WO2000023500A1 - Procedes de production de polyols de polyoxyalkylene et de production de son derive - Google Patents

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WO2000023500A1
WO2000023500A1 PCT/JP1999/005743 JP9905743W WO0023500A1 WO 2000023500 A1 WO2000023500 A1 WO 2000023500A1 JP 9905743 W JP9905743 W JP 9905743W WO 0023500 A1 WO0023500 A1 WO 0023500A1
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polyol
polyoxyalkylene polyol
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compound
producing
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PCT/JP1999/005743
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Satoshi Yamasaki
Yasunori Hara
Tamotsu Kunihiro
Fumio Yamazaki
Mikio Matsufuji
Ariko Nishikawa
Shinsuke Matsumoto
Tsukuru Izukawa
Masahiro Isobe
Kazuhiko Ohkubo
Kaoru Ueno
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Mitsui Chemicals, Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a polyoxyalkylene polyol and its derivative.
  • the present invention relates to a method for producing a polyoxyalkylene polyol, and a method for producing a polymer-dispersed polyol, an isocyanate group-terminated prepolymer, and a derivative such as polyurethane to which the production method is applied.
  • the present invention relates to a method for producing a polyoxyalkylene polyol, and a method for producing a derivative such as a polymer-dispersed polyol, an isocyanate group-terminated prepolymer, a flexible polyurethane foam, and a polyurethane resin to which the production method is applied.
  • a derivative such as a polymer-dispersed polyol, an isocyanate group-terminated prepolymer, a flexible polyurethane foam, and a polyurethane resin to which the production method is applied.
  • polyoxyalkylene polyols are produced on an industrial scale by addition polymerization of an active hydrogen compound with an alkylene oxide in the presence of a potassium hydroxide (KOH) catalyst.
  • KOH potassium hydroxide
  • the alkylene oxide is continuously charged into the polymerization initiator.
  • the reaction is carried out at a reaction temperature of 105 to 150 ° C. and a maximum reaction pressure of 490 to 588 kPa or less until a predetermined molecular weight is obtained, to obtain a crude polyoxyalkylene polyol.
  • an acid such as an inorganic acid, dehydration
  • It is manufactured through a purification process such as filtration of dried limestone.
  • DMC is once deactivated by reacting with an oxidizing agent such as a gas containing oxygen, peroxide, sulfuric acid, etc., and the catalyst residue is separated from the polyol. Since it is necessary to carry out addition polymerization of ethylene oxide using an alkali metal hydroxide or alkali metal alkoxide such as KOH (US P5, 235, 1114), but the operation becomes complicated.
  • an oxidizing agent such as a gas containing oxygen, peroxide, sulfuric acid, etc.
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-27928-89 discloses that a hydroxyl value (hereinafter referred to as ⁇ HV) using cesium hydroxide or the like as a catalyst is 10 to 35 mg KOH Zg and a maximum content of monool. The amount is 15 mol%, and the minimum selectivity of the bond is 96% by the head-to-tail (hereinafter simply referred to as H-T) by propylene oxide addition polymerization.
  • H-T head-to-tail
  • a polyoxyalkylene polyol is disclosed.
  • the polyoxyalkylene polyol is a polyoxyalkylene polyol having a low viscosity even when the monol content is reduced, and also having good mechanical properties of the obtained flexible polyurethane foam and excellent properties.
  • cesium hydroxide as a catalyst, for example, to produce a polyoxyalkylene polyol having an OHV of 15 mg K ⁇ HZg and a high molecular weight with a monool content of 15 mol% or less and a low monol content This requires a considerable amount of reaction time, and is not necessarily a satisfactory catalyst when considering the productivity of polyols.
  • phosphazene compounds have been proposed as catalysts for the production of metal-free polyoxyalkylene polyols (EP 0 765 555, Macromolecule Rapid Communication (Vol. 17)). Pp. 144-148, 1996, and Macromol. Symp. 107, 331-3, pp. 1996).
  • these phosphazene compounds are used as catalysts for the production of polyoxyalkylene polyols, they have the advantages that the by-product rate of monools is low and that the productivity of polyoxyalkylene polyols is dramatically improved. I have.
  • phosphinoxide compounds are known in addition to phosphazene compounds and phosphazenium compounds (Journal of general chemistry of the USSR, 55, 1453 (1985)).
  • the document describes a method for producing a phosphinoxide compound and an example of a reaction using methyl iodide.
  • a phosphinoxide compound as a catalyst for producing a polyol.
  • the applicant of the present application used a phosphazedium compound as a catalyst in a patent application related to the above-mentioned International Publication No. WO98Z542441 (EP09166686A1).
  • a method for purifying a crude polyoxyalkylene polyol produced as described above was proposed (methods e to h on page 11, line 21 to page 12, line 17).
  • the e method in the purification method is an excellent method for purifying a polyol that can control the residual amount of the catalyst to 150 ppm or less by a synergistic effect of a specific amount of an acid, water, and an adsorbent.
  • Method f is a method in which a specific amount of an organic solvent inert to the polyol is used in combination with method e.
  • Methods e and f are methods that use a specific amount of adsorbent.
  • this method is a method in which a neutralization treatment with an acid is performed as a pretreatment, and then the remaining catalyst is removed using an adsorbent.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a polyoxyalkylene polyol, which can efficiently remove a residual catalyst compound from a crude polyoxyalkylene polyol by a simple method, and a method for producing a derivative thereof. It is to provide a method. Disclosure of the invention
  • a crude polyoxyalkylene polyol is produced by addition polymerization of an epoxide compound to an active hydrogen compound, and then, a crude polyoxyalkylene polyol and a specific surface area of 450 to 1200 m 2 / g, a polyacid which is brought into contact with a solid acid having an average pore diameter of 40 to 100 A to control the residual amount of the catalyst in the polyoxyalkylene polyol to 150 ppm or less.
  • the crude polyoxyalkylene polyol when the crude polyoxyalkylene polyol is brought into contact with a solid acid, 0.1 to 10% by weight of water is coexisted with the crude polyoxyalkylene polyol. After contacting the crude polyoxyalkylene polyol with the solid acid, the solid acid and the polyoxyalkylene polyol are separated, and then the polyoxyalkylene polyol is reacted with the polyoxyalkylene polyol.
  • the method for producing the polyoxyalkylene polyol includes adding at least one acid from 1 to 25 ppm selected from the group consisting of an inorganic acid, and an organic acid.
  • the temperature at which the crude polyoxyalkylene polyol is brought into contact with the solid acid is preferably in the range of 50 to 150. Further, it is preferable to control the residual amount of the catalyst in the purified polyoxyalkylene polyol to 90 ppm or less.
  • a composite metal prepared from different oxides containing, for example, gallium oxide, boron oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and zinc oxide Oxides.
  • aluminum silicate and magnesium magnesium And mixtures thereof are preferred.
  • the phosphazenium compound has the chemical formula
  • a, b, c, and d are each a positive integer of 0 to 3, but all of a, b, c, and d are not 0 at the same time.
  • R is the same or different hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and two Rs on the same nitrogen atom may combine with each other to form a ring structure.
  • Q _ represents a hydroxyanion, an alkoxyanion, an aryloxyanion or a carboxyanion].
  • R is the same or different carbon number
  • X is the molar amount of the contained water and is 0.5.
  • Q is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • two Ds on the same phosphorus atom or on two different phosphorus atoms can be bonded to each other, and D and Q can be bonded to each other to form a ring structure.
  • Its properties are a hydroxyl value of 2 to 200 mg K ⁇ HZ g, a total degree of unsaturation of 0.07 meq./g or less,
  • the bond selectivity is at least 95 mol%
  • the second invention is a method for producing a polymer-dispersed polyol in which polymer particles are dispersed in a polyol, wherein a polyoxyalkylene polyol is produced by the production method, and then, in the presence of a radical polymerization initiator, At 0 to 200 ° C, 5 to 86 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer is polymerized in 100 parts by weight of the polyol, and the concentration of the polymer particles is adjusted to 5 to 60 parts by weight. %, which is a method for producing a polymer-dispersed polyol.
  • the ethylenically unsaturated monomer is preferably at least one monomer selected from acrylonitrile, styrene, acrylamide and methyl methacrylate.
  • a third invention is a method for producing an isocyanate group-terminated prepolymer by reacting a polyol with a polyisocyanate, wherein a polyoxyalkylene polyol is produced by the above-mentioned production method, and then 50 to 120 times.
  • the content of the isocyanate group (NC ⁇ %) for reacting the obtained polyoxyalkylene polyol with an amount of the polyisocyanate having an isocyanate index of 1.3 to 10 is 0.3 (NC ⁇ %).
  • a fourth invention is a method for producing an isocyanate group-terminated prepolymer by reacting a polyol and a polyisocyanate, wherein a polymer monodispersed polyol is produced by the production method, and then at 50 to 120 ° C.
  • the obtained polymer-dispersed polyol is reacted with an amount of polyisocyanate having an isocyanate index of 1.3 to 10 to obtain an isocyanate group content (NCO%) of 0.3 to 10.
  • NCO% isocyanate group content
  • an isocyanate group-terminated prepolymer is produced by the production method, and then, at 60 to 140 ° C., the obtained isocyanate group-terminated prepolymer and a chain extender have an isocyanate index of
  • This is a method for producing a polyurethane resin which is reacted in a range of 0.6 to 1.5.
  • a polyoxyalkylene polyol is produced by the production method, and then, at 10 to 50 ° C., the obtained polyoxyalkylene polyol and an isocyanate group-terminated prepolymer are mixed with each other using an isocyanate index.
  • This is a method for producing a polyurethane resin in which the reaction is carried out within a range of 0.8 to 1.3.
  • a seventh invention is a method for producing a flexible polyurethane foam in which a polyol and a polyisocyanate are reacted in the presence of water, a catalyst, and a foam stabilizer, wherein a polyoxyalkylene polyol is produced by the production method,
  • a process for producing a flexible polyurethane foam characterized by using a polyol containing at least 30% by weight of the obtained polyoxyalkylene polyol.
  • An eighth invention is a method for producing a flexible polyurethane foam in which a polyol is reacted with a polyisocyanate in the presence of water, a catalyst, and a foam stabilizer, wherein a polymer-dispersed polyol is produced by the production method, A polyol containing at least 10% by weight of the obtained polymer monodispersed polyol.
  • the purification method using a solid acid according to the present invention does not require neutralization treatment with an acid, and can simplify the process, as compared with a conventional purification method using a solid acid (adsorbent). Low loss. Further, since the residual amount of the catalyst is small, for example, there is an advantage that the stability over time of the isocyanate group-terminated prepolymer which is a derivative of the polyoxyalkylene polyol is improved. is there. Furthermore, the properties of the polyurethane obtained from the prepolymer are also excellent.
  • a highly pure polyoxyalkylene polyol can be easily produced by a simple method that does not require complicated steps. Further, by applying the method for producing a polyoxyalkylene polyol according to the present invention, it is possible to easily produce a polymer-dispersed polyol, an isocyanate group-terminated prepolymer, a flexible polyurethane foam, and a polyurethane resin, which are derivatives thereof. .
  • the residual amount of the catalyst can be efficiently controlled to 150 ppm or less. Therefore, a high-quality polyoxyalkylene polyol having a small content of impurities can be produced.
  • the stability with time of the isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting the polyol with the polyisocyanate compound is improved.
  • the polyoxyalkylene polyol obtained according to the present invention has a high HT bond selectivity, and therefore has a low viscosity and a low monol content.
  • the catalyst cannot be used for the addition polymerization of ethylene oxide. Therefore, in addition polymerization of ethylene oxide, it is necessary to switch to another catalyst, and a complicated reaction operation is required.
  • the polymer-dispersed polyol produced by the method of the present invention uses, as a dispersion medium, a polyoxyalkylene polyol having a low catalyst residual amount and a low mono-ole content, and having a high HT bond selectivity. Therefore, it has low viscosity. Therefore, even when the concentration of polymer particles is increased, a polymer-dispersed polyol having a lower viscosity and excellent particle dispersion stability can be produced as compared with conventional products.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer produced by the method of the present invention uses a polyoxyalkylene polyol having a low catalyst residual amount and a low monol content and a high HT bond selectivity, so that it can be used for a wide range of polyurethanes. In the process, it exerts excellent performance in mechanical properties, its expression, and appearance. In addition, the isocyanate group-terminated prepolymer is also excellent in stability over time.
  • the flexible polyurethane foam produced by the method of the present invention is excellent in moldability and exhibits excellent performance in durability such as compression set, wet heat compression set, and repeated compression test.
  • the method for producing a polyoxyalkylene polyol and a derivative thereof according to the present invention includes a polyurethane field such as a paint, an adhesive, a floor material, a waterproofing material, a sealing agent, a shoe sole, an elastomer, and a surfactant; It is extremely useful as a raw material production method in the fields of lubricants, working fluids, and sanitary products.
  • a polyurethane field such as a paint, an adhesive, a floor material, a waterproofing material, a sealing agent, a shoe sole, an elastomer, and a surfactant
  • a, b, c, and d are each a positive integer from 0 to 3, but all of a, b, c, and d are not 0 at the same time.
  • R is the same or different hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and two Rs on the same nitrogen atom may combine with each other to form a ring structure.
  • r is an integer of 1 to 3, and represents the number of phosphazenium cations, and T f — represents an inorganic anion having a valence of r.].
  • the compound represented by the chemical formula (1) is preferable.
  • a, b, c and d in the phosphazenium cation represented by the chemical formula (1) or (4) are each a positive integer of 0 to 3. However, they are not all 0 at the same time. It is preferably an integer of 0 to 2. More preferably, regardless of the order of a, b, c and d, (2, 1, 1, 1), (1, 1, 1, 1), (0, 1, 1, 1), (0, 0) , 1, 1) or (0, 0, 0, 1). More preferably, it is a number in the combination of (1,1,1,1,1), (0,1,1,1), (0,0,1,1) or (0,0,0,1). .
  • R in the phosphazenium cation of the salt represented by the chemical formula (1) or (4) is the same or different hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • this R is, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, aryl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, 2-butenyl, 1-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl , 2-Methyl-1-butyl, isopentyl, tert-pentyl, 3-methyl-2-butyl, neopentyl, n-hexyl, 4-methyl-2-pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-heptyl, 3-heptyl , 1-octyl, 2-octyl, 2-ethyl-1-hexyl, 1,1-dimethyl-3,3-dimethylbut
  • aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, tert-butyl, tert-pentyl, and tert-octyl, are preferred.
  • a methyl group or an ethyl group is more preferred.
  • the divalent hydrocarbon group on the nitrogen atom has 4 to 6 carbon atoms. It is a divalent hydrocarbon group having a main chain of atoms (the ring is a 5- to 7-membered ring containing a nitrogen atom).
  • the ring is a 5- to 7-membered ring containing a nitrogen atom.
  • tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene or the like is used.
  • the main chains thereof are substituted with an alkyl group such as methyl or ethyl. More preferably, it is a tetramethylene or pentamethylene group.
  • Such a ring structure may be used for all possible nitrogen atoms in the phosphazenium cation, or a part thereof may be used.
  • T “— represents an inorganic anion having a valence of r.
  • r is an integer of 1 to 3.
  • examples of such inorganic anion include boric acid, tetrafluoroacid, and hydrogen cyanide. Acids, thiocyanic acid, hydrofluoric acid, hydrohalic acids such as hydrochloric acid or hydriodic acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hexafluorophosphoric acid, carbonic acid, hexafluoroanthymonic acid, hexafluoro .
  • inorganic Anio emissions such as thallium acid and perchloric acid or, HS inorganic Anion 0 4 -, HC 0 3 - .. some of these inorganic Anion may be interchanged with one another by an ion exchange reaction thereof
  • Inorganic anions such as boric acid, tetrafluoroboric acid, hydrohalic acid, phosphoric acid, hexafluorophosphoric acid and perchloric acid Of Anion it is preferred.
  • Chlorine Anion is more preferable.
  • the salt may be prepared by a conventionally known method.
  • An active hydrogen compound or an alkaline earth metal salt of an active hydrogen compound coexisting with the compound represented by the chemical formula (4) means that the active hydrogen of the active hydrogen compound dissociates as hydrogen ion to form an alkali. It is a salt that replaces metal or alkaline earth metal ions.
  • Preferable forms of the compound represented by the chemical formula (1) include, for example, tetrakis [tris (dimethylamino) phosphoranylideneamino] phosphonidhydroxide, tetrakis [tris (dimethylamino) phosphoranilideneamino] phosphoniummethoxide And tetrakis [tris (dimethylamino) phosphoranylidenamino] phosphonium ethoxide, tetrakis [tri (pyrrolidine-11-yl) phosphoranylidenamino] phosphonium tert-butoxide and the like.
  • Examples of the phosphoxide compound include a compound represented by the above chemical formula (2).
  • R in the phosphoxide compound represented by the chemical formula (2) is the same or different hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. This R is, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, aryl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, 2-butenyl, 1-1pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 2-methyl _ 1-butyl, isopentyl, tert-pentyl, 3-methyl 2- butyl, neopentyl, n-hexyl, 4-methyl-2-pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-heptyl, 3-heptyl, 1- Octyl, 2-octyl, 2-ethyl-1 hexyl, 1,1-dimethyl-3,3-dimethylbuty
  • R is The form may be a pyrrolidino group or a piperidino group.
  • R the same or different such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, tert-butyl, tert-pentyl, 1,1-dimethyl-3,3-dimethylbutyl, or different 1 to 8 carbon atoms are preferred.
  • a methyl group or an ethyl group is more preferred.
  • the phosphoxide compound represented by the chemical formula (2) can be synthesized by a method described in Journal of general chemistry of the USSR, 55, 1453 (1985) or a method similar thereto. Usually, the phosphoxide compound represented by the chemical formula (2) has a hygroscopic property, and easily becomes a hydrate or a hydrate.
  • X representing the amount of water molecules contained in the phosphinoxide compound is represented by a molar ratio with respect to the phosphinoxide compound, and X is from 0 to 5, preferably from 0 to 2.
  • Preferred forms of the phosphinoxide compound include tris [tris (dimethylamino) phosphoranylidenamino] phosphonoxide, and tris [tris (triethylamino) phosphoranylideneamino] phosphinoxide.
  • Examples of the phosphazene compound include the compounds disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-36499 filed by the present applicant. Specifically, a compound represented by the above chemical formula (3) can be mentioned.
  • Q in chemical formula (3) that is, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, It is an alkyl group such as neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, tert-octyl, nonyl, or decyl.
  • Unsaturated bonds or aromatics such as triphenylmethyl or cinnamyl
  • Alicyclic groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 3-propylcyclohexyl, 4-phenylcyclohexyl, cyclohexyl or 1-cyclohexenyl
  • Alkenyl groups such as vinyl, styryl, probenyl, isopropenyl, 2-methyl-1-propenyl or 1,3-butadienyl; and alkynyl groups such as ethynyl or 2-propynyl.
  • D in the chemical formula (3) that is, the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, It is an alkyl group such as neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, tert-octyl, nonyl, or decyl.
  • alkyl group having an unsaturated bond or an aromatic group such as triphenylmethyl or cinnamyl; cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 3-propylcyclohexyl, 4-phenylcyclohexyl, cycloheptyl Or 1 — an alicyclic group such as cyclohexenyl; vinyl, styrene
  • An alkenyl group such as benzyl, isopropyl, isopropyl, 2-methyl-1-propenyl or 1,3-butenyl; an alkynyl group such as ethynyl or 2-propenyl; phenyl, o—tolyl, m—tolyl, p—tolyl, 2,3-—xylyl, 2,4-—xylyl, 3,4-xylyl, mesityl, o—cumenyl, m—cumenyl, ⁇ —
  • the alkoxy group of D is, for example, an alkoxy group containing 1 to 20 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, pentyloxy, aryloxy, cyclohexyloxy or benzyloxy.
  • the phenoxy group of D is, for example, a phenoxy group containing 6 to 20 carbon atoms such as phenoxy, 4-methylphenoxy, 3-propylphenoxy or 1-naphthyloxy, and the thiol residue of D
  • a compound include those having 1 carbon atom such as methylthio, ethylthio, propylthio, isopropylthio, butylthio, isobutylthio, tert-butylthio, pentylthio, hexylthio, heptylthio, octylthio, tert-octylthio, nonylthio, and decylthio.
  • This is a residue containing ⁇ 20.
  • Examples of the thiophenol residue of D include phenylthio, o-tolylthio, m-toluylthio, P-toluylthio, 2,3-xylylthio, 2,4-xylylthio, 3,4-xylylthio, and 4-ethylthiophene. It is a thiophenol residue containing 6 to 20 carbon atoms such as ruthio or 2-naphthylthio, and the monosubstituted amino group of D is, for example, methylamino, ethylamino, propylamino, isopropylamino, butylamino, isobutylamino, tert.
  • disubstituted amino group of D examples include, for example, dimethylamino, , Methylethylamino, dipropylamino, methylpropylamino, diisopropylamino, dibutylamino, methylbutylamino, diisobutylamino, di-sec-butylamino, dipentylamino, dihexylamino, ethylhexylamino, diheptylamino, Dioctylamino, di-tert-octylamino, ethyl-tert-octylamino, dinonylamino, didecylamino, diphenylamino, methylphenylamino, ethylphenylamino, g-o-tolylamino, g2-3, xylylamino or phenylamino Is a di-substituted amino group of the same or
  • Divalent on a phosphorus atom when all or part of the two Ds on the same phosphorus atom or on two different phosphorus atoms are linked to each other to form a ring structure
  • Examples of the group (D-D) include ethylene, vinylene, propylene, 1,2-cyclohexanylene, 1,2-phenylene, trimethylene, probenylene, tetramethylene, and 2,2'- It is a saturated or unsaturated aliphatic divalent hydrocarbon group such as biphenylene, 1-butenylene, 2-butenylene or pentamethylene.
  • one or both of the bonds between both ends of the divalent group and the phosphorus atom may be bonded to an oxygen atom, a sulfur atom, and a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a cyclohexyl group, or a benzyl group.
  • a divalent group in which any one or two of a group consisting of a nitrogen atom to which an aliphatic or aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group is bonded is inserted.
  • divalent groups include, for example, methyleneoxy, ethylene-12-oxy, trimethylene-13-, methylenedioxy, ethylenedioxy, trimethylene-11,3-dioxy, cyclohexane-11, 2-dioxy, benzene-1 and 2-dioxy, methylenethio, ethylene-1 2-thio, trimethylene-1 3-thio, tetramethylene-1 4-thio, methylenedithio, ethylenedithio, trimethylene-1, 3-dithio, iminomethylene, 2 — iminoethylene, 3 — imino trimethylene, 4 — iminotetramethylene, N-ethyliminomethylene, N — cyclohexyl — 2 — iminoethylene, N — methyl-3 — imino trimethylene, N — benzyl-1 4 _ Iminotetramethylene, diiminomethylene, 1,2-diminoethylene, 1, 2—diiminovinylene, 1,3—diiminotrimethylene
  • the divalent group (D—Q) connecting the nitrogen atom and the phosphorus atom is as described above.
  • a saturated or unsaturated aliphatic divalent hydrocarbon group identical to the divalent group on the phosphorus atom shown, and furthermore, an oxygen atom, a bond between the divalent hydrocarbon group and the phosphorus atom Any of the group consisting of a sulfur atom and a hydrogen atom or a nitrogen atom to which an aliphatic or aromatic hydrocarbon group such as a methyl, ethyl, butyl, cyclohexyl, benzyl or phenyl group is bonded And a divalent group in which one is incorporated.
  • divalent groups include, for example, methyleneoxy, ethylene-1-oxy, methylenethio, ethylene-12-thio, iminomethyle W 0
  • Examples thereof include groups such as 1,2-iminoethylene, N-methyliminomethylene, N-ethyl-2-iminoethylene, N-methyl-3-iminotrimethylene or N-phenyl-2-iminoethylene.
  • examples of the case where D is the same or different alkyl group include, for example, 1-tert-butyl-2,2, 2-trimethyl phosphazene or 1 - (1, 1, 3, 3 - tetramethylbutyl) - 2, 2, 4, 4, 4 one pen evening isopropyl one 2 lambda 5, 4 lambda 5 - power Tenaji (phosphazene) and the like No.
  • D is an unsaturated bond or an alkyl group having an aromatic group
  • D is an unsaturated bond or an alkyl group having an aromatic group
  • examples of the case where D is an unsaturated bond or an alkyl group having an aromatic group include, for example, 1-tert-butyl-1,2,2,2-triallylphosphazene, 1-cyclohexyl-1,2,2,4 , 4, 4-pen evening ⁇ Li Le one 2 lambda 5, 4 lambda 5 - Katenaji (phosphazene) or 1 - Echiru - 2, 4, 4, 4-tribenzyl - 2 - tribenzyl phosphine Ola two isopropylidene Ami no 2 lambda 5 , 4 ⁇ 5 -catenazi (phosphazene) and the like.
  • Examples where D is an alicyclic group include 1 - methyl-2, 2, 2 - tricyclopentylphosphine phosphazene or 1 - propyl one 2, 2, 4, 4, 4 hexyl Shikuro - 2 lambda 5, 4 ⁇ 5 — force tenazi (phosphazene) and the like.
  • Examples of the case where D is an alkenyl group include, for example, 1-butyl-2,2,2-trivinylphosphazene or 1-tert_butyl-2,2,4,4,4-pentastyryl 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 -force (phosphazene) and the like.
  • Examples of the case where D is an alkynyl group include, for example, 1-tert-butyl-2,2,2-tri (2-phenylethynyl) phosphazene, etc., and examples of the case where D is an aromatic group.
  • Is for example, 1-Isopropyl-1,2,4,4,4-tetraphenyl-1-2—Triphenylphosphoranylideneamino-1 2 ⁇ 4 ⁇ 5 —Power Tenazi (phosphazene) and the like.
  • D is an alkoxy group
  • D is an alkoxy group
  • examples of the case where D is an alkoxy group include, for example, 1-tert-butyl-2,2,2-trimethoxyphosphazene, 1- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) 1-2,2,4 , 4, 4-penisopropoxy 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 — force tenazi (phosphazene) or 1-phenyl 2,2,4,4,4 pen pen benzyloxy 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 —Power tenazi (hosphazen) and the like.
  • 1-tert-butyl-2,2,2-trimethoxyphosphazene 1- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) 1-2,2,4 , 4, 4-penisopropoxy 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 — force tenazi (phosphazene) or 1-phenyl 2,2,4,4,4 pen pen benzyloxy 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5
  • D is a phenoxy group
  • D is a phenoxy group
  • D is a phenoxy group
  • D is a phenoxy group
  • examples of the case where D is a phenoxy group are, for example, 1-methyl-1,2,2,2-triphenoxyphosphazene or 1-tert-butyl-2,2,4,4,4 1-naphthyloxy) 1 2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 -catenazi (phosphazene) and the like.
  • D is a disubstituted amino group
  • D is a disubstituted amino group
  • examples of the case where D is a disubstituted amino group include, for example, 1-tert-butyl-2,2,2-tris (dimethylamino) phosphazene, 1_ (1,1,3,3-tetramethylbutyl) 1 2, 2, 2-tris (dimethyl Chiruamino) phosphazene, 1 Echiru 2, 2, 4, 4, 4 one pen evening tetrakis (Jimechiruamino) _ 2 ⁇ 5, 4 ⁇ 5 - Katenaji (phosphazene), 1 - tert-butyl- 2,4,4,4-tetrakis (dimethylamino) 1-2-tris (dimethylamino) phosphoranylideneamino-2 ⁇ 5 , 4 ⁇ 5 -force tenazi (phosphazene), 1-tert-butyl 2,4,4,4
  • D on the same phosphorus atom or on two different phosphorus atoms is bonded to each other to form a ring structure, for example, 2- (tert-butylimino) —2-dimethyl Amino-1,3-dimethyl-1,
  • Preferred forms of the phosphazene compound include, for example, 1-tert-butyl-2,2,2-tris (dimethylamino) phosphazene and 1- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -2,2,2-tris (dimethyl Chiruamino) phosphazene, 1- Echiru 2, 2, 4, 4, 4 one pen evening kiss (Jimechiruamino) - 2 ⁇ 5, 4 ⁇ 5 Ichiriki Tenaji (phosphazenes),
  • Examples of the active hydrogen compound used in the present invention include alcohols, phenol compounds, polyamines, alkanolamines, and thioalcohols.
  • alcohols for example, water, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,5-pentanedyl, neopentyl glycol, 2-methyl-1,5-pentendiol 1,2-ethyl-1,4-butanediol, 1,4-dimethylolcyclohexane, 1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Dihydric alcohols such as butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclohexanediol; alkanolamines such as monoethanolamine, jetanolamine and triethanolamine; glycer
  • divalent thio alcohols such as ethylene thioglycol, propylene thioglycol, trimethyl lentio glycol and butanedithiol, and alcohols such as diethylene thioglycol and triethylene thioglycol. And quinenti glycols.
  • active hydrogen compounds can be used in combination of two or more.
  • dihydric alcohols compounds obtained by addition-polymerizing an alkylene oxide to dihydric alcohols and having a number average molecular weight of up to 2,000
  • trihydric alcohols trihydric alcohols.
  • It is a compound obtained by addition polymerization of an alkylene oxide to an alcohol and having a number average molecular weight of up to 2,000.
  • Those having a number average molecular weight of more than 2,000 after addition of the epoxide compound to dihydric alcohols or trihydric alcohols are not preferred because the amount of by-product monool increases.
  • Epoxy compounds to be addition-polymerized to the active hydrogen compound include propylene oxide, ethylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, cyclohexene oxide, Epichlorohydrin, epibu mouth mohydrin, methyldaricidyl ether, arylglycidyl ether and the like. These may be used in combination of two or more. Of these, propylene oxide, ethylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide and styrene oxide are preferred. More preferred are propylene oxide and ethylene oxide. Preferably, at least 50% by weight of the total amount of the epoxide compound is propylene oxide.
  • the content of oxypropylene groups in the polyoxyalkylene polyol can be at least 50% by weight.
  • the preferred content of oxypropylene groups is It is at least 60% by weight, more preferably at least 70% by weight.
  • it is preferable to increase the concentration of the compound having a P N bond to the active hydrogen compound within the above range.
  • the temperature at which the epoxide compound is added to the active hydrogen compound is 15 to 130 ° C. It is preferably in the range of 40 to: L 20 ° C, more preferably in the range of 50 to 110.
  • the addition polymerization temperature of the epoxide compound is lower than 15 ° C., the polymerization time of the epoxide compound decreases, and the production time of the polyoxyalkylene polyol becomes longer.
  • the maximum pressure for the addition polymerization reaction of epoxide compounds is 882 kPa or less. It is. Usually, addition polymerization of an epoxide compound is performed in a pressure-resistant reactor. The reaction of the epoxide compound may be started from a reduced pressure state or from an atmospheric pressure state. When starting from an atmospheric pressure state, it is desirable to carry out in the presence of an inert gas such as nitrogen or helium. When the maximum reaction pressure of the epoxide compound exceeds 882 kPa, the amount of by-product monol increases. The maximum reaction pressure is preferably 686 kPa or less, more preferably 490 kPa or less.
  • the maximum reaction pressure is preferably 490 kPa or less.
  • the method of supplying the epoxide compound to the polymerization system is to supply a part of the required amount of the epoxide compound at a time and supply the rest continuously, or to supply all the epoxide compound continuously. A method or the like is used. In the method in which a required amount of the epoxide compound is partially supplied, the reaction temperature at the beginning of the polymerization reaction of the epoxide compound is set to a lower temperature within the above temperature range, and after the epoxide compound is charged. A method in which the reaction temperature is gradually raised is preferred.
  • the polymerization method is as follows: (1) After polymerizing propylene oxide, an ethylene oxide capping reaction in which ethylene oxide is copolymerized in blocks; A random reaction in which propylene oxide and ethylene oxide are randomly copolymerized, and 3 a triblock copolymer in which propylene oxide is polymerized, then ethylene oxide is polymerized, and then propylene oxide is polymerized. And a polymerization reaction.
  • the preferred polymerization methods are an ethylene oxide capping reaction and a triblock copolymerization reaction.
  • the maximum pressure of the addition polymerization machine is affected by the charging speed of the epoxide compound, the polymerization temperature, the amount of catalyst, and the like.
  • the charging speed of the epoxide compound depends on the addition polymerization machine. Is preferably controlled so that the maximum pressure does not exceed 882 kPa.
  • the internal pressure of the addition polymerization machine gradually decreases. It is preferable to continue the addition polymerization reaction until no change in the internal pressure is observed.
  • hydroxyl value (OHV) of the polyoxyalkylene polyol it is preferable to continue the addition polymerization until ⁇ HV becomes 2 to 200 mg K OHZ g.
  • a solvent can be used if necessary.
  • the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and pentane; ethers such as dimethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; non-protons such as dimethyl sulfoxide and N, N-dimethylformamide.
  • a polar solvent When a solvent is used, a method of recovering and reusing the solvent after the production is desirable in order not to increase the production cost of the polyoxyalkylene polyol.
  • an active hydrogen compound except for water
  • KOH and an active hydrogen compound are charged to a reactor before addition polymerization of the epoxide compound with the active hydrogen compound, and the reaction is carried out at 100 to 1 It is necessary to prepare a polymerization initiator (potassium salt of an active hydrogen compound) by subjecting to dehydration under heat and reduced pressure for 3 to 8 hours under a condition of 20 ° (1.33 kPa or less).
  • a polymerization initiator potassium salt of an active hydrogen compound
  • a polymerization initiator must be prepared by performing a desalination reaction with a salt.
  • the water content is preferably not more than 600 ppm, more preferably 400 ppm with respect to the total amount of the active hydrogen compound and the phosphinoxide compound. Or less, most preferably 300 ppm or less.
  • a solid acid having a specific specific surface area and an average pore diameter By contacting the crude polyoxyalkylene polyol with a solid acid having a specific specific surface area and an average pore diameter, the present inventors efficiently remove the remaining catalyst and reduce the remaining amount of the catalyst to a specific value or less. I found that I could control it.
  • a solid acid having a specific surface area of 450 to 120 Omg and an average pore diameter of 40 to 100 A is useful.
  • the specific surface area of the solid acid is an important factor.
  • the specific surface area of the solid acid is preferably from 500 to: L100 m 2 g, more preferably from 550 to 1,000 m 2 / g.
  • the specific surface area is less than 45 Om 2 ng, the ability to remove the catalyst from the crude polyoxyalkylene polyol is reduced.
  • the upper limit of the specific surface area is 1200 mVg.
  • the preferred average pore diameter is between 50 and 100A, more preferably between 55 and 95 °.
  • Solid acids having an average pore diameter of less than 40 mm, such as zeolite, have low catalyst removal ability.
  • the upper limit of the average pore diameter of the solid acid is 100 A. You. Further, in order to improve the catalyst removing ability, it is necessary to use a solid acid having a specific surface area and an average pore diameter in the above range and having pores having a diameter in the range of 10 to 60 A. Is preferred.
  • solid acid having the above-mentioned shape examples include acid clay, clay minerals such as montmorillonite, composite metal oxides such as aluminum gayate and magnesium gaylate, metal sulfates or phosphates, and solids such as silica gel monophosphate. And cation exchange resins.
