JP5960901B1 - Process for producing polyphenylene ether - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、酸化重合前期の発泡を十分に抑制しつつ反応器の単位体積当たりの生産性を向上させることができるポリフェニレンエーテルの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るポリフェニレンエーテルの製造方法は、予め準備した還元粘度0.3〜1.0dL/gのポリフェニレンエーテルにフェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを添加して調製した重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、前記フェノール性化合物を酸化重合させる、重合工程を有する。【選択図】なしAn object of the present invention is to provide a method for producing a polyphenylene ether capable of improving productivity per unit volume of a reactor while sufficiently suppressing foaming in the first stage of oxidative polymerization. A method for producing a polyphenylene ether according to the present invention is a polymerization prepared by adding a phenolic compound, an aromatic solvent and a catalyst to a polyphenylene ether having a reduced viscosity of 0.3 to 1.0 dL / g prepared in advance. An oxygen-containing gas is passed through the solution to oxidatively polymerize the phenolic compound. [Selection figure] None
Description
本発明は、ポリフェニレンエーテルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polyphenylene ether.
ポリフェニレンエーテルは、電気絶縁性、耐熱性、耐加水分解性、及び難燃性に優れるため、当該ポリフェニレンエーテルを含む樹脂組成物は、家電、OA機器、自動車部品等の分野で広く使用されている。 Since polyphenylene ether is excellent in electrical insulation, heat resistance, hydrolysis resistance, and flame retardancy, the resin composition containing the polyphenylene ether is widely used in the fields of home appliances, OA equipment, automobile parts and the like. .
従来から、フェノール性化合物を酸化重合させてポリフェニレンエーテルを製造する方法に関して、種々の方法が開示されている。例えば、特許文献1には、フェノール性化合物の連続重合により2峰性の分子量分布を得ることを目的として、特定の触媒を用いつつ、メインの重合ラインからバイパスさせたラインから低分子量のポリフェニレンエーテルを、重合を停止させた状態にある重合停止槽で、合流させる方法が開示されている。さらに、特許文献1には、ポリフェニレンエーテルの分子量が上昇した時に、ポリフェニレンエーテルの一部を析出させることによって、液の粘性がそれほど上がらないようにする、スラリー重合法を採用することで、好結果が得られる旨の記載がある。 Conventionally, various methods have been disclosed for producing polyphenylene ether by oxidative polymerization of a phenolic compound. For example, Patent Document 1 discloses a polyphenylene ether having a low molecular weight from a line bypassed from a main polymerization line while using a specific catalyst for the purpose of obtaining a bimodal molecular weight distribution by continuous polymerization of a phenolic compound. Is disclosed in a polymerization stop tank in a state where the polymerization is stopped. Further, Patent Document 1 adopts a slurry polymerization method in which the viscosity of the liquid does not increase so much by precipitating a part of the polyphenylene ether when the molecular weight of the polyphenylene ether increases. There is a description that can be obtained.
一方、上記スラリー重合法に比べ生産性の高い製造方法である溶液重合法においては、重合溶液中に酸素含有ガスを通気してフェノール性化合物を酸化重合するため、酸化重合の前期に、重合溶液の容量に対して10〜30%の容量の発泡が起こるという問題がある。かかる問題を解決するために、例えば、特許文献2に開示の方法では、フェノール性化合物10〜25質量部、芳香族溶媒75〜90質量部、及び触媒0.1〜10質量部からなる重合溶液に、消泡剤0.000001〜0.0001質量部を添加することによって、発泡を抑制している。 On the other hand, in the solution polymerization method, which is a production method with higher productivity than the slurry polymerization method described above, the oxygen-containing gas is passed through the polymerization solution to oxidatively polymerize the phenolic compound. There is a problem that foaming of 10 to 30% of the volume occurs. In order to solve such a problem, for example, in the method disclosed in Patent Document 2, a polymerization solution composed of 10 to 25 parts by mass of a phenolic compound, 75 to 90 parts by mass of an aromatic solvent, and 0.1 to 10 parts by mass of a catalyst. Foaming is suppressed by adding 0.000001 to 0.0001 parts by mass of an antifoaming agent.
しかしながら、特許文献2に記載の技術に基づき、重合溶液に消泡剤を添加して重合反応を行う場合、酸化重合活性が低下する等の不都合が懸念される。このように、従来の技術では、ポリフェニレンエーテルの製造において、重合活性を維持しつつ発泡を十分に抑制するには至っていない。 However, when the polymerization reaction is performed by adding an antifoaming agent to the polymerization solution based on the technique described in Patent Document 2, there is a concern that the oxidative polymerization activity is lowered. Thus, in the prior art, in the production of polyphenylene ether, foaming is not sufficiently suppressed while maintaining the polymerization activity.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、酸化重合前期の発泡を十分に抑制しつつ、反応器の単位体積当たりの生産性を向上させることができるポリフェニレンエーテルの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for producing polyphenylene ether capable of improving productivity per unit volume of a reactor while sufficiently suppressing foaming in the first stage of oxidative polymerization. The purpose is to do.
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、ポリフェニレンエーテルを製造する反応器に、例えば予め酸化重合させた溶液を分散させておくことで、重合反応前期の発泡領域を経由せずに、酸化重合を完了させることができるとの着想に思い至り、本発明を完成させた。 As a result of diligent research in view of the above object, the present inventors have dispersed a preoxidatively polymerized solution in a reactor for producing polyphenylene ether, for example, without passing through the foaming region in the previous polymerization reaction. The inventors have come up with the idea that oxidative polymerization can be completed, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の通りである。
本発明のポリフェニレンエーテルの製造方法は、予め準備した還元粘度0.3〜1.0dL/gのポリフェニレンエーテルにフェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを添加して調製した重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、前記フェノール性化合物を酸化重合させる、重合工程を有することを特徴とする。
ここで、本発明のポリフェニレンエーテルの製造方法は、フェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを含む予備重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、前記フェノール性化合物を酸化重合させる、予備重合工程を更に含み、前記予め準備したポリフェニレンエーテルを、前記予備酸化重合後の前記予備重合溶液を有機相と水相とを用いて分液することで得られる有機相の少なくとも一部に含まれるポリフェニレンエーテルとすることが好ましい。
また、本発明のポリフェニレンエーテルの製造方法では、前記予め準備したポリフェニレンエーテルの量の、前記重合溶液に添加される前記フェノール性化合物の量に対する割合が、10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
That is, the present invention is as follows.
The method for producing a polyphenylene ether of the present invention comprises a polymerization solution prepared by adding a phenolic compound, an aromatic solvent and a catalyst to a polyphenylene ether having a reduced viscosity of 0.3 to 1.0 dL / g prepared in advance. It has the superposition | polymerization process which ventilates gas and oxidatively polymerizes the said phenolic compound, It is characterized by the above-mentioned.
Here, the method for producing the polyphenylene ether of the present invention is a prepolymerization step in which an oxygen-containing gas is passed through a prepolymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent, and a catalyst to oxidatively polymerize the phenolic compound. A polyphenylene ether contained in at least a part of the organic phase obtained by separating the pre-polymerized polyphenylene ether using the organic phase and the aqueous phase. It is preferable that
In the method for producing polyphenylene ether of the present invention, the ratio of the amount of the prepared polyphenylene ether to the amount of the phenolic compound added to the polymerization solution is 10% by mass or more and 30% by mass or less. Is preferred.
本発明によれば、酸化重合前期の発泡を十分に抑制しつつ、反応器の単位体積当たりの生産性を向上させることができるポリフェニレンエーテルの製造方法を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polyphenylene ether which can improve the productivity per unit volume of a reactor can be implement | achieved, fully suppressing the foaming before oxidative polymerization.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について、詳細に説明する。本発明は、以下の実施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できる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist.
(ポリフェニレンエーテルの製造方法)
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法は、反応器内において、フェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを含む重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、前記フェノール性化合物を酸化重合させる重合工程を有する。
上記のように構成されている本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法によれば、酸化重合前期の発泡領域を経由せずに酸化重合を完了させることができるので、酸化重合前期の発泡を十分に抑制しつつ反応器の単位体積当たりの生産性を向上させることができる。
(Method for producing polyphenylene ether)
The method for producing polyphenylene ether of the present embodiment includes a polymerization step in which an oxygen-containing gas is passed through a polymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent, and a catalyst to oxidatively polymerize the phenolic compound in a reactor. Have
According to the polyphenylene ether production method of the present embodiment configured as described above, the oxidative polymerization can be completed without going through the foaming region of the oxidative polymerization pre-stage, so that the foaming of the oxidative pre-polymerization stage is sufficient. The productivity per unit volume of the reactor can be improved while suppressing.
本実施形態においては、フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒、必要に応じてその他の材料を含む重合溶液を調整して反応器中に収容し、反応器中で重合溶液に酸素含有ガスを通気して、フェノール性化合物を酸化重合することで、ポリフェニレンエーテルを得ることができる。 In this embodiment, a polymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent, a catalyst, and other materials as necessary is prepared and accommodated in a reactor, and an oxygen-containing gas is passed through the polymerization solution in the reactor. Then, polyphenylene ether can be obtained by oxidative polymerization of the phenolic compound.
以下、重合工程(及び予備重合工程)において得られる結果物、並びに重合工程(及び予備重合工程)において用いられる原料(フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒、その他の材料)について詳述する。 Hereinafter, the results obtained in the polymerization step (and the prepolymerization step) and raw materials (phenolic compounds, aromatic solvents, catalysts, and other materials) used in the polymerization step (and the prepolymerization step) will be described in detail.
<ポリフェニレンエーテル>
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法における重合工程で製造されるポリフェニレンエーテルについて以下に説明する。
重合工程によって製造されるポリフェニレンエーテルは、特に限定されないが、具体的には、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する単独重合体又は共重合体である。
<Polyphenylene ether>
The polyphenylene ether produced in the polymerization step in the method for producing polyphenylene ether of this embodiment will be described below.
The polyphenylene ether produced by the polymerization step is not particularly limited, but specifically, it is a homopolymer or copolymer having a repeating unit represented by the following formula (1).
