JP3920385B2

JP3920385B2 - 変性ポリエーテルポリオールおよびポリウレタン樹脂の製造方法

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Publication number: JP3920385B2
Application number: JP31981496A
Authority: JP
Inventors: 聡山崎; 康宣原; 作伊豆川
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2016-11-29
Also published as: JPH10158388A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の変性ポリエーテルポリオールおよびポリウレタン樹脂の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は特にセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属化合物の存在下、ポリエーテルポリオール中のアリル不飽和基をプロペニル不飽和基に転位させ、次いで無機酸水溶液により加水分解を行って得られる特定の変性ポリエーテルポリオールの製造方法、ならびに該変性ポリエーテルポリオールを用いるポリウレタン樹脂の製造方法に関する。
ポリエーテルポリオールは、軟質および硬質ポリウレタンフォームやエラストマー、塗料、シーリング材、床材、接着剤等のポリウレタン樹脂の原料として用いられる他、界面活性剤の原料として広く用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
水酸化カリウムおよび水酸ナトリウムを触媒としたプロピレンオキサイドのアニオン重合では、プロピレンオキサイドの一部が該触媒存在下でアリルアルコールに異性化し、このアリルアルコールにプロピレンオキサイドが付加したアリル不飽和基含有モノオールが生成する。
モノオールの生成によりポリエーテルポリオールの平均官能基数が低下するとともに、ウレタン化反応時の分子量延長反応を阻害し、ポリウレタン樹脂の力学的性質を損なうことが知られている。
【０００３】
副生モノオール含有量を低減するため、アルキレンオキサイド重合触媒の改良の他にポリエーテルポリオール中の不飽和基モノオールを変性ジオール化する方法も検討されている。特開平４−１５３２１９ではアルカリ性触媒（苛性カリ）を含む粗ポリエーテルポリオールに鉱酸水溶液を加えてｐＨ２〜４に調整後８０〜１５０℃にて加熱処理することにより不飽和基が低減したポリエーテルポリオールが得られると記載されている。
しかし、得られたポリエーテルポリオールの総不飽和度は最も低い値でも０．０２７ｍｅｑ．／ｇであり、不飽和成分がかなり存在している。
また、アリル化合物も酸性下プロペニル化合物に転位、加水分解を生じると記載されているが、本発明者らが調べた範囲ではアリル化合物の酸性下での加水分解率は僅かである。
【０００４】
従来のポリエーテルポリオールの製造方法では不飽和基のほとんどはアリル基であり、プロペニル基はほとんど存在していない。重合温度を高めることによりアリル不飽和基の一部がプロペニル不飽和基に転位することが知られているが、その転位率は低い。
【０００５】
プロペニル不飽和基を酸加水分解する方法については古くはＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８１，３３７４〜３３７９（１９５９）に記載されている。水酸化カリウムをポリオールあたり０．１〜０．５重量％含み１２０〜１６０℃にて加熱し、次に５％硫酸により酸加水分解を行っている。本法により得られたポリオール中の不飽和基濃度は０．０１１ｍｅｑ．／ｇと比較的高く、また、変性に用いたポリエーテルポリオール中のモノオール含有量が多いため、この反応により生成した変性ジオール含有量も多くなりポリウレタンの力学物性はモノオール含有量の低下の割に向上していない。本発明者らが調べた範囲では、変性ジオール含有量は２０ｍｏｌ％以下が好ましい。
【０００６】
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８３，１７０１〜１７０４（１９６１）ではカリウム−ｔ−ブトキサイドにより１５０〜１７５℃の温度範囲でアリル不飽和基のプロペニル不飽和基への熱転位実験を行っているが、９７％プロペニル不飽和基へ転位させるのに２４時間以上必要としているため、工業的に利用するには生産時間が長くなるため好ましくない。
【０００７】
Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，６９４〜６９５（１９７８）にはイリジウム化合物を用いてアリル不飽和基化合物をプロペニル不飽和基化合物へ転位させる方法を教示しているが、触媒が高価なため工業的利用には適さない。
【０００８】