  • a composite metal oxide having the above specific surface area and average pore diameter is suitable.
  • Such composite metal oxides include composites prepared from different oxides such as silicon oxide, boron oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and zinc oxide. Metal oxides.
  • a single metal oxide such as silica gel can be used as long as the above-mentioned shape is satisfied.
  • solid acids are aluminum silicate, magnesium silicate, and mixtures thereof. These are preferably synthetic over natural products.
  • Commercially available solid acids having these properties include KW-600 BUP-S, KW-700 PEL, KW-700 SEL, etc., manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. . Of these, KW-700 PEL and KW-700 SEL are preferred. Most preferably, it is KW-700 SEL.
  • Examples of the synthetic aluminum silicate include those having a silicon dioxide content of 55 to 75% by weight and an aluminum oxide content of 5 to 25% by weight.
  • New Examples of chemical composition ⁇ 1 2 0 3 ⁇ n S i 0 2 - mH 2 ⁇ are exemplified up (n, m are silicon dioxide to aluminum oxide or coordination number of water,). Those coordinated with water are preferred.
  • Preferred examples of the synthetic magnesium silicate include those having a silicon dioxide content of 55 to 70% by weight and a magnesium oxide content of 5 to 20% by weight.
  • Examples of the chemical composition include Mg 0 ⁇ XSi 0 2 ⁇ y H 20 (x and y are the coordination numbers of silicon dioxide or water to magnesium oxide). In particular, those coordinated with water are preferred.
  • the contact temperature between the crude polyoxyalkylene polyol and the solid acid may be around room temperature.
  • the contact temperature is preferably in the range of 50 ° C. to 150 ° C. in consideration of shortening the treatment time and improving the catalyst removing ability.
  • the temperature is more preferably from 60 to 140 ° C, and still more preferably from 70 to 130 ° C.
  • the molecular weight of the polyoxyalkylene polyol is large, the viscosity increases, so that the contact is preferably performed at 50 ° C. or more. If it is higher at 150, the crude polyoxyalkylene polyol tends to be colored.
  • the batch method is, for example, a method in which a solid acid is charged into a crude polyoxyalkylene polyol charged in a reactor, and the mixture is stirred and mixed.
  • a solid acid is charged into a crude polyoxyalkylene polyol charged in a reactor, and the mixture is stirred and mixed.
  • the amount of the solid acid used is 0.01 to 2% by weight based on the crude polyoxyalkylene polyol. It is preferably from 0.05 to: 1.5% by weight, more preferably from 0.1 to 1% by weight.
  • the contact time depends on the scale, but is preferably about 1 to 6 hours under the above temperature conditions.
  • the continuous method is a method in which a crude polyoxyalkylene polyol is passed through a column filled with a solid acid.
  • the superficial velocity depends on the scale, but is about 0.1 to 3 (lZhr). preferable.
  • the polyoxyalkylene polyol is recovered by a conventional method such as filtration or centrifugation.
  • 0.1 to 10% by weight of water is allowed to coexist with the crude polyoxyalkylene polyol. This is preferred. It is more preferably 1 to 8% by weight, and further preferably 2 to 7% by weight.
  • the coexistence of the solid acid and water can be achieved by adding them to the polyol. The order in which both are added does not matter.
  • the temperature at which water is added to the crude polyoxyalkylene polyol is preferably 50 to 150 ° C.
  • the crude polyoxyalkylene polyol and the solid acid are stirred and mixed at 90 ° C for 5 hours, and then, for example, dehydrated under reduced pressure at 110 T: 1.33 kPa or less. Perform the operation to remove water.
  • antioxidants For the purpose of preventing deterioration of the polyoxyalkylene polyol, it is preferable to add an antioxidant to the polyoxyalkylene polyol.
  • the antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
  • Antioxidants include, for example, tert-butylhydroxytoluene (BHT), penyeri erythrityl-tetrakis-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydroxyphenyl) propionate, okyu Decyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate, ethylhexyl phosphite, 4,4'-bisone, '-dimethylbenzyldiphenylamine, 2 — Tert-butyl-4-ethylfurenol, 2,6-ditert-butyl-4-ethylfurenol and the like.
  • the addition amount of the antioxidant is about
  • an acid can be added to the polyoxyalkylene polyol obtained by the above method.
  • the acid include an inorganic acid and an organic acid.
  • the inorganic acid include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrrolic acid, and aqueous solutions thereof.
  • the organic acid include formic acid, oxalic acid, succinic acid, acetic acid, maleic acid, benzoic acid, para-leuenesulfonic acid, and an aqueous solution thereof.
  • Phosphoric acid and maleic acid are preferred, and they are preferably used in the form of an aqueous solution.
  • the addition amount of the acid is 1 to 25 ppm with respect to the polyoxyalkylene polyol. Preferably;! 2020 ppm, more preferably l ⁇ 15 ppm. It is preferable to use the acid in the above-mentioned range of addition, and in such a range that the pH of the polyoxyalkylene polyol is less than 5 and the acid value does not become 0.08 mgK ⁇ HZg or more. .
  • the peroxide concentration in the polyoxyalkylene polyol obtained by the above operation is preferably 0.28 mmo 1 Zkg or less. More preferably, it is 0.1 mmol Zkg or less, most preferably 0.15 mmol Zkg or less. If the peroxide concentration exceeds 0.28 mm o 1 / kg, when the tin-based catalyst is used in the reaction with the polyisocyanate compound, the activity of the tin-based catalyst is reduced by the peroxide. Properties and mechanical properties are reduced.
  • the purified polyoxyalkylene polyol obtained as described above has the following properties 1 to 4.
  • (2) Total unsaturation in the range of 0.07 meq ./g or less (hereinafter C C).
  • Selectivity of the head-to-tooth bond of 95% by mole or more of oxypropylene groups hereinafter referred to as “HT bond selectivity”.
  • Catalyst remaining amount of 150 ppm or less (Hereinafter, these are referred to as the poly according to the present invention. 4 requirements for oxyalkylene polyol).
  • the OHV of the polyoxyalkylene polyol is preferably 9 to 120 mg KOHZg, and more preferably 1 l to 60 mg K ⁇ HZg. If the addition polymerization of epoxide compounds, especially propylene oxide, is performed until OHV is less than 2 mg K ⁇ H / g, the reaction time of polyoxyalkylene polyol becomes too long. On the other hand, when OHV is larger than 200 mgK ⁇ HZg, the molecular weight of the polyoxyalkylene polyol decreases, and the flexibility of the obtained polyurethane decreases.
  • the HT bond selectivity is 95 mol% or more, and preferably 96 mol% or more.
  • the residual amount of the catalyst in the polyoxyalkylene polyol is at most 150 ppm. When the remaining amount of the catalyst is more than 150 ppm, the viscosity of the isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting the polyoxyalkylene polyol with the polyisocyanate compound changes with time.
  • the residual amount of the catalyst is preferably 90 ppm or less, more preferably 50 ppm or less.
  • the lower limit of the remaining amount of the catalyst should be as small as possible. Usually, according to the above purification method, it is possible to reduce the amount to about 1 ppm.
  • a method for producing a polymer-dispersed polyol a method in which an ethylenically unsaturated monomer is polymerized in a polyoxyalkylene polyol by a continuous operation or a batch operation to disperse polymer particles in a polyol (hereinafter referred to as I) Or a method in which a polymer solution previously polymerized in a solvent or the like is added to polyoxyalkylene polyol, the solvent is removed, and polymer particles are dispersed in the polyol (hereinafter, referred to as method II).
  • the method I particularly its continuous operation, is preferred. First, the method I will be described.
  • the polyoxyalkylene polyol used for producing the polymer-dispersed polyol is a polyoxyalkylene polyol that satisfies the above four requirements (1) to (4).
  • ⁇ HV of the polyoxyalkylene polyol is preferably in the range of 10 to 15 Omg KOH / g. More preferably It is in the range of 15 to 10 O mg KOH / g.
  • the ethylenically unsaturated monomer for forming the polymer particles is a compound having at least one polymerizable ethylenically unsaturated group.
  • ethylenically unsaturated monomers include, for example, monomers containing a cyano group such as acrylonitrile and methacrylonitrile, methyl acrylate, butyl acrylate, stearyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, dimethyl Methacrylic acid ester monomers such as aminoethyl acrylate and dimethylamino propyl methacrylate; acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and other monomers containing a propyloxyl group; maleic anhydride , Anhydrides and other monomers containing anhydride groups, butadiene, isoprene, 1,4-hydrocarbons such as 1,4-pentene, styrene, ⁇ -methylst
  • Group hydrocarbon monomers vinyl chloride, vinyl chloride Halogen-containing monomers such as den, vinyl ethers such as vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether, vinyl ketones such as vinyl ethyl ketone, vinyl esters such as vinyl acetate, acrylamide, ⁇ , ⁇ -dimethyl acrylamide, ⁇ —Acrylamides such as isopropyl acrylamide, ⁇ , ⁇ -dimethylaminopropyl acrylamide, and methylenebisacrylamide; and methacrylamides such as ⁇ , ⁇ -dimethyl methacrylamide. . These can be used alone or in a mixture of two or more.
  • an ethylenically unsaturated monomer containing at least one compound selected from acrylonitrile, styrene, acrylamide, and methyl methacrylate.
  • the dispersion concentration of the polymer particles depends on the amount of ethylenically unsaturated monomer used and its conversion. Depends on production conditions of polymer-dispersed polyol Normally, the conversion of ethylenically unsaturated monomers is above 70% by weight. It is preferably at least 80% by weight.
  • the amount of the ethylenically unsaturated monomer used is determined in consideration of the conversion. Specifically, the amount is 5 to 86 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyoxyalkylene polyol as the dispersion medium. Preferably it is 8 to 70 parts by weight, more preferably 9 to 52 parts by weight.
  • a polymer-dispersed polyol having a concentration of the dispersed polymer particles of 5 to 60% by weight of the total amount of the polyoxyalkylene polyol as the dispersion medium and the polymer particles is obtained. It is preferably from 10 to 50% by weight, more preferably from 12 to 45% by weight. If the concentration of the polymer particles is less than 5% by weight, the effect of using the polymer-dispersed polyol, such as the hardness of the polyurethane and the air permeability of the polyurethane foam, cannot be sufficiently obtained. When the concentration of the polymer particles exceeds 60% by weight, the viscosity of the resulting polymer-dispersed polyol increases significantly, and the dispersion stability also deteriorates.
  • the average particle size of the polymer particles dispersed in the polyoxyalkylene polyol is preferably from 0.01 to: LO zm. It is more preferably from 0.05 to 7 m, most preferably from 0.08 to 5111. When the average particle size is less than 0.01 m, the viscosity of the polymer-dispersed polyol increases. If the average particle size is larger than 10 im, the dispersion stability of the polymer is deteriorated.
  • a radical polymerization initiator is used for the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer.
  • a radical polymerization initiator is used for the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer.
  • 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyl nitrile), 2,2'-azobis (isopropane) Azo compounds such as thyronitrile), peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and peroxydisulphide.
  • the amount of the polymerization initiator to be used is usually 0.1 to the ethylenically unsaturated monomer. ⁇ 10% by weight.
  • a chain transfer agent together with the radical polymerization initiator.
  • the chain transfer agent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol and pentanol, mercaptans, halogenated hydrocarbons, triethylamine, tripropylamine, tritylamine, N, N-ethylethylethanol.
  • Aliphatic amines such as amines, morpholines such as N-methylmorpholine and N-ethylmorpholine, sodium methallylsulfonate, sodium arylsulfonate, toluene, xylene, acetonitrile, hexane, heptane, dioxane, and ethylene glycol dimethyl ether , N, N-dimethylformaldehyde and the like.
  • triethylamine a mixture of triethylamine and isopropanol.
  • the amount of the chain transfer agent to be used is preferably 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the polyoxyalkylene polyol and the ethylenically unsaturated monomer. More preferably, it is 0.05 to 5% by weight.
  • the polymerization can be carried out in the presence of a dispersion stabilizer for the purpose of stably dispersing the polymer particles.
  • a dispersion stabilizer include a carbon-carbon unsaturated bond-containing polyester polyol, an acryl group, a methacryl group, and an acryl group, as described in JP-B-49-46556. And the like at the molecular terminal.
  • high molecular weight polyoxyalkylene polyols and polyester polyols containing substantially no carbon-carbon unsaturated bond can be used as the dispersion stabilizer.
  • a polymerization reaction is carried out by adding an ethylenically unsaturated monomer, a polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent and a dispersion stabilizer.
  • the polymerization temperature of the ethylenically unsaturated monomer is determined according to the type of the radical initiator used. Usually the decomposition temperature of the initiator Polymerization is carried out as described above. Preferably, it is 40 to 200 ° C. (: more preferably 90 to 150 ° C.)
  • the polymerization reaction can be carried out under pressure or under atmospheric pressure.
  • the reaction can be carried out with a solvent, but can also be carried out in the presence of at least one solvent selected from water and an organic solvent. Examples include ethylene glycol dimethyl ether, N, N-dimethylformamide, methanol, ethanol, butanol, and isopropanol.
  • the obtained polymer monodispersed polyol can be used as a raw material for polyurethane as it is.
  • the conditions for the distillation under reduced pressure are not particularly limited, but the distillation is usually carried out using a device such as a forced thin film evaporator under the conditions of 70 to 150, 1.33 kPa or less.
  • Method II a method of adding a polymer solution polymerized in a solvent or the like in advance to polyoxyalkylene polyol, removing the solvent, and dispersing the polymer particles will be described.
  • the compounds described above are used as the ethylenically unsaturated monomer, the polymerization initiator and the like for forming the polymer particles.
  • the polymerization temperature is usually 40 to 200, although it depends on the polymerization initiator used and the chemical and physical properties of the ethylenically unsaturated monomer.
  • Preferably 90 to: L is in the range of 50 ° C.
  • the solvent used for the polymerization depending on the polymerization initiator used and the chemical and physical properties of the ethylenically unsaturated monomer, at least one solvent selected from the above-mentioned organic solvents and water is used.
  • the amount of the polymerization initiator and the amount of the ethylenically unsaturated monomer are not particularly limited, but are usually 0.01 to 10% by weight and 3 to 60% by weight, respectively, based on the solvent. %.
  • the above-mentioned chain transfer agent may be used. I don't know.
  • the obtained polymer solution and the above-mentioned polyoxyalkylene polyol are mixed.
  • the mixing conditions are not particularly limited, but are usually 15 to 150 ° C. It is preferably in the range of 20 to 120 ° C.
  • the mixing time is about 0.5 to 5 hours under stirring.
  • the solvent is removed.
  • heating and decompression are usually performed at 70 to 150 ° C and 1.33 kPa or less for about 1 to 6 hours.
  • a decompression operation can be performed while passing an inert gas through the polyoxyalkylene polyol.
  • the average particle size of the polymer contained in the polymer-dispersed polyol affects the dispersion stability of the polymer and the viscosity of the polymer-dispersed polyol
  • the average particle size of the polymer is 0.01. ⁇ 10 / zm is preferred.
  • the types of the above-described chain transfer agent, dispersion stabilizer, solvent, etc., and the amounts used thereof It can be carried out by appropriately adjusting the weight composition ratio of the unsaturated monomer and the like.
  • a method for producing an isocyanate group-terminated prepolymer using a polyoxyalkylene polyol as a raw material will be described.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer is produced by reacting a polyol with a polyisocyanate compound.
  • the polyol used in the present invention is a polyoxyalkylene polyol that satisfies the four requirements (1) to (4) or the polymer-dispersed polyol derived from the polyoxyalkylene polyol.
  • a method of using a polyoxyalkylene polyol as the polyol will be described.
  • the polyol is a polyoxyalkylene polyol that satisfies the above four requirements (1) to (4).
  • CPR Controlled Polymerization Rate, an index indicating the amount of a basic substance in the polyol
  • CPR Controlled Polymerization Rate, an index indicating the amount of a basic substance in the polyol
  • the CPR is preferably 3 or less. More preferably the CPR is 1 or less, most preferably the CPR is 0. If the CPR is greater than 3, the storage stability of the isocyanate-terminated prepolymer decreases.
  • the residual amount of the catalyst in the isocyanate group-terminated prepolymer is preferably 120 ppm or less. It is more preferably at most 70 ppm, most preferably at most 20 ppm.
  • the remaining amount of the catalyst in the isocyanate group-terminated prepolymer can be achieved by controlling the remaining amount of the catalyst in the polyoxyalkylene polyol to 150 ppm or less. When the residual amount of the catalyst in the isocyanate group-terminated prepolymer exceeds 120 ppm, the change in viscosity of the prepolymer with time increases. The lower limit of the remaining amount of the catalyst should be as small as possible.
  • aromatic isocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and the 80:20 weight ratio (TDI-80) of these organic polyisocyanates.
  • Aliphatic isocyanates include ethylene diisocyanate, 1,4-butane diisocyanate, 1,6-hexanediisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, Dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexandi succinate, lysine diisocyanate and the like can be mentioned.
  • Examples of the alicyclic isocyanate include isophorone diisocyanate, norponenedidisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, and the like.
  • modified isocyanates such as the above-mentioned modified polyisocyanate, such as a modified carpocyimide, a modified biuret, and a modified isocyanurate, can also be used.
  • polyisocyanate and a modified product of the polyisocyanate may be used as the active hydrogen compounds described above, polyols having a number average molecular weight of 100 to 600 g / mo 1, and methanol and ethanol.
  • N-propanol, iso-propanol, butanol, aryl alcohol and other monools alone or an isocyanate compound modified with a mixture thereof can also be used.
  • a polyol having a number average molecular weight in the range of 100 to 300 g / mo 1 obtained by addition-polymerizing an epoxide compound to a monol may be used as a modifier for the polyisocyanate.
  • the modified products of the cyanate and the polyisocyanate can be used as a mixture.
  • the preferred mixing ratio is in the range of 5:95 to 95: 5, more preferably 10:90 to 90:10, by weight ratio of the polyisocyanate and the modified polyisocyanate. Most preferably, it is in the range of 30:70 to 70:30.
  • 2,4-TDI 2,4-tolylene diisocyanate
  • 2,6-TDI 2,6-tolylene diisocyanate
  • a mixture of isomers having a weight ratio of 80:20 (TDI-80Z20) and a weight ratio of 65:35 (TDI-65 / 35) of these polyisocyanates hydrogenated TD1 — 80/20, hydrogenated TD 1 — 65 5 35, 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), hydrogenated MDI, paraffin diisocyanate Xylene diisocyanate (hereinafter referred to as XDI), hydrogenated XDI, hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI), isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), norbornene
  • MDI paraffin diisocyanate
  • XDI paraffin diisocyanate
  • HDI hexamethylene di
  • uret-modified and isocyanurate-modified polyisocyanates and glycerin-modified and trimethylolpropane-modified polyisocyanates, and glycerin and trimethylolpropane have propylene oxide
  • a modified polyisocyanate modified with a polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide or the like is preferable.
  • Particularly preferred are TDIs, MDIs, XDIs, HDIs, IPDIs, NBDIs, modified isocyanates of these polyisocyanates, modified burettes, modified polyols, and A mixture of these.
  • the The NCO index which is the equivalent ratio of isocyanate groups to active hydrogen groups, ranges from 1.3 to 10. It is preferably from 1.4 to 9, and more preferably from 1.5 to 8.
  • the content of the isocyanate group (hereinafter referred to as NCO%) of the isocyanate group-terminated prepolymer is 0.3 to 30% by weight. It is preferably from 0.5 to 25% by weight, more preferably from 0.8 to 15% by weight, most preferably from 1 to 10% by weight.
  • the NCO% is designed to be low within the above-mentioned range.
  • Glycols such as 1,4-butanediol, dipropylene glycol, and polyoxyalkylenepolyol; 3,3, -dichloro mouth;
  • the NCO% is designed to be higher in the isocyanate group-terminated prepolymer used in the two-part curable composition using a polyamine compound as a curing agent than in the one-part type.
  • the HT bond selectivity of the main chain of the isocyanate group-terminated prepolymer produced by the present invention is 95 mol% or more. This can be achieved by controlling the HT bond selectivity of the oxypropylene group to 95 mol% or more by propylene oxide addition polymerization of the raw material polyoxyalkylene polyol.
  • the HT bond selectivity of the main chain of the isocyanate group-terminated prepolymer is preferably 96% or more.
  • a known catalyst for producing a polyurethane such as an amine compound or an organometallic compound can be used.
  • the molecular weight of the polyoxyalkylene polyol is small, that is, when the OHV is high, it may not be necessary to use a catalyst.
  • the amine compound include triethylamine, tripropylamine, and tributylamine.
  • organometallic compounds include tin acetate, tin octoate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, lead octanoate, lead naphthenate, and nickel naphthenate.
  • catalysts can be used alone, but can be used as a mixture of two or more kinds. Of these catalysts, organometallic catalysts are particularly preferred.
  • the used amount is 0.0001 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyoxyalkylene polyol. Preferably it is 0.001-1.0 parts by weight.
  • the temperature for producing the prepolymer is preferably 50 to 120 ° C. It is more preferably from 60 to 110, particularly preferably from 70 to 100.
  • an inert gas examples include nitrogen and helium. Nitrogen is preferred. The reaction is carried out with stirring under a nitrogen atmosphere for 2 to 10 hours.
  • an organic solvent inert to the polyisocyanate and the polyol may be used before, after, or during the reaction.
  • the amount of the organic solvent is preferably 100% by weight or less based on the total weight of the polyol and the polyisocyanate. It is more preferably at most 60% by weight, most preferably at most 40% by weight.
  • organic solvents include aromatic, aliphatic, alicyclic, ketone, ester, and ester ether solvents.
  • the content of the free isocyanate compound in the prepolymer having a terminal isocyanate group is preferably 0.8% by weight or less. It is more preferably at most 0.5% by weight, most preferably at most 0.1% by weight. If the free isocyanate content exceeds 1% by weight, the hysteresis loss of the polyurethane increases.
  • the above-mentioned isocyanate group-terminated prepolymer is subjected to a reduced pressure treatment under specific temperature and pressure conditions.
  • the isocyanate-terminated prepolymer which is a raw material of the isocyanate-terminated prepolymer having a content of the free isocyanate compound of 1% by weight or less is produced by the above-mentioned method.
  • the decompression process is an important step.
  • the temperature during the decompression operation is 70 to 180 ° C.
  • the temperature is preferably from 80 to 170 ° C, more preferably from 85 to 160 ° C. If the temperature is lower than 70 ° C, the time for removing the unreacted isocyanate compound becomes longer. If the temperature exceeds 180, the viscosity of the prepolymer increases during the decompression process.
  • the pressure is less than 665 Pa. It is preferably at most 266 Pa, more preferably at most 133 Pa. Most preferably, it is 13.3 Pa or less. If the pressure exceeds 665 Pa, the time to remove the unreacted polyisocyanate compound becomes longer, and the viscosity of the prepolymer increases during the decompression process. I do.
  • the reduced pressure treatment is preferably a thin film evaporation method.
  • a forced circulation type stirred membrane type evaporator or a falling film type molecular distillation apparatus can be used. (Reference: Revised 5th edition, Chemical Engineering Handbook: Edited by Chemical Engineering Association, Maruzen Co., Ltd., 1988) Issue) .
  • As such an apparatus for example, a Smith type thin film evaporator (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd., trade name: Wipelen, Exeva) or a control type thin film evaporator [Hitachi, Ltd., trade name: Sun Bay type thin film evaporator, etc.].
  • the polyisocyanate compound recovered from the prepolymer by the reduced pressure treatment can be used again for the prepolymer reaction. In use, it is preferably a polyisocyanate compound having few impurities such as a dimer.
  • a curing catalyst To the isocyanate group-terminated prepolymer prepared as above, a curing catalyst, a silicone coupling agent, a filler, a plasticizer, a pigment, a reinforcing agent, a flame retardant, a stabilizer, an antifoaming agent, etc. Can be added.
  • an inorganic acid, an organic acid, or the like may be added to the prepolymer to prevent a change in viscosity of the prepolymer with time.
  • the inorganic acid include phosphoric acid and pyrophosphoric acid.
  • the organic acid include adipic acid, 2-ethylhexanoic acid, and oleic acid. These acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount used is preferably 0.001 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the isocyanate group-terminated prepolymer. More preferably, it is 0.003 to 1 part by weight.
  • the pre-group-terminated prepolymer is basically produced by the same method as the method using the polyoxyalkylene polyol described above.
  • the polyisocyanate compound the additive and the like, the same compounds as described above are used. That is, a method in which a polymer-dispersed polyol is used instead of the polyoxyalkylene polyol.
  • the polymer-dispersed polyol those obtained by the method for producing a polymer-dispersed polyol according to the present invention are used.
  • the polymer dispersed polyol of the present invention has a polymer concentration of about 5 to 30% by weight.
  • the NCO% of the isocyanate group-terminated prepolymer is from 0.3 to 30% by weight, preferably from 1 to 15% by weight.
  • the polyurethane resin is produced by reacting the prepolymer containing the isocyanate group-terminated prepolymer prepared by the above method with a chain extender.
  • the amount of the isocyanate group-terminated prepolymer and the chain extender used is such that the isocyanate index is in the range of 0.6 to 1.5.
  • the obtained polyurethane resin can be used mainly in the fields of polyurethane elastomers, polyurethane rare elastomers, paints and adhesives.
  • the prepolymer contains at least 60% by weight of the isocyanate-terminal prepolymer prepared by the above-mentioned production method. More preferably, it contains at least 70% by weight. Most preferred is an isocyanate group-terminated prepolymer prepared by the above method alone. Isocyanate-terminated prepolymer obtained by a production method other than the method of the present invention Preferred examples of the polymer include, for example, an isocyanate group having a polyol component of polytetramethylene glycol, polyoxyethylene diol, and polycaprolactone polyol exemplified in JP-B-6-13593. Terminal prepolymers.
  • the content of the isocyanate-terminated prepolymer obtained from the polyoxyalkylene polyol obtained by the method of the present invention as a raw material is less than 60% by weight, the viscosity of the prepolymer increases and the workability decreases.
  • a chain extender is a compound having two or more active hydrogen groups in one molecule that can react with an isocyanate group.
  • at least one compound having an active hydrogen group such as a polyol compound and a polyamine compound, may be used.
  • the polyol compound include ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5.
  • Dihydric alcohols such as pentanediol, neopentyl glycol, and 1,6-hexanediol; trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; 1,4-cyclohexanediol and spirohexane It is a compound containing a cyclohexylene such as a diol, a spiro ring, and a methylene chain, and containing various bonds such as an ether bond and an ester bond as a bond between them.
  • derivatives containing various substituents can be used as those derivatives.
  • aromatic alcohols compounds such as hydroquinone, resorcin, bishydroxyethylene terephthalate, and at least 1 to 4 moles of ethylene oxide and propylene oxide per hydroxyl group of those compounds are used.
  • a polyol to which one kind of alkylene oxide is added can be used.
  • Polyamine compounds include tolylenediamine, 3,5-Jetyl 2,4-diaminotoluene, 3,5-diethyl-1,2,6-diaminotoluene, diphenylmethanediamine, and a mixture of isomers thereof, m-phenylenediamine, 3,3'-dicrochloride Aromatic diamines of 1,4,4'-diaminodiphenylmethane are exemplified.
  • alicyclic diamines such as isophorone diamine and norbornene diamine; linear aliphatic diamines such as ethylene diamine; alkyl dihydrazides such as carposihydrazide and adipic dihydrazide; or derivatives thereof.
  • Polyamine compounds can be used.
  • an amino-containing polyol obtained by adding an alkylene oxide to these active hydrogen compounds by a conventionally known method can also be used as a chain extender.
  • These polyols and polyamines can be mixed at an arbitrary ratio and used as a chain extender.
  • the above-mentioned isocyanate group-terminated prepolymer and a chain extender are previously adjusted to a predetermined temperature, for example, 30 to 150 ° C., and subjected to defoaming under reduced pressure.
  • the two components are rapidly stirred and mixed, and poured into a mold heated to a predetermined temperature, for example, 40 to 140 ° C., to produce a molded product (polyurethane resin).
  • curing catalysts, inorganic acids, organic acids, silicone-based coupling agents, fillers, plasticizers, pigments, reinforcing agents, flame retardants, stabilizers, defoamers, etc. are used for the purpose of polyurethane resin. It can be added accordingly.
  • Polyure evening As the curing catalyst, a conventionally known catalyst for producing a polyurethane such as an amine compound or an organometallic compound can be used.
  • An inorganic acid or an organic acid may be added to the prepolymer for the purpose of suppressing a change in viscosity of the prepolymer with time.
  • Phosphoric acid is preferred as the inorganic acid.
  • As the organic acid for example, adipic acid, 2-ethylhexanoic acid and oleic acid can be used. These acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount used is 0.01 to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the above-mentioned isocyanate group-terminated prepolymer. Preferably it is 0.003 to 5.0 parts by weight.
  • a polyurethane resin is produced by reacting a prepolymer having the isocyanate group-terminated prepolymer according to the present invention as a main component with a chain extender containing an active hydrogen group.
  • a one-shot method in which a polyol containing at least 60% by weight of the polyoxyalkylene polyol according to the present invention, a polyisocyanate, and a chain extender are simultaneously mixed and molded is also applicable.
  • the polyurethane resin is produced by reacting the polyoxyalkylene polyol obtained by the above production method with an isocyanate group-terminated prepolymer.
  • the polyurethane resin obtained by such a method is used for waterproofing and sealing materials.
  • the polyoxyalkylene polyol used as the curing agent satisfies the requirements (1) to (4) described in the section of the method for producing the polyoxyalkylene polyol. Among them, OHV of 8 ⁇ 100mgKOHZg preferable. More preferably, it is a polyoxyalkylene polyol having 10 to 5 O mg KOHZ g.
  • auxiliary agents such as urethanization catalyst, plasticizer, UV absorber, antioxidant, filler, reinforcing agent, flame retardant, defoamer, pigment, silicone coupling agent, etc. are added to the polyoxyalkylene polyol in advance. You may mix. As these various auxiliaries, conventionally known compounds can be used.
  • the total amount of the auxiliary agent is 10 to 800 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyoxyalkylene polyol. Preferably it is 20 to 700 parts by weight.
  • polyoxyalkylene polyols having different molecular weights (OHV), the number of functional groups, and the content of oxypropylene groups may be mixed at an arbitrary ratio.
  • silicone-based coupling agent examples include a-aminopropyltrimethoxysilane, amercaptopropyltrimethyoxysilane, and a-daricidoxypropyltrimethyoxysilane.
  • the amount used is preferably from 0.01 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyoxyalkylene polyol. More preferably, the amount is from 0.3 to 5 parts by weight.
  • the polyamine compound described above may be added to the polyoxyalkylene polyol.
  • the stirring method is preferably a kneading method in which a single or twin screw is mounted.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer used as the main agent is preferably the isocyanate group-terminated prepolymer.
  • An isocyanate group-terminated prepolymer prepared by another method may be used in combination. In this case, it is preferable to include at least 60% by weight of the isocyanate group-terminated prepolymer produced by the above method. More preferably, it is 70% by weight.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer, which is the main ingredient, and the polyoxyalkylene polyol, which is a curing agent, are sufficiently mixed with stirring, and the resulting mixture is cured at a temperature in the range of 10 to 50 ° C.
  • the curing time is usually between 1 and 7 days, depending on the amount of catalyst added to the curing agent.
  • the polyoxyalkylene polyol and the isocyanate group-terminated prepolymer are reacted in a range where the isocyanate index is 0.8 to 1.3. It is preferably in the range of 0.85 to: 1.2, more preferably 0.9 to 1.1.
  • Overall density of the flexible foams produced by the present invention is preferably 2 0 k gZm 3 ⁇ 6 0 kg Roh m 3. More preferably 2 5 kg / m 3 ⁇ 5 5 kg / m 3, most preferably 2 7 kg / m 3 ⁇ 5 0 k gZm 3.
  • the elongation of the foam which is an indicator of the mechanical strength, is preferably 90 to 200%. More preferably, it is 100 to 180%.
  • the compression set under wet heat is preferably 18% or less. It is more preferably at most 15%, most preferably at most 13%.
  • the lower limit of the compression set of the flexible urethane foam obtained by the method of the present invention when wet and hot is about 2%, a force depending on the density of the foam.
  • the hardness loss in a repeated compression test of the form is preferably 20% or less. It is more preferably at most 15%. Most preferably, it is at most 12%.
  • the lower limit of the hardness loss in the repetitive compression test of the flexible foam obtained by the method of the present invention is about 1%, depending on the density of the foam.
  • the flexible urethane foam according to the present invention can be used in the presence of water, a catalyst, and a foam stabilizer in the presence of any one of the following polyols (a) or (b): And the polyisocyanate compound is stirred and mixed.
  • a cross-linking agent and other additives may be added alone or in combination of two or more depending on the desired physical properties.
  • the crosslinking agent and other additives may be added to one or both of the following polyols (a) and (b) and / or polyisocyanate compounds.
  • it may be added to a mixer or a reactor for mixing a polyisocyanate compound, water, a catalyst, a foam stabilizer, and a polyol (a) or (b) below.
  • a polyol containing at least 30% by weight of the polyoxyalkylene polyol obtained by the production method of the present invention is used.
  • the preferred content of the polyol is at least 50% by weight. More preferably, it is at least 60% by weight.
  • the content of the polyoxyalkylene polyol according to the present invention is less than 30% by weight, the durability of the obtained flexible urethane foam, the moldability of the foam and the like are reduced.
  • the preferred molecular structure of the polyoxyalkylene polyol according to the present invention is a polyol having a compound having an active hydrogen group of 3 to 4 as a polymerization initiator, and the polymerization initiator is selected from the active hydrogen compounds described above. Dali serine, trimethylolpropane, pen-erythritol and the like can be exemplified.
  • OHV is preferably 10 to 70 mg KOHZg. More preferably, it is 12 to 6 Omg KOHZg. Most preferably, it is 15 to 55 mg K ⁇ H / g.
  • the content of the oxetylene group by the addition polymerization of ethylene oxide is 5 to 30% by weight.
  • the oxyethylene group in the polyoxyalkylene polyol is more preferably from 6 to 25% by weight, most preferably from 8 to 20% by weight.
  • the content of the oxyethylene group in the polyoxyalkylene polyol is more than 30% by weight, the permanent compression strain of the flexible foam at the time of moist heat tends to deteriorate.
  • the oxyethylene group is introduced into the molecular terminal of the polyoxyalkylene polyol. This is because the introduction of the oxyethylene group into the molecular terminal improves the primary hydroxyl group conversion rate at the molecular terminal of the polyoxyalkylene polyol.
  • those having a primary hydroxyl group conversion at the molecular terminal of 50 mol% or more are preferred.
  • Polyol containing at least 10% by weight of the polymer-dispersed polyol obtained by the production method of the present invention is used. Preferably it is at least 15% by weight, more preferably at least 20% by weight.
  • the upper limit of use of the polymer-dispersed polyol is preferably about 60% by weight. A more preferred upper limit is 50% by weight.
  • Polyols produced by a method other than the production method of the present invention may be used in combination.
  • Examples of the polyol include a polyol, a polymer-dispersed polyol using the polyol as a dispersion medium, a polymer-dispersed polyol produced by a conventionally known method, and a polyester polyol.
