JPWO2015060192A1 - Method for producing lactone polymer - Google Patents
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Abstract
環境負荷の低い触媒を用いて、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れたラクトン重合体を効率よく製造する方法を提供する。本発明のラクトン重合体の製造方法は、ラクトン化合物を開環重合することによりラクトン重合体を得るラクトン重合体の製造方法であって、触媒として、炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩をラクトン化合物と開始剤の総量に対して1〜500ppmの範囲で使用することを特徴とする。触媒を構成する炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩としては、炭素数9以上の不飽和脂肪酸亜鉛塩が好ましく、特に、ウンデシレン酸亜鉛及び/又はラウリン酸亜鉛が好ましい。更に、開始剤をラクトン化合物100モルに対して0.5モルを超え120モル以下の範囲で使用することが好ましい。Provided is a method for efficiently producing a lactone polymer excellent in hue, hydrolysis resistance, and durability using a catalyst having a low environmental load. The method for producing a lactone polymer of the present invention is a method for producing a lactone polymer by ring-opening polymerization of a lactone compound to obtain a lactone polymer, and a fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms as a catalyst and a lactone compound It is characterized by being used in the range of 1 to 500 ppm with respect to the total amount of initiator. As the fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms constituting the catalyst, an unsaturated fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms is preferable, and zinc undecylenate and / or zinc laurate are particularly preferable. Furthermore, it is preferable to use the initiator in the range of more than 0.5 mol and 120 mol or less with respect to 100 mol of the lactone compound.
Description
本発明は、環境負荷の低い触媒を用いてラクトン重合体を製造する方法に関する。本願は、2013年10月23日に日本に出願した、特願2013−220275号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。 The present invention relates to a method for producing a lactone polymer using a catalyst having a low environmental load. This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2013-220275 for which it applied to Japan on October 23, 2013, and uses the content here.
ラクトン重合体は樹脂原料、樹脂改質材、粘接着剤、塗料、電子材料、医療材料等、幅広い産業分野で用いられている。ラクトン重合体は、例えば、水酸基やアミノ基等の活性水素を有する有機化合物を開始剤とし、触媒の存在下、ラクトン化合物を開環重合することにより製造される。開始剤や触媒を選択することにより、ラクトン重合体の分子量分布や結晶性を制御でき、用途に応じたラクトン重合体を製造することができる。例えば、分子量1万以上のラクトン重合体は、樹脂改質材、ホットメルト接着剤、さらにはその生分解性を活かした医療材料、各種成形材料として用いられている。一方、分子量1万未満のラクトン重合体は、ポリウレタン、ポリエステル、塗料の原料として用いられている。 Lactone polymers are used in a wide range of industrial fields such as resin raw materials, resin modifiers, adhesives, paints, electronic materials, and medical materials. The lactone polymer is produced, for example, by ring-opening polymerization of a lactone compound in the presence of a catalyst using an organic compound having an active hydrogen such as a hydroxyl group or an amino group as an initiator. By selecting an initiator and a catalyst, the molecular weight distribution and crystallinity of the lactone polymer can be controlled, and a lactone polymer can be produced according to the application. For example, a lactone polymer having a molecular weight of 10,000 or more is used as a resin modifier, a hot melt adhesive, a medical material utilizing its biodegradability, and various molding materials. On the other hand, lactone polymers having a molecular weight of less than 10,000 are used as raw materials for polyurethanes, polyesters and paints.
そして、前記ラクトン重合体の製造に用いられる触媒としては、有機スズ化合物が知られている(特許文献1、2)。前記化合物を使用すれば、少量の使用により、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れたラクトン重合体を効率よく製造することができる。しかし、有機スズ化合物は毒性を有することがあり、更に環境への影響も懸念される。そのため、有機スズ化合物に代えて、より環境負荷や毒性の低い化合物を触媒として使用してラクトン重合体を製造する方法が求められていた。 And the organotin compound is known as a catalyst used for manufacture of the said lactone polymer (patent documents 1, 2). If the said compound is used, the lactone polymer excellent in hue, hydrolysis resistance, and durability can be efficiently manufactured by use of a small amount. However, organotin compounds may be toxic, and there is also concern about environmental impact. Therefore, there has been a demand for a method for producing a lactone polymer using a compound having a lower environmental load or toxicity as a catalyst in place of the organotin compound.
そして、より環境負荷が低く、より毒性の低い触媒としてウンデシレン酸亜鉛が知られている(非特許文献1)。 And zinc undecylenate is known as a catalyst with lower environmental load and lower toxicity (Non-patent Document 1).
しかし、本発明者等が前記非特許文献1に記載の配合比でラクトン重合体を製造したところ、黄色や淡褐色を呈したラクトン重合体が得られ、色相の点で劣ることがわかった。また、得られたラクトン重合体の酸価が高く、耐加水分解性及び耐久性の点で不十分であることもわかった。 However, when the present inventors manufactured a lactone polymer at the blending ratio described in Non-Patent Document 1, it was found that a lactone polymer having a yellow or light brown color was obtained, which was inferior in terms of hue. It was also found that the obtained lactone polymer had a high acid value and was insufficient in terms of hydrolysis resistance and durability.
従って、本発明の目的は、環境負荷及び毒性の低い触媒を用いて、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れたラクトン重合体を効率よく製造する方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a lactone polymer excellent in hue, hydrolysis resistance and durability using a catalyst having low environmental burden and low toxicity.
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、環境に優しい炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩を特定の範囲で使用すると、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れたラクトン重合体を効率よく製造することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that when a fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms, which is environmentally friendly, is used in a specific range, the lactone weight excellent in hue, hydrolysis resistance, and durability. It has been found that coalescence can be produced efficiently. The present invention has been completed based on these findings.