[上記式(1)において、R1、R4は、それぞれ独立して、水素、第一級又は第二級の低級アルキル、フェニル、アミノアルキル、及び炭化水素オキシからなる群より選ばれるいずれかを表し、R2、R3は、それぞれ独立して、水素、第一級又は第二級の低級アルキル、及びフェニルからなる群より選ばれるいずれかを表す。]
[In the above formula (1), R 1 and R 4 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, primary or secondary lower alkyl, phenyl, aminoalkyl, and hydrocarbonoxy. R 2 and R 3 each independently represents any one selected from the group consisting of hydrogen, primary or secondary lower alkyl, and phenyl. ]
ポリフェニレンエーテルの単独重合体としては、特に限定されないが、具体的には、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−n−ブチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−イソプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−クロロエチル−1,4−フェニレン)エーテル等が挙げられる。この中でも、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルが、原料が安価であり、入手が容易であるという観点から、好ましい。 The homopolymer of polyphenylene ether is not particularly limited. Specifically, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene) ) Ether, poly (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-ethyl-6-n-propyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-di-n-propyl) -1,4-phenylene) ether, poly (2-methyl-6-n-butyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-ethyl-6-isopropyl-1,4-phenylene) ether, poly (2 -Methyl-6-hydroxyethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-methyl-6-chloroethyl-1,4-phenylene) ether and the like. Among these, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether is preferable from the viewpoint that the raw materials are inexpensive and are easily available.
ポリフェニレンエーテルの共重合体とは、フェニレンエーテル単位を単量体単位として含む共重合体である。ポリフェニレンエーテルの共重合体としては、特に限定されないが、具体的には、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、2,6−ジメチルフェノールとo−クレゾールとの共重合体、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとo−クレゾールとの共重合体等が挙げられる。この中でも、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体が、原料が安価であり、入手が容易であるという観点から、好ましい。 The polyphenylene ether copolymer is a copolymer containing phenylene ether units as monomer units. The copolymer of polyphenylene ether is not particularly limited, and specifically, a copolymer of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol, 2,6-dimethylphenol and o-cresol. And a copolymer of 2,6-dimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol and o-cresol. Among these, a copolymer of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol is preferable from the viewpoint that the raw materials are inexpensive and are easily available.
本実施形態の製造方法により得られるポリフェニレンエーテルの還元粘度(ηsp/c)は、0.3〜1.0dL/gであることが好ましい。還元粘度は、0.5g/dLのクロロホルム溶液を用いて30℃の温度条件で測定した値とする。還元粘度は、0.3〜0.8dL/gの範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは0.3〜0.6dL/gの範囲である。上記還元粘度が0.3dL/g以上であることにより、ポリフェニレンエーテル本来の機械強度が得られる傾向にある。また、上記還元粘度が1.0dL/g以下であることにより、ポリフェニレンエーテル重合時の過度の分子量上昇を抑制する効果が得られる傾向にある。 The reduced viscosity (ηsp / c) of the polyphenylene ether obtained by the production method of the present embodiment is preferably 0.3 to 1.0 dL / g. The reduced viscosity is a value measured under a temperature condition of 30 ° C. using a 0.5 g / dL chloroform solution. The reduced viscosity is more preferably in the range of 0.3 to 0.8 dL / g, and still more preferably in the range of 0.3 to 0.6 dL / g. When the reduced viscosity is 0.3 dL / g or more, the original mechanical strength of polyphenylene ether tends to be obtained. Moreover, it exists in the tendency for the effect which suppresses the excessive molecular weight rise at the time of polyphenylene ether polymerization to be acquired because the said reduced viscosity is 1.0 dL / g or less.
還元粘度の制御方法について言えば、触媒量と空気通気量の増加と反応時間を長くすることにより還元粘度が高くなる傾向にあり、逆に、触媒量と通気量を下げて反応時間を短くすることにより還元粘度が低くなる傾向にある。 As for the control method of the reduced viscosity, the reduced viscosity tends to increase by increasing the catalyst amount and the air flow rate and increasing the reaction time, and conversely, reducing the catalyst amount and the flow rate to shorten the reaction time. As a result, the reduced viscosity tends to be low.
<フェノール性化合物>
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法における重合工程(及び予備重合工程)で用いられるフェノール性化合物は、下記式(2)で表される化合物である。
[上記式(2)において、R5、R7は、それぞれ独立して、水素、第一級又は第二級の低級アルキル、フェニル、アミノアルキル、及び炭化水素オキシからなる群より選ばれるいずれかを表し、R6、R8は、それぞれ独立して、水素、第一級又は第二級の低級アルキル、及びフェニルからなる群より選ばれるいずれかを表す。]
<Phenolic compound>
The phenolic compound used in the polymerization step (and preliminary polymerization step) in the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment is a compound represented by the following formula (2).
[In the above formula (2), R 5 and R 7 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, primary or secondary lower alkyl, phenyl, aminoalkyl, and hydrocarbonoxy. R 6 and R 8 each independently represents any one selected from the group consisting of hydrogen, primary or secondary lower alkyl, and phenyl. ]
フェノール性化合物としては、特に限定されないが、具体的には、2,6−ジメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−メチル−6−エチルフェノール、2,6−ジエチルフェノール、2−エチル−6−n−プロピルフェノール、2−メチル−6−クロルフェノール、2−メチル−6−ブロモフェノール、2−メチル−6−イソプロピルフェノール、2−メチル−6−n−プロピルフェノール、2−エチル−6−ブロモフェノール、2−メチル−6−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−n−プロピルフェノール、2−エチル−6−クロルフェノール、2−メチル−6−フェニルフェノール、2,6−ジフェニルフェノール、2,6−ビス−(4−フルオロフェニル)フェノール、2−メチル−6−トリルフェノール、2,6−ジトリルフェノール等が挙げられる。これらのフェノール性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、重合溶液として使用される芳香族溶媒が少量のフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,4−ジメチルフェノール、2−エチルフェノール等を不純物として含んでいても、フェノール性化合物の一部として重合反応により消費されてポリフェニレンエーテル内に組み込まれるので、実質上差し支えない。 Specific examples of the phenolic compound include, but are not limited to, 2,6-dimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, 2-methyl-6-ethylphenol, 2,6-diethylphenol, 2- Ethyl-6-n-propylphenol, 2-methyl-6-chlorophenol, 2-methyl-6-bromophenol, 2-methyl-6-isopropylphenol, 2-methyl-6-n-propylphenol, 2-ethyl -6-bromophenol, 2-methyl-6-n-butylphenol, 2,6-di-n-propylphenol, 2-ethyl-6-chlorophenol, 2-methyl-6-phenylphenol, 2,6-diphenyl Phenol, 2,6-bis- (4-fluorophenyl) phenol, 2-methyl-6-tolylphenol, 2 6-ditolyl phenol, and the like. These phenolic compounds may be used alone or in combination of two or more. Even if the aromatic solvent used as the polymerization solution contains a small amount of phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-dimethylphenol, 2-ethylphenol, etc. as an impurity, it is phenolic. Since it is consumed by the polymerization reaction as part of the compound and incorporated into the polyphenylene ether, it can be substantially eliminated.
これらの中でも、フェノール性化合物としては、2,6−ジメチルフェノール、又は2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの混合物であることが好ましく、2,6−ジメチルフェノールがより好ましい。 Among these, the phenolic compound is preferably 2,6-dimethylphenol or a mixture of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol, more preferably 2,6-dimethylphenol. preferable.
<芳香族溶媒>
芳香族溶媒としては、特に限定されないが、具体的には、低分子量のフェノール性化合物を溶解し、触媒の一部又は全部を溶解するものを用いることができる。
<Aromatic solvent>
Although it does not specifically limit as an aromatic solvent, Specifically, what melt | dissolves a low molecular weight phenolic compound and melt | dissolves a part or all of a catalyst can be used.
このような芳香族溶媒としては、以下に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;ニトロベンゼン等のニトロ化合物等が挙げられる。この中でも、芳香族溶媒は、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、トルエンがより好ましい。 Examples of such aromatic solvents include, but are not limited to, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene; nitrobenzene And nitro compounds. Among these, the aromatic solvent is preferably at least one selected from the group consisting of toluene, xylene, and ethylbenzene, and more preferably toluene.
必要に応じて、芳香族溶媒には、水と相溶する性質を持つ溶媒を混在させることができる。水と相溶する性質を持つ溶媒としては、特に限定されないが、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;酢酸エチル、ギ酸エチル等のエステル;ジメチルホルムアミド等のアミド;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は、1種以上、必要であればさらに2種以上を混合して使用することができる。 If necessary, the aromatic solvent can be mixed with a solvent having a property compatible with water. Although it does not specifically limit as a solvent which has a property compatible with water, Specifically, Alcohol, such as methanol, ethanol, and propanol; Ketone, such as acetone and methyl ethyl ketone; Ester, such as ethyl acetate and ethyl formate; Dimethylformamide, etc. And sulfoxides such as dimethyl sulfoxide. One or more of these solvents can be used in combination of two or more if necessary.
重合工程(及び予備重合工程)で用いる芳香族溶媒としては、実質的に水と相溶しないものを好ましく用いることができる。実質的に水と相溶しないものとしては、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素溶媒が好ましい。 As the aromatic solvent used in the polymerization step (and the preliminary polymerization step), those which are substantially incompatible with water can be preferably used. As those that are substantially incompatible with water, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene are preferred.
また、本実施形態における重合の形態は、フェノール性化合物を酸化重合させて得られる重合体であるポリフェニレンエーテルに対する良溶媒と貧溶媒との比率の選択によって変化する。具体的には、良溶媒の比率を大きくすることで溶液重合法になり、貧溶媒の比率を大きくすることで反応の進行とともに、重合体が反応溶媒中に粒子として析出する沈殿重合法になる。本実施形態における重合の形態は、特に限定されず、必要に応じて芳香族溶媒に添加する貧溶媒の量を調整して、所望とする重合形態を適宜選択することができる。 Further, the form of polymerization in the present embodiment varies depending on the selection of the ratio of good solvent to poor solvent for polyphenylene ether, which is a polymer obtained by oxidative polymerization of a phenolic compound. Specifically, it becomes a solution polymerization method by increasing the ratio of the good solvent, and it becomes a precipitation polymerization method in which the polymer is precipitated as particles in the reaction solvent as the ratio of the poor solvent is increased. . The form of polymerization in the present embodiment is not particularly limited, and a desired polymerization form can be appropriately selected by adjusting the amount of the poor solvent added to the aromatic solvent as necessary.
