを使用すると速やかに反応が進行するという利点がある。しかしその一方で、アリールカーボネートを原料とすると沸点の高いフェノール類が副生するが、フェノール類は一官能性化合物なので、ポリウレタン化の際の重合阻害因子となり得る上、刺激性物質でもあるため、本発明のポリカーボネートジオール中のフェノール類の残留量は、より少ない方が好ましい。
<Carbonated diester>
The carbonic acid diester that can be used is not limited as long as the effects of the present invention are not lost, and examples thereof include alkyl carbonates, aryl carbonates, and alkylene carbonates. Of these, the use of aryl carbonate has the advantage that the reaction proceeds rapidly. On the other hand, when aryl carbonate is used as a raw material, phenols with a high boiling point are by-produced, but since phenols are monofunctional compounds, they can be polymerization inhibitors during polyurethane formation, and are also stimulating substances. The residual amount of phenols in the polycarbonate diol of the present invention is preferably smaller.
本発明のポリカーボネートジオールの製造に用いることができる炭酸ジエステルのジア
ルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、アルキレンカーボネートの具体例は以下の通りである。
ジアルキルカーボネートの例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、エチル−n−ブチルカーボネート、エチルイソブチルカーボネート等が挙げられ、好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートである。
Specific examples of the dialkyl carbonate, diaryl carbonate, and alkylene carbonate of the carbonic acid diester that can be used for the production of the polycarbonate diol of the present invention are as follows.
Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dicyclohexyl carbonate, diisobutyl carbonate, ethyl-n-butyl carbonate, ethyl isobutyl carbonate, and preferably dimethyl carbonate and diethyl carbonate.
ジアリールカーボネートの例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、ジm−クレジルカーボネート等が挙げられ、好ましくはジフェニルカーボネートである。
さらにアルキレンカーボネートの例としては、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2−プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、1,3−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、1,3−ペンチレンカーボネート、1,4−ペンチレンカーボネート、1,5−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレンカーボネート、2,4−ペンチレンカーボネート、ネオペンチルカーボネート等が挙げられ、好ましくはエチレンカーボネートである。
Examples of diaryl carbonates include diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, bis (chlorophenyl) carbonate, di-m-cresyl carbonate, and preferably diphenyl carbonate.
Examples of alkylene carbonates include ethylene carbonate, trimethylene carbonate, tetramethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 1,3-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2 -Pentylene carbonate, 1,3-pentylene carbonate, 1,4-pentylene carbonate, 1,5-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, 2,4-pentylene carbonate, neopentyl carbonate, etc. Preferably, it is ethylene carbonate.
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でもジアリールカーボネートが反応性に富み、工業的に製造する上で効率的であることから好ましく、中でも工業原料として容易にかつ安価に入手可能なジフェニルカーボネートがより好ましい。
本発明のジヒドロキシ化合物(A)中に塩化物イオンや臭化物イオンなどのハロゲン成分が含有されると、ポリカーボネート化反応の際、さらには得られたポリカーボネートジオールをポリウレタン化する際の反応に影響を与えたり、着色の原因となる場合があるため、その含有量は少ないほうが好ましい。通常、本発明のジヒドロキシ化合物(A)中のハロン成分の含有量の上限は、本発明のジヒドロキシ化合物(A)の重量に対してハロゲン重量として10ppm、好ましくは5ppm、より好ましくは1ppmである。
These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, diaryl carbonate is preferable because it is rich in reactivity and efficient in industrial production, and diphenyl carbonate that is easily available at low cost as industrial raw material is more preferable.
When a halogen component such as chloride ion or bromide ion is contained in the dihydroxy compound (A) of the present invention, it may affect the reaction during the polycarbonate formation reaction, and further the reaction during the polyurethane conversion of the obtained polycarbonate diol. Or less, the content is preferably small. Usually, the upper limit of the content of the halon component in the dihydroxy compound (A) of the present invention is 10 ppm, preferably 5 ppm, more preferably 1 ppm as the halogen weight with respect to the weight of the dihydroxy compound (A) of the present invention.
酸化等により劣化したり、あるいは上記不純物を含む本発明のジヒドロキシ化合物(A)は、蒸留等により精製することができる。蒸留後再び酸化劣化するのを防ぐためには安定剤を添加することも有効である。具体的な安定剤としては通常一般に有機化合物の酸化防止剤として使用されているものであれば制限なく使用することが可能であり、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチル
フェノール、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]−6−ジ−t−ペンチルフェニルアクリレート(住友化学製、商品名:Smi ize
r(登録商標)GS)などのフェノール系安定化剤、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(住友化学製、商品名Smi1izer(登録商標)GP)、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系安定化剤が例として挙げられる。
The dihydroxy compound (A) of the present invention which is deteriorated by oxidation or the like or contains the above impurities can be purified by distillation or the like. In order to prevent oxidative degradation again after distillation, it is also effective to add a stabilizer. Specific stabilizers can be used without limitation as long as they are generally used as antioxidants for organic compounds, and include butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, and 2,6-di-t-. Butyl-4-methylphenol, 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-t-pentylphenyl) ethyl] -6-di-t-pentylphenyl acrylate (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: Smize)
r (registered trademark) GS) and the like, 6- [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propoxy] -2,4,8,10-tetra-t -Butyl dibenz [d, f] [1,3,2] dioxaphosphepine (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name Smi1izer (registered trademark) GP), bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol di Examples include phosphorus stabilizers such as phosphites.
{分子量・分子量分布}
本発明のポリカーボネートジオールの数平均分子量(Mn)の下限は500であり、好ましくは700、さらに好ましくは800である。一方、上限は5000であり、好ましくは3000、さらに好ましくは1500である。ポリカーボネートジオールの数平均分子量が前記下限未満では、ウレタンとした際に本発明の特徴である硬度が十分に得られない場合がある。一方前記上限超過ではポリカーボネートジオールの粘度が上がり、ポリウレタン化の際のハンドリングに支障が出る可能性がある。
{Molecular weight and molecular weight distribution}
The lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the polycarbonate diol of the present invention is 500, preferably 700, more preferably 800. On the other hand, the upper limit is 5000, preferably 3000, and more preferably 1500. When the number average molecular weight of the polycarbonate diol is less than the lower limit, the hardness which is a feature of the present invention may not be sufficiently obtained when urethane is used. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the viscosity of the polycarbonate diol increases, which may hinder handling during polyurethane formation.
本発明のポリカーボネートジオールの分子量分布(Mw/Mn)は特に限定されないが、下限は通常1.5であり、好ましくは1.7であり、より好ましくは2.0である。上限は通常3.5であり、好ましくは3.0である。
分子量分布が上記範囲を超える場合、このポリカーボネートジオールを用いて製造したポリウレタンの物性が、低温で硬くなる、伸びが悪くなる等、悪化する傾向があり、分子量分布が上記範囲未満のポリカーボネートジオールを製造しようとすると、オリゴマーを除くなどの高度な精製操作が必要になる場合がある。
The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polycarbonate diol of the present invention is not particularly limited, but the lower limit is usually 1.5, preferably 1.7, and more preferably 2.0. The upper limit is usually 3.5, preferably 3.0.
When the molecular weight distribution exceeds the above range, the physical properties of the polyurethane produced using this polycarbonate diol tend to deteriorate, such as hardening at low temperatures and poor elongation, and producing a polycarbonate diol having a molecular weight distribution below the above range. Attempts to do so may require advanced purification operations such as removing oligomers.
ここでMwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量であり、通常ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定で求めることができる。
{分子鎖の末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基である数の割合・水酸基価}
本発明のポリカーボネートジオールは基本的にポリマーの末端構造は水酸基である。しながら、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの反応で得られるポリカーボネートジオール生成物中には、不純物として一部ポリマー末端が水酸基ではない構造のものが存在する場合がある。その構造の具体例としては、分子鎖末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基のものであり、多くは炭酸ジエステル由来の構造である。
Here, Mw is a weight average molecular weight, and Mn is a number average molecular weight, which can be usually determined by measurement by gel permeation chromatography (GPC).
{Ratio of the number of molecular chain ends that are alkyloxy groups or aryloxy groups / hydroxyl value}
In the polycarbonate diol of the present invention, the terminal structure of the polymer is basically a hydroxyl group. However, in the polycarbonate diol product obtained by the reaction of the dihydroxy compound and the carbonic acid diester, there may be a structure in which some polymer terminals are not hydroxyl groups as impurities. As specific examples of the structure, the molecular chain terminal is an alkyloxy group or an aryloxy group, and many are structures derived from a carbonic acid diester.
例えば、炭酸ジエステルとしてジフェニルカーボネートを使用した場合はアリールオキシ基としてフェノキシ基(PhO−)、ジメチルカーボネートを使用した場合はアルキルオキシ基としてメトキシ基(MeO−)、ジエチルカーボネートを使用した場合はエトキシ基(EtO−)、エチレンカーボネートを使用した場合はヒドロキシエトキシ基(HOCH2CH2O−)が末端基として残存する場合がある(ここで、Phはフェニル基を表し、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す)。 For example, when diphenyl carbonate is used as the carbonic acid diester, phenoxy group (PhO-) is used as the aryloxy group, methoxy group (MeO-) is used as the alkyloxy group when dimethyl carbonate is used, and ethoxy group is used when diethyl carbonate is used. (EtO-), when ethylene carbonate is used, a hydroxyethoxy group (HOCH2CH2O-) may remain as a terminal group (where Ph represents a phenyl group, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group). Represents).
本発明において、ポリカーボネートジオール生成物中に含まれる分子鎖末端がアルキルオキシ基ないしアリールオキシ基となっている構造の割合は、その末端基の数として全末端数の5モル%以下、好ましくは3モル%以下、より好ましくは1モル%以下である。この分子鎖の末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基である数の割合の下限は特に制限はなく、通常は0.01モル%、好ましくは0.001モル%、最も好ましくは0モル%である。アルキルオキシないしアリールオキシ末端基の割合が大きいとポリウレタン化反応を行なう際に重合度が上がらないなどの問題が生じる場合がある。 In the present invention, the proportion of the structure in which the molecular chain terminal contained in the polycarbonate diol product is an alkyloxy group or aryloxy group is 5 mol% or less of the total number of terminal groups, preferably 3 The mol% or less, more preferably 1 mol% or less. The lower limit of the ratio of the number of the molecular chain terminal at the end is an alkyloxy group or an aryloxy group is not particularly limited, and is usually 0.01 mol%, preferably 0.001 mol%, most preferably 0 mol%. . When the proportion of the alkyloxy or aryloxy end group is large, there may be a problem that the degree of polymerization does not increase when the polyurethane-forming reaction is carried out.
