KR20200049023A - 프로필렌 글리콜 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

구현예는 프로필렌 글리콜 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 프로필렌 글리콜 조성물은 질소 함량이 0.4 ppm 미만이고, 이로써 후속 공정에 적용하기에 적합하고 품질이 향상된 프로필렌 글리콜 조성물을 얻을 수 있다.

Description

프로필렌 글리콜 조성물 및 이의 제조 방법{PROPYLEN GLYCOL COMPOSITION AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}
구현예는 이온계 성분이 선택적으로 제거된 프로필렌 글리콜 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
프로필렌 글리콜 조성물은 불포화 폴리에스터 불포화 폴리에스터 수지, 화장품, 연고 등의 의약품, 부동액, 계면 활성제, 고급 극성 용제의 원료 등 그 응용 분야가 광범위한 원료이다.
이러한 프로필렌 글리콜 조성물은 일반적으로 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)과 물을 1:1의 몰비로 반응시켜 제조된다. 그러므로 생성된 프로필렌 글리콜 조성물에는 프로필렌 옥사이드로부터 유입되어 후속 공정 등에 영향을 줄 수 있는 불순물이 포함될 수 있다.
이에, 프로필렌 옥사이드 및 프로필렌 글리콜 조성물 내에 어떤 불순물이 포함되어 있는지, 이와 같은 불순물이 프로필렌 글리콜의 물성에 어떠한 영향을 미치며, 이 불순물을 선택적으로 제거하는 방법이 무엇인지에 대한 연구가 계속되고 있다.
구현예는 이온계 또는 비이온계 불순물이 선택적으로 제거되어 낮은 질소(Nitrogen) 함량을 가짐으로써, 후속 공정에 적용하기에 적합한 고품질의 프로필렌 글리콜 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 질소(Nitrogen) 함량은 0.4 ppm 미만이다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 제조 방법은 (1) 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계; (2) 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물과 물을 반응시키는 단계; 및 (3) 프로필렌 글리콜 조성물을 얻는 단계;를 포함하고, 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량이 0.4 ppm 미만이다.
구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물은 낮은 질소 함량을 가짐으로써, 품질 향상은 물론, 후속 공정에 적용하기에 적합하다.
이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
구현예는 이온계 또는 비이온계 성분이 선택적으로 제거되어 낮은 질소 함량을 갖는 프로필렌 글리콜 조성물을 제공한다. 프로필렌 글리콜의 질소 함량이 낮을수록, 프로필렌 글리콜을 이용하여 제조될 수 있는 후속 공정에서 제조되는 물질들의 물성의 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 질소(Nitrogen) 함량은 0.4 ppm 미만이다. 다른 일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량은 0.3 ppm 이하이다. 또 다른 일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량은 0.2 ppm 이하이다. 또한, 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량은 0 ppm 이상, 0.05 ppm 이상 또는 0.1 ppm 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량은 0.1 이상 내지 0.4 ppm 미만, 0.1 내지 0.38 ppm, 0.1 내지 0.36 ppm, 0.1 내지 0.34 ppm, 0.1 내지 0.32 ppm, 0.1 내지 0.3 ppm, 0.1 내지 0.28 ppm, 0.1 내지 0.26 ppm, 0.1 내지 0.24 ppm, 0.1 내지 0.22 ppm 또는 0.1 내지 0.2 ppm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 프로필렌 글리콜 조성물은 이온계 성분, 비이온계 성분 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 프로필렌 글리콜 조성물은 이온계 성분 즉, 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 양이온계 성분은 NH2 +, NH4 + 및 이를 작용기로 가진 분자체들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 양이온계 성분은 NH4 +를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 양이온계 성분은 NH2 + 및 NH4 +를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양이온계 성분은 NH4 +로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 음이온계 성분은 NO2 -, NO3 - 및 이를 작용기로 가진 분자체들로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 음이온계 성분은 NO2 -를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 음이온계 성분은 NO2 - 및 NO3 -를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 음이온계 성분은 NO2 -로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이온계 성분은 질소 함유 이온계 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또는, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 프로필렌 글리콜 조성물은 이온계 성분 이외에 비이온계 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 비이온계 성분은 아민계 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아민계 성분은 디이소프로필아민(diisopropylamine), 디에틸아민(diethylamine), 트리에틸아민(trimethylamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 디메틸에틸아민(dimethylethylamine), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine), 트리메틸아민(Trimethylamine) 및 모노이소프로필아민(monoisopropylamine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량을 높이는 요인은 프로필렌 옥사이드 내의 상기 질소 함유 이온계 성분 및 질소 함유 비이온계 성분 때문이다.