  • OHV, C C, oxypropylene group content, oxyethylene group content, or two or more polymer-dispersed polyols using polyoxyalkylene polyols having different average functional groups as a dispersion medium are used in combination. It does not matter. Further, two or more kinds of polymer monodispersed polyols having different OHV, polymer particle concentration, and ethylenically unsaturated monomer units forming the polymer particles may be used in combination.
  • water as a foaming agent, a catalyst, and a foam stabilizer are used.
  • Water functions as a foaming agent because it reacts with the polyisocyanate compound to generate carbon dioxide gas.
  • the amount of water used is preferably 1 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol containing the polyoxyalkylene polyol and the polymer-dispersed polyol. It is more preferably 2 to 7 parts by weight, most preferably 2.5 to 6 parts by weight.
  • the amount of the foaming auxiliary used in combination with water depends on the density of the desired soft foam, but is preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol. More preferably, it is 2 to 25 parts by weight.
  • catalysts can be used.
  • the amount used is usually from 0.05 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. Preferably it is 0.01 to 5 parts by weight.
  • aliphatic amines such as ethylenediamine, bis (N, N-dimethylaminoethyl ether) and morpholine
  • organic tin compounds such as tin octanoate and dibutyltin diallate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
  • foam stabilizer a conventionally known organic silicon-based surfactant can be used.
  • the amount used is 0.1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. Preferably it is 0.2 to 3 parts by weight.
  • foam stabilizers for example, Toray 'Dow Corning' Silicone Co., Ltd., product name: S RX-274 C, SF-296, SF-296, SF-296 Or Nippon Tunicer Co., Ltd., trade name: L-530, L-360, L-530, L-360, etc. can be used.
  • a cross-linking agent As other auxiliaries, there are a cross-linking agent, a flame retardant, a pigment and the like, each of which can be added as needed.
  • a cross-linking agent a polyol of OHV 200 to 180 Omg KOHZg is used as the cross-linking agent.
  • active hydrogenated compounds such as aliphatic polyhydric alcohols such as glycerin, alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine, and polyoxyalkylene polyols of OHV 200 to 180 Omg KOHZg are used.
  • conventionally known crosslinking agents are used.
  • the amount of the crosslinking agent to be used is preferably 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
  • a resin premix was prepared by previously mixing a polyoxyalkylene polyol or a polymer monodispersed polyol, water, a catalyst, a foam stabilizer, a crosslinking agent, a flame retardant, and the like according to the purpose. Foams can also be produced from premixes. Pigments, ultraviolet absorbers, antioxidants and the like can also be added to the resin premix as other auxiliaries. Examples of polyisocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), and mixtures thereof. .
  • tolylene diisocyanate is in the form of a mixture of 2,4-TDI and 2,6-TDI isomers.
  • the weight ratio of the isomers in the tolylene diisocyanate is preferably 2,0—20, by weight ratio of 2,4—TD I / 2,6—TD I (referred to as TDI—80 no 20).
  • TDI—80 no 20 2,4—TD I / 2,6—TD I
  • a mixed polyisocyanate of TDI and polymethylene polyphenyl polyisocyanate represented by the general formula (3) described in JP-A-11-114154 is preferred. Examples of such polyisocyanate compounds include those manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Cosmonet M-200, M-300, and the like.
  • the mixing ratio between TDI and polymethylenepolyphenylpolysocyanate is preferably 50:50 to 98: 2 by weight. It is more preferably 65:35 to 95: 5, most preferably 70:30 to 90:10.
  • a modified urethane, a modified vinyl isocyanate, a modified isocyanurate, and a modified arophanate obtained by reacting a polyisocyanate with a polyol having an OHV of 100 to 200 Omg KOHZg, an active hydrogen compound, or the like. Can also be used.
  • the NCO index for the production of flexible urethane foams is between 0.6 and 1.5, preferably between 0.7 and 1.4, most preferably between 0.7 and 1.3.
  • the method for molding the flexible polyurethane foam according to the present invention is preferably a method of mixing and molding the resin premix and the polyisocyanate using a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine or the like.
  • a low pressure foaming machine more than two types of components can be mixed. Therefore, it may be divided into polyol-based, water-based, catalyst-based, flame retardant-based, polyisocyanate-based, etc. it can.
  • These mixed liquids are discharged from a mixing head of a foaming machine, and then foamed and cured to produce a flexible polyurethane foam, which can be processed into a desired shape.
  • the mixed liquid can be injected into a mold, foamed, filled, and cured to obtain a molded product having a predetermined shape.
  • the curing time is between 30 seconds and 30 minutes.
  • the mold temperature is about room temperature to about 80, and the curing temperature is about room temperature to about 180 ° C., to produce a flexible polyurethane foam.
  • the polyol was weighed into a volumetric flask, diluted with toluene (special grade reagent), and then nitrogen concentration was measured using a trace total nitrogen analyzer (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., type: TN-100). Quantification of
  • crude polyol (hereinafter referred to as crude polyol) (unit: ppm)
  • the PO content (Hereinafter referred to as the PO content. Unit: wt%), and the content of oxyethylene groups at the molecular terminals of the polyoxyalkylene polyol (hereinafter, referred to as terminal E ⁇ amount. Unit: wt%)
  • the polyoxyalkylene polyol is dissolved in deuterated acetone, and the PO content and the terminal EO content are measured by the above 13 C-NMR measurement.
  • the solid acids used in the examples and comparative examples, and their characteristic values are shown in [Table 1].
  • the composition, specific surface area, and average pore diameter of the solid acid were measured by the methods described in the following sections (9) to (10).
  • the composition of the solid acid is magnesium oxide
  • Solid acids D and E are products of Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.
  • Phosphazenium compound (hereinafter referred to as PZN)
  • Phosphorus pentachloride manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd. 60.20 g was weighed into a three-necked 300-milliliter flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and a 5-ml ml of benzene with an ortho-dichlorobenzene (Hereinafter referred to as OD CB, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) to form a suspension. The suspension was heated to 30 and 900 ml of ODCB was added to Reinhard Schwesinger, et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl.
  • the yield of the compound determined by weight measurement was 98% by weight.
  • the phosphazenium compound is (1, 1, 1, 1) in the order of a, b, c, and d, R is a methyl group, and Q-is OH-. is there.
  • Phosphinoxide compound (hereinafter referred to as PZO)
  • Phosphazene compound (hereinafter referred to as PZB)
  • the compound is a compound represented by the formula (3), wherein Q is a tert-octyl octyl group, D is a dimethylamino group, and (1,1,1) in the order of (1, m, n). It is a zen compound.
  • OHV of purified polyoxyalkylene polyol A is 28.3 mg KOH / g
  • C C is 0.013 meq.Zg
  • H--T bond selectivity is 96.5 mol%
  • the remaining amount of the catalyst was 2.5 ppm.
  • the P0 content was 100% by weight, and the residual amount of sodium (hereinafter referred to as the residual amount of Na) was less than 0.1 lppm (less than the detection limit concentration).
  • a vacuum dehydration treatment was performed for 1.5 hours under the conditions of 110 ° C and 65 Pa with aeration of nitrogen, and 1 mol of glycerin was adjusted to 95 ppm water. After adding 6 ⁇ 10 3 mol of PZO and purging with nitrogen, the temperature was raised to 85 ° C. Next, under the conditions of a polymerization temperature of 85 ° C and a maximum reaction pressure of 4555 kPa under atmospheric pressure, an addition polymerization reaction of propylene oxide was performed until OHV became 28 mg K0HZg. . When the pressure change of the autoclave is no longer observed, the pressure is reduced for 0.5 hour at 85 ° C and under 1.33 kPa to obtain a crude polyoxyalkylene polyol. Was.
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere, and against the dipropylene glycol 1 mol used in Example 1, 4 X 1 0- 3 mol of PZN addition, after nitrogen substitution, the temperature was raised to 1 0 5 ° C, carried out The heating and depressurizing operation was performed in the same manner as described in Example 1. Then, at a pressure of 8.65 kPa, a polymerization temperature of 85 ° C, and a maximum reaction pressure of 420 kPa, until OHV reaches 37 mg K ⁇ H / g, The addition polymerization reaction of mixed epoxides of butyl and butylene oxides was performed.
  • the mixed epoxide has a weight ratio of propylene oxide to butylene oxide at 85:15.
  • the pressure was 50 mPa's Z 25, and the remaining amount of the catalyst was 3. lpm.
  • the PO content was 84.8% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 lppm (less than the detection limit concentration).
  • the pressure was reduced for 0.5 hour at 85 and under the condition of 1.33 kPa or less to obtain a crude polyoxyalkylene polyol.
  • the mixed epoxide has a weight ratio of propylene oxide to butylene oxide of 90:10. Then, pressurize with nitrogen to 180 kPa, and ethylene oxide under the condition of polymerization temperature of 125 and maximum reaction pressure of 480 kPa until OHV becomes 24 mg K ⁇ H / g. The addition polymerization of the acid was carried out.
  • the autoclave was subjected to a reduced pressure treatment at 125 ° C.
  • OHV of purified polyoxyalkylene polyol D is 24.3 mg KOH / g
  • C C is 0.016 me Q.Zg
  • HT bond selectivity is 97.6 mol%
  • the remaining catalyst amount was 26 ppm.
  • the P ⁇ content was 76.3% by weight
  • the amount of terminal EO was 15.1% by weight
  • the remaining amount of Na was less than 0.1 lppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere for 1 mole of glycerin used in Example 2, 1. 2 X 1 0- 2 moles of PZN added, after purging with nitrogen, in Example 1 wherein the same kind of method, heating A decompression operation was performed. Then, under atmospheric pressure, polymerization temperature of 80 and maximum reaction pressure of 410 kPa, the addition polymerization reaction of propylene oxide until ⁇ HV becomes 32.5 mg K ⁇ HZ g was done. When the pressure change in the autoclave is no longer observed, a pressure reduction of 85 ° (: 1.33 kPa or less) is performed for 0.5 hour, and then the pressure is reduced to 18 kN with nitrogen. Under the conditions of a polymerization temperature of 120 and a maximum reaction pressure of 410 kPa, an ethylene oxide addition polymerization reaction was carried out until the OHV became 28 mg KOHZg. Polyol Obtained.
  • Example 2 In a nitrogen atmosphere, 7.5 x 10 to 3 mol of PZN was added to 1 mol of glycerin used in Example 2, and the mixture was purged with nitrogen, followed by heating in the same manner as described in Example 1. A decompression operation was performed. Then, the addition polymerization reaction of propylene oxide was performed under the conditions of a polymerization temperature of 80, a maximum reaction pressure of 410 kPa under atmospheric pressure, and OHV of 4 Omg KO HZg. When the pressure change in the autoclave is no longer observed, the pressure is reduced at 80 and at a pressure of 1.3 kPa or less for 0.5 hour, and then 18 kPa with nitrogen.
  • Example 2 In a nitrogen atmosphere, 5.5 X 10 to 3 mol of PZN was added to 1 mol of glycerin used in Example 2, and the mixture was purged with nitrogen, followed by heating in the same manner as described in Example 1. A decompression operation was performed. Then, at 6.65 kPa, at a polymerization temperature of 95: propylene oxide and butylene xylate until the OHV reaches 53 mg KOHZg at a maximum reaction pressure of 410 kPa. The addition polymerization reaction of mixed epoxides of the compounds was carried out. The weight ratio of propylene oxide to butylene oxide in the mixed epoxy oxide is 90:10.
  • the T bond selectivity was 98.1 m ⁇ 1, ⁇ ? Was 1500 mPa's 25 t: and the remaining amount of the catalyst was 4.2 ppm. Weight percent As a result, the residual amount of Na was less than 0.1 ppm (less than the detection limit concentration).
  • the P ⁇ content was 99.6% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 lppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere for 1 mole of glycerin used in Example 2, was added a 6 X 1 0 -3 mol of PZN, after nitrogen substitution, in the same manner as in Example 1, subjected to heat depressurization Was. Then, at 86.5 kPa, under the conditions of a polymerization temperature of 7.8 and a maximum reaction pressure of 4755 kP, the addition polymerization reaction of propylene oxide was carried out until ⁇ HV became 56 mg KOHZg. Went. When the pressure change of the autoclave was no longer observed, the pressure was reduced for 1 hour under the condition of 80 t :, 1.33 kPa or less to obtain a crude polyoxyalkylene polyol.
  • ⁇ 1 "1 ⁇ is 56.3 mg KOH / g
  • C C is 0.09 me Q ./g
  • H—T bond selectivity is 97.6 mo. 1%
  • 7 is 480mPa as /
  • Example 1 2 The temperature was 25 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 2. lpm. The P 2 O content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 pp pm (less than the detection limit concentration).
  • Example 1 2 The temperature was 25 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 2. lpm. The P 2 O content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 pp pm (less than the detection limit concentration).
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere for 1 mole of glycerin used in Example 2, 5 X 1 0- 3 mol of PZO was added, after purging with nitrogen, the temperature was increased to 8 8. Next, at 86.5 kPa, under the conditions of a polymerization temperature of 8.8 and a maximum reaction pressure of 4755 kPa, an addition polymerization reaction of propylene oxide was performed until ⁇ HV reached 98 mgKOHZg. After the change in the pressure of the autoclave was no longer observed, an ethylene oxide addition polymerization reaction was carried out at the same temperature until the OHV became 76 mg KOHZg.
  • Vacuum treatment was performed for 1 hour under the conditions of 33 kPa or less to obtain a crude polyoxyalkylene polyol.
  • H—T bond selectivity was 97.8 mol%, 540 mPa a's Z 25, and the remaining amount of catalyst was 34 ppm.
  • the content was 75.8% by weight, the amount of terminal EO was 7.8% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 lppm (less than the detection limit concentration).
  • the crude polyol m prepared in Example 13 was used. Purification was carried out in the same manner as in Example 13 except that the amount of the solid acid A added was 0.5% by weight based on the crude polyol m, and a polyoxyalkylene polyol was recovered.
  • OHV of purified polyoxyalkylene polyol N is 18.7 mg KOH / g
  • C C is 0.025 me Q./g
  • H--T bond selectivity is 98.
  • the PO content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 ppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 1 5 In a nitrogen atmosphere, relative to 1 mole of glycerin used in Example 2, 9. 2 X 1 0- 3 mol PZ_ ⁇ added, after purging with nitrogen, 8 Ot: the temperature was raised to . Then, at 86.5 kPa, under the conditions of a polymerization temperature of 80: and a maximum reaction pressure of 475 kPa, the OHV is reduced to 18.5 mg K ⁇ Hg until the OHV reaches 18.5 mg K ⁇ Hg An addition polymerization reaction of pyrene oxide was performed.
  • crude polyol a crude polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as crude polyol). o 1).
  • the catalyst concentration in the crude polyol was 872 ppm.
  • Example 16 purification was carried out in the same manner as in Example 13 except that solid acid A was used and the addition amount was 1.0% by weight with respect to crude polyol o1, to recover a polyoxyalkylene polyol.
  • OHV of purified polyoxyalkylene polyol O is 18.7 mg KOH / g
  • C C is 0.026 meq.g
  • HT bond selectivity is 97.6 mol%
  • the temperature was 880 mPas / 25 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 3.5 ppm.
  • the PO content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 ppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere for 1 mole of glycerin used in Example 2, 5. 6 X 1 0- 3 mol of PZN added, after purging with nitrogen, in Example 1 wherein the same kind of method, heating A decompression operation was performed. Then, at 86.5 kPa, the polymerization temperature was 80 ° (: The propylene oxide was added until the OHV was 33 mgKOHZg at the maximum reaction pressure of 405 kPa. When no change in the pressure of the autoclave was observed, the autoclave was subjected to a reduced pressure treatment for 1 hour under the conditions of 80 and 1.33 kPa or less to obtain a crude polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as “polyoxyalkylene polyol”).
  • polyoxyalkylene polyol a crude polyoxyalkylene polyol
  • the crude polyol p1) was obtained.
  • the catalyst concentration in the crude polyol at this time was 852 ppm.
  • 5% by weight of ion-exchanged water and 0.35% by weight of solid acid A were charged into the crude polyol p1 previously heated to 80 ° C under a nitrogen atmosphere, and 80 ° C ( : The mixture was stirred and mixed for 3 hours, and then dewatering under reduced pressure was started while increasing the temperature, and finally, heating and depressurizing for 3 hours at 105 ° C and 1.33 kPa or less.
  • the P ⁇ content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 ppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 16 The crude polyol p1 obtained in Example 16 was used.
  • the polyoxyalkylene polyol was purified in the same manner as in Example 16 except that the addition amount of the solid acid A was 0.5% by weight based on the crude polyol p1.
  • the PO content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 pppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 18
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere, 1.2 moles per 1 mole of glycerin used in Example 2 X 1 0- 2 moles of PZB added, after purging with nitrogen, in Example 1 wherein the same kind of method, was heated under reduced pressure operation. Then, at 86.5 kPa, at a polymerization temperature of 80 ° (: maximum reaction pressure of 405 kPa, propylene oxide was added until OHV became 18.4 mg KOHZg. When no change in the autoclave pressure was observed, the autoclave was subjected to a pressure reduction treatment at 80 ° (: 1.33 kPa or less for 1 hour. A crude polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as a crude polyol r1) was obtained, and the catalyst concentration in the crude polyol at this time was 930 ppm.
  • a crude polyol r1 A crude polyoxyalkylene polyol (hereinafter referred to as a crude polyol r1) was obtained, and
  • Example 19 a polyoxygen was prepared in the same manner as in Example 16 except that 0.7% by weight of solid acid B was added to the crude polyol r1 previously heated to 80.
  • the temperature was 1550 mPa s Z2 5 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 27.9 ppm.
  • the P 2 O content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 Ppm (less than the detection limit concentration).
  • Example 2 Under a nitrogen atmosphere, and against the dipropylene glycol 1 mol used in Example 1, 5. 0 X 1 0- 3 mol of PZN added, after purging with nitrogen, by the same manner as described in Example 1 The heating and decompression operation was performed. Then 8 6.
  • Example 16 the same procedure as in Example 16 was carried out except that 0.7% by weight of the solid acid C was added to the crude polyol s1 previously heated to 80 ° C.
  • the PO content was 100% by weight, and the residual amount of Na was less than 0.1 pppm (less than the detection limit concentration). Comparative Example 1
  • Polyoxyalkylene polyol U The crude polyol o 1 prepared in Example 15 was used.
  • the crude polyol o1 was purified in the same manner as in Example 15 except that the addition amount of the solid acid D was 1.0% by weight based on the crude polyol 01, and the polyoxyalkylene polyol was purified. Collected.
  • the residual amount of the catalyst in the purified polyoxyalkylene polyol U was 182.0 ppm, the OHV was 18.8 mg K ⁇ HZg, and the Na was 0.3 ppm.
  • the crude polyol m prepared in Example 13 was used.
  • the crude polyol m was purified in the same manner as in Example 13 except that the solid acid D was 1.3% by weight based on the crude polyol, and a polyoxyalkylene polyol was recovered.
  • the remaining amount of the catalyst in the purified polyoxyalkylene polyol W is 1 3 5.
  • 2 ppm, ⁇ HV was 18.8 mg KOH / g, and Na was 0.5 ppm.
  • the PO content was 100% by weight. Comparative Example 6
  • the crude polyol r1 produced in Example 18 was used.
  • the crude polyol r1 was purified in the same manner as in Example 18 except that the solid acid E was used, and a polyoxyalkylene polyol was recovered.
  • the H—T bond selectivity was 97.9 mol%, ⁇ ? Was 1550 mPas s 25 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 793 ppm.
  • the P ⁇ content was 100% by weight, and the residual amount of Na was 5.6 ppm. Comparative Example 7
  • the crude polyol p1 produced in Example 16 was used.
  • the crude polyol p1 was purified in the same manner as in Example 16 except that the solid acid D was used, and the polyoxyalkylene polyol was recovered.
  • the P 2 O content was 100% by weight, and the remaining amount of Na was 0.8 ppm. Comparative Example 8
  • the crude polyol s1 produced in Example 19 was used.
  • the crude polyol s1 was purified in the same manner as in Example 19 except that solid acid F was used.
  • the oxyalkylene polyol was recovered.
  • the H—T bond selectivity was 97.4 mol%, 550 mPas / 25 ° C, and the remaining amount of the catalyst was 915 ppm.
  • the P ⁇ content was 100% by weight, and the residual amount of Na was 0.7 ppm.
  • Catalysts, epoxide compounds, and solid acids used for the production of polyoxyalkylene polyols obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 8
  • the amounts (simply referred to as Na), the PO content, and the amount of terminal EO are summarized in [Table 2] to [Table 5].
  • the abbreviations described in the table indicate the following substances, respectively.
  • DPG dipropylene glycol
  • Gly glycerin
  • PE pen erythritol
  • PZN phosphazenium compound
  • PZ ⁇ phosphinoxide compound
  • PZB phosphazene compound
  • P ⁇ propylene oxide
  • EO ethylene oxide
  • B ⁇ Butylene oxide.
  • PZN 5 10 one 3 4x 10- 3 1. 2 10 " 2 7. 5 x 10 ⁇ 3 5. 5x 10- 3
  • Terminal EO amount (% by weight) 14.8 15.1 14.5 15.3 14.2
  • the polyol produced PZO Rio Ichiru o1 triol o1 the polyol m to 8 O 10- 3 polio Ichiru r1 ol p1 to use triol si
  • PO content (% by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
  • Terminal EO amount (% by weight)
  • Example 13 and Comparative Example 1 the same crude polyol m using a phosphine oxide compound (PZO) catalyst was purified using the same amount of solid acid under the same adsorption conditions.
  • the residual amount of the catalyst in the polyol in Example 13 (3.8 ppm) is considerably lower than that in Comparative Example 1 (296.5 ppm).
  • the polyoxyalkylene polyol X (Comparative Example 5), which was purified by neutralizing the PZ ⁇ catalyst in the crude polyol with phosphoric acid, had a PZ ⁇ catalyst residual amount of 150 ppm or less. Did not.
  • the catalyst concentration in the polyols Y and Z1 purified in Comparative Examples 6 and 8 was 793 p pm, and And 9 15 ppm. Not sufficiently purified.
  • the residual catalyst amount exceeded 15 Oppm, coloring was observed in the appearance of the polyol.
  • the amount of Na eluted from the solid acid (Na) is small, and a high-quality polyoxyalkylene polyol is obtained.
  • Alkali metal catalysts such as potassium hydroxide and cesium hydroxide that can reduce monool content, which are widely used, and crude metal catalysts using double metal cyanide complexes
  • the most common method for removing the catalyst is to neutralize the catalyst with an acid.
  • a step of using a conventionally known adsorbent is required.
  • the remaining amount of the catalyst can be efficiently reduced in a short time, so that the production efficiency of the polyol on an industrial scale is greatly improved.
  • the characteristics of the polymer-dispersed polyol were determined by the following methods (11) to (14).
  • polymer concentration of polymer-dispersed polyol (hereinafter referred to as polymer concentration. Unit: wt%) After adding methanol to the polymer-dispersed polyol and dispersing well, centrifugation is performed at 500 rpm for 1 hour, and the weight of the methanol-insoluble component is measured. However, for a polymer monodispersed polyol using acrylonitrile (AN) alone as the vinyl monomer, the polymer concentration is determined from the nitrogen concentration by elemental analysis.
  • Average particle size of polymer particles in polymer-dispersed polyol (hereinafter referred to as average particle size. Unit: m)
  • the polymer-dispersed polyol is dispersed in isopropanol, and the measurement is performed using a particle analyzer (manufactured by Coulter, model: LS230).
  • the average particle diameter of the particles indicates a volume average particle diameter.
  • Dispersion stability of polymer particles in polymer-dispersed polyol (hereinafter referred to as dispersion stability; no unit)
  • the polymer-dispersed polyol was centrifuged at 500 rpm for 1 hour for 1 hour, then the centrifuge tube was inverted and allowed to flow naturally for 24 hours, and the non-flowable cake at the bottom of the centrifuge tube was removed. The presence or absence is visually determined. If a non-flowable cake is present, the dispersion stability is poor (bad or por), and if no non-flowable cake is present, the dispersion stability is good (good).
  • TEA Triethylamine
  • IPA Isopro Panor
  • V-59 (Radical initiator); 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) (hereinafter referred to as V-59).
  • Polyol A 1 dispersion stabilizer. Using KOH as a catalyst, propylene oxide is added to glycerin and then propylene oxide, and then ethylene oxide is added to the polymer to obtain a HV34 polyol with 4 mg KOH / g and a terminal EO content of 14% by weight. A polyetherester polyol with an OHV of 29 mg KOHZg reacted with succinic acid and ethylene oxide.
  • KOH potassium hydroxide
  • ethylene oxide is added to the polymer to obtain a HV34 polyol with 4 mg KOH / g and a terminal EO content of 14% by weight.
  • a polyetherester polyol with an OHV of 29 mg KOHZg reacted with succinic acid and ethylene oxide.
  • the polyol was charged into a 1 L pressure-resistant autoclave equipped with a thermometer, a stirrer, a pressure gauge, and a liquid feeder until the polyol was completely filled, and the temperature was raised to 120 with stirring.
  • Polyol, V-59, AN, St, chain transfer agent (TEA, IPA), and a mixture of polyol A1 are continuously charged into the autoclave, and continuously discharged from the outlet.
  • a polymer-dispersed polyol was obtained.
  • the reaction conditions were a reaction temperature of 120, a reaction pressure of 440 kPa, and a residence time of 50 minutes.
  • the obtained reaction solution is subjected to a heating and depressurizing treatment for 3 hours under a condition of 125 Pa and a pressure of 6555 Pa or less, and an unreacted ethylenically unsaturated monomer, a decomposition product of a polymerization initiator, and a chain. Removal of the transfer agent and the like was performed.
  • [Table 6] shows the charged amounts of the raw materials and the properties of the polymer-dispersed polyol.
  • the polymer particles have excellent dispersion stability.
  • Polyol M (Example 13), Polyol N (Example 14), Polyol II (Example 15), Polyol P (Example 16), Polyol Q (Example 17), Polyol S (Example 19), Polyol T (Comparative Example 1), Polyol U (Comparative Example 2), Polyol V (Comparative Example 3), Polyol W (Comparative Example 4), Polyol Z (Comparative Example 7), and Polyol Using Z1 (Comparative Example 8), an isocyanate group-terminated prepolymer was prepared by reacting these with polyisocyanate, and the stability over time was measured and evaluated by the method described in (15) above. .
  • Example 14 In a nitrogen atmosphere, 488.3 parts by weight of the polyol N obtained in Example 14 was charged into a separable flask, and then 8.9 ppm of phosphoric acid (6.5% by weight) was added to the polyol. Phosphoric acid aqueous solution) was added. After stirring and mixing, a heating and depressurizing treatment was performed at 105 under 1.33 kPa for 2 hours in order to remove water. Further, 429.4 parts by weight of the polyol O obtained in Example 15 was added, and the mixture was stirred and mixed for 0.5 hour. The catalyst concentration in the mixed polyol was 24.2 ppm.
  • Example 26 Under a nitrogen atmosphere, 528 parts by weight of the polyol Q obtained in Example 17 and 330 parts by weight of the polyol S obtained in Example 19 were placed in a separable flask equipped with a thermometer. Each was charged and stirred and mixed. The catalyst concentration in the polyol was 28. 3 ppm.
  • a separable flask equipped with a thermometer was charged with 330 parts by weight of the polyol S obtained in Example 19 and 528 parts by weight of the polyol Z obtained in Comparative Example 7, respectively. Then, stirring and mixing were performed. The catalyst concentration in the polyol was 162 ppm. Then, the temperature was raised to 80 ° C, 48 parts by weight of D ⁇ P was added to the polyol, and 95 parts by weight of Cosmonate T-65 were charged, and the pre-polymerization reaction was carried out at the same temperature for 6 hours. Was done.
  • the temperature was lowered to 50 ° C., the prepolymer was sealed in a metal container under a nitrogen atmosphere, and the above-mentioned stability test with time was performed. After the aging stability test, prevolimer was gelled in the metal container.
  • the isocyanate group-terminated prepolymer is hereinafter abbreviated as prepolymer.
  • HT bond selectivity of prepolymer (unit: mo 1%) Determined by the method of (2) above.
  • NC ⁇ % unit: wt%) and viscosity (hereinafter, referred to as “prevolimer”) ⁇ (PRE). (Unit: mP a ⁇ s Z 25 ° C)
  • the NC O% is determined by the method described in JISK—1571, 7? (PRE).
  • the remaining amount of the catalyst in the prepolymer is measured using a capillary electrophoresis device (a full-automatic CIA system manufactured by waters).
  • An aqueous hydrochloric acid solution is added to the pre-treated sample, and the catalyst is extracted into the aqueous hydrochloric acid solution by Sheichi Riichi (Tokyo Rika Kikai Co., Ltd., EYE LA S HAKE R). Then, the solution is allowed to stand and separated, the aqueous layer is separated, and the remaining amount of the catalyst is quantified using a capillary electrophoresis analyzer.
  • the pretreatment method of prepolymer is as follows: after reacting the isocyanate group in the prepolymer with methanol (special grade reagent), heat to 80 ° C, reduce the pressure to 1.33 kPa or less, and Remove methanol.
  • methanol special grade reagent
  • Demolding time of polyurethane elastomer (unit: h) The time when the elastomer can be released from the mold without cracking or deformation is defined as the demolding time. After bending the cured sheet by hand, the time during which cracks do not occur is defined as the mold release time, and the time is measured.
  • Hs Hardness
  • M100. Unit: MPa 100% stress, (hereinafter referred to as M100. Unit: MPa), 300% stress (hereinafter referred to as M300).
  • MPa Tensile strength (hereinafter, referred to as TS. Unit: MPa), elongation (hereinafter, referred to as EL. Unit:%), compression set (hereinafter, referred to as Cs. Unit:%), and rebound resilience (hereinafter, referred to as Measure R. Unit:%)
  • compression set The measurement was performed under a compression condition of 70 ° (: 24 hours.
  • Example 30 was added to 4,4′-diamino-3,3 ′ dichlorodiphenylmethane previously melted at 130 ° C. 6.9 parts by weight were added and mixed quickly and uniformly. The mixture was poured into a metal mold preheated to 110 ° C. and cured under conditions of 110 and 24 hours to obtain a urethane elastomer. At this time, the demolding time of the polyurethane elastomer was 3.5 hours. Further, after the sheet of the polyurethane elastomer was allowed to stand at 23 in an atmosphere of a relative humidity of 60% for 7 days, the mechanical properties of the polyurethane elastomer were measured. The results are shown in [Table 8]. Example 30
  • 1,4-BG 1,4-butanediol
  • 1,4-BG 1,4-butanediol
  • 12.8 parts by weight and 0.05 parts by weight of dibutyltin dilaurate manufactured by Kyo Organic Synthesis Co., Ltd., trade name: Stann BL, the same applies hereinafter
  • a polyurethane elastomer was obtained in the same manner as described. At this time, the demolding time of the polyurethane elastomer was 5 hours. Further, the mechanical properties of the polyurethane elastomer were measured in the same manner as in Example 29. The results are shown in [Table 8].
  • Free isocyanate compound concentration in prepolymer hereinafter referred to as free isocyanate compound concentration. Unit:% by weight
  • the molecular weight distillation apparatus manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd., model: MS-80
  • a vacuum treatment was performed for 5 hours under the conditions of a wiper rotation speed of 40 Orm.p.m and 150 ° (:,) to remove free polyisocyanate compounds.
  • the concentration of the isocyanate compound was 0.3% by weight
  • NCO% was 2.50% by weight
  • the selectivity of H—T bond was 97.6.
  • a prepolymer AA 4 having mo 1% and a residual catalyst amount of 21 ppm was obtained.Similar to Example 29 except that 7.2 parts by weight of MB OCA was added to 100 parts by weight of prepolymer AA 4. The demolding time of the polyurethane elastomer at this time was 4.5 hours, and the polyurethane elastomer was obtained in the same manner as in Example 29. Was measured for mechanical properties.
  • Hs (Shore A) 70, M100 was 2.9MPa
  • M300 was 5.2MPa
  • TS was 14.7MPa
  • EL was 870%
  • a polyurethane elastomer having a length of 98% and a CS of 30% was obtained.
  • the concentration of the free isocyanate compound of the isocyanate group-terminated prevolimer AA1 in Example 29 having the same level of NC ⁇ % as that of this example was 1.9% by weight.
  • the concentration of the free isocyanate compound is 1.9% by weight, whereas the concentration of the free isocyanate compound in Prevolima-AA4 of Example 32 is 0.3% by weight), and the workability is excellent.
  • tensile strength (TS, unit: M Pa), elongation (EL, unit:%), tear strength (hereinafter referred to as TR, unit: kN / m) are measured.
  • the prepolymer was cooled to room temperature, and 100 parts by weight of the above-mentioned curing agent and 100 parts by weight of the above prepolymer were mixed uniformly for 3 minutes so as to prevent air bubbles from being mixed, and a 1 mm-thick Teflon-coated material was mixed. It was poured into a mold and cured under the conditions of 23 ° C and a relative humidity of 55% to obtain a polyurethane resin. Evaluate the progress of curing of polyurethane resin For this purpose, the mechanical properties and surface contamination of the polyurethane resin were measured after 1 day and 7 days under the above curing conditions.
  • TS after one day of curing was 4.3 MPa
  • EL was 9900%
  • TR was 20 kN Zm
  • TS after seven days of curing was 5.7 MPa
  • EL was 8 1 0%
  • TR was 23 k NZm.
  • the surface contamination of the polyurethane resin 7 days after curing was good without tack.
  • the polyurethane resin of the present invention has properties such as TS and TR. And it has excellent mechanical properties.
  • the physical property development is based on a magnification obtained by dividing the T S and T R values 7 days after curing by the T S and T R one day after curing. It is determined that the smaller the magnification is, the faster the property development is. Furthermore, since there is no tack on the resin surface, a polyurethane resin with low surface contamination can be obtained.
  • the flexible polyurethane foam is referred to as a flexible foam.
  • the thickness of the flexible foam should be between 94 mm and 100 mm.
  • J I S K Determined by the method described in 6400.
  • the core of the molded flexible foam is cut out to 50 ⁇ 50 ⁇ 25 mm and used.
  • Using a parallel flat plate compress the test piece to 50% thickness of the original foam, and then leave it at 70 ° (:, 22 hours. 30 minutes after removing the test piece from the parallel flat plate Measure its thickness and measure the permanent compression set.
  • J I S K Determined by the method described in 6400.
  • the core of the molded flexible foam is cut out to 50 ⁇ 50 ⁇ 25 mm and used.
  • the test piece is compressed to 50% thickness of the original foam using a plane-parallel plate, and then left for 22 hours at 50 ° C and 95% relative humidity. 30 minutes after removing the test piece from the parallel flat plate, measure its thickness and measure the permanent set under wet heat compression.
  • J I S K Determined by the method described in 6400.
  • the core part of the molded flexible foam is cut out to 100 ⁇ 100 ⁇ 50 mm and used.
  • the test piece is sandwiched between parallel flat plates and subjected to a compressive strain of 50% with respect to the original foam thickness at room temperature at a rate of 60 times per minute for 80,000 times.
