KR20170007947A - Preparation method of zinc-based catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) using the catalyst - Google Patents

Preparation method of zinc-based catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) using the catalyst Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for producing a zinc-based catalyst, and to a method for producing polyalkylene carbonate using the same. More specifically, provided is a method for producing a zinc-based catalyst, which minimizes attachment of impurities onto surfaces of glass in an oven when drying and ensures reduction in a residual amount of impurities while increasing catalytic activities, compared to existing counterparts. To this end, a secondary vacuum drying process is carried out under a fixed temperature and pressure during a drying step in a method for producing a zinc-based catalyst used in the production of polyalkylene carbonate resins. Also, provided is a method for producing polyalkylene carbonate using the same.

Description

아연계 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법{PREPARATION METHOD OF ZINC-BASED CATALYST AND PRODUCTION METHOD OF POLY(ALKYLENE CARBONATE) USING THE CATALYST}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preparing a polyalkylene carbonate, and a method for producing the polyalkylene carbonate using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyalkylene carbonate

본 발명은 폴리알킬렌카보네이트 제조 공정시 촉매의 활성을 증가시키고 부산물의 함량도 감소시킬 수 있는 아연계 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing a zinc-based catalyst capable of increasing the activity of a catalyst and decreasing the content of by-products in the process for producing polyalkylene carbonate, and a process for producing polyalkylene carbonate using the same.

폴리알킬렌 카보네이트는 비결정성의 투명 수지로서, 유사 계열의 엔지니어링 플라스틱인 방향족 폴리카보네이트와 달리, 생분해성을 나타내며 낮은 온도에서 열분해가 가능할 뿐 아니라, 이산화탄소와 물로 완전히 분해되어 탄소 잔류물이 없다는 장점을 가지고 있다.Polyalkylene carbonate is a non-crystalline transparent resin, unlike an aromatic polycarbonate which is a similar type of engineering plastic, exhibits biodegradability and is thermally decomposable at a low temperature, and has the advantage of being completely decomposed into carbon dioxide and water and having no carbon residue Have.

상기 폴리알킬렌 카보네이트의 제조는 메틸렌 클로라이드와 같은 용매 존재 하에 진행되며, 중합 후 중합 결과물에는 다양한 불순물이 존재한다. The production of the polyalkylene carbonate is carried out in the presence of a solvent such as methylene chloride, and various impurities are present in the polymerization product after polymerization.

상기 폴리알킬렌 카보네이트의 생산 공정은 크게 중합 공정과 후처리 공정으로 나누어지며, 상기 후처리 공정에서는 폴리알킬렌 카보네이트 이외의 잔류 모노머 및 불순물을 제거하고, 펠렛화 공정을 포함한다.The production process of the polyalkylene carbonate is largely divided into a polymerization process and a post-treatment process. In the post-treatment process, the residual monomers and impurities other than the polyalkylene carbonate are removed and a pelletization process is included.

한편, 상기 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 다양한 촉매가 연구 및 제안되고 있으며, 대표적인 촉매로서 아연 및 디카르복실산이 결합된 아연 글루타레이트 촉매 등의 아연 디카르복실레이트계 촉매가 알려져 있다.On the other hand, various catalysts for producing the polyalkylene carbonate resin have been studied and proposed, and a zinc dicarboxylate-based catalyst such as a zinc glutarate catalyst in which zinc and a dicarboxylic acid are bonded is known as a typical catalyst.

이러한 아연 디카르복실레이트계 촉매, 대표적으로 아연 글루타레이트 촉매는 아연 전구체와 글루타르산 등의 디카르복실산을 반응시켜 형성되며, 미세한 결정성 입자 형태를 띠게 된다. 그런데, 이러한 결정성 입자 형태의 아연 디카르복실레이트계 촉매는, 일반적으로 합성이 끝난 후 합성에 이용된 톨루엔과 같은 용매를 제거해야 한다. 기존에는 주로 상기 톨루엔을 제거하기 위해 아세톤으로 여과 처리하고, 24시간 내지 48시간 동안 100 내지 300℃에서 진공건조를 진행하고 있다. 진공 건조를 하는 이유는, 남아 있는 아세톤 및 톨루엔을 제거하기 위함도 있지만, 합성에 참여한 글루타르산을 제거하기 위함이다.Such a zinc dicarboxylate catalyst, typically a zinc glutarate catalyst, is formed by reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid, such as glutaric acid, and is in the form of a fine crystalline particle. However, in the case of such a crystalline particle type zinc dicarboxylate catalyst, it is generally necessary to remove a solvent such as toluene used for the synthesis after synthesis. In the past, filtration treatment with acetone was performed mainly to remove the toluene, and vacuum drying was carried out at 100 to 300 ° C for 24 to 48 hours. The reason for vacuum drying is to remove the remaining glutaric acid, which is also used to remove acetone and toluene.

과량의 글루타르산이 잔존할 시, 촉매의 활성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 중합 선택도에 영향을 미치므로, 얻어진 폴리알킬렌카보네이트의 물성을 저하시킬 수 있다.When excess glutaric acid remains, not only the activity of the catalyst is deteriorated but also the polymerization selectivity is affected, so that the physical properties of the obtained polyalkylene carbonate can be lowered.

본 발명의 목적은 촉매 합성의 후 공정(건조 공정)에 따라 촉매의 중합 활성을 증가시킬 수 있는 아연계 촉매의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for preparing a zinc-based catalyst capable of increasing the polymerization activity of the catalyst according to a post-process (drying process) of catalyst synthesis.

본 발명의 다른 목적은 상기 중합활성이 증가된 아연계 촉매를 이용하여 폴리알킬렌카보네이트 제조시 중합 선택도를 향상시켜 부산물 함량을 감소시킬 수 있는 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a process for producing a polyalkylene carbonate which can reduce the by-product content by improving polymerization selectivity in the production of polyalkylene carbonate by using the zinc-based catalyst having the increased polymerization activity.

본 발명은 용매의 존재 하에, 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20의 디카르복실산을 반응시켜 아연 디카르복실레이트계 촉매를 제조하는 단계, 및 상기 촉매를 세척하는 단계, 및 상기 세척된 촉매를 건조하는 단계를 포함하는 아연계 촉매의 제조방법에서,The present invention relates to a process for preparing a zinc dicarboxylate catalyst by reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in the presence of a solvent and washing the catalyst, In a process for producing a zinc-based catalyst,

상기 촉매를 건조하는 단계는,The step of drying the catalyst comprises:

a) 상기 세척된 촉매를 100 내지 140℃의 온도에서 24 내지 72시간 동안 진공 하에 1차 건조하고,a) the washed catalyst is first dried under vacuum at a temperature of from 100 to 140 < 0 > C for 24 to 72 hours,

b) 1차 건조된 촉매를 80 내지 140℃의 온도 및 -1.0 내지 -0.5bar의 압력에서 24시간 내지 72시간 동안 적어도 1회 이상 고진공 하에 2차 건조하는 단계;b) secondary drying the primary dried catalyst at a temperature of from 80 to 140 占 폚 and a pressure of from -1.0 to -0.5 bar for at least 24 hours to 72 hours under high vacuum;

를 포함하는, 아연계 촉매의 제조방법을 제공한다. Based catalyst, which comprises the steps of:

본 발명에서는, 상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 불활성 기체 조건 하에 건조하고 분쇄하는 단계, 또는 상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 분쇄하고 불활성 기체 조건 하에 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the step of drying and pulverizing the washed catalyst of the step a) under an inert gas condition before the primary drying, or the step of pulverizing the washed catalyst of the step a) before the primary drying and drying under an inert gas condition As shown in FIG.

상기 촉매는 0.1 내지 10.0 마이크로미터의 평균 입경을 갖는 분말을 포함할 수 있다. 상기 2차 건조는 2회 내지 3회 실시될 수 있다.The catalyst may comprise a powder having an average particle size of 0.1 to 10.0 micrometers. The secondary drying may be carried out two to three times.

상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아연 화합물일 수 있다.Wherein the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2), and And zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ).

상기 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다. The dicarboxylic acid may be at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid.

또한 본 발명은 상술한 아연계 촉매 및 용매 존재 하에, 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 중합하는 단계를 포함하는 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for producing a polyalkylene carbonate comprising the step of polymerizing an epoxide compound and carbon dioxide in the presence of the zinc-based catalyst and the solvent.

본 발명은 폴리알킬렌카보네이트 수지의 제조에 사용되는 아연계 촉매를 제조하는 방법 중 건조단계에서 일정 온도 및 압력 조건하에 2차 진공 건조를 실시함으로써, 기존 대비 촉매 활성이 증가되고 반응에 사용된 용매와 잔존하는 디카르복실산을 생성물로부터 쉽게 제거할 수 있다. 이에 따라, 디카르복실산 잔류량을 초기 농도 대비 50% 미만으로 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 촉매의 활성 및 선택도를 증가시킬 수 있다. The present invention relates to a process for preparing a zinc-based catalyst for use in the production of a polyalkylene carbonate resin, wherein a second vacuum drying is carried out under a constant temperature and pressure condition in a drying step, And the remaining dicarboxylic acid can be easily removed from the product. Thus, the residual amount of dicarboxylic acid can be reduced to less than 50% of the initial concentration, thereby increasing the activity and selectivity of the catalyst.