本発明のポリカーボネートジオールは、上述のように分子鎖の末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基である数の割合が5%以下で、分子鎖の両末端基は基本的には水酸基であり、ポリウレタン化反応の際はこの水酸基がイソシアネートと反応できる構造となっている。
本発明のポリカーボネートジオールの水酸基価は、特に限定されないが下限は通常10mg−KOH/g、好ましくは20mg−KOH/g、より好ましくは35mg−KOH/g、更に好ましくは80mg−KOH/gである。また、上限は通常230mg−KOH/g、好ましくは160mg−KOH/g、より好ましくは140mg−KOH/gである。水酸基価が上記下限未満では、粘度が高くなりすぎポリウレタン化の際のハンドリングが困難となる場合があり、上記上限超過ではポリウレタンとした時に強度や硬度が不足する場合がある。
As described above, the polycarbonate diol of the present invention has a ratio of the number of molecular chain terminals that are alkyloxy groups or aryloxy groups of 5% or less, and both terminal groups of the molecular chain are basically hydroxyl groups. This hydroxyl group has a structure capable of reacting with isocyanate during the conversion reaction.
The hydroxyl value of the polycarbonate diol of the present invention is not particularly limited, but the lower limit is usually 10 mg-KOH / g, preferably 20 mg-KOH / g, more preferably 35 mg-KOH / g, still more preferably 80 mg-KOH / g. . Moreover, an upper limit is 230 mg-KOH / g normally, Preferably it is 160 mg-KOH / g, More preferably, it is 140 mg-KOH / g. If the hydroxyl value is less than the above lower limit, the viscosity may be too high, and handling during polyurethane formation may be difficult. If the upper limit is exceeded, strength and hardness may be insufficient when polyurethane is used.
{エーテル構造}
本発明のポリカーボネートジオールは、カーボネート基によりジヒドロキシ化合物が重合した構造が基本となっている。しかしながら、製造方法によっては、一部ジヒドロキシ化合物の脱水反応によりエーテル構造となったものが混入する場合があり、その存在量が多くなると耐候性や耐熱性が低下することがあるので、エーテル構造の割合が過度に多くならないように製造することが望ましい。ポリカーボネートジオール中のエーテル構造を
低減して、耐候性、耐熱性等の特性を確保する点において、本発明のポリカーボネートジオールの分子鎖中に含まれるエーテル結合とカーボネート結合の比は、特に限定されないが、通常モル比で2/98以下、好ましくは1/99以下、より好ましくは0.5/99.5以下である。 これらの値は、アルカリ加水分解して液体クロマトグラフィーを測定
したり、1H−NMRを測定したりすることで求めることができる。
{Ether structure}
The polycarbonate diol of the present invention is based on a structure in which a dihydroxy compound is polymerized by a carbonate group. However, depending on the production method, some of the ether structure resulting from the dehydration reaction of the dihydroxy compound may be mixed in. If the amount of the compound increases, the weather resistance and heat resistance may decrease. It is desirable to manufacture so that the ratio does not become excessively large. The ratio of the ether bond and the carbonate bond contained in the molecular chain of the polycarbonate diol of the present invention is not particularly limited in terms of ensuring the properties such as weather resistance and heat resistance by reducing the ether structure in the polycarbonate diol. The molar ratio is usually 2/98 or less, preferably 1/99 or less, more preferably 0.5 / 99.5 or less. These values can be obtained by alkali hydrolysis and measuring liquid chromatography or measuring 1H-NMR.
{粘度・溶媒溶解性}
本発明のポリカーボネートジオールは、室温付近で通常、液状からワックス状の白濁固体という性状を呈しているが、加温する事により粘度を低下させることができ、ハンドリングしやすくなる。また、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系の溶媒、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒に溶解させることも可能で、移送や反応が行いやすくなる場合もある。
{Viscosity / Solvent solubility}
The polycarbonate diol of the present invention usually exhibits a property from a liquid to a waxy white turbid solid at around room temperature. However, when heated, the viscosity can be lowered and the handling becomes easy. It can also be dissolved in an amide solvent such as dimethylformamide or dimethylacetamide, an ester solvent such as γ-butyrolactone, or a sulfoxide solvent such as dimethyl sulfoxide, which may facilitate transfer and reaction.
本発明のポリカーボネートジオールの性状は上述したように通常室温で液状〜固体であり、温度によりその性状は異なる。例えば粘度で表すと、本発明のポリカーボネートジオールの60℃における粘度の下限は好ましくは0.01Pa・s、より好ましくは0.1Pa・s、さらに好ましくは1Pa・sであり、上限は好ましくは500Pa・s、より好ましくは300Pa・s、さらに好ましくは100Pa・sである。 As described above, the properties of the polycarbonate diol of the present invention are usually liquid to solid at room temperature, and the properties differ depending on the temperature. For example, in terms of viscosity, the lower limit of the viscosity of the polycarbonate diol of the present invention at 60 ° C. is preferably 0.01 Pa · s, more preferably 0.1 Pa · s, still more preferably 1 Pa · s, and the upper limit is preferably 500 Pa. · S, more preferably 300 Pa · s, still more preferably 100 Pa · s.
{APHA値}
本発明のポリカーボネートジオールの色は、得られるポリウレタンの色目に影響を与えない範囲が好ましく、着色の程度をハーゼン色数(JIS K0071−1に準拠)で表
した場合の値(以下「APHA値」と表記する。)は特に限定されないが、100以下が好ましく、より好ましくは60以下、さらに好ましくは50以下、中でも30以下が好適である。
{APHA value}
The color of the polycarbonate diol of the present invention is preferably in a range that does not affect the color of the resulting polyurethane, and the value when the degree of coloration is expressed by the Hazen color number (based on JIS K0071-1) (hereinafter referred to as “APHA value”). Is not particularly limited, but is preferably 100 or less, more preferably 60 or less, still more preferably 50 or less, and particularly preferably 30 or less.
{不純物含有量}
<フェノール類>
フェノール類は一官能性化合物なので、ポリウレタン化の際の重合阻害因子となり得る上、刺激性物質でもあるため、本発明のポリカーボネートジオール中のフェノール類の残留量は、より少ない方が好ましい。具体的にはポリカーボネートジオールに対する重量比として通常1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、さらに好ましくは300ppm以下、中でも100ppm以下であることが好ましい。ポリカーボネートジオール中のフェノール類を低減するためには、後述するようにポリカーボネートジオールの重合反応時に絶対圧力として1kPa以下の高真空にしたり、ポリカーボネートジオールの合成後に薄膜蒸留を行ったりすることが有効である。
{Impurity content}
<Phenols>
Since phenols are monofunctional compounds, they can be polymerization inhibitors during polyurethane formation, and are also stimulating substances. Therefore, the residual amount of phenols in the polycarbonate diol of the present invention is preferably smaller. Specifically, the weight ratio to the polycarbonate diol is usually 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, and particularly preferably 100 ppm or less. In order to reduce the phenols in the polycarbonate diol, it is effective to use a high vacuum of 1 kPa or less as an absolute pressure during the polymerization reaction of the polycarbonate diol, as described later, or to perform thin film distillation after the synthesis of the polycarbonate diol. .
<炭酸ジエステル>
本発明のポリカーボネートジオール中には、製造時の原料として使用した炭酸ジエステルが残存することがある。本発明のポリカーボネートジオール中の炭酸ジエステルの残存量は限定されるものではないが、少ないほうが好ましく、通常上限が5重量%、好ましくは3重量%、さらに好ましくは1重量%である。ポリカーボネートジオールの炭酸ジエステル含有量が多すぎるとポリウレタン化の際の反応を阻害する場合がある。一方、その下限は特に制限はなく0.1重量%、好ましくは0.01重量%、さらに好ましくは0重量%である。
<Carbonated diester>
In the polycarbonate diol of the present invention, the carbonic acid diester used as a raw material during production may remain. The residual amount of the carbonic acid diester in the polycarbonate diol of the present invention is not limited, but a smaller amount is preferable, and the upper limit is usually 5% by weight, preferably 3% by weight, more preferably 1% by weight. If the carbonic diester content of the polycarbonate diol is too large, the reaction during polyurethane formation may be inhibited. On the other hand, the lower limit is not particularly limited and is 0.1% by weight, preferably 0.01% by weight, and more preferably 0% by weight.
<ジヒドロキシ化合物>
本発明のポリカーボネートジオールには、製造時に使用したジヒドロキシ化合物が残存する場合がある。本発明のポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量は、限定されるものではないが、少ないほうが好ましく、通常1重量%以下であり、好まし
くは0.1重量%以下であり、より好ましくは0.05重量%以下である。ポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量が多いと、ポリウレタンとした際のソフトセグメント部位の分子長が不足し、所望の物性が得られない場合がある。
<Dihydroxy compound>
In the polycarbonate diol of the present invention, the dihydroxy compound used during production may remain. The residual amount of the dihydroxy compound in the polycarbonate diol of the present invention is not limited, but a smaller amount is preferable, usually 1% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less, more preferably 0.8%. It is not more than 05% by weight. If the residual amount of the dihydroxy compound in the polycarbonate diol is large, the molecular length of the soft segment portion when polyurethane is used may be insufficient, and desired physical properties may not be obtained.
<環状カーボネート>
ポリカーボネートジオール中には、製造の際に副生した環状のカーボネートが含まれることがある。例えばジヒドロキシ化合物に1,3−プロパンジオールを用いた場合、1,3−ジオキサン−2−オンもしくはさらにこれらが2分子ないしそれ以上で環状カーボネートとなったものなどが環状化合物として生成してポリカーボネートジオール中に含まれる場合がある。これらの化合物は、ポリウレタン化反応においては副反応をもたらす可能性のある不純物であるので製造の段階でなるべく除去しておくのが望ましい。本発明のポリカーボネートジオール中に含まれるこれら不純物環状カーボネートの含有量は、限定されるものではないが、通常3重量%以下、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下である。
<Cyclic carbonate>
The polycarbonate diol may contain cyclic carbonate by-produced during production. For example, when 1,3-propanediol is used as the dihydroxy compound, 1,3-dioxan-2-one or a compound obtained by forming two or more of these molecules into a cyclic carbonate as a cyclic compound is produced as a polycarbonate diol. May be included. These compounds are impurities that may cause side reactions in the polyurethane-forming reaction, so it is desirable to remove them as much as possible in the production stage. The content of these impurity cyclic carbonates contained in the polycarbonate diol of the present invention is not limited, but is usually 3% by weight or less, preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less. .