  • the hardness of the foam was measured by the method described above, and the hardness loss was measured. Also, measure the height of the foam before and after the test and measure the height loss.
  • the polymethylene polyphenyl polyisocyanate is a polyisocyanate comprising 43% by weight of a binuclear component based on a benzene ring, 24% by weight of a trinuclear component, and 9% by weight of a tetranuclear component. is there.
  • KL-210 a crosslinking agent with a hydroxyl value of 83 Omg KOHZg, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
  • a resin premix was prepared by mixing the following seven components.
  • Polyoxyalkylene polyol 50 parts by weight
  • polymer-dispersed polyol 50 parts by weight
  • crosslinker 1 3.0 parts by weight
  • water 3.4 parts by weight
  • catalyst 1 0.4 parts by weight
  • catalyst 1 2 0.1 part by weight
  • foam stabilizer—1 1.0 part by weight.
  • polyoxyalkylene polyol polyoxyalkylene polyol B, as polymer dispersed polyol, polymer monodispersed polyol A A was used.
  • 43.3 parts by weight of polyisocyanate-1 was added and mixed. Immediately, the internal dimensions were adjusted to 65 ° C beforehand.

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Description

明 細 ポリオキシアルキレンポリオール及びその誘導体の製造方法 技術分野
本発明は、 ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法、 並びに、 該 製造方法を適用した、 ポリマー分散ポリオール、 イソシァネート基末端 プレボリマー、 及びポリウレタン等の誘導体の製造方法に関する。 詳し くは、 P = N結合を有する化合物触媒の存在下、 活性水素化合物にェポ キサイ ド化合物を付加重合することにより得られた粗製ポリォキシアル キレンポリオールを、 特定の形状を有する固体酸と接触させる、 ポリオ キシアルキレンポリオールの製造方法、 並びに、 該製造方法を適用した、 ポリマー分散ポリオール、 イソシァネート基末端プレボリマー、 軟質ポ リウレタンフォーム、 及びポリウレタン樹脂等の誘導体の製造方法に関 する。 背景技術
通常、 ポリオキシアルキレンポリオールは、 水酸化カリウム (以下、 K O Hという) 触媒の存在下、 活性水素化合物にアルキレンオキサイ ド を付加重合することにより、 工業的規模で製造されている。 K〇H触媒 と活性水素化合物とを加熱減圧脱水し、 重合開始剤 (活性水素化合物の カリウム塩) を調製した後、 該重合開始剤にアルキレンオキサイ ドを連 続的に装入しながら、 反応温度 1 0 5〜 1 5 0 °C , 最大反応圧力 4 9 0 〜 5 8 8 k P a以下の条件で、 所定の分子量が得られるまで反応させ、 粗製ポリオキシアルキレンポリオ一ルを得る。 次いで、 粗製ポリオキシ アルキレンポリオール中のカリゥムを無機酸等の酸で中和した後、脱水、 乾燥して析出した力リゥム塩をろ過による等の精製工程を経て製造され ている。
しかし、 アルキレンォキサイ ドとして最も広く使用されているプロピ レンォキサイ ドを付加重合する場合、 ポリオキシアルキレンポリオール の分子量の増加と共に、 分子末端に不飽和基を有するモノオールが副生 することが知られている。
通常、 モノオールの含有量は、 ポリオキシアルキレンポリオールの総 不飽和度 (以下、 C = Cと表記する) に対応する。 このモノオールは、 主反応により生成するポリォキシアルキレンポリオールと比較して低分 子量であるため、 ポリオキシアルキレンポリオールの分子量分布を大幅 に広げ、 平均官能基数を低下させる。 従って、 モノオール含有量の高い ポリォキシアルキレンポリオールを使用したポリウレタン樹脂は、 フォ ーム、 エラストマ一を問わず、 ヒステリシスの増大、 硬度の低下、 キュ ァ性の低下、 永久圧縮歪みの増加等の好ましくない結果を伴う。
そこで、 モノオールの副生を抑制し、 かつ、 ポリオキシアルキレンポ リオールの生産性の向上を図ることが種々検討されている。 例えば、 U S P 3 , 8 2 9, 5 0 5、 US P 4, 4 7 2 , 5 6 0号公報には、 プロ ピレンォキサイ ド付加重合用の触媒として、複合金属シアン化物錯体(D o u b l e M e t a l C y a n i d e c omp l e x ; 以" D MCという) 触媒を用いる方法が提案されている。 DMCは、 プロピレ ンオキサイ ドの重合触媒として優れた性能を示す。 しかし、 DMCを触 媒として用い、 アルキレンォキサイ ドとしてエチレンォキサイ ドを付加 重合する場合には、 一旦、 酸素を含んだガス、 過酸化物、 硫酸等の酸化 剤との反応により DM Cを失活させ、ポリオールから触媒残渣を分別し、 更に、 KOHのようなアルカリ金属水酸化物やアルカリ金属アルコキシ ド等を用いてエチレンォキサイ ドを付加重合する必要があるため (US P 5 , 2 3 5 , 1 1 4号公報) 、 操作が煩雑となる。
特開平 7— 2 7 8 2 8 9号公報には、 水酸化セシウム等を触媒として 用いた、 水酸基価 (以下、 〇H Vと表記する) が 1 0〜 3 5 m g KOH Zg、 モノオール最大含有量が 1 5モル%であり、 更に、 プロピレンォ キサイ ド付加重合によるへッ ドー トウ—ティル (H e a d— t o— T a i 1 、 以下、 単に H— Tという) 結合最低選択率が 9 6 %であるポリオ キシアルキレンポリオールが開示されている。 該ポリオキシアルキレン ポリオ一ルは、 モノオール含有量を低下させても粘度が低く、 又、 得ら れる軟質ポリウレタンフォームの機械的性質も良好であり、 優れた特性 を有するポリオキシアルキレンポリオールである。 しかし、 水酸化セシ ゥムを触媒として、 例えば、 OHVが 1 5 mg K〇HZgであり、 モノ オール含有量 1 5モル%以下の高分子量、 低モノオール含有量のポリオ キシアルキレンポリオールを製造するためにはかなりの反応時間を要す るので、 ポリオールの生産性を考慮した場合、 必ずしも満足し得る触媒 とはいえない。
一方、 金属を含まないポリオキシアルキレンポリオールの製造用触媒 として、 ホスファゼン化合物が提案されている (E P 0 7 6 3 5 5 5号 公報、 マクロモレキュラー ラビッ ド コミュニケーション(Macromol. Rapid Commun. ) 1 7巻 1 4 3〜 1 48頁 1 9 9 6年、 及び、 マクロ モレキュラーシンポジウム(Macromol. Symp.) 1 0 7巻 3 3 1〜 3 4 0 頁 1 9 9 6年) 。 これらのホスファゼン化合物をポリオキシアルキレ ンポリオールの製造用触媒として用いた場合、 モノオールの副生率が少 ない上、 ポリオキシアルキレンポリオールの生産性が飛躍的に向上する といった利点を有している。
本出願人は、 国際公開公報 W〇 9 8 Z 54 2 4 1号 (E P 0 9 1 6 6 8 6 A 1号公報) に係わる特許出願において、 新規なホスファゼニゥム 化合物を触媒として使用した、 C = Cが低く、 H— T結合選択率が高く、 且つ、 主反応成分のポリオールの分子量分布がシャープであるポリォキ シアルキレンポリオール、 及びその製造方法を提案した。 ホスファゼ二 ゥム化合物をポリォキシアルキレンポリオールの製造用触媒として用い た場合、 プロピレンオキサイ ドをモノマーとしてポリオールの製造を行 つても、 モノオールの副生率が少なく、 ポリオキシアルキレンポリオ一 ルの生産性が飛躍的に向上するといつた利点を有している。
一方、 ホスファゼン化合物、 及び、 ホスファゼニゥム化合物の他に、 ホスフィンォキシド化合物が公知である (Journal of general chemistry of the USSR, 55, 1453 (1985)) 。 該文献には、 ホスフィンォキシド化合 物の製造方法、 並びに、 ヨウ化メチルを用いた反応例が記載されている。 しかし、 ホスフィンォキシド化合物をポリオールの製造用の触媒として 用いることについては何ら開示されていない。
本出願人は、 上記国際公開公報 WO 9 8 Z 5 4 2 4 1号 (E P 0 9 1 6 6 8 6 A 1号公報) に係わる特許出願において、 ホスファゼ二ゥム化 合物を触媒として使用して製造した粗製ポリォキシアルキレンポリォ一 ルの精製方法を提案した (第 1 1頁 2 1行〜第 1 2頁 1 7行における e 〜hの方法) 。 該精製方法における e法は、 特定量の酸、 水、 及び吸着 剤の相乗効果により、 触媒残存量を 1 5 0 p pm以下に制御し得るポリ オールの優れた精製方法である。 f 法は、 e法において、 ポリオールに 不活性な特定量の有機溶媒を併用する方法である。 e法、 及び f 法は、 共に特定量の吸着剤を使用する方法である。 しかし、 該方法は、 前処理 として、 酸による中和処理を行った後、 吸着剤を用いて残存触媒を除去 する方法であり、 工程が若干長い。
また、 吸着剤を用いない他の精製方法である、 g法、 及び h法は、 共 に多量の水、 又は有機溶媒を使用する方法である。 そのため、 精製処理 後、 ポリオキシアルキレンポリオールから、 水、 又は有機溶媒を除去す る工程を必要とする。 ポリオキシアルキレンポリオールの分子構造に依 つては、 多量の水との接触操作により、 水中に一部ポリオールが溶解す るため、 ポリオールの収率が低下することがある。 これらの方法は、 い ずれも工程が長く、 必ずしも満足し得る方法とはいえない。
上記のように、 ホスファゼン化合物、 及びホスファゼニゥム化合物等 の P = N結合を有する化合物は、 C = Cが低く、 H— T結合選択率が高 く、 且つ、 主反応成分のポリオールの分子量分布がシャープである、 等 の優れた特性を有するポリォキシアルキレンポリオールの製造触媒とし て極めて有用である。 従って、 該化合物を触媒として用いて製造された ポリオキシアルキレンポリオールを、 更に簡便な方法により精製する方 法が望まれている。
本発明の目的は、 上記問題に鑑み、 粗製ポリオキシアルキレンポリオ ール中から、 簡便な方法により、効率的に残存触媒化合物を除去し得る、 ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法、 及びその誘導体の製造方 法を提供することにある。 発明の開示
本発明者らは、 上記課題を解決するために鋭意検討した結果、 P = N 結合を有する化合物を触媒とし、 活性水素化合物にェポキサイ ド化合物 を付加重合して粗製ポリォキシアルキレンポリオールを製造し、 更に、 得られた粗製ポリオキシアルキレンポリオールを特定の形状を有する固 体酸 (吸着剤) を用いて精製することにより、 触媒残存量の少ないポリ ォキシアルキレンポリオールが得られることを見出し、 本発明を完成し た。
即ち、 本発明に係わる第 1発明は、 P = N結合を有する化合物を触媒 として、 活性水素化合物にェポキサイ ド化合物を付加重合して粗製ポリ ォキシアルキレンポリオ一ルを製造し、 次いで、 粗製ポリオキシアルキ レンポリオールと、 比表面積が 4 5 0〜 1 2 0 0 m 2/ g、 平均細孔直 径が 4 0〜 1 0 0 Aである固体酸とを接触させ、 ポリオキシアルキレン ポリオ一ル中の触媒残存量を 1 5 0 p p m以下に制御することを特徴と するポリオキシアルキレンポリオールの製造方法である。
第 1発明の好ましい態様として、 粗製ポリォキシアルキレンポリォ一 ルと固体酸を接触させる際に、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールに 対して、 0 . 1〜 1 0重量%の水を共存させる前記ポリオキシアルキレ ンポリオ一ルの製造方法、 及び、 粗製ポリオキシアルキレンポリオール と固体酸とを接触させた後、 固体酸とポリォキシアルキレンポリォ一ル を分離し、 次いで、 ポリオキシアルキレンポリオールに対し、 無機酸、 及び有機酸から選ばれた少なくとも 1種の酸 l〜 2 5 p p mを添加する 前記ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法が挙げられる。 粗製ポ リォキシアルキレンポリオールと固体酸とを接触させる温度は 5 0〜 1 5 0での範囲が好ましい。 また、 精製したポリオキシアルキレンポリオ ール中の触媒残存量は、 9 0 p p m以下に制御することが好ましい。 上記第 1発明における好ましい固体酸として、 酸化ゲイ素、 酸化ホウ 素、 酸化チタン、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシ ゥム、 酸化カルシウム、 及び酸化亜鉛を含む異なる酸化物同士から調製 される複合金属酸化物が挙げられる。 具体的には、 ゲイ酸アルミニウム、 ケィ酸マグネシウム、 ゲイ酸ジルコニウム、 ケィ酸チタニウム、 ゲイ酸 カルシウム、 ケィ酸亜鉛、 ホウ酸アルミニウム、 ホウ酸マグネシウム、 ホウ酸ジルコニウム、 ホウ酸チタニウム、 ジルコン酸アルミニウム、 及 びジルコン酸マグネシウムから選ばれた少なくとも 1種の複合金属酸化 物が挙げられる。 これらの内、 ケィ酸アルミニウム、 ゲイ酸マグネシゥ ム、 及びそれらの混合物が好ましい。
P = N結合を有する化合物として、 ホスファゼニゥム化合物、 ホスフ インォキシド化合物、 及びホスファゼン化合物から選ばれた少なくとも 1種の化合物が挙げられる。 ホスファゼニゥム化合物としては、 化学式
( 1 )
【化 1 】
Figure imgf000009_0001
[化学式 ( 1 ) 中の a、 b、 c及び dは、 それぞれ 0〜 3の正の整数で あるが、 a、 b、 c及び dの全てが同時に 0ではない。 Rは、 同種また は異種の炭素数 1〜 1 0個の炭化水素基であり、 同一窒素原子上の 2個 の Rが互いに結合して環構造を形成する場合もある。 Q _は、 ヒドロキ シァニオン、 アルコキシァニオン、 ァリールォキシァニオンまたはカル ボキシァニオンを表す]で表される化合物が挙げられる。
ホスフィンォキシド化合物として、 化学式 ( 2 ) 【化 2】
NR2
R2N— P— NR2
II
NR2 N
R2N— P = N— P: 0 · x(H20) (2)
NR2 N
II
R2N— P- NR2
NR.
[化学式 ( 2 ) において、 Rは同種、 または異種の炭素数 ] 1 0個の炭 化水素基であり、 Xは含有する水の量をモル比で示し、 0 5である]で 表される化合物が挙げられる。
ホスファゼン化合物として、 化学式 ( 3 )
【化 3】
Figure imgf000010_0001
(式中、 1 、 m及び nは、 それぞれ 0〜 3の正の整数を表す。 Dは、 同 種または異種の炭素数 1〜 2 0の炭化水素基、 アルコキシ基、 フエノキ シ基、 チォフエノール残基、 一置換アミノ基、 二置換アミノ基、 または 5乃至 6員環の環状アミノ基である。 Qは、 炭素原子数 1〜2 0の炭化 水素基である。 さらには、 同一リン原子上の、 もしくは異なる二個のリ ン原子上の二個の Dが互いに結合し、 また Dと Qとが互いに結合して、 それぞれ環構造を形成することもできる) で表される化合物が挙げられ る。
上記粗製ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法としては、 活性 水素化合物 1モルに対し、 触媒 1 X 1 0 -4〜 5 X 1 0 —1モルの存在下、 反 応温度 1 5〜 1 3 0 ° (:、 最大反応圧力 8 8 2 k P a以下の条件下で、 活 性水素化合物にェポキサイ ド化合物を付加重合する方法が挙げられる。 本発明に係わる方法により製造されるポリオキシアルキレンポリオ一 ルの特性は、 水酸基価が 2〜2 0 0 m g K〇H Z g、 総不飽和度が 0 . 0 7 m e q . / g以下、 プロピレンオキサイ ド付加重合によるポリオキ シアルキレンポリオールのォキシプロピレン基のへッ ド一トゥーティル 結合選択率が 9 5モル%以上である。 これらの特性に加え、 ォキシプロ ピレン基の含有量が少なくとも 5 0重量%であることが好ましい。 更に、 水酸基価が 9〜 1 2 0 m g K O H / g , 総不飽和度が 0 . 0 5 m e q . / g以下、 ヘッ ド—トウ—ティル結合選択率が 9 6モル%以上であり、 且 つ、 P = N結合を有する化合物触媒の残存量が 9 0 p p m以下であるこ とが好ましい。
第 2発明は、 ポリオール中にポリマー粒子が分散したポリマー分散ポ リオールの製造方法であって、 前記製造方法によりポリォキシアルキレ ンポリオールを製造し、 次いで、 ラジカル重合開始剤の存在下、 4 0〜 2 0 0 °Cにおいて、 該ポリオール 1 0 0重量部中で、 エチレン性不飽和 モノマー 5〜 8 6重量部を重合し、 ポリマ一粒子の濃度を 5〜 6 0重量 %に制御することを特徴とするポリマー分散ポリオールの製造方法であ る。 エチレン性不飽和モノマーは、 アクリロニトリル、 スチレン、 ァク リルアミ ド及びメタクリル酸メチルから選ばれた少なく とも 1種のモノ マ一であることが好ましい。
第 3発明は、 ポリオールとポリイソシァネートとを反応させるイソシ ァネート基末端プレボリマーの製造方法であって、 前記製造方法により ポリオキシアルキレンポリオールを製造し、 次いで、 5 0〜 1 2 0でに おいて、 得られたポリオキシアルキレンポリオールに対して、 イソシァ ネートインデックスが 1 . 3〜 1 0 となる量のポリイソシァネートを反 応させる、 イソシァネート基の含有量 (N C〇%) が 0 . 3〜 3 0重量 %、 プレポリマーの主鎖のへッ ドー トゥーティル結合選択率が 9 5モル %以上であるイソシァネート基末端プレボリマーの製造方法である。 得 られたプレポリマー中の遊離ィソシァネ一ト化合物の含有量が、 1重量 %以下であることが好ましい。
第 4発明は、 ポリオールとポリイソシァネートとを反応させるイソシ ァネート基末端プレボリマーの製造方法であって、 前記製造方法により ポリマ一分散ポリオールを製造し、 次いで、 5 0〜 1 2 0 °Cにおいて、 得られたポリマー分散ポリオールに対して、 イソシァネートインデック スが 1 . 3〜 1 0となる量のポリイソシァネートを反応させる、 イソシ ァネート基の含有量 (N C O % ) が 0 . 3〜 3 0重量%であるイソシァ ネート基末端プレポリマーの製造方法である。
第 5発明は、 前記製造方法によりイソシァネート基末端プレポリマー を製造し、 次いで、 6 0〜 1 4 0 °Cにおいて、 得られたイソシァネート 基末端プレポリマ一と鎖延長剤とを、 イソシァネートインデックスが 0 . 6〜 1 . 5 となる範囲で反応させるポリウレタン樹脂の製造方法であ る。 第 6発明は、 前記製造方法によりポリォキシアルキレンポリオールを 製造し、 次いで、 1 0〜 5 0 °Cにおいて、 得られたポリオキシアルキレ ンポリオールとイソシァネート基末端プレボリマーとを、 イソシァネ一 トインデックスが 0 . 8〜 1 . 3 となる範囲で反応させるポリウレタン 樹脂の製造方法である。
第 7発明は、 水、 触媒、 及び整泡剤の存在下、 ポリオールとポリイソ シァネートとを反応させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であつ て、 前記製造方法によりポリオキシアルキレンポリオールを製造し、 次 いで、 得られたポリオキシアルキレンポリオールを少なく とも 3 0重量 %含むポリオールを用いることを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム の製造方法である。
第 8発明は、 水、 触媒、 及び整泡剤の存在下、 ポリオールとポリイソ シァネー卜とを反応させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であつ て、 前記製造方法によりポリマー分散ポリオールを製造し、 次いで、 得 られたポリマ一分散ポリオールを少なく とも 1 0重量%含むポリオール を用いることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造方法である。 本発明の特徴は、 P = N結合を有する化合物を触媒として、 粗製ポリ ォキシアルキレンポリオールを製造し、 得られた粗製ポリォキシアルキ レンポリオールを特定の形状を有する固体酸と接触させて、 残存触媒を 除去し、 精製ポリオキシアルキレンポリオ一ル中の残存触媒を 1 5 0 p p m以下に制御することにある。
本発明に係わる固体酸を用いる精製方法は、 従来の固体酸 (吸着剤) を用いる精製方法に比べ、 酸による中和処理等が不要であり、 工程が簡 略化できるため、 精製工程における製品ロスが少ない。 また、 触媒残存 量が少ないため、 例えば、 ポリオキシアルキレンポリオールの誘導体で あるイソシァネート基末端プレポリマーの経時安定性が向上する利点が ある。 更に、 そのプレボリマーから得られるポリウレタンの特性も優れ る。
本発明によれば、 煩雑な工程を必要としない簡便な方法により、 高純 度のポリオキシアルキレンポリオールを容易に製造することができる。 また、 本発明に係わるポリオキシアルキレンポリオールの製造方法を適 用することにより、 その誘導体であるポリマー分散ポリオール、 イソシ ァネート基末端プレボリマー、 軟質ポリウレタンフォーム、 及びポリゥ レタン樹脂を容易に製造することができる。
P = N結合を有する化合物、 特に、 上記化学式 ( 1 ) 〜 ( 3 ) で表さ れる化合物を触媒として、 粗製ポリオキシアルキレンポリオ一ルを製造 し、 且つ、 得られた粗製ポリオキシアルキレンポリオールを特定の形状 を有する固体酸で精製処理することにより、 触媒残存量を 1 5 0 p p m 以下に効率良く制御できる。 そのため、 不純物の含有量の少ない高品質 のポリオキシアルキレンポリオールが製造可能である。 ポリオ一ル中の 触媒残存量を 1 5 0 p p m以下に制御することにより、 ポリオールとポ リイソシァネート化合物を反応させたイソシァネート基末端プレポリマ 一の経時安定性が向上する。 更に、 本発明により得られるポリオキシァ ルキレンポリオールは、 H— T結合選択率が高いため、 低粘度であり、 且つ、 モノオールの含有量が低い。
複合金属シアン化物錯体触媒は、 C = Cの低いポリオキシアルキレン ポリオ一ルを製造し得ることが知られている。 しかし、 該触媒は、 ェチ レンオキサイ ドを付加重合する場合には使用できない。 そのため、 ェチ レンォキサイ ドの付加重合に際しては、 他の触媒に切り替える必要があ り、 煩雑な反応操作が必要である。 これに対し、 本発明に係わる P = N 結合を有する化合物触媒は、 上記の如き煩雑な反応操作は不要である。 その上、 P = N結合を有する化合物の内、 ホスフィ ンォキシド化合物 ( P Z O ) を触媒として用いる場合、 ポリオキシアルキレンポリオールの 重合開始剤の調製工程において、 活性水素化合物、 及び触媒中の水分が 6 0 0 p p m以下であれば、 脱水操作、 脱塩操作等が不要である。 その ため、 ポリオキシアルキレンポリオールの生産性が向上する。
本発明の方法により製造されたポリマー分散ポリオールは、 触媒残存 量、 及びモノォ一ル含有量が低く、 H— T結合選択率が高いポリオキシ アルキレンポリオールを分散媒としている。 そのため、 低粘度である。 そのため、 ポリマ一粒子濃度を高く した場合であっても、 従来品に比べ、 低粘度で、 且つ、 粒子の分散安定性に優れたポリマー分散ポリオールが 製造できる。
本発明の方法で製造されたィソシァネート基末端プレポリマ一は、 触 媒残存量、 並びにモノオール含有量が低く、 H— T結合選択率が高いポ リオキシアルキレンポリオールを使用するため、 広範なポリウレタン用 途において機械物性、 その発現性、 及び外観形状において優れた性能を 発揮する。 しかも、 イソシァネート基末端プレボリマーの経時安定性に も優れている。
更に、 本発明の方法で製造された軟質ポリウレタンフォームは、 成形 性に優れる他、 圧縮永久歪み、 湿熱圧縮永久歪み、 及び繰り返し圧縮試 験等の耐久性において優れた性能を示す。
従って、 本発明に係わるポリォキシアルキレンポリオール及びその誘 導体の製造方法は、 塗料、 接着剤、 床材、 防水材、 シーリング剤、 靴底、 エラストマ一等のポリウレタン分野、 並びに、 界面活性剤、 潤滑剤、 作 動液、 及びサニタリ一用品分野等における原料の製造方法として極めて 有用である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明について詳細に説明する。
<ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法 >
先ず、 本発明に係るポリオキシアルキレンポリオールの製造方法につ いて説明する。
本発明に係わるポリオキシアルキレンポリオールの製造方法は、 P = N結合を有する化合物を触媒とし、 活性水素化合物にェポキサイ ド化合 物を付加重合して粗製ポリオキシアルキレンポリオールを製造し、 次い で、 得られた粗製ポリオキシアルキレンポリオールを特定の形状を有す る固体酸と接触させる方法で精製することによって製造される。
粗製ポリォキシアルキレンポリオールの製造用触媒として用いる、 P = N結合を有する化合物としては、 ホスファゼニゥム化合物、 ホスフィ ンォキシド化合物、 及びホスファゼン化合物が挙げられる。
ホスファゼニゥム化合物としては、 上記化学式 ( 1 ) で表される化合 物、 又は、 化学式 ( 4 )
【化 4】
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[化学式 (4) 中の a、 b、 c及び dは、 それぞれ 0〜 3の正の整数で あるが、 a、 b、 c及び dの全てが同時に 0ではない。 Rは同種または 異種の炭素数 1〜 1 0個の炭化水素基であり、 同一窒素原子上の 2個の Rが互いに結合して環構造を形成する場合もある。 rは、 1〜 3の整数 であってホスファゼニゥムカチオンの数を表し、 Tf—は、 価数 rの無機 ァニオンを表す]で表される化合物が挙げられる。 これらの内、 化学式 ( 1 ) で表される化合物が好ましい。
本発明における化学式 ( 1 ) 、 又は化学式 (4) で表されるホスファ ゼニゥムカチオン中の a、 b、 cおよび dは、 それぞれ 0〜 3の正の整 数である。 ただし、 全てが同時に 0ではない。 好ましくは 0〜 2の整数 である。 より好ましくは a、 b、 cおよび dの順序に関わらず、 (2, 1, 1, 1 ) 、 ( 1, 1, 1, 1 ) 、 ( 0, 1 , 1, 1 ) 、 ( 0 , 0 , 1, 1 ) または (0, 0, 0, 1 ) の組み合わせ中の数である。 さらに 好ましくは、 ( 1, 1 , 1, 1 ) 、 ( 0, 1, 1, 1 ) 、 ( 0 , 0, 1, 1 ) または ( 0, 0 , 0, 1 ) の組み合わせ中の数である。
本発明における化学式 ( 1 ) 、 又は化学式 (4) で表される塩のホス ファゼニゥムカチオン中の Rは、 同種または異種の炭素数 1〜 1 0個の 炭化水素基である。 具体的には、 この Rは、 例えば、 メチル、 ェチル、 n—プロピル、 イソプロピル、 ァリル、 n—ブチル、 s e c—ブチル、 t e r t—ブチル、 2—ブテニル、 1一ペンチル、 2—ペンチル、 3— ペンチル、 2—メチルー 1—ブチル、 イソペンチル、 t e r t —ペンチ ル、 3—メチルー 2—プチル、 ネオペンチル、 n—へキシル、 4ーメチ ルー 2—ペンチル、 シクロペンチル、 シクロへキシル、 1一へプチル、 3—ヘプチル、 1 —ォクチル、 2—ォクチル、 2—ェチルー 1—へキシ ル、 1, 1—ジメチルー 3, 3 _ジメチルブチル ( t e r t —ォクチル) , ノニル、 デシル、 フエニル、 4一 トルィル、 ベンジル、 1—フエニルェ チルまたは 2—フエニルェチル等の脂肪族または芳香族の炭化水素基か ら選ばれる。 これらの内、 メチル、 ェチル、 n _プロピル、 イソプロピ ル、 t e r t —ブチル、 t e r t —ペンチル、 t e r t —ォクチル等の 炭素数 1 〜 1 0個の脂肪族炭化水素基が好ましい。 メチル基またはェチ ル基がより好ましい。
また、 ホスファゼニゥムカチオン中の同一窒素原子上の 2個の Rが結 合して環構造を形成する場合の該窒素原子上の 2価の炭化水素基は、 4 〜 6個の炭素原子からなる主鎖を有する 2価の炭化水素基である (環は 窒素原子を含んだ 5〜 7員環となる) 。 好ましくは、 例えば、 テトラメ チレン、 ペンタメチレンまたはへキサメチレン等である。 また、 それら の主鎖にメチルまたはェチル等のアルキル基が置換したものである。 よ り好ましくは、 テトラメチレンまたはペンタメチレン基である。 ホスフ ァゼニゥムカチオン中の、 可能な全ての窒素原子についてこのような環 構造をとつていても構わず、 一部であってもよい。
化学式 (4 ) 中の T「—は、 価数 rの無機ァニオンを表す。 そして、 r は 1 〜 3の整数である。 このような無機ァニオンとしては、 例えば、 ホ ゥ酸、 テトラフルォロ酸、 シアン化水素酸、 チォシアン酸、 フッ化水素 酸、 塩酸またはシユウ化水素酸などのハロゲン化水素酸、 硝酸、 硫酸、 リン酸、 亜リン酸、 へキサフルォロリン酸、 炭酸、 へキサフルォロアン チモン酸、 へキサフルォロタリウム酸および過塩素酸などの無機ァニォ ンが挙げられる。 また、 無機ァニオンとして H S 04 -、 H C 03—もある。 これらの無機ァニオンは、 イオン交換反応により互いに交換することが できる。 これらの無機ァニオンのうち、 ホウ酸、 テトラフルォロホウ酸、 ハロゲン化水素酸、 リン酸、 へキサフルォロリン酸および過塩素酸等の 無機酸のァニオンが好ましい。 塩素ァニオンがより好ましい。
化学式 (4 ) のホスファゼニゥム化合物を触媒として使用する場合に W 00 35
17 は、 予め、 活性水素化合物のアルカリ金属、 又はアルカリ土類金属の塩 を調製する必要がある。 該塩の調製方法は従来公知の方法でよい。 化学 式 ( 4 ) で表される化合物と共存させる活性水素化合物のアル力リ金属、 又はアル力リ土類金属の塩とは、 活性水素化合物の活性水素が水素ィォ ンとして解離してアルカリ金属、 又はアルカリ土類金属イオンと置き換 わった形の塩である。
化学式 ( 1 ) で表される化合物の好ましい形態としては、 例えば、 テ トラキス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] ホス フォニゥムヒ ドロキシド、 テトラキス [トリス (ジメチルァミノ) ホス フオラニリデンァミノ] ホスフォニゥムメ トキシド、 テトラキス [トリ ス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ ] ホスフォニゥムエト キシド、 テトラキス [トリ (ピロリジン一 1 —ィル) ホスフオラニリデ ンァミノ] ホスフォニゥム t e r t —ブトキシド等が挙げられる。
ホスフィ ンォキシド化合物としては、 上記化学式 ( 2 ) で表される化 合物が挙げられる。 化学式 ( 2 ) で表されるホスフィ ンォキシド化合物 中の Rは、 同種、 または異種の炭素数 1〜 1 0個の炭化水素基である。 この Rは、 例えば、 メチル、 ェチル、 n —プロピル、 イソプロピル、 ァ リル、 n —ブチル、 s e c—ブチル、 t e r t —ブチル、 2 一ブテニル、 1 一ペンチル、 2 —ペンチル、 3—ペンチル、 2—メチル _ 1—ブチル、 イソペンチル、 t e r t —ペンチル、 3 —メチル _ 2 —ブチル、 ネオペ ンチル、 n—へキシル、 4ーメチルー 2 —ペンチル、 シクロペンチル、 シクロへキシル、 1 一へプチル、 3—ヘプチル、 1—ォクチル、 2—ォ クチル、 2—ェチル _ 1 一へキシル、 1, 1—ジメチル— 3, 3—ジメ チルブチル (通称、 t e r t —ォクチル) 、 ノニル、 デシル、 フエニル、 4 — トルィル、 ベンジル、 1—フエニルェチル、 または 2—フエニルェ チル等の脂肪族、 または芳香族の炭化水素基から選ばれる。 更に、 Rは、 ピロリジノ基、 ピペリジノ基の形態でも構わない。 これらの Rのうち、 メチル、 ェチル、 n—プロピル、 イソプロピル、 t e r t —ブチル、 t e r t —ペンチル、 1, 1 一ジメチルー 3, 3—ジメチルブチル等の同 種、 又は、 異種の炭素数 1〜 8個の脂肪族炭化水素基が好ましい。 メチ ル基又はェチル基がより好ましい。
化学式 ( 2 ) で表されるホスフィ ンォキシド化合物は、 Journal of general chemistry of the USSR, 55, 1453 (1985)記載の方法、 又はそれ に類似する方法で合成することができる。 通常、 化学式 ( 2 ) で表され るホスフィ ンォキシド化合物は、 吸湿性を有しており、 含水物、 あるい は水和物になりやすい。 ホスフィ ンォキシド化合物に含まれる水分子の 量を表す Xは、 該ホスフィ ンォキシド化合物に対するモル比で示してお り、 Xは、 0〜 5であり、 好ましくは 0〜 2である。
ホスフィ ンォキシド化合物の好ましい形態としては、 トリス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] ホスフィ ンォキシド、 又はトリス [トリス (ジェチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] ホ スフイ ンォキシド等が挙げられる。
ホスファゼン化合物としては、 本出願人の特許出願に係わる特開平 1 0— 3 64 9 9号公報に示した化合物が挙げられる。 具体的には、 上記 化学式 ( 3 ) で表される化合物が挙げられる。