도 1은 비교예 2 내지 3 및 실시예 1의 건조시간 및 진공 건조 유/무에 따른 중량 손실 (Weight loss) 측정값을 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 2 내지 3 및 실시예 1 내지 3의 건조 횟수 및 시간 증가에 따른 초기 글르타르산 잔량 대비 잔류량(글루타르산의 잔량 감소 trend)을 나타낸 것이다.
FIG. 1 shows measured values of weight loss according to the drying time and the vacuum drying condition of Comparative Examples 2 to 3 and Example 1. FIG.
Fig. 2 shows the residual amount (the trend of decreasing the amount of glutaric acid remaining) relative to the initial amount of glutaric acid with respect to the number of drying times and the time of Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3.

이하에서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

또한 본 발명의 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.Also, " comprising "as used herein should be interpreted as specifying the presence of particular features, integers, steps, operations, elements and / or components, It does not exclude the presence or addition of an ingredient.

이하, 발명의 구현 예들에 따른 유기 아연 촉매의 제조 방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for producing an organic zinc catalyst according to embodiments of the present invention and a method for producing a polyalkylene carbonate resin using the same will be described in detail.

먼저, 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 용매의 존재 하에, 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20의 디카르복실산을 반응시켜 아연 디카르복실레이트계 촉매를 제조하는 단계, 및 상기 촉매를 세척하는 단계, 및 상기 세척된 촉매를 건조하는 단계를 포함하는 아연계 촉매의 제조방법에서, 상기 촉매를 건조하는 단계는, a) 상기 세척된 촉매를 100 내지 140℃의 온도에서 24 내지 72시간 동안 진공 하에 1차 건조하고, b) 1차 건조된 촉매를 80 내지 140℃의 온도 및 -1.0 내지 -0.5bar의 압력에서 24시간 내지 72시간 동안 적어도 1회 이상 고진공 하에 2차 건조하는 단계;를 포함하는, 아연계 촉매의 제조방법이 제공된다.First, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a zinc dicarboxylate-based catalyst by reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in the presence of a solvent, And drying the washed catalyst, the step of drying the catalyst comprises the steps of: a) contacting the washed catalyst at a temperature of from 100 to 140 < 0 > C for 24 to 72 hours in a vacuum B) drying the primary dried catalyst at a temperature of 80 to 140 ° C and a pressure of -1.0 to -0.5 bar for at least 24 hours to 72 hours under high vacuum, A method for producing a zinc-based catalyst is provided.

상기 언급된 바와 같이, 일반적으로 아연 글루타레이트와 같은 아연계 촉매를 합성한 후에는, 합성에 이용된 반응용매를 제거하기 위해, 아세톤으로 세척하여 여과 처리하고, 1번의 진공 건조만을 진행한다.As mentioned above, generally after zinc-based catalyst such as zinc glutarate is synthesized, it is washed with acetone and filtered, and only one vacuum drying is carried out in order to remove the reaction solvent used for the synthesis.

그러나, 기존 방법은 진공 건조시 디카르복실산이 오븐기의 유리 면에 달라붙는 문제가 있어 부산물의 양이 증가하고, 촉매 활성도 떨어지는 문제가 있었다.However, the conventional method has a problem that the dicarboxylic acid sticks to the glass surface of the oven during vacuum drying, thereby increasing the amount of the byproduct and decreasing the catalytic activity.

따라서, 본 발명에서는 촉매 활성을 높이고 부산물의 함량도 감소시키기 위해, 용매에서 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20의 디카르복실산의 반응 후 세척 과정을 거쳐 진공 건조시 적어도 2회 이상의 건조를 진행한다. 특히, 본 발명은 2회째 건조 과정에서 낮은 압력 조건을 유지하도록 하는 특징이 있다.Accordingly, in the present invention, in order to increase catalytic activity and reduce the content of by-products, the zinc precursor is reacted with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in a solvent, followed by washing, followed by drying at least twice during vacuum drying. Particularly, the present invention is characterized in that a low pressure condition is maintained in the second drying process.

이때, 본 발명에서 상기 아연계 촉매는 아연 전구체와 디카르복실산의 반응으로 제조되므로, 아연 디카르복실레이트계 촉매를 의미한다. Here, the zinc-based catalyst in the present invention refers to a zinc dicarboxylate-based catalyst since it is prepared by the reaction of a zinc precursor and a dicarboxylic acid.

이러한 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따라, 상기 촉매를 건조하는 단계는, a)단계와 같이 세척된 촉매를 100 내지 140℃도의 온도에서 24 내지 72시간 동안 진공 하에 1차 건조하는 단계를 수행한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the step of drying the catalyst is carried out by first drying the washed catalyst at a temperature of 100 to 140 DEG C for 24 to 72 hours under vacuum, as in the step a) .

상기 1차 및 2차 건조 과정에서 사용되는 기기는 온도 및 압력을 유지할 수 있는 진공 오븐기일 수 있으나, 오븐기로 한정되는 것은 아니다.The equipment used in the primary and secondary drying processes may be a vacuum oven capable of maintaining temperature and pressure, but is not limited to an oven.

또한, 본 발명에서는 상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 불활성 기체 조건 하에 건조하고 분쇄하는 단계, 또는 상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 분쇄하고 불활성 기체 조건 하에 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성 기체는 Ar 또는 N2 등의 일반적으로 잘 알려진 기체가 사용될 수 있다. 상기 과정을 거침에 따라, 촉매의 건조뿐 아니라 세척에 사용된 용매의 제거가 용이해질 수 있다.In addition, in the present invention, it is preferable that the washed catalyst of a) is dried and pulverized under an inert gas condition before the primary drying, or the washed catalyst of a) is pulverized before primary drying and dried under inert gas conditions Step < / RTI > The inert gas may be a commonly known gas such as Ar or N 2 . Through the above process, not only the drying of the catalyst but also the removal of the solvent used for washing can be facilitated.

상기 질소를 사용하는 건조 조건은 1 내지 2bar의 압력 하에 24 내지 72시간 동안 진행될 수 있다. 또한, 상기 분쇄과정은 이 분야에 잘 알려진 방법이 사용될 수 있고, 예를 들어 볼밀, 분쇄기, 그라인더 등이 사용될 수 있다. 상기 분쇄된 촉매의 평균입경은 0.1 내지 10.0 마이크로미터가 될 수 있다.The drying conditions using nitrogen may be carried out for 24 to 72 hours under a pressure of 1 to 2 bar. The pulverizing process may be carried out by a method well known in the art. For example, a ball mill, a pulverizer, a grinder, or the like may be used. The average particle diameter of the milled catalyst may be 0.1 to 10.0 micrometers.

또한, 상기 1차 건조시 그 온도 조건이 100℃ 미만이면 잔류 VOC 및 디카르복실산을 제거하기 어려운 문제가 있고, 140℃를 초과하면 ZnGA가 열분해될 수 있다. 또한, 그 건조 시간이 24시간 미만이면 제조 및 세척에 사용된 용매가 충분히 제거되지 않는 문제가 있고, 72시간을 초과하면 장시간 고열에 노출되어 촉매 내 유기물이 탄화될 수 있는 문제가 있다. Further, when the temperature condition is less than 100 ° C during the primary drying, there is a problem that residual VOC and dicarboxylic acid are difficult to remove, and when the temperature exceeds 140 ° C, ZnGA may be thermally decomposed. If the drying time is less than 24 hours, there is a problem that the solvent used for preparation and washing can not be sufficiently removed. If the drying time is more than 72 hours, the organic substance in the catalyst may be carbonized by being exposed to high temperature for a long time.

그리고, 본 발명은 상기 1차 건조 과정을 거친 후, b) 1차 건조된 촉매를 80 내지 140℃의 온도 및 -1.0 내지 -0.5bar의 압력에서 24시간 내지 72시간 동안 적어도 1회 이상 진공 하에 2차 건조하는 단계를 수행한다.And b) after the primary drying step, the primary dried catalyst is calcined at a temperature of 80 to 140 占 폚 and a pressure of -1.0 to -0.5 bar for at least 24 hours to 72 hours under vacuum Followed by a secondary drying step.