すなわち、本発明は、ラクトン化合物を開環重合することによりラクトン重合体を得るラクトン重合体の製造方法であって、触媒として、炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩をラクトン化合物と開始剤の総量に対して1〜500ppmの範囲で使用することを特徴とするラクトン重合体の製造方法を提供する。 That is, the present invention relates to a method for producing a lactone polymer, wherein a lactone polymer is obtained by ring-opening polymerization of a lactone compound, and a fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms is used as a catalyst in the total amount of the lactone compound and the initiator. In contrast, the present invention provides a method for producing a lactone polymer, which is used in the range of 1 to 500 ppm.
本発明は、また、触媒を構成する炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩が、炭素数9以上の不飽和脂肪酸亜鉛塩である前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the lactone polymer, wherein the fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms constituting the catalyst is an unsaturated fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms.
本発明は、また、触媒を構成する炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩が、ウンデシレン酸亜鉛及び/又はラウリン酸亜鉛である前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the above lactone polymer, wherein the fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms constituting the catalyst is zinc undecylenate and / or zinc laurate.
本発明は、また、開始剤をラクトン化合物100モルに対して0.5モルを超え120モル以下の範囲で使用する前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides the process for producing a lactone polymer as described above, wherein the initiator is used in a range of more than 0.5 mol and 120 mol or less with respect to 100 mol of the lactone compound.
本発明は、また、開始剤として活性水素を含む官能基を有する化合物を使用する前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the above lactone polymer using a compound having a functional group containing active hydrogen as an initiator.
本発明は、また、開始剤として多価アルコールを使用する前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the above lactone polymer using a polyhydric alcohol as an initiator.
本発明は、また、反応温度が120℃以上である前記のラクトン重合体の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the lactone polymer, wherein the reaction temperature is 120 ° C. or higher.
本発明は、また、前記のラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体とポリイソシアネート化合物を反応させてポリウレタンを製造するポリウレタンの製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a polyurethane, wherein a lactone polymer is produced by the above-described method for producing a lactone polymer, and a polyurethane is produced by reacting the obtained lactone polymer with a polyisocyanate compound.
本発明は、また、前記のラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体と水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとポリイソシアネート化合物を反応させてウレタン(メタ)アクリレートを製造するウレタン(メタ)アクリレートの製造方法を提供する。 The present invention also provides a lactone polymer by the method for producing a lactone polymer, and reacts the resulting lactone polymer with a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester and a polyisocyanate compound to obtain a urethane (meth) acrylate. The manufacturing method of urethane (meth) acrylate which manufactures is provided.
すなわち、本発明は以下に関する。
(1) ラクトン化合物を開環重合することによりラクトン重合体を得るラクトン重合体の製造方法であって、触媒として、炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩をラクトン化合物と開始剤の総量に対して1〜500ppmの範囲で使用することを特徴とするラクトン重合体の製造方法。
(2) 触媒を構成する炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩が、炭素数9以上の不飽和脂肪酸亜鉛塩である(1)に記載のラクトン重合体の製造方法。
(3) 触媒を構成する炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩が、ウンデシレン酸亜鉛及び/又はラウリン酸亜鉛である(1)に記載のラクトン重合体の製造方法。
(4) 開始剤をラクトン化合物100モルに対して0.5モルを超え120モル以下の範囲で使用する(1)〜(3)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(5) 開始剤として活性水素を含む官能基を有する化合物を使用する(1)〜(4)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(6) 開始剤として多価アルコールを使用する(1)〜(4)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(7) 開始剤として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、及びジペンタエリスリトールから選択される少なくとも1種の化合物を使用する(1)〜(6)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(8) ラクトン化合物として、アルキル基やアルコキシ基を有していてもよい3〜16員のラクトン化合物を使用する(1)〜(7)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(9) ラクトン化合物として、ε−カプロラクトン、メチル化ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、及び3−エチル−2−ケト−1,4−ジオキサンから選択される少なくとも1種を使用する(1)〜(8)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(10) 反応温度が120℃以上である(1)〜(9)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(11) 酸価が20.0以下であるラクトン重合体を得る(1)〜(10)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(12) ラクトン化合物の二量体の生成量が0.1%以下である(1)〜(11)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(13) 色相(APHA)(ASTM D 1209準拠)が100以下であるラクトン重合体を得る(1)〜(12)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法。
(14) (1)〜(13)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体とポリイソシアネート化合物を反応させてポリウレタンを製造するポリウレタンの製造方法。
(15) (1)〜(13)の何れかに記載のラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体と水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとポリイソシアネート化合物を反応させてウレタン(メタ)アクリレートを製造するウレタン(メタ)アクリレートの製造方法。That is, the present invention relates to the following.
(1) A method for producing a lactone polymer, wherein a lactone polymer is obtained by ring-opening polymerization of a lactone compound. A method for producing a lactone polymer, which is used in a range of ˜500 ppm.
(2) The method for producing a lactone polymer according to (1), wherein the fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms constituting the catalyst is an unsaturated fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms.
(3) The method for producing a lactone polymer according to (1), wherein the fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms constituting the catalyst is zinc undecylenate and / or zinc laurate.
(4) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (3), wherein the initiator is used in an amount exceeding 0.5 mol and not exceeding 120 mol with respect to 100 mol of the lactone compound.
(5) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (4), wherein a compound having a functional group containing active hydrogen is used as an initiator.
(6) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (4), wherein a polyhydric alcohol is used as an initiator.
(7) As an initiator, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol, 1,6-hexamethylenediol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol And a method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (6), wherein at least one compound selected from dipentaerythritol is used.