<エステル交換触媒>
本発明のポリカーボネートジオールを製造する場合には、長周期型周期表における2族(以下、単に「2族」と表記することがある。)の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物をエステル交換触媒(以下、単に「触媒」と称することがある。)を存在させる。また、2族金属化合物と共に、補助的に遷移金属化合物や、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物を併用することも可能である。2族金属化合物の形態としては通常、水酸化物、又は炭酸塩、カルボン酸塩、フェノール塩といった塩の形態で用いられるが、入手のし易さ、取扱いの容易さから、水酸化物、炭酸塩、酢酸塩が好ましく、色相と重合活性の観点からは酢酸塩が好ましい。
<Transesterification catalyst>
When producing the polycarbonate diol of the present invention, at least one metal compound selected from the group consisting of metals of Group 2 (hereinafter sometimes simply referred to as “Group 2”) in the Long Periodic Periodic Table. In the presence of a transesterification catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as “catalyst”). In addition to the group 2 metal compound, a transition metal compound, a basic compound such as a basic boron compound, a basic phosphorus compound, a basic ammonium compound, or an amine compound may be used in combination. The group 2 metal compound is usually used in the form of a hydroxide or a salt such as a carbonate, carboxylate, or phenol salt. From the viewpoint of availability and ease of handling, the hydroxide, carbonate Salts and acetates are preferred, and acetates are preferred from the viewpoints of hue and polymerization activity.
2族金属化合物としては、例えば、水酸化カル・BR>Vウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ストロンチウム等が挙げられ、中でもマグネシウム化合物、カルシウム化合物、バリウム化合物が好ましく、重合活性と得られるポリカーボネートジオールの色相の観点から、マグネシウム化合物及びカルシウム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物が更に好ましく、最も好ましくはマグネシウム化合物である。 Examples of the Group 2 metal compound include calcium hydroxide, BR> V um, barium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium hydrogen carbonate, barium hydrogen carbonate, magnesium hydrogen carbonate, strontium hydrogen carbonate, calcium carbonate, carbonate Barium, magnesium carbonate, strontium carbonate, calcium acetate, barium acetate, magnesium acetate, strontium acetate, calcium stearate, barium stearate, magnesium stearate, strontium stearate, etc., among which magnesium compounds, calcium compounds and barium compounds are preferred. From the viewpoint of polymerization activity and hue of the polycarbonate diol obtained, at least one metal compound selected from the group consisting of magnesium compounds and calcium compounds is more preferred. Most preferably, it is a magnesium compound.
塩基性ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、あるいはストロンチウム塩等が挙げられる。 Examples of the basic boron compound include tetramethyl boron, tetraethyl boron, tetrapropyl boron, tetrabutyl boron, trimethylethyl boron, trimethylbenzyl boron, trimethylphenyl boron, triethylmethyl boron, triethylbenzyl boron, triethylphenyl boron, tributylbenzyl. Examples include sodium, potassium, lithium, calcium, barium, magnesium, or strontium salts such as boron, tributylphenylboron, tetraphenylboron, benzyltriphenylboron, methyltriphenylboron, butyltriphenylboron, etc. It is done.
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、あるいは四級ホスホニウム塩等が挙げられる。
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、
トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
Examples of the basic phosphorus compound include triethylphosphine, tri-n-propylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tributylphosphine, and quaternary phosphonium salts.
Examples of the basic ammonium compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide,
Trimethylbenzylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, triethylmethylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, triethylphenylammonium hydroxide, tributylbenzylammonium hydroxide, tributylphenylammonium hydroxide, tetraphenylammonium hydroxide, benzyltri Examples thereof include phenylammonium hydroxide, methyltriphenylammonium hydroxide, and butyltriphenylammonium hydroxide.
アミン系化合物としては、例えば、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。 Examples of the amine compound include 4-aminopyridine, 2-aminopyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-diethylaminopyridine, 2-hydroxypyridine, 2-methoxypyridine, 4-methoxypyridine, 2 -Dimethylaminoimidazole, 2-methoxyimidazole, imidazole, 2-mercaptoimidazole, 2-methylimidazole, aminoquinoline and the like.
遷移金属化合物の例としては、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートなどのチタンアルコキシド;四塩化チタンなどのチタンのハロゲン化物;酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛などの亜鉛の塩;塩化スズ(II)、塩化スズ(IV)、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジメトキシドなどのスズ化合物;ジルコニウムアセチルアセトナート、オキシ酢酸ジルコニウム、ジルコニウムテトラブトキシドなどのジルコニウム化合物;酢酸鉛(II)、酢酸鉛(IV)、塩化鉛(IV)等の鉛化合物等が挙げられる。 Examples of transition metal compounds include titanium alkoxides such as tetraethyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate; titanium halides such as titanium tetrachloride; zinc acetate, zinc benzoate, zinc 2-ethylhexanoate, etc. Zinc salts of: Tin compounds such as tin (II) chloride, tin (IV) chloride, tin (II) acetate, tin (IV) acetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin oxide, dibutyltin dimethoxide; zirconium acetylacetonate, oxyacetic acid Zirconium compounds such as zirconium and zirconium tetrabutoxide; lead compounds such as lead acetate (II), lead (IV) acetate, and lead (IV) chloride.
本発明における触媒の使用量は、通常、用いた全ジヒドロキシ化合物1mol当たりの2族金属の量として、通常1μmol〜200μmol、好ましくは5μmol〜100μmol、更に好ましくは10μmol〜70μmol、特に好ましくは15μmol〜50μmolである。触媒の使用量が少なすぎると、十分な重合活性が得られず重合反応の進行が遅くなるため、所望の分子量のポリカーボネートジオールが得られにくく、生産効率が低下するだけでなく、原料モノマーが重合反応の間、未反応のまま系中に存在する時間が長くなるため、色調の悪化を招く場合がある。また、副生するモノヒドロキシ化合物とともに留出するモノマー量が増加し、結果的に原料原単位の悪化や、その回収のため余分なエネルギーが必要となる可能性があり、更には、複数のジヒドロキシ化合物を用いた共重合の場合には、原料として用いたモノマーの組成比と製品ポリカーボネートジオール中の構成モノマー単位の組成比が変わってしまう原因となることがある。 The amount of the catalyst used in the present invention is usually 1 μmol to 200 μmol, preferably 5 μmol to 100 μmol, more preferably 10 μmol to 70 μmol, particularly preferably 15 μmol to 50 μmol, as the amount of group 2 metal per 1 mol of all dihydroxy compounds used. It is. If the amount of the catalyst used is too small, sufficient polymerization activity cannot be obtained and the progress of the polymerization reaction is slowed down, so that it is difficult to obtain a polycarbonate diol having a desired molecular weight, not only the production efficiency is lowered, but also the raw material monomer is polymerized. During the reaction, the time that is present in the system in an unreacted state becomes long, so that the color tone may be deteriorated. In addition, the amount of monomer distilling with the by-produced monohydroxy compound increases, and as a result, the raw material basic unit may be deteriorated and extra energy may be required for its recovery. In the case of copolymerization using a compound, the composition ratio of the monomer used as the raw material and the composition ratio of the constituent monomer units in the product polycarbonate diol may change.
一方、触媒の使用量が多すぎると、上記のような未反応モノマーの留出は改善される方向にはなるが、その一方で得られるポリカーボネートジオールの色相や耐光性、熱安定性等の悪化を招く可能性があるだけでなく、ポリウレタン化反応の際に異常反応を引き起こすことがある。
触媒は、重合反応槽に直接添加してもよいし、予めジヒドロキシ化合物に添加したり、炭酸ジエステルに添加したりすることもできる。また、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルを予め混合する原料調整槽に添加し、その後、重合反応槽に存在させる方法を取ってもよいし、原料反応槽に原料が供給される配管内で添加しても良い。何れにしても、本発明のジヒドロキシ化合物(A)が固体である場合には、50℃以上の温度で溶融状態にした後、添加することが、触媒とジヒドロキシ化合物の均一性が増して重合反応が安定するため好ましい。
On the other hand, when the amount of the catalyst used is too large, the distillation of the unreacted monomer as described above tends to be improved, but on the other hand, the hue, light resistance, thermal stability, etc. of the obtained polycarbonate diol are deteriorated. May cause an abnormal reaction during the polyurethane-forming reaction.
The catalyst may be added directly to the polymerization reaction tank, or may be added in advance to the dihydroxy compound or added to the carbonic acid diester. Alternatively, the dihydroxy compound and the carbonic acid diester may be added to a raw material adjusting tank in which the dihydroxy compound and carbonic acid diester are mixed in advance, and then may be present in the polymerization reaction tank, good. In any case, when the dihydroxy compound (A) of the present invention is a solid, it can be added after being melted at a temperature of 50 ° C. or higher, thereby increasing the uniformity of the catalyst and the dihydroxy compound. Is preferable because it is stable.
2族の触媒は、通常揮発せずポリカーボネートジオール中に残存するが、過度に多くの触媒が残存するとポリウレタン化反応の際に反応の制御が困難となり、ポリウレタン化反応を想定以上に促進したり、異常反応を引き起こしたり、色調を悪化させたりする場合が
あるため、その残存量は、ポリカーボネートジオールに対する2族の金属の重量比として、50ppm以下であることが必要で、好ましくは30ppm以下、更に好ましくは20ppm以下、特に好ましくは15ppm以下である。一方、触媒が少ないと上記のような不具合を招くことがあるため1ppm以上であることが必要で、好ましくは2ppm以上、特に好ましくは3ppm以上である。
The Group 2 catalyst usually does not volatilize and remains in the polycarbonate diol, but if too much catalyst remains, it becomes difficult to control the reaction during the polyurethane reaction, and the polyurethane reaction is accelerated more than expected, Since the abnormal reaction may be caused or the color tone may be deteriorated, the residual amount needs to be 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, more preferably as the weight ratio of the Group 2 metal to the polycarbonate diol. Is 20 ppm or less, particularly preferably 15 ppm or less. On the other hand, if the amount of the catalyst is small, the above-mentioned problems may be caused. Therefore, the amount needs to be 1 ppm or more, preferably 2 ppm or more, particularly preferably 3 ppm or more.
{製造方法}
本発明のポリカーボネートジオールは、本発明のジヒドロキシ化合物(A)と、必要に応じて用いられるその他のジヒドロキシ化合物と、前述の炭酸ジエステルとを、触媒を用いてエステル交換させることにより製造することができる。 以下にその製造方法につい
て述べる。
{Production method}
The polycarbonate diol of the present invention can be produced by transesterifying the dihydroxy compound (A) of the present invention, other dihydroxy compounds used as necessary, and the aforementioned carbonic acid diester using a catalyst. . The manufacturing method will be described below.