특히, 상기 b)단계에서는 -1.0 내지 -0.5bar의 낮은 압력을 유지하여 2차 건조를 진행함으로써, 촉매 입자로부터 잔류 디카르복실산의 농도를 감소시키는 효과를 부여할 수 있다. 여기서, 그 압력 조건이 -1.0bar미만이면 고진공 조건을 유지하기 위하여 장비 운영 비용이 과다한 문제가 있고, -0.5bar를 초과하면 촉매로부터의 잔류 디카르복실산의 제거 효율이 떨어지는 문제가 있다.Particularly, in the step b), the secondary drying is carried out by maintaining a low pressure of -1.0 to -0.5 bar, thereby reducing the concentration of the residual dicarboxylic acid from the catalyst particles. Here, if the pressure condition is less than -1.0 bar, there is a problem that the operation cost of the equipment is excessive to maintain the high vacuum condition, and when the pressure exceeds -0.5 bar, the removal efficiency of the residual dicarboxylic acid from the catalyst drops.

그리고, 상기 1차 건조된 촉매를 건조시, 사용되는 온도가 80℃ 미만이면 건조 효율이 떨어지는 문제가 있고, 140℃를 초과하면 열분해가 일어날 수 있는 위험성이 있다. 또한, 그 건조 시간이 24시간 미만 이면 잔류 디카르복실산이 충분히 승화되어 제거되지 않는 문제가 있고, 72시간을 초과하면 고온에 장시간 노출되어 촉매 내 유기물이 탄화될 수 있는 문제가 있다.When the primary drying catalyst is used at a drying temperature of less than 80 ° C, there is a problem that the drying efficiency is lowered, and when it is more than 140 ° C, there is a risk that pyrolysis may occur. If the drying time is less than 24 hours, there is a problem that the residual dicarboxylic acid is sufficiently sublimated and can not be removed. When the drying time is more than 72 hours, there is a problem that the organic material in the catalyst may be carbonized by being exposed to a high temperature for a long time.

또한, 상기 2차 건조는 1회 이상 진행될 수 있으나, 바람직하게는 2회 내지 3회 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 촉매의 총 건조 횟수는 a) 및 b)단계를 포함하여 3회 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 4회 내지 6회가 될 수 있다.The secondary drying may be carried out more than once, but preferably two to three times. Accordingly, the total number of times of drying of the catalyst according to the present invention may be three times or more, and more preferably four to six times, including steps a) and b).

한편, 상기 아연 디카르복실레이트 촉매를 건조하는 단계 이전에, 반응 용매를 제거하기 위한 세척 공정이 수행될 수 있다.On the other hand, before the step of drying the zinc dicarboxylate catalyst, a washing process for removing the reaction solvent may be performed.

바람직한 일 구현예를 들면, 상기 세척 공정은 여과기에 반응 용매를 포함한 생성물을 붓고, 아세톤류 또는 케톤류 용매를 이용하여 진행될 수 있다. 이때 사용되는 용매의 구체적인 예를 들면, 아세톤, 에탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 메틸에틸케톤 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 그 종류가 제한되지는 않는다.In one preferred embodiment, the washing process may be carried out by pouring the product containing the reaction solvent into a filter and using an acetone or ketone solvent. Specific examples of the solvent used herein include at least one selected from the group consisting of acetone, ethanol, ethanol, isopropanol, and methyl ethyl ketone, but the kind thereof is not limited.

이후, 본 발명은 상기 세척에 사용된 용매와 잔류 반응 용매를 제거하기 위해, 상술한 촉매를 건조하는 단계를 수행할 수 있다.Thereafter, the present invention can perform the step of drying the above-described catalyst in order to remove the solvent used in the washing and the residual reaction solvent.

한편, 상기 아연 디카르복실레이트계 촉매를 제조하는 단계에서 사용되는 아연 전구체로는, 이전부터 아연 디카르복실레이트계 촉매의 제조에 사용되던 임의의 아연 전구체가 별다른 제한 없이 모두 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아연 화합물일 수 있다.As the zinc precursor used in the step of preparing the zinc dicarboxylate-based catalyst, any zinc precursor used in the preparation of the zinc dicarboxylate-based catalyst may be used without any limitation. Specifically, the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2 ), And zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ).

그리고, 상기 디카르복실산으로는 임의의 탄소수 3 내지 20의 디카르복실산이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 및 아디프산과 같은 지방족 디카르복실산; 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산과 같은 방향족 디카르복실산일 수 있다. 이외에도 탄소수 3 내지 20의 다양한 지방족 또는 방향족 디카르복실산이 사용될 수 있다. 특히, 촉매의 활성 측면에서 상기 디카르복실산은 글루타르산인 것이 선호될 수 있다. 이 경우 상기 유기 아연 촉매는 아연 글루타레이트계 촉매이다. 또한, 상기 아연화합물과 디카르복실산의 반응시, 아세트산과 같은 1가의 카르복실산도 추가로 포함될 수 있다. 다만, 반응시 분산제가 투입될 수도 있는데, 이러한 경우에는 아세트산의 첨가가 생략될 수 있다. 상기 분산제는 촉매 제조시 사용되는 이 분야에 잘 알려진 물질이 사용될 수 있고, 그 종류가 제한되지 않는다.As the dicarboxylic acid, an arbitrary dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms may be used. Specifically, the dicarboxylic acid is an aliphatic dicarboxylic acid such as malonic acid, glutaric acid, succinic acid, and adipic acid; Aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid. In addition, various aliphatic or aromatic dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms may be used. In particular, in terms of the activity of the catalyst, the dicarboxylic acid may be preferably glutaric acid. In this case, the organic zinc catalyst is a zinc glutarate catalyst. In addition, a monovalent carboxylic acid such as acetic acid may be further included in the reaction of the zinc compound and the dicarboxylic acid. However, a dispersant may be added during the reaction, in which case the addition of acetic acid may be omitted. As the dispersing agent, materials well known in the field used in the production of the catalyst may be used, and the kind of the dispersing agent is not limited.

또한, 발명의 구현 예에 따르면, 상기 디카르복실산은 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량의 몰로 사용될 수 있으며, 구체적으로 상기 아연 전구체 1 몰에 대하여 약 1 내지 1.5 몰, 혹은 약 1.1 내지 1.3 몰의 비율로 사용될 수 있다. 이처럼 상기 디카르복실산이 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량 상태를 유지하면서 반응이 진행될 경우, 균일하게 분산된 아연 전구체를 디카르복실산 분자나 이온들이 둘러싼 형태로 반응이 서서히 진행될 수 있다. 그에 따라, 아연 전구체가 서로 거의 뭉치지 않으면서 디카르복실산과 반응을 일으킬 수 있으며, 보다 균일하고도 미세한 입경을 가지며 향상된 활성을 나타내는 유기 아연 촉매가 얻어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dicarboxylic acid may be used in the same or an excessive molar amount as the zinc precursor. Specifically, the dicarboxylic acid may be used in an amount of about 1 to 1.5 moles, or about 1.1 to 1.3 moles per mole of the zinc precursor . When the reaction proceeds while maintaining the dicarboxylic acid in the same or excess amount as the zinc precursor, the reaction may proceed slowly in the form of the dicarboxylic acid molecules or ions surrounding the uniformly dispersed zinc precursor. As a result, an organic zinc catalyst can be obtained which can cause a reaction with a dicarboxylic acid while the zinc precursor does not aggregate with each other, and exhibits a more uniform and fine particle size and improved activity.

한편, 상기 반응 단계는 아연 전구체 및 디카르복실산을 포함하는 반응물과 용매가 존재하는 액상 매질 하에서 진행 (예를 들어, 상기 반응물이 용매에 용해 또는 분산된 용액 상태로 진행)될 수 있다. 이때, 상기 디카르복실산이 포함된 용액에, 상기 아연 전구체가 포함된 용액 또는 분산액을 2회 이상으로 나누어 가하면서 진행될 수 있다. 즉, 상기 아연 전구체가 포함된 용액의 일부를 디카르복실산이 포함된 용액에 가하여 반응을 진행시킨 후, 상기 아연 전구체가 포함된 용액의 나머지를 나누어 가하면서 나머지 반응을 진행시킬 수 있다. 이를 통해, 반응계 내에서 상기 아연 전구체와 디카르복실산의 몰비를 유지하면서 전체 반응 단계가 진행될 수 있고, 이로부터 보다 균일하고도 미세한 입경을 가지며, 향상된 활성을 나타내는 유기 아연 촉매가 얻어질 수 있다. 또한, 상기 아연 전구체가 포함된 용액을 상기 디카르복실산이 포함된 용액에 액적 형태로 방울방울 균일하게 떨어뜨리면서 전체 반응 단계를 진행할 수도 있다. Meanwhile, the reaction step may be conducted under a liquid medium in which a reactant containing a zinc precursor and a dicarboxylic acid and a solvent are present (for example, proceeding to a solution state in which the reactant is dissolved or dispersed in a solvent). At this time, the solution or dispersion containing the zinc precursor may be added to the solution containing the dicarboxylic acid in two or more portions. That is, a part of the solution containing the zinc precursor may be added to a solution containing the dicarboxylic acid to proceed the reaction, and then the remainder of the solution containing the zinc precursor may be divided to proceed the remaining reaction. Through this, the entire reaction step can proceed while maintaining the molar ratio of the zinc precursor and the dicarboxylic acid in the reaction system, from which an organic zinc catalyst having more uniform and fine particle size and exhibiting improved activity can be obtained . Also, the entire reaction step may be carried out while dropping the solution containing the zinc precursor uniformly in droplets in a solution containing the dicarboxylic acid.