化学式 ( 3 ) 中の Q、 即ち、 炭素原子数 1〜 2 0の炭化水素基として は、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル、 イソプロピル、 n—ブチル、 イソブチル、 s e c —ブチル、 t e r t —ブチル、 ペンチル、 ネオペン チル、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチル、 t e r t —ォクチル、 ノニルま たはデシル等のアルキル基であり、 ァリル、 2—メチルァリル、 ベンジ ル、 フエネチル、 o—ァニシル、 1一フエニルェチル、 ジフエ二ルメチ ル、 トリフエニルメチルまたはシンナミル等の不飽和結合もしくは芳香 族基を有するアルキル基であり、 シクロペンチル、 シクロへキシル、 4 ーメチルシクロへキシル、 3—プロピルシクロへキシル、 4—フエニル シクロへキシル、 シク口へプチルまたは 1 —シク口へキセニル等の脂環 族基であり、 ビニル、 スチリル、 プロべニル、 イソプロぺニル、 2—メ チル— 1 一プロぺニルまたは 1 , 3 —ブタジェニル等のアルケニル基で あり、 ェチニルまたは 2—プロピニル等のアルキニル基であり、 フエ二 ル、 o—トリル、 m— トリル、 p—トリル、 2 , 3—キシリル、 2 , 4 —キシリル、 3 , 4—キシリル、 メシチル、 ◦ークメニル、 m _クメニ ル、 p—クメニル、 1 _ナフチル、 2—ナフチルまたは p —メ トキシフ ェニル等の芳香族基が挙げられる。
化学式 ( 3 ) 中の D、 即ち、 炭素原子数 1〜 2 0の炭化水素基として は、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル、 イソプロピル、 n —プチル、 イソブチル、 s e c—ブチル、 t e r t —ブチル、 ペンチル、 ネオペン チル、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチル、 t e r t —ォクチル、 ノニルま たはデシル等のアルキル基であり、 ァリル、 2—メチルァリル、 ベンジ ル、 フエネチル、 o—ァニシル、 1 一フエニルェチル、 ジフエ二ルメチ ル、 トリフエニルメチルまたはシンナミル等の不飽和結合もしくは芳香 族基を有するアルキル基であり、 シクロペンチル、 シクロへキシル、 4 ーメチルシクロへキシル、 3—プロビルシクロへキシル、 4—フエニル シクロへキシル、 シクロへプチルまたは 1 —シクロへキセニル等の脂環 族基であり、 ビニル、 スチリル、 プロぺニル、 イソプロぺニル、 2—メ チルー 1 一プロぺニルまたは 1 , 3 —ブ夕ジェニル等のアルケニル基で あり、 ェチニルまたは 2—プロピエル等のアルキニル基であり、 フエ二 ル、 o — トリル、 m— トリル、 p — トリル、 2, 3 —キシリル、 2 , 4 —キシリル、 3, 4ーキシリル、 メシチル、 o —クメニル、 m—クメニ ル、 ϋ —クメニル、 1 一ナフチル、 2—ナフチルまたは ρ —メ トキシフ ェニル等の芳香族基が挙げられる。
Dのアルコキシ基としては、 例えば、 メ トキシ、 エトキシ、 プロポキ シ、 イソプロポキシ、 ブ卜キシ、 ペンチルォキシ、 ァリルォキシ、 シク 口へキシルォキシまたはべンジルォキシ等の炭素数 1 ~ 2 0を含むアル コキシ基であり、 Dのフエノキシ基としては、 例えば、 フエノキシ、 4 ーメチルフエノキシ、 3 _プロピルフエノキシまたは 1 —ナフチルォキ シ等の炭素数 6〜 2 0を含むフエノキシ基であり、 Dのチオール残基と しては、 例えば、 メチルチオ、 ェチルチオ、 プロピルチオ、 イソプロピ ルチオ、 ブチルチオ、 イソブチルチオ、 t e r t —ブチルチオ、 ペンチ ルチオ、 へキシルチオ、 へプチルチオ、 ォクチルチオ、 t e r t —ォク チルチオ、 ノニルチオまたはデシルチオ等の炭素数 1〜 2 0を含むチォ —ル残基である。
Dのチォフエノール残基としては、 例えば、 フエ二ルチオ、 o — トル ィルチオ、 m— トルイルチオ、 P—トルイルチオ、 2, 3—キシリルチ ォ、 2, 4—キシリルチオ、 3 , 4—キシリルチオ、 4—ェチルフエ二 ルチオ、 または 2—ナフチルチオ等の炭素数 6〜2 0を含むチオフエノ ール残基であり、 Dの一置換アミノ基としては、 例えば、 メチルァミノ、 ェチルァミノ、 プロピルァミノ、 イソプロピルァミノ、 プチルァミノ、 ィソブチルアミノ、 t e r t —プチルアミノ、 ペンチルアミノ、 へキシ ルァミノ、 ヘプチルアミノ、 ォクチルアミノ、 t e r t —ォクチルアミ ノ、 ノエルァミノ、 デシルァミノ、 1 —ェチルプロピルァミノ、 1 ーェ チルブチルァミノ、 ァニリノ、 o — トルィルァミノ、 m— 卜ルイルアミ ノ、 p— トルィルァミノ、 2 , 3 —キシリノアミノ、 2, 4—キシリノ ァミノまたは 3, 4 一キシリ ノアミノ等の炭素数 1〜2 0を含む一置換 アミノ基である。
Dの二置換アミノ基としては、 例えばジメチルァミノ、 ジェチルアミ ノ、 メチルェチルァミノ、 ジプロピルァミノ、 メチルプロピルァミノ、 ジイソプロピルァミノ、 ジブチルァミノ、 メチルブチルァミノ、 ジイソ プチルァミノ、 ジ— s e c —プチルァミノ、 ジペンチルァミノ、 ジへキ シルァミノ、 ェチルへキシルァミノ、 ジヘプチルァミノ、 ジォクチルァ ミノ、 ジ— t e r t —ォクチルァミノ、 ェチル一 t e r t—ォクチルァ ミノ、 ジノニルァミノ、 ジデシルァミノ、 ジフエニルァミノ、 メチルフ ェニルァミノ、 ェチルフエニルァミノ、 ジー o — トルィルァミノ、 ジー 2, 3 —キシリルアミノまたはフエニルトルィルァミノ等の同種もしく は異種の炭素数 1ないし 2 0の炭化水素基が二置換したアミノ基であり、 1 一ピロリジニル、 3 _メチル— 1 —ピロリジニル、 1 一ピロリル、 3 —ェチルー 1 —ピロリル、 1 一インドリル、 1 ーピペリジル、 3 —メチ ルー 1—ピペリジル、 1—ピペラジニル、 4 —メチルー 1 —ピペラジニ ル、 1 一イミダゾリジニルまたは 4 一モルホリニル等の 5ないし 6員環 の環状アミノ基が挙げられる。
同一リン原子上の、 又は、 異なる二個のリン原子上の二個の Dが互い に結合した可能な全て、 または一部が環構造を形成している場合の、 リ ン原子上の二価の基 (D— D ) としては、 エチレン、 ビニレン、 プロピ レン、 1 , 2—シクロへキサニレン、 1, 2—フエ二レン、 卜リメチレ ン、 プロべ二レン、 テトラメチレン、 2, 2 '—ビフエ二レン、 1—ブ テニレン、 2—ブテニレンまたはペンタメチレン等の飽和もしくは不飽 和の脂肪族の二価の炭化水素基である。
更には、 該二価の基の両端とリ ン原子間の結合の一方、 または両方に、 酸素原子、 硫黄原子、 及び水素原子またはメチル基、 ェチル基、 ブチル 基、 シクロへキシル基、 ベンジル基またはフエニル基等の脂肪族や芳香 族炭化水素基が結合した窒素原子からなる群のうちの任意の一個または 二個が挿入した形の二価の基が挙げられる。 それらの二価の基の具体例としては、 例えば、 メチレンォキシ、 ェチ レン一 2—ォキシ、 トリメチレン一 3 —才キシ、 メチレンジォキシ、 ェ チレンジォキシ、 トリメチレン一 1, 3—ジォキシ、 シクロへキサン一 1 , 2—ジォキシ、 ベンゼン一 1, 2—ジォキシ、 メチレンチォ、 ェチ レン一 2 —チォ、 トリメチレン一 3 —チォ、 テトラメチレン一 4 —チォ、 メチレンジチォ、 エチレンジチォ、 トリメチレン— 1 , 3—ジチォ、 ィ ミノメチレン、 2 —イミノエチレン、 3 —イミノ トリメチレン、 4 —ィ ミノテトラメチレン、 N—ェチルイミノメチレン、 N —シクロへキシル — 2 —イミノエチレン、 N —メチルー 3 —イミノ トリメチレン、 N —ベ ンジル一 4 _イミノテトラメチレン、 ジイミノメチレン、 1 , 2—ジィ ミノエチレン、 1, 2 —ジイミノビ二レン、 1, 3 —ジイミノ トリメチ レン、 N, N '—ジメチルジイミノメチレン、 Ν, Ν '—ジフエニル一 1, 2—ジィミノエチレン、 Ν, Ν '—ジメチル一 1, 2—ジイミノエチレ ン、 Ν —メチル一 N ' —ェチル一 1 , 3 —ジイミノ トリメチレン、 Ν , Ν '—ジェチルー 1 , 4ージイミノテトラメチレンまたは Ν —メチル一 1, 3 —ジィミノ トリメチレン等の基が挙げられる。
また、 Dと Qとが互いに結合して可能な全て、 または一部が環構造を 形成している場合の、 窒素原子およびリン原子を繋ぐ二価の基(D— Q ) としては、 上記に示したリン原子上の二価の基と同一の飽和もしくは不 飽和の脂肪族の二価の炭化水素基であり、 さらには該二価の炭化水素基 とリン原子間の結合に、 酸素原子、 硫黄原子および、 水素原子またはメ チル基、 ェチル基、 ブチル基、 シクロへキシル基、 ベンジル基またはフ ェニル基などの脂肪族や芳香族炭化水素基が結合した窒素原子からなる 群のうちの任意の一個が揷入した形の二価の基が挙げられる。
それらの二価の基の具体例としては、 例えば、 メチレンォキシ、 ェチ レン一 2—ォキシ、 メチレンチォ、 エチレン一 2—チォ、 イミノメチレ W 0
23 ン、 2 —イミノエチレン、 N—メチルイミノメチレン、 N—ェチルー 2 —イミノエチレン、 N—メチルー 3 —ィミノ 卜リメチレンまたは N—フ ェニルー 2—イミノエチレン等の基が挙げられる。
化学式 ( 3 ) で表される構造を持つホスファゼン化合物の具体例を挙 げると、 Dが同種、 または異種のアルキル基である場合の例としては、 例えば、 1 — t e r t —プチルー 2, 2 , 2— トリメチルホスファゼン または 1 — ( 1, 1, 3, 3 —テトラメチルブチル) — 2 , 2, 4 , 4 , 4 一ペン夕イソプロピル一 2 λ 5, 4 λ 5—力テナジ (ホスファゼン) 等 が挙げられる。
Dが不飽和結合、 もしくは芳香族基を有するアルキル基である場合の 例としては、 例えば、 1 _ t e r t _ブチル一 2, 2, 2— トリアリル ホスファゼン、 1 —シクロへキシル一 2, 2, 4 , 4 , 4—ペン夕ァリ ル一 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファゼン) または 1 —ェチル— 2, 4, 4 , 4ー トリベンジル— 2 — トリベンジルホスフオラニリデンアミ ノー 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファゼン) 等が挙げられる。
Dが脂環族基である場合の例としては、 例えば、 1 —メチルー 2, 2, 2 — トリシクロペンチルホスファゼンまたは 1 —プロピル一 2 , 2, 4, 4 , 4ーシクロへキシル— 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 等 が挙げられる。 Dがアルケニル基である場合の例としては、 例えば、 1 一ブチル— 2 , 2 , 2 — トリ ビニルホスファゼンまたは 1 — t e r t _ ブチルー 2 , 2, 4, 4 , 4 一ペンタスチリルー 2 λ5, 4 λ5—力テナ ジ (ホスファゼン) 等が挙げられる。 Dがアルキニル基である場合の例 としては、 例えば、 1 — t e r t —ブチル— 2 , 2 , 2— トリ ( 2—フ ェニルェチニル) ホスファゼン等が挙げられ、 Dが芳香族基である場合 の例としては例えば、 1 —イソプロピル一 2, 4, 4, 4—テトラフエ ニル一 2 — トリフエニルホスフオラニリデンァミノ一 2 λ 4 λ5—力 テナジ (ホスファゼン) 等が挙げられる。
Dがアルコキシ基である場合の例としては、 例えば、 1一 t e r t — プチルー 2, 2, 2— トリメ トキシホスファゼン、 1— ( 1, 1, 3 , 3—テトラメチルブチル) 一 2, 2 , 4, 4, 4—ペン夕イソプロポキ シ— 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) または 1—フエ二ルー 2, 2 , 4, 4, 4一ペン夕べンジルォキシ一 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホ スファゼン) 等が挙げられる。 Dがフエノキシ基である場合の例として は、 例えば、 1—メチル一 2, 2, 2— トリフエノキシホスファゼンま たは 1— t e r t —ブチル— 2, 2, 4, 4, 4一ペン夕 ( 1一ナフチ ルォキシ) 一 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファゼン) 等が挙げられる。
Dが二置換アミノ基である場合の例としては、 例えば、 1— t e r t 一ブチル _ 2 , 2 , 2— トリス (ジメチルァミノ) ホスファゼン、 1 _ ( 1 , 1, 3, 3—テトラメチルブチル) 一 2, 2, 2— トリス (ジメ チルァミノ) ホスファゼン、 1ーェチルー 2, 2, 4 , 4, 4一ペン夕 キス (ジメチルァミノ) _ 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファゼン) 、 1 - t e r t—ブチルー 2, 4, 4, 4ーテトラキス (ジメチルアミノ ) 一 2— トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンアミノー 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 、 1— t e r t —ブチルー 2, 4, 4, 4—テトラキス (ジイソプロピルァミノ) 一 2— 卜リス (ジイソプ 口ピルアミノ) ホスフオラニリデンァミノ一 2 λ5, 4 λ 5—カテナジ (ホ スファゼン) 、 1 — t e r t —ブチル一 2 , 4, 4, 4—テトラキス (ジ 一 n—プチルァミノ) 一 2— トリス (ジー n—プチルァミノ) ホスフォ ラニリデンアミノー 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 、 1— t e r t—ブチル _ 4, 4 , 4— トリス (ジメチルァミノ) _ 2, 2—ビ ス 〔トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 、 1 — ( 1, 1, 3, 3—テトラメ チルブチル) 一 4, 4, 4— 卜リス (ジメチルァミノ) _ 2, 2 _ビス 〔トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファゼン) 、 1— ( 1, 1, 3, 3—テトラメチ ルブチル) _ 4, 4, 4 _トリス (メチルェチルァミノ) 一 2, 2—ビ ス 〔トリス (メチルェチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ 5, 4 5—力テナジ (ホスファゼン) 、 1— t e r t —プチル— 4, 4, 4— 卜リス (ジェチルァミノ) — 2, 2—ビス 〔トリス (ジェチルアミ ノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 _ 2 λ5, 4 λ5—カテナジ (ホスファ ゼン) 、 1 _ t e r t —ブチルー 4, 4 , 4— トリス (ジイソプロピル ァミノ) 一 2, 2 _ビス 〔トリス (ジイソプロピルァミノ) ホスフオラ ニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 、 l— t e r t -プチルー 4, 4, 4— トリス (ジー n—ブチルアミノ) — 2, 2—ビス 〔トリス (ジ一 n—プチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 — 2 λ5, 4 λ5—力テナジ (ホスファゼン) 、 1 — t e r t—プチル一 4, 4 , 6 , 6, 6—ペン夕キス (ジメチルァミノ) 一 2, 2—ビス 〔ト リス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5, 6 λ5—力テナトリ (ホスファゼン) 、 1— t e r t—プチルー 4, 4, 6 , 6, 6—ペン夕キス (ジェチルァミノ) 一 2, 2—ビス 〔トリス (ジ ェチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5, 6 λ5—力 テナトリ (ホスファゼン) 、 1一 t e r t —ブチル— 4, 4, 6 , 6, 6—ペン夕キス (ジイソプロピルァミノ) 一 2, 2—ビス 〔トリス (ジ イソプロピルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 _ 2 λ5, 4 λ5, 6 λ5—力テナトリ (ホスファゼン) 、 1一 t e r t —プチル— 4, 4, 6, 6, 6—ペン夕キス (ジ— n—プチルァミノ) 一 2 , 2—ビス 〔ト リス (ジ一 n—プチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ〕 一 2 λ5, 4 λ5, 6 λ5—力テナトリ (ホスファゼン) 、 1— t e r t —プチル— 4, 4, 6, 6, 6—ペン夕キス (ジメチルァミノ) 一 2— 〔 2, 2,
2— トリス (ジメチルァミノ) ホスファゼン— 1 _ィル〕 _ 2— 〔 2, 2, 4, 4 , 4—ペン夕キス (ジメチルァミノ) _ 2 λ5, 4 λ5—力テ ナジ (ホスファゼン) — 1一ィル〕 一 2 λ5, 4 λ5, 6 λ5—力テナトリ (ホスファゼン) または 1 _フエ二ルー 2 , 2—ビス (ジメチルァミノ) — 4, 4—ジメ トキシー 4 _フエニルァミノ一 2 λ5, 4 λ 5—カテナジ (ホスファゼン) 等が挙げられる。
更に、 同一リン原子上の、 または異なる二個のリン原子上の Dが互い に結合して環構造を形成している場合の例としては、 例えば、 2— ( t e r t -プチルイミノ) — 2—ジメチルアミノー 1, 3—ジメチルー 1,
3—ジァザ一 2 λ5—ホスフィナン等が挙げられる。
ホスファゼン化合物の好ましい形態としては、 例えば、 1一 t e r t —プチルー 2 , 2, 2— トリス (ジメチルァミノ) ホスファゼン、 1一 ( 1, 1 , 3, 3—テトラメチルブチル) — 2, 2, 2— トリス (ジメ チルァミノ) ホスファゼン、 1—ェチルー 2, 2, 4, 4, 4一ペン夕 キス (ジメチルァミノ) — 2 λ5 , 4 λ5 一力テナジ (ホスファゼン) 、
1 - t e r t—ブチルー 4, 4, 4ー トリス (ジメチルアミノ) — 2,
2—ビス [ トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] 一 2 λ5 , 4 λ5 —カテナジ (ホスファゼン) 、 1ー ( 1 , 1, 3, 3—テ トラメチルブチル) 一 4, 4 , 4ー トリス (ジメチルァミノ) 一 2, 2 一ビス [ トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] — 2 λ 5 , 4 λ5 —力テナジ (ホスファゼン) 、 1一 t e r t—ブチルー 2 , 2, 2— トリ ( 1一ピロリジニル) ホスファゼン、 または 7—ェチル— 5, 1 1 _ジメチル一 1 , 5 , 7, 1 1ーテトラァザ一 6 λ5 —ホスフ ァスピロ [ 5 , 5 ] ゥンデカー 1 ( 6 ) —ェン等が挙げられる。
以上、 詳述した Ρ =Ν結合を有する化合物の内、 触媒の工業的な利用 を鑑みると、 ホスファゼニゥム化合物、 ホスフィ ンォキシド化合物、 及 びそれらの混合物が好ましい。
本発明に用いる活性水素化合物としては、 アルコール類、 フエノール 化合物、 ポリアミン、 アルカノ一ルァミン、 チォアルコール類等が挙げ られる。 例えば、 水、 エチレングリコ一ル、 ジエチレングリコール、 卜 リエチレングリコール、 プロピレングリコール、 ジプロピレングリコ一 ル、 トリプロピレングリコール、 1 , 5—ペンタンジール、 ネオペンチ ルグリコール、 2 —メチル— 1, 5 —ペン夕ンジオール、 2—ェチルー 1, 4 一ブタンジオール、 1, 4 一ジメチロールシクロへキサン、 1, 3 —プロパンジォ一ル、 1, 4 —シクロへキサンジオール、 1, 3 —ブ 夕ンジオール、 1, 4—ブタンジオール、 1 , 6—へキサンジオール、 1 , 4—シクロへキサンジオール等の 2価アルコール類、 モノエタノ一 ルァミン、 ジェタノ一ルァミン、 トリエタノールァミン等のアルカノ一 ルァミン類、 グリセリン、 ジグリセリン、 トリメチロールプロパン、 ト リメチロ一ルェタン、 トリメチロールブタン、 ジトリメチロールプロパ ン、 ペン夕エリスリ トール、 ジペン夕エリスリ トール、 トリペン夕エリ スリ トール等の多価アルコール類、 グルコース、 ソルビトール、 デキス トロース、 フラク ト一ス、 蔗糖、 メチルダルコシド等の糖類、 又は、 そ の誘導体、 エチレンジァミン、 ジ ( 2—アミノエチル) ァミン、 へキサ メチレンジァミン等の脂肪酸アミン類、 トルィレンジァミン、 ジフエ二 ルメタンジァミン等の芳香族ァミン類、 ビスフエノール A、 ビスフエノ —ル F、 ビスフエノール S、 ノポラック、 レゾ一ル、 レゾルシン等のフ ェノール化合物等が挙げられる。
更に、 エチレンチォグリコール、 プロピレンチォグリコール、 卜リメ チレンチォグリコール、 ブタンジチオール等の 2価のチォアルコール類 や、 ジエチレンチォグリコール、 トリエチレンチォグリコ一ル等のアル キレンチォグリコール類が挙げられる。 これらの活性水素化合物は 2種 以上併用して使用することもできる。
また、 これらの活性水素化合物に従来公知の方法でェポキサイ ド化合物 を付加重合して得られる化合物も使用できる。
これらの化合物の中で最も好ましくは、 2価アルコール類、 2価アル コール類にアルキレンォキサイ ドを付加重合した数平均分子量が最大 2, 0 0 0までの化合物、 3価アルコール類、 3価アルコール類にアルキレ ンォキサイ ドを付加重合した数平均分子量が最大 2 , 0 0 0までの化合 物である。 2価アルコール類あるいは 3価アルコール類にェポキサイ ド 化合物を付加した後の数平均分子量が 2, 0 0 0を超えるものは副生モ ノオール量が多くなるため好ましくない。
上記活性水素化合物に付加重合するェポキサイ ド化合物としては、 プ ロピレンオキサイ ド、 エチレンオキサイ ド、 1 , 2—ブチレンォキサイ ド、 2, 3—ブチレンオキサイ ド、 スチレンオキサイ ド、 シクロへキセ ンオキサイ ド、 ェピクロロヒ ドリン、 ェピブ口モヒ ドリン、 メチルダリ シジルエーテル、 ァリルグリシジルエーテル等が挙げられる。 これらは 2種以上併用してもよい。 これらの中で、 好ましくは、 プロピレンォキ サイ ド、 エチレンオキサイ ド、 1, 2—ブチレンオキサイ ド、 2, 3— ブチレンオキサイ ド、 スチレンオキサイ ドである。 より好ましくはプロ ピレンオキサイ ド、 及びエチレンオキサイ ドである。 ェポキサイ ド化合 物の総量の少なく とも 5 0重量%はプロピレンォキサイ ドであることが 好ましい。 より好ましくは少なく とも 6 0重量%であり、 更に好ましく は少なく とも 7 0重量%である。 かかる割合のプロピレンォキサイ ドを 含むェポキサイ ド化合物を使用することにより、 ポリオキシアルキレン ポリオール中に占めるォキシプロピレン基の含有量を少なく とも 5 0重 量%とすることができる。 ォキシプロピレン基の好適な含有量は、 少な く とも 6 0重量%であり、更に好ましくは少なく とも 7 0重量%である。 ォキシプロピレン基の含有量が 5 0重量%以上であると、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの粘度が低下し、 且つ、 該ポリオールから得られる ウレタン樹脂の柔軟性が向上する。
触媒である上記 P -N結合を有する化合物の使用量は、 活性水素化合 物 1モルに対して、 1 X 1 0 -4〜 5 X 1 0 1モルである。 好ましくは 5 X 1 0 -4〜; L X 1 0 モル、 さらに好ましくは 1 X 1 0—3〜: L X 1 0 モ ルである。 ポリオキシアルキレンポリオールを高分子量化する際には、 活性水素化合物に対する P = N結合を有する化合物の濃度を上記範囲内 で高めることが好ましい。 活性水素化合物 1モルに対して、 P = N結合 を有する化合物が 1 X 1 0—4モル未満である場合には、 ェポキサイ ド化 合物の重合速度が低下し、 ポリォキシアルキレンポリオールの製造時間 が長くなる。 逆に、 5 X 1 0—1モルを超えると、 ポリオキシアルキレン ポリオール製造コス 卜に占める P = N結合を有する化合物触媒のコス卜 が高くなる。
活性水素化合物にェポキサイ ド化合物を付加重合する温度は 1 5〜 1 3 0°Cである。 好ましくは 4 0〜: L 2 0°C、 更に好ましくは 5 0 ~ 1 1 0での範囲である。 ェポキサイ ド化合物の付加重合温度を上記範囲内の 低い温度で行う場合は、 活性水素化合物に対する P = N結合を有する化 合物の濃度を先に述べた範囲内で高めることが好ましい。 ェポキサイ ド 化合物の付加重合温度が 1 5 °C未満であると、 ェポキサイ ド化合物の重 合速度が低下するため、 ポリオキシアルキレンポリオールの製造時間が 長くなる。 一方、 付加重合温度が 1 3 0°Cを超えると、 ポリオキシアル キレンポリオールの水酸基価 (OHV) にも依る力 総不飽和度 (C = C ) が 0. 0 7 me Q. Zgより高くなる。
ェポキサイ ド化合物の付加重合反応の最大圧力は、 8 8 2 k P a以下 である。 通常、 耐圧反応機内でェポキサイ ド化合物の付加重合が行われ る。 ェポキサイ ド化合物の反応は減圧状態から開始しても、 大気圧の状 態から開始してもよい。 大気圧状態から開始する場合には、 窒素、 又は、 ヘリゥム等の不活性気体存在下で行うことが望ましい。 ェポキサイ ド化 合物の最大反応圧力が 8 8 2 k P aを超えると副生モノオール量が増加 する。 最大反応圧力は、 好ましくは 6 8 6 k P a以下、 更に好ましくは 4 9 0 k P a以下である。 ェポキサイ ド化合物として、 プロピレンォキ サイ ドを用いる場合には、最大反応圧力は 4 9 0 k P a以下が好ましい。 重合系へのェポキサイ ド化合物の供給方法は、 必要量のェポキサイ ド 化合物の一部を一括して供給し、 残部を連続的に供給する方法、 又は、 全てのェポキサイ ド化合物を連続的に供給する方法等が用いられる。 必 要量のェポキサイ ド化合物の一部を一括して供給する方法においては、 ェポキサイ ド化合物の重合反応初期の反応温度は、 上記温度範囲内でよ り低温側とし、 ェポキサイ ド化合物の装入後に次第に反応温度を上昇す る方法が好ましい。
ェポキサイ ド化合物として、 プロピレンォキサイ ド及びエチレンォキ サイ ドを併用する場合の重合方法には、 ①プロピレンォキサイ ドを重合 した後、 エチレンォキサイ ドをブロックで共重合するエチレンォキサイ ドキヤップ反応、 ②プロピレンォキサイ ドとエチレンォキサイ ドをラン ダムに共重合するランダム反応、③プロピレンォキサイ ドを重合した後、 エチレンオキサイ ドを重合し、 次いで、 プロピレンオキサイ ドを重合す る トリブロック共重合反応が挙げられる。 これらの中で好ましい重合方 法は、 エチレンオキサイ ドキヤップ反応とトリブロック共重合反応であ る。
付加重合機の最大圧力は、 ェポキサイ ド化合物の装入速度、 重合温度、 触媒量等に影響される。 ェポキサイ ド化合物の装入速度は、 付加重合機 の最大圧力が 8 8 2 k P aを超えないように制御することが好ましい。 ェポキサイ ド化合物の装入が完了すると、 付加重合機の内圧は徐々に低 下する。 内圧の変化が認められなくなるまで付加重合反応を継続するこ とが好ましい。 ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価 (OHV) を基準とすると、 〇H Vが 2〜 2 0 0 m g K OHZ gとなるまで付加重 合を継続することが好ましい。
ェポキサイ ド化合物の付加重合反応に際して、 必要ならば溶媒を使用 することもできる。 溶媒としては、 例えば、 ペンタン、 へキサン、 ぺプ タン等の脂肪族炭化水素類、 ジェチルエーテル、 テトラヒ ドロフラン、 ジォキサン等のエーテル類、 ジメチルスルホキシド、 N, N—ジメチル ホルムアミ ド等の非プロ トン性極性溶媒等が挙げられる。 溶媒を使用す る場合には、 ポリオキシアルキレンポリオールの製造コス 卜を上げない ためにも、 製造後に溶媒を回収し再利用する方法が望ましい。
本発明に係わる、 ホスフィ ンォキシド化合物を触媒として用いるポリ ォキシアルキレンポリオールの製造方法においては、活性水素化合物(伹 し、 水を除く) 、 及び、 ホスフィ ンォキシド化合物中の水分が低い場合、 ポリオキシアルキレンポリオールの重合開始剤を調製する工程において、 加熱減圧脱水処理、 あるいは、 脱塩反応等の操作を行わなくても良い。 通常、 最も広く使用されている KOH触媒を用いる方法においては、 活 性水素化合物にェポキサイ ド化合物を付加重合する前に、 反応機に KO Hと活性水素化合物を装入し、 1 0 0〜 1 2 0° (:、 1. 3 3 k P a以下 の条件で、 3〜 8時間の加熱減圧脱水処理を行い、 重合開始剤 (活性水 素化合物のカリウム塩) を調製する必要がある。 又、 特開平 1 0— 7 7 2 8 9号公報、 或いは、 国際公開公報 WO 9 8 Z 54 2 4 1号 (E P 0 9 1 6 6 8 6 A 1 ) 記載の無機化合物が対ァニオンであるホスファゼ二 ゥム化合物触媒を用いる方法においては、 上記活性水素化合物の力リゥ W
32 ム塩との脱塩反応を行い、 重合開始剤を調製しなければならない。 加熱 減圧脱水処理を実施しなくてよい場合の好ましい水分量は、 活性水素化 合物、 及び、 ホスフィ ンォキシド化合物の総量に対して、 水分が 600 p pm以下であり、 更に好ましくは、 400 p pm以下、 最も好ましく は、 3 00 p p m以下である。
次に、 上記のようにして製造された粗製ポリォキシアルキレンポリォ —ルの精製方法について説明する。 精製の主たる目的は、 粗製ポリオキ シアルキレンポリオール中に残存する P =N結合を有する化合物を除去 することに有る。 本発明者らは、 粗製ポリオキシアルキレンポリオール を特定の比表面積、 及び平均細孔直径を有する固体酸に接触させること により、 効率的に残存触媒が除去され、 触媒の残存量を特定値以下に制 御できることを見出した。 特に、 比表面積が 450〜 1 20 Om g であり、 且つ、 平均細孔直径が 40〜 1 00 Aである固体酸が有用であ る。
P = N結合を有する化合物 (以下、 触媒という) の除去能を考慮する と、 固体酸の比表面積が重要な因子である。 固体酸の比表面積は、 好ま しくは 500〜: L 1 00 m2ノ g、 更に好ましくは 5 50〜: 1 000 m2 /gである。 比表面積が 45 Om2ノ g未満になると、 粗製ポリオキシ アルキレンポリオール中の触媒の除去能が低下する。 一方、 粗製ポリオ キシアルキレンポリオール、 及び固体酸の混合液から、 精製ポリオキシ アルキレンポリオールを回収する際の効率を考慮すると、 比表面積の上 限としては 1 2 0 0 mV gである。
好ましい平均細孔直径は 50〜 1 00Aであり、 更に好ましくは 55 〜9 5Αである。 平均細孔直径が 40 Α未満の固体酸、 例えば、 ゼオラ イ ト等は、 触媒の除去能が低い。 一方、 触媒の分子直径、 及び固体酸の 比表面積等を考慮すると、 固体酸の平均細孔直径の上限は 1 00 Aであ る。 更に、 触媒の除去能を向上させるためには、 比表面積、 及び平均細 孔直径が上記範囲であり、 且つ、 直径が 1 0〜 6 0 Aの範囲の細孔を有 する固体酸を用いることが好ましい。
上記形状を有する固体酸としては、 酸性白土、 モンモリロナイ ト等の 粘土鉱物、 ゲイ酸アルミニウム、 ゲイ酸マグネシウム等の複合金属酸化 物、 金属の硫酸塩又はリン酸塩等、 シリカゲル一リン酸等の固形化酸、 陽イオン交換樹脂が挙げられる。 本発明の目的には、 上記比表面積、 及 び平均細孔直径を有する複合金属酸化物が好適である。 この様な複合金 属酸化物としては、 酸化ケィ素、 酸化ホウ素、 酸化チタン、 酸化アルミ 二ゥム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 酸化カルシウム、 及び 酸化亜鉛等の異なる酸化物同士から調製される複合金属酸化物が挙げら れる。 具体的には、 ケィ酸アルミニウム、 ゲイ酸マグネシウム、 ゲイ酸 ジルコニウム、 ケィ酸チタニウム、 ゲイ酸カルシウム、 ゲイ酸亜鉛、 ホ ゥ酸アルミニウム、 ホウ酸マグネシウム、 ホウ酸ジルコニウム、 ホウ酸 チタニウム、 ジルコン酸アルミニウム、 ジルコン酸マグネシウム等が挙 げられる。 これらの複合金属酸化物以外に、 前記した形状を満たしてい れば、 シリカゲル等の金属酸化物単体も使用できる。
特に好ましく用いられる固体酸は、 ケィ酸アルミニウム、 ケィ酸マグ ネシゥム、 及びこれらの混合物である。 これらは天然品より合成品が好 ましい。 これらの特性を有する固体酸の市販品としては、 協和化学工業 (株) 製、 商品名 : K W— 6 0 0 B U P— S、 K W - 7 0 0 P E L , K W— 7 0 0 S E L等が挙げられる。 これらの内、 K W— 7 0 0 P E L、 及び K W— 7 0 0 S E Lが好ましい。 最も好ましくは K W— 7 0 0 S E Lである。
合成ケィ酸アルミニウムの例としては、 二酸化珪素の含有量が 5 5〜 7 5重量%、 酸化アルミニウムの含有量が 5〜 2 5重量%のものが好ま しい。 その化学組成の例としては、 Α 1203 · n S i 02 - mH2〇が挙 げられる (n、 mは、 酸化アルミニウムへの二酸化珪素、 または水の配 位数) 。 水が配位したものが好ましい。 合成ケィ酸マグネシウムの例と しては、 二酸化珪素の含有量が 5 5〜 7 0重量%、 酸化マグネシウムの 含有量が 5〜 2 0重量%のものが好ましい。その化学組成の例としては、 M g 0 · X S i 02 · y H20が挙げられる (x、 yは、 酸化マグネシゥ ムへの二酸化珪素、 または水の配位数) 。 特に水が配位したものが好ま しい。