<原料等の使用割合>
本発明のポリカーボネートジオールの製造において、炭酸ジエステルの使用量は目的分子量により適宜変更する必要があり、特に限定されないが、通常ジヒドロキシ化合物類の合計1モルに対するモル比で下限が通常0.50、好ましくは0.70、より好ましくは0.80、さらに好ましくは0.90、特に好ましくは0.95、最も好ましくは0.98であり、上限は通常1.20、好ましくは1.15、より好ましくは1.10である。炭酸ジエステルの使用量が上記上限超過では得られるポリカーボネートジオールの末端基が水酸基でないものの割合が増加する、又は、分子量が所定の範囲とならず本発明のポリカーボネートジオールを製造できない場合があり、前記下限未満では所定の分子量まで重合が進行しない場合がある。
<Use ratio of raw materials>
In the production of the polycarbonate diol of the present invention, the amount of carbonic acid diester used must be appropriately changed depending on the target molecular weight, and is not particularly limited. However, the lower limit is usually 0.50 in terms of a molar ratio to a total of 1 mol of dihydroxy compounds. Is 0.70, more preferably 0.80, even more preferably 0.90, particularly preferably 0.95, most preferably 0.98, and the upper limit is usually 1.20, preferably 1.15, more preferably Is 1.10. If the amount of carbonic acid diester used exceeds the above upper limit, the proportion of the polycarbonate diol terminal group obtained is not a hydroxyl group may be increased, or the molecular weight may not be within a predetermined range and the polycarbonate diol of the present invention may not be produced. If it is less than 1, polymerization may not proceed to a predetermined molecular weight.
<反応条件等>
反応原料の仕込み方法は、特に制限はなく、本発明のジヒドロキシ化合物(A)と、必要に応じて用いられるその他のジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルと触媒の全量を同時に仕込み反応に供する方法や、炭酸ジエステルが固体の場合まず炭酸ジエステルを仕込んで加温、溶融させておき後からジヒドロキシ化合物と触媒を添加する方法、逆にジヒドロキシ化合物を先に仕込んでおいて溶融させ、ここへ炭酸ジエステルと触媒を投入する方法、など自由にその方法は選択できる。本発明の分子鎖の末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基である数の割合を5%以下とするために、使用するジヒドロキシ化合物の一部を反応の最後に添加する方法を採用することも可能である。
<Reaction conditions, etc.>
The method for charging the reaction raw material is not particularly limited, and is a method in which the dihydroxy compound (A) of the present invention, other dihydroxy compound used as necessary, a carbonic acid diester, and the total amount of the catalyst are simultaneously charged and used for the reaction. If the solid is a solid, first diester carbonate is added, heated and melted, and then the dihydroxy compound and catalyst are added. Conversely, the dihydroxy compound is first introduced and melted, and then the diester carbonate and catalyst are added here. The method can be freely selected. It is also possible to adopt a method in which a part of the dihydroxy compound to be used is added at the end of the reaction in order to make the ratio of the number of the molecular chain terminal of the present invention an alkyloxy group or aryloxy group 5% or less. It is.
エステル交換反応の際の反応温度は、実用的な反応速度が得られる温度であれば任意に採用する事が出来る。その温度は特に限定されないが、下限は通常70℃、好ましくは100℃、より好ましくは130℃である。また反応温度の上限は、通常250℃、好ましくは200℃、より好ましくは190℃、さらに好ましくは180℃、特に好ましくは170℃である。前記下限を下回るとエステル交換反応が実用的な速度では進行しない場合がある。また、前記上限超過では得られるポリカーボネートジオールが着色したり、エーテル構造が生成するなどの品質上の問題が生じる場合がある。 The reaction temperature in the transesterification reaction can be arbitrarily adopted as long as a practical reaction rate can be obtained. The temperature is not particularly limited, but the lower limit is usually 70 ° C, preferably 100 ° C, more preferably 130 ° C. Moreover, the upper limit of reaction temperature is 250 degreeC normally, Preferably it is 200 degreeC, More preferably, it is 190 degreeC, More preferably, it is 180 degreeC, Most preferably, it is 170 degreeC. Below the lower limit, the transesterification reaction may not proceed at a practical rate. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the obtained polycarbonate diol may be colored or an ether structure may be produced.
反応は常圧で行なうこともできるが、エステル交換反応は平衡反応であり、生成するモノヒドロキシ化合物を系外に留去する事で反応を生成系に偏らせる事ができる。従って、通常、反応後半には減圧条件を採用してモノヒドロキシ化合物を留去しながら反応することが好ましい。あるいは反応の途中から徐々に圧力を下げて生成するモノヒドロキシ化合物を留去しながら反応させていくことも可能である。 Although the reaction can be carried out at normal pressure, the transesterification reaction is an equilibrium reaction, and the reaction can be biased toward the production system by distilling the produced monohydroxy compound out of the system. Therefore, it is usually preferable to carry out the reaction while distilling off the monohydroxy compound under reduced pressure conditions in the latter half of the reaction. Alternatively, the reaction can be carried out while distilling off the monohydroxy compound produced by gradually reducing the pressure from the middle of the reaction.
特に反応の終期において減圧度を高めて反応を行うと、副生したフェノール類等のモノヒドロキシ化合物やジヒドロキシ化合物、炭酸ジエステル等の残存モノマー、さらには環状カーボネートなどを留去することができるので好ましい。
この際の反応終了時の反応圧力は、特に限定はされないが、通常上限が、10kPa、好ましくは5kPa、より好ましくは1kPaである。これら軽沸成分の留出を効果的に行うために、反応系へ窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを少量通じながら該反応を行うこともできる。
In particular, it is preferable to carry out the reaction by increasing the degree of vacuum at the end of the reaction, because by-product monohydroxy compounds such as phenols and dihydroxy compounds, residual monomers such as carbonic acid diesters, and cyclic carbonates can be distilled off. .
The reaction pressure at the end of the reaction is not particularly limited, but the upper limit is usually 10 kPa, preferably 5 kPa, more preferably 1 kPa. In order to effectively distill off these light boiling components, the reaction can be carried out while passing a small amount of an inert gas such as nitrogen, argon or helium into the reaction system.
エステル交換反応の際に沸点が低い炭酸ジエステルやジヒドロキシ化合物を使用する場合は、反応初期は炭酸ジエステルやジヒドロキシ化合物の沸点近辺で反応を行い、反応が進行するにつれて、徐々に温度を上げて、更に反応を進行させる、という方法も採用可能である。この場合、反応初期に未反応の炭酸ジエステルやジヒドロキシ化合物の留去を防ぐことができるので好ましい。さらにこれら反応初期における原料の留去を防ぐ意味で反応器に還流管をつけて、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物を還流させながら、モノヒドロキシ化合物を留去させエステル交換反応を行うことも可能である。この場合、仕込んだ原料モノマーが失われず試剤の量比を正確に合わせることが出来るので好ましい。 When using a carbonic acid diester or dihydroxy compound having a low boiling point in the transesterification reaction, the reaction is initially performed near the boiling point of the carbonic acid diester or dihydroxy compound, and the temperature is gradually increased as the reaction proceeds. A method of allowing the reaction to proceed can also be employed. In this case, it is preferable because unreacted carbonic acid diester and dihydroxy compound can be prevented from being distilled off at the beginning of the reaction. Furthermore, it is also possible to perform a transesterification by distilling off the monohydroxy compound while refluxing the carbonic acid diester and the dihydroxy compound by attaching a reflux pipe to the reactor in order to prevent the raw material from being distilled off at the initial stage of the reaction. In this case, it is preferable because the charged raw material monomers are not lost and the amount ratio of the reagents can be adjusted accurately.
エステル交換反応に必要な時間は、使用するジヒドロキシ化合物、炭酸ジエステル、触媒の使用の有無、種類により大きく異なるので一概に規定することは出来ないが、通常所定の分子量に達するのに必要な反応時間は50時間以下、好ましくは20時間以下、さらに好ましくは10時間以下である。
前述の如く、エステル交換反応の際に触媒を用いた場合、通常得られたポリカーボネートジオールには触媒が残存し、金属触媒の残存で、ポリウレタン化反応を行う際に反応の制御が出来なくなる場合がある。この残存触媒の影響を抑制するために、使用された触媒とほぼ等モルの触媒失活剤、例えば酸性あるいは分解して酸性化合物になるリン系、イオウ系等の化合物を添加してもよい。さらには添加後、後述のように加熱処理すると、エステル交換触媒を効率的に不活性化することができる。
The time required for the transesterification reaction varies greatly depending on the dihydroxy compound, carbonic acid diester used, whether or not the catalyst is used, and the type, so it cannot be specified unconditionally. However, the reaction time required to reach a predetermined molecular weight is usually required. Is 50 hours or less, preferably 20 hours or less, more preferably 10 hours or less.
As described above, when a catalyst is used in the transesterification reaction, the catalyst is usually left in the obtained polycarbonate diol, and the metal catalyst may remain, and the control of the reaction may not be performed during the polyurethane reaction. is there. In order to suppress the influence of this residual catalyst, a catalyst deactivator having a molar equivalent to that of the catalyst used, for example, a phosphorus-based or sulfur-based compound that becomes acidic or decomposes into an acidic compound may be added. Furthermore, after the addition, the transesterification catalyst can be inactivated efficiently by heat treatment as described later.
エステル交換触媒の不活性化に使用される化合物(以下、触媒失活剤と称することがある)としては、例えば、リン酸、亜リン酸などの無機リン酸や、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリフェニルなどの有機リン酸エステル、スルホン酸、スルホン酸エステル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the compound used for inactivating the transesterification catalyst (hereinafter sometimes referred to as catalyst deactivator) include inorganic phosphoric acid such as phosphoric acid and phosphorous acid, dibutyl phosphate, and tributyl phosphate. , Organic phosphate esters such as trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, and triphenyl phosphite, sulfonic acid, and sulfonic acid ester. These may be used alone or in combination of two or more.
前記触媒失活剤の使用量は、特に限定はされないが、前述したように、使用されたエステル交換触媒とほぼ等モルであればよく、具体的には、使用されたエステル交換触媒1モルに対して上限が好ましくは5モル、より好ましくは2モルであり、下限が好ましくは0.8モル、より好ましくは1.0モルである。これより少ない量のリン系化合物を使用した場合は、前記反応生成物中のエステル交換触媒の失活が十分でなく、得られたポリカーボネートジオールを例えばポリウレタン製造用原料として使用する時、該ポリカーボネートジオールのイソシアネート基に対する反応性を十分に低下させることができない場合がある。また、この範囲を超える触媒失活剤を使用すると得られたポリカーボネートジオールが着色してしまう可能性がある。 The amount of the catalyst deactivator used is not particularly limited, but as described above, it may be about equimolar with the transesterification catalyst used. Specifically, the amount of transesterification catalyst used is 1 mol. On the other hand, the upper limit is preferably 5 mol, more preferably 2 mol, and the lower limit is preferably 0.8 mol, more preferably 1.0 mol. When a smaller amount of phosphorus compound is used, the transesterification catalyst in the reaction product is not sufficiently deactivated, and when the obtained polycarbonate diol is used as a raw material for polyurethane production, for example, the polycarbonate diol In some cases, the reactivity with respect to the isocyanate group cannot be sufficiently reduced. Moreover, when the catalyst deactivator exceeding this range is used, the obtained polycarbonate diol may be colored.