(8) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (7), wherein a 3 to 16-membered lactone compound which may have an alkyl group or an alkoxy group is used as the lactone compound.
(9) As the lactone compound, at least one selected from ε-caprolactone, methylated ε-caprolactone, δ-valerolactone, and 3-ethyl-2-keto-1,4-dioxane is used (1) to (8) The manufacturing method of the lactone polymer in any one of.
(10) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (9), wherein the reaction temperature is 120 ° C. or higher.
(11) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (10), wherein a lactone polymer having an acid value of 20.0 or less is obtained.
(12) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (11), wherein the production amount of a lactone compound dimer is 0.1% or less.
(13) The method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (12), wherein a lactone polymer having a hue (APHA) (according to ASTM D 1209) of 100 or less is obtained.
(14) A polyurethane produced by producing a lactone polymer by the method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (13), and producing a polyurethane by reacting the obtained lactone polymer with a polyisocyanate compound. Production method.
(15) A lactone polymer is produced by the method for producing a lactone polymer according to any one of (1) to (13), and the obtained lactone polymer, a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester and a polyisocyanate compound are produced. A method for producing urethane (meth) acrylate, which is reacted to produce urethane (meth) acrylate.
本発明のラクトン重合体の製造方法は、触媒として炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩を特定量使用する為、環境負荷を低減しつつ、温和な条件下で効率よくラクトン重合体を製造することができる。そのため、本発明のラクトン重合体の製造方法は、工業的にラクトン重合体を製造する方法として好適である。
そして、本発明のラクトン重合体の製造方法により得られるラクトン重合体は、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れる。また、分子量分布が狭いため(=低分子量成分の混入割合が低いため)、最終製品にブリードアウトやブルーミングが発生することを抑制することができる。更に、本発明のラクトン重合体の製造方法によれば、ラクトン化合物の二量体の生成を抑制することができ、ラクトン化合物の二量体の含有量が少ないラクトン重合体が得られる。そのため、本発明の製造方法により得られるラクトン重合体は保存安定性に優れ、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートの原料として好適に使用することができる。そして、本発明の製造方法により得られたラクトン重合体を原料として使用すれば、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートの製造時や加工時においてデポジットの形成や臭気の発生を抑制することができ、耐久性に優れた最終製品を形成することができる。
以上より、本発明のラクトン重合体の製造方法により得られるラクトン重合体は、各種成形品、繊維、フィルム、シート、樹脂やエラストマーの原料、改質材、塗料、接着剤等の原料として好適に使用することができる。The method for producing a lactone polymer of the present invention uses a specific amount of a fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms as a catalyst, so that it is possible to efficiently produce a lactone polymer under mild conditions while reducing the environmental burden. it can. Therefore, the method for producing a lactone polymer of the present invention is suitable as a method for industrially producing a lactone polymer.
And the lactone polymer obtained by the manufacturing method of the lactone polymer of this invention is excellent in hue, hydrolysis resistance, and durability. In addition, since the molecular weight distribution is narrow (= the mixing ratio of the low molecular weight component is low), it is possible to suppress bleed out and blooming from occurring in the final product. Furthermore, according to the method for producing a lactone polymer of the present invention, formation of a lactone compound dimer can be suppressed, and a lactone polymer having a low content of the lactone compound dimer can be obtained. Therefore, the lactone polymer obtained by the production method of the present invention is excellent in storage stability and can be suitably used as a raw material for polyurethane and urethane (meth) acrylate. If the lactone polymer obtained by the production method of the present invention is used as a raw material, it is possible to suppress the formation of deposits and the generation of odor during the production and processing of polyurethane and urethane (meth) acrylate, and durability. A final product with excellent properties can be formed.
From the above, the lactone polymer obtained by the method for producing a lactone polymer of the present invention is suitably used as a raw material for various molded products, fibers, films, sheets, raw materials for resins and elastomers, modifiers, paints, adhesives and the like. Can be used.
本発明のラクトン重合体の製造方法は、ラクトン化合物を開環重合することによりラクトン重合体を得るラクトン重合体の製造方法であって、触媒として、炭素数9以上の脂肪酸亜鉛塩をラクトン化合物と開始剤の総量に対して1〜500ppmの範囲で使用することを特徴とする。本発明の製造方法により得られるラクトン重合体は、開始剤にラクトン化合物1分子以上を開環重合することにより形成されたオリゴマー又はポリマーであり、ラクトン化合物由来のモノマー単位をラクトン重合体全量の50モル%以上含有する。また、本発明のラクトン重合体は、ラクトン化合物由来のモノマー単位以外にもラクトン化合物と共重合可能な他のモノマー由来のモノマー単位を含有していてもよい。 The method for producing a lactone polymer according to the present invention is a method for producing a lactone polymer, wherein a lactone polymer is obtained by ring-opening polymerization of a lactone compound, and a fatty acid zinc salt having 9 or more carbon atoms and a lactone compound as a catalyst. It is characterized by being used in the range of 1 to 500 ppm with respect to the total amount of initiator. The lactone polymer obtained by the production method of the present invention is an oligomer or polymer formed by ring-opening polymerization of one or more molecules of a lactone compound as an initiator, and the monomer unit derived from the lactone compound is 50% of the total amount of the lactone polymer. Containing at least mol%. Moreover, the lactone polymer of this invention may contain the monomer unit derived from the other monomer copolymerizable with a lactone compound other than the monomer unit derived from a lactone compound.