상기 액상 매질로는 아연 전구체 및/또는 디카르복실산을 균일하게 용해 또는 분산시킬 수 있는 것으로 알려진 임의의 유기 또는 수성 용매가 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 액상 매질은 톨루엔, 헥산, 디메틸포름아마이드, 에탄올, 및 물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매일 수 있다. Any organic or aqueous solvent known to be capable of uniformly dissolving or dispersing the zinc precursor and / or dicarboxylic acid may be used as the liquid medium. Specifically, the liquid medium may be one or more solvents selected from the group consisting of toluene, hexane, dimethylformamide, ethanol, and water.

상기 아연 전구체 및 디카르복실산의 반응은 약 50 내지 130 ℃의 온도 하에서 약 1 내지 10 시간 동안 진행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 전체 반응 시간 중에 균등 간격으로 아연 전구체가 나누어 가해질 수 있으며, 전체 반응 단계에 걸쳐 반응계 내의 반응물 몰비가 유지되도록 할 수 있다. The reaction of the zinc precursor and the dicarboxylic acid may be conducted at a temperature of about 50 to 130 DEG C for about 1 to 10 hours. As described above, the zinc precursor can be divided at equal intervals during the entire reaction time, and the molar ratio of reactants in the reaction system can be maintained throughout the entire reaction step.

또한, 촉매 제조의 반응 중 물이 생성될 수 있는데, 이는 drain 과정으로 제거할 수 있다.In addition, during the reaction of the catalyst preparation, water may be produced, which can be removed by a drain process.

그리고, 본 발명에서는 합성된 유기 아연 촉매에 대해, 상술한 세척 공정과 건조 공정을 수행함으로써, 폴리알킬렌카보네이트의 제조시 촉매활성이 높고 부산물의 함량을 감소시킬 수 있는 아연계 촉매의 제조를 완성한다.In the present invention, by carrying out the washing step and the drying step on the synthesized organic zinc catalyst, the preparation of a zinc-based catalyst capable of reducing the content of by-products with high catalytic activity in the production of polyalkylene carbonate is completed do.

이렇게 제조된 상기 아연계 촉매는 0.1 내지 10.0 마이크로미터의 평균 입경을 갖는 분말을 포함할 수 있다.The zinc-based catalyst thus prepared may contain a powder having an average particle diameter of 0.1 to 10.0 micrometers.

한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 아연계 촉매 및 용매 존재 하에, 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 중합하는 단계를 포함하는 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a polyalkylene carbonate comprising the step of polymerizing carbon dioxide with an epoxide compound in the presence of the zinc-based catalyst and the solvent.

구체적으로, 본 발명의 아연계 촉매를 이용한 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법은, 용액 중합 방법이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법은 모노머 제조 단계, 아연계 촉매를 이용한 중합 단계, 잔류 모노머 회수 단계, 촉매 제거 단계, 용매 제거 단계, 부산물 제거단계, 및 생성물 회수 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 각 단계는 본 발명의 건조 방법을 이용하여 얻은 아연계 촉매를 이용하는 것을 제외하고, 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 진행될 수 있는 바, 그 방법이 제한되지는 않는다.Specifically, in the method for producing polyalkylene carbonate using the zinc-based catalyst of the present invention, a solution polymerization method may be used. In addition, the process for producing the polyalkylene carbonate of the present invention may include a monomer preparation step, a polymerization step using a zinc catalyst, a residual monomer recovery step, a catalyst removal step, a solvent removal step, a by-product removal step, have. In addition, each of the above steps can be carried out according to a method well known in the art, except that a zinc catalyst obtained using the drying method of the present invention is used, but the method is not limited thereto.

예를 들어, 상기 모노머 제조 단계는, 반응에 사용하기 위한 에폭사이드 화합물과 이산화탄소 등을 정제하여 준비하는 단계이다. For example, the monomer preparation step is a step of preparing an epoxide compound and carbon dioxide for use in the reaction by purifying.

따라서, 원료로 사용되는 이산화탄소, 알킬렌 옥사이드 화합물 및 용매를 중합 전에 정제하여, 수분 함량을 10 ppm 미만으로 유지하는 것이 바람직하다. 또한 원료를 분자체(molecular sieve)로 충진된 컬럼을 통과시키는 과정을 진행할 수 있다.Therefore, it is preferable to purify the carbon dioxide, the alkylene oxide compound and the solvent used as raw materials before polymerization to maintain the moisture content at less than 10 ppm. In addition, the raw material can be passed through a column filled with a molecular sieve.

또한 상기 과정 다음으로 수행하는 중합 단계는, 상기 원료들을 중합 반응기에 투입하고 상기 아연계 촉매하에 중합을 진행하여 폴리알킬렌카보네이트를 제조하는 단계이다.Also, the polymerization step performed following the above step is a step of putting the raw materials into a polymerization reactor and proceeding polymerization under the zinc-based catalyst to produce polyalkylene carbonate.

즉, 본 발명의 폴리알킬렌 카보네이트의 제조방법은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 상술한 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 공중합하여 얻어질 수 있다. 또는 환상 카보네이트의 개환중합에 의해서도 얻어질 수 있다. 상기 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소의 공중합은 아연, 알루미늄, 코발트 등의 금속 착화합물의 존재하에서 행할 수 있다.That is, the method for producing the polyalkylene carbonate of the present invention is not particularly limited, but can be obtained, for example, by copolymerizing the above-mentioned alkylene oxide with carbon dioxide. Or ring-opening polymerization of cyclic carbonates. The copolymerization of the alkylene oxide and carbon dioxide can be carried out in the presence of a metal complex compound such as zinc, aluminum or cobalt.

따라서, 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 중합 단계는 중합 반응기에 촉매, 용매, 에폭사이드 화합물 및 이산화탄소를 공급한 후, 촉매 및 용매 하에 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 함유한 모노머를 용액 중합하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 이러한 중합은 연속 중합일 수 있다.Accordingly, the polymerization step according to a preferred embodiment of the present invention is a step of supplying a catalyst, a solvent, an epoxide compound and carbon dioxide to a polymerization reactor, and then polymerizing a monomer containing an epoxide compound and carbon dioxide under a catalyst and a solvent . Such polymerization may also be continuous polymerization.

상기 용액 중합이 완료된 이후 반응 혼합물이 생성되는데, 이러한 반응 혼합물은 폴리알킬렌 카보네이트, 미반응된 잔류 모노머, 촉매 잔사, 용매 및 부산물을 포함한다. 상기 미반응된 잔류 모노머는 미반응 이산화탄소, 미반응 알킬렌 옥사이드를 포함한다.After the solution polymerization is complete, a reaction mixture is formed which comprises a polyalkylene carbonate, unreacted residual monomer, catalyst residue, solvent and byproduct. The unreacted residual monomer includes unreacted carbon dioxide and unreacted alkylene oxide.

또한 상기 중합 공정은 50 내지 100℃ 및 20 내지 40 bar에서, 3시간 내지 10시간 동안 진행할 수 있다. 또한, 상기 에폭사이드 화합물, 특히 에틸렌 옥사이드의 자가 중합 온도가 90℃이므로, 자가 중합으로 인한 부산물 함량을 줄이기 위해서는 60 내지 80℃의 온도에서 용액중합을 수행하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.The polymerization may be carried out at 50 to 100 ° C and 20 to 40 bar for 3 to 10 hours. In addition, since the epoxide compound, especially ethylene oxide, has a self-polymerization temperature of 90 ° C, it may be more preferable to perform the solution polymerization at a temperature of 60 to 80 ° C in order to reduce the by-product content due to autopolymerization.

다음으로, 본 발명은 통상의 방법으로 상기 반응 혼합물로부터 잔류 모노머 및 불순물을 제거하는 단계를 수행한다. 바람직하게, 본 발명은 반응 혼합물로부터 촉매 제거 단계, 잔류 모노머 회수 단계 및 용매 제거 단계를 수행한다.Next, the present invention carries out the step of removing residual monomers and impurities from the reaction mixture in a conventional manner. Preferably, the present invention performs a catalyst removal step, a residual monomer recovery step and a solvent removal step from the reaction mixture.

상기 과정 다음으로, 본 발명은 부산물 제거단계를 진행한다.Following the process, the present invention proceeds with the by-product removal step.

용액 중합에 있어서, 촉매와 열에 의해 폴리머가 백바이팅으로 분해되는 과정 및 중합 메커니즘 상에서 부산물인 에틸렌카보네이트가 생성될 수 있다. In solution polymerization, ethylene carbonate, which is a by-product, can be produced in the course of decomposition of the polymer into a backbite by the catalyst and heat and in the polymerization mechanism.