以上詳述したようにポリエーテルポリオール中のアリル不飽和基末端モノオールをプロペニル不飽和基に転位させ、加水分解することによりジオール化する方法は知られているが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物を触媒としたポリエーテルポリオールでは不飽和基成分を有するモノオール含有量が多いため、上記の方法により変性ジオール化するとその含有量が多くなり、有機ポリイソシアネートと反応させたポリウレタンの力学物性は向上しないことがわかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、不飽和基成分であるモノオールならびに変性したジオール含有量を低減した特定の変性ポリエーテルポリオールを効率よく製造する方法、ならびに該変性ポリエーテルポリオールを用いるポリウレタン樹脂の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、セシウムとルビジウムからなるアルカリ金属を用いてポリエーテルポリオール中のアリル不飽和基末端モノオールをプロペニル不飽和基へ転位させ、次いで無機酸触媒による加水分解を行うことによりモノオールならびにジオール含有量が少ないポリエーテルポリオールが得られることを見いだし、本発明を完成するに到った。
【００１１】
上記の目的は、以下に示す本発明によって達成される。
即ち、本発明が開示する第一の要旨は、
水酸基価ＯＨＶが３〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、不飽和基含有モノオール含有量が５ｍｏｌ％以下であって、かつ次に示す加水分解工程にて生成する変性ジオール含有量が１〜２０ｍｏｌ％である変性ポリエーテルポリオールの製造方法であって、
（１）活性水素化合物にアルキレンオキサイド化合物を付加重合する下記方法、
ａ）セシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属水酸化物を用いる方法、
ｂ）複金属シアン化物錯体を用いる方法または、
ｃ）ホスファゼン化合物を用いる方法、
のいずれかに従って行なう付加重合工程、
（２）前記付加重合工程で得られる反応液中のセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属水酸化物濃度をポリエーテルポリオール中の水酸基１ｍｏｌに対して２〜３０ｍｏｌ％に調整する調整工程、
（３）調整後の反応液を温度１２０〜１７０℃に加熱することにより不飽和基含有モノオール中のアリル不飽和基をプロペニル不飽和基に転位する熱転位工程および、
（４）熱転位後の反応液を酸性条件下に７０〜１３０℃に加熱することにより不飽和基含有モノオール中のプロペニル不飽和基を加水分解する加水分解工程、
の各工程からなり、
前記アルキレンオキサイド化合物を付加重合する条件が、アルカリ金属水酸化物を使用する場合の反応温度を６０〜９８℃とし、複金属シアン化物錯体またはホスファゼン化合物を使用する場合の反応温度を４０〜１２０℃とし、かつ、いずれの場合も反応時の最大圧力が４ｋｇｆ／ｃｍ ² Ｇ（４９３ｋＰａ）以下とする
ことを特徴とする変性ポリエーテルポリオールの製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず、アルカリ金属化合物を用いて活性水素化合物にアルキレンオキサイドを付加重合する方法について説明する。
【００１５】
本発明の活性水素化合物としては、例えば多価アルコール、多価フェノール、ポリアミン、アルカノールアミンなどがある。例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール等の２価アルコール類、グリセリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類、ソルビトール、蔗糖、メチルグルコシド等の糖類、エチレンジアミン等の脂肪酸アミン類、トルイレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等の芳香族アミン類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類、ビスフェノールＡ、ノボラック等のフェノール類、水等が挙げられる。さらにこれらの活性水素化合物に従来公知の方法でアルキレンオキサイドを付加重合して得られる化合物も使用することができる。
【００１６】
アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどが挙げられ、これらは単独で用いられるかまたは併用される。
特に好ましい環状エーテルは、炭素数２〜４のアルキレンオキサイド、特にプロピレンオキサイド、エチレンオキサイドの組み合わせである。
【００１７】
アルカリ金属化合物とはセシウムおよびルビジウム化合物をいう。このセシウムおよびルビジウム化合物は、使用に当たり乾燥して使用しても、水溶液の形態で使用してもよく、その形態を問わない。
【００１８】
本発明におけるセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属化合物とは、セシウムとルビジウムの和に占めるセシウムの比率が７０以上９９．９９ｍｏｌ％以下であり、さらに全金属成分に占めるセシウムとルビジウムの和が９６重量％以上のものである。その当該化合物としては例えば、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、炭酸水素塩などの無機塩類、あるいはメトキシド、エトキシド等のアルカリ金属アルコキシドなどが挙げられる。
【００１９】
添加量は通常活性水素化合物１ｍｏｌあたり０．０５〜０．５ｍｏｌである。付加重合する場合の温度は６０〜９８℃あり、反応時の最大圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ（４９３ｋＰａ）以下である。
【００２０】
次に複金属シアン化物錯体を用いる付加重合工程について説明する。