(触媒)
本発明では炭素数9以上の脂肪酸亜鉛を触媒として使用する。炭素数9以上の脂肪酸亜鉛は、例えば、下記式(1)で表される。
(RCOO)2Zn (1)
(式中、Rは炭素数8以上の飽和又は不飽和炭化水素基を示す)(catalyst)
In the present invention, zinc fatty acid having 9 or more carbon atoms is used as a catalyst. Fatty acid zinc having 9 or more carbon atoms is represented, for example, by the following formula (1).
(RCOO) 2 Zn (1)
(In the formula, R represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms)
前記式(1)で表される脂肪酸亜鉛は脂肪酸(RCOOH;Rは前記に同じ)の亜鉛塩であり、前記脂肪酸としては、例えば、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸等の炭素数9以上(好ましくは炭素数9〜20、特に好ましくは10〜18)の飽和脂肪酸;シトロネル酸、ウンデシレン酸、4−ドデセン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸等の炭素数9以上(好ましくは炭素数9〜20、特に好ましくは10〜18)の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The fatty acid zinc represented by the formula (1) is a zinc salt of a fatty acid (RCOOH; R is the same as above), and examples of the fatty acid include nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, Saturated fatty acids having 9 or more carbon atoms (preferably 9 to 20 carbon atoms, particularly preferably 10 to 18 carbon atoms) such as myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, heptadecanoic acid, stearic acid; citronellic acid, undecylenic acid, 4-dodecenoic acid , Α-linolenic acid, linoleic acid, oleic acid and the like, and unsaturated fatty acids having 9 or more carbon atoms (preferably 9 to 20 carbon atoms, particularly preferably 10 to 18 carbon atoms). These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
本発明の触媒としては、ウンデシレン酸亜鉛及び/又はラウリン酸亜鉛を使用することが、温和な条件下で、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れ、且つ分子量分布が狭いラクトン重合体を得ることができる点で好ましい。 As the catalyst of the present invention, use of zinc undecylenate and / or zinc laurate provides a lactone polymer having excellent hue, hydrolysis resistance and durability and a narrow molecular weight distribution under mild conditions. It is preferable in that it can be obtained.
本発明の触媒の使用量は、ラクトン化合物と開始剤の総量に対して1〜500ppmの範囲であり、好ましくは5〜200ppm、より好ましくは5〜150ppm、特に好ましくは5〜130ppm、最も好ましくは5〜85ppmである。上記範囲で触媒を使用することにより、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れ、且つ分子量分布が狭いラクトン重合体を効率よく製造することができる。触媒の使用量が過剰であると、得られるラクトン重合体の色相、耐加水分解性、及び耐久性等が悪化する傾向がある。一方、触媒の使用量が少なすぎると、反応速度が遅くなる傾向がある。 The use amount of the catalyst of the present invention is in the range of 1 to 500 ppm, preferably 5 to 200 ppm, more preferably 5 to 150 ppm, particularly preferably 5 to 130 ppm, most preferably based on the total amount of the lactone compound and the initiator. 5 to 85 ppm. By using the catalyst within the above range, a lactone polymer having excellent hue, hydrolysis resistance and durability and having a narrow molecular weight distribution can be produced efficiently. When the amount of the catalyst used is excessive, the hue, hydrolysis resistance, durability and the like of the resulting lactone polymer tend to deteriorate. On the other hand, when the amount of the catalyst used is too small, the reaction rate tends to be slow.
(ラクトン化合物)
本発明のラクトン化合物としては、例えば、α−アセトラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、8−ヒドロキシオクタン酸ラクトン、12−ヒドロキシドデカン酸ラクトン、13−ヒドロキシトリデカン酸ラクトン、14−ヒドロキシテトラデカン酸ラクトン、15−ヒドロキシペンタデカン酸ラクトン等の3〜16員のラクトン化合物等を挙げることができる。(Lactone compound)
Examples of the lactone compound of the present invention include α-acetolactone, β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, 8-hydroxyoctanoic acid lactone, 12-hydroxydodecanoic acid lactone, 13- Examples thereof include 3- to 16-membered lactone compounds such as hydroxytridecanoic acid lactone, 14-hydroxytetradecanoic acid lactone, and 15-hydroxypentadecanoic acid lactone.
ラクトン化合物には、さらに、3−エチル−2−ケト−1,4−ジオキサン、1,4−ジオキサン−2−オン、3−プロピル−2−ケト−1,4−ジオキサン等のジオキサン類も含まれる。 The lactone compound further includes dioxanes such as 3-ethyl-2-keto-1,4-dioxane, 1,4-dioxane-2-one, and 3-propyl-2-keto-1,4-dioxane. It is.
これらのラクトン化合物は、アルキル基やアルコキシ基等の置換基を有していてもよい。 These lactone compounds may have a substituent such as an alkyl group or an alkoxy group.
前記アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル基などの炭素数1〜10程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group include a straight chain having about 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and decyl groups. Or a branched alkyl group is mentioned.
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ基などの炭素数1〜10程度(好ましくは炭素数1〜6、特に好ましくは炭素数1〜4)の低級アルコキシ基が挙げられる。 Examples of the alkoxy group include about 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, t-butoxy, pentyloxy, hexyloxy group, etc. Is a lower alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
本発明においては上記ラクトン化合物の1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、実用的価値の大きいε−カプロラクトンや、メチル化ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、3−エチル−2−ケト−1,4−ジオキサン等が好ましく用いられる。 In the present invention, one of the above lactone compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, ε-caprolactone having a large practical value, methylated ε-caprolactone, δ-valerolactone, 3-ethyl-2-keto-1,4-dioxane and the like are preferably used.