상기 부산물이 수지에 잔류할 경우 유리전이온도를 낮추는 등의 수지 물성에 악영향을 주기 때문에, 폴리알킬렌카보네이트 제조 공정에서 부산물을 제거함이 바람직하다. 이러한 부산물은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌 카보네이트를 포함할 수 있고, 예를 들면 에틸렌 카보네이트가 있다.If the by-product remains in the resin, it adversely affects the properties of the resin such as lowering the glass transition temperature. Therefore, it is preferable to remove the by-product in the polyalkylene carbonate production process. Such by-products may include an alkylene carbonate having 1 to 5 carbon atoms, for example, ethylene carbonate.

또한 본 발명에서, 부산물 제거 단계는 펠렛화 공정을 포함한다. 바람직하게, 상기 펠렛화 공정은 잔류 모노머, 촉매 잔사 및 용매가 제거된 반응 혼합물을 압출 및 펠렛화하고, 상기 반응 혼합물의 펠렛화 시에 메탄올을 순환시켜 부산물을 제거하는 단계일 수 있다. 또한, 상기 펠렛화시 폴리머 스트랜드를 커팅한 후 메탄올을 순환시켜 부산물을 제거하는 공정을 포함할 수 있다.Further, in the present invention, the step of removing by-products includes a pelletizing process. Preferably, the pelletizing step may be a step of extruding and pelletizing the reaction mixture from which the residual monomer, the catalyst residue and the solvent have been removed, and circulating methanol during the pelletization of the reaction mixture to remove by-products. The method may further include a step of cutting the polymer strands upon pelletization and then circulating methanol to remove by-products.

본 발명의 폴리알킬렌 카보네이트를 이용시 성형 방법으로는 공지의 각종 방법을 들 수 있다. 또한 균일한 혼합물을 얻는 방법으로는 예를 들면 헨젤믹서, 리본 혼합기(ribbon blender), 혼합기(blender) 등에 의하여 혼합하는 방법을 들 수 있다. 용융 혼련 방법으로는 밴 배리 믹서(VAN Antonie Louis Barye mixer), 1축 또는 2축 압축기 등을 이용할 수 있다. 본 발명의 수지의 형상은 특별한 제한이 없으며, 예를 들면 스트랜드(strand), 시트상, 평판상, 펠렛상 등일 수 있다.As the molding method when using the polyalkylene carbonate of the present invention, various known methods can be mentioned. Examples of the method for obtaining a homogeneous mixture include a method of mixing by a Hensel mixer, a ribbon blender, a blender, or the like. As the melt kneading method, a VAN Antonie Louis Barye mixer, a single-screw or twin-screw compressor, or the like can be used. The shape of the resin of the present invention is not particularly limited and may be, for example, a strand, a sheet, a flat plate, a pellet, or the like.

본 발명의 수지를 성형하여 성형체를 얻는 방법은, 예를 들면 사출성형법, 압축성형법, 사출압축 성형법, 가스주입 사출 성형법, 발포 사출 성형법, 인플레이션법(inflation), T 다이법(T die), 캘린더법(Calendar), 블로우 성형법(blow), 진공성형, 압공 성형 등을 들 수 있다.The method of obtaining the molded article by molding the resin of the present invention can be carried out by a known method such as injection molding, compression molding, injection compression molding, gas injection molding, foam injection molding, inflation, T die, A calendar, a blow molding process, a vacuum molding process, and a pressure molding process.

본 발명에서는 압출 성형을 사용하여 펠렛화를 이용한다. 이러한 펠렛화 공정은 반응 혼합물을 트윈 스크류 압출기(twin screw extruder)에 투입하여 펠렛 형태로 제조하는 공정을 포함한다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상기 펠렛화 공정에서, 직경 크기가 1mm 내지 5mm인 과립 펠렛(granular pellet)을 제조하는 것이 바람직하다.In the present invention, pelletization is used by using extrusion molding. Such a pelletizing process includes a step of putting the reaction mixture into a twin screw extruder to make it into a pellet form. And, as described above, it is preferable to produce a granular pellet having a diameter of 1 mm to 5 mm in the pelletizing step.

본 발명에서는 부산물이 제거된 이후, 생성물인 펠렛을 회수하는 단계를 수행한다. 상기 펠렛 회수 전에 필요에 따라 추가적인 휘발 공정을 더 포함할 수 있다.In the present invention, after the by-products are removed, the step of recovering the product pellets is carried out. The pellet may further include additional volatilization processes as needed prior to pellet recovery.

상기 방법으로 얻어진 폴리알킬렌카보네이트의 바람직한 일례를 들면, 폴리에틸렌카보네이트를 들 수 있다.A preferable example of the polyalkylene carbonate obtained by the above method includes polyethylene carbonate.

한편, 본 발명에서 상기 용액 중합시 사용되는 물질에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In the meantime, the materials used in the solution polymerization in the present invention will be described in more detail as follows.

상기 에폭사이드 화합물은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드; 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 20의 사이클로 알킬렌옥사이드; 및 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치된 탄소수 8 내지 20의 스타이렌 옥사이드;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 에폭사이드 화합물은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드를 포함할 수 있다.The epoxide compound is an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; A cycloalkylene oxide having 4 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; And styrene oxide having 8 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. More preferably, the epoxide compound may include an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

또한, 상기 에폭사이드 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부텐 옥사이드, 펜텐 옥사이드, 헥센 옥사이드, 옥텐 옥사이드, 데센 옥사이드, 도데센 옥사이드, 테트라데센 옥사이드, 헥사데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 부타디엔 모노옥사이드, 1,2-에폭시-7-옥텐, 에피플루오로하이드린, 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, 아이소프로필 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, t-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 사이클로옥텐 옥사이드, 사이클로도데센 옥사이드, 알파-파이넨 옥사이드, 2,3-에폭시노보넨, 리모넨 옥사이드, 디엘드린, 2,3-에폭시프로필벤젠, 스타이렌 옥사이드, 페닐프로필렌 옥사이드, 스틸벤 옥사이드, 클로로스틸벤 옥사이드, 디클로로스틸벤 옥사이드, 1,2-에폭시-3-페녹시프로판, 벤질옥시메틸 옥시란, 글리시딜-메틸페닐 에테르, 클로로페닐-2,3-에폭시프로필 에테르, 에폭시프로필 메톡시페닐 에테르, 바이페닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 나프틸 에테르 등이 있다. 바람직하게, 상기 에폭사이드 화합물은 에틸렌 옥사이드를 사용한다.Specific examples of the epoxide compound include ethylene oxide, propylene oxide, butene oxide, pentene oxide, hexene oxide, octene oxide, decene oxide, dodecene oxide, tetradecene oxide, hexadecene oxide, octadecene oxide, Epichlorohydrin, epibromohydrin, isopropyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, 2-epoxy-7-octene, epifluorohydrin, epichlorohydrin, -Ethylhexyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cyclooctene oxide, cyclododecene oxide, alpha-pinene oxide, 2,3-epoxy norbornene, limonene oxide, dieldrin , 2,3-epoxypropylbenzene, styrene oxide, phenylpropylene oxide, stilbene oxide, Propyl methoxy ether, chloropropyl methoxy ether, chloropropyl methoxy ether, chloropropyl methoxy ether, chlorostyrene benzoate, dichlorostilbene oxide, 1,2-epoxy-3-phenoxypropane, benzyloxymethyloxirane, glycidyl- Phenyl ether, biphenyl glycidyl ether, glycidyl naphthyl ether, and the like. Preferably, the epoxide compound uses ethylene oxide.

상기 이산화탄소는 반응 중에 연속 또는 비연속으로 투입할 수 있으나, 연속 투입되는 것이 바람직하며, 이러한 경우 중합 반응기는 세미 배치 형(semi-batch type) 또는 폐쇄형 배치 시스템(closed batch system)을 사용하는 것이 좋다. 만일 이산화탄소가 연속적으로 투입되지 않을 경우, 본원 발명에서 목적으로 하는 카보네이트 공중합 반응과는 별도로 폴리에틸렌글라이콜 등의 부산물 생성이 증가하여 중합 반응의 선택도가 감소할 수 있다. 또한 상기 중합에서 이산화탄소를 연속 투입시 반응 압력은 5 내지 50 bar, 혹은 10 내지 40 bar일 수 있다.The carbon dioxide may be continuously or discontinuously introduced during the reaction but is preferably continuously introduced. In this case, the polymerization reactor may be a semi-batch type or a closed batch system good. If the carbon dioxide is not continuously supplied, the production of by-products such as polyethylene glycol increases in addition to the carbonate copolymerization reaction aimed at in the present invention, and the selectivity of the polymerization reaction can be reduced. The reaction pressure may be 5 to 50 bar, or 10 to 40 bar when carbon dioxide is continuously supplied in the polymerization.