粗製ポリォキシアルキレンポリオールと固体酸との接触温度は、 室温 近傍の温度でも良い。 しかし、 処理時間の短縮、 触媒除去能の向上を図 ること等を考慮すると、 接触温度は 5 0〜 1 5 0°Cの範囲が好ましい。 より好ましくは 6 0〜 1 40 °C、更に好ましくは 7 0〜 1 3 0 °Cである。 ポリォキシアルキレンポリオールの分子量が大きい場合には、 粘度が高 くなるので 5 0 °C以上で接触させることが好ましい。 1 5 0でより高く なると、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールが着色する傾向にある。 粗製ポリオキシアルキレンポリオールと固体酸との接触方法としては 回分式と連続式の 2方法が挙げられる。 回分式とは、 例えば、 反応機に 仕込んだ粗製ポリォキシアルキレンポリオールに固体酸を装入し、 攪拌 混合する方法である。 ポリオキシアルキレンポリオールの着色、 劣化を 防止する目的で、 不活性ガスの存在下、 攪拌混合することが好ましい。 固体酸の使用量としては、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールに対し て 0. 0 1〜 2重量%である。 好ましくは 0. 0 5〜 : 1. 5重量%、 更 に好ましくは 0. 1〜 1重量%である。 接触時間は、 スケールにも依る が、 前記温度条件で 1〜 6時間程度が好ましい。 連続式とは、 固体酸を 充填した塔に粗製ポリオキシアルキレンポリオールを通液する方法であ る。 空塔速度は、 スケールにも依るが、 0. 1〜 3 ( l Zh r ) 程度が 好ましい。 固体酸と接触した後、 ろ過、 遠心分離等の常用の方法により ポリオキシアルキレンポリオールを回収する。
固体酸による触媒の吸着能を更に向上させるために、 粗製ポリオキシ アルキレンポリオールと固体酸とを接触させる際に、 粗製ポリオキシァ ルキレンポリオールに対して、 0 . 1 〜 1 0重量%の水を共存させるこ とが好ましい。 より好ましくは 1 〜 8重量%、 更に好ましくは 2〜 7重 量%である。 固体酸と水を共存させる方法は、 ポリオール中にそれらを 添加すればよい。 両者を添加する順序は問わない。 粗製ポリオキシアル キレンポリオールに水を添加する時の温度は、 5 0〜 1 5 0 °Cが好まし い。 水を添加した場合、 例えば、 9 0 °Cで 5時間、 粗製ポリオキシアル キレンポリオールと固体酸を攪拌混合した後、 例えば、 1 1 0 T:、 1 . 3 3 k P a以下の条件で減圧脱水操作を行い、 水分を除去する。
ポリオキシアルキレンポリオールの劣化を防止する目的で、 ポリォキ シアルキレンポリオールに酸化防止剤を添加することが好ましい。 酸化 防止剤は、 単独、 又は 2種以上を併用しても良い。 酸化防止剤としては、 例えば、 t e r t —プチルヒ ドロキシトルエン ( B H T ) 、 ペン夕エリ スリチルーテトラキス— 3— ( 3 , 5—ジー t e r t _ブチル— 4ーヒ ドロキシフエニール) プロピオネート、 ォク夕デシルー 3— ( 3, 5 - ジ— t e r t —ブチル— 4—ヒドロキシフエニール)—プロピオネート、 ェチルへキシルホスファイ ト、 4, 4 '—ビス一ひ、 ' ージメチルべ ンジルジフエニルァミン、 2 — t e r t —ブチルー 4 _ェチルフエノー ル、 2 , 6—ジー t e r t —ブチルー 4 —ェチルフエノール等が挙げら れる。 酸化防止剤の添加量は、 ポリオキシアルキレンポリオールに対し て、 1 0 0〜 2 0 0 0 p p m程度である。
更に、 精製ポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシァネート化 合物とを反応させてイソシァネー卜基末端プレポリマーを製造する場合、 プレポリマーの経時安定性を向上させる目的で、 前記方法により得られ たポリオキシアルキレンポリオールに酸を添加することもできる。 酸と しては、 無機酸、 及び有機酸が挙げられる。 無機酸としては、 例えば、 リ ン酸、 亜リ ン酸、 次亜リ ン酸、 ピロリ ン酸、 及び、 それらの水溶液が 挙げられる。 有機酸としては、 例えば、 ギ酸、 シユウ酸、 コハク酸、 酢 酸、 マレイ ン酸、 安息香酸、 パラ小ルエンスルホン酸、 及び、 それらの 水溶液が挙げられる。 好ましくはリン酸、 マレイン酸であり、 水溶液の 形態で用いることが良い。 酸の添加量は、 ポリオキシアルキレンポリオ —ルに対して l〜2 5 p pmである。 好ましくは;!〜 20 p pm、 更に 好ましくは l〜 1 5 p pmである。 酸は、 前記した添加量の範囲で、 且 つ、 ポリォキシアルキレンポリオールの p Hが 5未満、 及び、 酸価が 0. 08mgK〇HZg以上にならないような範囲で使用することが好まし い。
更に、 上記操作により得られるポリオキシアルキレンポリオール中の 過酸化物濃度は 0. 2 8mmo 1 Zk g以下が好ましい。 更に好ましく は 0. Smmo l Zk g以下、 最も好ましくは、 0. 1 5mmo l Zk g以下である。 過酸化物濃度が 0. 28 mm o 1 /k gを超えると、 ポ リイソシァネート化合物との反応に際して、 錫系触媒を使用する場合、 過酸化物により錫系触媒の活性が低下するため、ポリウレタンの成形性、 力学物性が低下する。
上記のようにして得られる精製ポリオキシアルキレンポリオールは、 下記 1〜 4の特性を有する。 即ち、 (1 ) 2〜2 00mgK〇HZgの 範囲の OHV。 (2) 0. 0 7 m e q . / g以下の範囲の総不飽和度 (以 下、 C = Cという) 。 (3) 95モル%以上のォキシプロピレン基のへ ッ ドー トゥーティル結合選択率(以下、 H— T結合選択率という)。 (4) 1 5 0 p pm以下の触媒残存量。 (以下、 これらを本発明に係わるポリ ォキシアルキレンポリオールの 4要件という) を有する。
ポリオキシアルキレンポリオールの OHVは、 好ましくは 9〜 1 2 0 mg KOHZgであり、 更に好ましくは 1 l〜6 0 mg K〇HZgであ る。 OHVが 2mg K〇H/gより小さくなるまでェポキサイ ド化合物、 特にプロピレンオキサイ ドの付加重合を行うと、 ポリオキシアルキレン ポリオールの反応時間が長くなり過ぎる。 又、 OHVが 2 0 0 mgK〇 HZgより大きくなると、 ポリオキシアルキレンポリオールの分子量が 小さくなり、 得られるポリウレタンの柔軟性が低下する。
ポリオキシアルキレンポリオールの C = Cは、 主として、 プロピレン ォキサイ ドの副反応により生成した分子末端に不飽和基を有するモノォ —ル量の指標である。 C = Cは 0. 0 7 me q . Zg以下である。 これ より大きくなると、 軟質ポリウレタンフォーム、 エラストマ一、 シーリ ング材等のポリウレタン樹脂の機械的性質が低下するので好ましくない。 かかる観点から、 C = Cは好ましくは 0. 0 5me q. Zg以下、 更に 好ましくは 0. 0 3 m e Q. Zg以下である。 ポリウレタン樹脂の用途 に依っては、 ポリオキシアルキレンポリオールの C = Cは、 0であるこ とが好ましい。 しかし、 反応温度、 圧力等の反応条件を極端に緩和しな ければならず、 反応時間が長くなり過ぎて、 工業的には必ずしも好まし いとはいえない。 斯様な観点から、 〇=〇の下限は0. O O l m e Q. /g程度であることが好ましい。
この様な C = Cの低いポリオキシアルキレンポリオールにおいて、 プ ロピレンォキサイ ド付加重合によるォキシプロピレン基に基づく H— T 結合選択率が 9 5 %より少なくなると、 ポリオキシアルキレンポリオ一 ルの粘度の上昇、 あるいはシリコーン整泡剤等の助剤との相溶不良によ る軟質ポリウレタンフォームの成形性悪化等の問題が生じる。 また、 ポ リォキシアルキレンポリオールを高分子量化した際の粘度上昇により、 ポリイソシァネート化合物との反応により得られるプレポリマーの粘度 も上昇するため、 作業性が低下する。 このような観点から、 H— T結合 選択率は、 9 5モル%以上であり、 好ましくは、 9 6モル%以上である。 ポリオキシアルキレンポリオール中の触媒の残存量は、 1 5 0 p p m 以下である。 触媒の残存量が 1 5 0 p p mより多くなると、 ポリオキシ アルキレンポリオールをポリイソシァネート化合物と反応させて得られ るイソシァネート基末端プレボリマーの経時的な粘度変化が生じる。 触 媒の残存量は、 好ましくは 9 0 p p m以下、 更に好ましくは 5 0 p p m 以下である。 触媒残存量の下限値は、 可能な限り少ない方が良い。 通常、 上記精製方法によれば、 1 p p m程度まで低減することが可能である。
<ポリマー分散ポリオールの製造方法 >
次に、 本発明に係わるポリマー分散ポリオールの製造方法について説 明する。
ポリマー分散ポリオールの製造方法としては、 ポリオキシアルキレンポ リオール中で、 エチレン性不飽和モノマーを連続式操作、 又は、 回分式 操作により重合し、 ポリオール中にポリマー粒子を分散させる方法 (以 下、 I法という) 、 或いは、 予め、 溶媒等の中で重合したポリマー溶液 をポリオキシアルキレンポリオールに添加、 脱溶媒し、 ポリオール中に ポリマ一粒子を分散させる方法 (以下、 I I法という) が挙げられる。 ポリマー分散ポリオールの生産性を考慮すると、 I法、 特にその連続式 操作が好ましい。 先ず、 I 法について説明する。
本発明において、 ポリマー分散ポリオールの製造に使用するポリォキ シアルキレンポリオールは、 前記、 1〜 4の 4要件を満たすポリオキシ アルキレンポリオールである。 ポリオキシアルキレンポリオールの〇H Vは、 1 0〜 1 5 O m g K O H / gの範囲が好ましい。 更に好ましくは 1 5〜 1 0 O m g K O H / gの範囲である。
ポリマー粒子を形成させるためのエチレン性不飽和モノマーは、 重合 し得るエチレン性不飽和基を少なく とも 1個有する化合物である。 かか るエチレン性不飽和モノマーとしては、 例えば、 アクリロニトリル、 メ タク リ ロ二トリル等のシァノ基含有モノマ一、 メチルァクリ レート、 ブ チルァクリ レート、 ステアリルァクリ レート、 ヒ ドロキシェチルァクリ レート、 ジメチルアミノエチルァクリ レート、 ジメチルァミノプロピル メタク リ レート等のメ夕クリル酸エステル系モノマー、 アクリル酸、 メ タクリル酸、 ィタコン酸、 マレイン酸、 フマル酸等の力ルポキシル基含 有モノマー、 無水マレイン酸、 無水ィタコン酸等の酸無水物基含有モノ マ一、 ブタジエン、 イソプレン、 1 , 4 —ペン夕ジェン等の炭化水素系 モノマ一、 スチレン、 α —メチルスチレン、 フエニルスチレン、 クロル スチレン等の芳香族炭化水素系モノマー、 塩化ビニル、 塩化ビニリデン 等のハロゲン含有モノマー、 ビニルェチルェ一テル、 ビニルブチルェ一 テル等のビニルエーテル類、 ビニルェチルケトン等のビニルケトン類、 酢酸ビニル等のビニルエステル類、 アクリルアミ ド、 Ν, Ν—ジメチル アク リルアミ ド、 Ν—イソプロピルアクリルアミ ド、 Ν, Ν—ジメチル ァミノプロピルアクリルアミ ド、 メチレンビスアクリルアミ ド等のァク リルアミ ド類、 Ν, Ν—ジメチルメ夕クロィルアミ ド等のメ夕クリルァ ミ ド類が挙げられる。 これらは、 単独でも、 2種以上の混合物でも使用 できる。
これらの内、 好ましくは、 アクリ ロニトリル、 スチレン、 アクリルァ ミ ド、 及びメ夕クリル酸メチルから選ばれた少なく とも 1種の化合物を 含むエチレン性不飽和モノマーである。
ポリマ一粒子の分散濃度は、 エチレン性不飽和モノマーの使用量、 及 びその転化率に依存する。 ポリマー分散ポリオールの製造条件にも依る 力 通常、 エチレン性不飽和モノマーの転化率は 7 0重量%以上である。 好ましくは 8 0重量%以上である。 エチレン性不飽和モノマーの使用量 は、 その転化率を考慮して決定する。 具体的には、 分散媒である前記ポ リオキシアルキレンポリオール 1 0 0重量部に対し、 5〜 8 6重量部で ある。 好ましくは 8〜 7 0重量部、 さらに好ましくは 9〜 5 2重量部で ある。 かく して、 分散ポリマー粒子の濃度は、 分散媒であるポリオキシ アルキレンポリオール及びポリマ一粒子の合計量の 5〜 6 0重量%であ るポリマ一分散ポリオールが得られる。 好ましくは 1 0〜 5 0重量%、 さらに好ましくは 1 2〜4 5重量%である。 ポリマー粒子の濃度が 5重 量%未満では、 ポリウレタンの硬度、 ポリウレタンフォームの通気性等、 ポリマ一分散ポリオールを使用したことによる十分な改質効果が得られ ない。 ポリマー粒子の濃度が 6 0重量%を超えると、 得られるポリマー 分散ポリオールの粘度の上昇が著しく、 また、 分散安定性も悪化する。 ポリオキシアルキレンポリオール中に分散させるポリマ一粒子の平均 粒径は、 0. 0 1〜: L O zmが好ましい。 さらに好ましくは 0. 0 5〜 7 m, 最も好ましくは 0. 0 8〜 5 111でぁる。 平均粒径が 0. 0 1 m未満の場合は、 ポリマー分散ポリオールの粘度が上昇する。 また、 平均粒径が 1 0 imより大きい場合は、 ポリマーの分散安定性が悪化す る。
エチレン性不飽和モノマーの重合には、 ラジカル重合開始剤が用いら れる。 具体的には、 2 , 2 '—ァゾビス (4—メ トキシ— 2, 4—ジメ チルバレロニトリル) 、 2, 2 '—ァゾビス ( 2—メチルブチル二トリ ル) 、 2 , 2 '—ァゾビス (イソプチロニトリル) 等のァゾ化合物、 ベ ンゾィルパ一ォキシド、 t—ブチルパーォキシド、 ジ— t一ブチルパー ォキシド等の過酸化物、 パーォキシジスルフイ ド等が挙げられる。 重合 開始剤の使用量は、 通常、 エチレン性不飽和モノマーに対して、 0. 1 〜 1 0重量%である。 好ましくは 0 . 5〜 5重量%である。 ラジカル重合開始剤と共に連鎖移動剤を併用することが好ましい。 連 鎖移動剤としては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 プロパノール、 イソプロパノール、 ペン夕ノール等のアルコール類、 メルカプタン類、 ハロゲン化炭化水素、 トリェチルァミン、 トリプロピルァミン、 トリブ チルァミン、 N, N—ジェチルエタノールァミン等の脂肪族ァミン類、 N—メチルモルホリン、 N—ェチルモルホリン等のモルホリン類、 メタ リルスルホン酸ナトリウム、 ァリルスルホン酸ナトリウム、 トルエン、 キシレン、 ァセトニトリル、 へキサン、 ヘプタン、 ジォキサン、 ェチレ ングリコールジメチルエーテル、 N , N—ジメチルホルムアルデヒド等 が挙げられる。 これらの内、 好ましくはトリエチルァミン、 トリェチル ァミンとイソプロパノールの混合物である。 連鎖移動剤の使用量は、 ポ リォキシアルキレンポリオールとェチレン性不飽和モノマーの総重量に 対して 0 . 0 1〜 1 0重量%が好ましい。 更に好ましくは 0 . 0 5〜 5 重量%である。
更に、 ポリマー粒子を安定に分散させる目的で、 分散安定化剤の存在 下に重合を行うこともできる。 このような分散安定化剤として、 特公昭 4 9 - 4 6 5 5 6号公報に記載されているような、 炭素一炭素不飽和結 合含有ポリエステルポリオールや、 アクリル基、 メタクリル基、 ァリル 基等を分子末端に有する変性ポリオール等が挙げられる。 また、 実質的 に炭素一炭素不飽和結合を含有しない高分子量ポリオキシアルキレンポ リオールやポリエステルポリオールも分散安定化剤として使用できる。 上記ポリオキシアルキレンポリオールに対し、 エチレン性不飽和モノ マー、 重合開始剤、 必要に応じて、 連鎖移動剤、 分散安定化剤等を添加 して重合反応を行う。 エチレン性不飽和モノマーの重合温度は、 使用す るラジカル開始剤の種類に応じて決められる。 通常、 開始剤の分解温度 以上において重合する。 好ましくは 4 0〜 2 0 0 ° (:、 更に好ましくは 9 0〜 1 5 0 °Cである。 また、 重合反応は、 加圧下、 大気圧下でも行うこ とができる。 重合反応は、 無溶媒でも行うことができるが。 水、 有機溶 媒から選ばれる少なくとも 1種の溶媒の存在下に行うこともできる。 有 機溶媒としては、 トルエン、 キシレン、 ァセトニトリル、 へキサン、 へ ブタン、 ジォキサン、 エチレングリコールジメチルエーテル、 N, N— ジメチルホルムアミ ド、 メタノール、 エタノール、 ブ夕ノール、 イソプ ロパノール等が挙げられる。
重合反応終了後、 得られたポリマ一分散ポリオールは、 そのままポリ ウレタンの原料として使用できる。 しかし、 未反応エチレン性不飽和モ ノマー、 重合開始剤の分解生成物、 連鎖移動剤、 溶媒等を減圧下に留去 した後に使用することが好ましい。 減圧留去操作の条件は特に限定され るものではないが、 通常、 7 0〜 1 5 0 、 1 . 3 3 k P a以下の条件 で、 強制薄膜蒸発機等の装置を用いて実施する。
次に、 予め、 溶媒等の中で重合したポリマー溶液をポリオキシアルキ レンポリオールに添加、 脱溶媒し、 ポリマー粒子を分散させる方法 ( I I法) について説明する。 ポリマー粒子を形成させるエチレン性不飽和 モノマー、 重合開始剤等は、 前記した化合物を用いる。 重合温度は、 用 いる重合開始剤、 エチレン性不飽和モノマーの化学的、 物理的性質にも 依るが、 通常、 4 0〜 2 0 0でである。 好ましくは 9 0〜: L 5 0 °Cの範 囲である。 重合に用いる溶媒としては、 用いる重合開始剤、 エチレン性 不飽和モノマーの化学的、 物理的性質にも依るが、 前記した有機溶媒、 及び水から選ばれる少なくとも 1種の溶媒を用いる。 重合開始剤、 ェチ レン性不飽和モノマーの使用量は、 特に限定されるものではないが、 通 常、 溶媒に対して、 各々、 0 . 0 1〜 1 0重量%、 3〜 6 0重量%であ る。 又、 モノマーの重合において、 前記した連鎖移動剤を使用しても構 わない。
溶媒中で、 ポリマー粒子を形成させた後、 得られたポリマ一溶液と前 記したポリオキシアルキレンポリオールとを混合する。 混合条件は、 特 に限定されるものではないが、 通常、 1 5〜 1 5 0 °Cである。 好ましく は 2 0〜 1 2 0 °Cの範囲である。 混合時間は 0 . 5〜 5時間程度、 攪拌 下で行う。 その後、 溶媒の除去操作を行う。 用いた溶媒、 ポリマーの化 学的、 物理的性質にも依るが、 通常、 7 0〜 1 5 0 °C、 1 . 3 3 k P a 以下の条件で、 1 〜 6時間程度、 加熱減圧操作を実施して溶媒を除去す る。 その際、 溶媒の除去を迅速に行うため、 ポリオキシアルキレンポリ オール中に、 不活性ガスを通気しながら、 減圧操作を行うこともできる。 ポリマー分散ポリオ一ルに含まれるポリマ一の平均粒子径は、 ポリマ 一の分散安定性とポリマー分散ポリオールの粘度に影響を与える、 かか る観点から、 ポリマ一の平均粒子径は 0 . 0 1〜 1 0 /z mが好適である。 このような粒径にするには、 分散媒であるポリオキシアルキレンポリオ ールの特性の他、 前記の連鎖移動剤、 分散安定化剤、 溶媒等の種類、 及 びそれらの使用量、 エチレン性不飽和モノマーの重量組成比等を適宜調 整することにより行うことができる。 ぐイソシァネート基末端プレボリマーの製造方法 ( 1 ) >
ポリオキシアルキレンポリオールを原料とするィソシァネート基末端 プレポリマーの製造方法について説明する。 イソシァネート基末端プレ ポリマーは、 ポリオールとポリイソシァネ一卜化合物とを反応させるこ とにより製造させる。 本発明で使用するポリオールとしては、 前記 ( 1 ) 〜 (4 ) の 4要件を満たすポリオキシアルキレンポリオ一ル、 又は、 該 ポリオキシアルキレンポリオールから誘導される前記ポリマー分散ポリ オールである。 先ず、 ポリオールとして、 ポリオキシアルキレンポリオ一ルを用いる 方法について説明する。 ポリオールとしては、 前記 ( 1 ) 〜 (4) の 4 要件を満たすポリオキシアルキレンポリオ一ルである。 そのうち、 触媒 の残存量が、 5 0 p pm以下のものが好ましい。 更に、 ポリオキシアル キレンポリオールの C P R (C o n t r o l l e d P o l yme r i z a t i o n R a t e、 ポリオール中の塩基性物質の量を示す指標) は、 3以下が好ましい。 更に好ましくは C P Rは 1以下、 最も好ましく は C P Rが 0である。 C P Rが 3より大きくなると、 イソシァネート基 末端プレポリマ一の貯蔵安定性が低下する。
イソシァネート基末端プレボリマー中の触媒の残存量は、 1 2 0 p p m以下が好ましい。 更に好ましくは 7 0 p p m以下、 最も好ましくは 2 0 p pm以下である。 イソシァネート基末端プレポリマ一中の触媒の残 存量は、 ポリオキシアルキレンポリオ一ル中の触媒の残存量を 1 5 0 p pm以下に制御することにより達成される。 イソシァネート基末端プレ ポリマー中の触媒の残存量が、 1 2 0 p pmより多くなると、 プレポリ マーの経時粘度変化が大きくなる。 触媒の残存量の下限値は、 可能な限 り少ない方が良い。 通常、 上記ポリオキシアルキレンポリオールの精製 方法によれば、 1 p pm程度まで除去することが可能であるため、 イソ シァネート基末端プレポリマー中の触媒残存量は、 1 p pm程度まで低 減が可能である。
本発明で用いるポリイソシァネート化合物としては、 イソシァネート 基を 1分子中に 2個以上有する芳香族系、 脂肪族系、 脂環族系等の化合 物が使用できる。 例えば、 芳香族系イソシァネートとしては、 2, 4— トリレンジイソシァネート、 2, 6— トリレンジイソシァネート、 これ ら有機ポリイソシァネートの 8 0 : 2 0重量比 (TD I — 8 0 2 0) 、 6 5 : 3 5重量比 (TD I — 6 5 Z 3 5 ) の異性体混合物、 4 , 4 ' 一 ジフエニルメタンジイソシァネート、 2, 4 ' ージフエニルメタンジィ ソシァネー ト、 2 , 2 ' —ジフエニルメタンジイソシァネ一卜、 ジフエ ニルメタンジイソシァネートの任意の異性体混合物、 トルィレンジィソ シァ不一卜、 干シリ レンジイソシァ不一卜、 α、 a > α 、 —テ卜 ラメチルキシリ レンジイソシネート、パラフエ二レンジイソシァネート、 ナフタレンジイソシァネート等や、 これらポリイソシァネートを水素添 加した (以下、 水添という) 化合物が挙げられる。
脂肪族系イソシァネートとしては、 エチレンジイソシァネート、 1, 4 一ブタンジイソシァネート、 1, 6 —へキサンジイソシァネート、 テ トラメチレンジイソシァネート、 へキサメチレンジイソシァネート、 ド デカメチレンジイソシァネート、 2, 2, 4 一 トリメチルへキサンジィ ソシァネート、 リジンジイソシァネート等が挙げられる。 脂環族系イソ シァネートとしては、 イソホロンジイソシァネート、 ノルポルネンジィ ソシァネート、 ジシクロへキシルメタンジイソシァネート、 シクロへキ シレンジイソシァネート、 メチルシクロへキシレンジイソシァネート等 が挙げられる。
更に、 前記したポリイソシァネートのカルポジイミ ド変性体、 ビユレ ッ ト変性体、 イソシァヌレ一ト変性体等の変性ィソシァネート等も使用 できる。 又、 ポリイソシァネート、 及び、 ポリイソシァネートの変性体 を、 前記した活性水素化合物類、 数平均分子量が 1 0 0〜 6 0 0 0 g / m o 1 のポリオール類、 及び、 メタノール、 エタノール、 n —プロパノ ール、 i s o —プロパノール、 ブ夕ノール、 ァリルアルコール等のモノ オール類の単独、 又はこれらの混合物で変性したィソシァネート化合物 等も使用できる。 又、 モノオールにェポキサイ ド化合物を付加重合した、 数平均分子量が 1 0 0〜 3 0 0 0 g / m o 1 の範囲のポリオールをポリ イソシァネー卜の変性剤として使用しても構わない。 上記のポリィソシ ァネート、 及びポリイソシァネートの変性体は混合して用いることもで きる。 好ましい混合比率は、 ポリイソシァネートとポリイソシァネート の変性体との重量比で、 5 : 9 5〜 9 5 : 5の範囲、 更に好ましくは、 1 0 : 9 0〜 9 0 : 1 0、 最も好ましくは、 3 0 : 7 0〜 7 0 : 3 0の 範囲である。
上記したポリイソシァネートの内、 好ましくは、 2 , 4— トリ レンジ イソシァネート (以下、 2, 4一 TD I という) 、 2, 6— トリ レンジ イソシァネート (以下、 2, 6— TD I という) 、 及びこれらポリイソ シァネートの 8 0 : 2 0重量比 (TD I — 8 0 Z 2 0 ) 、 6 5 : 3 5重 量比 (TD I — 6 5 / 3 5) の異性体混合物、 水添 T D 1 — 8 0 / 2 0、 水添 TD 1 — 6 5ノ 3 5、 4, 4 ' —ジフエニルメタンジイソシァネ一 ト (以下、 MD I という) 、 水添 MD I、 パラフエ二レンジイソシァネ —ト、 キシレンジイソシァネート (以下、 X D I という) 、 水添 X D I、 へキサメチレンジイソシァネート (以下、 HD I という) 、 イソホロン ジイソシァネート (以下、 I P D I という) 、 ノルボルネンジイソシァ ネート (以下、 NBD I という) 、 ジシクロへキシルメタンジイソシァ ネート (以下、 DCHMD I という) である。
更に、 これらのポリイソシァネートのビュレッ ト変性体、 イソシァヌ レート変性体、 並びに、 ポリイソシァネートのグリセリン変性体、 トリ メチロールプロパン変性体、 及び、 グリセリン、 トリメチロールプロパ ンにプロピレンォキサイ ド、 エチレンォキサイ ド等を付加重合したポリ オールで変性したポリイソシァネート変性体が好ましい。 特に、 好まし くは、 TD I類、 MD I、 XD I 、 HD I、 I P D I、 NB D I , これ らポリイソシァネートのイソシァヌレ一ト変性体、 ビュレツ ト変性体、 ポリオ一ル変性体、 及び、 これらの混合物である。
イソシァネー卜基末端プレポリマーを製造する際の、 ポリオール中の 活性水素基に対するイソシァネート基の当量比である NCOインデック スは、 1. 3〜 1 0の範囲である。 好ましくは 1. 4〜 9、 さらに好ま しくは 1. 5〜 8である。 又、 イソシァネート基末端プレボリマーのィ ソシァネ一ト基の含有量 (以下、 N C O%という) は、 0. 3〜 3 0重 量%である。 好ましくは 0. 5〜 2 5重量%、 更に好ましくは 0. 8〜 1 5重量%、 最も好ましくは 1〜 1 0重量%である。 空気中の水分と反 応して得られる一液型硬化性組成物に用いられるイソシァネート基末端 プレボリマ一では、 NC O%は前記した範囲で低く設計される。 又、 1, 4一ブタンジオール、 ジプロピレングリコール、 及びポリオキシアルキ レンポリオ一ル等のグリコ一ル類、 3 , 3, —ジクロ口— 4 , 4 ' ージ アミノジフエニルメタン、 ジェチルジァミノ トルエン等のポリアミン化 合物を硬化剤とする二液型硬化性組成物に用いられるイソシァネート基 末端プレボリマーでは、 一液型と比較して、 NCO%は高く設計される。 本発明により製造されるイソシァネ一ト基末端プレポリマーの主鎖の H— T結合選択率は、 9 5モル%以上である。 これは、 原料であるポリ ォキシアルキレンポリオールのプロピレンォキサイ ド付加重合によるォ キシプロピレン基の H— T結合選択率を 9 5モル%以上に制御すること により達成される。 イソシァネート基末端プレボリマーの主鎖の H— T 結合選択率を 9 5モル%以上とすることにより、 高分子量化した場合に も低粘度とすることができる。 プレボリマーの H— T結合選択率として は、 9 6 %以上が好ましい。
プレボリマー化反応における触媒として、 ァミン化合物、 有機金属化 合物等のポリウレタンを製造する公知の触媒を使用することができる。 ポリオキシアルキレンポリオールの分子量が小さい場合、 即ち、 OHV が高い場合には、 触媒を使用しなくてもよい場合がある。 ァミン化合物 としては、 例えば、 トリェチルァミン、 トリプロピルァミン、 卜リブチ ルァミン、 N, N , N ', N '—テトラメチルへキサメチレンジァミン、 N —メチルモルホリ ン、 N—ェチルモルホリン、 ジメチルシクロへキシ ルァミン、 ビス [ 2— (ジメチルァミノ) ェチル]エーテル、 トリエチレ ンジァミン、 及びトリエチレンジァミンの塩等が挙げられる。 有機金属 化合物としては、 例えば、 酢酸錫、 ォクチル酸錫、 ォレイン酸錫、 ラウ リル酸錫、 ジブチル錫ジアセテート、 ジブチル錫ジラウレート、 ジブチ ル錫ジクロリ ド、 オクタン酸鉛、 ナフテン酸鉛、 ナフテン酸ニッケル、 及びナフテン酸コバルト等が挙げられる。 これらの触媒は単独で用いる こともできるが、 2種類以上任意に混合して使用できる。 これらの触媒 の内、 特に、 有機金属系触媒が好ましい。 その使用量は、 ポリオキシァ ルキレンポリオール 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 0 0 1〜 2 . 0重量 部である。 好ましくは 0 . 0 0 1〜 1 . 0重量部である。
プレポリマ一を製造する時の温度は、 5 0〜 1 2 0 °Cが好ましい。 更 に好ましくは 6 0〜 1 1 0 、 特に好ましくは 7 0〜 1 0 0でである。 ポリオールとポリイソシァネ一ト化合物とを反応させる際には空気中の 水分との接触をさけるため、 不活性ガス存在下で反応させることが望ま しい。 不活性ガスとしては窒素、 ヘリウムなどが挙げられる。 窒素が好 ましい。 窒素雰囲気下、 2〜 1 0時間攪拌しながら反応を行う。
イソシァネート基末端ウレ夕ンプレポリマ一を製造する際に、 反応前 後、 或いは反応途中に、 ポリイソシァネート、 及びポリオールに不活性 な有機溶剤を使用してもよい。 有機溶剤の量としては、 ポリオールとポ リイソシァネー卜の合計重量に対して 1 0 0重量%以下が好ましい。 更 に好ましくは 6 0重量%以下、 最も好ましくは 4 0重量%以下である。 このような有機溶剤として、 芳香族系、 脂肪族系、 脂環族系、 ケトン系、 エステル系、 及び、 エステルエーテル系のものが挙げられる。 例えば、 トルエン、 キシレン類、 へキサン類、 アセトン、 シクロへキサン、 メチ ルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 酢酸ェチル、 酢酸プチル、 ェチルセ口ソルブアセテート、 プチルセ口ソルブアセテート等である。 次に、 遊離ィソシァネート化合物の含有量が 1重量%以下であるイソ シァネート基末端プレボリマーの製造方法について説明する。 遊離ィソ シァネート化合物の含有量が 1重量%以下であるィソシァネ一卜基末端 プレボリマ一の N C O %は、 0. 3〜 3 0重量%である。 好ましくは 0. 5〜2 5重量%、 更に好ましくは 1〜 1 5重量%である。 イソシァネ一 ト基末端プレボリマー中の遊離ィソシァネー卜化合物の含有量は、 0. 8重量%以下が好ましい。 更に好ましくは 0. 5重量%以下、 最も好ま しくは 0. 1重量%以下である。 遊離イソシァネート含有量が 1重量% を超えると、 ポリウレタンのヒステリシスロスが大きくなる。
イソシァネート基末端プレポリマー中の遊離ィソシァネート化合物の 含有量を 1重量%以下に制御するためには、 特定の温度、 圧力の条件下 で、 前記したイソシァネート基末端プレボリマーの減圧処理を行う。 尚、 遊離ィソシァネート化合物の含有量が 1重量%以下であるイソシァネー 卜基末端プレボリマ一の原料となるイソシァネート基末端プレポリマー は、 前記した方法により製造を行う。 減圧処理過程で未反応イソシァネ 一ト化合物の 2量体の生成を抑制するために減圧処理操作は重要な工程 である。 減圧操作時の温度は 7 0〜 1 8 0°Cである。 好ましくは 8 0〜 1 7 0 °C、 更に好ましくは 8 5〜 1 6 0でである。 温度が 7 0 °Cより低 くなると、 未反応イソシァネート化合物を除去する時間が長くなる。 温 度が 1 8 0でを超えると、 減圧処理過程でプレボリマーの粘度が上昇す る。 圧力は、 6 6 5 P a以下である。 好ましくは 2 6 6 P a以下、 更に 好ましくは 1 3 3 P a以下である。 最も好ましくは 1 3. 3 P a以下で ある。 圧力が 6 6 5 P aを超えると、 未反応ポリイソシァネート化合物 を除去する時間が長くなり、 減圧処理過程でプレポリマーの粘度が上昇 する。
減圧処理は、 薄膜蒸発方法が好ましい。 強制循環式攪拌膜型の蒸発器、 或いは流下膜式分子蒸留装置等を用いることができる (参考文献 ; 改訂 第 5版、 化学工学便覧 : 化学工学協会編集、 丸善株式会社、 1 9 8 8年 発行) 。 そのような装置としては、 例えば、 スミス式薄膜蒸発器 (神鋼 パンテック株式会社製、 商品名 : ワイプレン、 ェクセバ) 、 或いは、 コ ントロ式薄膜蒸発器 〔 (株) 日立製作所製、 商品名 : サンべィ式薄膜蒸 発器等〕 が挙げられる。 減圧処理によりプレボリマー中から回収された ポリイソシァネート化合物は、 再度、 プレボリマー反応に使用できる。 使用に際しては、 2量体等の不純物が少ないポリイソシァネート化合物 であることが好ましい。
上記の如く して製造されたイソシァネート基末端プレボリマーに、 硬 化用触媒、 シリコーン系カップリング剤、 充填剤、 可塑剤、 顔料、 補強 剤、 難燃剤、 安定剤、 消泡剤等を目的に応じて添加することができる。 更に、 プレボリマーの経時的な粘度変化を抑制する目的で、 プレボリマ —に無機酸、 有機酸等を添加しても構わない。 無機酸としては、 リン酸、 ピロリン酸が挙げられる。 有機酸としては、 例えば、 アジピン酸、 2— ェチルへキサン酸、 及びォレイン酸等が挙げられる。 これらの酸は単独 で用いることもできるが、 2種類以上併用しても良い。 その使用量は、 イソシァネート基末端プレボリマー 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 0 0 1 〜 3重量部であることが好ましい。 更に好ましくは 0 . 0 0 3〜 1重 量部である。 ぐイソシァネート基末端プレボリマーの製造方法 ( 2 ) >
次いで、 ポリオールとして、 ポリマ一分散ポリオ一ルを使用する方法 について説明する。 ポリマ一分散ポリオールを原料とするィソシァネー ト基末端プレボリマーは、 基本的には、 上記したポリオキシアルキレン ポリオールを使用する方法と同様の方法で製造される。 ポリイソシァネ —ト化合物、 添加助剤等についても上記と同様のものが用いられる。 即 ち、 ポリオキシアルキレンポリオールの代わりに、 ポリマー分散ポリオ ールを使用する方法である。 ポリマー分散ポリオールとしては、 上記本 発明に係わるポリマー分散ポリオールの製造方法で得られた物が用いら れる。 イソシァネート基末端プレボリマーの粘度を考慮すると、 上記本 発明のポリマー分散ポリオールの内、 ポリマー濃度が 5〜 3 0重量%程 度のものが好ましい。イソシァネート基末端プレボリマーの N C O %は、 0 . 3〜 3 0重量%、 好ましくは、 1〜 1 5重量%である。
<ポリウレタン樹脂の製造方法 ( 1 ) >
イソネート基末端プレボリマーを原料とするポリウレタン樹脂の製造 方法について説明する。 ポリウレタン樹脂は、 前記方法で製造されたィ ソシァネート基末端プレボリマーを含むプレポリマーと鎖延長剤を反応 させることにより製造される。 イソシァネート基末端プレボリマー及び 鎖延長剤の使用量は、 イソシァネートインデックスが 0 . 6〜 1 . 5と なる範囲で反応させる。 好ましくは 0 . 8〜 1 . 3、 更に好ましくは 0 .