複金属シアン化物（以下、ＤＭＣと略記）錯体は例えばＵＳＰ４，４７７，５８９号記載のものが使用することができる。その中でも特に、ヘキサシアノコバルト亜鉛に塩化亜鉛、１，２−ジメトキシエタンおよび水がリガンドとして存在している錯体が好ましい。ＤＭＣ錯体ではプロピレンオキサイドの付加重合は可能であるが、該錯体存在下ではエチレンオキサイドのポリエーテルポリオールへの付加重合は不可能である。
エチレンオキサイド付加重合のためにはプロピレンオキサイド付加重合後にアルカリ金属で錯体の化学分解を行い、同触媒（アルカリ金属）の存在下、エチレンオキサイドの付加重合を行わなければならない。従って、セシウムおよびルビジウムからなるアルカリ金属化合物を用いることはＤＭＣ錯体の分解にも有効であるうえ、アリル不飽和基末端のモノオールのプロペニル不飽和基への転位も可能になる。
【００２１】
添加量は重合開始剤として用いる活性水素化合物の分子量によって異なる。例えば活性水素化合物として数平均分子量が１０００であるポリプロピレングリコールを使用した場合は、該ポリプロピレングリコール１００重量部に対して０．０５重量部である。
【００２２】
付加重合する場合の温度は４０〜１２０℃あり、反応時の最大圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ（４９３ｋＰａ）以下である。
その他の条件はアルカリ金属化合物を用いる場合と同様なので省略する。
【００２３】
次にホスファゼン化合物を用いる付加重合工程について説明する。
本発明におけるホスファゼン化合物としては、下記の化学式（１）および化学式（２）で表される２種が例示される。即ち、
【００２４】
【化３】

（但し、式中のａ、ｂ、ｃおよびｄは、それぞれ３以下の正の整数または０であるが、ａ、ｂ、ｃおよびｄが同時に０になることはない。Ｒは同種または異種の炭素数１ないし１０個の炭化水素基であり、同一窒素原子上の２個のＲが互いに結合して環構造を形成する場合もある。ｍはホスファゼニウムカチオンの数を表し、Ｘ^m-はヒドロキシアニオン、ハロゲンアニオン、アルコキシアニオン、アリールオキシアニオンまたはカルボキシアニオンを表す。）
で表される化合物および、
【００２５】
【化４】

（但し、式中のｌ、ｍ、およびｎは、それぞれ０または３以下の正の整数であるが、ｌ、ｍおよびｎが同時に０になることはない。Ｄは同種または異種の、炭素原子数１ないし２０の炭化水素基、アルコキシ基、フェノキシ基、チオール残基、チオフェノール残基、一置換アミノ基、二置換アミノ基または５ないし６員環環状アミノ基である。Ｑは、炭素原子数１ないし２０の炭化水素基である。さらには、同一りん原子上のもしくは異なる二個のりん原子上の二個のＤが互いに結合し、またＤとＱとが互いに結合をして、それぞれ環構造を形成することもできる。）
で表される化合物である。
【００２６】
ホスファゼン化合物としては、例えば化学式（１）に対応する、モノ｛テトラキス［トリス（ジメチルアミノ）ホスフォラニリデンアミノ］ホスフォニウム｝ハロゲン化合物（但し、式（１）中においてａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝１、ｄ＝１、Ｒはメチル基。）が挙げられる。
【００２７】
次に、化学式（２）に対応するＦｌｕｋａ社製の商品名ホスファゼンベースＰ＜ｔ／４＞−ｔ−Ｏｃｔ）即ち、［１−ｔｅｒｔ−オクチル］−４−, ４−, ４−トリス（ジメチルアミノ）−２，２−ビス［トリス（ジメチルアミノ）ホスファニリデンアミノ］−２λ⁵，４λ⁵−カテナジ（ホスファゼン）（但し、式（２）中においてｌ＝ｍ＝ｎ＝１で、Ｄはジメチルアミノ基、Ｑは１−ｔｅｒｔ−オクチル基。）が挙げられる。
【００２８】
これらのホスファゼン化合物の合成法はエイチ、アール、アールコック著「ホスフォラス−ナイトロジェンコンパウンド」アカデミックプレス出版、１９７２年またはラインハルドシュレジンガー「ナイリヒテンヘミーテクニックラボラトリウム」３８巻１０号１２１４〜１２２６頁１９９０年などに詳しく記載されている。ホスファゼン化合物により反応温度４０〜１２０℃の範囲内でアルキレンオキサイドの付加重合を行うことにより、アリル不飽和基末端のモノオールが低減することができる。
【００２９】
重合反応に用いる濃度は活性水素化合物１ｍｏｌに対して４〜２０×１０^-4ｍｏｌの範囲内であるためアリル不飽和基をプロペニル不飽和基へ転位させるためには塩基性が弱いので、セシウム、ルビジウムからなるアルカリ金属化合物を加えプロペニル不飽和基への転位反応を行うのが好ましい。
【００３０】
付加重合する場合の温度は４０〜１２０℃あり、反応時の最大圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ（４９３ｋＰａ）以下である。
その他の条件はアルカリ金属化合物を用いる場合と同様なので省略する。
【００３１】
次に前記３種の方法で付加重合して得た反応液の後処理について説明する。
【００３２】
（調整工程）
ポリエーテルポリオール中のアリル不飽和基末端をプロペニル不飽和基末端に転位させる際に用いるセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属化合物は、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対して２〜３０ｍｏｌ％が好適であり、好ましくは５〜２５ｍｏｌ％、より好ましくは１０〜１８ｍｏｌ％である。
２ｍｏｌ％未満になるとプロペニル転位に要する時間が長くなり生産性が低下するので本発明の目的には適さない。また、３０ｍｏｌ％を越えると無機酸水溶液で中和した後の塩の量が多くなるので経済的でない。