또한 상기 이산화탄소는 에폭사이드 화합물 대비 1:1 내지 10:1의 몰비로 투입될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 이산화탄소는 에폭사이드 화합물 대비 2:1 내지 5:1의 몰비로 투입될 수 있다. 또한 상기 비율로 이산화탄소가 투입되는 경우 중합 반응기는 세미 배치 형 시스템(semi-batch type system)을 사용하는 것이 바람직하다.The carbon dioxide may be added in a molar ratio of 1: 1 to 10: 1 based on the epoxide compound. More preferably, the carbon dioxide may be introduced in a molar ratio of 2: 1 to 5: 1 relative to the epoxide compound. If carbon dioxide is introduced at the above ratio, it is preferable to use a semi-batch type system as the polymerization reactor.

또한 상기에서 제조된 아연계 촉매는 에폭사이드 화합물 대비 1:50 내지 1:1000의 몰비로 투입될 수 있고, 보다 바람직하게, 1:70 내지 1:600, 혹은 1:80 내지 1:300의 몰비로 투입될 수 있다. 그 비율이 1:50 미만이면 과다한 양의 촉매 사용으로 효율적이지 않고 부산물이 생기거나, 촉매 존재 하에 가열로 인한 고분자의 백 바이팅 (back-biting)으로 인해 분자량이 감소하고 사이클릭카보네이트의 생성량이 늘어날 수 있으며, 그 비율이 1:100을 초과하면 촉매 농도가 낮아 용액 중합시 충분한 촉매활성을 나타내기 어렵다.The zinc-based catalyst prepared above may be added in a molar ratio of 1:50 to 1: 1000, more preferably 1:70 to 1: 600, or 1:80 to 1: 300, based on the epoxide compound Lt; / RTI > If the ratio is less than 1:50, the use of an excessive amount of catalyst may lead to ineffective by-products, or the molecular weight may decrease due to the back-biting of the polymer due to heating in the presence of a catalyst and the amount of cyclic carbonate If the ratio exceeds 1: 100, the catalyst concentration is low and it is difficult to exhibit sufficient catalytic activity in solution polymerization.

또한, 본 발명의 용액 중합에서 사용되는 용매로는 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 트리클로로 에탄, 테트라클로로에탄, 클로로포름, 아세토나이트릴, 프로피오나이트릴, 디메틸포름아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 니트로메탄, 1,4-다이옥산, 헥산, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 메틸에틸케톤, 메틸아민케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 아세톤, 사이클로헥사논, 트리클로로 에틸렌, 메틸 아세테이트, 바이닐 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸로락톤, 카프로락톤, 니트로프로판, 벤젠, 스티렌, 자일렌 및 메틸프로파졸(methyl propasol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 이중에서도, 메틸렌 클로라이드 또는 에틸렌 디클로라이드를 용매로서 사용함에 따라, 중합 반응의 진행을 보다 효과적으로 할 수 있다. Examples of the solvent used in the solution polymerization of the present invention include methylene chloride, ethylene dichloride, trichloroethane, tetrachloroethane, chloroform, acetonitrile, propionitrile, dimethylformamide, Dimethyl sulfoxide, nitromethane, 1,4-dioxane, hexane, toluene, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, methylamine ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexanone, trichlorethylene, methyl acetate, vinyl At least one selected from the group consisting of acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butylolactone, caprolactone, nitropropane, benzene, styrene, xylene and methyl propasol can be used. In either case, by using methylene chloride or ethylene dichloride as a solvent, the progress of the polymerization reaction can be more effectively performed.

또한 상기 용매는 에폭사이드 화합물 대비 1:0.1 내지 1:100의 중량비로 사용하는 것이 바람직하며, 1:1 내지 1:10의 중량비로 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 용매는 메틸렌 클로라이드 또는 에틸렌 디클로라이드를 사용할 수 있다.The solvent is preferably used in a weight ratio of 1: 0.1 to 1: 100 with respect to the epoxide compound, more preferably 1: 1 to 1:10. The solvent may be methylene chloride or ethylene dichloride.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. It should be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.

<< 제조예Manufacturing example >>

(촉매의 제조)(Preparation of catalyst)

ZnO 5.0kg을 오븐에서 건조하여 준바하였다. 이후, 반응기에 톨루엔 10L를투입하여 교반시켰다. 잔여 톨루엔을 drain하고, 반응용 톨루엔 100L를 로딩하였다. 글루타르산(glutaric acid) 8.1kg, 아세트산 80ml(분산제 투입시 아세트산 생략)를 상기 반응기에 투입한 뒤, 교반을 시작하였다. TCU를 가동하여 반응기 온도를 55℃로 승온하였다.5.0 kg of ZnO was dried in an oven. Then, 10 L of toluene was added to the reactor and stirred. The remaining toluene was drained and 100 L of toluene for reaction was loaded. 8.1 kg of glutaric acid and 80 ml of acetic acid (acetic acid was omitted when the dispersant was added) were put into the reactor and stirring was started. TCU was operated to raise the temperature of the reactor to 55 占 폚.

반응기 내부 글루타르산이 톨루엔에 충분히 용해되었는지 확인한 뒤, 상기 ZnO를 1시간 간격으로 3회 투입하였다. 총 3시간 동안 반응한 뒤, 반응기 온도를 110℃로 승온하였다. 원활한 환류를 위해, 반응기가 110℃에 도달하여 압력이 오르기 시작하면, 컨덴서 벤트(condenser vent)를 열어서 반응기 내부 압력을 유지하였다. 컨덴서 하단으로 물이 모이기 시작하면, 주기적으로 확인하여 하단으로 물을 빼내었다 (drain). 이때, 톨루엔과 물의 층분리는 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.After confirming that the glutaric acid in the reactor was sufficiently dissolved in toluene, the ZnO was added three times at intervals of one hour. After a total reaction time of 3 hours, the reactor temperature was raised to 110 ° C. For smooth reflux, when the reactor reached 110 ° C and pressure started to rise, the condenser vent was opened to maintain the pressure inside the reactor. When water begins to collect at the bottom of the condenser, it periodically checks and drains the water to the bottom. At this time, the layer separation of toluene and water can be easily confirmed with the naked eye.

더 이상 물이 발생되지 않을 때까지 최소한 4시간 반응을 진행하고, 모아진 물의 양을 기록하였다. 밤새도록 반응물의 냉각을 진행하였다. 반응기로부터 반응물을 drain하여 아세톤을 50L 투입하고, 15kg의 촉매 입자와 혼합하여 잔류물을 제거하는 세척 작업을 4회 실시하였다. 필터 또는 원심분리기 등의 장비를 이용하여 촉매 입자를 아세톤으로 분리하였다.The reaction was continued for at least 4 hours until no more water was generated, and the amount of water collected was recorded. The reaction was allowed to cool overnight. The reaction product was drained from the reactor, 50 L of acetone was added, and the residue was removed by mixing with 15 kg of catalyst particles. The catalyst particles were separated into acetone using equipment such as a filter or a centrifuge.

<< 비교예Comparative Example 1> 1>

기존에 합성된 촉매를 아세톤으로 세척 후, 24h 정도 상온, 상압의 조건에서 자연 건조하였다. 이후, 건조된 촉매에 대해, 중합온도 70℃, 반응기 압력 30bar, 중합시간 3h의 조건에서 활성 테스트를 실시하였으며, 그 결과 10 g/g.cat미만의 촉매활성을 얻을 수 있었다. The catalysts synthesized were cleaned with acetone and dried naturally at room temperature and normal pressure for 24 hours. Then, the activity of the dried catalyst was measured at a polymerization temperature of 70 ° C, a reactor pressure of 30 bar, and a polymerization time of 3 hours. As a result, a catalytic activity of less than 10 g / g.cat was obtained.

<< 비교예Comparative Example 2 내지 3 및  2 to 3 and 실시예Example 1 내지 3> 1 to 3>

상기 제조 예에서 얻은 촉매 입자를 이용하고, 하기 단계 1 내지 5의 단계를 수행하여, 각각 최종적으로 15kg의 비교예 및 실시예의 ZnGA 촉매를 얻었다.Using the catalyst particles obtained in the above Production Examples, the following steps 1 to 5 were carried out to finally obtain 15 kg of ZnGA catalysts of Comparative Examples and Examples, respectively.

1) 단계 1: 15kg의 촉매 분말을 work up 하는 과정에서 48시간 동안 1.0 내지 2.5bar의 N2 blowing을 거친 입자 (비교예 2).1) Step 1: Particles subjected to N 2 blowing at 1.0 to 2.5 bar for 48 hours in the process of working up 15 kg of the catalyst powder (Comparative Example 2).

2) 단계 2: 단계 1에 대해 100 rpm으로 혼합해주며, 24시간 동안 추가로 70 ~ 90℃에서 건조한 시료 (비교예 3).2) Step 2: A sample (Comparative Example 3) which was mixed at 100 rpm for Step 1 and further dried at 70 to 90 ° C for 24 hours.