9〜 1 . 2である。 得られるポリウレタン樹脂は、 主にポリウレタンェ ラス トマ一、 ポリウレタンゥレアエラス トマ一、 塗料、 接着剤分野等で 使用できる。
プレボリマーは、 前記製造方法により製造されたイソシァネ一ト基末 端プレボリマーを少なくとも 6 0重量%を含むものが好ましい。 更に好 ましくは少なく とも 7 0重量%含むものである。 最も好ましくは前記の 方法により製造されたイソシァネート基末端プレボリマー単独である。 本発明の方法以外の製造方法で得られるイソシァネー卜基末端プレポリ マーの好ましい形態としては、 例えば、 特公平 6 - 1 3 5 9 3号公報に 例示されているポリテトラメチレングリコール、 ポリオキシエチレンァ ジぺ一ト、 及びポリカプロラク トンポリオールをポリオール成分とした イソシァネート基末端プレポリマーが挙げられる。 本発明の方法で得ら れるポリオキシアルキレンポリオ一ルを原料とするイソシァネート基末 端プレポリマ一の含有量が 6 0重量%未満になるとプレポリマーの粘度 が上昇し、 作業性が低下する。
鎖延長剤とは、 イソシァネート基と反応できる活性水素基を 1分子中 に 2個以上有する化合物である。 例えば、 ポリオール化合物、 及びポリ アミン化合物の少なく とも 1種類の活性水素基含有化合物が挙げられる。 ポリオール化合物としては、 例えば、 エチレングリコール、 プロピレン グリコ一ル、 ジプロピレングリコール、 ジエチレングリコール、 トリエ チレングリコール、 1 , 3—プロパンジオール、 1 , 3 —ブタンジォ一 ル、 1, 4—ブタンジオール、 1, 5—ペンタンジオール、 ネオペンチ ルグリコール、 1, 6—へキサンジオール等の 2価のアルコール類、 グ リセリ ン、 トリメチロールプロパン等の 3価のアルコール類、 1, 4— シクロへキサンジオール、 スピロへキサンジオール等のシクロへキシレ ン、 スピロ環及びメチレン鎖を含み、 それらを結合するものとしてエー テル結合、 エステル結合等の各種結合を含む化合物である。
又、 それらの誘導体として各種置換基を含むもの等が使用できる。 更 に、 芳香族アルコール類として、 ハイ ドロキノン、 レゾルシン、 ビスヒ ドロキシエチレンテレフタレート等の化合物、 及び、 それらの化合物の 水酸基当たり、 1〜 4モルのエチレンオキサイ ド、 プロピレンォキサイ ドから選ばれる少なく とも 1種のアルキレンォキサイ ドを付加したポリ オールも使用できる。
ポリアミン化合物としては、 トリ レンジァミン、 3 , 5—ジェチルー 2, 4—ジァミノ トルエン、 3, 5—ジェチル一 2, 6—ジァミノ トル ェン、 ジフエニルメタンジァミン、 及び、 それら異性体の混合物、 m— フエ二レンジァミン、 3, 3 ' —ジクロ口一 4 , 4 ' —ジアミノジフエ ニルメタンの芳香族ジアミン類が挙げられる。 又、 イソホロンジァミン、 ノルボルネンジァミン等の脂環族ジァミン類や、 エチレンジァミン等の 直鎖脂肪族ジァミン、 カルポジヒ ドラジド、 アジピン酸ジヒ ドラジド等 のアルキルジヒ ドラジド、 或いは、 それらの誘導体など従来公知のポリ ァミン化合物が使用できる。 更に、 これらの活性水素化合物に従来公知 の方法によりアルキレンォキサイ ドを付加したァミノ基含有ポリオール も鎖延長剤として使用できる。 これらのポリオール類、 ポリアミン類を 任意の割合で混合し、 鎖延長剤として使用することもできる。
前記化合物の中で好ましくは、 エチレングリコール、 プロピレングリ コール、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 1 , 4ーブ タンジオール、 1 , 4 —シクロへキサンジオール、 グリセリン、 トリメ チロールプロパン、 3, 5—ジェチルー 2 , 4 —ジァミノ トルエン、 3, 5—ジェチル一 2 , 6 —ジァミノ トルエン、 3 , 3 ' —ジクロロー 4 , 4 ' —ジアミノジフエニルメタン、 イソホロンジァミン、 ノルボルネン ジァミン、 及びこれらの化合物にアルキレンォキサイ ドを付加重合した ポリォ一ルである。
予め、 前記したしたイソシァネート基末端プレボリマ一、 及び鎖延長 剤を、 所定の温度、 例えば、 3 0〜 1 5 0 °Cに調整し、 減圧脱泡処理を 行う。 次いで、 両成分を急速撹拌して混合し、 所定温度、 例えば 4 0〜 1 4 0 °Cに加熱した型に注入して成形物 (ポリウレタン樹脂) を製造す る。 この際に、 硬化用触媒、 無機酸、 有機酸、 シリコーン系カップリン グ剤、 充填剤、 可塑剤、 顔料、 補強剤、 難燃剤、 安定剤、 消泡剤等をポ リウレタン樹脂の使用目的に応じて添加することができる。 ポリウレ夕 ン硬化用触媒としては、 前記した、 ァミン化合物、 有機金属化合物等の ポリウレタンを製造する従来公知の触媒が使用できる。
プレポリマーの経時的な粘度変化を抑制する目的で、 プレボリマーに 無機酸、 或いは有機酸を添加しても構わない。 無機酸としては、 リン酸 が好ましい。 有機酸としては、 例えば、 アジピン酸、 2—ェチルへキサ ン酸およびォレイン酸等が使用できる。 これらの酸は単独で用いること もできるが、 2種類以上併用しても良い。 その使用量は前記イソシァネ —ト基末端プレボリマ一 1 0 0重量部に対して 0. 0 0 1〜 1 0. 0重 量部である。 好ましくは 0. 0 0 3〜5. 0重量部である。
上述のようにして、 本発明に係わるイソシァネート基末端プレボリマ 一を主成分とするプレボリマーと活性水素基を含有した鎖延長剤とを反 応させることにより、 ポリウレタン樹脂が製造される。 かかる方法の他 に、 本発明に係わるポリオキシアルキレンポリオールを少なく とも 6 0 重量%含むポリオール、 ポリイソシァネート、 及び、 鎖延長剤を同時に 混合して成形する、 ワンショ ッ ト法も適用できる。
<ポリウレタン樹脂の製造方法 ( 2 ) >
次いで、 前記製造方法により得られたポリォキシアルキレンポリォ一 ルを硬化剤として使用するポリウレタン樹脂の製造方法について説明す る。 該ポリウレタン樹脂は、 前記製造方法により得られたポリオキシァ ルキレンポリオールとイソシァネ一ト基末端プレボリマーとを反応させ ることにより製造される。 通常、 このような方法により得られるポリウ レタン樹脂は、 防水材、 シーリ ング材用途に使用される。 硬化剤として 用いるポリオキシアルキレンポリオールは、 ポリオキシアルキレンポリ オールの製造方法の項で説明した、 ( 1 ) 〜 (4) の要件を満たすもの である。 その内、 OHVとしては、 8〜 1 0 0mgKOHZgのものが 好ましい。 更に好ましくは 1 0 ~ 5 O m g K O H Z gのポリオキシアル キレンポリオールである。
予め、 ポリオキシアルキレンポリオールに対し、 ウレタン化触媒、 可 塑剤、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤、 充填剤、 補強剤、 難燃剤、 消泡剤、 顔料、 シリコーン系カップリング剤等の助剤を混合してもよい。 これら の各種の助剤は、 従来公知の化合物を使用することができる。 助剤の添 加総量は、 ポリオキシアルキレンポリオ一ル 1 0 0重量部に対して、 1 0〜 8 0 0重量部である。 好ましくは 2 0〜 7 0 0重量部である。 前記 方法で得られたポリオキシアルキレンポリオールであれば、 分子量 (O H V ) 、 官能基数、 ォキシプロピレン基の含有量等の異なるポリオキシ アルキレンポリオールを任意の割合で混合してもよい。
シリコーン系カップリ ング剤としては、 例えば、 ァ一ァミノプロピル トリメ トキシシラン、 ァーメルカプトプロピルトリメ トキシシラン、 ァ -ダリシドキシプロピルトリメ トキシシランなどが挙げられる。 その使 用量は、 ポリオキシアルキレンポリオール 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 1 〜 8重量部であることが好ましい。 更に好ましくは 0 . 0 3〜 5重 量部である。 又、 ポリオキシアルキレンポリオールに、 前記したポリア ミン化合物を添加してもよい。
ポリオキシアルキレンポリオールと上記助剤との分散安定性を向上さ せるために、 攪拌混合を十分実施する。 攪拌方法は、 一軸或いは二軸式 のスクリューを装着した混練方式の形態が好ましい。 主剤として用いる イソシァネ一卜基末端プレボリマーは、 前記の方法により製造されたィ ソシァネート基末端プレボリマーが好ましい。 他の方法で製造されたィ ソシァネート基末端プレボリマーを併用してもよい。 その場合、 前記方 法により製造されたイソシァネート基末端プレポリマ一を少なく とも 6 0重量%含むものが好ましい。 更に好ましくは 7 0重量%である。 主剤であるイソシァネート基末端プレボリマーと、 硬化剤であるポリ ォキシアルキレンポリオールを、 十分攪拌混合し、 得られた混合液を、 温度 1 0〜 5 0 °Cの範囲で硬化させる。 硬化時間としては、 硬化剤に添 加した触媒の量にも依るが、 通常、 1〜 7 日間である。 ポリオキシアル キレンポリオール及びイソシァネート基末端プレボリマーは、 イソシァ ネートインデックスが 0. 8〜 1. 3となる範囲で反応させる。 好まし くは 0. 8 5〜: 1. 2、 更に好ましくは 0. 9〜 1. 1の範囲である。
<軟質ポリウレタンフォームの製造方法〉
最後に、 軟質ポリウレタンフォームの製造方法について説明する。 本 発明により製造される軟質フォームの全密度は、 2 0 k gZm3〜 6 0 k gノ m3であることが好ましい。 更に好ましくは 2 5 k g/m3〜 5 5 k g/m3、 最も好ましくは 2 7 k g/m3〜 5 0 k gZm3である。 機械 強度の指標であるフォームの伸びは、 9 0〜 2 0 0 %であることが好ま しい。 更に好ましくは 1 0 0〜 1 8 0 %である。 湿熱時の圧縮永久歪は 1 8 %以下であることが好ましい。 更に好ましくは 1 5 %以下、 最も好 ましくは 1 3 %以下である。
本発明の方法で得られる軟質ウレタンフォームの湿熱時の圧縮永久歪 みの下限値は、 フォームの密度にも依る力 、 2 %程度である。 更に、 フ オームの繰り返し圧縮試験における硬度ロスは 2 0 %以下であることが 好ましい。 更に好ましくは 1 5 %以下である。 最も好ましくは 1 2 %以 下である。 本発明の方法で得られた軟質フォームの繰り返し圧縮試験に おける硬度ロスの下限値は、 フォームの密度にも依るが、 1 %程度であ る。
本発明に係わる軟質ウレタンフォームは、 水、 触媒、 及び整泡剤の存 在下、 下記 ( a) 、 又は (b) のポリオールのいずれか 1種のポリオ一 ルとポリイソシァネート化合物とを攪拌混合することにより製造される。 ポリオールフォームの製造に際しては、 目的の物性に応じて、 架橋剤、 その他添加剤を単独、 又は複数種を組み合わせて添加してもよい。 この 時、 架橋剤、 その他添加剤は、 下記 ( a ) 又は (b ) のポリオール、 或 いは、 ポリイソシアナート化合物のいずれか一方、 又は、 双方に添加し ても良い。 或いは、 ポリイソシアナ一ト化合物、 水、 触媒、 整泡剤、 及 び、 下記 ( a ) 又は (b ) のポリオールを混合する混合機、 又は反応機 に添加しても良い。
( a ) 前記本発明の製造方法で得られたポリォキシアルキレンポリォー ルを少なくとも 3 0重量%含むポリオール。
( b ) 前記本発明の製造方法で得られたポリマー分散ポリオールを少な くとも 1 0重量%含むポリオール。
先ず、 ( a ) を使用する製造方法について説明する。 本発明の製造方 法で得られたポリオキシアルキレンポリオ一ルを少なくとも 3 0重量% 含むポリオールを使用する。 該ポリオールの好ましい含有量は、 少なく とも 5 0重量%である。 更に好ましくは少なくとも 6 0重量%である。 本願発明に係わるポリォキシアルキレンポリオールの含有量が 3 0重 量%未満になると、 得られる軟質ウレタンフォームの耐久性、 フォーム の成形性等が低下する。
併用してもよい、 本発明の製造方法で得られたポリオール以外のもの としては、 U S P 5 , 9 1 6 , 9 9 4号公報記載の水酸化セシウムを触 媒とした、 モノオール含有量 (本発明の C = Cに対応する) の低いポリ ォキシアルキレンポリオール、 従来公知の方法で製造されたポリマー分 散ポリオール、 ポリエステルポリオール等が挙げられる。 又、 O H V、 C = C、 ォキシプロピレン基の含有量、 ォキシエチレン基の含有量、 或 いは、 平均官能基数が異なるポリォキシアルキレンポリオールを 2種類 以上併用しても構わない。
本発明に係わるポリォキシアルキレンポリオールの好ましい分子構造 としては、 活性水素基が 3〜 4の化合物を重合開始剤としたポリオール であり、 その重合開始剤としては、 前記した活性水素化合物の内、 ダリ セリン、 トリメチロールプロパン、 ペン夕エリスリ トール等が例示でき る。 OHVは 1 0〜 7 0 mg KOHZgのものが好ましい。 更に好まし くは 1 2〜 6 Omg KOHZgである。 最も好ましくは 1 5〜 5 5 m g K〇H/gである。 エチレンォキサイ ドの付加重合によるォキシェチレ ン基の含有量は 5〜 3 0重量%のものが好まい。 更に好ましくは 6〜 2 5重量%、 最も好ましくは 8〜 2 0重量%である。 ポリオキシアルキレ ンポリオール中のォキシエチレン基の含有量が 3 0重量%より多くなる と、 軟質フォームの湿熱時の永久圧縮歪みが悪化する傾向になる。 又、 ォキシエチレン基は、 ポリオキシアルキレンポリオールの分子末端に導 入することが好ましい。 ォキシエチレン基の分子末端への導入により、 ポリオキシアルキレンポリオールの分子末端の 1級水酸基化率が向上す るためである。 本発明に係わるポリォキシアルキレンポリオールの内、 分子末端の 1級水酸基化率が 5 0モル%以上であるものが好ましい。 更 に好ましくは 6 0モル%以上、 最も好ましくは 7 0モル%以上である。 次いで、 (b) を使用する方法について説明する。 前記本発明の製造 方法で得られたポリマー分散ポリオールを少なくとも 1 0重量%含むポ リオールが使用される。 好ましくは少なくとも 1 5重量%、 更に好まし くは少なくとも 2 0重量%である。 ポリマ一分散ポリオールのポリマー 粒子濃度が 3 0〜 6 0重量%程度である場合、 ポリマー分散ポリオール の使用上限値は、 6 0重量%程度が好ましい。 更に好ましい上限値は 5 0重量%である。
併用してもよい、 本発明の製造方法以外の方法で製造されたポリォー ルとしては、前記した本発明に係わるポリォキシアルキレンポリオ一ル、 U S P 5 , 9 1 6 , 9 9 4号公報記載の水酸化セシウムを触媒とした、 モノオール含有量の低いポリォキシアルキレンポリオール、 該ポリオ一 ルを分散媒としたポリマー分散ポリオール、 従来公知の方法で製造され たポリマー分散ポリオ一ル、 ポリエステルポリオール等が挙げられる。 又、 O H V、 C = C、 ォキシプロピレン基の含有量、 ォキシエチレン基 の含有量、 或いは、 平均官能基数が異なるポリオキシアルキレンポリオ ールを分散媒としたポリマー分散ポリオ一ルを 2種類以上併用しても構 わない。 更に、 O H V、 ポリマー粒子濃度、 ポリマー粒子を形成するェ チレン性不飽和モノマー単位の異なるポリマ一分散ポリオールを 2種以 上併用しても構わない。
軟質ウレタンフォームを製造する際には、 上記ポリオールの他、 発泡 剤となる水、 触媒、 及び整泡剤が用いられる。 水は、 ポリイソシァネー ト化合物と反応して炭酸ガスを発生するので、 発泡剤として機能する。 水の使用量は、 上記ポリオキシアルキレンポリオール及びポリマー分散 ポリオールを含むポリオール 1 0 0重量部に対して、 1〜 8重量部が好 ましい。 更に好ましくは 2〜7重量部、 最も好ましくは 2 . 5〜6重量 部である。 水と併用して、 地球環境保護の目的で開発されたハイ ドロフ ルォロカ一ボン類、 ハイ ド口クロ口フルォロカーボン類 (H C F C— 1 3 4 a等) 、 炭化水素類 (シクロペンタン等) 等を発泡助剤として用い ても構わない。 水と併用する発泡助剤の使用量は、 目的とする軟質フォ ームの密度にも依るが、 ポリオール 1 0 0重量部に対して、 1〜3 0重 量部が好ましい。 更に好ましくは 2〜2 5重量部である。
触媒は、 従来公知のものが使用できる。 その使用量は、 通常、 ポリオ —ル 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 0 5〜 1 0重量部である。 好ましく は 0 . 0 1〜 5重量部である。 具体的な触媒を例示すると、 例えば、 ト リエチレンジァミン、 ビス (N, N—ジメチルアミノエチルエーテル) 、 モルホリン類等の脂肪族ァミン類、 オクタン酸スズ、 ジブチルチンジラ ゥレート等の有機錫化合物が挙げられる。 これらの触媒は単独、 又は 2 種類以上併用しても構わない。
整泡剤は、 従来公知の有機ケィ素系界面活性剤が使用できる。 その使 用量は、 ポリオ一ル 1 0 0重量部に対して、 0. 1〜4重量部である。 好ましくは 0. 2〜 3重量部である。 整泡剤としては、 例えば、 東レ ' ダウコーニング ' シリコ—ン社製、 商品名 : S RX— 2 7 4 C、 S F - 2 9 6 9、 S F— 2 9 6 1、 S F— 2 9 6 2、 或いは、 日本ュニカー社 製、 商品名 : L— 5 3 0 9、 L— 3 6 0 1、 L— 5 3 0 7、 L - 3 6 0 0等が使用できる。
その他の助剤として、 架橋剤、 難燃剤、 顔料等があり、 それぞれを必 要に応じて添加することができる。 架橋剤を使用する場合、 架橋剤とし ては、 OHV 2 0 0〜 1 8 0 Omg KOHZgのポリオールが用いられ る。 例えば、 グリセリン等の脂肪族多価アルコール類、 ジエタノールァ ミン、 トリエタノールァミン等のアル力ノールアミン類等の活性水素化 合物、 OHV 2 0 0〜 1 8 0 O mg KOHZgのポリオキシアルキレン ポリオール等が用いられる。 その他、 従来公知の架橋剤が用いられる。 架橋剤の使用量は、 ポリオール 1 0 0重量部に対して、 0. 5〜 1 0重 量部が好ましい。
予め、ポリオキシアルキレンポリオール又はポリマ一分散ポリオール、 水、 触媒、 整泡剤、 及び、 目的に応じて架橋剤、 難燃剤等を混合するこ とにより、 レジンプレミックスを調製し、 得られたレジンプレミックス からフォームを製造することもできる。 レジンプレミックスには、 その 他助剤として顔料、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤等も添加することができ る。 ポリイソシァネートとしては、 2 , 4— トリレンジイソシァネート( 2 , 4— TD I ) 、 2 , 6—トリ レンジイソシァネート ( 2, 6— TD I ) 及び、 それらの混合物が挙げられる。 通常、 トリレンジイソシァネート (TD I ) は、 2, 4—TD I と 2, 6— T D I の異性体の混合物の形 態である。 トリレンジイソシァネート中の異性体の重量比は、 2 , 4— TD I / 2 , 6— TD I の重量比で、 8 0 : 2 0が好ましい (TD I — 8 0ノ 2 0という) 。 更に、 TD I と特開平 1 1一 1 4 0 1 54号公報 記載の一般式 ( 3) で表されるポリメチレンポリフエ二ルポリイソシァ ネートとの混合ポリイソシァネ一卜が好ましい。 このようなポリイソシ ァネート化合物としては、 三井化学 (株) 製、 商品名 : コスモネ一卜 M — 2 0 0、 同 M— 3 0 0 0等が例示できる。
混合ポリイソシァネート化合物において、 TD I とポリメチレンポリ フエ二ルポリィソシァネ一トの混合比は、 重量比で 5 0 : 5 0〜 9 8 : 2が好ましい。 更に好ましくは 6 5 : 3 5〜 9 5 : 5、 最も好ましくは 7 0 : 3 0〜 9 0 : 1 0である。 これらポリイソシァネートと OHVが 1 0 0〜 2 0 0 Omg KOHZgのポリオール、 活性水素化合物等とを 反応させたウレタン変性体、 ポリイソシァネー卜のビュレツ ト変性体、 イソシァヌレート変性体、 及び、 ァロファネート変性体も使用できる。 軟質ウレタンフォームの製造における NCOインデックスは 0.6〜 1. 5、 好ましくは、 0. 7〜 1. 4、 最も好ましくは、 0. 7〜 1. 3である。
本発明に係わる軟質ポリウレタンフォームの成形方法は、 通常、 レジ ンプレミックスとポリイソシァネートとを高圧発泡機、 低圧発泡機等を 用いて混合、 成形する方法が好ましい。低圧発泡機を使用する場合には、 2種を超える成分の混合が可能である。 そのため、 ポリオール系、 水系、 触媒系、 難燃剤系、 ポリイソシァネート系等に分割して混合することも できる。 これらの混合液は、 発泡機の混合ヘッ ドから吐出され、 そのま ま発泡、 硬化させて軟質ポリウレタンフォームを製造し、 目的とする形 状に加工することもできる。 或いは、 混合液を金型内に注入し、 発泡、 充填、 硬化させて所定形状の成型品を得ることもできる。 通常、 硬化時 間は 3 0秒〜 3 0分である。 金型温度は、 室温〜 8 0で程度、 硬化温度 は、 室温〜 1 8 0 °Cの条件で軟質ポリウレタンフォームが製造される。
レジンプレミックスの形態で使用する場合、 通常、 高圧発泡機、 又は 低圧発泡機内で、 ポリイソシァネートと混合される。 有機スズ系触媒の ような加水分解性を示す化合物を触媒として使用する場合、 水との接触 を避けるため、 水成分、 有機スズ触媒成分を分離し、 発泡機の混合へッ ドで混合する方法が好ましい。 実施例
以下、 実施例を示し、 本発明について更に詳細に説明する。 尚、 実施 例に示した各特性値は下記方法により測定した。
( 1 ) ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基価 (OHV、 単位 : m g KOH/ g) 、 総不飽和度 (C = C、 単位 : me q . /g) 、 及び粘 度 (以下、 ?7という、 単位 : mP a · s Z 2 5で)
J I S K- 1 5 5 7記載の方法により測定する。
(2 ) ポリオキシアルキレンポリオールの Η— Τ結合選択率 (単位 : モ ル%)
日本電子 (株) 製、 4 0 0 MH z 13C核磁気共鳴 (NMR) 装置を用 レ 、 重水素化クロ口ホルムを溶媒として、 ポリオキシアルキレンポリオ —ルの13 C— NMRスぺク トルをとり、 H— T結合のォキシプロピレン ユニッ トのメチル基のシグナル [1 6. 9〜 1 7. 4 p pm、 以下、 A という]とヘッ ド一 トウ一ヘッ ド (H e a d— t o— H e a d) 結合の ォキシプロピレンユニッ トのメチル基のシグナル [1 7. 7〜 1 8. 5 p pm、 以下、 Bという]を測定し、 数式 { 〔A/ (A+ B) ] X 1 0 0 } から算出する。 尚、 各シグナルの帰属は Macromolecules、 第 1 9巻、 1 3 3 7— 1 34 3ページ ( 1 9 8 6年) 、 F.に Sch i 11 i ng、 A.E.Tonelli の報文に記載された値を参考にする。
( 3 ) ポリォキシアルキレンポリオール中の P =N結合を有する化合物 触媒の残存量 (以下、 触媒残存量という。 単位: p pm)
ポリオール中の窒素残存量を定量することにより、 P = N結合を有す る化合物の残存量を逆算する。 ポリオールをメスフラスコに秤量し、 ト ルェン (試薬特級) を用いて希釈し、 次いで、 微量全窒素分析装置 (三 菱化学 (株) 製、 形式: TN— 1 0 0型) を用いて窒素濃度の定量を行 う。
(4) 粗製ポリオキシアルキレンポリオール (以下、 粗製ポリオ一ルと いう) 中の触媒濃度 (単位; p pm)
粗製ポリオール約 1 5 gを 1 0 Om 1容積のビーカーに抨量した後、 6 0 m 1のイソプロピルアルコール Z水 (体積比: 1 0 Z 6 ) の溶液に 溶解し、 l Z l O Omo l ZLの塩酸を用いて、 電位差滴定装置 (平沼 産業 (株) 製、 型式: T S— 9 8 0型) により定量する。
( 5) ポリオキシアルキレンポリオール中のナトリウム濃度 (単位; p p m)
粗製ポリオールから触媒除去を行う際に使用する固体酸から溶出する ナトリウム (以下、 N aという) 濃度を測定する。 原子吸光分析装置 (パ 一キンエルマ社製、 形式: 5 1 0 0 P C型) を用いて定量する。 定量限 界は 0. 1 p p mである。
( 6) P = N結合を有する化合物触媒及び活性水素化合物中の水分 (単 位: m) 水分測定装置 (平沼産業 (株) 製、 型式 : AQV— 7 ) を用いて測定 する。
( 7 ) ポリオキシアルキレンポリオールのォキシプロピレン基の含有量
(以下、 P O含量という。 単位: 重量%) 、 及び、 ポリオキシアルキレ ンポリオールの分子末端のォキシエチレン基含有量 (以下、 末端 E〇量 という。 単位: 重量%)
ポリォキシアルキレンポリオールを重水素化したァセトンに溶解し、 上記13 C— NMR測定により、 P O含量、 及び末端 E O量を測定する。
( 8 ) 固体酸及びその特性値
実施例、 比較例で使用した固体酸、 及びその特性値を [表 1 ]に示す。 固体酸の組成、 比表面積、 並びに平均細孔直径は下記 ( 9) 〜 ( 1 0) 項に記載した方法により測定した。 固体酸の組成は、 酸化マグネシウム
(M g O) 、 酸化アルミニウム (A 123) 、 及び、 二酸化珪素 (S i 02) の重量%で表示した。 固体酸 A、 B、 C及び Fは、 協和化学工業
(株) 品である。 固体酸 D及び Eは、 富田製薬 (株) 品である。
【表 1】
実 施 例 比 較 例
固体酸 A B C D E F 成分(重量 <½)
MgO 14.8 14.1
Al203 11.5 10.7 10.7 10.2
Si02 63.7 63.3 66.3 63.2 69.6 61.5 比表面積 (m2/g) 761 657 521 338 267 148 平均細孔直径 (A) 86.7 78.5 43.6 90.5 270 202 ( 9 ) 固体酸の組成
固体酸 1重量部に対して、 硝酸 5重量部を添加し、 8 0°Cにて 24時 間加熱する。 室温まで冷却して得られた均一溶液を試料とする。 試料溶 液を高周波誘導結合プラズマ測定装置 〔 (株) 島津製作所製、 形式: I C P S— 8 0 0 0 C〕 を用いて分析し、 ケィ素、 アルミニウム、 及びマ グネシゥムの定量を行う。
( 1 0 ) 固体酸の比表面積 (単位 ; m2Zg) 、 及び平均細孔直径 (単 位 ; A)
測定装置 (カンタクロム社製、 形式: オートソルブ 3 ) を用いる。 測 定前に固体酸を 1 5 0 :、 1. 3 3 k P a以下で 1時間、 加熱減圧処理 を行う。 吸脱着ガスには窒素を用いる。 製造例 1
ホスファゼニゥム化合物 (以下、 P Z Nという)
温度計、 滴下ロートを取り付けた 3 0 0 0 m 1 の 3つ口フラスコに五 塩化リン (純正化学 (株) 製) 6 0. 2 0 gを秤取り、 5 2 5m lのォ ルソジクロ口ベンゼン (以下、 OD C Bという。 三井化学 (株) 製) を 加えて懸濁液とした。 この懸濁液を 3 0でに加熱し、 9 0 0 m lの OD C Bに、 Reinhard Schwes inger, et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl . , 1 9 9 3, 3 2, 1 3 6 1〜 1 3 6 3 ) 記載の方法により合成したトリ ス (ジメチルァミノ) ホスファゼン { (M e 2N) 3P = NH} 43 9. 2 7 gを溶解させた溶液を 1時間かけて滴下した。 同温度で 3 0分間攪 拌した後、 約 3 0分間かけて 1 6 0でまで昇温し、 更に 2 0時間攪拌し た。 生成した不溶物をろ過した。 ろ液にイオン交換水を添加し、 3回水 洗処理を行った。
水洗処理後の水不溶層 (以下、 有機層という) 1 0 9 1. 2 gに対し て、 イオン交換水 6 1 9. 2 6 gと 1 m o 1 ZLの塩酸を 2 8 9. 5 m 1加え、 水層を分液し、 テトラキス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフ オラニリデンァミノ]ホスホニゥムクロライ ド { [ (M e 2N) 3P =N]4 P+C 1 "I を得た。 更に、 イオン交換水を加え、 2. 5重量%水溶液に 調製した。 次いで、 1 m o 1 ZLの水酸化ナトリウム水溶液により交換 基を水酸基型にしたイオン交換樹脂レバチッ ト MP— 5 0 0 (バイエル 社製) を充填したポリカーボネート製円筒状カラムにテトラキス [トリ ス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ]ホスホニゥムクロラ イ ドの 2. 5重量%水溶液を 2 3で、 S V (S p a c e V e l o c i t y) 0. 5 ( 1 /h r ) でカラム底部より上昇流で通液し、 テトラキ ス [卜 ス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ]ホスホニゥム ヒ ドロキシドにイオン交換を行った。
更に、 該イオン交換樹脂を充填したカラムにイオン交換水を通液し、 カラムに残存しているホスファゼニゥム化合物の回収を行った。その後、 テトラキス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ]ホス ホニゥムヒドロキシドの水溶液を 8 0t:、 7. 9 8 k P aの条件下で 2 時間、 更に 8 0T:、 1 3 3 P aの条件で 7時間減圧脱水処理を行うこと により、 粉末のテトラキス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリ デンァミノ]ホスホニゥムヒ ドロキシド { [ (M e 2N) 3P = N]4P+OH -} ( P Z N) を得た。
乾燥後の該化合物の重量測定から求めた収率は 9 8重量%であった。 重水素化ジメチルホルムアミ ド溶液によるテトラメチルシランを内部標 準とした1 H— NMR (日本電子製 4 0 0 MH z NMR) の化学シフト は 2. 6 p p m ( d , J = 9. 9 H z、 7 2 H) であった。 元素分析値 は、 C : 3 8. 2 8、 H : 9. 8 2、 N : 2 9. 4 3、 P : 1 9. 94 (理論値、 C : 3 8. 0 9、 H : 9. 7 2、 N : 2 9. 6 1 , P : 2 0. 4 6 ) であった。 該ホスファゼニゥム化合物は、 化学式 ( 1 ) において、 a、 b、 c、 dの順に ( 1, 1, 1, 1 ) で、 Rがメチル基であり、 Q -が OH-のヒド口キシァ二オンである。
製造例 2
ホスフィンォキシド化合物 (以下、 P Z Oという)
ォキシ三塩化リン、 及び、 製造例 1で製造された、 トリス (ジメチル ァミノ) ホスファゼンを原料とし、 溶媒に、 トルエンを使用して、 ジャ ーナル ォブ ジェネラル ケミストリ一 ォブ ザ ュ一エスエスァ ール (US S R) 、 第 5 5巻、 1 4 5 3ページ ( 1 9 8 5年発行) 記載 の方法により、 トリス [トリス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデン ァミノ] ホスフィンォキシド { [ (M e 2N) 3P = N] 3P = O · 0. 2 9 (H20) } (Meはメチル基を示す。 以下、 同様) の合成を行った。 次いで、 該化合物を、 五酸化リンを乾燥剤としたデシケ一夕一に入れ、 2 3で、 6 5 5 P aの条件で、 1週間乾燥させ、 水を含まないトリス [ト リス (ジメチルァミノ) ホスフオラニリデンァミノ] ホスフィンォキシ ド { [ (M e2N) 3P = N] 3P = 0} を得た。 得られた化合物は、 化学 式( 2 )で表されるホスフィンォキシド化合物において、 Rがメチル(M e ) 基であり、 Xが 0である。 化学式の同定は、 3IP— NMR、 Ή- N MR、 及び、 元素分析法により実施した。 製造例 3
ホスファゼン化合物 (以下、 P Z Bという)
F u 1 k a社製、 商品名 : ホスファゼンベース Pく t Z4>_ t - O c tの 1. 0 Omo 1 ZLに調整された n—へキサン溶液を用いた。 該 化合物は、 化学式 ( 3 ) において、 Qが t e r t 一才クチル基、 Dがジ メチルァミノ基、 ( 1 、 m、 n) の順に ( 1、 1、 1 ) であるホスファ ゼン化合物である。
<ポリオキシアルキレンポリオールの製造 >
実施例 1
ポリオキシアルキレンポリオール A
窒素雰囲気下、 水分が 34 5 p pmであるジプロピレングリコール 1 モルに対して、 5 X 1 0-3モルの P Z N ( 3 0重量%のトルエン溶液の 形態、 以下、 同様) を加え、 窒素置換を行った後、 1 0 5°Cに昇温し、 同温度にて、 窒素を液相中に導入しながら、 1. 3 3 k P a以下の条件 で、 3時間の加熱減圧処理を行った。 次いで、 8. 6 5 k P aの圧力か ら、 重合温度 8 0で、 最大反応圧力が 3 3 0 k P aの条件で、 OHVが 2 8mg KOHZgになるまで、 プロピレンォキサイ ドの付加重合反応 を行った。 オートクレープの圧力変化が認められなくなった時点で、 8 0t:、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行い、 粗 製ポリォキシアルキレンポリオールを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 Ot:に調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 3重量%、 固体酸 Aを 0. 8重 量%添加し、 同温度にて 2時間の吸着反応を行った。 その後、 該ポリオ ールに対して、 酸化防止剤 [チバスぺシャリティーケミカルズ (株) 製、 商品名: I RGAN 0X 1 0 1 0、 以下、 同様]を 7 5 0 p pm添加し、 1 1 0で、 8 8 0 P aの条件で、 3時間の加熱減圧脱水処理を行った。 窒素を用いて大気圧まで加圧した後、 保持粒径 1 mのろ紙 (アドバン テック東洋 (株) 製、 5 Cタイプ、 以下、 同様) により、 減圧ろ過を行 レ ポリオキシアルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシ アルキレンポリオ一ル Aの OHVは 2 8. 3 mg KOH/g、 C = Cは 0. 0 1 3 m e q . Zg、 H— T結合選択率は 9 6. 5mo l %、 τ?は 9 0 0 m P a · s / 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 2. 5 p pmであった。 P 0含量は、 1 0 0重量%であり、 ナトリウム残存量 (以下、 N a残存 量という) は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。
実施例 2
ポリオキシアルキレンポリオール B
予め、 窒素を通気しながら、 1 1 0°C、 6 5 5 P aの条件で 1. 5時 間の加熱減圧脱水処理を行い、 水分を 9 5 p pmに調整したグリセリン 1モルに対して、 6 X 1 0 3モルの P Z Oを加え、 窒素置換を行った後、 8 5°Cに昇温した。 次いで、 大気圧下、 重合温度 8 5°C、 最大反応圧力 が 4 5 5 k P aの条件で、 O H Vが 2 8 m g K 0 H Z gになるまで、 プ ロピレンォキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレープの圧力変 化が認められなくなった時点で、 8 5°C、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオ一ルを 得た。
次いで、 1 2 0 °Cに昇温し、 同温度で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間減圧処理を行った後、 窒素により 2 3 0 k P aまで加圧した。 0 HVが 2 4mg K〇H/gになるまで、 エチレンォキサイ ドの逐次装入 を行った。 エチレンオキサイ ドの装入後、 ォ一トクレーブの圧力変化が 認められなくなるまで反応を継続した。 その後、 同温度にて、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間減圧処理を行った。 次いで、 窒素雰囲 気下、 8 0でに調整した該粗製ポリオキシアルキレンポリオールに対し て、 イオン交換水を 2重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 8重量%添加し、 8 0 °C、 1時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポリオールに対して、 酸化防止剤を 7 5 0 p pm添加し、 1 1 0° (:、 8 8 O P aの条件で、 3 時間の加熱減圧脱水処理を行った。窒素を用いて大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシアルキレンポリオールの精 製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリオール Bの OHVは 2 4. 2 mg KOH/g、 C = Cは 0. 0 1 8 m e q . Z g、 H— T結合選択 率は 9 7. l mo l %、 7?は 1 4 2 0 mP a ' s Z 2 5 °Cであり、 触媒 残存量は 2 3 p pmであった。 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限 界濃度未満) であり、 P O含量は、 8 5. 1重量%であり、 末端 E〇量 は、 1 4. 8重量%であった。 実施例 3
ポリオキシアルキレンポリオール C
窒素雰囲気下、 実施例 1で用いたジプロピレングリコール 1モルに対 して、 4 X 1 0—3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 1 0 5°C に昇温し、 実施例 1記載の同様の方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 8. 6 5 k P aの圧力から、 重合温度 8 5°C、 最大反応圧力が 4 2 0 k P aの条件で、 OHVが 3 7 mg K〇H/gになるまで、 プロ ピレンォキサイ ドとブチレンォキサイ ドの混合ェポキサイ ドの付加重合 反応を行った。オートクレーブの圧力変化が認められなくなった時点で、 8 5 t:、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールを得た。 該混合ェポキサイ ドは、 プロピレンォキサイ ドとブチレンォキサイ ドの重量比が 8 5 : 1 5であ る。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 1 重量%加え、 同温度にて、 1時間吸着反応を行った。 次いで、 該ポリオ —ルに対して、 8 0 0 p pmの酸化防止剤を添加後、 1 1 0 、 8 5 0 P aの条件で、 3時間の加熱減圧脱水処理を行った。 窒素を用いて大気 圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて減圧ろ過を行い、 ポリオキシアルキレ ンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリオール C の〇HVは 3 7. 3 mg K〇HZg、 C = C^iO . 0 0 9 m e Q . Zg、 11_丁結合選択率は 9 7. 4mo l %、 は 5 5 0 mP a ' s Z 2 5で であり、 触媒残存量は 3. l p pmであった。 P O含量は、 8 4. 8重 量%であり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であ つた。 実施例 4
ポリオキシアルキレンポリオ一ル D
窒素雰囲気下、 水分が 44 2 p pmであるペン夕エリスリ トール 1モ ルに対して、 1 X 1 0 2モルの P Z〇を加え、 窒素置換を行った後、 6. 6 5 k P aの条件で、 ペン夕エリスリ トール 1 0 0重量部に対して、 2 0重量部のプロピレンォキサイ ドを装入し、 8 5でに昇温した。 攪拌を 行いながら、 同温度にて 1時間反応後、 重合温度 8 5°C、 最大反応圧力 が 4 6 0 k P aの条件で、 〇 H Vが 2 8 m g K O H gになるまで、 プ 口ピレンォキサイ ドとブチレンォキサイ ドの混合ェポキサイ ドの付加重 合反応を行った。 オートクレーブの圧力変化が認められなくなった時点 で、 8 5で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行 レ 粗製ポリオキシアルキレンポリオールを得た。 該混合ェポキサイ ド は、 プロピレンォキサイ ドとブチレンォキサイ ドの重量比が 9 0 : 1 0 である。 その後、 1 8 0 k P aまで窒素加圧を行い、 重合温度 1 2 5で、 最大反応圧力が 48 0 k P aの条件で、 OHVが 2 4mg K〇H/gに なるまで、 エチレンオキサイ ドの付加重合を行った。 オートクレーブの 圧力変化が認められなくなった時点で、 1 2 5°C、 1. 3 3 k P a以下 の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポ リオールを得た。 次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 3重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 8重量部添加し、 同温度で 1時間吸着反応を行った。 その後、 粗製ポリ ォキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p p mの酸化防止剤を添 加し、 減圧下で脱水を行った。 最終的に、 1 1 0T、 8 8 O P aの条件 で、 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて大気圧まで加圧した後、 ろ 紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシアルキレンポリオールの精製 を行った。 精製ポリオキシアルキレンポリオール Dの OHVは 2 4. 3 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 1 6 me Q . Zg、 H— T結合選択率 は 9 7. 6 mo l %、 r?は 1 5 4 0mP a ' s / 2 5 °Cであり、 触媒残 存量は 2 6 p pmであった。 P〇含量は、 7 6. 3重量%であり、 末端 EO量は、 1 5. 1重量%、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界 濃度未満) であった。 実施例 5