触媒失活剤を添加することによるエステル交換触媒の不活性化は、室温でも行う事ができるが、加温処理するとより効率的である。この加熱処理の温度は、特に限定はされないが、上限が好ましくは150℃、より好ましくは120℃、さらに好ましくは100℃であり、下限は、好ましくは50℃、より好ましくは60℃、さらに好ましくは70℃である。これより低い温度の場合は、エステル交換触媒の失活に時間がかかり効率的でなく、また失活の程度も不十分な場合がある。一方、150℃を超える温度では、得られたポリカーボネートジオールが着色することがある。
触媒失活剤と反応させる時間は特に限定するものではないが、通常1〜5時間である。
Inactivation of the transesterification catalyst by adding a catalyst deactivator can be carried out at room temperature, but it is more efficient when heated. The temperature of this heat treatment is not particularly limited, but the upper limit is preferably 150 ° C., more preferably 120 ° C., still more preferably 100 ° C., and the lower limit is preferably 50 ° C., more preferably 60 ° C., even more preferably. Is 70 ° C. When the temperature is lower than this, it takes time to deactivate the transesterification catalyst, which is not efficient, and the degree of deactivation may be insufficient. On the other hand, at temperatures exceeding 150 ° C., the obtained polycarbonate diol may be colored.
The time for reacting with the catalyst deactivator is not particularly limited, but is usually 1 to 5 hours.
<精製>
反応後は、前記のポリカーボネートジオール中の末端構造がアルキルオキシ基である不純物、アリールオキシ基である不純物、フェノール類、ジヒドロキシ化合物や炭酸ジエステル、副生する環状カーボネート、さらには添加した触媒などを除去する目的で精製を行うことができる。その際の精製は軽沸化合物については、蒸留で留去する方法が採用できる。蒸留の具体的な方法としては減圧蒸留、水蒸気蒸留、薄膜蒸留など特にその形態に制限はなく、任意の方法を採用することが可能である。また、水溶性の不純物を除くために水、アルカリ性水、酸性水、キレート剤溶解溶液などで洗浄してもよい。その場合、水に溶解させる化合物は任意に選択できる。
<Purification>
After the reaction, the impurities in the polycarbonate diol having an alkyloxy group as the terminal structure, impurities that are an aryloxy group, phenols, dihydroxy compounds and carbonic acid diesters, by-product cyclic carbonates, and added catalysts are removed. Purification can be carried out for the purpose. In the purification at that time, a method of distilling off a light boiling compound by distillation can be employed. As a specific method of distillation, there is no particular limitation on the form such as vacuum distillation, steam distillation, thin film distillation, and any method can be adopted. Further, in order to remove water-soluble impurities, it may be washed with water, alkaline water, acidic water, a chelating agent solution or the like. In that case, the compound dissolved in water can be selected arbitrarily.
[ポリウレタン]
上述の本発明のポリカーボネートジオールはポリウレタンの原料として用いられる。
本発明のポリカーボネートジオールを用いてポリウレタンを製造する方法は、通常ポリウレタンを製造する公知のポリウレタン化反応条件が用いられる。本発明のポリカーボネートジオールを用いて製造したポリウレタンには、熱安定剤、光安定剤、着色剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、粘着防止剤、難燃剤、老化防止剤、無機フィラー等の各種の添加剤を、本発明のポリウレタンの特性を損なわない範囲で、添加、混合することができる。
[Polyurethane]
The above-described polycarbonate diol of the present invention is used as a raw material for polyurethane.
In the method for producing polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention, known polyurethane reaction conditions for producing polyurethane are usually used. The polyurethane produced using the polycarbonate diol of the present invention includes a heat stabilizer, a light stabilizer, a colorant, a filler, a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an anti-tacking agent, a flame retardant, an anti-aging agent, Various additives such as an inorganic filler can be added and mixed within a range not impairing the properties of the polyurethane of the present invention.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、多様な特性を発現させることができ、フォーム、エラストマー、塗料、繊維、接着剤、床材、シーラント、医療用材料、人工皮革、コーティング剤、水系ポリウレタン塗料等に広く用いることができる。特に、人工皮革、合成皮革、水系ポリウレタン、接着剤、医療用材料、床材、コーティング剤等の用途に、本発明の高剛性ポリウレタンを用いると、耐摩擦性、耐ブロッキング性に優れるため、引っ掻きなどによる傷がつきにくく、摩擦による劣化の少ないという良好な表面特性を付与することができる。 The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can express various properties, such as foam, elastomer, paint, fiber, adhesive, flooring, sealant, medical material, artificial leather, coating agent, water-based polyurethane. It can be widely used for paints and the like. In particular, when the high-rigidity polyurethane of the present invention is used for artificial leather, synthetic leather, water-based polyurethane, adhesives, medical materials, flooring materials, coating agents, etc., it is excellent in abrasion resistance and blocking resistance. It is possible to impart good surface characteristics such as being less likely to be scratched due to, for example, and less deterioration due to friction.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、注型ポリウレタンエラストマーに使用できる。その具体的用途として、圧延ロール、製紙ロール、事務機器、プレテンションロール等のロール類、フォークリフト、自動車車両ニュートラム、台車、運搬車等のソリッドタイヤ、キャスター等、工業製品として、コンベアベルトアイドラー、ガイドロール、プーリー、鋼管ライニング、鉱石用ラバースクリーン、ギア類、コネクションリング、ライナー、ポンプのインペラー、サイクロンコーン、サイクロンライナー等がある。また、OA機器のベルト、紙送りロール、複写用クリーニングブレード、スノープラウ、歯付ベルト、サーフローラー等にも使用できる。 The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can be used as a cast polyurethane elastomer. Specific applications include rolling rolls, papermaking rolls, office equipment, rolls such as pre-tension rolls, forklifts, solid tires for automobile vehicles, trams, carts, etc., casters, industrial products such as conveyor belt idlers, guides There are rolls, pulleys, steel pipe linings, ore rubber screens, gears, connection rings, liners, pump impellers, cyclone cones, and cyclone liners. It can also be used for OA equipment belts, paper feed rolls, copying cleaning blades, snow plows, toothed belts, surferers, and the like.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、また、熱可塑性エラストマーとしての用途にも適用される。例えば、食品、医療分野で用いる空圧機器、塗装装置、分析機器、理化学機器、定量ポンプ、水処理機器、産業用ロボット等におけるチューブやホース類、スパイラルチューブ、消防ホース等に使用できる。また、丸ベルト、Vべルト、平ベルト等のベルトとして、各種伝動機構、紡績機械、荷造り機器、印刷機械等に用いられる。また、履物のヒールトップや靴底、カップリング、パッキング、ポールジョイント、ブッシュ、歯車、ロール等の機器部品、スポーツ用品、レジャー用品、時計のベルト等に使用できる。さらに自動車部品としては、オイルストッパー、ギアボックス、スペーサー、シャーシー部品、内装品、タイヤチェーン代替品等が挙げられる。また、キーボードフィルム、自動車用フィルム等 のフィルム、カールコード、ケーブルシース、
ベロー、搬送ベルト、フレキシブルコンテナー、バインダー、合成皮革、ディピンイング製品、接着剤等に使用できる。
The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material is also applied to a use as a thermoplastic elastomer. For example, it can be used for tubes and hoses, spiral tubes, fire hoses, etc. in pneumatic equipment, coating equipment, analytical equipment, physics and chemistry equipment, metering pumps, water treatment equipment, industrial robots and the like used in the food and medical fields. Moreover, it is used for various power transmission mechanisms, spinning machines, packing equipment, printing machines and the like as belts such as round belts, V belts, and flat belts. Also, it can be used for footwear heel tops, shoe soles, couplings, packings, pole joints, bushes, gears, rolls and other equipment parts, sports equipment, leisure goods, watch belts, and the like. Furthermore, examples of automobile parts include oil stoppers, gear boxes, spacers, chassis parts, interior parts, tire chain substitutes, and the like. Also, keyboard films, films such as automobile films, curl cords, cable sheaths,
Can be used for bellows, conveyor belts, flexible containers, binders, synthetic leather, depinning products, adhesives, etc.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とする本ポリウレタンは、溶剤系二液型塗料
としての用途にも適用可能であり、楽器、仏壇、家具、化粧合板、スポーツ用品等の木材製品に適用できる。また、タールエポキシウレタンとして自動車補修用にも使用できる。
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、湿気硬化型の一液型塗料、ブロックイソシアネート系溶媒塗料、アルキド樹脂塗料、ウレタン変性合成樹脂塗料、紫外線硬化型塗料、水系ウレタン塗料等の成分として使用可能であり、例えば、プラスチックバンパー用塗料、ストリッパブルペイント、磁気テープ用コーティング剤、床タイル、床材、紙、木目印刷フィルム等のオーバープリントワニス、木材用ワニス、高加工用コイルコート、光ファイバー保護コーティング、ソルダーレジスト、金属印刷用トップコート、蒸着用ベースコート、食品缶用ホワイトコート等に適用できる。
This polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can also be used as a solvent-based two-component paint, and can be applied to wood products such as musical instruments, Buddhist altars, furniture, decorative plywood, and sporting goods. Moreover, it can be used for automobile repair as tar epoxy urethane.
Polyurethane made from polycarbonate diol of the present invention is used as a component of moisture-curing one-component paints, blocked isocyanate solvent paints, alkyd resin paints, urethane-modified synthetic resin paints, ultraviolet-curing paints, water-based urethane paints, etc. Possible, for example, plastic bumper paint, strippable paint, magnetic tape coating, floor tile, flooring, paper, wood print film and other overprint varnish, wood varnish, high processing coil coat, optical fiber protection It can be applied to coatings, solder resists, top coats for metal printing, base coats for vapor deposition, white coats for food cans, and the like.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、また、接着剤として、食品包装、靴、履物、磁気テープバインダー、化粧紙、木材、構造部材等に適用でき、また、低温用接着剤、ホットメルトの成分としても用いることができる。
本発明のポリウレタンを接着剤として使用する場合の形態としては、特に制限はなく、得られたポリウレタンを溶剤に溶解して溶剤型接着剤として使用することも、溶剤を用いずにホットメルト型接着剤として使用する事も可能である。
The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can also be applied as an adhesive to food packaging, shoes, footwear, magnetic tape binders, decorative paper, wood, structural members, etc. It can also be used as a component.