【００３３】
（熱転位工程）
プロペニル不飽和基への転位における反応温度は、１２０〜１７０℃が好ましく、より好ましくは１３５〜１７０℃である。最も好ましくは１５０〜１６５℃である。１２０℃未満になると転位に要する時間が長くなる。１７０℃を越えると所定温度まで昇温するのに時間を要するため生産効率の低下を招く。
本温度領域でのプロペニル不飽和基への転位反応に要する時間は反応スケールにもよるが、一般的に３〜６時間程度あれば十分である。また、転位反応前に酸化防止剤、熱劣化防止剤等の助剤も適宜用いることができる。
【００３４】
（加水分解工程）
プロペニル不飽和基に転位したポリエーテルポリオール中のモノオールにセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属化合物に対して２〜５ｍｏｌ倍の無機酸を有する水溶液を加えた後、反応温７０〜１３０℃で加水分解を行い変性ジオールが生成する。
無機酸が２ｍｏｌ倍未満のときは、加水分解反応時間が長くなるため好ましくない。５ｍｏｌ倍より多くなると臭気がきつくなるうえ、パーオキサイド量が増加する。本反応温度範囲内であれば反応スケールにもよるが、一般的に加水分解するのに要する時間は少なくとも２時間である。
【００３５】
無機酸としては例えば、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、亜硫酸およびその混合物からなる群から選ばれるが、リン酸ならびに硫酸が最も好ましい。加水分解を行う際には１００％プロペニル転位したポリエーテルポリオール１００重量部に対して２〜５０重量部の水を使用するのが望ましい。水としてイオン交換水を使用することができる。
無機酸以外の酸化合物として、蓚酸、トリクロロ酢酸、トルエンスルホン酸、メタスルホン酸、ジクロロ酢酸などを必要に応じ用いることもできる。
【００３６】
酸加水分解を行う過程でプロピオンアルデヒドが生成する。プロピオンアルデヒドの沸点は常圧で４８℃なので、その後の工程で脱水する際にポリエーテルポリオール中から容易に除去可能である。
【００３７】
過剰の無機酸ならびに無機酸塩を除去するため吸着剤を使用する。吸着剤としては合成ケイ酸マグネシウムが好ましく用いられ、トミックスＡＤ−６００、トミックスＡＤ−７００（富田製薬（株）製）、キョーワード４００、キョーワード５００、キョーワード６００（協和化学工業（株）製）等各種の商品名で市販されている。その他の除去法として、水洗法、イオン交換法などの公知の方法を用いることもできる。吸着時の温度は通常４０〜１３０℃である。
【００３８】
吸着と並行してプロピオンアルデヒドを除去する条件は、通常は４０〜１３０℃、１０ｍｍＨｇａｂｓ．以下である。
【００３９】
また、加水分解後の反応液を抽出液で洗浄してもよい。通常は２０〜９０℃で洗浄する。抽出液として、水単独、水と有機化合物の混合物が例示される。
より具体的には、ｎ−ヘキサン、トルエンなどの炭化水素系化合物、クロロホルム、メチレンクロライドが該有機化合物に含まれる。
【００４０】
次に洗浄で得られたポリエーテルポリオールを減圧乾燥する。具体的条件として通常は７０〜１２０℃、１０ｍｍＨｇａｂｓ．以下が例示される。
【００４１】
上記方法に従って得られるポリエーテルポリオールの水酸基価は３〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲であり、特に５〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。最も好ましくは１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。また該ポリエーテルポリオール中のモノオール含有量は、５ｍｏｌ％（総不飽和度で０．０２ｍｅｑ．／ｇ）以下である。
【００４２】
特に、３ｍｏｌ％（総不飽和度で０．０１ｍｅｑ．／ｇ）以下が好ましい。最も好ましくは、モノオール含有量は１ｍｏｌ％（総不飽和度で０．００３ｍｅｑ．／ｇ、検出限界）以下である。このポリオールは、ジオール含有量が１〜２０ｍｏｌ％である。
【００４３】
本発明で得られた変性ポリエーテルポリオールは有機ポリイソシアネートと反応させ、エラストマー、シーリングなどの非発泡ポリウレタン樹脂や水などの発泡剤、有機珪素系界面活性剤等の整泡剤および架橋剤などのその他の助剤の存在下に得られるウレタンフォームにも適用することができる。
【００４４】
有機ポリイソシアネートとしては、ポリウレタンの製造に用いられる公知のものがすべて使用することができる。例えば２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、これら有機ポリイソシアネートの８０／２０重量比（ＴＤＩ−８０／２０）、６５／３５重量比（ＴＤＩ−６５／３５）の異性体混合物、多官能性タールを含有する粗製トリレンジイソシアネート（多官能性タールとは、イソシアネートを製造する際に副生し、イソシアネート基を分子内に２個以上含有するタール状の物質の混合物である。以下同じ。）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物、３核体以上の多官能性タールを含有する粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、トルイジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびこれらの有機ポリイソシアネートのカルボジイミド変性体、ビュレット変性体、または、これらをポリオール、モノオール単独でまたは併用して変性したプレポリマーなどが挙げられる。上記の有機ポリイソシナネートは任意の割合で混合して用いることもできる。
