JP5264439B2 - SiH基を有する化合物を添加剤として使用し、DMC触媒を用いたポリエーテルアルコールの製造方法 - Google Patents
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Description
R’’’aHbSi (I)、
式中、R’’’は、炭素数1〜40、特に1〜20の直鎖または分岐鎖かつ飽和または一不飽和若しくは多不飽和のアルキル基、アルコキシ基、アルキルシリル基、アリール基、アルキルアリール基、またはアリールアルキル基、または炭素数1〜20のハロアルキル基から選択される1つ以上の同じかまたは異なる基であり、
aは、1〜3の整数であり、
bは、1〜3の整数であり、
但し、aとbとの合計が4に等しく、ケイ素原子に結合している少なくとも1つの水素原子が分子中に存在することを条件とする。
R’およびR”は、各々独立して、HまたはRであり、
xは、0〜600、好ましくは0〜200の整数であり、
yは、0〜100、好ましくは0〜50、特に40未満の整数を表し、
但し、ケイ素原子に結合している少なくとも1つの水素原子が分子中に存在することを条件とする。
従って、本発明による方法に対してDMC触媒作用の全ての利点は、更に、添加剤の使用により多分散性の望ましい増加が再現可能に調整され得るという長所になる。
R1−H (IV)
R1−[(CR6R2−CR5R3−O)nH]m
(Va)
またはR1−[(CR5R3−CR6R2−O)nH]m
R1−[(CHR2−CH(CH2OR4)−O)nH]m
(Vb)
またはR1−[(CH(CH2OR4)−CHR2−O)nH]m
式中、R1は、ヒドロキシル基、または有機出発化合物の基のいずれかを表し、この場合、少なくとも1個の炭素原子を有する基であり、
mは、1〜8であり、好ましくは1〜6であり、より好ましくは1〜4であり、
nは、0〜12であり,000、好ましくは1〜800であり、より好ましくは4〜400、および、特に好ましくは20〜200であり、
R2基、R3基、R4基、R5基、およびR6基の定義は、式(IIIa)または(IIIb)の定義に対応する。
実施例1a:
まず、3リットルのオートクレーブにポリプロピレングリコール(重量平均モル質量Mw=2000g/mol)215.7g、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛DMC触媒0.03g、および4.5eq/kgのSiH含有量を有するヘプタメチルヒドロトリシロキサン(Rhodia)(CAS[1873−88−7])5.9gを窒素下で供給し、攪拌しながら130℃に加熱する。存在する任意の揮発性成分を除去するため、反応器を30ミリバールの内圧まで排気する。DMC触媒の活性化のため、プロピレンオキシド40.0g部を添加する。反応が開始し、内圧の低下が起こった後、更にプロピレンオキシド944gを、冷却しながら、連続的に、60分以内に、130℃および最大1.5バールの反応器内圧で計量供給する。130℃で30分の連続反応の後、脱気段階とする。ここで、残存するプロピレンオキシドなどの揮発性成分を減圧下130℃での蒸留により除去する。最終物ポリエーテルを80℃未満に冷却し、反応器から取り出す。
実施例1b:
実施例1aと同様に実施される別の対照実験において、現在までの従来技術に従い、アルコキシル化の開始時にポリプロピレングリコール/DMC触媒混合物に添加剤を添加しない。
実施例2a:
まず、3リットルのオートクレーブにポリプロピレングリコールモノアリルエーテル(重量平均モル質量Mw=400g/mol)180.0g、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛DMC触媒0.08g、および4.5eq/kgのSiH含有量を有するヘプタメチル水素トリシロキサン(Rhodia)(CAS[1873−88−7])5.25gを窒素下で供給し、攪拌しながら130℃に加熱する。存在する任意の揮発性成分を除去するため、反応器を30ミリバールの内圧まで排気する。DMC触媒の活性化のため、プロピレンオキシド36.0g部を供給した。反応が開始し、内圧の低下が起こった後、エチレンオキシド396gおよびプロピレンオキシド1269gを混合物として、冷却しながら、連続的に、90分以内で、130℃および最大1.5バールの反応器内圧にて計量供給する。130℃での30分間の連続的反応の後、脱気段階とする。ここで、残存するプロピレンオキシドなどの揮発分を減圧下130℃で蒸留により除去する。最終物ポリエーテルを60℃未満に冷却し、反応器から取り出す。
実施例2aと同様に実施される実験において、アルコキシル化の開始時に、添加剤である4.5eq/kgのSiH含有量を有するヘプタメチル水素トリシロキサン(Rhodia)(CAS[1873−88−7])4.10gをポリプロピレングリコール−モノアリルエーテル/DMC触媒混合物に添加する。
実施例2aと同様に実施される実験において、添加剤である2.75eq/kgのSiH含有量を有するα,ω−ジヒドロポリジメチルシロキサン5.0gを、ポリプロピレングリコール−モノアリルエーテル/DMC触媒混合物にアルコキシル化の開始時に添加する。
実施例2aと同様に実施される実験において、アルコキシル化の開始時に、2.5eq/kgのSiH含有量を有するポリ(メチルヒドロ)−ポリ(ジメチルシロキサン)共重合体6.2gを添加剤としてポリプロピレングリコールモノアリルエーテル/DMC触媒混合物に添加する。
実施例2e:
実施例2aと同様に実施される別の対照実験において、現在までの従来技術に従い、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル/DMC触媒混合物にアルコキシル化の開始時に添加剤を添加しない。
Claims (14)
- 複合金属シアン化物触媒(DMC触媒)を用いた重合によるポリエーテルアルコールの製造方法であって、一置換または複数置換されていてもよく、かつ、1つのケイ素原子に結合している1つ以上の水素原子を有する化合物からなる任意選択により混合された1種以上の添加剤が、Si−H添加剤として、OH官能性出発混合物および前記DMC触媒を含む出発反応混合物に重合前または重合中に添加されることを特徴とする方法。
- 前記生成されたポリエーテルオールの多分散性Mw/Mnが、前記Si−H添加剤なしでその他は同じ反応条件の下で生成されたポリエーテルと比較して高いことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記生成されたポリエーテルオールの多分散性が、前記Si−H添加剤なしで行った方法と比較して少なくとも10パーセント高いことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記多分散性Mw/Mnの絶対値が、前記Si−H添加剤なしで行った方法と比較して少なくとも0.1高いことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記Si−H添加剤が、式(I)