The form of using the polyurethane of the present invention as an adhesive is not particularly limited, and the obtained polyurethane can be dissolved in a solvent and used as a solvent-type adhesive, or a hot-melt adhesive without using a solvent. It can also be used as an agent.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、バインダーとして、磁気記録媒体、インキ、鋳物、焼成煉瓦、グラフト材、マイクロカプセル、粒状肥料、粒状農薬、ポリマーセメントモルタル、レジンモルタル、ゴムチップバインダー、再生フォーム、ガラス繊維サイジング等に使用可能である。
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、繊維加工剤の成分として、防縮加工、防皺加工、撥水加工等に使用できる。
The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material is a magnetic recording medium, ink, casting, fired brick, graft material, microcapsule, granular fertilizer, granular agricultural chemical, polymer cement mortar, resin mortar, rubber chip binder, recycled foam. It can be used for glass fiber sizing.
The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can be used as a component of a fiber processing agent for shrink-proof processing, anti-mold processing, water-repellent processing, and the like.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、シーラント・コーキングとして、コンクリート打ち壁、誘発目地、サッシ周り、壁式PC目地、ALC目地、ボード類目地、複合ガラス用シーラント、断熱サッシシーラント、自動車用シーラント等に使用できる。
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、医療用材料としての使用が可能であり、血液適合材料として、チューブ、カテーテル、人工心臓、人工血管、人工弁等、また、使い捨て素材としてカテーテル、チューブ、バッグ、手術用手袋、人工腎臓ポッティング材料等に使用できる。
Polyurethanes made from the polycarbonate diol of the present invention are used as sealant caulking as concrete wall, induction joint, sash area, wall PC joint, ALC joint, board joint, composite glass sealant, heat insulation sash sealant, automobile It can be used for sealants.
The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material can be used as a medical material. As a blood compatible material, a tube, a catheter, an artificial heart, an artificial blood vessel, an artificial valve, etc., and as a disposable material, a catheter, a tube. , Bags, surgical gloves, artificial kidney potting materials, etc.
本発明のポリカーボネートジオールを原料とするポリウレタンは、末端を変性させることによりUV硬化型塗料、電子線硬化型塗料、フレキソ印刷版用の感光性樹脂組成物、光硬化型の光ファイバー被覆材組成物等の原料として用いることができる。 The polyurethane using the polycarbonate diol of the present invention as a raw material is a UV curable paint, an electron beam curable paint, a photosensitive resin composition for flexographic printing plates, a photocurable optical fiber coating composition, etc. It can be used as a raw material.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
以下において、各物性値の評価方法は下記の通りである。
[評価方法:ポリカーボネートジオール]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
Below, the evaluation method of each physical property value is as follows.
[Evaluation method: Polycarbonate diol]
<数平均分子量Mn>
数平均分子量Mnは下記条件によるGPC測定によるポリスチレン換算Mnより求めた。
装置 :東ソー社製 Tosoh 8020
カラム :PLgel 3um MIXED−E(7.5mmI.D.×30cmL ×2本)
溶離液 :THF(テトラヒドロフラン)
流速 :0.5ml/min
カラム温度:40℃
RI検出器:RI(装置 Tosoh 8020内蔵)
<Number average molecular weight Mn>
The number average molecular weight Mn was determined from polystyrene-converted Mn by GPC measurement under the following conditions.
Apparatus: Tosoh 8020 manufactured by Tosoh Corporation
Column: PLgel 3um MIXED-E (7.5 mm ID × 30 cmL × 2)
Eluent: THF (tetrahydrofuran)
Flow rate: 0.5 ml / min
Column temperature: 40 ° C
RI detector: RI (built-in device Tosoh 8020)
<フェノキシド末端量、エーテル結合量、ジフェニルカーボネート量、イソソルビド量、フェノール量>
生成物をCDCl3に溶解して400MHz 1H−NMR(日本電子株式会社製AL
−400)を測定し、各成分のシグナルの積分値より算出した。
<Phenoxide end amount, ether bond amount, diphenyl carbonate amount, isosorbide amount, phenol amount>
The product was dissolved in CDCl 3 and 400 MHz 1H-NMR (AL made by JEOL Ltd.)
-400) was measured and calculated from the integrated value of the signal of each component.
<APHA値>
JIS K0071−1に準拠して、比色管に入れた標準液と比較して測定した。
<粘度>
生成物を50℃に加熱した後、E型粘度計(BROOKFIELD製DV−II+Pro、コーン:CPE−52)を用いて測定した。
<APHA value>
In accordance with JIS K0071-1, the measurement was performed in comparison with a standard solution placed in a colorimetric tube.
<Viscosity>
The product was heated to 50 ° C., and then measured using an E-type viscometer (BROOKFIELD DV-II + Pro, cone: CPE-52).
<水酸基価>
JISK1557−1に準拠して、アセチル化試薬を用いた方法にて測定した。
<触媒量>
ポリカーボネートジオール生成物を約0.1g測り取り、4mLのアセトニトリルに溶解した後、20mLの純水を加えてポリカーボネートジオールを析出させ、析出したポリカーボネートジオールをろ過にて除去した。そしてろ過後の溶液を純水で所定濃度まで希釈し、金属イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで分析した。なお、溶媒として使用するアセトニトリルの金属イオン濃度をブランク値として測定し、溶媒分の金属イオン濃度を差し引いた値をポリカーボネートジオール生成物の金属イオン濃度とした。
<Hydroxyl value>
Based on JISK1557-1, it measured by the method using an acetylation reagent.
<Catalyst amount>
About 0.1 g of the polycarbonate diol product was weighed and dissolved in 4 mL of acetonitrile, 20 mL of pure water was added to precipitate the polycarbonate diol, and the precipitated polycarbonate diol was removed by filtration. The filtered solution was diluted with pure water to a predetermined concentration, and the metal ion concentration was analyzed by ion chromatography. In addition, the metal ion concentration of acetonitrile used as a solvent was measured as a blank value, and a value obtained by subtracting the metal ion concentration of the solvent was used as the metal ion concentration of the polycarbonate diol product.
測定条件は以下の表1に示す通りである。分析結果と予め作成した検量線を使用し、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、バリウムイオンの各濃度を求めた。 The measurement conditions are as shown in Table 1 below. Using the analysis results and a calibration curve prepared in advance, each concentration of magnesium ion, calcium ion and barium ion was determined.
<薄膜蒸留装置>
直径50mm、高さ200mm、面積0.0314m2の内部コンデンサー、ジャケット付きの柴田科学株式会社製、分子蒸留装置MS−300特型を使用した。
[実施例1]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール(16HD):404.3g、イソソルビド(ISB):500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:0.87mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:7.3mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を4.67kPaまで下げ、130℃、4.67kPaで20分間反応した。そして、260分かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、80分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。さらに160℃、0.40kPaで40分間反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は805.0gであった。
<Thin film distillation device>
An internal condenser having a diameter of 50 mm, a height of 200 mm, and an area of 0.0314 m 2 and a jacketed Shibata Kagaku Co., Ltd. molecular distillation apparatus MS-300 special type were used.
[Example 1]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol (16HD): 404.3 g, isosorbide (ISB): 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g Magnesium acetate tetrahydrate aqueous solution: 0.87 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 7.3 mg) was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 4.67 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out at 130 ° C. and 4.67 kPa for 20 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 260 minutes, the reaction was performed while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 80 minutes. Furthermore, it reacted at 160 degreeC and 0.40 kPa for 40 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 805.0 g.
さらに、得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は0.14重量%、フェノール含有量は0.23重量%で、フェノキシド末端が全末端の9%を占めていた。イソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 2. The content of isosorbide, a dihydroxy compound, was 0.14% by weight, the phenol content was 0.23% by weight, and the phenoxide terminal accounted for 9% of the total terminal. A polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例2]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:4.4mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:37mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで180分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、100分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、100分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は967.8gであった。
[Example 2]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 4.4 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 37 mg) was added, and nitrogen gas substitution was performed. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 5.33 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 180 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 100 minutes, the reaction was performed while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 100 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 967.8 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は3.60重量%、フェノール含有量は1.06重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 2. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 3.60% by weight, the phenol content was 1.06% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例3]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:8.7mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:73mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで180分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、120分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、70分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は970.0gであった。
[Example 3]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 8.7 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 73 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 5.33 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 180 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 120 minutes, the reaction was conducted while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 70 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 970.0 g.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(
ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は0.60重量%、フェノール含有量は0.04重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation at a flow rate of 20 g / min (
Jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa).
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 2. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 0.60% by weight, the phenol content was 0.04% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal and a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton were not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例4]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:17.5mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:147mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで150分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、110分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、60分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は972.5gであった。
[Example 4]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 17.5 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 147 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 5.33 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 150 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 110 minutes, the reaction was carried out while distilling off phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 60 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 972.5 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は3.91重量%、フェノール含有量は1.17重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 2. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 3.91% by weight, the phenol content was 1.17% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal and a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton were not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例5]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸カルシウム水溶液:7.2mL(濃度:8.4g/L、酢酸カルシウム:60mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を4.67kPaまで下げ、130℃、4.67kPaで140分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、80分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、120分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は926.4gであった。
[Example 5]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, calcium acetate aqueous solution: 7 2 mL (concentration: 8.4 g / L, calcium acetate: 60 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 4.67 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out at 130 ° C. and 4.67 kPa for 140 minutes while distilling off phenol. Then, after the pressure was lowered to 0.40 kPa over 80 minutes, the reaction was performed while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 120 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 926.4 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は4.29重量%、フェノール含有量は0.23重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 2. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 4.29% by weight, the phenol content was 0.23% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例6]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸バリウム水溶液:10.4mL(濃度:8.4g/L、酢酸バリウム:87mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで180分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、100分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、80分間かけて温度を1
60℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は964.8gであった。
[Example 6]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, aqueous barium acetate solution: 10 4 mL (concentration: 8.4 g / L, barium acetate: 87 mg) was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 5.33 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 180 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 100 minutes, the temperature is increased to 1 over 80 minutes.