<触媒>
触媒は、フェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを含む重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、フェノール性化合物を効率的に酸化重合し、ポリフェニレンエーテルを製造するために有効な酸化触媒である。
<Catalyst>
The catalyst is an effective oxidation catalyst for producing polyphenylene ether by efficiently oxidizing and polymerizing a phenolic compound by passing an oxygen-containing gas through a polymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent and a catalyst. is there.
かかる触媒としては、特に限定されないが、具体的には、銅化合物と、臭素化合物と、ジアミン化合物、3級モノアミン化合物、及び2級モノアミン化合物からなる群より選択される少なくとも1種と、を含むことものが好ましく、銅化合物と、臭素化合物と、ジアミン化合物、3級モノアミン化合物、及び2級モノアミン化合物とを必須成分として含有するものがより好ましい。 The catalyst is not particularly limited, and specifically includes a copper compound, a bromine compound, at least one selected from the group consisting of a diamine compound, a tertiary monoamine compound, and a secondary monoamine compound. The thing which contains a copper compound, a bromine compound, a diamine compound, a tertiary monoamine compound, and a secondary monoamine compound as an essential component is more preferable.
触媒の成分として用いる銅化合物としては、特に限定されないが、具体的には、第一銅化合物、第二銅化合物、又はそれらの混合物を使用することができる。第一銅化合物としては、特に限定されないが、具体的には、酸化第一銅、塩化第一銅、臭化第一銅、硫酸第一銅、硝酸第一銅等が挙げられる。また、第二銅化合物としては、特に限定されないが、具体的には、塩化第二銅、臭化第二銅、硫酸第二銅、硝酸第二銅等が挙げられる。これらの中で好ましい化合物は、第一銅、第二銅化合物については、酸化第一銅、塩化第一銅、塩化第二銅、臭化第一銅、臭化第二銅である。また、これらの銅塩は、酸化銅、炭酸銅炭酸塩、及び水酸化銅等と、これらに対応するハロゲン又は酸とから、使用時に合成してもよい。例えば、酸化第一銅と臭化水素(の溶液)とを混合することにより、臭化第一銅が得られる。銅化合物として好ましいものは第一銅化合物である。これらの銅化合物は、1種単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Although it does not specifically limit as a copper compound used as a component of a catalyst, Specifically, a cuprous compound, a cupric compound, or mixtures thereof can be used. Although it does not specifically limit as a cuprous compound, Specifically, cuprous oxide, cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous sulfate, cuprous nitrate, etc. are mentioned. Moreover, it is although it does not specifically limit as a cupric compound, Specifically, cupric chloride, cupric bromide, cupric sulfate, cupric nitrate, etc. are mentioned. Among these, preferred compounds for cuprous and cupric compounds are cuprous oxide, cuprous chloride, cupric chloride, cuprous bromide, and cupric bromide. In addition, these copper salts may be synthesized at the time of use from copper oxide, copper carbonate carbonate, copper hydroxide, and the like, and the corresponding halogen or acid. For example, cuprous bromide is obtained by mixing cuprous oxide and hydrogen bromide (solution thereof). A preferable copper compound is a cuprous compound. These copper compounds may be used alone or in combination of two or more.
触媒の成分として用いる臭素化合物としては、特に限定されないが、具体的には、臭化水素、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。また、これらの臭素化合物は、水溶液や適当な溶媒を用いた溶液にした状態で使用してもよい。これらの臭素化合物は、1種単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Although it does not specifically limit as a bromine compound used as a component of a catalyst, Specifically, hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, etc. are mentioned. In addition, these bromine compounds may be used in the form of an aqueous solution or a solution using an appropriate solvent. These bromine compounds may be used alone or in combination of two or more.
上述した銅化合物と臭素化合物との好ましい組み合わせは、酸化第一銅と臭化水素との水溶液である。これらの化合物の使用量は、特に限定されないが、銅原子のモル量に対して臭素原子のモル量で2倍モル量以上10倍モル量以下が好ましい。また、フェノール性化合物100モルに対する銅原子の割合が0.02〜0.6モルであることが好ましい。 A preferable combination of the above-described copper compound and bromine compound is an aqueous solution of cuprous oxide and hydrogen bromide. Although the usage-amount of these compounds is not specifically limited, The molar amount of a bromine atom is 2 times molar amount or more and 10 times molar amount or less with respect to the molar amount of a copper atom. Moreover, it is preferable that the ratio of the copper atom with respect to 100 mol of phenolic compounds is 0.02-0.6 mol.
触媒の成分として用いるジアミン化合物としては、特に限定されないが、具体的には、下記式(3)で表されるジアミン化合物等が挙げられる。
[上記式(3)において、R1、R2、R3、R4は、それぞれ独立して、水素、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であり、全てが同時に水素ではなく、R5は、炭素数2〜5の、直鎖状若しくはメチル分岐を持つアルキレン基である。]
Although it does not specifically limit as a diamine compound used as a component of a catalyst, Specifically, the diamine compound etc. which are represented by following formula (3) are mentioned.
[In the above formula (3), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, all of which are simultaneously hydrogenated. R 5 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms and having a linear or methyl branch. ]
式(3)で表されるジアミン化合物の中でも、N,N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミンが好ましい。 Among the diamine compounds represented by the formula (3), N, N′-di-t-butylethylenediamine is preferable.
これらのジアミン化合物は、1種単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
ジアミン化合物の使用量は、特に限定されないが、通常使用される銅原子のモル量に対して0.5倍モル量以上とすることができ、上限は特に限定されない。
These diamine compounds may be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of a diamine compound is not specifically limited, It can be 0.5 times mole amount or more with respect to the mole amount of the copper atom normally used, and an upper limit is not specifically limited.
触媒の成分として用いる3級モノアミン化合物としては、特に限定されないが、脂環式3級アミンを含む脂肪族3級アミン等が挙げられる。3級モノアミン化合物としては、特に限定されないが、具体的には、トリメチルアミン、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、トリイソブチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、アリルジエチルアミン、N−ブチル−ジメチルアミン、ジエチルイソプロピルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
これらの3級モノアミンは、1種単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
3級モノアミン化合物の使用量は、特に限定されないが、フェノール性化合物100モルに対して0.1モル〜15モルであることが好ましい。
Although it does not specifically limit as a tertiary monoamine compound used as a component of a catalyst, The aliphatic tertiary amine containing an alicyclic tertiary amine, etc. are mentioned. The tertiary monoamine compound is not particularly limited. Specifically, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triisobutylamine, dimethylethylamine, dimethylpropylamine, allyl diethylamine, N-butyl-dimethylamine, diethyl Examples include isopropylamine, N-methylcyclohexylamine and the like.
These tertiary monoamines may be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of a tertiary monoamine compound is not specifically limited, It is preferable that they are 0.1 mol-15 mol with respect to 100 mol of phenolic compounds.
触媒の成分として用いる2級モノアミン化合物としては、特に限定されないが、具体的には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−i−プロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−i−ブチルアミン、ジ−t−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジベンジルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、シクロヘキシルアミン、N(置換又は非置換フェニル)アルカノールアミン、N−炭化水素置換アニリン等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a secondary monoamine compound used as a component of a catalyst, Specifically, a dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, di-i-propylamine, di-n-butylamine, di-i -Butylamine, di-t-butylamine, dipentylamine, dihexylamine, dioctylamine, didecylamine, dibenzylamine, methylethylamine, methylpropylamine, methylbutylamine, cyclohexylamine, N (substituted or unsubstituted phenyl) alkanolamine, N- And hydrocarbon-substituted anilines.
前記N(置換又は非置換フェニル)アルカノールアミンとしては、特に限定されないが、具体的には、N−フェニルメタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、N−フェニルプロパノールアミン、N−(m−メチルフェニル)エタノールアミン、N−(p−メチルフェニル)エタノールアミン、N−(2’,6’−ジメチルフェニル)エタノールアミン、N−(p−クロロフェニル)エタノールアミン等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said N (substituted or unsubstituted phenyl) alkanolamine, Specifically, N-phenylmethanolamine, N-phenylethanolamine, N-phenylpropanolamine, N- (m-methylphenyl) Examples include ethanolamine, N- (p-methylphenyl) ethanolamine, N- (2 ′, 6′-dimethylphenyl) ethanolamine, N- (p-chlorophenyl) ethanolamine and the like.
前記N−炭化水素置換アニリンとしては、特に限定されないが、具体的には、N−エチルアニリン、N−ブチルアニリン、N−メチル−2−メチルアニリン、N−メチル−2,6−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン等が挙げられる。 The N-hydrocarbon substituted aniline is not particularly limited, and specifically includes N-ethylaniline, N-butylaniline, N-methyl-2-methylaniline, N-methyl-2,6-dimethylaniline, Examples include diphenylamine.
これらの2級モノアミン化合物は、1種単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
2級モノアミン化合物の使用量は特に限定されないが、一般的にフェノール性化合物100モルに対し0.05モル〜15モルの範囲である。
These secondary monoamine compounds may be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of a secondary monoamine compound is not specifically limited, Generally it is the range of 0.05 mol-15 mol with respect to 100 mol of phenolic compounds.
<その他の材料>
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法において、重合溶液(及び予備重合溶液)が含みうるその他の材料としては、以下に限定されないが、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩化合物、ポリエチレングリコール基含有アルキルアミン、及びポリエチレングリコール基含有アルキルアンモニウム塩化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
上記その他の材料の含有量としては、重合反応の効率の向上を図る観点から、重合溶液(又は予備重合溶液)100質量%に対して0.1質量%を超えない範囲で含有されることが好ましい。
<Other materials>
In the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment, other materials that can be included in the polymerization solution (and the prepolymerization solution) are not limited to the following, but include, for example, a tetraalkylammonium salt compound, a polyethylene glycol group-containing alkylamine, and Examples include at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol group-containing alkyl ammonium salt compounds.
From the viewpoint of improving the efficiency of the polymerization reaction, the content of the other materials may be contained in a range not exceeding 0.1% by mass with respect to 100% by mass of the polymerization solution (or prepolymerization solution). preferable.
その他の材料の具体例としては、下記式(4)、(5)、又は(6)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of other materials include compounds represented by the following formula (4), (5), or (6).