또한, 상기 프로필렌 옥사이드 조 조성물은 용매를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 용매는 물, 메탄올, 아세트알데히드(acetaldehyde), 프로피온알데히드(propionaldehyde), 메틸포메이트(methyl formate) 및 디메톡시메탄(dimethoxymethane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 냄새 강도 지수(odor index)는 3 미만이다. 다른 일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 냄새 강도 지수는 1 이하이다. 구체적으로, 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 냄새 강도 지수는 0 내지 3 미만, 0 내지 2, 0 내지 1 또는 0 내지 0.5일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 냄새 강도 지수(odor index)는 조성물의 냄새를 하기 기준에 의해 측정한 것이다.
0: 무취
1.0: 숙련인에게만 감지된다.
1.5~2.0: 누구에게나 감지되나, 맡기 싫은 냄새는 아니다.
2.5~3.0: 누구에게나 감지되며, 비릿한 냄새가 난다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물은 모노 프로필렌 글리콜, 다이 프로필렌 글리콜 및 트리 프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 모노 프로필렌 글리콜의 함량은 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 총 중량을 기준으로, 60 내지 80 중량%일 수 있다. 구체적으로, 65 내지 80 중량%, 65 내지 75 중량% 또는 65 내지 70 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다이 프로필렌 글리콜의 함량은 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 총 중량을 기준으로, 20 내지 30 중량%일 수 있다. 구체적으로, 22 내지 30 중량%, 22 내지 28 중량% 또는 22 내지 25 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따른 프로필렌 글리콜 조성물의 제조 방법은 (1) 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계; (2) 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물과 물을 반응시키는 단계; 및 (3) 프로필렌 글리콜 조성물을 얻는 단계;를 포함하고, 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소(Nitrogen) 함량이 0.4 ppm 미만이다.
상기 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물(crude composition)이란, 알킬렌 옥사이드 제조 공정에 의해 제조된 직후의 조성물로서, 후속 공정에서 불필요한 이온계 성분 등을 포함하고 있는 조성물을 의미한다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 알킬렌 옥사이드, 이온계 성분, 비이온계 성분 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 이온계 성분을 포함할 수 있다. 상기 이온계 성분은 양이온계 성분 또는 음이온계 성분일 수 있다.
구현예에 따르면, 상기 이온계 성분은 NH4 +를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량이 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 NH4 +를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량이 0.1 내지 3 ppm, 0.1 내지 2.5 ppm, 0.3 내지 2 ppm 또는 0.5 내지 1.5 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구현예에 따르면, 상기 이온계 성분은 NO2 -를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 NO2 -를 포함하고, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 3 ppm, 0.1 내지 1 ppm 또는 0.25 내지 0.75 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이온계 성분은 질소 함유 이온계 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또는, 상기 이온계 성분은 NH2 +, NH4 +, NO2 - 및 NO3 -로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 이온계 성분은 상기 이온계 성분의 총 중량을 기준으로 양이온계 성분을 30 내지 90 중량% 포함한다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 상기 이온계 성분의 총 중량을 기준으로 양이온계 성분을 40 내지 90 중량%, 50 내지 90 중량% 또는 50 내지 80 중량% 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 이온계 성분은 상기 이온계 성분의 총 중량을 기준으로 양이온계 성분을 60 내지 80 중량% 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 이온계 성분 이외에 비이온계 성분을 포함할 수 있다. 상기 비이온계 성분에 대한 내용은 앞서 프로필렌 글리콜 조성물에서 전술한 바와 동일하다.
또한, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 용매를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 용매는 물, 메탄올, 아세트알데히드(acetaldehyde), 프로피온알데히드(propionaldehyde), 메틸포메이트(methyl formate) 및 디메톡시메탄(dimethoxymethane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물은 디메톡시메탄(DMM) 및 메틸포메이트(MF)를 포함하고, 상기 디메톡시메탄(DMM) 및 메틸포메이트(MF)의 함량이 10 내지 3,000 ppm, 10 내지 1,000 ppm, 10 내지 500 ppm 또는 20 내지 100 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR(Controlled Polymerization Rate)은 0.2 내지 20이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR은 0.2 내지 10, 0.2 내지 5, 0.2 내지 2, 0.5 내지 3, 0.5 내지 2 또는 0.8 내지 1.5일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 CPR은 조성물 내의 염기성 물질의 양을 표시하는 지표로서, ASTM D6437의 실험방법에 의거하여 조성물 30g을 메탄올 100ml와 섞은 후 중화적정한 염산(농도:0.001N)의 양을 수치화한 결과이다. 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물 내의 이온계 또는 비이온계 불순물이 효과적으로 제거됨에 따라 CPR 값이 낮아질 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR이 적정 범위를 만족하지 않는 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 제조 과정에서 반응성 제어가 어려움은 물론, 이를 원료로 하는 후단 제품의 CPR 값이 제품 CPR 규격을 벗어나게 된다. 따라서, 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 값이 적정 범위를 만족할 경우, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 값을 최대 2.0 이하로 유지하는 것이 더욱 유리하다.