R’’’aHbSi (I)、
(式中、R’’’は、炭素数1〜40の直鎖または分岐鎖かつ飽和または一不飽和若しくは多不飽和のアルキル基、アルコキシ基、アルキルシリル基、アリール基、アルキルアリール基、またはアリールアルキル基、または炭素数1〜20のハロアルキル基から選択される1つ以上の同じかまたは異なる基であり、
aは、1〜3の整数であり、
bは、1〜3の整数であり、
但し、aとbとの合計が4に等しく、ケイ素原子に結合している少なくとも1つの水素原子が分子中に存在することを条件とする)で表されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリエーテルアルコールの製造方法。 - 用いる式(I)のケイ素−水素化合物が、モノメチルシラン、ジメチルシラン、およびトリメチルシラン、モノエチルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、モノプロピルシラン、ジプロピルシラン、トリプロピルシラン、モノフェニルシラン、ジフェニルシラン、トリフェニルシラン、フェニルメチルシラン、およびフェニルエチルシラン、フェニルジメチルシラン、およびフェニルジエチルシラン、モノメトキシシラン、ジメトキシシラン、およびトリメトキシシラン、および、モノエトキシシラン、ジエトキシシラン、およびトリエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、およびトリス(トリメチルシリル)シランから選択される1以上の化合物であることを特徴とする、請求項5に記載のポリエーテルアルコールの製造方法。
- 用いるSi−H添加剤が、一般式(II)
式中、R’およびR’’は、各々独立して、HまたはRであり、
xは、0〜600の整数であり、
yは、0〜100の整数であり、
但し、ケイ素原子に結合している少なくとも1つの水素原子が分子中に存在することを条件とする)で表されるポリオルガノシロキサンであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリエーテルアルコールの製造方法。 - 式(Va)
R1−[(CR6R2−CR5R3−O)nH]m
(Va)
またはR1−[(CR5R3−CR6R2−O)nH] m
(式中、R1は、ヒドロキシル基または少なくとも1つの炭素原子を有する基であり、mは1〜8であり、nは1〜12,000であり、
R2 、R 3 、R 5 およびR 6 は、共にまたは独立して、H、あるいは飽和または任意選択により一不飽和若しくは多不飽和であり、さらに置換されていてもよい1価の炭化水素基である)で表されるポリエーテルアルコールが製造されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリエーテルアルコールの製造方法。 - 式(IIIa)または(IIIb)
R2 およびR 3 は、共にまたは独立して、H、あるいは飽和、または任意選択により一不飽和若しくは多不飽和であり、さらに置換されていてもよい炭化水素基であり、前記炭化水素基は脂環式にフラグメントYを介して架橋されていてもよく、ここで、Yは存在しないか、1または2個のメチレン単位を有するメチレン架橋であってよく、Yが存在しない場合、R 2 およびR 3 は1価であり、Yが1または2個のメチレン単位を有するメチレン架橋である場合、R 2 およびR 3 は多価であり、
R 5 およびR 6 は、共にまたは独立して、H、あるいは飽和、または任意選択により一不飽和若しくは多不飽和であり、さらに置換されていてもよい、1価の炭化水素基である)で表されるアルキレンオキシド、または一般式(IIIb)
出発化合物R1−H(IV)(式中、R1はヒドロキシル基または少なくとも1つの炭素原子を有する基のいずれかである)に重合させることにより、式(Va)または(Vb)
R1−[(CR6R2−CR5R3−O)nH]m
(Va)
またはR1−[(CR5R3−CR6R2−O)nH]m
R1−[(CHR 7 −CH(CH2OR4)−O)nH]m
(Vb)
またはR1−[(CH(CH2OR4)−CHR 7 −O)nH]m
(式中、R1は、ヒドロキシル基または少なくとも1つの炭素原子を有する基のいずれかであり、mは1〜8であり、nは1〜12,000である)で表されるポリエーテルアルコールおよびこれらの混合物を製造する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 用いる式(IIIa)で表されるアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−または2,3−ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1,2−ドデセンオキシド、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、2,3−エポキシ−1−プロパノール、またはビニルシクロへキセンオキシド、またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項9に記載のポリエーテルアルコールの製造方法。
- 8.000g/mol未満の平均モル質量を有し、かつ、アリルアルコール、ヘキサノール、ブタノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、2−エチルヘキサノール、イソノナノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、およびグリセロールから選択される出発アルコールに基づく前記ポリエーテルアルコールが、1.2以上の多分散性を有することを特徴する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項9に記載の方法により得ることができる、式(Va)または(Vb)で表されるポリエーテルアルコールを使用したポリウレタンの製造。
- 請求項9に記載の方法により得ることができる、式(Va)または(Vb)で表されるポリエーテルアルコールを使用したポリエーテルシロキサンの製造。
- 請求項9に記載の方法により得ることができる、式(Va)または(Vb)で表されるポリエーテルアルコールを使用した界面活性物質または界面活性剤の製造。
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