KR20120017424A - Improved catalyst for manufacturing polymers of tetrahydrofuran - Google Patents

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KR20120017424A
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Abstract

본 발명은 테트라히드로푸란의 단일중합체 및 공중합체를 제조하는데 유용한 개선된 촉매, 그의 제조 방법, 및 테트라히드로푸란의 단일중합체 및 공중합체의 제조 방법에서 촉매로서의 그의 용도를 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지의 제조 방법, 및 상기 촉매의 존재 하에 테트라히드로푸란의 단일중합체 및 공중합체의 제조 방법에서 촉매로서의 그의 용도에 관한 것이다.The present invention provides improved catalysts useful for preparing homopolymers and copolymers of tetrahydrofuran, methods for their preparation, and their use as catalysts in the process for preparing homopolymers and copolymers of tetrahydrofuran. More specifically, the present invention relates to a treated perfluorosulfonic acid resin, a treated perfluorosulfonic acid resin, wherein the maximum soluble component is reduced by about 2 to about 20% by weight and the average equivalent weight is increased compared to the perfluorosulfonic acid resin before treatment. To a process for the preparation of homopolymers and copolymers of tetrahydrofuran in the presence of said catalyst.

Description

테트라히드로푸란의 중합체 제조를 위한 개선된 촉매 {IMPROVED CATALYST FOR MANUFACTURING POLYMERS OF TETRAHYDROFURAN}Improved catalyst for the production of polymers of tetrahydrofuran {IMPROVED CATALYST FOR MANUFACTURING POLYMERS OF TETRAHYDROFURAN}

본 발명은 폴리에테르 글리콜을 제조하기 위한 개선된 촉매, 그의 제조 방법, 및 테트라히드로푸란 또는 테트라히드로푸란과 1종 이상의 다른 시클릭 에테르, 예컨대 알킬렌 옥시드의 중합에 의해 폴리에테르 글리콜을 제조하는 방법에서 촉매로서의 그의 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매, 상기 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매의 제조 방법, 및 상기 촉매의 존재 하에 테트라히드로푸란 또는 테트라히드로푸란과 1종 이상의 다른 알킬렌 옥시드의 중합에 의해 폴리에테르 글리콜을 제조하는 방법에서 촉매로서의 그의 용도에 관한 것이다.The present invention provides an improved catalyst for producing polyether glycols, a process for preparing the same, and the preparation of polyether glycols by polymerization of tetrahydrofuran or tetrahydrofuran with one or more other cyclic ethers such as alkylene oxides. To the use thereof as a catalyst in the process. More specifically, the present invention provides a treated perfluorosulfonic acid resin catalyst, the treated perfluoro, wherein the maximum soluble component is reduced by about 2 to about 20 weight percent and the average equivalent is increased compared to the perfluorosulfonic acid resin before treatment. A process for preparing a sulfonic acid resin catalyst and its use as a catalyst in a process for producing polyether glycol by polymerization of tetrahydrofuran or tetrahydrofuran with at least one other alkylene oxide in the presence of the catalyst.

테트라히드로푸란(THF)의 단일중합체(폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)로도 공지됨)는 폴리우레탄 및 다른 엘라스토머에서 연질 세그먼트(segment)로서 사용하는 것이 주지되어 있다. 이러한 단일중합체는 폴리우레탄 엘라스토머 및 섬유에 우수한 동적 특성을 부여한다. THF와 1종 이상의 다른 시클릭 에테르의 공중합체(코폴리에테르 글리콜로도 공지됨)는 유사한 용도, 특히 시클릭 에테르에 의해 부여되는 감소된 결정화도가, 이러한 공중합체를 연질 세그먼트로서 함유하는 폴리우레탄의 특정한 동적 특성을 개선할 수 있는 용도에 사용하는 것이 공지되어 있다. 이러한 목적으로 사용되는 시클릭 에테르 중에 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드가 있다.Homopolymers of tetrahydrofuran (THF), also known as polytetramethylene ether glycol (PTMEG), are well known for use as soft segments in polyurethanes and other elastomers. Such homopolymers impart excellent dynamic properties to polyurethane elastomers and fibers. Copolymers of THF with one or more other cyclic ethers (also known as copolyether glycols) are polyurethanes containing similar copolymers, especially the reduced degree of crystallinity imparted by cyclic ethers, containing such copolymers as soft segments. It is known to use for applications that can improve the specific dynamic properties of. Among the cyclic ethers used for this purpose are ethylene oxide and propylene oxide.

THF 단일중합체 및 THF와 1종 이상의 다른 시클릭 에테르의 공중합체가 당업계에 주지되어 있다. 이들의 제조는, 예컨대 헤인손(Heinsohn) 등의 미국특허 제4,163,115호, 프룩마이어(Pruckmayr)의 미국특허 제4,120,903호 및 동 제4,139,567호, 및 미국특허 제4,153,786호에 개시되어 있다. 이러한 단일중합체 및 공중합체는, 예컨대 문헌 ["Polytetrahydrofuran" by P. Dreyfuss (Gordon & Breach, N.Y. 1982)]에 기술된, 임의의 공지된 시클릭 에테르 중합 방법에 의해 제조될 수 있다. 이러한 중합 방법은 강한 양성자 산 또는 루이스 산에 의한, 헤테로폴리산에 의한, 및 퍼플루오로술폰산 또는 산 수지에 의한 촉매반응을 포함한다. 일부의 경우에서, 미국특허 제4,163,115호에 개시된 중합 촉진제, 예컨대 카르복실산 무수물을 사용하는 것이 유익할 수 있다. 이러한 경우에, 주요 중합체 생성물은 디에스테르이며, 이는 목적하는 폴리에테르 글리콜을 얻기 위해 후속 단계에서 가수분해될 필요가 있다.THF homopolymers and copolymers of THF with one or more other cyclic ethers are well known in the art. Their preparation is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,163,115 to Heinsohn et al., US Pat. Nos. 4,120,903 and 4,139,567, and US Pat. No. 4,153,786 to Pruckmayr. Such homopolymers and copolymers can be prepared by any known cyclic ether polymerization process, such as described in "Polytetrahydrofuran" by P. Dreyfuss (Gordon & Breach, N.Y. 1982). Such polymerization methods include catalysis with strong protonic or Lewis acids, with heteropolyacids, and with perfluorosulfonic acid or acid resins. In some cases, it may be beneficial to use polymerization promoters such as carboxylic anhydrides disclosed in US Pat. No. 4,163,115. In this case, the main polymer product is the diester, which needs to be hydrolyzed in a subsequent step to obtain the desired polyether glycol.

예컨대, 미국특허 제4,139,567호 및 동 제4,163,115호에서와 같이 THF의 중합 또는 THF와 다른 알킬렌 옥시드의 공중합에 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 산 촉매를 사용하는 경우, 수지 침출을 방지하기 어렵다는 것을 발견하였다. 이는 중합 방법의 상업적 유효성의 전체적인 감소, 탁한(cloudy) 생성물, 및 휴지 기간 및 세척과 관련된 비용의 증가를 야기한다.For example, when an acid catalyst including a perfluorosulfonic acid resin is used for polymerization of THF or copolymerization of THF with other alkylene oxides, as in US Pat. Nos. 4,139,567 and 4,163,115, it is difficult to prevent resin leaching. I found that. This leads to an overall reduction in the commercial effectiveness of the polymerization process, cloudy products, and an increase in costs associated with downtime and washing.