While raising the temperature to 60 ° C., the reaction was conducted while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 964.8 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表2に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は5.68重量%、フェノール含有量は0.70重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 2. In addition, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 5.68% by weight, the phenol content was 0.70% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal and a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton were not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例7]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた1Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:293.9g、イソソルビド:121.2g、ジフェニルカーボネート:658.2g、酢酸マグネシウム4水和物:4.3mgを入れ、窒素ガスで置換した。内温160℃まで昇温して内容物を加熱溶解し、60分間反応させた。その後、2時間かけて圧力を0.27kPaまで下げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。次に180℃、2.7kPaで15分間窒素ガスバブリングを行い、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。更にo−ジクロロベンゼンを400g加えた後、130℃で圧力を0.27kPaに保持したまま5時間反応させ、その後2.7kPaに保持したまま窒素ガスにて13時間バブリングし、フェノールを除きながらポリカーボネートジオールの重合度を上げる反応を行った。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は454.2gであった。
[Example 7]
In a 1 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol: 293.9 g, isosorbide: 121.2 g, diphenyl carbonate: 658.2 g, magnesium acetate tetrahydrate Product: 4.3 mg was charged and replaced with nitrogen gas. The temperature was raised to an internal temperature of 160 ° C., and the contents were dissolved by heating and reacted for 60 minutes. Thereafter, the reaction was carried out while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while lowering the pressure to 0.27 kPa over 2 hours. Next, nitrogen gas bubbling was performed at 180 ° C. and 2.7 kPa for 15 minutes, and the reaction was conducted while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound. After adding 400 g of o-dichlorobenzene, the reaction was continued for 5 hours at 130 ° C. while maintaining the pressure at 0.27 kPa, and then bubbled with nitrogen gas for 13 hours while maintaining the pressure at 2.7 kPa. A reaction for increasing the degree of polymerization of the diol was conducted. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 454.2 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表3に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は0.5重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマー、フェノール及びo−ジクロロベンゼンは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 Table 3 shows the physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 0.5% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal, a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton, phenol and o-dichlorobenzene were not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例8]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:202.4g、イソソルビド:750.9g、ジフェニルカーボネート:1046.8g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:8.7mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:73mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで240分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、120分かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、80分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。最後に160℃、0.40kPaで40分間、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除去した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は989.2gであった。
[Example 8]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator, 1,6-hexanediol: 202.4 g, isosorbide: 750.9 g, diphenyl carbonate: 1046.8 g, magnesium acetate tetrahydrate Aqueous solution: 8.7 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 73 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 5.33 kPa over 5 minutes, and the reaction was conducted while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 240 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 120 minutes, the reaction was performed while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 80 minutes. Finally, phenol and unreacted dihydroxy compound were distilled off at 160 ° C. and 0.40 kPa for 40 minutes to remove them. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 989.2 g.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表3に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は2.5重量%、フェノール含有量やフェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are listed in Table 3. In addition, the content of isosorbide, which is a dihydroxy compound, was 2.5% by weight, and no phenol content, a polymer having a phenoxide terminal, or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[実施例9]
攪拌機、還流器、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコにイソソルビド:400.3g、ジフェニルカーボネート:349.7g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:3.5mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:39mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温160℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を22.7kPaまで下げ、115分かけて180℃まで上げながら、13.3kPaまで下げた後、180℃、13.3kPaで270分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、120分かけて圧力を0.40kPaまで下げ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。最後に180℃、0.40kPaで60分間、フェノール及び未反応の
ジヒドロキシ化合物を留出させ除去した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は440.0gであった。
[Example 9]
Isosorbide: 400.3 g, diphenyl carbonate: 349.7 g, magnesium acetate tetrahydrate aqueous solution: 3.5 mL (concentration) in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a distillate trap, and a pressure control device : 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 39 mg), and nitrogen gas substitution was performed. First, the internal temperature was raised to 160 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature rises and dissolves, the pressure is reduced to 22.7 kPa in 5 minutes, and after raising to 180 ° C over 115 minutes, the pressure is lowered to 13.3 kPa, and then phenol is distilled off for 270 minutes at 180 ° C and 13.3 kPa. Reacted. Then, the pressure was lowered to 0.40 kPa over 120 minutes, and the reaction was conducted while removing phenol and unreacted dihydroxy compound by distillation. Finally, phenol and unreacted dihydroxy compound were distilled off for 60 minutes at 180 ° C. and 0.40 kPa. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 440.0 g.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を10g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.033kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表3に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は2.2重量%、フェノール含有量は0.016重量%で、フェノキシド末端が全末端の3.4%を占めていた、イソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.033 kPa) at a flow rate of 10 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are listed in Table 3. In addition, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound is 2.2% by weight, the phenol content is 0.016% by weight, and the phenoxide terminal occupies 3.4% of the total terminal, including an ether bond other than the isosorbide skeleton. No polymer was detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例1]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:0.17mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:1.4mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130℃、6.67kPaで120分間反応した。そして、150分間かけて圧力を2.67kPaまで下げた後、130℃、2.67kPaで400分間反応させた。留出物は約5mLであり、系中にはほとんどフェノールの生成が確認されなかったため反応を中断した。反応終了後の混合物は加えた原料と重量変化が殆どないことから、含まれるMg量は0.08ppmと考えられる(理論値)。
[Comparative Example 1]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 0.17 mL (concentration: 8.4 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 1.4 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 6.67 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out at 130 ° C. and 6.67 kPa for 120 minutes. And after reducing pressure to 2.67 kPa over 150 minutes, it was made to react at 130 degreeC and 2.67 kPa for 400 minutes. The distillate was about 5 mL, and since the production of phenol was hardly confirmed in the system, the reaction was interrupted. Since the mixture after the reaction has almost no change in weight with the added raw material, the amount of Mg contained is considered to be 0.08 ppm (theoretical value).
[比較例2]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:8.7mL(濃度:42.0g/L、酢酸マグネシウム4水和物:365mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130℃、6.67kPaで150分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、210分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた
後、100分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は987.0gであった。また、含有されるマグネシウムの量は65.9重量ppmであった。なお、得られたポリカーボネートジオール生成物の性状は常温では透明固体であり、白色のMg塩凝集体を含んでいた。
[Comparative Example 2]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 8.7 mL (concentration: 42.0 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 365 mg) was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 6.67 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 6.67 kPa for 150 minutes. Then, after the pressure was lowered to 0.40 kPa over 210 minutes, the reaction was conducted while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 100 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 987.0 g. The amount of magnesium contained was 65.9 ppm by weight. In addition, the property of the obtained polycarbonate diol product was a transparent solid at normal temperature, and contained a white Mg salt aggregate.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は1.66重量%、フェノールやフェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 4. In addition, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 1.66% by weight, and a polymer having a phenol or phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例3]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:8.7mL(濃度:100.8g/L、酢酸マグネシウム4水和物:877mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130℃、6.67kPaで150分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、180分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、100分間かけて温度を160℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は986.9gであった。また、含有されるマグネシウムの量は113重量ppmであった。なお、得られたポリカーボネートジオール生成物の性状は常温では透明固体であり、白色のMg塩凝集体を含んでいた。
[Comparative Example 3]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 8.7 mL (concentration: 100.8 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 877 mg) was added, and nitrogen gas substitution was performed. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 6.67 kPa over 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 6.67 kPa for 150 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 180 minutes, the reaction was performed while distilling off and removing phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 160 ° C. over 100 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 986.9 g. The amount of magnesium contained was 113 ppm by weight. In addition, the property of the obtained polycarbonate diol product was a transparent solid at normal temperature, and contained a white Mg salt aggregate.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は1.47重量%、フェノールやフェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド骨格以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 4. Further, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 1.47% by weight, and a polymer having a phenol or phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide skeleton was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例4]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液:8.7mL(濃度:336.0g/L、酢酸マグネシウム4水和物:2,923mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130℃、5.33〜8.00kPaで190分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、100分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、60分間かけて温度を150℃まで上げつつ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は990.0gであった。また、含有されるマグネシウムの量は315重量ppmであった。なお、得られたポリカーボネートジオール生成物の性状は常温では透明固体であり、白色のMg塩凝集体を含んでいた。
[Comparative Example 4]
1,5-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, magnesium acetate tetrahydrate in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator Aqueous solution: 8.7 mL (concentration: 336.0 g / L, magnesium acetate tetrahydrate: 2,923 mg) was added, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was reduced to 6.67 kPa in 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 to 8.00 kPa for 190 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 100 minutes, the reaction was carried out while distilling off phenol and unreacted dihydroxy compound while raising the temperature to 150 ° C. over 60 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 990.0 g. The amount of magnesium contained was 315 ppm by weight. In addition, the property of the obtained polycarbonate diol product was a transparent solid at normal temperature, and contained a white Mg salt aggregate.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は2.97重量%、フェノールやフェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド構造以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 4. Further, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 2.97% by weight, and no polymer having a phenol or phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide structure was detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例5]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸ナトリウム:3.3mL(濃度:8.4g/L、酢酸ナトリウム:28mg)を入れ、窒素ガス置換した。まず、内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。昇温・溶解したら5分間で圧力を5.33kPaまで下げ、130℃、5.33kPaで280分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。そして、240分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、60分間かけて温度を160℃まで上げ、さらに160℃、0.40kPaにて30分間、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は957.0gであった。
[Comparative Example 5]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, sodium acetate: 3. 3 mL (concentration: 8.4 g / L, sodium acetate: 28 mg) was added, and the nitrogen gas was replaced. First, the internal temperature was raised to 130 ° C., and the contents were dissolved by heating. When the temperature was raised and dissolved, the pressure was lowered to 5.33 kPa in 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 5.33 kPa for 280 minutes. Then, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 240 minutes, the temperature is increased to 160 ° C. over 60 minutes, and phenol and unreacted dihydroxy compounds are distilled off at 160 ° C. and 0.40 kPa for 30 minutes. It reacted while removing. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 957.0 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は5.25重量%、フェノール含有量は0.43重量%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド構造以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 4. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 5.25% by weight, the phenol content was 0.43% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal and a polymer containing an ether bond other than the isosorbide structure were not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例6]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸亜鉛:62.8mgを入れ、窒素ガス置換した。内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。溶解後、5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130℃、6.67kPaで210分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。次に、390分間かけて圧力を0.40kPaまで下げた後、90分間かけて温度を160℃まで上げ、さらに160℃、0.40kPaにて50分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は943.4gであった。
[Comparative Example 6]
In a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, a distillate trap, and a pressure regulator, 1,6-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, zinc acetate: 62. 8 mg was added and nitrogen gas substitution was carried out. The temperature was raised to 130 ° C. and the contents were dissolved by heating. After dissolution, the pressure was lowered to 6.67 kPa in 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130 ° C. and 6.67 kPa for 210 minutes. Next, after reducing the pressure to 0.40 kPa over 390 minutes, the temperature was raised to 160 ° C. over 90 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 160 ° C. and 0.40 kPa for 50 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 943.4 g.