【００４５】
触媒としては、ポリウレタンの製造時に通常使用されるものをすべて使用することができる。例えば、アミン系触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス［２−（ジメチルアミノ）エチル］エーテル、トリエチレンジアミンおよびトリエチレンジアミンの塩等、有機金属系触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロリド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケルおよびナフテン酸コバルト等が挙げられる。
【００４６】
これらの触媒は、任意に混合して用いることもでき、その使用量は、ポリエーテルポリオール組成物１００重量部に対して、０．０００１〜１０．０重量部である。
その他、難燃剤、可塑剤、着色剤等を必要に応じて添加することができる。
【００４７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示し、本発明の熊様を明らかにするが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４８】
ケメタル社の５０重量％の水酸化セシウム水溶液をアルキレンオキサイドの重合触媒ならびにモノオール変性用触媒に用いた。該製品のセシウム純度は９９．９６重量％、ルビジウム純度は０．０５重量％（以下、水酸化セシウムと略称する）である。
なお、ポリエーテルポリオールの重合、不飽和基成分のジオール化反応はすべて攪拌機付きの耐圧オートクレーブで実施した。
【００４９】
ポリエーテルポリオール中のモノオール含有量、ジオール含有量は、下記（表１）の測定条件下に高速液体クロマトグラフィーを用いて得られたクロマトグラムの面積比から求めた。
【００５０】
【表１】

としてポリエーテルポリオールのクロマトグラムをとり、示差屈折系（日本分光社製）で検知されたピーク面積強度から求めた。
【００５１】
モノオール含有量を示す総不飽和度はＪＩＳＫ１５５７記載の方法により求めた。また、ポリエーテルポリオールの水酸基価もＪＩＳＫ１５５７により求めた。
【００５２】
［実施例１］
プロピレングリコール１ｍｏｌに対して０．１５ｍｏｌの「水酸化セシウム」を加え、８５℃、１０ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧脱水後、反応温度９５℃で水酸基価が２８．１ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１２ｍｏｌ％のセシウムおよびルビジウム濃度になるように「水酸化セシウム」を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。
窒素を供給しながら、１６０℃まで昇温し、同温度で３時間加熱攪拌を行った。その後、リン酸を全塩基成分濃度の４ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、次いでポリエーテルポリオール１００重量部に対して１０重量部のイオン交換水を添加した。
【００５３】
１１０℃、２時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して３重量部加え、過剰のリン酸およびリン酸セシウム塩の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下で３時間減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は２８．７ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は検出限界以下、ジオール含有量は４ｍｏｌ％（総不飽和度は０．００１５ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００５４】
［実施例２］
プロピレングリコールにプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールＤｉｏｌ１０００（三井東圧化学（株）製）１００重量部に対してＵＳＰ４，４７７，５８９号に従って調整した複金属シアン化錯体（Ｚｎ₃[Ｃｏ（ＣＮ）₆]₂・２．４８ＤＭＥ・４．６５Ｈ₂０・０．９４ＺｎＣｌ₂ ここでＤＭＥは１，２−ジメトキシエタンの略である。）を０．０５重量部加え、１０５℃、５ｍｍＨｇ以下で３時間の条件で減圧脱水後、反応温度９５℃で水酸基価が１８．４ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。
次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１６ｍｏｌ％のセシウムおよびルビジウム濃度になるように「水酸化セシウム」を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。窒素を供給しながら１４５℃まで昇温し、同温度で６時間加熱攪拌を行った。
【００５５】