[上記式(4)において、R1、R2、R3、R4は、それぞれ独立して、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基であり、Xは、対となる陰イオンである。]
[In the above formula (4), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; Ion. ]
[上記式(5)において、R5は、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基を表し、R6は、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基、−(CH2CH2O)n−H[nは1〜40の整数]で表される基を表し、R7は、−(CH2CH2O)n−H[nは1〜40の整数]で表す。]
[In the above formula (5), R 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; R 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; CH 2 CH 2 O) n —H [n is an integer of 1 to 40], R 7 is — (CH 2 CH 2 O) n —H [n is an integer of 1 to 40]. Represented by ]
[上記式(6)において、R8、R9は、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基を表し、R10は、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状アルキル基、−(CH2CH2O)n−H[nは1〜40の整数]で表される基を表し、R11は、−(CH2CH2O)n−H[nは1〜40の整数]で表される基を表し、Xは、対となる陰イオンである。]
[In the above formula (6), R 8 and R 9 represent a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and R 10 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. , — (CH 2 CH 2 O) n —H [n is an integer of 1 to 40], R 11 represents — (CH 2 CH 2 O) n —H [n is 1 to 40; An integer of X], and X is a paired anion. ]
上記式(4)及び(6)において、Xは、好ましくは、Cl-及びBr-からなる群より選ばれる陰イオンである。 In the above formula (4) and (6), X is preferably, Cl - is an anion selected from the group consisting of - and Br.
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法においては、上記その他の材料としては、より具体的には、Aliquat336(ヘンケル社製)やCapriquat(株式会社同仁化学研究所製)の商品名で知られるトリオクチルメチルアンモニウムクロライドが好ましく用いられる。 In the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment, as the other materials, more specifically, trioctyl known under the trade names of Aliquat 336 (manufactured by Henkel) and Capriquat (manufactured by Dojindo Laboratories). Methyl ammonium chloride is preferably used.
((重合工程))
重合工程の重合溶液の調整は、予め準備したポリフェニレンエーテル、フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒の成分を、それぞれ単独で反応器に導入してもよく、また、予め準備したポリフェニレンエーテル、フェノール性化合物、触媒を各々予め、芳香族溶媒に溶解した後、反応器に導入してもよいが、まず、予め芳香族溶媒の一部に溶解した触媒を反応器に導入し、続いて、残りの芳香族溶媒に溶解したフェノール性化合物を反応器に導入するのが好ましい。
((Polymerization process))
Preparation of the polymerization solution in the polymerization step may be carried out by introducing polyphenylene ether, phenolic compound, aromatic solvent and catalyst components prepared in advance into the reactor, respectively, or preparing polyphenylene ether and phenolic in advance. The compound and the catalyst may be previously dissolved in an aromatic solvent and then introduced into the reactor. First, a catalyst previously dissolved in a part of the aromatic solvent is introduced into the reactor, and then the remaining It is preferred to introduce a phenolic compound dissolved in an aromatic solvent into the reactor.
ポリフェニレンエーテルの酸化重合における重合溶液の温度は、反応の進行と触媒の活性との観点から、0〜80℃に調整することが好ましく、10〜60℃に調整することがより好ましく、20〜50℃に調整することがさらに好ましい。重合工程の前半では温度を低めに、重合工程の後半では温度を高めに設定することが好ましい。これにより、重合反応の進行がより促進される傾向にある。 The temperature of the polymerization solution in the oxidative polymerization of polyphenylene ether is preferably adjusted to 0 to 80 ° C, more preferably 10 to 60 ° C, from the viewpoint of the progress of the reaction and the activity of the catalyst. More preferably, the temperature is adjusted to ° C. It is preferable to set the temperature lower in the first half of the polymerization process and higher in the second half of the polymerization process. Thereby, the progress of the polymerization reaction tends to be further promoted.
重合工程の重合溶液は、フェノール性化合物と芳香族溶媒との合計を100質量部として、フェノール性化合物10〜25質量部、芳香族溶媒75〜90質量部、及び触媒0.1〜10質量部の配合割合で調製することが好ましい。
このような配合割合とすることにより、ポリフェニレンエーテルの重合反応を安定的に制御することができる傾向にある。なお、重合溶液における、フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒の量は、フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒の反応器への導入が完了した時点の質量に基づくものとする。
The polymerization solution in the polymerization step is 10 to 25 parts by mass of the phenolic compound, 75 to 90 parts by mass of the aromatic solvent, and 0.1 to 10 parts by mass of the catalyst, with the total of the phenolic compound and the aromatic solvent being 100 parts by mass. It is preferable to prepare at a blending ratio of
By setting it as such a mixture ratio, it exists in the tendency which can control the polymerization reaction of polyphenylene ether stably. The amounts of the phenolic compound, aromatic solvent, and catalyst in the polymerization solution are based on the mass when the introduction of the phenolic compound, aromatic solvent, and catalyst into the reactor is completed.
本実施形態においては、フェノール性化合物と芳香族溶媒との合計を100質量部として、フェノール性化合物12〜23質量部、芳香族溶媒77〜88質量部、及び触媒0.5〜9質量部を含む重合溶液を用いることがより好ましく、フェノール性化合物と芳香族溶媒との合計を100質量部として、フェノール性化合物13〜21質量部、芳香族溶媒79〜87質量部、及び触媒0.8〜8質量部を含む重合溶液を用いることさらに好ましい。上記好ましい配合割合とすることにより、ポリフェニレンエーテルの重合反応を安定的に制御することができる傾向にある。 In this embodiment, the total of the phenolic compound and the aromatic solvent is 100 parts by mass, and 12 to 23 parts by mass of the phenolic compound, 77 to 88 parts by mass of the aromatic solvent, and 0.5 to 9 parts by mass of the catalyst. It is more preferable to use a polymerization solution containing the phenolic compound and the aromatic solvent as a total of 100 parts by mass, 13 to 21 parts by mass of the phenolic compound, 79 to 87 parts by mass of the aromatic solvent, and 0.8 to 0.8 to the catalyst. It is more preferable to use a polymerization solution containing 8 parts by mass. By setting it as the said preferable mixture ratio, it exists in the tendency which can control the polymerization reaction of polyphenylene ether stably.
重合工程における反応器気相部の絶対圧力は、0.098MPa以上であり、0.392MPa以下である。反応容器気相部の絶対圧力が0.392MPaを超える場合は過大な設備を必要とすることになるので好ましくない。0.098MPaに満たない場合は大気圧より負圧の領域になり、真空に対応した設備を必要とすることになるので好ましくない。 The absolute pressure in the gas phase part of the reactor in the polymerization step is 0.098 MPa or more and 0.392 MPa or less. When the absolute pressure in the gas phase part of the reaction vessel exceeds 0.392 MPa, an excessive facility is required, which is not preferable. When the pressure is less than 0.098 MPa, it is not preferable because it is in a negative pressure region from the atmospheric pressure and equipment corresponding to vacuum is required.
(((酸素含有ガスの通気)))
酸素含有ガスの通気の開始時期は、特に限定されないが、重合溶液の調整において、予め準備したポリフェニレンエーテル、フェノール性化合物、芳香族溶媒、触媒のいずれかを反応器へ導入した後に、酸素含有ガスの通気を開始することが好ましい。
(((Oxygen-containing gas ventilation))))
The start timing of the ventilation of the oxygen-containing gas is not particularly limited, but in the preparation of the polymerization solution, after introducing any of the prepared polyphenylene ether, phenolic compound, aromatic solvent, or catalyst into the reactor, the oxygen-containing gas It is preferable to start aeration.
酸素含有ガスとしては、特に限定されないが、具体的には、酸素と任意の不活性ガスを混合したもの、空気、空気と任意の不活性ガスとを混合したものを用いることができる。不活性ガスとしては、特に限定されないが、具体的には、重合反応に対する影響が大きくない限り、任意のものが使用できる。代表的な不活性ガスは、窒素である。 Although it does not specifically limit as oxygen-containing gas, Specifically, what mixed oxygen and arbitrary inert gas, what mixed air and air, and arbitrary inert gas can be used. Although it does not specifically limit as an inert gas, Specifically, unless the influence with respect to a polymerization reaction is large, arbitrary things can be used. A typical inert gas is nitrogen.
酸素含有ガスの酸素濃度は、特に限定されないが、具体的には、酸素含有ガス100容量%に対して、5〜25容量%であることが好ましく、特に、窒素含有ガスと空気とを含む場合には、酸素濃度が6〜20容量%であることがより好ましく、酸素濃度が8〜12容量%あることがさらに好ましい。このような好ましい酸素濃度であれば、徐熱や重合速度等がより安定する傾向になる。 The oxygen concentration of the oxygen-containing gas is not particularly limited. Specifically, it is preferably 5 to 25% by volume with respect to 100% by volume of the oxygen-containing gas, and particularly includes a nitrogen-containing gas and air. The oxygen concentration is more preferably 6 to 20% by volume, and still more preferably 8 to 12% by volume. With such a preferable oxygen concentration, the gradual heating, the polymerization rate and the like tend to be more stable.
また、通気後の酸素含有ガス中の酸素濃度(未反応の酸素の濃度)が11.6%を超える場合には、使用溶媒の爆発を防止する観点から、反応器気相部に窒素等の不活性ガスを導入して、酸素濃度を11.6%以下にコントロールすることが好ましい。 Further, when the oxygen concentration (the concentration of unreacted oxygen) in the oxygen-containing gas after venting exceeds 11.6%, nitrogen or the like is added to the reactor gas phase portion from the viewpoint of preventing explosion of the solvent used. It is preferable to introduce an inert gas and control the oxygen concentration to 11.6% or less.
酸素含有ガスの通気量は、特に限定されないが、重合反応に供するフェノール性化合物1kgに対して、0.5〜15NL/minであることが好ましく、3〜14NL/minであることがより好ましく、6〜13NL/minであることがさらに好ましい。0.5NL/min以上とすることにより、目的とするポリフェニレンエーテルが早期に所望の分子量に達し、生産性が向上する傾向にある。一方、15NL/min以下とすることにより、設備の過大化や排ガス量の増大という問題を回避でき、経済性に優れる傾向にある。 The air flow rate of the oxygen-containing gas is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 15 NL / min, more preferably 3 to 14 NL / min with respect to 1 kg of the phenolic compound to be subjected to the polymerization reaction, More preferably, it is 6-13 NL / min. By setting it as 0.5 NL / min or more, the target polyphenylene ether reaches a desired molecular weight at an early stage, and the productivity tends to be improved. On the other hand, by setting it to 15 NL / min or less, the problems of excessive equipment and an increase in the amount of exhaust gas can be avoided, and the economy tends to be excellent.