本発明では、ラクトン化合物と共に、ラクトン化合物と共重合可能な他の重合性モノマー(以後、「他のモノマー」と称する場合がある)を開環重合に付してもよい。その場合は、ラクトン化合物由来のモノマー単位と他のモノマー由来のモノマー単位を有するラクトン重合体が得られる。尚、開環重合に付す全重合性モノマーにおけるラクトン化合物の割合は、例えば50重量%以上である。 In the present invention, together with the lactone compound, another polymerizable monomer copolymerizable with the lactone compound (hereinafter sometimes referred to as “other monomer”) may be subjected to ring-opening polymerization. In that case, a lactone polymer having a monomer unit derived from a lactone compound and a monomer unit derived from another monomer is obtained. In addition, the ratio of the lactone compound in all the polymerizable monomers attached | subjected to ring-opening polymerization is 50 weight% or more, for example.
前記他のモノマーとしては、例えば、ラクチド、トリメチレンカーボネート等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the other monomer include lactide and trimethylene carbonate. These can be used alone or in combination of two or more.
(開始剤)
本発明のラクトン重合体の製造方法では、活性水素を含む官能基を有する化合物を開始剤として使用することが好ましい。前記活性水素を含む官能基を有する化合物としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、リン酸基、アミノ基、及びチオール基から選択される少なくとも1種の基を含有する化合物等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、水酸基を有する化合物が、反応性に優れる点で好ましい。(Initiator)
In the method for producing a lactone polymer of the present invention, it is preferable to use a compound having a functional group containing active hydrogen as an initiator. Examples of the compound having a functional group containing active hydrogen include a compound containing at least one group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, a phosphate group, an amino group, and a thiol group. In the present invention, among them, a compound having a hydroxyl group is preferable from the viewpoint of excellent reactivity.
前記水酸基を有する化合物としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、アリルアルコール等の1価の脂肪族アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル類;エチレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノアルキルエーテル類;ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;ブチレングリコールモノアルキルエーテル類;ベンジルアルコール、フェノール、カテコール、ビフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボラック等のフェノール性水酸基;ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルを共重合又はグラフト重合して得られるオリゴマー又はポリマー、水酸基を含有するエポキシ樹脂、水酸基を含有するポリブタジエン等の高分子化合物等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the compound having a hydroxyl group include monovalent aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, 2-hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and allyl alcohol; ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3 Polyhydric alcohols such as butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol, 1,6-hexamethylenediol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol; ethylene glycol monoacetate , Esters such as propylene glycol monoacetate and dipropylene glycol monoacetate; ethylene glycol monoalkyl Ethers; diethylene glycol monoalkyl ethers; propylene glycol monoalkyl ethers; dipropylene glycol monoalkyl ethers; butylene glycol monoalkyl ethers; phenols such as benzyl alcohol, phenol, catechol, biphenol, bisphenol A, bisphenol F, and novolak A hydroxyl group; an oligomer or polymer obtained by copolymerization or graft polymerization of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate such as polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, an epoxy resin containing a hydroxyl group, Examples thereof include polymer compounds such as polybutadiene containing a hydroxyl group. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、なかでも、多価アルコールを開始剤として使用することが、ラクトン重合体をより一層効率よく得ることができる点で好ましい。 In the present invention, it is particularly preferable to use a polyhydric alcohol as an initiator because a lactone polymer can be obtained more efficiently.
前記開始剤の使用量としては、ラクトン化合物100モルに対して、好ましくは0.5モルを超え、120モル以下、特に好ましくは1モルを超え、120モル以下、最も好ましくは5〜50モルである。重合性モノマーと開始剤のモル比をコントロールすることにより得られるラクトン重合体の分子量を調整することが可能である。 The amount of the initiator used is preferably more than 0.5 mol, 120 mol or less, particularly preferably more than 1 mol, 120 mol or less, most preferably 5 to 50 mol with respect to 100 mol of the lactone compound. is there. It is possible to adjust the molecular weight of the lactone polymer obtained by controlling the molar ratio of the polymerizable monomer and the initiator.
本発明におけるラクトン重合体の製造方法における反応温度は120℃以上が好ましく、特に好ましくは120〜210℃、最も好ましくは150〜200℃である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅くなる傾向がある。一方、反応温度が高すぎると、エステル交換反応による着色や生じた重合体の分解反応が進行して、色相が良好であり、分子量分布の狭いラクトン重合体を得ることが困難となる傾向がある。また、反応時間は、例えば3〜30時間程度、好ましくは4〜24時間である。更に反応圧力は0.7〜1.5気圧程度である。 The reaction temperature in the method for producing a lactone polymer in the present invention is preferably 120 ° C. or higher, particularly preferably 120 to 210 ° C., and most preferably 150 to 200 ° C. When the reaction temperature is too low, the reaction rate tends to be slow. On the other hand, if the reaction temperature is too high, coloring due to the transesterification reaction or decomposition reaction of the resulting polymer proceeds, and it tends to be difficult to obtain a lactone polymer having a good hue and a narrow molecular weight distribution. . The reaction time is, for example, about 3 to 30 hours, preferably 4 to 24 hours. Furthermore, the reaction pressure is about 0.7 to 1.5 atmospheres.
また、本発明のラクトン重合体の製造方法では、塊重合、溶液重合および懸濁重合の何れの重合方法も採用することができる。 In the method for producing a lactone polymer of the present invention, any polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization and suspension polymerization can be employed.
前記溶液重合に使用する溶剤としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類が、反応に不活性で比較点沸点が高いため好ましい。溶媒は実質的に無水のものが望ましい。 As the solvent used in the solution polymerization, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are preferable because they are inert to the reaction and have a high boiling point for comparison. The solvent is preferably substantially anhydrous.