その後、リン酸を全塩基成分濃度の３．５ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、次いでポリエーテルポリオール１００重量部に対し２０重量部のイオン交換水を添加した。１１０℃、２時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して５重量部加え、過剰のリン酸、リン酸セシウム、ＤＭＣ錯体分解成分の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下で３時間減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は１８．８ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は１ｍｏｌ％、ジオール含有量は８ｍｏｌ％（総不飽和度は０．００２７ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００５６】
［実施例３］
グリセリン１ｍｏｌに対して０．０１２ｍｏｌのＦｕｌｋａ社製の商品名ホスファゼンベースＰ＜ｔ／４＞−ｔ−Ｏｃｔの１．００Ｍに調整されたｎ−ヘキサン溶液を加え、８５℃、１０ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧脱水後、反応温度７０℃で水酸基価が３０．１ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。次いで、反応温度８０℃でエチレンオキサイドの付加重合を行い水酸基価２６．２ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオールを得た。
次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１３ｍｏｌ％のセシウムおよびルビジウム濃度になるように「水酸化セシウム」を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。窒素を供給しながら、１３８℃まで昇温し、同温度で４時間加熱攪拌を行った。
その後、リン酸を全塩基成分濃度の２．８ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、ポリエーテルポリオール１００重量部に対して５重量部のイオン交換水を添加した。
【００５７】
１１０℃、２時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して４重量部加え、過剰のリン酸およびリン酸セシウム塩の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は２６．６ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は検出限界以下、ジオール含有量は７ｍｏｌ％（総不飽和度は０．００１９ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００５８】
（比較例）
以下に比較例を示すが、これらは水酸化カリウムをアルキレンオキサイドの重合触媒とし、得られたポリエーテルポリオール中の不飽和基末端モノオールをジオール化した変性ポリエーテルポリオールである。
【００５９】
［比較例１］
プロピレングリコール１ｍｏｌに対して０．２５ｍｏｌの水酸化カリウムを５０％水溶液の形態で加え、８５℃、１０ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧脱水後、反応温度１０５℃で水酸基価が２８．５ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１６ｍｏｌ％のカリウム濃度になるように５０％水酸化カリウム水溶液を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。
ポリエーテルポリオール中に酸化防止剤であるｔ−ブチルヒドロキシトルエンを６００ｐｐｍ加え、窒素を供給しながら、１６０℃まで昇温し、同温度で６時間加熱攪拌を行った。その後、リン酸を全塩基成分濃度の４ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、次いでポリエーテルポリオール１００重量部に対して１０重量部のイオン交換水を添加した。
【００６０】
１１０℃、３時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して４重量部加え、過剰のリン酸およびリン酸カリウム塩の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下で３時間減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は２８．９ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は６ｍｏｌ％、ジオール含有量は２６ｍｏｌ％（総不飽和度は０．０２２５ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００６１】
［比較例２］
プロピレングリコールにプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールＤｉｏｌ１０００（三井東圧化学（株）製）１００重量部に対して０．４重量部の水酸化カリウムを５０％水溶液の形態で加え、１０５℃、５ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧脱水後、反応温度１０５℃で水酸基価が１７．５ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。