反応器気相部の絶対圧力は、酸化重合に用いる反応器の許容範囲内であれば、特に限定されないが、具体的には、発泡抑制の効果を得る観点から、0.294MPa以上とすることが好ましく、酸化重合設備の過大化を防ぐ観点から、0.392MPa以下にすることが好ましい。 The absolute pressure in the gas phase part of the reactor is not particularly limited as long as it is within the allowable range of the reactor used for the oxidative polymerization, but specifically, it should be 0.294 MPa or more from the viewpoint of obtaining the effect of suppressing foaming. From the viewpoint of preventing excessive oxidation polymerization equipment, it is preferably 0.392 MPa or less.
フェノール性化合物の酸化重合に際しては、反応の進行に従って、反応溶液に泡が生じる。酸化重合を継続し重合溶液中のフェノール性化合物が消費されると発泡が収まることから、酸化重合の初期に重合溶液が発泡するのは、フェノール性化合物が重合溶液中に多く存在することと関係があるものと推察される。
酸化重合反応の前半(前期)においては、反応の進行とともに泡の高さが増加した後に急激に減少し、酸化重合反応の後半(後期)では泡は消失する。ここで、酸化重合反応の前半(前記)から酸化重合反応の後半(後期)に移るタイミングは、泡の高さが減少に転じる時点に定めてよく、完全に消泡した時点の前後10分間とすることが好ましい。なお、実際には、泡の高さが減少し始めてから約10分間で泡は完全に消泡する。
During the oxidative polymerization of the phenolic compound, bubbles are generated in the reaction solution as the reaction proceeds. When the oxidative polymerization is continued and the phenolic compound in the polymerization solution is consumed, foaming stops, so that the polymerization solution foams at the beginning of the oxidative polymerization is related to the presence of a large amount of phenolic compound in the polymerization solution. It is assumed that there is.
In the first half of the oxidative polymerization reaction (first half), the bubble height increases with the progress of the reaction and then decreases rapidly. In the second half (late stage) of the oxidative polymerization reaction, the foam disappears. Here, the timing of shifting from the first half of the oxidative polymerization reaction (above) to the second half of the oxidative polymerization reaction (late stage) may be determined at the time when the foam height starts to decrease, It is preferable to do. In practice, the bubbles disappear completely in about 10 minutes after the height of the bubbles starts to decrease.
前述の通り、一般的なポリフェニレンエーテル重合工程における酸化重合の初期には、発泡層が発生する場合がある。なお、発泡層の発生については発泡量で評価することができ、当該発泡量は後述する実施例に記載の方法により測定することができる。 As described above, a foamed layer may be generated at the initial stage of oxidative polymerization in a general polyphenylene ether polymerization process. In addition, about generation | occurrence | production of a foaming layer, it can evaluate by foaming amount and the said foaming amount can be measured by the method as described in the Example mentioned later.
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法においては、予め準備したポリフェニレンエーテルを、重合工程における酸化重合前のフェノール性化合物に添加することによって、重合溶液の発泡を抑制することができる。 In the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment, foaming of the polymerization solution can be suppressed by adding a previously prepared polyphenylene ether to the phenolic compound before oxidative polymerization in the polymerization step.
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法においては、重合工程の前期に発生する発泡層の発生を抑制できるため、従来技術において重合溶液の発泡層部分のために余分に設計していた反応器の容量を活用することができる。 In the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment, since the generation of the foamed layer generated in the first stage of the polymerization process can be suppressed, the capacity of the reactor that is extra designed for the foamed layer portion of the polymerization solution in the prior art. Can be utilized.
本実施形態において、予め準備したポリフェニレンエーテルの量の、重合溶液に添加されるフェノール性化合物の量に対する割合は、本実施形態における所望の効果を確保できる限り特に限定されないが、重合活性の向上、及び反応時間(重合時間)の短縮を可能とする観点から、10質量%以上であることが好ましく、より好ましくは15質量%以上であり、ポリフェニレンエーテルの生産性を考慮するという観点から、30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは25%以下であり、さらに好ましくは20%以下である。
なお、反応時間(重合時間)については、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
In the present embodiment, the ratio of the amount of polyphenylene ether prepared in advance to the amount of the phenolic compound added to the polymerization solution is not particularly limited as long as the desired effect in the present embodiment can be ensured, but the polymerization activity is improved. And from the viewpoint of enabling shortening of the reaction time (polymerization time), it is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and 30% by mass from the viewpoint of considering the productivity of polyphenylene ether. % Or less, more preferably 25% or less, and still more preferably 20% or less.
In addition, about reaction time (polymerization time), it can measure by the method as described in the Example mentioned later.
一方、本実施形態では、ポリフェニレンエーテルの生産性を考慮するという観点から、重合工程の重合溶液におけるフェノール性化合物の割合は、25質量%以下であることが好ましく、より好ましくは22%以下であり、さらに好ましくは20%以下である。 On the other hand, in this embodiment, from the viewpoint of considering the productivity of polyphenylene ether, the proportion of the phenolic compound in the polymerization solution in the polymerization step is preferably 25% by mass or less, more preferably 22% or less. More preferably, it is 20% or less.
(((酸化重合停止)))
上述のように重合工程を行った後、目的とする重合度に達した時点で重合反応を停止する。
重合反応の停止方法は、特に限定されず、従来公知の方法を適用できる。通常の停止方法としては、塩酸や酢酸等の酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)及びその塩、ニトリロトリ酢酸及びその塩等を触媒失活剤として反応液に加えることで、触媒を失活させる方法が挙げられる。
重合停止の後、生成したポリフェニレンエーテルを分離して、メタノール等のポリフェニレンエーテルを溶解しない溶媒で洗浄し、乾燥して、ポリフェニレンエーテルを回収する。
(((Oxidative polymerization stop)))
After performing the polymerization step as described above, the polymerization reaction is stopped when the target degree of polymerization is reached.
The method for stopping the polymerization reaction is not particularly limited, and a conventionally known method can be applied. As a normal stopping method, there is a method of deactivating the catalyst by adding an acid such as hydrochloric acid or acetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and its salt, nitrilotriacetic acid and its salt to the reaction solution as a catalyst deactivator. Can be mentioned.
After termination of the polymerization, the produced polyphenylene ether is separated, washed with a solvent that does not dissolve the polyphenylene ether such as methanol, and dried to recover the polyphenylene ether.
ここで、本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法の重合工程において用いられる予め準備したポリフェニレンエーテルとしては、特に限定されることなく、前述の本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法の重合工程において得られるポリフェニレンエーテルと同様のものとしてよい。 Here, the polyphenylene ether prepared in advance in the polymerization step of the polyphenylene ether production method of the present embodiment is not particularly limited, and can be obtained in the polymerization step of the polyphenylene ether production method of the present embodiment described above. The same as polyphenylene ether may be used.
またここで、本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法の重合工程において用いられる予め準備したポリフェニレンエーテルは、製造効率及び製造コストの観点から、予め準備したポリフェニレンエーテルを用いない点以外は、前述の重合工程と同様とした予備重合工程により準備したポリフェニレンエーテルとすることが好ましい。
この場合、本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法は、前述の重合工程の前に、フェノール性化合物と芳香族溶媒と触媒とを含む予備重合溶液に、酸素含有ガスを通気して、前記フェノール性化合物を酸化重合させる、予備重合工程(後述)を更に含む。
Also, here, the previously prepared polyphenylene ether used in the polymerization step of the polyphenylene ether production method of the present embodiment is the above-described polymerization except that the prepared polyphenylene ether is not used from the viewpoint of production efficiency and production cost. It is preferable to use polyphenylene ether prepared by a prepolymerization step similar to the step.
In this case, the polyphenylene ether production method of the present embodiment is obtained by venting an oxygen-containing gas through a prepolymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent, and a catalyst before the above-described polymerization step. It further includes a prepolymerization step (described later) for subjecting the compound to oxidative polymerization.
((予備重合工程))
予備重合工程は、予め準備したポリフェニレンエーテルを用いない点以外は、前述の重合工程と同様としてよく、前述の重合工程における、重合溶液の調整、酸素含有ガスの通気、酸化重合停止等は、重合工程におけるそれらと同様としてよい。
((Preliminary polymerization process))
The pre-polymerization step may be the same as the above-described polymerization step except that the pre-prepared polyphenylene ether is not used. In the above-described polymerization step, adjustment of the polymerization solution, ventilation of oxygen-containing gas, oxidative polymerization stop, etc. It may be the same as those in the process.
本実施形態においては、予備重合工程から重合工程に移るときには、反応器内の予備重合工程における予備重合溶液を有機相と水相とを用いて分液することで得られる有機相の少なくとも一部を連続使用して、予備重合工程のフェノール性化合物及び芳香族溶媒を重合工程で再利用(リサイクル)することが肝要である。
この分液操作により、予備重合溶液中に含まれ得る触媒失活剤及び水を、水相中に溶解させて除去しつつ、予備重合工程で生成したポリフェニレンエーテル、未反応のフェノール性化合物、芳香族溶媒等を有機相中に留めることができる。
In this embodiment, when shifting from the prepolymerization step to the polymerization step, at least a part of the organic phase obtained by separating the prepolymerized solution in the prepolymerization step in the reactor using the organic phase and the aqueous phase. It is important to continuously use (recycle) the phenolic compound and aromatic solvent in the prepolymerization step in the polymerization step.
By this liquid separation operation, the catalyst deactivator and water that can be contained in the prepolymerization solution are dissolved and removed in the aqueous phase, while the polyphenylene ether, unreacted phenolic compound, and fragrance produced in the prepolymerization step are removed. Group solvents and the like can be retained in the organic phase.
酸化重合後の予備重合溶液を連続使用するための上記分液操作は、予備重合溶液が有機溶媒と水とを含み、重合反応の停止後に有機相と水相とを形成する場合には、そのまま行ってよく、さもなければ、適宜有機溶媒や水を加えながら行ってよい。
そして、この分液操作により得た有機相を含む重合溶液の調製は、特に限定されないが、工業的な実施し易さの観点から、予備重合溶液の有機相を予備重合工程の反応器から一度取り出して別の重合工程の反応器に移した後、この重合工程の反応器において行うことが好ましい。また、重合溶液の調製は、予備重合工程の反応器において行ってもよく、この場合、予備重合工程の反応器において、触媒失活剤及び水を含み得る水相を除去して、リフェニレンエーテル、未反応のフェノール性化合物、芳香族溶媒等を含む有機相の一部を残すことが肝要となる。
The above liquid separation operation for continuously using the prepolymerized solution after the oxidative polymerization is performed when the prepolymerized solution contains an organic solvent and water and forms an organic phase and an aqueous phase after the polymerization reaction is stopped. Otherwise, it may be performed while appropriately adding an organic solvent or water.
The preparation of the polymerization solution containing the organic phase obtained by this liquid separation operation is not particularly limited, but from the viewpoint of easy industrial implementation, the organic phase of the prepolymerization solution is once removed from the reactor in the prepolymerization step. After taking out and transferring to the reactor of another polymerization process, it is preferable to carry out in the reactor of this polymerization process. The polymerization solution may be prepared in a reactor for the prepolymerization step. In this case, in the reactor for the prepolymerization step, the aqueous phase that may contain the catalyst deactivator and water is removed, and the rephenylene ether is removed. It is important to leave a part of the organic phase containing unreacted phenolic compound, aromatic solvent and the like.
前述の通り、一般的なポリフェニレンエーテル重合工程における酸化重合の初期には、発泡層が発生する場合があるところ、本発明の好適な実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法においては、予備重合工程における重合溶液を有機相と水相とを用いて分液することで得られる有機相の少なくとも一部を重合工程で連続使用して、重合前記の発泡領域を経由せずに、酸化重合を継続して行う。これにより、重合工程において、反応器の単位体積当たりの生産効率の向上を図ることができる。 As described above, a foamed layer may be generated at the initial stage of oxidative polymerization in a general polyphenylene ether polymerization step. In the method for producing a polyphenylene ether of a preferred embodiment of the present invention, polymerization in a prepolymerization step is performed. At least a part of the organic phase obtained by separating the solution using an organic phase and an aqueous phase is continuously used in the polymerization step, and polymerization is continued without going through the foaming region. Do. Thereby, in the polymerization process, the production efficiency per unit volume of the reactor can be improved.
このように、予備重合工程で生成したポリフェニレンエーテル、未反応のフェノール性化合物、芳香族溶媒等を、重合工程における酸化重合前のフェノール性化合物に添加することによって、重合溶液の発泡を抑制することができる。
また、予備重合工程における重合溶液を有機相と水相とを用いて分液することで得られる有機相の少なくとも一部を使用することによって、重合工程の重合活性が予備重合工程よりも向上する。この製造方法により、重合前期の発泡を抑制することで反応器の容量を十分に活用することが可能となる。
In this way, the foaming of the polymerization solution is suppressed by adding polyphenylene ether, unreacted phenolic compound, aromatic solvent, etc. generated in the preliminary polymerization step to the phenolic compound before oxidative polymerization in the polymerization step. Can do.
Further, by using at least a part of the organic phase obtained by separating the polymerization solution in the prepolymerization step using an organic phase and an aqueous phase, the polymerization activity of the polymerization step is improved as compared with the prepolymerization step. . This production method makes it possible to fully utilize the capacity of the reactor by suppressing foaming in the first polymerization period.
本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法における好ましい形態としては、フェノール性化合物として2,6−ジメチルフェノールを使用し、触媒成分が銅化合物として酸化第一銅、臭素化合物として臭化水素(水溶液で使用)、ジアミン化合物としてN,N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミン、2級モノアミン化合物としてN,N−ジ−n−ブチルアミン、3級モノアミンとしてN,N−ジメチル−n−ブチルアミンの5成分を併用した形態が挙げられるが、本実施形態のポリフェニレンエーテルの製造方法は、この形態に限定されるものではない。 As a preferable form in the method for producing polyphenylene ether of the present embodiment, 2,6-dimethylphenol is used as a phenolic compound, cuprous oxide as a copper compound, hydrogen bromide as a bromine compound (used in an aqueous solution) ), N, N'-di-t-butylethylenediamine as diamine compound, N, N-di-n-butylamine as secondary monoamine compound, N, N-dimethyl-n-butylamine as tertiary monoamine However, the method for producing the polyphenylene ether of the present embodiment is not limited to this form.
以上の通り、本実施形態では、重合溶液中に重合反応に影響を与える消泡剤を存在させる必要がなく、これにより重合反応の活性を低下させることなく、重合溶液の発泡を抑制しながらポリフェニレンエーテルを製造することができる。 As described above, in the present embodiment, it is not necessary to have an antifoaming agent that affects the polymerization reaction in the polymerization solution, thereby reducing the activity of the polymerization reaction without reducing the polymerization reaction and polyphenylene. Ethers can be produced.
以下、本実施形態について、具体的な実施例と、これとの比較例を挙げて具体的に説明するが、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例に適用した、物性及び特性等の測定方法を下記に示す。 Hereinafter, the present embodiment will be specifically described with reference to specific examples and comparative examples thereof. However, the present embodiment is not limited to the following examples. Measuring methods for physical properties and characteristics, etc. applied to the examples and comparative examples are shown below.
(1)還元粘度(ηsp/c)の計測
ポリフェニレンエーテルの0.5g/dLのクロロホルム溶液を調整し、ウベローデ粘度管を用いて30℃における還元粘度(ηsp/c)(dL/g)を求めた。
(1) Measurement of reduced viscosity (ηsp / c) A 0.5 g / dL chloroform solution of polyphenylene ether was prepared, and the reduced viscosity (ηsp / c) (dL / g) at 30 ° C. was obtained using an Ubbelohde viscometer. It was.
(2)液面の高さの計測
反応器の側面にスケールを貼り、反応器の下部(0点とする)から液面と反応器の側面との接触部分(液相と泡との界面)までの距離(cm)を、反応溶液の液面の高さとして、測定した。すなわち、各例において、重合溶媒を反応容器へ導入した直後から一定の撹拌速度:500rpmで撹拌を開始し、酸化重合の開始から10分毎に上記距離の測定を行うことによって、重合溶液を撹拌する場合の撹拌状態における液面の高さを測定し、重合反応期間における最大値を各例の液面の高さ(cm)とした。
(2) Measurement of liquid level A scale is attached to the side of the reactor, and the contact between the liquid level and the side of the reactor from the bottom of the reactor (assuming zero point) (interface between liquid phase and foam) (Cm) was measured as the liquid level of the reaction solution. That is, in each example, the polymerization solution was stirred by starting the stirring at a constant stirring speed: 500 rpm immediately after the polymerization solvent was introduced into the reaction vessel, and measuring the distance every 10 minutes from the start of the oxidative polymerization. The height of the liquid level in the stirring state was measured, and the maximum value during the polymerization reaction period was defined as the height (cm) of the liquid level in each example.
(3)発泡量の計測
上記「液面の高さの計測」における条件と同様の条件下で、前述の液相と泡との界面から、液面上にある発泡層の上面と反応器の側面との接触部分までの距離(cm)を、発泡量を示す値として、計測した。各例において、重合反応期間における最大値を各例の発泡量を示す値(cm)とした。
(3) Measurement of foaming amount Under the same conditions as in the above-mentioned “Measurement of liquid level height”, the upper surface of the foamed layer on the liquid level and the reactor The distance (cm) to the contact portion with the side surface was measured as a value indicating the amount of foaming. In each example, the maximum value in the polymerization reaction period was set to a value (cm) indicating the foaming amount of each example.
(4)発泡終了時間の計測
重合溶液において発泡が終了したときを目視にて判定し、酸化重合開始から発泡終了までの時間を発泡終了時間(min)として計測した。
(4) Measurement of foaming end time The time when foaming was completed in the polymerization solution was visually determined, and the time from the start of oxidative polymerization to the end of foaming was measured as the foaming end time (min).
(5)液粘度の計測及び重合時間の計測
振動式液粘度計(SEKONIC社製、VISCOMATE VM−100A)を用いて、後述の通りサンプリングされた各例の重合溶液の温度を40℃に調整して、溶液の液粘度(cP)を求めた。上記重合溶液に対して酸素含有ガスの通気を開始した時点を酸化重合の開始時点とし、また、上記液粘度の値が250cPとなった時点を酸化重合の停止時点として、酸化重合開始から酸化重合停止までの重合時間(min)を計測した。
(5) Measurement of liquid viscosity and measurement of polymerization time Using a vibrating liquid viscometer (manufactured by SEKONIC, VISCOMATE VM-100A), the temperature of the polymerization solution of each example sampled as described later was adjusted to 40 ° C. Then, the liquid viscosity (cP) of the solution was determined. Oxidation polymerization is started from the start of oxidative polymerization, with the time when the oxygen-containing gas starts to flow through the polymerization solution as the start time of oxidative polymerization and the time when the liquid viscosity reaches 250 cP. The polymerization time (min) until stopping was measured.
〔実施例1〕
反応器として、反応液を入れる高さの上限が50cm、内径が16cmの円筒型の反応器であって、反応器の底部に酸素含有ガス導入のためのスパージャー、撹拌タービン翼、サンプリング用の排出バルブを設け、反応器の側部にバッフル、温度調整装置を設け、反応器の上部に、重合溶液の導入口、ベントガスラインに凝縮液分離のためのデカンターを付属した還流冷却器を設けた、15リットルのジャケット付きSUS製の反応器を用いた。デカンターのベントガス排出口には、圧力調整弁と圧力測定器を設置した。
分液操作のための液−液分離器として、重合溶液を入れる高さの上限が50cm、内径16cm円筒型の液−液分離器であって、分離器の底部に撹拌タービン翼、サンプリング用の排出バルブを設け、分離器の側部にバッフル、温度調整装置を設け、分離器の上部に、重合溶液の導入口、ベントガスラインに凝縮液分離のためのデカンターを付属した還流冷却器を設けた、15リットルのジャケット付きSUS製の液−液分離器を用いた。
[Example 1]
The reactor is a cylindrical reactor with a maximum height of 50 cm and an inner diameter of 16 cm into which the reaction solution is put, and a sparger for introducing an oxygen-containing gas at the bottom of the reactor, a stirring turbine blade, and sampling A discharge valve was installed, a baffle and a temperature control device were installed on the side of the reactor, a polymerization solution inlet was installed at the top of the reactor, and a reflux condenser with a decanter for condensate separation was installed in the vent gas line. A 15-liter jacketed SUS reactor was used. At the vent gas outlet of the decanter, a pressure regulating valve and a pressure measuring device were installed.