본 발명은 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 개선된 촉매의 단순하고 경제적인 제조 방법, 수득된 개선된 촉매, 및 THF의 중합 또는 THF와 1종 이상의 다른 시클릭 에테르, 예컨대 알킬렌 옥시드의 공중합 방법에서의 그의 용도를 제공하며, 이는 중합 공정 동안 수지 침출을 방지하거나 최소화시켜 상업적으로 바람직한 투명 생성물을 생성한다. 이 방법은, 예컨대 평균 당량(EW)이 약 600 내지 약 2000 g/몰 H+인 퍼플루오로술폰산 수지 촉매를 처리하여, 이로부터 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분 약 2 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 내지 약 15 중량%를 제거하는 것을 포함한다. 처리 방법은 퍼플루오로술폰산 수지를 그의 최대 가용성 성분의 약 2 내지 약 20 중량%를 제거하고 그의 평균 당량을 증가시키는데 충분한 온도, 압력 및 접촉 시간의 조건에서 탈이온수와 접촉시키는 단계를 포함한다.The present invention provides a simple and economical process for producing an improved catalyst comprising a perfluorosulfonic acid resin, the improved catalyst obtained, and the polymerization of THF or copolymerization of THF with one or more other cyclic ethers such as alkylene oxides. Its use in the process provides, which prevents or minimizes resin leaching during the polymerization process to produce commercially desirable transparent products. The process comprises, for example, treating a perfluorosulfonic acid resin catalyst having an average equivalent weight (EW) of about 600 to about 2000 g / mol H + , from about 2 to about 20 weight percent of the maximum soluble component of the perfluorosulfonic acid resin. Such as removing from about 2 to about 15 weight percent. The treatment method comprises contacting the perfluorosulfonic acid resin with deionized water at conditions of temperature, pressure and contact time sufficient to remove about 2 to about 20 weight percent of its maximum soluble component and increase its average equivalent weight.

개선된 촉매를 이용한 THF 중합 또는 공중합 방법은 특정한 작동 모드, 즉 배치 또는 연속 방법, 또는 미국특허 제4,139,567호 및 동 제6,989,432호에 개시된 THF 중합 또는 THF 공중합을 위하여 미국특허 제 4,163,115호에 개시된 아세트산 무수물 촉진 방법 또는 미국특허 제4,120,903호에 개시된 비촉진 방법에 제한되지 않는다.The THF polymerization or copolymerization process using an improved catalyst is described in certain modes of operation, namely batch or continuous processes, or acetic anhydride disclosed in US Pat. No. 4,163,115 for THF polymerization or THF copolymerization as disclosed in US Pat. Nos. 4,139,567 and 6,989,432. It is not limited to a facilitation method or a non-promoting method disclosed in US Pat. No. 4,120,903.

상기 사항을 고려한 집중 연구의 결과로, 평균 분자량이 약 200 달톤 내지 약 5000 달톤인 폴리에테르 글리콜 또는 코폴리에테르 글리콜, 예컨대 폴리(테트라메틸렌-코-에틸렌에테르) 글리콜의 제조 방법에 사용하기 위한, 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 개선된 촉매를 제공할 수 있으며, 상기 방법은 유의한 촉매 수지 침출에 의해 방해받지 않는다는 것을 발견하였다. 개선된 촉매를 제공하는 방법은 퍼플루오로술폰산 수지, 예컨대 평균 당량(EW)이 약 600 내지 약 2000 g/몰 H+인 퍼플루오로술폰산 수지를 처리하여, 이로부터 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분의 약 2 중량% 이상, 예컨대 약 2 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 내지 약 15 중량%를 제거하여 개선된 촉매를 제공하는 것을 포함한다. 본 발명의 개선된 촉매를 이용한 중합 방법은 적절히, 퍼플루오로술폰산 수지 촉매를 사용하기 위한 임의의 공지된 방법, 예컨대 본원에 언급된 방법일 수 있다.As a result of the intensive study in consideration of the above, for use in a method of preparing polyether glycol or copolyether glycol, such as poly (tetramethylene-co-ethyleneether) glycol, having an average molecular weight of about 200 Daltons to about 5000 Daltons, It was found that improved catalysts can be provided that include perfluorosulfonic acid resins, and that the process is not disturbed by significant catalyst resin leaching. The process for providing an improved catalyst comprises treating a perfluorosulfonic acid resin, such as a perfluorosulfonic acid resin having an average equivalent weight (EW) of about 600 to about 2000 g / mol H + , from which the maximum of perfluorosulfonic acid resin is obtained. Removing at least about 2%, such as about 2% to about 20%, such as about 2% to about 15% by weight of the soluble component to provide an improved catalyst. The polymerization process using the improved catalyst of the present invention may suitably be any known method for using a perfluorosulfonic acid resin catalyst, such as the method mentioned herein.

본원에 사용된 용어 "중합"은, 달리 나타내지 않으면 그 의미 내에 용어 "공중합"을 포함한다.The term "polymerization" as used herein, unless otherwise indicated, includes the term "copolymerization" within its meaning.

본원에 사용된 용어 "PTMEG"는 달리 나타내지 않으면 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 의미한다. PTMEG는 폴리옥시부틸렌 글리콜로도 공지되어 있다.As used herein, the term "PTMEG" means polytetramethylene ether glycol unless otherwise indicated. PTMEG is also known as polyoxybutylene glycol.

본원에 단수형으로 사용된 용어 "코폴리에테르 글리콜"은 달리 나타내지 않으면 테트라히드로푸란과 1종 이상의 다른 시클릭 에테르, 예컨대 1,2-알킬렌 옥시드의 공중합체를 의미하며, 이는 폴리옥시부틸렌 폴리옥시알킬렌 글리콜로도 공지되어 있다. 코폴리에테르 글리콜의 예는 테트라히드로푸란과 에틸렌 옥시드의 공중합체이다. 이러한 코폴리에테르 글리콜은 폴리(테트라메틸렌-코-에틸렌에테르) 글리콜로도 공지되어 있다.As used herein in the singular form "copolyether glycol" means a copolymer of tetrahydrofuran and one or more other cyclic ethers, such as 1,2-alkylene oxide, unless otherwise indicated, which refers to polyoxybutylene Also known as polyoxyalkylene glycols. Examples of copolyether glycols are copolymers of tetrahydrofuran and ethylene oxide. Such copolyether glycols are also known as poly (tetramethylene-co-ethyleneether) glycols.

본원에 사용된 용어 "THF"는 달리 나타내지 않으면 테트라히드로푸란을 의미하며, 그 의미 내에 THF와 공중합이 가능한 알킬 치환된 테트라히드로푸란, 예컨대 2-메틸테트라히드로푸란, 3-메틸테트라히드로푸란 및 3-에틸테트라히드로푸란을 포함한다.As used herein, the term “THF” means tetrahydrofuran, unless otherwise indicated, and alkyl substituted tetrahydrofuran copolymerizable with THF within the meaning, such as 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran and 3 Ethyltetrahydrofuran.

본원에 사용된 용어 "알킬렌 옥시드"는 달리 나타내지 않으면 알킬렌 옥시드 고리에 2 개, 3 개 또는 4 개의 탄소 원자를 함유한 화합물을 의미한다. 알킬렌 옥시드는 비치환되거나, 또는 예컨대 1 개 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬, 또는 비치환되거나 1 개 또는 2 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 및/또는 알콕시, 또는 할로겐 원자, 예컨대 염소 또는 불소로 치환된 아릴로 치환될 수 있다. 이러한 화합물의 예는 에틸렌 옥시드; 1,2-프로필렌 옥시드; 1,3-프로필렌 옥시드; 1,2-부틸렌 옥시드; 1,3-부틸렌 옥시드; 2,3-부틸렌 옥시드; 스티렌 옥시드; 2,2-비스-클로로메틸-1,3-프로필렌 옥시드; 에피클로로히드린; 퍼플루오로알킬 옥시란, 예컨대 (1H,1H-퍼플루오로펜틸) 옥시란; 및 이들의 조합을 포함한다.As used herein, the term "alkylene oxide" means a compound containing two, three or four carbon atoms in the alkylene oxide ring unless otherwise indicated. Alkylene oxides are unsubstituted or linear or branched alkyl having 1 to 6 carbon atoms, or alkyl and / or alkoxy having unsubstituted or 1 or 2 carbon atoms, or halogen atoms such as chlorine Or aryl substituted with fluorine. Examples of such compounds include ethylene oxide; 1,2-propylene oxide; 1,3-propylene oxide; 1,2-butylene oxide; 1,3-butylene oxide; 2,3-butylene oxide; Styrene oxide; 2,2-bis-chloromethyl-1,3-propylene oxide; Epichlorohydrin; Perfluoroalkyl oxiranes such as (1H, 1H-perfluoropentyl) oxirane; And combinations thereof.

본 발명은 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 개선된 산 촉매의 제조 방법을 포함한다. 이 방법은 개선된 촉매를 제공하기 위해, 퍼플루오로술폰산 수지를 처리하여, 이로부터 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분의 약 2 중량% 이상, 예컨대 약 2 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 내지 약 15 중량%를 제거하는 것을 포함한다. 본 발명은 이러한 방법에 의해 제공되는, 처리되어 개선된 촉매를 더 포함한다. 본 발명은 THF의 중합 또는 THF와 1종 이상의 다른 시클릭 에테르, 예컨대 알킬렌 옥시드의 공중합 방법에서 이러한 개선된 촉매의 용도를 더 포함하며, 이는 중합 공정 동안 수지 침출을 방지하거나 최소화시켜 상업적으로 바람직한 투명 생성물을 생성하게 한다.The present invention includes a process for preparing an improved acid catalyst comprising a perfluorosulfonic acid resin. The process treats the perfluorosulfonic acid resin to provide an improved catalyst, from which at least about 2% by weight, such as about 2 to about 20% by weight, such as about 2, of the maximum soluble component of the perfluorosulfonic acid resin To about 15% by weight. The present invention further includes a treated and improved catalyst provided by this process. The present invention further includes the use of such an improved catalyst in the polymerization of THF or copolymerization of THF with one or more other cyclic ethers, such as alkylene oxides, which prevents or minimizes leaching of the resin during the polymerization process. To produce the desired clear product.

본 발명의 일 실시양태는, (1) 퍼플루오로술폰산 수지, 예컨대 평균 당량(EW)이 약 600 내지 약 2000 g/몰 H+인 퍼플루오로술폰산 수지, 예컨대 당량이 약 600 내지 약 1070 g/몰 H+인 퍼플루오로술폰산 수지 및 물, 예컨대 탈이온수를 약 1/1 내지 약 1/20, 예컨대 약 1/2 내지 약 1/15의 수지/물 중량비로 압력 용기, 예컨대 오토클레이브에, 예컨대 약 500 psig 이상의 압력 정격(pressure rating)으로 채우는 단계, (2) 퍼플루오로술폰산 수지로부터 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분의 약 2 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 내지 약 15 중량%를 제거하는데 충분한 승온으로 압력 용기의 내용물을 가열하여, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 생성물을 생성하는 단계, 및 (3) 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 생성물을 회수하는 단계를 포함한다. 단계 (1)의 수지/물 중량비는, 예컨대 약 1/4 내지 약 1/10일 수 있다. 단계 (2)의 승온은, 바람직하게는 압력 용기 내용물을 적어도 부분적인 액체 형태로 유지하는데 충분한, 예컨대 약 150 ℃ 내지 약 210 ℃이다. 단계 (2)의 접촉 시간은 약 12 시간 이하, 예컨대 약 1 내지 약 12 시간, 예컨대 약 1 내지 약 8 시간일 수 있으며, 이는 수지의 최대 가용성 성분의 적어도 일부를 제거하는데 충분하다. 이러한 실시양태에서, 압력 용기의 내용물은, 예컨대 진탕(shaking) 또는 혼합에 의해, 예컨대 약 60 내지 약 300 rpm으로 교반될 수 있다. 압력 용기 내의 압력은 압력 용기에 액체의 물을 제공하는데 충분하도록 유지된다.In one embodiment of the invention, (1) a perfluorosulfonic acid resin, such as a perfluorosulfonic acid resin having an average equivalent weight (EW) of about 600 to about 2000 g / mol H + , such as an equivalent of about 600 to about 1070 g / Molar H + phosphorus perfluorosulfonic acid resin and water, such as deionized water, are added to a pressure vessel such as an autoclave at a resin / water weight ratio of about 1/1 to about 1/20, such as about 1/2 to about 1/15. For example, filling with a pressure rating of at least about 500 psig, (2) from about 2 to about 20 weight percent, such as from about 2 to about 15 weight, of the maximum soluble component of the perfluorosulfonic acid resin from the perfluorosulfonic acid resin Heating the contents of the pressure vessel to an elevated temperature sufficient to remove the% to produce a treated perfluorosulfonic acid resin product, and (3) recovering the treated perfluorosulfonic acid resin product. The resin / water weight ratio of step (1) may be for example about 1/4 to about 1/10. The elevated temperature of step (2) is preferably sufficient, such as from about 150 ° C to about 210 ° C, to maintain the pressure vessel contents in at least partial liquid form. The contact time of step (2) may be about 12 hours or less, such as about 1 to about 12 hours, such as about 1 to about 8 hours, which is sufficient to remove at least some of the maximum soluble components of the resin. In such embodiments, the contents of the pressure vessel may be stirred at, for example, about 60 to about 300 rpm, such as by shaking or mixing. The pressure in the pressure vessel is maintained sufficient to provide liquid water to the pressure vessel.

본 발명의 개선된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매는 최대 가용성 성분이 원래의 물질에 비해 감소된 수지를 포함한다. 원래의 퍼플루오로술폰산 수지로부터의 최대 가용성 성분의 감소율은 원래의 가용성 성분의 약 2 중량% 이상, 예컨대 약 2 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 내지 약 15 중량%이다. 본 발명의 개선된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매의 비제한적인 예는 원래의 최대 가용성 성분의 약 3, 5 또는 10 중량%가 제거된 수지를 포함한다. 본 발명의 개선된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매가 원래의 퍼플루오로술폰산 수지와 차별화되는 다른 특성은, 예컨대 약 10 g/몰 H+ 이상 증가된 평균 분자 당량을 포함한다. 예컨대, 원래의 산 수지의 EW가 약 600 내지 약 2000 g/몰 H+인 경우, 개선된 퍼플루오로술폰산 수지 촉매의 평균 분자 당량은 약 610 내지 약 2010 g/몰 H+일 것이다. 보다 구체적으로, EW가 약 1070 g/몰 H+인 원래의 퍼플루오로술폰산 수지 촉매는 본 발명에 따른 처리 후에 EW가 약 1080 g/몰 H+ 이상일 것이다.The improved perfluorosulfonic acid resin catalyst of the present invention comprises a resin in which the maximum soluble component is reduced compared to the original material. The reduction rate of the maximum soluble component from the original perfluorosulfonic acid resin is at least about 2% by weight, such as about 2 to about 20% by weight, such as about 2 to about 15% by weight, of the original soluble component. Non-limiting examples of improved perfluorosulfonic acid resin catalysts of the present invention include resins in which about 3, 5, or 10 weight percent of the original maximum soluble component is removed. Other properties that distinguish the improved perfluorosulfonic acid resin catalyst of the present invention from the original perfluorosulfonic acid resins include, for example, increased average molecular equivalents of at least about 10 g / mol H + . For example, if the EW of the original acid resin is about 600 to about 2000 g / mol H + , the average molecular equivalent of the improved perfluorosulfonic acid resin catalyst will be about 610 to about 2010 g / mol H + . More specifically, the original perfluorosulfonic acid resin catalyst having an EW of about 1070 g / mol H + will have an EW of at least about 1080 g / mol H + after treatment according to the invention.

본 발명의 다른 실시양태는 THF의 중합 또는 THF와 다른 시클릭 에테르, 예컨대 알킬렌 옥시드의 공중합 방법에 관한 것이며, 이는 중합 공정 동안 촉매 수지 침출을 방지하거나 최소화한다.Another embodiment of the invention relates to a process for the polymerization of THF or a copolymerization of THF with other cyclic ethers such as alkylene oxides, which prevents or minimizes leaching of the catalyst resin during the polymerization process.

개선된 촉매를 이용하는 본 발명의 방법에서 반응물로 사용되는 THF는 상업적으로 입수가능한 것들 중 임의의 것일 수 있다. 통상적으로, THF는 물 함량이 약 0.03 중량% 미만이고 퍼옥시드 함량이 약 0.005 중량% 미만이다. THF가 불포화 화합물을 함유하는 경우, 불포화 화합물의 농도는 본 발명의 중합 방법 또는 그의 중합 생성물에 악영향을 주지 않도록 되어야 한다. 예컨대, 일부 용도의 경우에는 본 발명의 폴리에테르 또는 코폴리에테르 글리콜 생성물이, 예컨대 약 40 APHA 단위 미만과 같이, 매우 낮은 APHA 색을 갖는 것이 바람직하다. 필요한 경우, THF와 공중합 가능한, 하나 이상의 알킬 치환된 THF가 THF의 약 0.1 내지 약 70 중량%의 양으로 공반응물로서 사용될 수 있다. 이러한 알킬 치환된 THF의 예는 2-메틸테트라히드로푸란, 3-메틸테트라히드로푸란 및 3-에틸테트라히드로푸란을 포함한다.The THF used as reactant in the process of the present invention using an improved catalyst can be any of those commercially available. Typically, THF has a water content of less than about 0.03 weight percent and a peroxide content of less than about 0.005 weight percent. If THF contains an unsaturated compound, the concentration of the unsaturated compound should be such that it does not adversely affect the polymerization method or the polymerization product thereof. For example, for some applications it is desirable for the polyether or copolyether glycol products of the invention to have very low APHA colors, such as less than about 40 APHA units. If desired, one or more alkyl substituted THFs, copolymerizable with THF, may be used as the co-reactant in an amount from about 0.1 to about 70 weight percent of THF. Examples of such alkyl substituted THFs include 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran and 3-ethyltetrahydrofuran.

개선된 촉매를 이용하는 본 발명의 방법에서 시클릭 에테르 반응물로 사용되는 알킬렌 옥시드는, 상기 나타낸 바와 같이 알킬렌 옥시드 고리에 2 개, 3 개 또는 4 개의 탄소 원자를 함유한 화합물일 수 있다. 알킬렌 옥시드는, 예컨대 에틸렌 옥시드; 1,2-프로필렌 옥시드; 1,3-프로필렌 옥시드; 1,2-부틸렌 옥시드; 2,3-부틸렌 옥시드; 1,3-부틸렌 옥시드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 알킬렌 옥시드는 물 함량이 약 0.03 중량% 미만, 전체 알데히드 함량이 약 0.01 중량% 미만, 및 산도(아세트산)가 약 0.002 중량% 미만이다. 알킬렌 옥시드는 유색성 및 비휘발성 잔류물이 적어야 한다.The alkylene oxide used as the cyclic ether reactant in the process of the invention using an improved catalyst may be a compound containing two, three or four carbon atoms in the alkylene oxide ring as indicated above. Alkylene oxides are, for example, ethylene oxide; 1,2-propylene oxide; 1,3-propylene oxide; 1,2-butylene oxide; 2,3-butylene oxide; 1,3-butylene oxide and combinations thereof. Preferably, the alkylene oxide has a water content of less than about 0.03% by weight, a total aldehyde content of less than about 0.01% by weight, and an acidity (acetic acid) of less than about 0.002% by weight. Alkylene oxides should be low in color and nonvolatile residues.

예컨대, 알킬렌 옥시드 반응물이 에틸렌 옥시드(EO)인 경우, 이는 상업적으로 입수가능한 것들 중 임의의 것일 수 있다. 예컨대, EO는 물 함량이 약 0.03 중량% 미만, 전체 알데히드 함량이 약 0.01 중량% 미만, 및 산도(아세트산)가 약 0.002 중량% 미만일 수 있다. EO는 유색성 및 비휘발성 잔류물이 적어야 한다.For example, if the alkylene oxide reactant is ethylene oxide (EO), it may be any of those commercially available. For example, EO may have a water content of less than about 0.03 weight percent, a total aldehyde content of less than about 0.01 weight percent, and an acidity (acetic acid) of less than about 0.002 weight percent. EO should be low in color and nonvolatile residues.

본 발명의 중합 방법에 사용하기에 적합한 반응성 수소 원자를 함유하는 화합물의 예는 물, 1,4-부탄디올, 분자량이 약 162 내지 약 400 달톤인 PTMEG, 분자량이 약 134 내지 400 달톤인 코폴리에테르 글리콜 및 이들의 조합을 포함한다. 반응성 수소 원자를 함유하는 화합물로 사용하기에 적합한 코폴리에테르 글리콜의 예는 분자량이 약 134 내지 약 400 달톤인 폴리(테트라메틸렌-코-에틸렌에테르) 글리콜이다.Examples of compounds containing reactive hydrogen atoms suitable for use in the polymerization process of the invention include water, 1,4-butanediol, PTMEG having a molecular weight of about 162 to about 400 daltons, copolyethers having a molecular weight of about 134 to 400 daltons Glycols and combinations thereof. Examples of suitable copolyether glycols for use as compounds containing reactive hydrogen atoms are poly (tetramethylene-co-ethyleneether) glycols having a molecular weight of about 134 to about 400 daltons.

본 발명에 의해 개선되는 술폰산 기를 함유하고 선택적으로 카르복실산 기를 갖거나 갖지 않는 적합한 중합체성 촉매 중에서, 미국특허 제4,163,115호 및 동 제5,118,869호에 개시되고 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company)에 의해 상표명 나피온(Nafion)? 하에 상업적으로 공급되는, 중합체 쇄가 술폰산 기 전구체를 함유한 퍼플루오로알킬 비닐 에테르와 테트라플루오로에틸렌 또는 클로로트리플루오로에틸렌의 공중합체인 것들(카르복실산 기를 갖거나 갖지 않음)이 있다. 이러한 중합체성 촉매는 알파-플루오로술폰산을 포함한 중합체로도 지칭된다. 본원에 사용하기 위한 이러한 타입의 촉매의 예는 퍼플루오로술폰산 수지이며, 즉 퍼플루오로카본 주쇄를 포함하고 측쇄가 화학식 -O-CF2CF(CF3)-O-CF2CF2SO3H로 나타내어진다. 이러한 타입의 중합체가 미국특허 제3,282,875호에 개시되어 있으며, 테트라플루오로에틸렌(TFE)과 퍼플루오르화 비닐 에테르 CF2=CF-O-CF2CF(CF3)-O-CF2CF2SO2F, 퍼플루오로 (3,6-디옥사-4-메틸-7-옥텐술포닐 플루오라이드)(PDMOF)의 공중합 후, 술포닐 플루오라이드 기의 가수분해에 의한 술포네이트 기로의 전환, 그리고 목적하는 산 형태로의 전환에 필요한 이온 교환에 의해 제조될 수 있다. Among suitable polymeric catalysts containing sulfonic acid groups and optionally having or without carboxylic acid groups, which are improved by the present invention, disclosed in U.S. Patent Nos. 4,163,115 and 5,118,869 and disclosed in Idupont Nemoir and Campani (EI) Copolymerization of tetrafluoroethylene or chlorotrifluoroethylene with perfluoroalkyl vinyl ethers containing sulfonic acid group precursors containing polymer chains commercially supplied under the trade name Nafion® by du Pont de Nemours and Company There are chain ones (with or without carboxylic acid groups). Such polymeric catalysts are also referred to as polymers including alpha-fluorosulfonic acid. An example of this type of catalyst for use herein is a perfluorosulfonic acid resin, ie comprising a perfluorocarbon backbone and the side chain is of the formula -O-CF 2 CF (CF 3 ) -O-CF 2 CF 2 SO 3 It is represented by H. Polymers of this type are disclosed in U.S. Patent No. 3,282,875, wherein tetrafluoroethylene (TFE) and perfluorinated vinyl ethers CF 2 = CF-O-CF 2 CF (CF 3 ) -O-CF 2 CF 2 SO 2F , conversion of perfluoro (3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride) (PDMOF) to conversion to sulfonate groups by hydrolysis of sulfonyl fluoride groups, and It can be prepared by the ion exchange required for the conversion to the desired acid form.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 개선된 촉매는 분말 형태로, 또는 성형체, 예컨대 비드, 원통형 압출물, 구, 고리, 나선 또는 그래뉼의 형태로 사용될 수 있다.The improved catalysts that can be used according to the invention can be used in powder form or in the form of shaped bodies such as beads, cylindrical extrudates, spheres, rings, helixes or granules.

본 발명의 중합 단계는 용매를 이용하여 또는 용매 없이 수행될 수 있다. 과잉의 THF가 중합 공정 단계를 위한 용매로 작용할 수 있거나, 필요하다면 불활성 용매, 예컨대 하나 이상의 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소가 사용될 수 있다. 또한, 알킬렌 옥시드(들) 공단량체의 이량체(들), 예컨대 에틸렌 옥시드의 경우 1,4-디옥산을 단독으로 또는 다른 용매, 예컨대 THF와 함께 용매로 사용할 수 있다.The polymerization step of the present invention can be carried out with or without solvent. Excess THF can serve as a solvent for the polymerization process step, or if necessary an inert solvent such as one or more aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons can be used. In addition, dimer (s) of alkylene oxide (s) comonomers, such as 1,4-dioxane for ethylene oxide, may be used alone or in combination with other solvents such as THF.

본 발명의 중합 단계는 일반적으로 약 0 ℃ 내지 약 120 ℃, 예컨대 약 40 ℃ 내지 약 80 ℃, 예컨대 약 40 ℃ 내지 약 72 ℃에서 수행될 수 있다. 중합 단계에 사용되는 압력은 일반적으로 중합의 결과에 중요하지 않으며, 대기압, 중합 시스템의 자가(autogenous) 압력 및 승압과 같은 압력이 사용될 수 있다.The polymerization step of the present invention may generally be carried out at about 0 ° C to about 120 ° C, such as about 40 ° C to about 80 ° C, such as about 40 ° C to about 72 ° C. The pressure used in the polymerization step is generally not critical to the result of the polymerization and pressures such as atmospheric pressure, autogenous pressure of the polymerization system and elevated pressure may be used.

퍼옥시드의 형성을 방지하기 위해, 본 발명의 방법의 중합 단계는 불활성 기체 분위기 하에서 수행될 수 있다. 본원에 사용하기에 적합한 불활성 기체의 비제한적인 예는 질소, 이산화탄소 또는 희가스를 포함한다.In order to prevent the formation of peroxides, the polymerization step of the process of the invention can be carried out under an inert gas atmosphere. Non-limiting examples of inert gases suitable for use herein include nitrogen, carbon dioxide or rare gases.

본 발명의 중합 단계는 또한 수소의 존재 하에 약 0.1 내지 약 10 bar의 수소 압력에서 수행될 수 있다.The polymerization step of the present invention can also be carried out at a hydrogen pressure of about 0.1 to about 10 bar in the presence of hydrogen.

본 발명의 방법은 연속적으로 수행되거나, 방법 중 하나 이상의 단계가 배치 방식으로 수행될 수 있다.The method of the invention can be carried out continuously or one or more steps of the method can be carried out in a batch manner.

중합 반응은 현탁 또는 고정층 모드에서 연속 공정에 적합한 통상의 반응기 또는 반응기 조립체에서, 예컨대 현탁 공정의 경우에는 루프 반응기 또는 교반식 반응기에서, 또는 고정층 공정의 경우에는 튜브 반응기 또는 고정층 반응기에서 수행될 수 있다. 본 발명의 중합 방법에서, 특히 생성물이 단일 통과(single pass) 모드로 제조되는 경우, 우수한 혼합에 대한 필요성으로 인하여 연속 교반식 탱크 반응기(CSTR)가 바람직하다.The polymerization reaction can be carried out in a conventional reactor or reactor assembly suitable for continuous processes in suspension or fixed bed mode, such as in a loop reactor or a stirred reactor in the case of a suspension process, or in a tube reactor or a fixed bed reactor in the case of a fixed bed process. . In the polymerization process of the present invention, continuous stirred tank reactors (CSTRs) are preferred because of the need for good mixing, especially when the product is produced in single pass mode.

연속 중합 반응기 장치가 사용되는 경우, 개선된 촉매는 필요하다면 반응기(들)에 도입된 후에 예비컨디셔닝될 수 있다. 촉매 예비컨디셔닝의 예는, 80 내지 200 ℃로 가열된 기체, 예컨대 공기 또는 질소에 의한 건조를 포함한다. 개선된 촉매는 또한 예비컨디셔닝 없이 사용될 수 있다.If a continuous polymerization reactor apparatus is used, the improved catalyst may be preconditioned after introduction into the reactor (s), if necessary. Examples of catalyst preconditioning include drying with a gas, such as air or nitrogen, heated to 80 to 200 ° C. Improved catalysts can also be used without preconditioning.

고정층 공정에서, 중합 반응기 장치는 상향류(upflow) 모드(즉, 반응 혼합물이 하부로부터 상향으로 전달됨)로, 또는 하향류 모드(즉, 반응 혼합물이 반응기를 통해 상부로부터 하향으로 전달됨)로 작동될 수 있다.In a fixed bed process, the polymerization reactor apparatus may be operated in an upflow mode (i.e., the reaction mixture is passed from bottom to top) or in a downflow mode (i.e., the reaction mixture is passed from top to bottom through the reactor). Can be.

중합 반응기는 CSTR에서와 같이 생성물의 내부 재순환 없이 단일 통과를 이용하여 작동될 수 있다. 중합 반응기는 또한 순환 모드로 작동될 수 있으며, 즉 반응기를 떠난 중합 혼합물이 순환된다. 순환 모드에서, 재순환 대 공급의 비율은 100:1 미만, 예컨대 50:1 미만, 또는 예컨대 40:1 미만이다.The polymerization reactor can be operated using a single pass without internal recycle of the product as in CSTR. The polymerization reactor can also be operated in a circulation mode, ie the polymerization mixture leaving the reactor is circulated. In the circulation mode, the ratio of recycle to feed is less than 100: 1, such as less than 50: 1, or such as less than 40: 1.