反応後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は重量4.77%、フェノール含有量は重量0.41%で、フェノキシド末端となったポリマーやイソソルビド構造以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。 The physical properties of the polycarbonate diol product after the reaction are shown in Table 4. Moreover, the content of isosorbide which is a dihydroxy compound was 4.77% by weight, the phenol content was 0.41% by weight, and a polymer having a phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide structure was not detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
[比較例7]
攪拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,6−ヘキサンジオール:404.3g、イソソルビド:500.1g、ジフェニルカーボネート:1095.6g、酢酸亜鉛:345mgを入れ、窒素ガス置換した。内温130℃まで昇温して内容物を加熱溶解させた。溶解後、5分間で圧力を6.67kPaまで下げ、130〜140℃、6.67kPaで330分間、フェノールを留出させ除きながら反応した。次に、圧力4.67〜8.67kPaで210分間かけて温度を165
℃まで上げ、フェノールを留出させ除きながら反応した。その後、圧力を30分間で0.40kPaまで下げながら120分間かけて温度を190℃まで上げ、フェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を留出させ除きながら反応した。さらに190℃、0.40kPaで120分間反応した。得られたポリカーボネートジオール生成物の収量は922.2gであった。
[Comparative Example 7]
1,6-hexanediol: 404.3 g, isosorbide: 500.1 g, diphenyl carbonate: 1095.6 g, zinc acetate: 345 mg in a 5 L glass separable flask equipped with a stirrer, distillate trap, and pressure regulator. And replaced with nitrogen gas. The temperature was raised to 130 ° C. and the contents were dissolved by heating. After dissolution, the pressure was lowered to 6.67 kPa in 5 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol at 130-140 ° C. and 6.67 kPa for 330 minutes. Next, the temperature was adjusted to 165 over 210 minutes at a pressure of 4.67 to 8.67 kPa.
The reaction was carried out while the phenol was distilled off. Thereafter, the temperature was raised to 190 ° C. over 120 minutes while reducing the pressure to 0.40 kPa over 30 minutes, and the reaction was carried out while distilling off phenol and unreacted dihydroxy compound. Furthermore, it reacted at 190 degreeC and 0.40 kPa for 120 minutes. The yield of the obtained polycarbonate diol product was 922.2 g.
さらに得られたポリカーボネートジオール生成物を20g/minの流量で薄膜蒸留(ジャケットオイル温度:180℃、圧力:0.027kPa)を行った。
薄膜蒸留後のポリカーボネートジオール生成物の物性を表4に記載した。またジヒドロキシ化合物であるイソソルビドの含有量は0.30重量%で、フェノールやフェノキシド末端となったポリマー、イソソルビド構造以外のエーテル結合を含むポリマーは検出されなかった。また、残存ジフェニルカーボネートは定量限界以下(0.01重量%以下)であった。
Further, the obtained polycarbonate diol product was subjected to thin film distillation (jacket oil temperature: 180 ° C., pressure: 0.027 kPa) at a flow rate of 20 g / min.
The physical properties of the polycarbonate diol product after thin film distillation are shown in Table 4. The content of isosorbide, which is a dihydroxy compound, was 0.30% by weight, and no polymer having a phenol or phenoxide terminal or a polymer containing an ether bond other than the isosorbide structure was detected. Residual diphenyl carbonate was below the limit of quantification (0.01% by weight or less).
本発明のポリカーボネートジオールは、分子鎖中に剛直な構造(A)を有していることから、これを用いて製造されたポリウレタンは、高硬度で耐擦性に優れ、表面の性状が長期間維持されるため、例えば、コーティング剤、水系塗料、接着剤、合成皮革、人工皮革への利用が好適である。また、構造(A)は、親水性が高いという特徴を有していることから、本発明のポリカーボネートジオールを用いて製造されたポリウレタンは、水に対する親和性が要求される用途、例えば慣用負荷の小さな水系塗料を製造する際にも好適に用いることができ、産業上極めて有用なものである。 Since the polycarbonate diol of the present invention has a rigid structure (A) in the molecular chain, the polyurethane produced using the polycarbonate diol has high hardness and excellent abrasion resistance, and has a long-term surface property. For example, it is suitable for use in coating agents, water-based paints, adhesives, synthetic leather, and artificial leather. In addition, since the structure (A) has a characteristic of high hydrophilicity, the polyurethane produced using the polycarbonate diol of the present invention is used for applications requiring affinity for water, for example, a conventional load. It can be suitably used when producing a small water-based paint, and is extremely useful in industry.
Claims (8)
前記ジヒドロキシ化合物がヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に下記式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記エステル交換触媒が、長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物であり、
前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記エステル交換触媒の量が、その金属原子の重量比として、1ppm以上、50ppm以下であることを特徴とするポリカーボネートジオール。
The dihydroxy compound includes at least a dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the following formula (1) in at least one β-position or γ-position of a hydroxy group, and the transesterification catalyst comprises a long-period periodic table second At least one metal compound selected from the group consisting of group metals,
The polycarbonate diol, wherein the amount of the transesterification catalyst contained in the polycarbonate diol is 1 ppm or more and 50 ppm or less as a weight ratio of the metal atoms.
HO−R−OH (3)
(式中Rは、炭素数2〜15の2価の炭化水素基を表す) The polycarbonate diol according to any one of claims 1 to 3, wherein an aliphatic dihydroxy compound having a structure represented by the following formula (3) is used as the dihydroxy compound.
HO-R-OH (3)
(Wherein R represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms)
である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のポリカーボネートジオール。 The polycarbonate diol according to any one of claims 1 to 4, wherein a Hazen color number measured in accordance with JIS K0071-1 (1998) is 100 or less.
前記ジヒドロキシ化合物がヒドロキシ基の少なくとも1つのβ位またはγ位に式(1)で表されるエーテル性酸素原子を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含み、前記エステル交換触媒が、長周期型周期表第2族の金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の
金属化合物であり、
前記ポリカーボネートジオールに含まれる前記エステル交換触媒の量が、その金属原子の重量比として、1ppm以上、50ppm以下であることを特徴とするポリカーボネートジオールの製造方法。 A method for producing a polycarbonate diol having a number average molecular weight of 500 or more and 5000 or less obtained by polycondensation by a transesterification reaction in the presence of a transesterification catalyst using a dihydroxy compound and a carbonic acid diester as a raw material monomer,
The dihydroxy compound contains at least a dihydroxy compound having an etheric oxygen atom represented by the formula (1) at at least one β-position or γ-position of a hydroxy group, and the transesterification catalyst is a group 2 of the long-period periodic table At least one metal compound selected from the group consisting of:
The method for producing a polycarbonate diol, wherein the amount of the transesterification catalyst contained in the polycarbonate diol is 1 ppm or more and 50 ppm or less as a weight ratio of the metal atoms.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012123613A JP6331243B2 (en) | 2011-05-30 | 2012-05-30 | Method for producing polycarbonate diol |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011120729 | 2011-05-30 | ||
JP2011120729 | 2011-05-30 | ||
JP2012123613A JP6331243B2 (en) | 2011-05-30 | 2012-05-30 | Method for producing polycarbonate diol |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013010949A true JP2013010949A (en) | 2013-01-17 |
JP6331243B2 JP6331243B2 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=47685080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012123613A Active JP6331243B2 (en) | 2011-05-30 | 2012-05-30 | Method for producing polycarbonate diol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6331243B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111909367A (en) * | 2020-08-14 | 2020-11-10 | 元利化学集团股份有限公司 | Preparation method of hydrophilic polycarbonate dihydric alcohol |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1045678A (en) * | 1996-03-28 | 1998-02-17 | Enichem Spa | Two-step production of polycarbonate copolyether diol |
JP2009091404A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Teijin Ltd | Polycarbonate having vegetable-originated component, and its manufacturing method |
JP2009091417A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Teijin Ltd | Manufacturing method for polycarbonate having component originated from plant |
WO2009075304A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for production of polycarbonate and moldings of polycarbonate |
JP2010539264A (en) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | スティヒティング ダッチ ポリマー インスティテュート | Polycarbonate and method for producing the same |
JP5699770B2 (en) * | 2010-04-14 | 2015-04-15 | 三菱化学株式会社 | Polycarbonate diol and process for producing the same, and polyurethane and active energy ray-curable polymer composition using the same |
-
2012
- 2012-05-30 JP JP2012123613A patent/JP6331243B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1045678A (en) * | 1996-03-28 | 1998-02-17 | Enichem Spa | Two-step production of polycarbonate copolyether diol |
JP2010539264A (en) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | スティヒティング ダッチ ポリマー インスティテュート | Polycarbonate and method for producing the same |
JP2009091404A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Teijin Ltd | Polycarbonate having vegetable-originated component, and its manufacturing method |
JP2009091417A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Teijin Ltd | Manufacturing method for polycarbonate having component originated from plant |
WO2009075304A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for production of polycarbonate and moldings of polycarbonate |
JP5699770B2 (en) * | 2010-04-14 | 2015-04-15 | 三菱化学株式会社 | Polycarbonate diol and process for producing the same, and polyurethane and active energy ray-curable polymer composition using the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111909367A (en) * | 2020-08-14 | 2020-11-10 | 元利化学集团股份有限公司 | Preparation method of hydrophilic polycarbonate dihydric alcohol |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6331243B2 (en) | 2018-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6465132B2 (en) | Polycarbonate diol-containing composition and polyurethane using polycarbonate diol-containing composition | |
TWI614281B (en) | Polycarbonate diol and polyurethane using same | |
JP6252070B2 (en) | Polycarbonate diol | |
EP2707224B1 (en) | Polymer compositions and methods | |
TWI816652B (en) | Polycarbonate polyols and polyurethanes | |
JP2017036463A (en) | Polycarbonate diol and manufacturing method therefor | |
JP5699770B2 (en) | Polycarbonate diol and process for producing the same, and polyurethane and active energy ray-curable polymer composition using the same | |
JP6860059B2 (en) | Polycarbonate diol, its manufacturing method, and polyurethane using it | |
JP6828237B2 (en) | Polycarbonate resin | |
JP6078988B2 (en) | Method for producing polycarbonate polyol | |
JP6568383B2 (en) | Active energy ray-curable polymer composition, cured film using the same, and laminate having the cured film | |
JP7537476B2 (en) | Polycarbonate polyol and its manufacturing method | |
JP7484967B2 (en) | Polyurethane elastomer and its manufacturing method | |
CN104745061A (en) | Polycarbonate diol containing carbonate compound | |
JP7380259B2 (en) | Manufacturing method of polycarbonate diol | |
CA2481978A1 (en) | Preparation of aliphatic oligocarbonate diols | |
JP6331243B2 (en) | Method for producing polycarbonate diol | |
JP5720092B2 (en) | Method for producing polycarbonate | |
JP6821963B2 (en) | Diol compound, polycarbonate resin produced from the diol compound, polycarbonate polyol resin, polyester resin, polyester polyol resin and polyurethane resin | |
JP6078996B2 (en) | Method for producing polycarbonate diol | |
JP2021147339A (en) | Metal complex | |
Zhang | Sustainable polycarbonate nanocomposites: impact of production method and composition | |
JP2023177771A (en) | Method for producing polycarbonate diol and polycarbonate diol |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160725 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20170110 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170307 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20170419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170511 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180117 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20180124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180416 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6331243 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |