KR20140097136A - 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법 - Google Patents

알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의해, (A) 알콕실화용 고체 촉매의 존재하, 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르에 알킬렌옥시드를 부가함에 의해 얻어지는, 알킬렌옥시드 부가 조제물에, 온도를 90℃ 이상 130℃ 이하로 유지하면서, 유기 카르본산 수용액을 첨가하고, 5질량%, 25℃로 측정한 때의 pH를 5 내지 7로 조정하는 공정, 및 (B) 뒤이어, 50℃ 이상 80℃ 이하로 조정한 알킬렌옥시드 부가 조제물의 수분량을, 8질량% 이상 12질량% 이하로 조정하는 공정을 포함하는, 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 촉매 및 부생하는 폴리알킬렌글리콜을, 알킬렌옥시드 부가물로부터 효율적으로 분리 및 제거할 수 있다.

Description

알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ALKYLENE OXIDE ADDUCT}
본 발명은, 목적 생성물로부터, 촉매 및 부생물을 용이하게 분리 및 제거하는 것을 가능하게 하는, 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법에 관한 것이다.
고급알코올, 고급아민 등 활성 수소 함유 화합물이나 고급지방산알킬에스테르에 알킬렌옥시드를 부가하여 제조되는 폴리옥시알킬렌형 비이온 계면활성제는, 친수기가 되는 알킬렌옥시드의 부가 몰수를 적절히 조정함에 의해, 친수성-소수성 밸런스(HLB)를 임의로 컨트롤할 수 있기 때문에, 세정, 유화(乳化), 분산이라는 각종 용도에 널리 이용되고 있다.
이 알킬렌옥시드 부가물의 조제(調製)로서, 알콕실화용 고체 촉매, 특히 알칼리 변성 처리한 알콕실화용 고체 촉매를 사용하여 알킬렌옥시드 부가 몰수 분포가 좁은 반응물을 얻는 방법이 있다. 그러나, 고체 촉매를 사용하는 경우에는, 반응액중에, 중량평균분자량이 1만 이상인 고분자량 폴리에틸렌글리콜 등의 부반응물(副反應物)이 생성되어, 목적물인 알킬렌옥시드 부가물을 고체 촉매로부터 분리할 때의 트러블 원인이 되는 문제가 있다. 구체적으로는, 고체 촉매를 여과 분리할 때의 여과포 눈막힘, 분리 폐기하는 「폐 케이크」 중에의 알킬렌옥시드 부가물의 혼입에 의한 수율의 저하, 목적물인 알킬렌옥시드 부가물에 탁해짐이 생기는 등의 과제가 있어서, 이것을 해결할 것이 필요하였다.
상기 과제에 대해, 촉매의 분리 및 제거를 효율적으로 시행하는 방법으로서, 응집 촉진제로서의 아크릴계 중합체와 물을 알킬렌옥시드 부가 조제물(粗製物)에 접촉시키는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1). 부생(副生)한 폴리알킬렌글리콜을 응집시킴으로써, 알콕실화용 고체 촉매와 분리시켜서 제거하는 방법이다. 그러나, 이 방법은, 고분자량 폴리알킬렌글리콜의 부생량이 많음, 알킬렌옥시드의 부가 몰수가 높은 조제물에 대해서는, 여과성이 반드시 충분하지는 않음, 게다가, 폐기물의 증가나, 비용 증가 등의 결점이 있다.
또한, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 pH 및 수분량을 조정하는 방법이 개시되어 있다(특허 문헌 2). 그러나, 이 방법에서도, 여과에 막대한 시간이 걸리는 것, 또한, 폐기 여과 케이크량이 많은 것 등의 과제가 미해결이었다.
일본 특개평9-262456호 공보 국제공개2008/078768호
본 발명은, 알콕실화용 고체 촉매를 사용하여 알킬렌옥시드 부가물을 제조하는 방법에 있어서, 촉매 및 부생하는 폴리알킬렌글리콜을, 알킬렌옥시드 부가물로부터 효율적으로 분리 및 제거하는 것을 가능하게 하는, 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 알콕실화용 고체 촉매를 사용하여 얻은 알킬렌옥시드 부가 조제물을 가온하고 나서 유기 카르본산 수용액을 첨가하고, 냉각 후, 수분량(水分量)을 적절하게 조정하면, 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜이 효율적으로 응집물을 형성하는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은, (A) 알콕실화용 고체 촉매의 존재하에서, 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르에 알킬렌옥시드를 부가함에 의해 얻어지는, 알킬렌옥시드 부가 조제물에, 온도를 90℃ 이상 130℃ 이하로 유지하면서, 유기 카르본산 수용액을 첨가하고, 5질량%, 25℃로 측정한 때의 pH를 5 내지 7로 조정하는 공정, 및
(B) 뒤이어, 50℃ 이상 80℃ 이하로 조정한 알킬렌옥시드 부가 조제물의 수분량을, 8질량% 이상 12질량% 이하로 조정하는 공정을 포함하는, 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 고체 촉매 및 폴리알킬렌글리콜 부생물을, 알킬렌옥시드 부가물로부터 용이하게 효율 좋게 분리 및 제거하는 것이 가능해진다. 그 결과, 폐기물에 혼입되는 알킬렌옥시드 부가물의 양을 삭감할 수 있기 때문에, 알킬렌옥시드 부가물의 수율이 높아진다. 동시에, 얻어지는 알킬렌옥시드 부가물에 잔존하는 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜의 양이 적은, 청징성(淸澄性)이 높은 알킬렌옥시드 부가물을 얻는 것이 가능해진다.
공정(A)
알콕실화용 고체 촉매의 존재하에서, 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르에 알킬렌옥시드를 부가 반응시켜서 알킬렌옥시드 부가 조제물을 얻는다.
[알콕실화용 고체 촉매]
본 발명에 사용된 「알콕실화용 고체 촉매」로서는, 예를 들면, 금속 이온 첨가 산화마그네슘(일본 특공평6-15038호 공보, 일본 특개평7-227540호 공보, 일본 특개평6-198169호 공보, 일본 특개평6-182206호 공보, 일본 특개평5-170688호 공보), 소성 하이드로탈사이트(일본 특개평2-71841호 공보), 수산화알루미늄·마그네슘 소성물(일본 특개평8-268919호 공보) 등의 Al-Mg계 복합산화물 촉매 등의 알콕실화 고체 촉매를 들 수 있다. 상기 촉매는, 알칼리 변성 처리에 의해 표면 개질하고 있어도 좋다(일본 특개평8-169860호 공보, 일본 특개평8-169861호 공보). 특히, 알칼리 변성 처리한 촉매를 사용하여 반응을 행하면, 잔존하는 미반응 지방산알킬에스테르량이 적고, 알킬렌옥시드 부가 몰수 분포가 극히 좁은 생성물을 얻는 것이 가능해진다. 본 발명에서는, 수산화알루미늄·마그네슘 소성물을 알칼리 변성 처리에 의해 표면 개질한 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 수산화알루미늄·마그네슘 소성물로서는, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 일본 특개평8-268919호 공보에 기재된 것 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 하기 식(I)으로 표시되는 알루미늄-마그네슘 복합 금속 산화물이 해당하고, 이것은 수산화알루미늄과 수산화마그네슘과의 공침물을 소성함에 의해 얻을 수 있다.
nMgO·Al2O3·mH2O (I)
식(I) 중, n 및 m은 정수이고 특히 한정되지 않지만, n는, 1 내지 3이 알맞고, 특히 2.5 정도가 특히 알맞게 사용할 수 있다. m은, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있다.
촉매의 소성 조건 중 소성 온도는, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있지만, 촉매 활성 발현과 부생물의 생성량 억제의 점에서, 400 내지 950℃가 바람직하고, 800 내지 900℃가 보다 바람직하다. 소성 시간은 적절히 선택할 수 있지만, 전술한 범위에서 소성을 행하는 경우에는 통상 2 내지 4시간이다.
소성 온도가 너무 낮으면, 촉매 활성을 발현하지 않는 경우나 부생물의 생성량이 많아진다는 문제가 있다.
한편, 소성 온도가 너무 높으면, 신터링(sintering) 발생에 의한 촉매 입자의 비(比)표면적의 감소나, 알루미늄과 마그네슘의 복합산화물이 구조 변화함에 의해, 알킬렌옥사이드의 개환(開環) 중합반응에 관여하는 촉매산점(觸媒酸点)이 감소하여, 반응 활성이 저하된다는 문제가 있다.
즉 촉매의 소성 조건은, 반응 활성을 높게 유지하는 것과, 부생물량을 저감시키는 것과의 2개의 관점에서 적절하게 관리하는 것이 바람직하다. 그때, 촉매 입자의 비표면적을 공정 관리의 지표로 할 수 있다. 그 밖에도 암모니아 흡착법 등에 의한 표면산점의 강도 측정이나, X선 회절에 의한 결정 구조의 해석에 의한 스피넬화도(化度)의 측정도 유효한 지표이다.
비표면적을 촉매 성상의 지표로 하는 경우에는, BET 표면적 측정 장치(시바타 과학 기기 공업(주), 표면적 측정 장치 SA-1000 등)으로 측정한 값을 이용할 수 있고, 촉매 입자의 비표면적은, 100 내지 200㎡/g인 것이 바람직하다.
촉매 입자의 입경에 관해서는 특히 제한이 없지만, 통상은 평균입자경으로서 10 내지 1000㎛의 범위에 있다.
촉매의 평균입자경이란, 레이저광 산란식 입자 분포 측정 장치 LA-920(HORIBA사제)을 사용하여 아세토니트릴을 분산매로 하여 측정하고, 미디언 지름으로서 산출한 값을 의미한다.
또한, 상기 수산화알루미늄·마그네슘 소성물을 알칼리 변성 처리에 의해 표면 개질한 촉매로서는, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 전술한 일본 특개평8-169860호 공보, 일본 특개평8-169861호 공보에 기재된 것 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 상기 수산화알루미늄·마그네슘 소성물을, 금속 수산화물 또는 금속 알콕시드로 표면 개질하여, 개질 수산화알루미늄·마그네슘 소성물 촉매로 할 수 있다. 상기 금속 수산화물로서는, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 수산화물이 바람직하고, 그 중에서도, 수산화나트륨, 수산화칼륨이 보다 바람직하다. 상기 금속 알콕시드로서는, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 알콕시드가 바람직하고, 그 중에서도, 나트륨알콕시드, 칼륨알콕시드가 보다 바람직하다. 알콕시드의 탄소수는 1 내지 4가 바람직하다.
알칼리 변성 처리는, 예를 들면, 촉매를 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 수산화물 또는 알콕시드로 개질한 후, 반응용 촉매로서 사용하는 방법이나, 알콕실화용 반응기 중에서, 원료인 지방산알킬에스테르와 금속 수산화물 또는 금속 알콕시드를 혼합하고, 원료 중에서 촉매의 개질을 하는 방법 등에 의해 행할 수 있다. 즉, 알칼리 변성 처리는, 촉매의 조제시에 행하여도 좋고, 부가 반응할 때에 알칼리를 첨가함에 의해 행하여도 좋다.
상기 촉매는, 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
촉매의 입자경에 특히 제한은 없지만, 통상, 알킬렌옥시드 부가 반응시에는, 예를 들면 촉매 입자 내부에서의 반응열의 축적이나 고분자량 부생물의 생성, 급격한 압력차의 발생, 교반날개 등에 의한 기계적인 전단(剪斷) 등에 의해 촉매 입자가 붕괴하기 때문에, 촉매의 입자경은 변동할 수 있다.
나아가서는, 후술하는 바와 같이, 촉매의 활성을 향상시키기 위해 반응 혼합물에 다가알코올을 가함에 의해 촉매를 더욱 미세화하는 경우도 있다. 따라서, 반응 후의 조제물 중에 포함되는 촉매의 입자경은, 평균입자경으로서 예를 들면 0.1㎛ 내지 500㎛일 수 있다.
상기 촉매의 사용량으로서는, 반응이 적절하게 진행하는 양이라면, 특히 제한은 없고, 사용하는 촉매의 활성 등에 응하여 적절히 선택할 수 있지만, 상기 반응 원료(지방산알킬에스테르와 알킬렌옥시드)의 총 질량에 대해, 0.01 내지 5질량%가 바람직하고, 0.03 내지 1질량%가 보다 바람직하고, 0.05 내지 0.2질량%가 특히 바람직하다. 촉매의 사용량을 상기 바람직한 범위로 함에 의해 반응을 적절하게 진행할 수 있다.
[활성 수소 함유 화합물]
본 발명에서, 활성 수소 함유 화합물로서는, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 알코올, 아민, 아미드, 페놀 및 그 유도체, 티올 및 그 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 알코올이 바람직하고, 하기 일반식(1)으로 표시되는 알코올이 보다 바람직하다.
R1OH (1)
식(1) 중, R1은, 특히 제한은 없고, 얻고자 하는 생성물에 요구되는 성능 등에 응하여 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 직쇄 또는 분기(分岐)알킬기, 직쇄 또는 분기알켄일기 등을 들 수 있다. R1의 탄소수도 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있지만, 1 내지 40이 바람직하고, 3 내지 30이 보다 바람직하고, 6 내지 22가 특히 바람직하다.
알코올의 구체례로서는, n-옥탄올, n-데칸올, n-도데칸올, n-테트라데칸올, n-헥사데칸올, n-옥타데칸올, 올레일알코올, 에이코산올, 베헤놀, 노나놀, 운데칸올, 트리데칸올 등의 탄소수 8 내지 22의 포화 또는 불포화의 직쇄 알킬기를 갖는 고급지방족 제1급알코올 ; 2-에틸헥산올, 탄소수 16 내지 36의 게르베형 알코올 등의 분기쇄알킬제1급알코올 ; 및, 2-옥탄올, 2-데칸올, 2-도데칸올 등의 제2급알코올 ;또한, 벤질알코올 등을 들 수 있다.
아민의 구체례로서는, 옥틸아민, 디옥틸아민, 라우릴아민, 디라우릴아민, 스테아릴아민, 디스테아릴아민 등의 탄소수 8 내지 24의 포화 또는 불포화 알킬기를 갖는 제1급 또는 제2급아민, 또한, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 폴리아민 등을 들 수 있다.
아미드의 구체례로서는, 라우린산모노에탄올아미드, 라우린산디에탄올아미드 등의 탄소수 12 내지 18의 알칸올아미드를 들 수 있다.
이들의 활성 수소 함유 화합물 중에서 탄소수 8 내지 22의 직쇄 또는 분기의 포화 또는 불포화의 알코올이 바람직하다.
[지방산알킬에스테르]
본 발명에서, 지방산알킬에스테르로서는, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있다. 상기 지방산에스테르는, 하기 식(2)으로 표시되는 :
R2COOR3 (2)
식중, R2 및 R3은, 직쇄 또는 분기알킬기 또는 직쇄 또는 분기알켄일기이다.
R2의 탄소수는, 예를 들면 1 내지 40이 바람직하고, 3 내지 30이 보다 바람직하고, 5 내지 21이 특히 바람직하다. R3의 탄소수는, 예를 들면 1 내지 30이 바람직하고, 1 내지 10이 보다 바람직하고, 1 내지 4가 특히 바람직하다.
지방산알킬에스테르는, 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 지방산알킬에스테르로서는, 글리세린의 지방산에스테르인 트리글리세라이드도 사용할 수 있다.
지방산알킬에스테르의 사용량은, 특히 제한은 없고, 얻고자 하는 생성물량이나, 촉매나 후술하는 알킬렌옥시드의 사용량 등에 응하여, 적절히 선택할 수 있다.
[알킬렌옥시드]
본 발명에 있어서 사용하는 알킬렌옥시드로서는, 상기 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르와 반응하고 알킬렌옥시드 부가물을 얻을 수 있는 것이면, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들면 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥시드가 바람직하다. 구체적으로는, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등을 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
[알킬렌옥시드 부가 조제물]
본 발명에서는, 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르 1몰당, 1 내지 50몰의 알킬렌옥시드를 부가시킨 것이 바람직하고, 3 내지 30몰의 알킬렌옥시드를 부가시킨 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 5 내지 20몰의 알킬렌옥시드를 부가한 알킬렌옥시드이다. 알킬렌옥시드 부가물이 비이온 계면활성제인 경우, 그 HLB(그리핀법)가 3 내지 20이 되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기 알킬렌옥시드의 사용량은 특히 제한은 없고, 사용하는 상기 지방산알킬에스테르의 종류, 얻고자 하는 생성물에 요구되는 성능 등에 응하여 적절히 선택할 수 있는데, 상기 지방산알킬에스테르의 사용량 1몰에 대해, 1 내지 50몰이 바람직하고, 3 내지 30몰이 보다 바람직하고, 5 내지 20몰이 특히 바람직하다.
[공정(A)의 부가 반응에서 사용할 수 있는 임의 성분]
공정(A)의 반응은, 저분자 다가알코올을 가하고 행하여도 좋다. 저분자 다가알코올을 반응계에 가함에 의해, 촉매가 미세화하고, 그 활성이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.
상기 다가알코올로서는, 수산기를 분자 내에 2기(基) 이상 가지며, 또한, 상기 촉매를 미세화하는 효과를 얻을 수 있는 것이면 특히 제한은 없고, 예를 들면, 상기 지방산알킬에스테르에 유화 또는 분산 균일화할 수 있는 화합물 중에서 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있고, 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등을 바람직하게 들 수 있다. 이들 중에서도, 글리세린이 특히 바람직하다. 상기 다가알코올은, 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
상기 다가알코올의 사용량은, 특히 제한은 없고, 목적으로 응하여 적절히 선택할 수 있지만, 상기 반응 원료(활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르와 알킬렌옥시드)의 총 질량에 대해, 0.02 내지 0.5질량%가 바람직하다. 또한, 상기 촉매의 질량에 대해, 1.0배 이상이 바람직하고, 1.25배 이상이 보다 바람직하다. 다가알코올의 사용량을 상기 바람직한 범위로 함에 의해, 촉매를 신속하게 또한 충분히 미세화하는 것이 가능해진다.
[공정(A)의 조작 순서 및 반응 조건]
상기 원료로부터, 주지의 조작 순서 및 반응 조건에 의해 알킬렌옥시드 부가 조제물을 용이하게 조제할 수 있다. 반응 온도는 80 내지 230℃가 바람직하고, 반응 압력은 반응 온도에도 의하지만, 바람직하게는 0 내지 2MPa, 보다 바람직하게는 0.2 내지 0.8MPa이고, 필요에 의해 질소 희석한 조건하에서 알킬렌옥시드를 부가 반응시킬 수도 있다.
상기 반응은, 예를 들면 오토클레이브 중에 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르와 알콕실화용 고체 촉매를 넣고, 질소 분위기하에서 소정의 온도, 압력 조건하에서 알킬렌옥시드를 도입하여 행할 수 있다.
[유기 카르본산 수용액의 첨가]
상기 공정에서 얻은 알킬렌옥시드 부가 조제물을 90℃ 이상 130℃ 이하의 온도를 유지하면서, 그곳에 유기 카르본산 수용액을 첨가하고, 5질량%, 25℃에서의 pH를 5 내지 7로 조정한다. 환언하면, 5질량%, 25℃에서 측정한 때의 pH가 5 내지 7이 되는 양의 유기 카르본산 수용액을 조제물에 첨가한다. 유기 카르본산 수용액의 유기 카르본산 농도는 한정하는 것은 아니지만, 3 내지 20질량%가 바람직하다.
유기 카르본산으로서는, 사과산, 젖산, 구연산, 글리콜산, 아세트산 또는 이들의 수화물이 바람직하다. 사과산, 젖산, 구연산, 글리콜산, 구연산 또는 이들의 수화물이 보다 바람직하다. 구연산 또는 이들의 수화물이 가장 바람직하다. 이들의 산은, 1종 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 어떤 이론에도 구속되는 것은 아니지만, 유기 카르본산은, 고체 촉매 및 폴리알킬렌글리콜 부생물에 흡착하여, 응집물을 형성하는 것이라고 추측된다.
유기 카르본산 수용액을 첨가할 때, 조제물의 온도를 90℃ 이상 130℃ 이하로 유지한다. 100℃ 이상 125℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 90℃ 미만이면, 폐기물량이 증가한다. 고체 촉매에의 유기산의 흡착이 충분하지 않기 때문에라고 생각된다. 130℃를 초과하면, 물의 증기압이 높아지고, 조작성이 나빠진다. 조제물에 첨가한 유기 카르본산 수용액의 온도는 특히 한정되지 않는다. 90℃ 미만의 온도의 유기 카르본산 수용액을 첨가하면, 조제물의 온도는 일시적으로 저하되지만, 조제물의 온도가 90℃ 이상 130℃ 이하의 범위를 일시적으로 벗어나도, 폐기물량이나 조작성에 큰 영향은 없다.
유기 카르본산 수용액은, 통상 5 내지 30분간, 바람직하게는 10 내지 20분간 걸려서 알킬렌옥시드 부가 조제물에 첨가한다.
유기 카르본산 수용액 첨가 후의 조제물의 pH가 5 미만이면, 고체 촉매에의 유기 카르본산의 흡착이 충분하지 않기 때문에 폐기물량이 증가한다. pH가 7을 초과하는 경우도, 고체 촉매에의 유기 카르본산의 흡착이 충분하지 않기 때문에 폐기물량이 증가한다.
유기 카르본산 수용액 첨가 후, 조제물과 유기 카르본산을 균일하게 혼합하기 위해, 교반 속도에도 의하지만, 5분간 이상의 교반을 행하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 교반 시간은 5분간 내지 60분간이다. 교반 시간이 5분간을 하회하면, 유기 카르본산 수용액과 알킬렌옥시드 부가 조제물이 충분히 혼합되지 않는 경우가 있고, 원심 분리에 의해 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜이 충분히 분리될 수 없는 경우가 있다. 한편, 교반 시간이 60분간을 초과한 경우, 그 이상으로 교반의 효과는 얻어지지 않고, 소요 시간이 늘어나는 부적합함이 있다.
교반은, 교반조를 이용하여 행할 수 있다. 교반 조건에 관해서는, 패들이나 프로펠러, 터빈날개나 앵커날개 등, 일반적인 교반 장치를 사용할 수 있다. 교반 속도는, 전체 혼합을 할 수 있는 조건에서 임의로 설정할 수 있지만, 단위체적당의 교반 소요 동력으로 0.1 내지 0.9㎾/㎥의 범위가 바람직하다.
교반할 때의 유기 카르본산 수용액과 알킬렌옥시드 부가 조제물과의 혼합물의 온도는, 90℃ 이상 130℃ 이하로 유지한다. 100℃ 이상 125℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.
[공정(B)]
뒤이어, 50℃ 이상 80℃ 이하의 온도로 조정한 후에, 바람직하게는 60℃ 이상 75℃ 이하의 온도로 조정한 후에, 조제물의 수분량을 8질량% 이상 12질량% 이하로 조정한다. 이 온도 범위 내라면, 예를 들면, 냉각하여 80℃에 달한 후, 계속해서 냉각하면서 수분량을 조정할 수도 있고, 냉각하여 80℃에 달한 후, 냉각을 멈추고 나서 수분량을 조정할 수도 있다.
온도가 50℃ 미만이면, 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜과의 응집물의 형성이 충분히 진행되지 않고, 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜이 충분히 제거되지 않고, 백탁(白濁)하는 문제가 있다. 또한, 온도가 80℃를 초과하면, 폴리알킬렌글리콜이 용해하기 때문에, 알킬렌옥시드 부가물로부터 폴리알킬렌글리콜이 충분히 제거되지 않고, 백탁이 일어난다.
90℃ 이상 130℃ 이하의 조제물을 50℃ 이상 80℃ 이하의 온도로 조정하는 시간은 특히 제한되지 않는다. 통상 30 내지 60분간이다.
냉각은, 조제물을 방치함에 의해 행할 수도 있고, 교반조에서 재킷이나 내부 코일에 냉각수를 흘리는 등에 의해 행할 수도 있다.
수분량은 8질량% 이상 12질량% 이하, 9질량% 이상 11질량% 이하가 바람직하다. 수분량이 8질량% 미만에서는, 고분자량 폴리알킬렌글리콜의 응집이 진행되지 않아, 알킬렌옥시드 부가물로부터 폴리알킬렌글리콜이 충분히 분리 제거되지 않기 때문에 탁도가 악화한다. 또한, 수분량이 12질량%를 초과하면, 폴리알킬렌글리콜이 용해하기 때문에, 알킬렌옥시드 부가물로부터 폴리알킬렌글리콜이 충분히 분리 제거되지 않아, 백탁이 일어난다.
50℃ 이상 80℃ 이하의 온도로 냉각한 후의 조제물의 수분량은, 통상, 8질량% 미만이다. 따라서, 수분량의 조정은, 통상, 조제물에 물을 첨가함에 의해 행할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 물은 특히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 증류수나 이온교환수를 사용할 수 있다. 수분량은, 통상 5 내지 30분간, 바람직하게는 10 내지 20분간 걸려서 조정한다.
본 발명에서의 수분량 측정은, 유기 카르본산 수용액을 첨가한 후의 알킬렌옥시드 부가 조제물액을 사용하여, 칼피셔법에 의해 수분을 측정함에 의해 구하여진다. 또한, 칼피셔 수분계로서는, 예를 들면 히라누마 산업(주)제의 AQV-7 등을 사용할 수 있다.
[임의 공정]
공정(B)의 후, 원심 분리 또는 통상의 여과 조작에 의해, 알콕실화용 촉매 및 부생 폴리알킬렌글리콜 또는 그 혼합물의 응집물을, 알킬렌옥시드 부가물로부터 분리하고, 알킬렌옥시드 부가물로부터 제거할 수 있다. 촉매 등을 제거하기 전에, 알킬렌옥시드 부가물을 교반하여도 좋다. 이때의 알킬렌옥시드 부가물의 온도는, 30 내지 60℃인 것이 바람직하고, 40 내지 60℃인 것이 보다 바람직하다. 교반 시간은 10 내지 120분간인 것이 바람직하고, 30 내지 60분간인 것이 보다 바람직하다. 교반 속도는, 전체 혼합을 할 수 있는 조건으로 임의로 설정할 수 있지만, 단위체적당의 교반 소요 동력으로 0.1 내지 0.9㎾/㎥의 범위가 바람직하다. 교반에는, 공정(A)에 관련되어 기재한 일반적인 교반 장치를 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 알킬렌옥시드 부가물은, 청징(淸澄)하고 균일한 외관이다.
알킬렌옥시드 부가물이 청징성은 50℃에서의 탁도에 의해 평가할 수 있다. 탁도는 적분구식(積分球式) 탁도계(미쯔비시 화학(주) SEP-PT-760D 등)에 의해 측정할 수 있다. 탁도의 단위는 ppm이고, 청징할수록, 탁도의 수치는 작다.
얻어진 알킬렌옥시드 부가물의 50℃에서의 탁도는 2ppm 미만이 바람직하고, 1.5ppm 미만이 보다 바람직하고, 1ppm 미만이 더욱 바람직하다. 탁도가 2ppm를 상회하면, 근소한 백탁이 육안으로 인정되게 되고, 세제 등의 제품에 배합한 때에, 제품 외관에서 탁해짐이 생기는 경우가 있다.
또한, 알킬렌옥시드 부가물의 균일성은, 투명 용기에 넣어 50℃에서 외관을 육안으로 확인한 때, 침전물이나 부유물이 없는 상태를 나타낸다. 알킬렌옥시드 부가물에 침전물이나 부유물이 있으면, 세제 등의 제품에 배합한 때, 제품의 탁해짐이나 침전 등, 제품 외관에서 문제가 생기는 경우가 있다.
통상의 여과 조작에 의한 분리인 경우, 여과지로서 예를 들면 셀룰로스와 폴리에스테르의 2층 필터, 금속 메시형 필터 등을 이용하여, 감압 또는 가압하, 온도 35 내지 100℃, 특히 40 내지 85℃의 조건하에서 여과하는 것이 바람직하다. 그때, 바람직하게는 여과 조제를 사용함으로써 여과성을 향상시킬 수 있다. 여과 조제로서는, 당업자에게 알려지는 임의의 여과 조제를 사용할 수 있지만, 예를 들면, 주성분인 SiO2를 80 내지 95% 함유하는 비결정질 규산의 규조토로서, 예를 들면 라디오라이트#100, 라디오라이트#200, 라디오라이트#500, 라디오라이트#600, 라디오라이트#900, 젬라이트수퍼M, 젬라이트수퍼1, 젬라이트수퍼56, 젬라이트수퍼2, 세라이트501, 세라이트503, 세라이트535, 세라이트545, 하이플로수퍼셀, 스탠더드슈퍼셀, 필터셀 등을 들 수 있다. 주성분인 SiO2를 약 70% 함유한 규산알루미늄으로서, 예를 들면, 토푸코31, 토푸코34 등을 들 수 있고, 셀룰로스계 여과 조제로서는 KC플루크, SW40, BW20, BW40, BW100, BW200, BNB20 등을 들 수 있고, 각각 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 여과 조제의 사용량은, 조제물에 대해 0.05 내지 5질량% 정도, 특히 0.1 내지 2질량%로 하는 것이 바람직하다.
여과할 때의 조제물의 온도는, 40℃ 내지 60℃가 바람직하고, 45℃ 이상 55℃ 이하가 보다 바람직하다. 온도가 60℃를 상회하면, 알킬렌옥시드 부가물에 대한 폴리알킬렌글리콜의 용해성이 높기 때문에, 폴리알킬렌글리콜이 충분히 분리되지 않아, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물이 백탁하는 경우가 있다. 한편, 온도가 40℃를 하회하면, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 점도가 높아지고, 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜의 분리 제거가 충분히 행하여지지 않아, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물이 백탁하는 경우가 있다.
한편, 원심 분리 장치를 사용하는 경우는, 분리한 고형물을 연속적으로 배출하는 데칸터형 원심 분리기를 바람직하게 사용할 수 있다.
데칸터식 원심 분리기란, 회전 방향을 -로 하고 약간의 속도차를 갖고서 고속으로 회전하는 외부 회전통과 스크류 컨베이어를 구비한다. 회전통의 내부에 공급된 피처리액 중 비중이 무거운 응집체는, 원심력에 의해 회전통 내벽에 달라붙은 상태가 되고, 액 성분과 분리된 것을 스크류 컨베이어에 의해 긁어내어져, 제거되는 것이다.
데칸터형 원심 분리기에는, 회전체의 설치 방향에 의해「종형(縱型)」 「횡형(橫型)」이 있는데, 본 발명에서는 어느 것도 사용 가능하다. 또한, 장치 내에의 송액 방식으로서, 액 보냄의 방향과 회전체 내에서의 액의 이동 방향이 같은 「병류식(倂流式)」과 역방향으로 흐르는 「향류식(向流式)」이 있는데, 어느 것으로도 분리는 가능하다.
데칸터형 원심 분리기의 예로서 도모에 공업(주)제의 BDN형 등을 들 수 있다.
원심 분리 공정에서의 조제물의 온도는, 40℃ 내지 60℃가 바람직하고, 45℃ 이상 55℃ 이하가 보다 바람직하다.
온도가 60℃를 상회하면, 알킬렌옥시드 부가물에 대한 폴리알킬렌글리콜의 용해성이 높기 때문에, 폴리알킬렌글리콜이 충분히 분리되지 않고, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물이 백탁하는 경우가 있다. 한편, 온도가 40℃를 하회하면, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 점도가 높아져서, 고체 촉매와 폴리알킬렌글리콜의 분리 제거가 충분히 행하여지지 않아, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물이 백탁하는 경우가 있다.
데칸터형 원심 분리기의 조작 조건으로서는, 「원심력」은 1500G 내지 3500G의 범위가 바람직하고, 1500G 내지 3000G가 보다 바람직하다. 원심력이 너무 작으면, 알킬렌옥시드 부가물로부터 고체 촉매와 폴리알킬렌옥시드의 응집물이 충분히 제거되지 않고, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물이 백탁하거나, 분리액에 침전물이 혼입되거나 하는 경우가 있다. 한편, 원심력이 너무 큰 경우, 원심 분리된 응집물이 회전통의 내벽에 강하게 꽉 눌려지기 때문에, 스크류 컨베이어에 의한 응집물의 배출이 원활히 행하여지지 않고, 분리액에 침전물이 혼입되는 경우가 있다.
데칸터형 원심 분리기의 회전통의 회전 속도와 스크류 컨베이어의 회전 속도와의 차인 「차속(差速)」은, 5 내지 20rpm의 범위가 바람직하고, 10 내지 15rpm의 범위가 보다 바람직하다. 차속이 너무 작으면, 회전통 내에서 분리한 고형물의 체류 시간이 길어져서, 회전통 내에서 분리액에 대한 고형물의 비율이 많아지기 때문에, 분리액에 침전물이 혼입되는 경우가 있다.
한편, 차속이 너무 크면, 회전통 내에서 분리한 고형물의 체류 시간이 짧아지기 때문에, 분리한 고형물의 함액률(含液率)이 높아져서, 폐기물의 양이 증가하는 경우가 있다.
데칸터형 원심 분리기에 의한 고액 분리에서 알킬렌옥시드 부가물에 기포가 혼입되는 경우에는, 탈포 장치를 이용하여 기포를 제거하는 「탈포 공정」을 부가하여도 좋다. 탈포 장치로서는 진공 탈포기, 가압 탈포기, 교반 탈포기, 원심 탈포기 등 각종의 장치를 선택할 수 있다. 특히, 요코타 제작소제, ASP형 등의 탈포 펌프는, 연속적인 처리가 가능하고, 이송 펌프와의 겸용을 할 수 있는 점에서, 본 발명에서 알맞다.
실시례
이하, 실시례 및 비교례를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시례로 전혀 한정되는 것이 아니다.
[촉매의 조제]
2.5MgO·Al2O3·mH2O로 이루어지는 화학 조성의 수산화알루미늄·마그네슘(교와 화학공업사제, 쿄와도300)을, 터널형 킬른을 이용하여 880℃, 소성대(燒成帶) 통과 시간으로서 3시간 걸려서 소성하여, 마그네슘·알루미늄 복합 금속 산화물 촉매 분말을 얻었다.
실시례 1
[공정(A)]
15㎘ 교반 반응조에, 라우린산메틸(라이온 케미컬(주)제, 파스텔M12) 1840㎏, 미리스틴산메틸(라이온 케미컬(주)제, 파스텔M14) 660㎏, 위에서 조제한 복합 금속 산화물 촉매 10㎏, 다가알코올로서 글리세린 12.5㎏(라우린산메틸 및 미리스틴산메틸의 합계량에 대해 0.5중량%)를 넣은 후, 수산화칼륨 0.5㎏을 가하고, 10분간 교반하여, 촉매의 알칼리 변성 처리를 하였다.
그 후, 교반 혼합하면서, 반응조 내를 질소 치환하고, 100℃까지 가온하고, 1.3kPa 이하의 감압 조건으로 30분간, 탈수를 행하였다.
뒤이어, 180℃까지 가온하고, 압력 상한치가 0.49MPa의 조건으로, 에틸렌옥시드 7480㎏(지방산메틸에스테르의 15배몰)을 도입하였다.
또한 0.5시간의 숙성 반응을 행한 후, 80℃까지 냉각하고, 에틸렌옥시드 부가 조제물(에틸렌옥시드 평균 부가 몰수=15) 10000㎏을 얻었다. 이 조제물 중에는, 부생물인 폴리에틸렌글리콜이 0.9중량% 포함되어 있다.
또한, 에틸렌옥시드 평균 부가 몰수는 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)법에 의해 측정하였다(측정 조건 칼럼 : 젤사이언스(주)제 Intersil C8(입자경 5㎛, 내경 4.6㎜×길이 250㎜), 이동상(移動相) : 아세토니트릴/물(60/40 체적비) 1㎖/분, 시차 굴절률 검출기(히타치 제작소(주)제, L-7490), 칼럼 온도 : 15℃, 주입량 : 200㎕).
또한, 조제물 중에 포함되는 부생물 폴리에틸렌글리콜의 농도는, 겔퍼미에이션크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정하였다(측정 조건 칼럼 : Shodex(주)제 GF-310HQ, 이동상 : 아세토니트릴/물(45/55 체적비) 1㎖/분, 시차 굴절률 검출기(시마즈 제작소(주)제, RID-6A), 칼럼 온도 : 30℃,), 주입량 : 200㎕).
별도로, 구연산1수화물 11㎏을, 상온의 정제수 121㎏에 용해하여, 구연산1수화물 수용액을 준비하였다.
위에서 얻어진 조제물 9000㎏을, 15㎘ 교반조에 넣고, 교반하면서 120℃로 가온하였다. 교반 내의 조제물의 온도를 120℃로 유지하고, 교반하면서(단위체적당의 교반 소요 동력 : 약 0.5㎾/㎥), 구연산1수화물 수용액을 10분간에 걸쳐서 첨가하였다. 구연산1수화물 수용액의 첨가 종료 직후의 조제물의 온도는 118℃였다. 소량의 조제물을 교반조로부터 채취하고, 20배로(5중량%) 물 희석하고, 25℃에서의 pH를 측정하였다. pH는 5.8이였다.
교반 조중의 조제물을 가온하여 120℃로 한 후, 120±2℃의 범위로 온도를 제어하면서, 10분간 교반을 행하였다.
[공정(B)]
그 후, 상기 조제물을 70℃에 냉각하였다. 그곳에, 상온의 정제수 879㎏을 첨가하여, 조제물의 수분량을 10%로 하였다.
뒤이어, 50℃까지 냉각한 후, 온도를 50℃로 유지하면서, 경사 패들형 교반날개로 60분간 교반을 하였다(단위체적당의 교반 소요 동력 : 약 0.5㎾/㎥). 이에 의해, 부생물인 폴리에틸렌글리콜과 촉매가 응집된 고형물을 조제물 중에 분산시켰다.
상기한 조제물로부터, 폴리에틸렌글리콜과 촉매가 응집된 고형물을, 원심 분리로 제거하였다.
구체적으로는, 공정(B)에서 얻어진 50℃의 조제물을, 데칸터형 원심 분리기(도모에 공업(주) BDN-34형, 회전통의 반경 : 0.18m)에, 1시간당 1000㎏의 유속으로 공급하였다. 회전통의 회전수는 3250rpm(원심 분리 효과 : 2100G)로 하고, 회전통과 스크류 컨베이어와의 차속은 15rpm으로 하였다. 이 조건으로 조제물을 원심 분리함에 의해, 고형물과 분리액으로 나누어, 각각 원심 분리기로부터 배출시켰다.
원심 분리기로부터의 분리액을, 탈포 펌프((주)요코타 제작소 ASP-0310S)를 이용하여, 1시간당 10000㎏의 처리 속도로, 연속적으로 탈포 처리를 행하여, 분리액에 포함되는 기포를 제거하고, 정제품(에틸렌옥시드 부가물의 물 희석품) 9790㎏을 얻었다(수율 97.9%).
원심 분리기로 분리한 고형물(고체 촉매와 폴리에틸렌글리콜의 응집물 및 수분을 포함한다)의 중량은 210㎏이였다. 분리한 고형물(폐기물)은, 얻어진 정제품에 대해 2.1%의 중량비였다.
정제품은, 육안으로 관찰할 수 있는 침전이나 부유물 등이 없고, 균일한 것을 확인하였다. 또한, 정제품의 50℃에서의 탁도는 0.1ppm이여서, 청징한 것을 확인하였다.
실시례 2 내지 실시례 5
공정(A)에서 구연산 대신에, 글리콜산, 사과산, 젖산 또는 아세트산을 각각 사용한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 6 내지 실시례 7
공정(A)에서 구연산을 첨가할 때의 조제물의 온도를 90℃, 130℃로 한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 8 내지 실시례 9
공정(A)에서의 pH를 5.0, 7.0으로 조정한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 10 내지 실시례 11
공정(B)에서 수분량을 각각 8%, 12%로 조정한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 12 내지 실시례 13
공정(B)에서 물을 첨가할 때의 조제물의 온도를 50℃, 130℃로 하는 것 이외는 실시례 1에 준하여 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 14 내지 실시례 15
공정(A)에서 구연산을 첨가할 때의 조제물의 온도를 90℃로 하고, 공정(B)에서 수분량을 각각 8%, 12%로 조정한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 16
공정(A)에서 구연산을 첨가할 때의 조제물의 온도를 130℃, pH를 5.0으로 하고, 공정(B)에서 수분량을 8%로 조정한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 17
공정(B)에서 구연산 대신에 젖산을 첨가하고, pH를 5.0으로 하고, 공정(B)에서 수분량을 12%로 조정한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 18
공정(A)에서 구연산 대신에 젖산을 90℃에서 첨가하고, pH를 7.0으로 하고, 공정(B)에서 수분량을 8%로 조정한 것 이외는 실시례 1에 준하여 행하였다. 실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
실시례 19
공정(A)에서 구연산 대신에 젖산을 90℃에서 첨가하고, pH를 7.0으로 하고, 공정(B)에서 수분량을 12%로 조정하고, 50℃에서 첨가한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
실시례 1과 마찬가지로, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물에 육안으로 관찰할 수 있는 침전물이나 부유물은 없고, 탁도가 작기 때문에, 액의 균일성과 청징성에 문제가 없음을 확인하였다.
비교례 1
공정(A)에서 구연산을 첨가하는 온도를 80℃로 한 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
탁도가 1.5ppm 미만으로 청징성은 얻어졌지만, 폐기물량이 얻어진 정제품에 대해 3.0중량% 이상이 되었다.
비교례 2 내지 비교례 3
공정(B)에서 pH를 각각 4.0, 8.0으로 한 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
어느 비교례도 탁도가 5ppm를 상회하고, 백탁하고 청징성이 얻어지지 않고, 폐기물량도 얻어진 정제품에 대해 3.0중량% 이상이 되었다.
비교례 4
공정(A)에서, 유기 카르본산에 대신하여 염산을 사용한 것 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
탁도가 2ppm를 상회하고 청징성이 얻어지지 않고, 폐기물량도 얻어진 정제품에 대해 2.5중량% 이상이 되었다.
비교례 5 내지 비교례 6
공정(B)에서 수분량을 각각 5%, 15%로 조정한 이외는 실시례 1과 마찬가지로 행하였다.
모두 탁도가 5ppm를 상회하고, 백탁하여 청징성이 얻어지지 않고, 폐기물량도 얻어진 정제품에 대해 2.5중량% 이상이 되었다.
pH는, 알킬렌 부가물의 농도가 5중량%가 되도록 이온교환수로 희석하고, 25℃에서의 pH 미터(도아 디케케(주), HM-30V)에 의해 측정하였다.
수분은, 칼피셔 수분계(히라누마 산업(주), AQV-7)에 의해 측정하였다.
얻어진 알킬렌옥시드 부가물(정제품)의 청징성을, 50℃에서의 탁도(단위 : ppm)에 의해 평가하였다. 탁도가 작을수록, 청징성이 높고, 고체 촉매나 폴리알킬렌글리콜의 분리가 양호하다. 탁도의 측정은 적분구식 탁도계(미쯔비시 화학(주) SEP-PT-760D)에 의해 행하고, 하기 5단계의 판정을 하였다.
◎◎ : 탁도 1ppm 미만
◎ : 탁도 1ppm 이상, 1.5ppm 미만
○ : 탁도 1.5ppm 이상, 2ppm 미만
△ : 탁도 2ppm 이상, 5ppm 미만
× : 탁도 5ppm 이상
원심 분리 공정의 「원심력」은 하기한 수식에 의해 산출하였다.
원심력(G)=(π2×R×N2)/(900×g)
π : 원주율
R : 회전통의 내 반경(m)
N : 회전통의 회전수(rpm)
g : 중력 가속도(m/s2)
제조성의 평가는, 얻어진 알킬렌옥시드 부가물(정제품)의 수율로 나타내고, 하기4단계의 판정을 하였다.
◎ : 수율 97.7wt% 이상
○ : 수율 97.5wt% 이상, 97.7wt% 미만
△ : 수율 97wt% 이상, 97.5wt% 미만
× : 수율 97wt% 미만
표 1, 표 2에 실시례, 표 3에 비교례를 표시하였다.
Figure pct00001

Claims (6)

  1. (A) 알콕실화용 고체 촉매의 존재하에서, 활성 수소 함유 화합물 및/또는 지방산알킬에스테르에 알킬렌옥시드를 부가함에 의해 얻어지는, 알킬렌옥시드 부가 조제물에, 온도를 90℃ 이상 130℃ 이하로 유지하면서, 유기 카르본산 수용액을 첨가하고, 5질량%, 25℃로 측정한 때의 pH를 5 내지 7로 조정하는 공정, 및
    (B) 뒤이어, 50℃ 이상 80℃ 이하로 조정한 알킬렌옥시드 부가 조제물의 수분량을, 8질량% 이상 12질량% 이하로 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    공정(A)에서, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 온도를 100℃ 이상 125℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    유기 카르본산이, 사과산, 젖산, 구연산, 글리콜산 및 이들의 수화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 일종인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    공정(B)에서, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 온도를 60℃ 이상 75℃ 이하로 조정하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    공정(B)에서, 물을 첨가함에 의해, 알킬렌옥시드 부가 조제물의 수분량을 8질량% 이상 12질량% 이하로 조정하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    또한, 공정(B)의 후에, 알킬렌옥시드 부가물을 원심 분리 또는 여과하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 알킬렌옥시드 부가물의 제조 방법.
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