次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１８ｍｏｌ％のカリウム濃度になるように５０％水酸化カリウム水溶液を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。ポリエーテルポリオール中に酸化防止剤であるｔ−ブチルヒドロキシトルエンを６００ｐｐｍ加え、窒素を供給しながら、１６０℃まで昇温し、同温度で６時間加熱攪拌を行った。
その後、リン酸を全塩基成分濃度の３．５ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、次いでポリエーテルポリオール１００重量部に対して２０重量部のイオン交換水を添加した。
【００６２】
１０３℃、３時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して４重量部加え、過剰のリン酸およびリン酸カリウム塩の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下で３時間減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は１８．７ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は３ｍｏｌ％、ジオール含有量は３２ｍｏｌ％（総不飽和度は０．０１５３ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００６３】
［比較例３］
グリセリン１ｍｏｌに対して０．２５ｍｏｌの水酸化カリウムを５０％水溶液の形態で加え、１０５℃、７ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧脱水後、反応温度１０５℃で水酸基価が３０．５ｍｇＫＯＨ／ｇになるまでプロピレンオキサイドの付加重合を行った。次いで、反応温度１１０℃でエチレンオキサイドの付加重合を行い水酸基価２６．１ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオールを得た。次いで、ポリエーテルポリオールの水酸基濃度に対し１３ｍｏｌ％のカリウム濃度になるように５０％水酸化カリウム水溶液を加え、系中の水分が０．０８重量％以下になるまで減圧脱水を行った。ポリエーテルポリオール中に酸化防止剤であるｔ−ブチルヒドロキシトルエンを６００ｐｐｍ加え、窒素を供給しながら、１６２℃まで昇温し、同温度で４時間加熱攪拌を行った。
その後、リン酸を全塩基成分濃度の３．１ｍｏｌ倍になるように７５．２重量％の水溶液として加え、ポリエーテルポリオール１００重量部に対して５重量部のイオン交換水を添加した。
【００６４】
１１０℃、２時間加熱攪拌を行い加水分解を行った後、合成吸着剤ＫＷ−５００ＳＮ（協和化学工業（株）製）をポリエーテルポリオール１００重量部に対して４重量部加え、過剰のリン酸およびリン酸セシウム塩の吸着を行いながら１１０℃、５ｍｍＨｇ以下、３時間の条件で減圧乾燥を行い、生成したプロピオンアルデヒドの除去も行った。
精製処理後のポリエーテルポリオールの水酸基価は２６．９ｍｇＫＯＨ／ｇ、モノオール含有量は６ｍｏｌ％、ジオール含有量は３１ｍｏｌ％（総不飽和度は０．０２２１ｍｅｑ．／ｇ）であった。
【００６５】
実施例、比較例で得られたポリエーテルポリオールの水酸基価ならびにモノオール含量、ジオール含量を表２にまとめて表記した。アルキレンオキサイド重合触媒としてＣｓＯＨは「水酸化セシウム」を、ＤＭＣは複金属シアン化錯体、ＰＮはホスファゼン系化合物を、ＫＯＨは水酸化カリウムの略である。
【００６６】
【表２】

水酸基価ならびに総不飽和度はＪＩＳＫ１５５７に準じて測定した。
本発明で得られたポリエーテルポリオールのウレタン樹脂化を行うにあたり、実施例１，２および比較例１，２は４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（三井東圧化学（株）製）との反応によりイソシアネート基末端プレポリマーを合成し、１，４−ブタンジオール（和光純薬製）を鎖延長剤としたエラストマーを作成した。
【００６７】
実施例１，２および比較例１，２のポリエーテルポリオールに４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを加え、８０℃、８時間窒素雰囲気下で加熱攪拌を行い、プレポリマーのＮＣＯ％が６．０のプレポリマーを得た。その後、減圧脱泡したプレポリマーの温度を６５℃に保ち、２２℃の恒温室でイソシアネートインデックス（水酸基濃度に対するイソシアネート基濃度の比）１．０５になるよう１，４−ブタンジオールを加えた。
触媒として１重量％のジブチル錫ジラウレートのジオクチルフタル酸溶液をプレポリマー１００重量部に対して０．４０重量部用いた。攪拌機で１分攪拌した後、アルミ製モールド（直径３０ｍｍ×深さ１２ｍｍの円筒形成形用）に混合液を流し込み、窒素雰囲気下１００℃、２４時間で硬化させた。硬化後、２２℃の恒温室で１週間、成型物の養生を行い、物性試験を行った。
【００６８】
硬度（ショアーＡ）、反発弾性および７０℃×２２時間での永久圧縮ひずみの測定はＪＩＳＫ−６３０１に準拠した。実施例１のポリエーテルポリオールで得られた結果は実施例４に、実施例２で得られた結果は実施例５に、比較例についても同様比較例１のそれは比較例４に、比較例２のそれは比較例５とした。