공급물은 기존의 엔지니어링 실무에 통상적인 이송 시스템을 사용하여 배치 방식으로 또는 연속적으로 중합 반응기에 도입될 수 있다.The feed may be introduced into the polymerization reactor either batchwise or continuously using a transfer system conventional to existing engineering practice.

이하의 실시예는 본 발명 및 본 발명의 사용 가능성을 입증한다. 본 발명은 다른 및 상이한 실시양태가 가능하며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 몇몇 상세부분이 다양하고 명백한 측면에서 변경될 수 있다. 따라서, 실시예는 사실상 제한이 아닌 예시로 간주되어야 한다.The following examples demonstrate the invention and the use of the invention. The invention is capable of other and different embodiments, and its several details are capable of modification in various and obvious respects, without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the examples are to be regarded as illustrative in nature and not as restrictive.

물질matter

THF는 켐센트럴사(Chemcentral)로부터 입수하였다. NR50 나피온? 퍼플루오르화 술폰산 수지는 이 아이 듀 폰 디 네모아사(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터 입수하였다. 아세트산 무수물 및 아세트산은 알드리치 케미칼스사(Aldrich Chemicals)로부터 구입하였다. 탈이온수를 사용하였다.THF was obtained from Chemcentral. The NR50 Nafion® perfluorinated sulfonic acid resin was obtained from Idupont Nemoasa (Wilmington, Delaware, USA). Acetic anhydride and acetic acid were purchased from Aldrich Chemicals. Deionized water was used.

분석 방법Analytical Method

공중합체로의 전환율은 반응기 배출구로부터 수집된 조 생성물 혼합물 중 비휘발성 물질의 중량%로 정의되며, 통상적으로 약 2 시간 초과 동안 조 생성물 혼합물 중 휘발성 물질을 제거하는 진공 오븐(130 ℃ 및 약 200 mmHg)에 의해 측정되었다.Conversion to copolymer is defined as the weight percent of nonvolatiles in the crude product mixture collected from the reactor outlet, typically a vacuum oven (130 ° C. and about 200 mm Hg) that removes volatiles in the crude product mixture for more than about 2 hours. Was measured by.

조 THF 중합 용액의 탁도는 VWR Catalog No. 66120-200 탁도계에 의해 결정하였다(NTU 단위).The turbidity of the crude THF polymerization solution was determined by VWR Catalog No. Determined by 66120-200 turbidimeter (in NTU).

실시예Example

모든 부 및 %는 달리 나타내지 않으면 중량을 기준으로 한다.All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

촉매 예비처리Catalyst Pretreatment

실시예 1-9Example 1-9

당량(EW)이 1070 g/몰 H+인 나피온? 퍼플루오르화 술폰산 수지 1 부로 칭량된 9 개의 개별적인 부분들(실시예 1-9) 및 탈이온수 2 또는 6 부를 개별적인 시간에서 약 500 psig의 압력 정격으로 깨끗한 500 ml 스테인레스강 오토클레이브에 채웠다. 오토클레이브의 내용물을 약 200 rpm으로 교반하여 교반 하에서 170 ℃ 내지 210 ℃ 범위의 다양한 온도로 가열하고 2, 4 또는 8 시간의 다양한 시간 동안 각각의 온도에서 유지시켰다. 이후, 처리된 퍼플루오르화 술폰산 수지를 오토클레이브로부터 회수하고 칭량하였다. 또한, 샘플 2, 3, 7 및 8로부터 회수한 물질의 EW를 측정하였다. 이러한 처리 샘플의 결과를 하기 표 Ⅰ에 나타낸다.Nine separate portions (Examples 1-9) weighed with 1 part of Nafion® perfluorinated sulfonic acid resin having an equivalent weight (EW) of 1070 g / mol H + and 2 or 6 parts of deionized water at an individual time of about 500 psig Filled in clean 500 ml stainless steel autoclave at pressure rating. The contents of the autoclave were stirred at about 200 rpm, heated to various temperatures in the range of 170 ° C. to 210 ° C. under stirring and maintained at each temperature for various times of 2, 4 or 8 hours. The treated perfluorinated sulfonic acid resin was then recovered from the autoclave and weighed. In addition, EW of materials recovered from Samples 2, 3, 7 and 8 were measured. The results of these treated samples are shown in Table I below.

[표 Ⅰ]TABLE I

Figure pct00001
Figure pct00001

실시예 1 내지 9(수지 샘플 1 내지 9)의 결과는, 처리 수지/물 비율, 온도 및 시간이 제거된 최대 가용성 수지 성분의 용해량에 중요한 영향력을 갖는다는 것을 보여준다. 특히, 낮은 처리 수지/물 비율, 높은 처리 온도 및 더 긴 처리 시간이 더 많은 양의 최대 가용성 수지 성분 용해로 이어진다.The results of Examples 1-9 (Resin Samples 1-9) show that the treatment resin / water ratio, temperature and time have a significant impact on the dissolution amount of the maximum soluble resin component removed. In particular, low treatment resin / water ratios, high treatment temperatures and longer treatment times lead to higher amounts of soluble resin component dissolution.

실시예 10-12Example 10-12

당량(EW)이 1060 g/몰 H+인 나피온? 상표 퍼플루오르화 술폰산 수지 촉매 NR50 1부로 칭량된 3 개의 개별적인 부분들(실시예 10-12)을 제조하였다. 실시예 10 부분은 한쪽에 놔두었다. 2 개의 개별적인 실험으로, 실시예 11 및 12 부분 및 탈이온수 6 부를 각각 약 500 psig 이상의 압력 정격으로 깨끗한 300 ml 하스텔로이-C(Hastelloy-C) 오토클레이브에 채웠다. 실시예 11 실험의 경우 오토클레이브의 전체 충전량은 실시예 12 실험의 충전량의 2 배였다. 오토클레이브의 내용물을 약 250 rpm으로 교반하여 교반 하에서 180 ℃로 가열하고 2.5 시간 동안 그 온도에서 유지시켰다. 이후, 처리된 퍼플루오르화 술폰산 수지를 오토클레이브로부터 회수하고, 각각 탈이온수로 5 회 세척하여 칭량하였다.Three separate portions (Examples 10-12) were weighed with 1 part of Nafion® brand perfluorinated sulfonic acid resin catalyst NR50 having an equivalent weight (EW) of 1060 g / mol H + . The part of Example 10 was left to one side. In two separate experiments, 11 and 12 parts and 6 parts of deionized water were each filled in a clean 300 ml Hastelloy-C autoclave at a pressure rating of at least about 500 psig. For Example 11 experiments the total charge of the autoclave was twice that of the Example 12 experiment. The contents of the autoclave were stirred at about 250 rpm, heated to 180 ° C. under stirring and held at that temperature for 2.5 hours. The treated perfluorinated sulfonic acid resin was then recovered from the autoclave and weighed by washing five times with deionized water each.

수지를 각각 3 시간 동안 진공 오븐에서 130℃에서 건조시킨 다음 THF 중합 촉매로서 시험하였다. 약 250 rpm으로 자석 교반 막대를 이용한 교반 하에서 2.5 시간 동안, 건조된 촉매 10 부, THF 84 부, 아세트산 3 부 및 아세트산 무수물 3 부를 사용하여 실온에서 THF 중합을 수행하였다. 먼저 질소 유동 하에서 실온에서 건조된 다음 130 ℃에서 진공 오븐에서 2 시간 동안 건조된 약 2 그램의 작은 샘플의 휘발성 물질을 건조시킴으로써 액체 생성물의 중합체 전환율을 확인하였다. 또한, VWR 66120-200 탁도계를 사용하여 액체 생성물의 탁도를 측정하였다. 이론의 설명에 얽매일 의도는 없지만, 탁도는 THF 중합 공정 동안 촉매 용해의 지표로 여겨진다.The resins were each dried at 130 ° C. in a vacuum oven for 3 hours and then tested as THF polymerization catalysts. THF polymerization was performed at room temperature using 10 parts of dried catalyst, 84 parts of THF, 3 parts of acetic acid and 3 parts of acetic anhydride for 2.5 hours under stirring using a magnetic stir bar at about 250 rpm. The polymer conversion of the liquid product was confirmed by drying about 2 grams of small sample of volatiles first dried at room temperature under nitrogen flow and then dried at 130 ° C. for 2 hours in a vacuum oven. In addition, the turbidity of the liquid product was measured using a VWR 66120-200 turbidimeter. While not wishing to be bound by theory, the turbidity is believed to be an indicator of catalyst dissolution during the THF polymerization process.

또한, THF 중합 공급물의 탁도를 측정하였고, 0.1 NTU임을 확인하였다. 미처리된 촉매(실시예 10) 및 처리된 촉매(실시예 11 및 12)를 사용한 경우의 탁도 결과를 하기 표 Ⅱ에 나타낸다. 미처리된 촉매는 유의하게 낮은 THF 전환율을 나타내었다. 이론의 설명에 얽매일 의도는 없지만, 미처리된 촉매에서의 관찰된 낮은 전환율은 생성 혼합물 중에 용해된 수지 촉매에 의해 촉매화된 THF 중합체의 해중합으로 인한 것으로 여겨진다. 오븐 건조 단계 동안 이러한 해중합이 관찰되었다.In addition, the turbidity of the THF polymerization feed was measured and found to be 0.1 NTU. Turbidity results when using an untreated catalyst (Example 10) and a treated catalyst (Examples 11 and 12) are shown in Table II below. Untreated catalysts showed significantly lower THF conversion. While not wishing to be bound by theory, it is believed that the low conversion observed in the untreated catalyst is due to the depolymerization of the THF polymer catalyzed by the resin catalyst dissolved in the product mixture. This depolymerization was observed during the oven drying step.

[표 Ⅱ]TABLE II

Figure pct00002
Figure pct00002

실시예 10 내지 12의 결과는 THF 중합 공정에서 퍼플루오로술폰산 수지 촉매의 침출량을 감소시키는데 있어서 본 발명의 처리 방법의 유효성을 보여준다. 이는 THF 중합 또는 공중합의 안정성을 개선시킨다. 미처리된 수지 촉매에 비해, 본 발명에 따라 처리된 수지 촉매는 중합 생성물 용액의 탁도에 의해 예시된 바와 같이 THF의 중합 동안 매우 유의한 촉매 침출 감소를 제공하였다.The results of Examples 10-12 show the effectiveness of the treatment method of the present invention in reducing the leaching amount of the perfluorosulfonic acid resin catalyst in the THF polymerization process. This improves the stability of THF polymerization or copolymerization. Compared to the untreated resin catalyst, the resin catalyst treated according to the present invention provided a very significant reduction in catalyst leaching during the polymerization of THF as exemplified by the turbidity of the polymerization product solution.

본원에 인용된 모든 특허, 특허 출원, 시험 절차, 우선권 문헌, 글, 공보, 매뉴얼 및 기타 문헌은 그 기재내용이 본 발명과 모순되지 않는 범위에서, 그리고 도입을 허용하는 모든 국가에 있어서 참조로 전체가 도입된다.All patents, patent applications, test procedures, priority documents, articles, publications, manuals, and other documents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety to the extent that their descriptions do not contradict the present invention and in all countries where introduction is permitted. Is introduced.

본원에 수치적인 하한값 및 수치적인 상한값이 열거된 경우에는 임의의 하한값으로부터 임의의 상한값까지의 범위를 고려한다.Where numerical lower and numerical upper limits are listed herein, ranges from any lower limit to any upper limit are considered.

본 발명의 예시적인 실시양태들은 특정성을 갖고 기술되었지만, 다른 다양한 변형이 명백할 것이며 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 용이하게 이뤄질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본원의 특허청구의 범위는 본원에 기재된 실시예 및 설명에 제한되지 않으며, 특허청구범위는, 본 발명이 관련된 업계의 숙련자에 의해 등가물로 취급되는 모든 특징들을 비롯하여 본 발명에 속하는 특허가능한 신규성의 모든 특징을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.While exemplary embodiments of the invention have been described with specificity, it will be understood that various other modifications will be apparent and may be readily made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the claims herein is not limited to the examples and descriptions set forth herein, and the claims are patentable novelty belonging to the present invention, including all features that are treated as equivalents by those skilled in the art to which this invention relates. It is intended to be interpreted to include all features of.

Claims (22)