구체적으로, 앞서 언급한 이온계 불순물 중 양이온계 불순물이 음이온계 불순물보다 상대적으로 많음에 따라 불순물들끼리 중화된 이후에도 남아있는 양이온계 불순물이 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 CPR 값을 높이는 요인이 된다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소(Nitrogen) 함량은 0.2 내지 10 ppm이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 0.2 내지 7 ppm, 0.2 내지 5 ppm, 0.2 내지 3 ppm 또는 0.2 내지 2 ppm이다. 더욱 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량은 0.5 내지 1.8 ppm, 1.0 내지 1.8 ppm 또는 1.2 내지 1.8 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물의 질소 함량을 높이는 요인은 앞서 언급한 질소 함유 이온계 성분 및 질소 함유 비이온계 성분 때문이다.
상기 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드는 프로필렌 옥사이드일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계는 흡착제 이용법, 전기 화학법 및 증류법(Distillation)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 정제 방법을 수행하기 전에, 특히 흡작제를 이용한 정제 방법을 수행하기 전에 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 비드 구간에 통과시킬 수 있다.
상기 비드 구간은 1 내지 5 mm의 평균 직경을 갖는 복수개의 비드를 포함한다. 구체적으로, 상기 비드 구간은 1.5 내지 4 mm 또는 2 내지 3 mm의 평균 직경을 갖는 복수개의 비드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비드 구간에 포함된 비드의 단위 부피당 개수가 100 내지 100,000 개/L이다. 구체적으로, 상기 비드 구간에 포함된 비드의 단위 부피당 개수는 1,000 내지 80,000 개/L, 5,000 내지 70,000 개/L, 10,000 내지 50,000 개/L, 15,000 내지 40,000 개/L일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 비드 구간에 통과시키는 공간 속도는 0 초과 내지 10 h-1 이하이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 비드 구간에 통과시키는 공간 속도는 0.2 내지 5 h-1, 0.2 내지 3 h-1, 0.2 내지 2 h-1, 0.5 내지 2 h-1 또는 0.8 내지 1.5 h-1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비드 구간에 포함된 비드는 실리칼라이트를 원료로 하는 비활성 물질을 포함할 수 있다.
상기 비드 구간은 알킬렌 옥사이드 조 조성물이 후단의 정제 방법들, 특히 흡착제로 들어가기 전 고른 분산을 유도하는 역할을 수행한다.
일 구현예에 따르면, 상기 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계는 흡착제 이용법, 전기 화학법 및 증류법(Distillation)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 정제 방법을 사용할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 흡착제에 통과시킬 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 흡착제 이용법은 제올라이트계 분자체(Mol-Sieve) 또는 네추럴 클레이(Natural Clay)를 이용할 수 있다.
상기 제올라이트계 분자체는 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 베타, 제올라이트 Y, 제올라이트 L 및 ZSM-12로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 가질 수 있다.
상기 분자체는 규소 알루미늄 산화물을 총칭하며, 산소원자 고리로 이뤄진 미세한 구멍의 입구를 가지고 이 구멍들 사이에서 일정 간격으로 꺾인 다른 구멍과 교차하는 팔각형 형태의 기하학적 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 분자체의 기공의 크기는 2.3 Å 초과 내지 10 Å 미만이다. 구체적으로, 상기 분자체의 기공의 크기는 3 내지 10 Å, 3 내지 7.5 Å, 3 내지 5 Å, 3.5 내지 4.5 Å, 3.8 내지 4.2 Å 또는 3.9 내지 4.1 Å 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 분자체의 기공의 모양은 팔각 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 분자체는 팔각 형태의 미세 다공을 가지게 되며, 상업화 제품은 분자체들이 물리적으로 결합하여 약 2 mm 정도의 구형, 펠렛(pellet), 압출형(extrudate)등으로 제작될 수 있다.