As a liquid-liquid separator for a liquid separation operation, a cylindrical liquid-liquid separator with a maximum height of 50 cm and an inner diameter of 16 cm for containing a polymerization solution, a stirring turbine blade at the bottom of the separator, for sampling A discharge valve was provided, a baffle and temperature control device were provided on the side of the separator, a reflux condenser with a polymerization solution inlet and a decanter for condensate separation was provided at the top of the separator and a vent gas line. A 15-liter jacketed SUS liquid-liquid separator was used.
(予備重合工程)
2,6−ジメチルフェノール1.08kg、トルエン4.84kg、及び触媒(2.5gの酸化第一銅、15.2gの47%臭化水素水溶液、6.1gのN,N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミン、41.2gのN−ブチル−ジメチルアミン、11.4gのジ−n−ブチルアミン)76.4g、で構成される重合溶液を調製し、これを上記反応器に導入し、重合溶液の温度を40℃、反応器気相部の絶対圧力を0.301MPaに調整した。その後、通気用酸素含有ガスとして、絶対圧力が0.301MPaであり、酸素濃度が9容量%である酸素含有ガスを、スパージャーより通気して、2,6−ジメチルフェノールの酸化重合を開始した(この酸素含有ガスの酸素分圧は、0.301(MPa)×0.09=0.02709(MPa)であった)。
重合反応中、上記(2)方法に従って液面の高さを、上記(3)方法に従って発泡量を計測した。上記酸化重合の開始以降、泡の発生が観測されたが、酸化重合開始から90分後に完全に消泡したものと認められた。また、上記(4)方法に従って発泡終了時間を計測した。さらに、酸化重合60分経過時点から5分毎に少量ずつサンプリングを実施し、上記(5)の方法に従って液粘度を計測し、重合時間を計測した。
酸化重合開始から151分後に、エチレンジアミン四酢酸4ナトリウム塩(同仁化学研究所製)の10%水溶液0.60kgを添加することで酸化重合を停止し、重合溶液を70℃で150分間撹拌した。その後、重合溶液全量を反応器より抜き出し、液−液分離器に導入した。その後、溶液を60分間静置し、液−液分離により有機相と水相とに分離した。
(Preliminary polymerization process)
2,6-dimethylphenol 1.08 kg, toluene 4.84 kg, and catalyst (2.5 g cuprous oxide, 15.2 g 47% aqueous hydrogen bromide, 6.1 g N, N′-di-t -Butylethylenediamine, 41.2 g N-butyl-dimethylamine, 11.4 g di-n-butylamine) 76.4 g, and the polymerization solution was introduced into the reactor. Was adjusted to 40 ° C., and the absolute pressure in the gas phase of the reactor was adjusted to 0.301 MPa. Thereafter, an oxygen-containing gas having an absolute pressure of 0.301 MPa and an oxygen concentration of 9% by volume was vented from a sparger as an aeration oxygen-containing gas, and oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol was started. (The oxygen partial pressure of this oxygen-containing gas was 0.301 (MPa) × 0.09 = 0.02709 (MPa)).
During the polymerization reaction, the height of the liquid surface was measured according to the method (2), and the amount of foaming was measured according to the method (3). Generation of bubbles was observed after the start of the oxidative polymerization, but it was recognized that the bubbles were completely eliminated 90 minutes after the start of the oxidative polymerization. Further, the foaming end time was measured according to the above method (4). Furthermore, sampling was carried out in small portions every 5 minutes from the time when 60 minutes of oxidative polymerization passed, the liquid viscosity was measured according to the method of (5) above, and the polymerization time was measured.
151 minutes after the start of oxidative polymerization, oxidative polymerization was stopped by adding 0.60 kg of 10% aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt (produced by Dojindo Laboratories), and the polymerization solution was stirred at 70 ° C. for 150 minutes. Thereafter, the entire polymerization solution was extracted from the reactor and introduced into a liquid-liquid separator. Thereafter, the solution was allowed to stand for 60 minutes, and separated into an organic phase and an aqueous phase by liquid-liquid separation.
(重合工程)
予備重合工程で得られた有機相1.20kg(20質量%)、2,6−ジメチルフェノール1.08kg、トルエン4.84kg、及び触媒(2.5gの酸化第一銅、15.2gの47%臭化水素水溶液、6.1gのN,N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミン、41.2gのN−ブチル−ジメチルアミン、11.4gのジ−n−ブチルアミン)76.4g、で構成される重合溶液を調製し、これを上記反応器に導入し、重合溶液の温度を40℃、反応器気相部の絶対圧力を0.301MPaに調整した。その後、通気用酸素含有ガスとして、絶対圧力が0.301MPaであり、酸素濃度が9容量%である酸素含有ガスを、スパージャーより通気して、2,6−ジメチルフェノールの酸化重合を開始した(この酸素含有ガスの酸素分圧は、0.301(MPa)×0.09=0.02709(MPa)であった)。
重合反応中、上記(2)の方法に従って液面の高さを、上記(3)の方法に従って発泡量を計測した。上記酸化重合の開始以降、泡の発生が観測されたが、酸化重合開始から90分後に完全に消泡したものと認められた。また、上記(4)の方法に従って発泡終了時間を計測した。さらに、酸化重合60分経過時点から5分毎に少量ずつサンプリングを実施し、上記(5)の方法に従って液粘度を計測し、重合時間を計測した。
酸化重合開始から146分後に、エチレンジアミン四酢酸4ナトリウム塩(同仁化学研究所製)の10%水溶液0.60kgを添加することで酸化重合を停止し、重合溶液を70℃で150分間撹拌した。その後、重合溶液全量を反応器より抜き出し、液−液分離器に導入した。その後、溶液を60分間静置し、液−液分離により有機相と水相とに分離した。
得られた有機相をメタノール6.50kgにて析出洗浄した後、ろ過して、湿潤ポリフェニレンエーテルを得た。得られた湿潤ポリフェニレンエーテルを150℃の温度条件で120分間乾燥処理を行い、実施例1のポリフェニレンエーテルを得た。
(Polymerization process)
1.20 kg (20% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization step, 1.08 kg of 2,6-dimethylphenol, 4.84 kg of toluene, and catalyst (2.5 g of cuprous oxide, 15.2 g of 47 % Hydrogen bromide aqueous solution, 6.1 g of N, N′-di-t-butylethylenediamine, 41.2 g of N-butyl-dimethylamine, 11.4 g of di-n-butylamine), 76.4 g. A polymerization solution was prepared and introduced into the reactor, and the temperature of the polymerization solution was adjusted to 40 ° C. and the absolute pressure in the gas phase of the reactor was adjusted to 0.301 MPa. Thereafter, an oxygen-containing gas having an absolute pressure of 0.301 MPa and an oxygen concentration of 9% by volume was vented from a sparger as an aeration oxygen-containing gas, and oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol was started. (The oxygen partial pressure of this oxygen-containing gas was 0.301 (MPa) × 0.09 = 0.02709 (MPa)).
During the polymerization reaction, the height of the liquid level was measured according to the method (2), and the amount of foaming was measured according to the method (3). Generation of bubbles was observed after the start of the oxidative polymerization, but it was recognized that the bubbles were completely eliminated 90 minutes after the start of the oxidative polymerization. Further, the foaming end time was measured according to the method of (4) above. Furthermore, sampling was carried out in small portions every 5 minutes from the time when 60 minutes of oxidative polymerization passed, the liquid viscosity was measured according to the method of (5) above, and the polymerization time was measured.
After 146 minutes from the start of the oxidative polymerization, the oxidative polymerization was stopped by adding 0.60 kg of a 10% aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt (produced by Dojindo Laboratories), and the polymerization solution was stirred at 70 ° C. for 150 minutes. Thereafter, the entire polymerization solution was extracted from the reactor and introduced into a liquid-liquid separator. Thereafter, the solution was allowed to stand for 60 minutes, and separated into an organic phase and an aqueous phase by liquid-liquid separation.
The obtained organic phase was precipitated and washed with 6.50 kg of methanol and then filtered to obtain wet polyphenylene ether. The obtained wet polyphenylene ether was dried at 150 ° C. for 120 minutes to obtain the polyphenylene ether of Example 1.
実施例1の詳細及び結果を表1に示す。 Details and results of Example 1 are shown in Table 1.
〔実施例2〕
予備重合工程で得られた有機相を0.60kg(10質量%)、重合工程に使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2のポリフェニレンエーテルを得た。実施例2の詳細及び結果を表1に示す。
[Example 2]
Except having used the organic phase obtained by the prepolymerization process for 0.60 kg (10 mass%) and the superposition | polymerization process, operation similar to Example 1 was performed and the polyphenylene ether of Example 2 was obtained. Details and results of Example 2 are shown in Table 1.
〔実施例3〕
予備重合工程で得られた有機相を1.80kg(30質量%)、重合工程に使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例3のポリフェニレンエーテルを得た。実施例3の詳細及び結果を表1に示す。
Example 3
A polyphenylene ether of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.80 kg (30% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization process was used in the polymerization process. Details and results of Example 3 are shown in Table 1.
〔実施例4〕
予備重合工程で得られた有機相を0.30kg(5質量%)、重合工程に使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例4のポリフェニレンエーテルを得た。実施例4の詳細及び結果を表1に示す。
Example 4
The same operation as in Example 1 was carried out except that 0.30 kg (5% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization step was used in the polymerization step, and the polyphenylene ether of Example 4 was obtained. Details and results of Example 4 are shown in Table 1.
〔実施例5〕
予備重合工程で得られた有機相を2.10kg(35質量%)、重合工程に使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例5のポリフェニレンエーテルを得た。実施例5の詳細及び結果を表1に示す。
Example 5
The same operation as in Example 1 was carried out except that 2.10 kg (35% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization step was used in the polymerization step, and the polyphenylene ether of Example 5 was obtained. Details and results of Example 5 are shown in Table 1.