3) 단계 3: 단계 1을 거친 촉매를 110℃~140℃의 온도에서 24시간 동안 진공 하에 1차 건조하고, 1차 건조된 촉매를 130℃의 온도 및 -0.9bar의 진공에서 48시간 동안 진공 건조한 시료 (실시예 1).3) Step 3: The catalyst after Step 1 is first dried under vacuum at a temperature of 110 ° C to 140 ° C for 24 hours, and the primary dried catalyst is calcined at a temperature of 130 ° C and a vacuum of -0.9 bar for 48 hours under vacuum A dry sample (Example 1).

4) 단계 4 및 5: 단계 3을 동일하게 1 및 2회 반복한 시료 (실시예 2 내지 3).4) Steps 4 and 5: Samples in which step 3 was repeated in the same manner 1 and 2 times (Examples 2 to 3).

도 1은 비교예 2 내지 3 및 실시예 1의 건조시간 및 진공 건조 유/무에 따른 중량 손실 (Weight loss) 측정값을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows measured values of weight loss according to the drying time and the vacuum drying presence / absence of Comparative Examples 2 to 3 and Example 1. FIG.

도 1에서 보면, 비교예 2 내지 3의 입자 보다 실시예 1의 입자가 VOC 함량이 매우 낮음을 알 수 있다. 또한, 비교예 3의 입자는 0.06~0.1 중량%의 VOC가 제거되었으며, 실시예 1의 입자는 0.04 중량% 미만의 VOC가 잔류하는 것을 확인하였다.1, it can be seen that the VOC content of the particles of Example 1 is much lower than that of the particles of Comparative Examples 2 and 3. In addition, the particles of Comparative Example 3 were found to have 0.06 to 0.1 wt% of VOC removed, and the particles of Example 1 had VOC of less than 0.04 wt%.

<< 실험예Experimental Example 1> 1>

(( 폴리에틸렌카보네이트의Of polyethylene carbonate 제조 및 촉매 물성 시험) Preparation and Catalyst Properties Test)

비교예 2 내지 3 및 실시예 1 내지 3을 이용하여, 폴리에틸렌 카보네이트를 제조하였다.Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3 were used to prepare polyethylene carbonate.

구체적으로, 교반기가 달린 오토클레이브 중합 반응기를 이용하고, 이러한 반응기에 비교예 2 내지 3 및 실시예 1 내지 3의 아연 촉매, 용매(methylene chloride, MC), 에틸렌옥사이드(EO) 및 이산화탄소를 투입하고, 중합온도 70℃, 30bar, 중합시간 3h의 조건에서, 각각 용액 중합을 진행하였다. 상기 에틸렌옥사이드(EO), 이산화탄소, 용매는 중합 전에 정제하여 수분 함량이 10ppm 미만이 되도록 유지한 것을 사용하였다. Specifically, an autoclave polymerization reactor equipped with a stirrer was used, and zinc catalyst, solvent (methylene chloride, MC), ethylene oxide (EO) and carbon dioxide of Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3 were charged into these reactors , A polymerization temperature of 70 DEG C, 30 bar, and a polymerization time of 3 hours, respectively. The ethylene oxide (EO), carbon dioxide, and solvent were purified before polymerization to maintain the moisture content to be less than 10 ppm.

상기 조건으로 용액 중합 완료 후, 촉매 잔사는 금속 필터를 이용하여 제거하고, 미반응 에틸렌옥사이드를 저압 하에 MC에 녹여 제거하고, 이산화탄소는 벤팅시켜 제거하였다. 이후, 용매 추출탑을 통해 MC를 제거하고, 잔류 반응 혼합물을 트윈 스크류 압출기(twin screw extruder, BA-19, 제조사 BAUTECH)에 투입하고, 압출하여 직경크기가 3mm인 과립 펠렛을 제조하였다.After the solution polymerization was completed under the above conditions, the catalyst residue was removed using a metal filter, the unreacted ethylene oxide was dissolved in MC under low pressure to remove, and the carbon dioxide was removed by venting. Thereafter, the MC was removed through a solvent extraction tower, and the residual reaction mixture was poured into a twin screw extruder (BA-19, manufactured by BAUTECH) and extruded to prepare granule pellets having a diameter of 3 mm.

그리고, 실험예 사용된 촉매 1(Cat-1) 내지 촉매 3(Cat-3)의 경우 합성시 투입된 첨가제의 종류를 다르게 한 것을 의미한다. Experimental Example 1 means that catalysts 1 (Cat-1) to 3 (Cat-3) used have different types of additives added at the time of synthesis.

상기 촉매 1 내지 3의 합성시 투입된 첨가제 및 단계 5를 마친 뒤 검출된 글르타르산의 농도를 각각 아래에 표기하였다.The concentration of glutaric acid detected after completion of step 5 and the additive introduced in the synthesis of catalysts 1 to 3 was indicated below.

첨가제additive 글루타르산 (ppm)Glutaric acid (ppm) 단계 1 (Cat-1)Step 1 (Cat-1) Acetic acidAcetic acid 200200 단계 2 (Cat-2)Step 2 (Cat-2) Anionic surfactantAnionic surfactant 900900 단계 3 (Cat-3)Step 3 (Cat-3) Alkylene glycolAlkylene glycol 500500

표 2에는 비교예 2 내지 3 및 실시예 1의 촉매 활성 결과를 나타내었다.Table 2 shows the catalytic activity results of Comparative Examples 2 to 3 and Example 1.

비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 활성
(g/g ca.t)
activation
(g / g ca.t)
단계 1Step 1 단계 2Step 2 단계 3Step 3 단계 4Step 4 단계 5Step 5
촉매 1Catalyst 1 1111 1515 2424 3030 3131 촉매 2Catalyst 2 1010 1515 2727 4747 4646 촉매 3Catalyst 3 1010 1515 2626 4242 4040

주) ZnGA합성시 촉매 1: Acetic acid 처방, 촉매 2: Anionic surfactant 처방, 촉매 3: Alkylene glycol 처방Note 1) Catalyst for ZnGA synthesis 1: Prescription of acetic acid, Catalyst 2: Prescription of anionic surfactant, Catalyst 3: Alkylene glycol prescription

표 2에서 보면, 비교예 2 및 3보다 실시예 1 내지 3의 촉매활성이 매우 우수함을 알 수 있다.From Table 2, it can be seen that the catalytic activities of Examples 1 to 3 are much better than those of Comparative Examples 2 and 3.

<< 실험예Experimental Example 2> 2>

(( 폴리에틸렌카보네이트의Of polyethylene carbonate 제조 및 촉매 물성 시험) Preparation and Catalyst Properties Test)

상기 비교예 2 내지 3 및 실시예 1의 촉매를 사용해서, 실험예 1과 동일한 조건으로 폴리에틸렌 카보네이트를 제조하였다. 이후, 통상의 방법으로 건조 횟수 및 시간 증가에 따른 촉매의 선택도와 잔류 글르타르산의 함량을 측정하였다.Using the catalysts of Comparative Examples 2 to 3 and Example 1, polyethylene carbonate was produced under the same conditions as in Experimental Example 1. [ Thereafter, the selection of the catalyst and the content of residual glutaric acid in accordance with the number of times of drying and the time were measured by a conventional method.

(1) 선택도(1) Selectivity

하기 표 3은 비교예 2 내지 3 및 실시예 1의 촉매에 대한 선택도 결과를 비교하여 나타낸 것이다.Table 3 below shows the selectivity results for the catalysts of Comparative Examples 2 to 3 and Example 1 in comparison.

ECEC PECPEC PEG-PEGPEG-PEG PEGPEG 선택도(%)Selectivity (%) 건조 횟수Number of drying times 중량%weight% 촉매 1Catalyst 1 비교예2Comparative Example 2 6.946.94 81.8781.87 6.516.51 4.674.67 88.3888.38 단계 1Step 1 비교예3Comparative Example 3 4.54.5 85.4585.45 5.515.51 4.544.54 90.9690.96 단계 2Step 2 실시예1Example 1 3.893.89 93.1193.11 2.392.39 0.610.61 95.595.5 단계 3Step 3 촉매 2Catalyst 2 비교예2
단계 1
Comparative Example 2
Step 1
3.53.5 91.0291.02 3.993.99 1.51.5 95.0195.01
비교예3Comparative Example 3 3.23.2 92.0192.01 3.543.54 1.251.25 95.5595.55 단계 2Step 2 실시예1Example 1 2.592.59 95.6895.68 1.771.77 0.230.23 97.4597.45 단계 3Step 3 촉매 3Catalyst 3 비교예2
단계1
Comparative Example 2
Step 1
4.54.5 85.4585.45 5.515.51 4.544.54 90.9690.96
비교예3
단계 2
Comparative Example 3
Step 2
3.43.4 91.1291.12 3.893.89 1.61.6 95.0195.01
실시예1
단계 3
Example 1
Step 3
2.462.46 92.492.4 33 2.142.14 95.495.4

표 3에서 보면, 잔존 vapor의 감소에 따라 중합 선택도가 95 내지 97.45%까지 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.From Table 3, it can be seen that the polymerization selectivity tends to increase from 95 to 97.45% as the residual vapor decreases.