상기 분자체는 팔각형 모양의 미세 다공보다 작은 불순물들을 선별하여 흡착할 수 있다. 또는, 상기 분자체의 제올라이트 계열 자체의 음전하(산점)가 알킬렌 옥사이드 조 조성물에 존재하는 양이온계 성분을 흡착할 수 있다.
상기 네추럴 클레이(Natural Clay)는 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 카올리나이트(Kaolinite), 세피올라이트(Sepiolite), 벤토나이트(Bentonite) 및 규조토(Diatomite)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 흡착체에 통과시키는 공간 속도는 0 초과 내지 10 h-1 이하이다. 구체적으로, 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 분자체에 통과시키는 공간 속도는 0.2 내지 5 h-1, 0.2 내지 3 h-1, 0.2 내지 2 h-1, 0.5 내지 2 h-1 또는 0.8 내지 1.5 h-1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전기 화학법은 그래파이트 포일(graphite foil)에 Pd/C 촉매를 일정량 코팅하여 두 개의 전극을 제작한 후, 전압을 가하는 장비와 연결한다. 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물이 담긴 반응기에 상기 두 개의 전극을 침지하고, 일정 시간 동안 일정 전압을 걸어 유지함으로써, 이온계 성분 등 CPR 값을 상승시키는 원인물질들이 전극에 흡착되어 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개의 전극 사이에 0.85V의 전압을 걸어 2시간 동안 유지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 증류법은 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 저비점 물질 증류탑(Light purge column)을 이용함으로써, 이온계 성분 등 CPR 값을 상승시키는 원인물질들을 제거할 수 있다.
상기 정제 방법을 사용하여 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함하는 이온계 성분을 포함한다. 이 때, 이온계 성분의 종류에 대한 설명은 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물에 기재된 바와 같다.
또한, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 이온계 성분 이외에 비이온계 성분 및 용매를 포함할 수 있고, 이에 대한 설명 또한 상기 알킬렌 옥사이드 조 조성물에 기재된 바와 같다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물이 양이온계 성분 및 음이온계 성분을 포함하는 이온계 성분을 포함하는 경우, 상기 이온계 성분은 이온계 성분의 총 중량을 기준으로 양이온계 성분을 10 내지 70 중량% 포함한다. 구체적으로, 상기 이온계 성분은 이온계 성분의 총 중량을 기준으로 양이온계 성분을 20 내지 70 중량%, 30 내지 70 중량%, 40 내지 60 중량% 또는 45 내지 55 중량% 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 NH4 +를 포함하고, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량은 0.05 내지 2.5 ppm이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NH4 +의 함량은 0.1 내지 2 ppm, 0.1 내지 1 ppm, 0.2 내지 0.8 ppm, 0.2 내지 0.6 ppm 또는 0.4 내지 0.6 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물은 NO2 -를 포함하고, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물 내에 포함된 NO2 -의 함량이 0.1 내지 3 ppm 또는 0.25 내지 0.75 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR은 0 내지 2이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR은 0 내지 1.5, 0 내지 1.2, 0 내지 0.8, 0 내지 0.5, 0.1 내지 0.5, 0.1 내지 0.3 또는 0.1 내지 0.2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR이 상기 범위인 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 제조 과정에서 반응성 제어를 수월하게 할 뿐만 아니라 만들어진 제품의 낮아진 CPR 값 자체로도 제품 CPR 규격을 만족한다는 점에서 유리하다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 염기도는 0 내지 4이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 염기도는 0 내지 3, 0 내지 2.4, 0 내지 1.6 또는 0 내지 1.0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소(Nitrogen) 함량은 0.1 내지 5 ppm이다. 구체적으로, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량은 0.1 내지 3 ppm, 0.1 내지 2 ppm, 0.2 내지 1.5 ppm 또는 0.4 내지 1.1 ppm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량이 상기 범위인 경우, 이를 원료로 하는 후단 제품의 냄새가 정제되지 않은 알킬렌 옥사이드 조 조성물을 사용할 때보다 감소된다는 점에서 유리하다.
이후, 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물과 물을 반응시키는 단계를 수행한다(단계 (2)).
상기 프로필렌 글리콜 조성물은 하기 반응식 1과 같이, 알킬렌 옥사이드 조성물 및 물을 100 내지 200℃에서 반응시켜 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00001
이후, 상기 단계 (2)를 거쳐 비점 차이를 이용한 정제공정을 거치면 프로필렌 글리콜 조성물을 얻을 수 있다(단계 (3)). 상기 프로필렌 글리콜 조성물에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
<실시예 1>
알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물 100 g을 제올라이트계 분자체(Mol Sieve)를 이용하여, 정제된 프로필렌 옥사이드 조성물을 100 g 얻었다.
