JPH0258541A - エポキシ化ポリスルフィドの製造方法 - Google Patents
エポキシ化ポリスルフィドの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ポリスルフィド樹脂と過剰のエピクロロヒドリンとを反
応させることによりエポキシドをキャップしたポリスル
フィド樹脂の製造方法に関する。
年1月17日にベンダジーに付与された米国特許2,7
31,437に示される様に一当量のアルカリの存在下
−当量のエピクロロヒドリンと一当量のメルカプタン末
端ポリスルフィド樹脂との反応は公知である。この文献
は、以下の内容を教示する。
ける為アルコール又はエーテルの様な希釈剤の存在下で
行わなければならない。ベンダジーは、反応中水の除去
については教示していない。
を実際的でないものにしている。何故ならそれは達成す
る為に数日必要とするからである。
キャップした芳香族ポリフェノールを形成する為すでに
用いられた。この反応は米国特許897、744 (1
962年5月30日公表)、米国特許3.980.67
9(1976年9月14日ペンカーに付与)及びフジサ
ヮ[ポリ(4−ヒドロキシ−3,5−ジーし一ブチルフ
ェニルグリシジルチオエーテル)の合成」、Polym
er Letters Edition、12巻、55
7〜559頁(1974)に示される。この反応は二つ
の理由により本発明と同じではない。第1に勿論フェノ
ールとポリスルフィドとの違いがある。第2にフェノー
ルの反応はしばしば水が存在しなければならない間に、
アルカリを添加する前に更に予備反応工程を必要とする
。
間共沸蒸留により反応混合物から水を除去することを提
案している。共沸混合物は、水及びエピクロロヒドリン
に分離され次いでエピクロロヒドリンは反応混合物にも
どされる。この水の副生成物の除去及びエピクロロヒド
リン反応剤をもどすことは反応を本来の状態に直す傾向
にある。
ベンゼン、トルエン、エーテル、ジオキサン、アセトン
等(特に言及しない限りここでは「溶剤」はエピクロロ
ヒドリンを含まない)の如き種々の溶剤の存在を示して
いる。これらの溶剤の幾つかは水和性であり、他の物は
水不溶性である。文献は掻性溶剤を用いた場合に於てさ
え反応混合物から生成物を分離することが困難であるこ
とを案示していない。
ちエポキシドをキャップしたフェノールの反応は、アル
カリを添加する前ある種のスズ触媒を反応の第1工程で
添加しない場合約40時間を必要とする(第1欄65行
〜第2欄56行参照)。例1は反応溶剤としてキシレン
を用い更に例4はイソブタノールを用いるが、更にこの
文献には溶剤の存在が反応又は分離の時間を長くする゛
ことは示唆していない。
及び水酸化ナトリウムの反応がエピクロロヒドリンに対
し溶剤の非存在下、約40時間必要とすることを開示し
ている。
ール性反応剤に対する上記文献は、反応又は分離時間を
短縮する為、極性反応溶剤を避けることは有利であるこ
とは示唆していない。
明者等は、エポキシドをキャップしたポリスルフィドを
含有する生成物の混合物を形成する為、エピクロロヒド
リン(他のハロゲンを含有するそのエピクロロヒドリン
同族体)、ポリスルフィド樹脂及びアルカリの反応及び
その後の反応生成物からのエポキシドキャップ化ポリス
ルフィドの分離が、従来技術に於て要求されている時間
の一部分で達成することを見い出した。この知見の一つ
の重要な面は、採用される反応条件下でエビハロヒドリ
ンと相非分離性共沸混合物を形成し得る材料(例えばエ
チルアルコール又はエーテル)が、最初の反応混合物に
添加されないことである。
中で分散される。本発明者等は又以下の内容を見い出し
た。即ち反応の過程に於ける水の除去は、ハロゲン化物
の塩の副生成物をより容易に且つ完全に除去できること
により生成物を改善することにある。
200ppm未満更に最も好ましくは約40ppn+未
満のイオン性ハロゲン化物を含有する。(特に言及しな
い限り全てのpplll、%又は部は重量基準である。
@基及び少くとも一種のポリスルフィド結合を有する本