前記重合反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式などの何れの方法でも行うことができる。反応終了後、反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、吸着、カラムクロマトグラフィー等の分離精製手段やこれらを組み合わせた手段により分離精製できる。 The polymerization reaction can be carried out by any method such as batch, semi-batch and continuous methods. After completion of the reaction, the reaction product can be separated and purified by, for example, separation / purification means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, adsorption, column chromatography, or a combination of these.
また、反応の雰囲気は反応を阻害しない限り特に限定されないが、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気下で反応を行うのが好ましい。 The reaction atmosphere is not particularly limited as long as the reaction is not inhibited. For example, the reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere.
本発明の製造方法は、上記触媒を使用するため、色相に優れた(例えば、色相[APHA]は100以下、好ましくは60以下、特に好ましくは50以下)ラクトン重合体が得られる。 Since the production method of the present invention uses the above catalyst, a lactone polymer having excellent hue (for example, hue [APHA] is 100 or less, preferably 60 or less, particularly preferably 50 or less) is obtained.
また、本発明の製造方法で得られるラクトン重合体は、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が狭い(例えば1.35未満、好ましくは1.30未満)。そのため、各種成形品の原料として使用すると、最終製品にブリードアウトやブルーミング(低分子量成分のしみだし)が発生することを抑制することができる。 The lactone polymer obtained by the production method of the present invention has a narrow molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) (for example, less than 1.35, preferably less than 1.30). Therefore, when used as a raw material for various molded products, it is possible to suppress the occurrence of bleeding out or blooming (exudation of low molecular weight components) in the final product.
本発明の製造方法では、重量平均分子量が、例えば200〜100000程度、好ましくは200〜10000のラクトン重合体を得ることができる。重量平均分子量は、ラクトン化合物と開始剤の仕込みモル比を調整することによりコントロールすることができる。 In the production method of the present invention, a lactone polymer having a weight average molecular weight of, for example, about 200 to 100,000, preferably 200 to 10,000 can be obtained. The weight average molecular weight can be controlled by adjusting the charged molar ratio of the lactone compound and the initiator.
また、本発明の製造方法では、副反応(例えば、連鎖移動反応やエステル交換反応等)の進行が抑制されるため、耐加水分解性に優れ、酸価が20.0以下(好ましくは10.0以下、特に好ましくは5.0以下)のラクトン重合体が得られる。そのため、本発明の製造方法で得られたラクトン重合体を原料として使用すると、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートを効率よく製造することができる。尚、酸価が高いラクトン重合体を原料として使用した場合、ウレタン化反応が阻害されることがあり、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートを効率よく製造することが困難となる場合がある。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, since the progress of a side reaction (for example, chain transfer reaction, transesterification etc.) is suppressed, it is excellent in hydrolysis resistance and an acid value is 20.0 or less (preferably 10. A lactone polymer of 0 or less, particularly preferably 5.0 or less) is obtained. Therefore, when the lactone polymer obtained by the production method of the present invention is used as a raw material, polyurethane and urethane (meth) acrylate can be produced efficiently. In addition, when a lactone polymer having a high acid value is used as a raw material, the urethanization reaction may be inhibited, and it may be difficult to efficiently produce polyurethane or urethane (meth) acrylate.
さらに、本発明の製造方法では、ラクトン化合物の二量体(ダイマー)の生成を、例えば0.1%以下(好ましくは0.05%未満)にまで低減することができ、ラクトン重合体へのこれらの混入を極めて低く抑制することができる。ラクトン化合物の二量体は、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートの製造時や加工時においてデポジットの形成や臭気の発生の原因となる可能性がある。本発明の製造方法で得られたラクトン重合体を用いることで、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートの製造時や加工時にデポジットの形成が少なく、臭気の少ない作業が実現できる。 Furthermore, in the production method of the present invention, the formation of a dimer (dimer) of a lactone compound can be reduced to, for example, 0.1% or less (preferably less than 0.05%). These contaminations can be suppressed extremely low. The dimer of the lactone compound may cause deposit formation or odor generation during the production or processing of polyurethane or urethane (meth) acrylate. By using the lactone polymer obtained by the production method of the present invention, it is possible to realize an operation with little formation of deposits and less odor during the production and processing of polyurethane and urethane (meth) acrylate.
本発明の製造方法で得られたラクトン重合体は上記特性を併せて有するため、各種成形品、繊維、フィルム、シート、樹脂、エラストマー等の原料、改質材、あるいは塗料、接着剤等の原料(特に、ポリウレタン、ウレタン(メタ)アクリレートの原料)として有用である。 Since the lactone polymer obtained by the production method of the present invention also has the above characteristics, it is a raw material for various molded products, fibers, films, sheets, resins, elastomers, etc., a modifier, or a raw material for paints, adhesives, etc. It is particularly useful as a raw material for polyurethane and urethane (meth) acrylate.
[ポリウレタンの製造方法]
本発明のポリウレタンの製造方法は、上記ラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体とポリイソシアネート化合物とを反応させてポリウレタンを製造することを特徴とする。[Method for producing polyurethane]
The polyurethane production method of the present invention is characterized in that a lactone polymer is produced by the above lactone polymer production method, and the resulting lactone polymer is reacted with a polyisocyanate compound to produce a polyurethane.