프로필렌 옥사이드 조성물과 물을 튜브 반응기에서 반응시켰다. 이후, 남은 물을 증류시켜 프로필렌 글리콜 조성물 A를 얻었다.
<비교예 1>
실시예 1에서 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물 100 g을 정제하지 않고 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 실험하여 프로필렌 글리콜 조성물 B를 얻었다.
<평가예 1-1: CPR 측정>
ASTM D 6437(Standard Test Method for Polyurethane Raw materials)의 실험법에 의거하여, 각각의 조성물 30g을 메탄올 100ml에 혼합한 후, 0.001N 염산으로 중화 적정하여 소비되는 염산의 양을 계산하였다.
<평가예 1-2: 질소 함량 측정 >
ASTM D 6437(Standard Test Method for Polyurethane Raw materials)의 실험법에 의거하여, 각각의 조성물 0.6g을 톨루엔 3g에 희석한 후, 산소 및 아르곤 상태에서 연소시켜 발생된 이산화질소가 방출하는 파장을 검출하여 정량 분석하였다.
<평가예 1-3: 냄새 강도 지수(odor index) 측정>
하기 기준에 의하여, 각각 조성물의 냄새 강도 지수를 측정하였다.
0: 무취
1.0: 숙련인에게만 감지된다.
1.5~2.0: 누구에게나 감지되나, 맡기 싫은 냄새는 아니다.
2.5~3.0: 누구에게나 감지되며, 비릿한 냄새가 난다.
상기 평가예 1-1 및 1-2의 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실시예1 비교예1
정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 CPR 0 0.5
정제단계를 수행하지 않음
정제된 알킬렌 옥사이드 조성물의 질소 함량(ppm) 0 0.4
정제단계를 수행하지 않음
프로필렌 글리콜 조성물의 odor 1.0 3.0
프로필렌 글리콜 조성물의
질소 함량 (ppm)		 0.2 0.4
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1의 알킬렌 옥사이드 정제 단계를 거친 프로필렌 글리콜 조성물의 질소 함량 및 odor은, 알킬렌 옥사이드 정제단계를 수행하지 않은 비교예 1에 비하여 낮은 것을 알 수 있다.

Claims (13)

  1. 질소(Nitrogen) 함량이 0.4 ppm 미만인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질소 함량이 0.3 ppm 이하인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 질소 함량이 0.2 ppm 이하인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    냄새 강도 지수(odor index)가 3 미만인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    냄새 강도 지수(odor index)가 1 이하인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로필렌 글리콜 조성물은 모노 프로필렌 글리콜, 다이 프로필렌 글리콜 및 트리 프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 프로필렌 글리콜 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모노 프로필렌 글리콜의 함량이 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 총 중량을 기준으로, 60 내지 80 중량%인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 다이 프로필렌 글리콜의 함량이 상기 프로필렌 글리콜 조성물의 총 중량을 기준으로, 20 내지 30 중량%인, 프로필렌 글리콜 조성물.
  9. (1) 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계;
    (2) 상기 정제된 알킬렌 옥사이드 조성물과 물을 반응시키는 단계; 및
    (3) 프로필렌 글리콜 조성물을 얻는 단계;를 포함하고,
    상기 프로필렌 글리콜 조성물의 질소(Nitrogen) 함량이 0.4 ppm 미만인, 프로필렌 글리콜 조성물의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 알킬렌 옥사이드 조(粗) 조성물을 정제하는 단계가 흡착제 이용법, 전기 화학법 및 증류법(Distillation)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 정제 방법을 사용하는 것인, 프로필렌 글리콜 조성물의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 흡착제 이용법이 제올라이트계 분자체(Mol-Sieve) 또는 네추럴 클레이(Natural Clay)를 이용한, 프로필렌 글리콜 조성물의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제올라이트계 분자체가 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 베타, 제올라이트 Y, 제올라이트 L 및 ZSM-12로 이루어진 군으로부터 선택된 구조를 갖는, 프로필렌 글리콜 조성물의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 네추럴클레이(Natural Clay)는 몬모릴로나이트(Montmorillonite), 카올리나이트(Kaolinite), 세피올라이트(Sepiolite), 벤토나이트(Bentonite) 및 규조토(Diatomite)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 프로필렌 글리콜 조성물의 제조방법.
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