(2) 잔류 글루타르산 함량 측정(2) Residual glutaric acid content measurement

하기 표 4 및 5는 비교예 2 내지 3 및 실시예 1 내지 3의 건조 횟수 및 시간 증가에 따른 글루타르산의 잔량 측정 결과 및 초기 글르타르산 잔량 대비 잔류량을 각각 나타낸 것이다.Tables 4 and 5 show the results of the measurement of the residual amount of glutaric acid and the residual amount relative to the initial amount of glutaric acid, respectively, according to the number of drying times and the times of Comparative Examples 2 to 3 and Examples 1 to 3, respectively.

비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 Regidual
GA
(ppm)
Regidual
GA
(ppm)
단계 1Step 1 단계 2Step 2 단계 3Step 3 단계 4Step 4 단계 5Step 5
촉매 1Catalyst 1 790790 750750 510510 300300 200200 촉매 2Catalyst 2 19001900 18001800 16001600 950950 900900 촉매 3Catalyst 3 10001000 950950 600600 550550 500500

비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 Regidual
GA
(wt%)
Regidual
GA
(wt%)
단계 1Step 1 단계 2Step 2 단계 3Step 3 단계 4Step 4 단계 5Step 5
촉매 1Catalyst 1 100100 94.9494.94 64.5664.56 37.9737.97 25.3225.32 촉매 2Catalyst 2 100100 95.0095.00 60.0060.00 55.0055.00 50.0050.00 촉매 3Catalyst 3 100100 95.0095.00 60.0060.00 55.0055.00 50.0050.00

상기 결과로부터, 단계 3에서는 세척 후 남은 글루타르산 대비 60~65%의 글르타르산이 잔류하는데 반하여, 단계 4 및 단계 5를 거치면 적게는 50%에서 많게는 25%까지 글르타르산의 잔류량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 도 2에 표기되었다.From the above results, in Step 3, the residual amount of glutaric acid is reduced from 50% to 25% when steps 4 and 5 are performed, whereas 60 to 65% of glutaric acid remains after the washing in the step 3 . This is shown in FIG.

(3) 건조 횟수의 증가에 따른 촉매 선택도(3) catalyst selectivity with increasing number of drying times

하기 표 6은 실시예 1 내지 3에 대하여, 건조 횟수 및 시간 증가에 따른 선택도 결과를 나타낸 것이다.Table 6 below shows the results of selectivity according to the number of times of drying and time increase for Examples 1 to 3.

ECEC PECPEC PEG-PEGPEG-PEG PEGPEG 선택도(%)Selectivity (%) 건조 횟수Number of drying times 중량%weight% 촉매 1Catalyst 1 실시예1
단계 3
Example 1
Step 3
3.893.89 93.1193.11 2.392.39 0.610.61 95.595.5
실시예2
단계 4
Example 2
Step 4
2.992.99 93.3893.38 33 0.640.64 96.3896.38
실시예3
단계 5
Example 3
Step 5
1.591.59 94.2694.26 3.63.6 0.550.55 97.8697.86
촉매 2Catalyst 2 실시예1
단계 3
Example 1
Step 3
3.093.09 95.6895.68 2.772.77 0.230.23 98.4598.45
실시예2
단계 4
Example 2
Step 4
1.341.34 96.296.2 22 0.490.49 98.298.2
실시예3
단계 5
Example 3
Step 5
0.750.75 97.5197.51 1.51.5 0.240.24 99.0199.01
촉매 3Catalyst 3 실시예1
단계 3
Example 1
Step 3
2.462.46 92.492.4 33 2.142.14 95.495.4
실시예2
단계 4
Example 2
Step 4
2.252.25 94.394.3 2.52.5 0.450.45 96.896.8
실시예3
단계 5
Example 3
Step 5
1.21.2 96.6196.61 22 0.230.23 98.6198.61

상기 표 1 내지 6에서, 촉매 1은 0.1~10.0 마이크로미터의 크기를 가지나 이를 제외하고, 촉매 2 내지 3의 입자크기는 0.1~3.0 마이크로미터의 크기를 가진다. 실시예 1 내지 3의 각각의 진공도 (-0.5bar 이하) 및 건조시간 (48 hour 이상)은 동일하였으며, 그 횟수를 증가시켜 입자에 잔류하는 원부 재료를 회수하였다. 그 결과, 실시예 1-3은 비교예 2-3 대비 촉매의 순도 향상으로 중합 활성이 우수하였으며, 선택도가 증가하는 효과를 확인하였다.In Tables 1 to 6, catalyst 1 has a size of 0.1 to 10.0 micrometers, but the catalysts 2 to 3 have a particle size of 0.1 to 3.0 micrometers. The degree of vacuum (-0.5 bar or less) and the drying time (over 48 hours) of each of Examples 1 to 3 were the same, and the number of times was increased to recover the raw material remaining in the particles. As a result, in Example 1-3, the polymerization activity was improved due to the improvement of the purity of the catalyst compared to Comparative Example 2-3, and the effect of increasing the selectivity was confirmed.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 고온 조건(글루타르산의 용융 온도 이상)에서, 낮은 진공도에서 건조시, 촉매 입자로부터 VOC 및 잔류 글루타르산을 제거하는 효과가 있는 것으로 확인되었다. (진공도 -0.5bar 이하) 또한, 잔류 글루타르산의 제거 효과로 촉매의 중합 선택도를 99%에 도달할 정도로 향상시킬 수 있었다. 이는 기존에 알려진 결과에 비해 월등이 높은 값이다.As described above, according to the present invention, it was confirmed that when dried at a high degree of temperature (above the melting temperature of glutaric acid) and at a low degree of vacuum, VOC and residual glutaric acid were removed from the catalyst particles. (Vacuum degree -0.5 bar or less) Further, the polymerization selectivity of the catalyst could be improved to 99% by the removal effect of residual glutaric acid. This is higher than previously known results.

따라서, 상기 방법은 기존에 알려진 아연 글루타레이트 등의 아연 염과 디카복실산을 이용한 촉매 제조에 적용될 수 있다.Thus, the process can be applied to the preparation of catalysts using zinc salts and dicarboxylic acids, such as zinc glutarate, known in the art.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (7)

용매의 존재 하에, 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20의 디카르복실산을 반응시켜 아연 디카르복실레이트계 촉매를 제조하는 단계, 및 상기 촉매를 세척하는 단계, 및 상기 세척된 촉매를 건조하는 단계를 포함하는 아연계 촉매의 제조방법에서,
상기 촉매를 건조하는 단계는,
a) 상기 세척된 촉매를 100 내지 140℃의 온도에서 24 내지 72시간 동안 진공 하에 1차 건조하고,
b) 1차 건조된 촉매를 80 내지 140℃의 온도 및 -1.0 내지 -0.5bar의 압력에서 24시간 내지 72시간 동안 적어도 1회 이상 고진공 하에 2차 건조하는 단계;
를 포함하는, 아연계 촉매의 제조방법.
Reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in the presence of a solvent to prepare a zinc dicarboxylate-based catalyst, and washing the catalyst, and drying the washed catalyst In the method for producing the zinc-containing catalyst,
The step of drying the catalyst comprises:
a) the washed catalyst is first dried under vacuum at a temperature of from 100 to 140 &lt; 0 &gt; C for 24 to 72 hours,
b) secondary drying the primary dried catalyst at a temperature of from 80 to 140 占 폚 and a pressure of from -1.0 to -0.5 bar for at least 24 hours to 72 hours under high vacuum;
Based catalyst. &Lt; Desc / Clms Page number 24 &gt;
제1항에 있어서,
상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 불활성 기체 조건 하에 건조하고 분쇄하는 단계, 또는 상기 a)의 세척된 촉매를 1차 건조하기 전에 분쇄하고 불활성 기체 조건 하에 건조하는 단계를 더 포함하는 아연계 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of drying and pulverizing the washed catalyst of a) under an inert gas condition prior to the primary drying, or a step of pulverizing the washed catalyst of a) before the primary drying and drying under inert gas conditions A method for producing a zinc-based catalyst.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 0.1 내지 10.0 마이크로미터의 평균 입경을 갖는 분말을 포함하는 아연계 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst comprises a powder having an average particle size of 0.1 to 10.0 micrometers.
제1항에 있어서,
상기 2차 건조는 2회 내지 3회 실시되는 아연계 촉매의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary drying is carried out two to three times.
제1항에 있어서,
상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아연 화합물인, 아연계 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2), and And zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ).
제1항에 있어서,
상기 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 유기 아연 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the dicarboxylic acid is at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 아연계 촉매 및 용매 존재 하에, 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 중합하는 단계를 포함하는, 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법.A process for producing a polyalkylene carbonate, which comprises polymerizing an epoxide compound and carbon dioxide in the presence of a zinc-based catalyst and a solvent according to any one of claims 1 to 6.
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