結果をまとめて表３に示す。
【００６９】
【表３】

実施例と比較例を比較すると、本発明のモノオール、ジオール含量のポリエーテルポリオールを使用したポリウレタンエラストマーは硬度、反発弾性、永久圧縮ひずみともにＫＯＨ触媒で得られたポリエーテルポリオールの変性品より優れていることがわかる。
【００７０】
また、本発明のポリエーテルポリオールを用いてポリウレタンフォームでの物性を評価した。本発明のポリエーテルポリオールの他に、以下（表４）に示す原料を使用した。
【００７１】
【表４】

なお、物性測定はＪＩＳＫ−６３０１およびＪＩＳＫ−６４０１により行った。
【００７２】
実施例３および比較例３のポリエーテルポリオールを以下（表５）に示す成分を混合してレジン液を調製した。
【００７３】
【表５】

上記レジン液１００重量部にイソシアネートをイソシアネートインデックスが１．００になるように混合し、直ちに予め６０℃に調整した内寸４００×４００×１００ｍｍの金型へ注入し、蓋を閉めて発泡させた。
１００℃の熱風オーブン中で７分間加熱硬化した後、フォームを金型より取り出した。得られたフォームの物性を表６に示す。
【００７４】
実施例３で得られたポリエーテルポリオールを用いた結果を実施例６に、比較例３で得られたポリエーテルポリオールでの結果を比較例６に示す。
【００７５】
【表６】

上記の結果から、本発明により得られたポリエーテルポリオールを用いて作製したポリウレタンフォームは、硬度も高く、耐湿熱耐久性に優れていることがわかる。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による変性ポリエーテルポリオールを用いて有機ポリイソシアネートと反応させることにより、硬度、反発弾性および耐久性などの物性に優れるポリウレタン樹脂を製造することができる。

Claims

水酸基価ＯＨＶが３〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、不飽和基含有モノオール含有量が５ｍｏｌ％以下であって、かつ次に示す加水分解工程にて生成する変性ジオール含有量が１〜２０ｍｏｌ％である変性ポリエーテルポリオールの製造方法であって、
（１）活性水素化合物にアルキレンオキサイド化合物を付加重合する下記方法、
ａ）セシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属水酸化物を用いる方法、
ｂ）複金属シアン化物錯体を用いる方法または、
ｃ）ホスファゼン化合物を用いる方法、
のいずれかに従って行なう付加重合工程、
（２）前記付加重合工程で得られる反応液中のセシウムおよびルビジウムを金属成分とするアルカリ金属水酸化物濃度をポリエーテルポリオール中の水酸基１ｍｏｌに対して２〜３０ｍｏｌ％に調整する調整工程、
（３）調整後の反応液を温度１２０〜１７０℃に加熱することにより不飽和基含有モノオール中のアリル不飽和基をプロペニル不飽和基に転位する熱転位工程および、
（４）熱転位後の反応液を酸性条件下に７０〜１３０℃に加熱することにより不飽和基含有モノオール中のプロペニル不飽和基を加水分解する加水分解工程、
の各工程からなり、
前記アルキレンオキサイド化合物を付加重合する条件が、アルカリ金属水酸化物を使用する場合の反応温度を６０〜９８℃とし、複金属シアン化物錯体またはホスファゼン化合物を使用する場合の反応温度を４０〜１２０℃とし、かつ、いずれの場合も反応時の最大圧力が４ｋｇｆ／ｃｍ ² Ｇ（４９３ｋＰａ）以下とする
ことを特徴とする変性ポリエーテルポリオールの製造方法。
前記加水分解工程において、加水分解後の反応液を減圧加熱条件下で吸着材に接触させて過剰な酸を除去し、同時にプロピオンアルデヒドを蒸発させて除去することを特徴とする請求項１記載の変性ポリエーテルポリオールの製造方法。
前記加水分解工程において、加水分解後の反応液を抽出液で洗浄し、得られたポリエーテルポリオール相を減圧乾燥して水を除去することを特徴とする請求項１記載の変性ポリエーテルポリオールの製造方法。
前記ホスファゼン化合物が、下記の化学式（１）

（但し、式中のａ、ｂ、ｃおよびｄは、それぞれ３以下の正の整数または０であるが、ａ、ｂ、ｃおよびｄが同時に０になることはない。Ｒは同種または異種の炭素数１ないし１０個の炭化水素基であり、同一窒素原子上の２個のＲが互いに結合して環構造を形成する場合もある。ｍはホスファゼニウムカチオンの数を表し、Ｘ^m-はヒドロキシアニオン、ハロゲンアニオン、アルコキシアニオン、アリールオキシアニオンまたはカルボキシアニオンを表す。）
で表される化合物であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の変性ポリエーテルポリオールの製造方法。
前記ホスファゼン化合物が、下記の化学式（２）

（但し、式中のｌ、ｍ、およびｎは、それぞれ０または３以下の正の整数であるが、ｌ、ｍおよびｎが同時に０になることはない。Ｄは同種または異種の、炭素原子数１ないし２０の炭化水素基、アルコキシ基、フェノキシ基、チオール残基、チオフェノール残基、一置換アミノ基、二置換アミノ基または５ないし６員環環状アミノ基である。Ｑは、炭素原子数１ないし２０の炭化水素基である。さらには、同一りん原子上のもしくは異なる二個のりん原子上の二個のＤが互いに結合し、またＤとＱとが互いに結合をして、それぞれ環構造を形成することもできる。）
で表される化合物であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の変性ポリエーテルポリオールの製造方法。