前記ポリイソシアネート化合物としては、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、1,3−キシレンジイソシアネート、1,4−キシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレ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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物;前記ジイソシアネート化合物のうち芳香族イソシアネート化合物を水添して得られるジイソシアネート化合物(例えば、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物);トリフェニルメタントリイソシアネート、ジメチレントリフェニルトリイソシアネート等の3価以上のイソシアネート化合物;これらを多量化させて得られる多量化ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the polyisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylene diisocyanate, 1,4-xylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-dibenzyl diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene Diisocyanate compounds such as diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; Diisocyanate compounds obtained by hydrogenating aromatic isocyanate compounds among socyanate compounds (for example, diisocyanate compounds such as hydrogenated xylylene diisocyanate and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate); such as triphenylmethane triisocyanate and dimethylene triphenyl triisocyanate Examples of trivalent or higher valent isocyanate compounds; multimerized polyisocyanate compounds obtained by multiplying these compounds. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明のポリウレタンの製造方法は、ポリオールとして上記ラクトン重合体の製造方法により得られたラクトン重合体を使用することを特徴とし、その他の条件については従来公知のポリウレタンの製造方法と同様である。本発明のポリウレタンの製造方法では、物性バランスを考慮して鎖延長剤を使用することが可能である。前記鎖延長剤としては、例えば、1,3−プロパンオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールが挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。その他、触媒、架橋剤、安定化剤、発泡剤、可塑剤、難燃剤など一般的な添加剤を1種又は2種以上使用することもできる。 The polyurethane production method of the present invention is characterized in that the lactone polymer obtained by the above-mentioned lactone polymer production method is used as a polyol, and other conditions are the same as those of a conventionally known polyurethane production method. In the method for producing a polyurethane of the present invention, a chain extender can be used in consideration of a balance of physical properties. Examples of the chain extender include 1,3-propaneol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-2- ( Hydroxymethyl) -1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, one or more general additives such as a catalyst, a crosslinking agent, a stabilizer, a foaming agent, a plasticizer, and a flame retardant can be used.
[ウレタン(メタ)アクリレートの製造方法]
本発明のウレタン(メタ)アクリレートの製造方法は、上記ラクトン重合体の製造方法によりラクトン重合体を製造し、得られたラクトン重合体と水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとポリイソシアネート化合物とを反応させてウレタン(メタ)アクリレートを製造することを特徴とする。[Method for producing urethane (meth) acrylate]
The method for producing urethane (meth) acrylate of the present invention comprises producing a lactone polymer by the above-described method for producing a lactone polymer, and reacting the obtained lactone polymer, a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester and a polyisocyanate compound. And producing urethane (meth) acrylate.
前記水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシ(メタ)アクリルアミド等や、これらのラクトン付加物[例えば、(株)ダイセル製のPCL−FAまたはPCL−FMシリーズ等]を使用することができる。また、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート(例えば、ダイセルオルネクス(株)社製「DPHA」等)も使用可能である。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。尚、本明細書では、「アクリル」と「メタクリル」を「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。 Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, ethylene glycol mono (meth) acrylate, propylene glycol mono (meth) acrylate, 2- Hydroxy-3-methoxypropyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, N-hydroxy (meth) acrylamide and the like, and lactone adducts thereof [for example, manufactured by Daicel Corporation PCL-FA or PCL-FM series, etc.] can be used. Dipentaerythritol poly (meth) acrylate (for example, “DPHA” manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.) can also be used. These can be used alone or in combination of two or more. In this specification, “acryl” and “methacryl” may be collectively referred to as “(meth) acryl”.
前記ポリイソシアネート化合物としては、上記[ポリウレタンの製造方法]において例示されているものと同様の例を挙げることができる。 Examples of the polyisocyanate compound include the same examples as those exemplified in the above [Method for producing polyurethane].
本発明のウレタン(メタ)アクリレートの製造方法は、ポリオールとして上記ラクトン重合体の製造方法により得られたラクトン重合体を使用することを特徴とし、その他の条件については従来公知のウレタン(メタ)アクリレートの製造方法と同様である。例えば、ジイソシアネート化合物と水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルを反応させることにより一方の末端にイソシアネート基を有し、もう一方の末端に(メタ)アクリロイル基を有するモノイソシアネート化合物を合成し、該モノイソシアネート化合物に、上記ラクトン重合体の製造方法により得られたラクトン重合体を反応させる方法等が含まれる。 The method for producing a urethane (meth) acrylate according to the present invention is characterized by using a lactone polymer obtained by the above-mentioned method for producing a lactone polymer as a polyol. Other conditions include conventionally known urethane (meth) acrylates. This is the same as the manufacturing method. For example, by reacting a diisocyanate compound with a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester, a monoisocyanate compound having an isocyanate group at one end and a (meth) acryloyl group at the other end is synthesized. The compound includes a method of reacting a lactone polymer obtained by the above-described method for producing a lactone polymer.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited by these Examples.
実施例1〜6、比較例1〜3(ポリカプロラクトンジオールの製造)
窒素導入管、撹拌装置、冷却管、温度調節器を備えた1リットルの4ツ口フラスコに、表1に示した処方に従って、開始剤(ベンジルアルコール(BzOH)、或いはエチレングリコール(EG))とラクトン化合物としてε−カプロラクトン(CL)とを加え、所定温度に加熱した。
次いで、反応温度を保ちながら、反応系中に触媒(ウンデシレン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、或いはオクチル酸亜鉛)を所定量添加して反応を続け、ガスクロマトグラフィで反応系中のε−カプロラクトン濃度を評価し、1%未満になったところで反応液を冷却して反応を停止してポリカプロラクトンジオール(数平均分子量:約3000、重量平均分子量:約3600)を得た。Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3 (Production of polycaprolactone diol)
According to the formulation shown in Table 1, an initiator (benzyl alcohol (BzOH) or ethylene glycol (EG)) is added to a 1 liter four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, a condenser tube, and a temperature controller. Ε-Caprolactone (CL) was added as a lactone compound and heated to a predetermined temperature.
Next, while maintaining the reaction temperature, a predetermined amount of catalyst (zinc undecylenate, zinc laurate, or zinc octylate) is added to the reaction system to continue the reaction, and the concentration of ε-caprolactone in the reaction system is evaluated by gas chromatography. And when it became less than 1%, the reaction solution was cooled to stop the reaction to obtain polycaprolactone diol (number average molecular weight: about 3000, weight average molecular weight: about 3600).
得られたポリカプロラクトンジオールについて、以下の項目を評価した。結果を表1にまとめて示す。
<分子量分布:Mw/Mn>
高速GPC装置を用いて、ポリスチレン標品との比較により数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を求め、その比を分子量分布の指標とした。
測定条件は下記の通りである。
測定装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」、東ソー(株)製
移動相:テトラヒドロフラン
<ダイマー量>
ガスクロマトグラフィを使用して、反応系中のカプロラクトンダイマー量を測定した。
<酸価>
JIS K 0070(1992)に準拠し、フェノールフタレインを指示薬として中和滴定法により測定した。
<色相:APHA>
ASTM D 1209に準拠して測定した。The following items were evaluated for the obtained polycaprolactone diol. The results are summarized in Table 1.
<Molecular weight distribution: Mw / Mn>
Using a high-speed GPC apparatus, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were determined by comparison with polystyrene standards, and the ratio was used as an index of molecular weight distribution.
The measurement conditions are as follows.
Measuring device: High-speed GPC device “HLC-8220GPC”, manufactured by Tosoh Corporation Mobile phase: Tetrahydrofuran <dimer amount>
The amount of caprolactone dimer in the reaction system was measured using gas chromatography.
<Acid value>
Based on JIS K 0070 (1992), it measured by the neutralization titration method using phenolphthalein as an indicator.
<Hue: APHA>
Measured according to ASTM D 1209.
実施例7(ポリカプロラクトントリオールの製造)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、及びコンデンサーのついた反応容器に、トリメチロールプロパン(TMP)155.0g、ε−カプロラクトン845.0g(トリメチロールプロパン1モルに対して6.4モル)、ウンデシレン酸亜鉛0.050g(50ppm)を仕込み160℃で反応させた。
ガスクロマトグラフィで反応系中のε−カプロラクトン濃度を測定し、0.2%未満になったところで反応液を冷却して反応を停止して、常温で液体のポリカプロラクトントリオール(1)を得た。
得られたポリカプロラクトントリオールの分子量分布(Mw/Mn)、及びカプロラクトンダイマー量を上記と同様の方法で測定した。結果を表2にまとめて示す。Example 7 (Production of polycaprolactone triol)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen gas inlet tube and condenser, 155.0 g of trimethylolpropane (TMP), 845.0 g of ε-caprolactone (6.4 mol with respect to 1 mol of trimethylolpropane) Then, 0.050 g (50 ppm) of zinc undecylenate was charged and reacted at 160 ° C.
The concentration of ε-caprolactone in the reaction system was measured by gas chromatography. When the concentration was less than 0.2%, the reaction solution was cooled to stop the reaction, and polycaprolactone triol (1) that was liquid at room temperature was obtained.
The molecular weight distribution (Mw / Mn) and caprolactone dimer amount of the obtained polycaprolactone triol were measured by the same method as described above. The results are summarized in Table 2.
比較例4(ポリカプロラクトントリオールの製造)
触媒としてテトラブトキシチタン0.010g(10ppm)を使用し、170℃で反応させた以外は実施例7と同様にして、常温で液体のポリカプロラクトントリオール(2)を得た。Comparative Example 4 (Production of polycaprolactone triol)
Polycaprolactone triol (2) that was liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 7 except that 0.010 g (10 ppm) of tetrabutoxytitanium was used as a catalyst and the reaction was performed at 170 ° C.
参考例1(ポリカプロラクトントリオールの製造)
触媒としてオクチル酸スズ0.010g(10ppm)を使用し、170℃で反応させた以外は実施例7と同様にして、常温で液体のポリカプロラクトントリオール(3)を得た。Reference Example 1 (Production of polycaprolactone triol)
A polycaprolactone triol (3) liquid at room temperature was obtained in the same manner as in Example 7 except that 0.010 g (10 ppm) of tin octylate was used as a catalyst and reacted at 170 ° C.
本発明のラクトン重合体の製造方法は、環境負荷を低減しつつ、温和な条件下で効率よくラクトン重合体を製造することができる。そのため、工業的にラクトン重合体を製造する方法として好適である。
そして、本発明のラクトン重合体の製造方法により得られるラクトン重合体は、色相、耐加水分解性、及び耐久性に優れる。また、分子量分布が狭いため、最終製品にブリードアウトやブルーミングが発生することを抑制することができる。更に、二量体の含有量が少なく、保存安定性に優れる。
本発明の製造方法により得られたラクトン重合体を原料として使用すれば、ポリウレタンやウレタン(メタ)アクリレートの製造時や加工時においてデポジットの形成や臭気の発生を抑制することができ、耐久性に優れた最終製品を形成することができる。The method for producing a lactone polymer of the present invention can efficiently produce a lactone polymer under mild conditions while reducing the environmental burden. Therefore, it is suitable as a method for industrially producing a lactone polymer.
And the lactone polymer obtained by the manufacturing method of the lactone polymer of this invention is excellent in hue, hydrolysis resistance, and durability. Moreover, since molecular weight distribution is narrow, it can suppress that bleed out and blooming generate | occur | produce in a final product. Furthermore, the dimer content is small and the storage stability is excellent.
If the lactone polymer obtained by the production method of the present invention is used as a raw material, it is possible to suppress the formation of deposits and the generation of odors during the production and processing of polyurethane and urethane (meth) acrylate, and durability is improved. Excellent end product can be formed.
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