質的に脂肪族化合物として最も広く定義される。好まし
いポリスルフィド樹脂は、ジスルフィド結合を含有する
ビス−(エチレンオキシ)メタンのポリマーである。商
業的ポリスルフィド樹脂は次の構造式 H3−R−SH
を有する: 該式中Rは先に掲げたペングーの特許の第2カラム2〜
3行に於て固定される基である。本発明に於て使用され
る好ましいポリスルフィド樹脂は、モートン チオコー
ル社による商標r Lp OJのもとで市販されている
液体ポリスルフィドである。
明で意図されている。
ヒドリン又は別のハロゲン原子を有するその同族体とし
て定義される。少くともエピクロロヒドリン、エビブロ
ムヒドリン、エビヨードヒドリン及びその混合物は公知
である。これらの内、エピクロロヒドリンが最も普通に
用いられ且つ本発明で好ましい。
は他の水酸化物或いは、他の塩基であってよい。水酸化
ナトリウムは容易に入手でき且つ高価ではなく従って好
ましい。
ことができるけれども、次の条件は好ましい。
フィド樹脂の最初の反応混合物は選ばれた反応条件下で
又は選択されたエピハロヒドリンとの相Jト分離性共沸
混合物を形成することのできる材料、特に例えばアルコ
ール及びエーテルの如き極性溶剤で希釈されるべきでは
ない。(この明細書に於て、共沸混合物とは、もしもそ
れが蒸留により又は放置することによってそのエピハロ
ヒドリン成分を精製することにより分離できない場合に
、「相非分離性」と考えられる。「相非分離性」共沸混
合物は、蒸留により、又はもしも放置し且つ分離する為
の短い時間が与えられている場合、蒸留によりエビハロ
ヒドリン相及び水相に分離するものである。
が完結し次いでエピハロヒドリンをストリップした後反
応混合物中に水が本質的に残らない様にする為にも、水
は反応中に除去されるべきである。反応温度は、温度を
最小にする要求並びにエピハロヒドリンを還流し次いで
エピハロヒドリンと、相分離可能な共沸混合物として水
を留去する為に十分な高温度で反応を行う必要性により
定まる。好ましい反応条件に関しては、温度は好ましく
はほぼ60’Cで保持され更に好ましくは80’Cを超
えることはない。より高い温度は、エポキシド−キャッ
プ化ポリスルフィド樹脂生成物の縮合重合速度を増加す
るであろうし、又副生成物の形成も増加し、更に生成物
中に存在する加水分解し得るハロゲン化物の量を増加す
る。水酸化すトリウムが添加される間反応は発熱的であ
り、水酸化ナトリウムの添加速度は反応温度をコントロ
ールする。しかる後、反応混合物は還流を保持する為に
加熱されねばならない。
実質的に減少する。最初の反応圧力は76〜127mm
Hgである。反応が完結した後、揮発性成分(即ちほと
んど過剰のエピハロヒドリ7&び残存する水である。)
をストリップする為より高い真空にする。
って測定される当量)に対し、少くとも3.5当量のエ
ピハロヒドリン及び1当量以上の水酸化ナトリウムが反
応の初期に存在する。本発明で用られる成分の好ましい
3す合は、ポリスルフィド樹脂1当量、エピハロヒドリ
ン3.5〜4当量、及び水酸化ナトリウム約1.1−1
.3当量である。
反応を正常なものにする傾向にあり、ポリスルフィド樹
脂の完全な反応を確保する。
及び過剰のアルカリ)以外の実質的に全てのものは反応
混合からストリップされる。従ってストリップされた生
成物を最終溶液を形成する為溶剤に溶解する場合、分離
すべき水相は存在しない。
に於る困難性は、本発明により完全に除去される。
は、該仕上げ溶液が濾過又は沈降により分離できない様
に完全にエポキシ化ポリスルフィドを溶解すべきである
が、反応生成物が分離されるべきハロゲン化副生成物(
典型的には塩化ナトリウム)又は残留アルカリを溶解又
は安定的に懸濁すべきではない。溶剤は又揮発性である
べきでありその結果溶剤は適当な温度で真空蒸留により
除去できる。好ましい処理溶剤はトルエン及びメチルイ
ソブチルケトン(MIBK)である。本発明で用いるこ
とが意図される他の処理溶剤を次に掲げるニ ジオキサン、メチルエネルケトン(MEN) 、メチル
プロピルケトン(MPK) 、チクロヘキサノン、メチ
ルアセテート、エチルアセテート、ブチルアセテート、
ベンゼン、キシレン、四塩化炭素、二塩化エチレン、エ
チレンジクロリド、エチレンクロロヒドリン、り四ロベ
ンゼン、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン
、アセトン、ジオチルエーテル。
31,437の例4 (r 437法」)を繰り返した
。
の反応パラメーター及び材料を第1表の左の欄に示す。
ロヒドリン(ECII)及びエチルアルコールを混合し
次いで得られた溶液を約60’Cに加熱することによっ
て開始した。次いで50パーセントの水性水酸化ナトリ
ウムを反応剤に滴加する。注意深く添加した後、反応を
更に35分間60゜〜66°Cに保持した。この点でE
CH及びエチルアルコールを最大温度70°Cまでの真
空蒸留(最終圧力25mml1g)により反応ボンドか
ら除去した。次いで残留物を旧BKに溶解し次いで分液
漏斗に移した。
を脱イオン水に移した。次いで有機相を丸底フラスコに
移し更に旧BKを最高圧力130’Cまでの真空蒸留(
最終圧力38+nmt1g)により除去した。
問題に出くわした。
コールの使用は、反応ボ・ントから蒸留された過剰のエ
ピクロロヒドリンのリサイクルを妨げる。ECHをリサ
イクルする為に、溶剤混合物中に含有される水を除去す
ることが必要であろう。
される相非分離性共沸混合物を形成するので簡単な蒸留
又は沈降によって水を除去することが不可能であった。
した。
3行の洗浄手順中に出くわした。旧BK中の反応生成物
の溶液を水と混合すると、実質的に安定なエマリション
が形成した。相が分離する前に各々の水洗後混合物を約
2〜20時間放置しなければならなかった。(各洗浄後
、分離時間はより長くなる。)長時間相分離液を放置し
た後においてさえ該分離液は澄明ではなかった。第1表
に示す様に、全洗浄時間は5回の洗浄に対し54時間で
あった。
!#譬の量は、本発明方法に従って得られた物質はど良
好ではなかった。437法の物質も灰、塩化物及びナト
リウムのレベルは、本発明方法によって得られる物質に
対して得られる値よりも著しくより高いものであった。
過剰のECH及び僅かに少ない苛性アルカリを用い、反
応の水を連続的に除去し1次いで過剰のECHを反応フ
ラスコにもどし、反応生成物を溶解し更に精製する為ト
ルエン(旧BKの代わりに)を用い、更に水を用いて有
機相を洗浄する代わりにそれを精製する為処理溶剤中で
反応生成物の溶液を濾過することにより更に相を分離す
ることによって行う。これらの違いは、第1表に掲げる
。反応時間及び温度の僅かな違いが第1表で見られる。
14■Hgの圧力のもとで、装入し次いで加熱還流(約
60°C)した。(LPOは、液1体ポリスルフィド樹
脂に対するモートン チオコール社の登録商標である)
次いで50%の水性水酸化ナトリウム溶液を反応体に滴
加した。苛性アルカリを添加する間に、ECH及び水の
混合物の共沸混合物の蒸留により水を連続的に反応から
除去し、これらの混合物は容易に放置することにより水
及びECH相に分離した。苛性アルカリの添加が終了し
た後、留出物がもはや水相を含有しなくなるまで共沸蒸
留を継続した。この点で、過剰のECHを、70°Cの
最大温度までの真空蒸留(最終圧力44nmHg)によ
り除去した。次いで残留物はトルエンに溶解し更に塩及
び過剰の苛性アルカリ土類金属る為ダイカライド420
0力焼けいそう土濾過剤(ゼネラルリフラクトリ−社、
ロスアンゼルス、カルフォルニア州により発売)により
濾過した。得られた澄明な溶液を丸底フラスコに移し次
いでトルエンを最大温度107°Cまでの真空蒸留(最
終圧力38mmHg)により除去した。
点が本発明方法による操作によって達成された。第1に
、水及びECHはエタノールの非存在下で非分離性共沸
混合物を形成しないので、未反応のエピクロロヒドリン
の70%を回収することが可能であった。このエピクロ
ロヒドリンが引き続きエポキシ化反応に於て使用できる
。第2に、全分離時間が、56時間以上から4時間より
も幾分多い時間まで減少した。これは92.5%以上の
時間の減少を表わし、更に反応及び分離工程が、ひとつ
の作業交替内で容易に達成できる。第3に、第1表は以
下の内容を示す。即ち本発明にかかる生成物は幾つかの
点で437法よりも優れていた。特に、本発明の生成物
は、437法の生成物よりもイオン交換クロマトグラフ
ィー法によりはるかに少いイオン性塩化物、はるかに少
い塩化物を有し、はるかに少い合計の塩化物、更にはる
かに少いナトリウムを存していた。
例1及び例2間の比較に対し第1に有用である。
機、水分受は器、コンデンサー、サーモメーター及び付
加漏斗を備えた1リツトルのフラスコ内の370グラム
のエピクロロヒドリンに添加した。
、50%水性水酸化ナトリウム100グラムを滴加し、
滴加速度は約60°Cでの温度を保持する為十分低かっ
た。最初の発熱後、混合物を加熱し次いで約60°Cで
還流を保持する為に必要な減圧下で保持した。
52°〜54°Cに保持しこの量水を連続的に1.5時
間除去した。次いで混合物を完全に真空下エピクロロヒ
ドリンを除去する為最終的に80°Cに達する温度でス
トリップした。木質的にエポキシ化ポリスルフィド及び
固体副生成物からなる残留スラリーに、500ミリリツ
トルのトルエンを添加し次いで得られた特別な流速の濾
過剤を通して濾過した(ゼネラル リフラクトリ−社、
ロスアンゼルス カルフォルニア州によって市販されて
いる力焼けいそう土濾過剤)。次いでトルエンを、14
0°Cまでの完全な真空下でそれをストリップすること
により濾液から除去した。収率は449グラムであり、
エポキシド単位当りの重量は544グラムであり、イオ
ン性塩化物は140ppmであり、更に生成物の粘度は
25°Cで2240センチボイズであった。
0%高かった。得られたエポキシド値当りの重量は、理
論値556にきわめて近かった。
の割合は、2800グラムLPO−3対2702グラム
のエピクロロヒドリン対50%水酸化ナトリウム600
グラムであった。ポリスルフィドをエピクロロヒドリン
と混合し、次いで水酸化ナトリウムを添加する前に水浴
中で冷却した。水酸化ナトリウムを1時50分に渡って
添加し、この間温度を僅か42°Cに保持し水を除去し
た。この温度を、水が集められなくなるまで3−1/4
時間加熱することにより保持した。次いでエピクロロヒ
ドリンを、混合物を65°Cに加熱還流しながらストリ
ップした。
スラリーを、特別な流速濾過剤で濾過し、引き続き10
0°Cまでの真空下でトルエンをスI・す・ノブした。
の水及び1417グラムの残留エピクロロヒドリンヲ回
収した。エポキシド基当りの重量は544グラムであり
、粘度25°Cで1200センチボイズであった。
樹脂、16,286グラムのエピクロロヒドリン及び5
0重量%の水性水酸化ナトリウム4542グラムを用い
、大規模で例4を繰り返した。反応混合物を、水酸化ナ
トリウムの添加前に、約55°Cに最初に加熱し、次い
で冷却水を水酸化ナトリウムの添加中に適用した。水酸
化ナトリウムの添加は約4時間を必要とし更に毎分10
0〜200 ミリリットルの還流速度又は55〜60°
C以上を真空度を調節することにより保持した。次いで
ECHを65゛Cの最終温度迄の十分な真空下でストリ
ップし11355ミリリツトルのトルエンを処理溶剤と
して用いた。生成物のトルエン溶液を塩及び過i1Jの
苛性アルカリからデカントし、次いで残留する微細な塩
の粒子を除去する為特別な流速濾過剤により濾過した。
と同様であった。
リスルフィドを得る為前述と同様に用いた。プロセス時
間及び生成物の特徴は、第■に見られる。改良のトルエ
ンを、生成物を処理する為用いた。きわめて高い収率9
9.8%が得られた。
いて行った。ここに於ては主に分子量及びペンダントメ
ルカプト基の割合が違い更に成る場合には異う処理溶剤
、メルカプト基に対するエピクロロヒドリンの異なる割
合、又はエビブロモヒドリン又はエビヨードヒドリンを
用いた。幾つかの代表的反応条件を第7表に掲げる。1
000以上の分子量のポリスルフィドがエポキシ化され
る場合、より高いECH/SHモル比が、撹拌可能な反
応混合物を保持する為必要とされ、更にトルエン以外の
他の溶剤が生成物を溶解する為必要とされる。
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、エポキシドをキャップしたポリスルフィドの製造方
法であって、次のAおよびBの工程:A、アルカリの存
在下、過剰のエピクロルヒドリンとポリスルフィド樹脂
とを反応させ、エポキシドをキャップしたポリスルフィ
ド樹脂、水およびハロゲン化物の塩を含んでなる生成物
の混合物を形成する工程;および B、該生成物の混合物から該水を除去する工程;を含ん
でなり、該方法をエピハロヒドリン並びにエピハロヒド
リンと水の混合物から成る群から選ばれる材料と分離で
きない共沸混合物を形成しうる溶剤の実質的不存在下で
行う、前記方法。 2、該生成物の混合から、該エポキシドをキャップした
ポリスルフィド樹脂を分離する工程を更に含む、請求項
1記載の方法。 3、前記単離工程が、該生成物の混合物から該過剰のエ
ピハロヒドリンをストリップする工程を含む、請求項2
記載の方法。 4、該単離工程が次のA及びBの工程: A、該エポキシドをキャップしたポリスルフィド樹脂を
溶解し更に実質的には該ハロゲン化物の塩を溶解しない
処理溶媒中に該生成物の混合物を溶解し、これにより処
理溶液を形成する工程及び B、該ハロゲン化物の塩を該処理溶液から分離する工程
を含む、請求項2記載の方法。 5、該処理溶液から該処理溶媒をストリップする工程を
更に含む請求項4記載の方法。 6、該分離工程を、該処理溶液を濾過することにより行
う、請求項4記載の方法。 7、該単離工程を実質的に水の存在しない状態で行う、
請求項4記載の方法。 8、前記単離工程の生成物が、イオン性ハロゲン化物1
000重量ppm未満を含有する、請求項4記載の方法
。 9、該単離工程の生成物が、イオン性ハロゲン化物20
0重量ppm未満を含有する、請求項4記載の方法。 10、該単離工程の生成物が、イオン性ハロゲン化物4
0重量ppm未満を含有する、請求項4記載の方法。 11、該単離工程を、該反応工程中に該生成物の混合物
からエピハロヒドリン及び水を蒸留し、該エピハロヒド
リンを該水から分離し、次いで該エピハロヒドリンを該
生成物の混合物にもどすことにより行う、請求項1記載
の方法。 12、該除去工程を、該反応工程中実質的に連続的に行
う、請求項11記載の方法。 13、該エピハロヒドリンがエピクロロヒドリンであり
更に該ハロゲン化物の塩が塩化物である、請求項1記載
の方法。 14、エポキシドをキャップしたポリスルフィド樹脂の
製造方法であって、次のA〜Eの工程:A、エピハロヒ
ドリン並びにエピハロヒドリンと水の混合物から成る群
から選ばれる材料と分離できない共沸混合物を形成し得
る溶剤の実質的不存在下並びにアルカリの存在下で過剰
のエピクロロヒドリンとポリスルフィドとを反応させる
工程: B、該反応工程中該反応混合物から該水を除去する工程
: C、該生成物の混合物から残りの水及びエピクロロヒド
リンをストリップする工程: D、該エポキシドをキャップしたポリスルフィドを溶解
し更に該塩化物の塩は実質的に溶解しない処理溶剤中で
該生成物の混合物を溶解し、これにより処理溶液を形成
する工程;及び E、該処理溶液から該塩化物の塩を分離する工程を含ん
で成る、前記方法。 15、該処理溶液から該処理溶剤をストリップする工程
を含む、請求項14記載の方法。16、該分離工程が、
該処理溶液を濾過することにより行われる請求項14記
載の方法。17、前記分離工程の生成物が、イオン性塩
化物1000重量ppm未満を含有する、請求項14記
載の方法。 18、該分離工程の生成物が、イオン性塩化物200重
量ppm未満を含有する、請求項14記載の方法。 19、該分離工程の生成物が、イオン性塩化物40重量
ppm未満を含有する、請求項14記載の方法。
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