a) 퍼플루오로술폰산 수지와 물을 약 1/1 내지 약 1/20의 수지/물 중량비로 압력 용기에 채우는 단계,
b) 퍼플루오로술폰산 수지로부터 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분 약 2 내지 약 20 중량%를 제거하고 평균 당량을 증가시키는데 충분한 시간 동안 및 승온으로 압력 용기 내용물을 가열하여, 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 생성물을 생성하는 단계, 및
c) 단계 b)의 처리된 퍼플루오로술폰산 수지 생성물을 회수하는 단계
를 포함하는, 퍼플루오로술폰산 수지의 처리 방법.
a) filling the pressure vessel with a perfluorosulfonic acid resin and water at a resin / water weight ratio of about 1/1 to about 1/20,
b) heating the pressure vessel contents at elevated temperature and for a time sufficient to remove about 2 to about 20 weight percent of the maximum soluble component of the perfluorosulfonic acid resin from the perfluorosulfonic acid resin and to increase the average equivalent, thereby reducing the soluble component to about 2 Producing a treated perfluorosulfonic acid resin product that is reduced to about 20 weight percent and increases in average equivalent weight, and
c) recovering the treated perfluorosulfonic acid resin product of step b)
A method of treating perfluorosulfonic acid resin comprising a.
제1항에 있어서, 단계 a)의 수지/물 중량비가 약 1/2 내지 약 1/15이고, 단계 b)의 승온은 오토클레이브 내용물을 적어도 부분적인 액체 형태로 유지하는데 충분한 것인 방법.The method of claim 1 wherein the resin / water weight ratio of step a) is from about 1/2 to about 1/15 and the elevated temperature of step b) is sufficient to maintain the autoclave contents in at least partial liquid form. 제1항에 있어서, 압력 용기 내용물이 단계 b) 동안 기계적으로 교반되는 방법.The method of claim 1 wherein the pressure vessel contents are mechanically stirred during step b). 제2항에 있어서, 단계 b)의 승온이 약 150 ℃ 내지 약 210 ℃이고, 퍼플루오로술폰산 수지의 최대 가용성 성분 약 2 내지 약 15 중량%가 제거되는 방법.The process of claim 2 wherein the elevated temperature of step b) is from about 150 ° C. to about 210 ° C. and from about 2 to about 15 weight percent of the maximum soluble component of the perfluorosulfonic acid resin is removed. 제1항에 있어서, 단계 b)가 약 12 시간 이하의 시간 동안 유지되는 방법.The method of claim 1, wherein step b) is maintained for up to about 12 hours. 제5항에 있어서, 상기 시간이 약 1 내지 약 8 시간인 방법.The method of claim 5, wherein said time is about 1 to about 8 hours. 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지.A treated perfluorosulfonic acid resin, wherein the maximum soluble component is reduced by about 2 to about 20 weight percent and the average equivalent weight is increased compared to the perfluorosulfonic acid resin before treatment. 제7항에 있어서, 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 15 중량% 감소한 퍼플루오로술폰산 수지.8. The perfluorosulfonic acid resin of claim 7, wherein the maximum soluble component is reduced by about 2 to about 15 weight percent relative to the perfluorosulfonic acid resin before treatment. 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한, 처리된 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 촉매의 존재 하에, 약 0 ℃ 내지 약 120 ℃의 중합 온도에서 1종 이상의 테트라히드로푸란 또는 1종 이상의 테트라히드로푸란과 1종 이상의 알킬렌 옥시드를 중합하는 단계를 포함하며, 상기 처리는 최대 가용성 성분 약 2 내지 약 20 중량%를 제거하고 평균 당량을 증가시키는데 충분한 온도, 압력 및 접촉 시간의 조건에서 상기 퍼플루오로술폰산 수지와 탈이온수를 접촉시키는 것을 포함하는, 평균 분자량이 약 200 달톤 내지 약 5000 달톤인 폴리에테르 글리콜 또는 코폴리에테르 글리콜의 제조 방법.Between about 0 ° C. and about 120 ° C., in the presence of a catalyst comprising the treated perfluorosulfonic acid resin, having a reduced maximum soluble component by about 2 to about 20 weight percent and an increased average equivalent weight relative to the perfluorosulfonic acid resin before treatment. Polymerizing at least one tetrahydrofuran or at least one tetrahydrofuran and at least one alkylene oxide at a polymerization temperature, wherein the treatment removes about 2 to about 20 weight percent of the maximum soluble component and averages the equivalent weight. Preparation of polyether glycols or copolyether glycols having an average molecular weight of about 200 Daltons to about 5000 Daltons, comprising contacting said perfluorosulfonic acid resin with deionized water at conditions of temperature, pressure and contact time sufficient to increase the Way. 제9항에 있어서, 알킬렌 옥시드가 에틸렌 옥시드; 1,2-프로필렌 옥시드; 1,3-프로필렌 옥시드; 1,2-부틸렌 옥시드; 2,3-부틸렌 옥시드; 1,3-부틸렌 옥시드; 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.10. The process of claim 9 wherein the alkylene oxide is ethylene oxide; 1,2-propylene oxide; 1,3-propylene oxide; 1,2-butylene oxide; 2,3-butylene oxide; 1,3-butylene oxide; And combinations thereof. 제9항에 있어서, 중합 온도가 약 40 ℃ 내지 약 80 ℃인 방법.10. The process of claim 9 wherein the polymerization temperature is from about 40 ° C to about 80 ° C. 제9항에 있어서, 테트라히드로푸란이 2-메틸테트라히드로푸란, 3-메틸테트라히드로푸란, 3-에틸테트라히드로푸란 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬테트라히드로푸란을 더 포함하는 것인 방법.10. The method of claim 9, wherein the tetrahydrofuran further comprises at least one alkyltetrahydrofuran selected from the group consisting of 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 3-ethyltetrahydrofuran and combinations thereof. How. 제10항에 있어서, 알킬렌 옥시드가 에틸렌 옥시드를 포함하는 방법.The method of claim 10, wherein the alkylene oxide comprises ethylene oxide. 제10항에 있어서, 중합 단계의 온도가 약 40 ℃ 내지 약 72 ℃인 방법.The process of claim 10 wherein the temperature of the polymerization step is from about 40 ° C to about 72 ° C. 제9항에 있어서, 중합 단계가 연속 교반식 탱크 반응기에서 수행되는 방법.10. The process of claim 9, wherein the polymerization step is carried out in a continuous stirred tank reactor. 반응성 수소 원자를 함유하는 1종 이상의 화합물 및 처리 전의 퍼플루오로술폰산 수지에 비해 최대 가용성 성분이 약 2 내지 약 20 중량% 감소하고 평균 당량이 증가한 처리된 퍼플루오로술폰산 수지를 포함하는 촉매의 존재 하에, 약 40 ℃ 내지 약 80 ℃의 중합 온도에서 테트라히드로푸란과 1종 이상의 알킬렌 옥시드를 중합하는 단계를 포함하며, 상기 처리는 최대 가용성 성분의 약 2 내지 약 20 중량%를 제거하고 평균 당량을 증가시키는데 충분한 온도, 압력 및 접촉 시간의 조건에서 상기 퍼플루오로술폰산 수지와 탈이온수를 접촉시키는 것을 포함하는, 평균 분자량이 약 650 달톤 내지 약 5000 달톤인 코폴리에테르 글리콜의 제조 방법.The presence of a catalyst comprising at least one compound containing a reactive hydrogen atom and a treated perfluorosulfonic acid resin having a reduced maximum soluble component of about 2 to about 20 weight percent and an increased average equivalent weight as compared to the perfluorosulfonic acid resin before treatment Under polymerization, polymerizing tetrahydrofuran and at least one alkylene oxide at a polymerization temperature of from about 40 ° C. to about 80 ° C., wherein the treatment removes and averages about 2 to about 20% by weight of the maximum soluble component. A process for preparing copolyether glycols having an average molecular weight of from about 650 daltons to about 5000 daltons, comprising contacting said perfluorosulfonic acid resin with deionized water at conditions of temperature, pressure and contact time sufficient to increase the equivalent weight. 제16항에 있어서, 알킬렌 옥시드가 에틸렌 옥시드; 1,2-프로필렌 옥시드; 1,3-프로필렌 옥시드; 1,2-부틸렌 옥시드; 2,3-부틸렌 옥시드; 1,3-부틸렌 옥시드; 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The compound of claim 16, wherein the alkylene oxide is ethylene oxide; 1,2-propylene oxide; 1,3-propylene oxide; 1,2-butylene oxide; 2,3-butylene oxide; 1,3-butylene oxide; And combinations thereof. 제16항에 있어서, 반응성 수소 원자를 함유하는 화합물이 물, 1,4-부탄디올, 분자량이 약 130 달톤 내지 약 400 달톤인 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜, 분자량이 약 130 달톤 내지 약 400 달톤인 코폴리에테르 글리콜, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The compound of claim 16 wherein the compound containing a reactive hydrogen atom is water, 1,4-butanediol, a poly (tetramethylene ether) glycol having a molecular weight of about 130 Daltons to about 400 Daltons, a molecular weight of about 130 Daltons to about 400 Daltons Copolyether glycol, and combinations thereof. 제16항에 있어서, 테트라히드로푸란이 2-메틸테트라히드로푸란, 3-메틸테트라히드로푸란, 3-에틸테트라히드로푸란 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬테트라히드로푸란을 더 포함하는 것인 방법.The method of claim 16, wherein the tetrahydrofuran further comprises at least one alkyltetrahydrofuran selected from the group consisting of 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 3-ethyltetrahydrofuran and combinations thereof. How. 제16항에 있어서, 중합 단계가 연속 교반식 탱크 반응기에서 수행되는 방법.The process of claim 16, wherein the polymerization step is carried out in a continuous stirred tank reactor. 제17항에 있어서, 알킬렌 옥시드가 에틸렌 옥시드를 포함하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the alkylene oxide comprises ethylene oxide. 제17항에 있어서, 중합 단계의 온도가 약 40 ℃ 내지 약 72 ℃인 방법.18. The process of claim 17, wherein the temperature of the polymerization step is from about 40 ° C to about 72 ° C.
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