〔実施例6〕
予備重合工程で得られた有機相を1.20kg(20質量%)、2,6−ジメチルフェノール1.44kg、トルエン6.46kg、及び触媒(3.4gの酸化第一銅、20.3gの47%臭化水素水溶液、8.1gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、15.2gのジ−n−ブチルアミン、54.9gのブチルジメチルアミン)101.9g、で構成される重合溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例6のポリフェニレンエーテルを得た。実施例6の詳細及び結果を表1に示す。
Example 6
1.20 kg (20% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization step, 1.44 kg of 2,6-dimethylphenol, 6.46 kg of toluene, and catalyst (3.4 g of cuprous oxide, 20.3 g of 47% hydrogen bromide aqueous solution, 8.1 g di-t-butylethylenediamine, 15.2 g di-n-butylamine, 54.9 g butyldimethylamine) 101.9 g were used. Except for the above, the same operation as in Example 1 was performed to obtain the polyphenylene ether of Example 6. Details and results of Example 6 are shown in Table 1.
〔実施例7〕
予備重合工程で得られた有機相を1.80kg(30質量%)、重合工程に使用したこと以外は、実施例6と同様の操作を行い、実施例7のポリフェニレンエーテルを得た。実施例7の詳細及び結果を表1に示す。
Example 7
The polyphenylene ether of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 6 except that 1.80 kg (30% by mass) of the organic phase obtained in the prepolymerization process was used in the polymerization process. Details and results of Example 7 are shown in Table 1.
〔実施例8〕
予備重合工程において、2,6−ジメチルフェノール1.50kg、トルエン4.39kg、及び触媒(3.5gの酸化第一銅、21.0gの47%臭化水素水溶液、8.5gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、15.9gのジ−n−ブチルアミン、57.2gのブチルジメチルアミン)106.1g、で構成される重合溶液を用いて、予備重合工程を行い、そして、重合工程において、予備重合工程で得られた有機相を1.80kg(30質量%)、2,6−ジメチルフェノール1.50kg、トルエン4.39kg、及び触媒(3.5gの酸化第一銅、21.0gの47%臭化水素水溶液、8.5gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、15.9gのジ−n−ブチルアミン、57.2gのブチルジメチルアミン)106.1g、で構成される重合溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例8のポリフェニレンエーテルを得た。実施例8の詳細及び結果を表1に示す。
Example 8
In the prepolymerization step, 1.50 kg of 2,6-dimethylphenol, 4.39 kg of toluene, and catalyst (3.5 g of cuprous oxide, 21.0 g of 47% aqueous hydrogen bromide, 8.5 g of di-t A prepolymerization step using a polymerization solution composed of 106.1 g of butylethylenediamine, 15.9 g di-n-butylamine, 57.2 g butyldimethylamine), and in the polymerization step, prepolymerization 1.80 kg (30% by mass) of the organic phase obtained in the process, 1.50 kg of 2,6-dimethylphenol, 4.39 kg of toluene, and catalyst (3.5 g of cuprous oxide, 21.0 g of 47% An aqueous hydrogen bromide solution, 8.5 g of di-t-butylethylenediamine, 15.9 g of di-n-butylamine, 57.2 g of butyldimethylamine), 106.1 g. Except that the polymerization solution with which performs the same operation as in Example 1 to obtain a polyphenylene ether of Example 8. Details and results of Example 8 are shown in Table 1.
〔実施例9〕
ポリフェニレンエーテル0.22kg(旭化成ケミカルズ製、S201A)、2,6−ジメチルフェノール0.86kg、トルエン4.84kg、及び触媒(2.0gの酸化第一銅、12.1gの47%臭化水素水溶液、4.9gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、9.1gのジ−n−ブチルアミン、32.8gのブチルジメチルアミン)60.9g、で構成される重合溶液を用いて、一回の重合工程のみを行ったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例9のポリフェニレンエーテルを得た。なお、実施例9では、酸化重合の開始以降、泡の発生が観測されたが、酸化重合開始から90分後に完全に消泡したものと認められた。実施例9の詳細及び結果を表1に示す。
Example 9
0.22 kg of polyphenylene ether (Asahi Kasei Chemicals, S201A), 0.86 kg of 2,6-dimethylphenol, 4.84 kg of toluene, and catalyst (2.0 g of cuprous oxide, 12.1 g of 47% hydrogen bromide aqueous solution) 4.9 g di-t-butylethylenediamine, 9.1 g di-n-butylamine, 32.8 g butyldimethylamine) 60.9 g, and only one polymerization step. Except having been performed, operation similar to Example 1 was performed and the polyphenylene ether of Example 9 was obtained. In Example 9, generation of bubbles was observed after the start of oxidative polymerization, but it was recognized that the bubbles were completely eliminated 90 minutes after the start of oxidative polymerization. Details and results of Example 9 are shown in Table 1.
〔比較例1〕
2,6−ジメチルフェノール1.26kg、トルエン5.65kg、及び触媒(3.0gの酸化第一銅、17.8gの47%臭化水素水溶液、7.1gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、13.3gのジ−n−ブチルアミン、48.0gのブチルジメチルアミン)89.2g、で構成される重合溶液を用いて、一回の重合工程のみを行ったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、比較例1のポリフェニレンエーテルを得た。なお、比較例1では、酸化重合の開始以降、泡の発生が観測されたが、酸化重合開始から88分後に完全に消泡したものと認められた。比較例1の詳細及び結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
1.26 kg 2,6-dimethylphenol, 5.65 kg toluene, and catalyst (3.0 g cuprous oxide, 17.8 g 47% aqueous hydrogen bromide, 7.1 g di-t-butylethylenediamine, 13 3 g of di-n-butylamine, 48.0 g of butyldimethylamine), and using the polymerization solution consisting of 89.2 g. The operation was performed to obtain polyphenylene ether of Comparative Example 1. In Comparative Example 1, generation of bubbles was observed after the start of oxidative polymerization, but it was recognized that the bubbles were completely removed 88 minutes after the start of oxidative polymerization. The details and results of Comparative Example 1 are shown in Table 1.
〔比較例2〕
2,6−ジメチルフェノール1.44kg、トルエン6.46kg、及び触媒(3.4gの酸化第一銅、20.3gの47%臭化水素水溶液、8.1gのジ−t−ブチルエチレンジアミン、15.2gのジ−n−ブチルアミン、54.9gのブチルジメチルアミン)101.9g、で構成される重合溶液を用いて、一回の重合工程のみを行ったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、酸化重合を開始した。酸化重合開始80分経過時点で、発泡量が反応器の上限を超えそうになったため、酸化重合を中断した。比較例2のポリフェニレンエーテルは得られなかった。比較例2の詳細及び結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
1.44 kg 2,6-dimethylphenol, 6.46 kg toluene, and catalyst (3.4 g cuprous oxide, 20.3 g 47% aqueous hydrogen bromide solution, 8.1 g di-t-butylethylenediamine, 15 The same as in Example 1 except that only one polymerization step was performed using a polymerization solution composed of 101.9 g., 2 g di-n-butylamine, 54.9 g butyldimethylamine). The operation was performed and oxidative polymerization was started. At 80 minutes from the start of the oxidation polymerization, the amount of foaming was likely to exceed the upper limit of the reactor, so the oxidation polymerization was interrupted. The polyphenylene ether of Comparative Example 2 was not obtained. The details and results of Comparative Example 2 are shown in Table 1.
〔比較例3〕
予備重合工程で得られた重合溶液のうち、4.80kgを抜き出し、予備重合工程における反応器に有機相(水相も含む)1.20kg残した。そして、この1.20kgの重合溶液を用いて、予備重合工程における反応器において、重合工程を行ったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、酸化重合を開始した。酸化重合開始150分経過時点でも、所定の液粘度に達しなかったため、酸化重合を中断した。比較例3のポリフェニレンエーテルは得られなかった。比較例3の詳細及び結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
4.80 kg of the polymerization solution obtained in the prepolymerization step was extracted, and 1.20 kg of an organic phase (including an aqueous phase) remained in the reactor in the prepolymerization step. Then, using this 1.20 kg polymerization solution, the same operation as in Example 1 was performed except that the polymerization step was performed in the reactor in the preliminary polymerization step, and oxidative polymerization was started. Even after 150 minutes from the start of the oxidation polymerization, the predetermined liquid viscosity was not reached, so the oxidation polymerization was interrupted. The polyphenylene ether of Comparative Example 3 was not obtained. Details and results of Comparative Example 3 are shown in Table 1.
本発明によれば、酸化重合前期の発泡を十分に抑制しつつ、反応器の単位体積当たりの生産性を向上させることができるポリフェニレンエーテルの製造方法を実現できる。本発明のポリフェニレンエーテルの製造方法は、自動車用部品、耐熱部品、電子機器用部品、工業用部品等の材料の製造技術としての産業上の利用可能性がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polyphenylene ether which can improve the productivity per unit volume of a reactor can be implement | achieved, fully suppressing the foaming before oxidative polymerization. The method for producing polyphenylene ether of the present invention has industrial applicability as a production technique for materials such as automobile parts, heat-resistant parts, electronic device parts, and industrial parts.
Claims (3)
前記予め準備したポリフェニレンエーテルを、前記予備酸化重合後の前記予備重合溶液を有機相と水相とを用いて分液することで得られる有機相の少なくとも一部に含まれるポリフェニレンエーテルとする、
請求項1に記載のポリフェニレンエーテルの製造方法。 The method further comprises a prepolymerization step in which an oxygen-containing gas is passed through a prepolymerization solution containing a phenolic compound, an aromatic solvent and a catalyst to oxidatively polymerize the phenolic compound,
The polyphenylene ether prepared in advance is a polyphenylene ether contained in at least a part of an organic phase obtained by separating the prepolymerized solution after the preoxidative polymerization using an organic phase and an aqueous phase,
The manufacturing method of the polyphenylene ether of Claim 1.
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JPS5670024A (en) * | 1979-11-08 | 1981-06-11 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Continuous polymerization of phenols |
JPS61264021A (en) * | 1985-03-11 | 1986-11-21 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Two-stage continuous production of polyphenylene oxide |
JPS62172021A (en) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Production of polyphenylene ether |
JP2010270249A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Method for producing polyphenylene ether |
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