ポリォキシアルキレンポリオール E
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 1. 2 X 1 0— 2モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1記載と同 様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 大気圧下、 重合温度 8 0で、 最大反応圧力が 4 1 0 k P aの条件で、 〇H Vが 3 2. 5 m g K〇 HZ gになるまで、プロピレンォキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレーブの圧力変化が認められなくなった時点で、 8 5° (:、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行った後、 窒素によ り 1 8 2 k P aまで加圧し、 重合温度 1 2 0 、 最大反応圧力が 4 1 0 k P aの条件で、 OH Vが 2 8 mg KOHZgになるまでエチレンォキ サイ ドの付加重合反応を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールを 得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオ一ルに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Bを 0. 7重量%装入し、 8 0°C、 1時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リオキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p p mの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0 °C、 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリオ —ル Eの OHVは 2 8. l mg KOH7g、 C = (^¾0. 0 1 4me q . Z g、 H— T結合選択率は 9 6. 8 mo l %、 は 1 1 5 0 mP a ' s / 2 5°Cであり、 触媒残存量は 2 5 p pmであった。 P O含量は、 8 5. 4重量%であり、 末端 E〇量は、 1 4. 5重量%、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 6
ポリオキシアルキレンポリオール F
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 7. 5 X 1 0— 3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1記載と同 様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 大気圧下、 重合温度 8 0で、 最大反応圧力が 4 1 0 k P aの条件で、 OHVが 4 Omg KO HZgになるまで、 プロピレンオキサイ ドの付加重合反応を行った。 ォ 一トクレーブの圧力変化が認められなくなった時点で、 8 0で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行った後、 窒素により 1 8 2 k P aまで加圧し、 重合温度 1 2 5で、 最大反応圧力が 4 8 0 k P aの条件で、 OHVが 3 3 mg K〇HZgになるまでエチレンォキサ ィ ドの付加重合反応を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールを得 た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 1 重量%装入し、 8 0° (:、 3時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポリ ォキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p pmの酸化防止剤を添 加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0 °C, 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて大 気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシアル キレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシアルキレンポリオ一 ルFのOHVは 3 3. 5 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 1 2me q. Zg、 H— T結合選択率は 9 7. 2 mo 1 %, は S O O mP a . s Z 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 1. 3 p pmであった。 P〇含量は、 84. 6重量%であり、 末端 EO量は、 1 5. 3重量%、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 7
ポリオキシアルキレンポリオール G
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 5. 5 X 1 0—3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1記載と同 様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 6. 6 5 k P aにお いて、 重合温度 9 5 :、 最大反応圧力が 4 1 0 k P aの条件で、 OHV が 5 3 mg KOHZgになるまで、 プロピレンォキサイ ドとブチレンォ キサイ ドの混合ェポキサイ ドの付加重合反応を行った。 該混合ェポキサ イ ドのプロピレンオキサイ ドとブチレンオキサイ ドの重量比は、 9 0 : 1 0である。 ォ一トクレーブの圧力変化が認められなくなった時点で、 9 5 °C, 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行った 後、 窒素により 1 8 2 k P aまで加圧し、 重合温度 1 2 5°C、 最大反応 圧力が 4 8 0 k P aの条件で、 OHVが 4 5 mg KOHZgになるまで エチレンォキサイ ドの付加重合反応を行い、 粗製ポリオキシアルキレン ポリオ一ルを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 7 5重量%装入し、 8 0° (:、 2時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製 ポリオキシアルキレンポリオ一ルに対して、 6 0 0 p pmの酸化防止剤 を添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 O , 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリォ —ル Gの OHVは 44. 9 m g KOH/ g , C = Cは 0. O l Ome q . /g, H- T結合選択率は 9 7. 7mo l %、 7は 6 2 0mP a * s Z 2 5°Cであり、 触媒残存量は 2. 5 p pmであった。 P〇含量は、 7 6. 8重量%であり、 末端 E O量は、 1 4. 2重量%、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 8
ポリオキシアルキレンポリオール H
窒素雰囲気下、 実施例 1で用いたジプロピレングリコール 1モルに対 して、 8 X 1 0 3モルの P Z Oを加え、 窒素置換を行った後、 7 5でに 昇温した。 次いで、 2. 6 6 k P aにおいて、 重合温度 7 5 °C、 最大反 応圧力が 3 5 0 k P aの条件で、 OHVが 1 8. 5 mg K〇HZgにな るまで、 プロピレンオキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレー ブの圧力変化が認められなくなった時点で、 9 0°C、 1. 3 3 k P a以 下の条件で、 0. 5時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレン ポリオールを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオ一ルに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 9重量%装入し、 8 0° (:、 2時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リオキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p p mの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0 :、 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリオ —ル Hの〇HVは 1 8. 6mg KOH/g、 C = Cは 0. 0 2 5 me q. / g、 H— T結合選択率は 9 8. 1 m ο 1 , τ?は 1 5 0 0 mP a ' s 2 5t:であり、 触媒残存量は 4. 2 p pmであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 9
ポリォキシアルキレンポリオール I
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 3 X 1 0 3モルの P Z Nと 3 X 1 0 3モルの P Z〇を加え、 窒素置換を行った 後、 実施例 1記載と同様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 2. 6 6 k P aにおいて、 重合温度 7 5 、 最大反応圧力が 3 5 0 k P aの条件で、 OHVが 3 3. 2 mg K〇HZgになるまで、 プロピレン オキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレーブの圧力変化が認め られなくなった時点で、 9 0で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 0. 5 時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールを得た。 次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオ一ルに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 8重量%装入し、 8 0°C、 2時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リオキシアルキレンポリオ一ルに対して、 6 0 0 p p mの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0 °C、 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシアルキレンポリオ ール Iの OHVは 3 3. 5 mg K〇HZg、 C = Cは 0. 0 1 4me q . / g、 H— T結合選択率は 9 7. 9mo l %、 r は 9 2 0mP a * s Z 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 6. 6 p pmであった。 P〇含量は、 9 9. 6重量%であり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 0
ポリオキシアルキレンポリオール J
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 1. 2 X 1 0— 2モルの P Z〇を加え、 窒素置換を行った後、 8 0 に昇温した。 次いで、 6. 6 5 k P aにおいて、 重合温度 8 0 :、 最大反応圧力が 4 5 0 k P aの条件で、 〇H Vが 1 1 m g KOH/ gになるまで、 プロピ レンォキサイ ドの付加重合反応を行った。 ォ一トクレーブの圧力変化が 認められなくなった時点で、 8 0で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1 時間の減圧処理を行い、 粗製ポリォキシアルキレンポリオールを得た。 次いで、 窒素雰囲気下、 8 0^に調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオ一ルに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 0
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7重量%装入し、 8 0°C、 3時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リォキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p pmの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0 °C, 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシアルキレンポリオ ール Jの〇HVは 1 1. 3mg K〇H/ g、 C = ( iO . 0 3 7 me q .
8、 ^1ー丁結合選択率は9 7. 5 mo l %、 は 3 9 5 0 mP a ' s 2 5°Cであり、 触媒残存量は 5. l p pmであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 1
ポリオキシアルキレンポリオール K
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 6 X 1 0ー3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1 と同様な方法 により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 8 6. 5 k P aにおいて、 重 合温度 7 8で、 最大反応圧力が 4 7 5 k P の条件で、 〇H Vが 5 6 m g KOHZgになるまで、 プロピレンォキサイ ドの付加重合反応を行つ た。 オートクレープの圧力変化が認められなくなった時点で、 8 0t:、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキ シアルキレンポリオールを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 8重量%装入し、 8 0°C、 1時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リオキシアルキレンポリオールに対して、 6 0 0 p pmの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0°C、 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシアルキレンポリオ —ル の〇1"1¥は 5 6. 3 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 0 9 me Q . / g、 H— T結合選択率は 9 7. 6 m o 1 %、 7 は 4 8 0mP a · s /
2 5°Cであり、 触媒残存量は 2. l p pmであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 2
ポリォキシアルキレンポリオール L
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 5 X 1 0—3モルの P Z Oを加え、 窒素置換を行った後、 8 8でに昇温した。 次 いで、 8 6. 5 k P aにおいて、 重合温度 8 8で、 最大反応圧力が 4 7 5 k P aの条件で、 〇HVが 9 8mgKOHZgになるまで、 プロピレ ンォキサイ ドの付加重合反応を行い、 オートクレープの圧力の変化が認 められなくなった後、 同温度で、 OHVが 7 6mg KOHZgになるま でエチレンオキサイ ドの付加重合反応を行った。 更に、 同温度にて、 ォ 一トクレーブの圧力の変化が認められなくなった後、 OH Vが 5 6 m g KOH/ gになるまでプロピレンォキサイ ドの付加重合反応を行った。 ォ一トクレーブの圧力変化が認められなくなった時点で、 9 0で、 1.
3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシァ ルキレンポリオールを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 0°Cに調整した該粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールに対して、 イオン交換水を 5重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 7重量%装入し、 8 0° (:、 1時間の吸着反応を行った。 その後、 粗製ポ リオキシアルキレンポリオ一ルに対して、 6 0 0 p pmの酸化防止剤を 添加し、 減圧下で脱水を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的に、 1 1 0°C、 8 8 0 P aの条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて 大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリオ —ルしの〇?!¥は 5 6. l mg KOHZgi C C^ O . O l O me q . / g、 H— T結合選択率は 9 7. 8 mo l %、 は 54 0mP a ' s Z 2 5でであり、 触媒残存量は 3 4 p pmであった。 P〇含量は、 7 5. 8重量%であり、 末端 EO量は、 7. 8重量%であった。 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 3
ポリオキシアルキレンポリオール M
窒素雰囲気下、 実施例 1で用いたジプロピレングリコール 1モルに対 して、 7. 2 X 1 0—3モルの P Z Oを加え、 窒素置換を行った後、 8 0 に昇温した。 次いで、 8 6. 5 k P aにおいて、 重合温度 8 0で、 最大 反応圧力が 47 5 k P aの条件で、 OHVが 1 8. 7 mg KOHZgに なるまで、 プロピレンオキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレ ーブの圧力の変化が認められなくなった時点で、 8 0で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレン ポリオール (以下、 粗製ポリオール mという) を得た。 この時の粗製ポ リオ一ル中の触媒濃度は、 6 8 2 p pmであった。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 51:に調整した該粗製ポリオール mに対し て、 イオン交換水を 3重量%、 及び、 固体酸 Aを 0. 8重量%装入し、 8 5で、 3時間の吸着反応を行った。 更に、 減圧脱水を継続し、 最終的 に、 1 0 5° (:、 1. 33 k P a以下の条件で 3時間の同操作を行った。 窒素を用いて大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行い、 ポリオキシアルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアル キレンポリオール Mの〇H Vは 1 8. 6 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 2 5me q. /g, H— T結合選択率は 98. 1 m o 1 %, r?は 1 5 0 0mP a ' sZ2 5°Cであり、 触媒残存量は 3. 8 p pmであった。 PO含量は、 1 00重量%であり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検 出限界濃度未満) であった。 実施例 1 4
ポリォキシアルキレンポリオール N
実施例 1 3で調製した粗製ポリオール mを用いた。 固体酸 Aの添加量 を粗製ポリオール mに対して、 0. 5重量%とした以外、 実施例 1 3と 同様に精製し、 ポリオキシアルキレンポリオールを回収した。 精製ポリ ォキシアルキレンポリオ一ル Nの OHVは 1 8. 7 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 2 5 m e Q . / g、 H— T結合選択率は 9 8. lmo l %、 は 1 500mP a ' s Z2 5 :であり、 触媒残存量は 42. 4 p p m であった。 PO含量は、 1 00重量%でぁり、 N a残存量は 0. l p p m未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 5 窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 9. 2 X 1 0—3モルの P Z〇を加え、 窒素置換を行った後、 8 Ot:に昇温した。 次いで、 86. 5 k P aにおいて、 重合温度 80 :、 最大反応圧力が 4 7 5 k P aの条件で、 OHVが 1 8. 5 m g K〇 H gになるまで、 プ 口ピレンォキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレープの圧力の 変化が認められなくなった時点で、 8 0 °C、 1. 3 3 k P a以下の条件 で、 1時間の減圧処理を行い、粗製ポリオキシアルキレンポリオール(以 下、 粗製ポリオール o 1という) を得た。 この時の粗製ポリオール中の 触媒濃度は、 8 7 2 p pmであった。
次いで、 固体酸 Aを使用し、 その添加量を粗製ポリオール o 1に対し て、 1. 0重量%とした以外、 実施例 1 3と同様にして精製し、 ポリオ キシアルキレンポリオールを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポリ オール Oの OHVは 1 8. 7 mg KOH/g, C = Cは 0. 0 2 6me q . g、 H— T結合選択率は 9 7. 6 mo l %、 ?ni l 8 8 0mP a ' s / 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 3. 5 p p mであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未 満) であった。 実施例 1 6
ポリォキシアルキレンポリオール P
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 5. 6 X 1 0— 3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1記載と同 様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 8 6. 5 k P aにお いて、 重合温度 8 0° (:、 最大反応圧力が 4 0 5 k P aの条件で、 OHV が 3 3 mgKOHZgになるまで、 プロピレンォキサイ ドの付加重合反 応を行った。オートクレーブの圧力の変化が認められなくなった時点で、 8 0 、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製 ポリオキシアルキレンポリオール (以下、 粗製ポリオール p 1 という) を得た。 この時の粗製ポリオール中の触媒濃度は、 8 5 2 p pmであつ た。 次いで、 窒素雰囲気下、 予め、 8 0°Cに加熱した粗製ポリオール p 1 に、 5重量%のイオン交換水、 及び、 0. 3 5重量%の固体酸 Aを装入 し、 8 0° (:、 3時間攪拌混合を行った。 その後、 昇温しながら、 減圧脱 水を開始した。 最終的に、 1 0 5 °C、 1. 3 3 k P a以下の条件で 3時 間加熱減圧処理を行った後、 ろ紙による減圧ろ過を行い、 ポリオキシァ ルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリォキシアルキレンポリォ —ル の0?1¥は3 3. 7 mg KOHZg、 C = Cは 0. 0 1 4me q . Z g、 H— T結合選択率は 9 8. l mo l %、 77は 8 3 0mP a . s / 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 8. O p pmであった。 P〇含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. 1 p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 7
ポリオキシアルキレンポリオール Q
実施例 1 6で得られた粗製ポリオ一ル p 1を用いた。 固体酸 Aの添加 量を粗製ポリオール p 1に対して 0. 5重量%とした以外は、 実施例 1 6と同様な方法により、 ポリオキシアルキレンポリオールを精製した。 精製ポリオキシアルキレンポリオ一ル Qの OHVは 3 3. 7 m g KOH Zg、 C = Cは 0. 0 1 4me q . Zg、 H— T結合選択率は 9 8. 1 mo l %、 7?は 8 3 0mP a ' s Z 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 1. 2 p pmであった。 P O含量は、 1 0 0重量%でぁり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 8
ポリオキシアルキレンポリオール R
窒素雰囲気下、 実施例 2で用いたグリセリン 1モルに対して、 1. 2 X 1 0— 2モルの P Z Bを加え、 窒素置換を行った後、 実施例 1記載と同 様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 8 6. 5 k P aにお いて、 重合温度 8 0 ° (:、 最大反応圧力が 4 0 5 k P aの条件で、 OHV が 1 8. 4mg KOHZgになるまで、 プロピレンオキサイ ドの付加重 合反応を行った。 オートクレープの圧力の変化が認められなくなった時 点で、 8 0° (:、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオール (以下、 粗製ポリオ一ル r 1とい う) を得た。 この時の粗製ポリオ一ル中の触媒濃度は、 9 3 0 p pmで あった。
次いで、 窒素雰囲気下、 予め、 8 0 に加熱した粗製ポリオール r 1 に対して、 0. 7重量%の固体酸 Bを装入した以外は、 実施例 1 6と同 様な方法により、 ポリオキシアルキレンポリオールの精製を行った。 精 製ポリオキシアルキレンポリオール Rの OHVは 1 8. 5 m g KOH/ g、 C = Cは 0. 0 2 7 me q. Zg、 H— T結合選択率は 9 7. 9m o l %、 7?は 1 5 5 0 mP a ' s Z2 5 °Cであり、 触媒残存量は 2 7. 9 p pmであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. 1 P pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 実施例 1 9
ポリオキシアルキレンポリオール S
窒素雰囲気下、 実施例 1で用いたジプロピレングリコール 1モルに対 して、 5. 0 X 1 0— 3モルの P Z Nを加え、 窒素置換を行った後、 実施 例 1記載と同様な方法により、 加熱減圧操作を行った。 次いで、 8 6.
5 k P aにおいて、 重合温度 8 0°C、 最大反応圧力が 3 8 5 k P aの条 件で、 OH Vが 3 7 m g KOHZ gになるまで、 プロピレンオキサイ ド の付加重合反応を行った。 ォ一トクレーブの圧力の変化が認められなく なった時点で、 80°C、 1. 33 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処 理を行い、 粗製ポリオキシアルキレンポリオール (以下、 粗製ポリオ一 ル s iという) を得た。 この時の粗製ポリオール中の触媒濃度は、 1 2 5 3 p p mであつた。
次いで、 窒素雰囲気下、 予め、 80°Cに加熱した粗製ポリオ一ル s 1 に対して、 0. 7重量%の固体酸 Cを装入した以外は、 実施例 1 6と同 様な方法により、 ポリオキシアルキレンポリオールの精製を行った。 精 製ポリオキシアルキレンポリオール Sの OHVは 3 7. 1 m g KOH/ g、 C = Cは 0. O l Ome q. Zg、 H— T結合選択率は 9 7. 4m o l %、 r?は 5 50mP a * s /2 5でであり、 触媒残存量は 8 5. 3 p pmであった。 PO含量は、 1 00重量%でぁり、 N a残存量は 0. l p pm未満 (検出限界濃度未満) であった。 比較例 1
ポリオキシアルキレンポリオール T
実施例 1 3で調製した粗製ポリオール mを用いた。 固体酸 Dの添加量 を粗製ポリオール mに対して、 0. 8重量%とした以外、 実施例 1 3と 同様にして精製し、 ポリオキシアルキレンポリオールを回収した。 精製 ポリオキシアルキレンポリオール T中の触媒残存量は 296.5 p pm、 OHVは 1 8. 9 m g K〇H/ gであり、 N aば 0. 2 p pmであった。 H— T結合選択率は、 98. 1 m ο 1 % τ?は 1 500 m P a · s 2 5で、 C = Cは 0. 0 2 5 m e Q . /gであり、 PO含量は、 1 0 0重 量%であった。 比較例 2
ポリオキシアルキレンポリオール U 実施例 1 5で調製した粗製ポリオール o 1 を用いた。 固体酸 Dの添加 量を粗製ポリオ一ル 0 1に対して、 1. 0重量%とした以外、 実施例 1 5と同様にして粗製ポリオール o 1を精製し、 ポリオキシアルキレンポ リオ一ルを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポリオール U中の触媒 残存量は 1 8 2. 0 p pm、 OHVは 1 8. 8 mg K〇HZgであり、 N aは 0. 3 p pmであった。 H— T結合選択率は、 9 7. 6 m o 1 %、 7?は 1 8 8 0111? 3 * 3 2 5°0:、 C = Cは 0. 0 2 6 me q . Zgで あり、 P〇含量は、 1 0 0重量%でぁった。 比較例 3 実施例 1 5で調製した粗製ポリオール o 1 を用いた。 固体酸 Eの添加 量を粗製ポリオールに対して、 1. 0重量%とした以外、 実施例 1 5と 同様にして粗製ポリオール o 1を精製し、 ポリオキシアルキレンポリオ ールを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポリオール V中の触媒残存 量は 2 4 8. 7 p pm、 〇HVは 1 8. 7 mg KOHZgであり、 N a は 0. 4 p pmであった。 H— T結合選択率は、 9 7. 6 m o 1 % , η は 1 8 8 0mP a ' s Z2 5 :、 C = Cは 0. 0 2 6me q . Z gであ り、 P O含量は、 1 0 0重量%でぁった。 比較例 4
ポリオキシアルキレンポリオール W
実施例 1 3で調製した粗製ポリオール mを用いた。 固体酸 Dを粗製ポ リオールに対して、 1. 3重量%とした以外、 実施例 1 3と同様にして 粗製ポリオール mを精製し、 ポリオキシアルキレンポリオールを回収し た。 精製ポリオキシアルキレンポリオール W中の触媒残存量は 1 3 5. 2 p pm、 〇HVは 1 8. 8 mg KOH/gであり、 N aは 0. 5 p p mであった。 H— T結合選択率は、 9 8. l mo l %、 τ?は 1 5 0 0m P a ' s Z 2 5。C、 C = Cは 0. 0 2 5 me q . Zgであり、 P〇含量 は、 1 0 0重量%であった。 比較例 5
ポリオキシアルキレンポリオール X
窒素雰囲気下、 実施例 1で用いたジプロピレンダリコール 1モルに対 して、 8 X 1 0 3モルの P Z 0を加え、 窒素置換を行った後、 1 3 5°C に昇温した。 次いで、 8 6. 5 k P aにおいて、 重合温度 1 3 5 °C、 最 大反応圧力が 5 8 2 k P aの条件で、 OHVが 8. 5 mg KOHZgに なるまで、 プロピレンオキサイ ドの付加重合反応を行った。 オートクレ —ブの圧力の変化が認められなくなった時点で、 1 2 0で、 1. 3 3 k P a以下の条件で、 1時間の減圧処理を行い、 粗製ポリオキシアルキレ ンポリオールを得た。
次いで、 窒素雰囲気下、 8 5^に調整した該粗製ポリオールに対して、 イオン交換水を 3重量%、 及び、 粗製ポリオール中の P Z O 1モルに対 して、 1. 2モルのリン酸 ( 7 5. 1重量%の水溶液の形態) を添加し、 8 5で、 2時間の中和反応を行った。 その後、 酸化防止剤を粗製ポリオ ールに対して、 6 0 0 p pm添加後、 加熱、 減圧操作を行いながら、 最 終的に、 1 0 5°C、 1. 3 3 k P a以下の条件で 3時間の同操作を行つ た。 窒素を用いて大気圧まで加圧した後、 ろ紙を用いて、 減圧ろ過を行 レ ポリオキシアルキレンポリオールの精製を行った。 精製ポリオキシ アルキレンポリオール Xの〇H Vは 8. 7 m g KOH/ g , C = Cは 0. 0 7 7 m e q . Zg、 H— T結合選択率は 9 7. 5 mo l %、 τ?は 74 5 0mP a ' s Z2 5°Cであり、 触媒残存量は 3 5 3. 4 p pmであつ た。 P O含量は、 1 0 0重量%でぁった。 比較例 6
ポリオキシアルキレンポリオール Y
実施例 1 8で製造した粗製ポリオール r 1を用いた。 固体酸 Eを使用 した以外、 実施例 1 8と同様にして粗製ポリオール r 1を精製し、 ポリ ォキシアルキレンポリオールを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポ リオ一ル Yの〇H Vは 1 8. 7mg KOH/g, C = Cは測定不能であ つた。 H— T結合選択率は 9 7. 9 mo l %、 τ?は 1 5 5 0mP a . s 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 7 9 3 p pmであった。 P〇含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 5. 6 p pmであった。 比較例 7 実施例 1 6で製造した粗製ポリオール p 1を用いた。 固体酸 Dを使用 した以外、 実施例 1 6と同様にして粗製ポリオール p 1を精製し、 ポリ ォキシアルキレンポリオールを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポ リオ一ル Zの OH Vは 34. l mg KOH/g, C = Cは 0. 0 1 5m e q . / g , H— T結合選択率は 9 8. l mo l %、 rn38 3 0mP a ' s / 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 2 6 2 p p mであった。 P O含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は0. 8 p pmであった。 比較例 8
ポリオキシアルキレンポリオ一ル Z 1
実施例 1 9で製造した粗製ポリオール s 1を用いた。 固体酸 Fを使用 した以外、 実施例 1 9と同様にして粗製ポリオール s 1を精製し、 ポリ ォキシアルキレンポリオールを回収した。 精製ポリオキシアルキレンポ リオ一ル Z 1の OH Vは 3 7. 4mg KOHZg、 C = Cは測定不能で あった。 H— T結合選択率は 9 7. 4mo l %、 は 5 5 0 mP a ' s / 2 5 °Cであり、 触媒残存量は 9 1 5 p p mであった。 P〇含量は、 1 0 0重量%であり、 N a残存量は 0. 7 p pmであった。
実施例 1〜 1 9、 及び、 比較例.1〜 8で得られたポリオキシアルキレ ンポリオール (以下、 ポリオールという) の製造用触媒、 ェポキサイ ド 化合物、触媒除まに用いた固体酸とその使用量、 酸の種類とその使用量、 OHV、 C = C、 H— T結合選択率、 71、 Ρ =Ν結合を有する化合物触 媒の残存量 (単に、 触媒残存量という) 、 N a残存量 (単に、 N aとい う) 、 P O含量、 末端 EO量について、 [表 2]〜[表 5]にまとめて示す。 表中に記載した各略号はそれぞれ次ぎの物質を示す。
D P G : ジプロピレングリコール、 G l y : グリセリン、 P E : ペン夕 エリスリ トール、 P Z N : ホスファゼニゥム化合物、 P Z〇 : ホスフィ ンォキシド化合物、 P Z B : ホスファゼン化合物、 P〇 : プロピレンォ キサイ ド、 EO : エチレンオキサイ ド、 B〇 : ブチレンオキサイ ド。
実 施 例 1 2 3 4 5 6 7
ポリオール A B C D E F G
DPG 1
活性水素化合物
Gly 1 ― 1 1 1 (モル)
PE ― ― ― 1 ― ― 一
PZN 5 10一3 4x 10— 3 1. 2 10"2 7. 5 x 10~3 5. 5x 10— 3
ポリオール製造
用触媒 (モル) PZO 6 x 10— 1 x 10 "
PZB
ェポキサイド化合物 PO ΡΟ/ΕΟ POZBO POZBOZEO PO/EO PO/EO POZBOZEO
p
固体酸の種類 使用量
A 0.8 Α/Ό.8 AZ1 A/0.8 BZO. 7 A/1 A/0.75
(重量%)
吸着処理条件
80°C 2h 80。C 1 h 80。C 1 h 80°C 1 h 80°C x 1 h 80。C x 3h 80。C x 2h
温度(°C) X吸着時間(h)
OHV(mgKOH/g) 24.2 1 5 449
<^ = C、meq. / g) 0.013 0.018 0.009 0.016 0.014 0.012 0.010
H— T結合選択率(mol<½) 96.5 97.1 9/4 97.6 96.8 97.2 97 /
rj (mPa-s/25°C) 900 1420 550 1540 1150 900 620
触媒残存量(ppm) 2.5 23 3.1 26 25 1.3 2.5
Na(ppm) <0. 1 ぐ 0. 1 ぐ 0. 1 ぐ 0. 1 <0. 1 <0. 1
PO含量(重量%) 100 85.1 848 76.3 85.4 84.6 76.8
末端 EO量(重量%) 14.8 15.1 14.5 15.3 14.2
*DNa<0. 1 ppmは、検出限界濃度未満を示す
【^
^2 CO
Figure imgf000093_0001
【^
≠ 3
Figure imgf000094_0001
* DNa<0. 1 ppmは、検出限界濃度未満を示す。
【 比 較 例 1 2 3 4 5 6 7 8
ポリオール T U V W X Y Z Z1
DPG 1
活性水素化合物
Gly
(モル)
PE
実施例 13で
実施例 15で製実施例 15で製実施例 13で製 実施例 18で 実施例 16で製 実施例 19で製
PZN 製造された粗
製ポリオール 造した粗製ボ 造した粗製ポ 造された粗製 製造した粗製 造した粗製ボリ 造した粗製ボ
ポリオール製造 PZO リオ一ル o1を リオール o1を ポリオール mを 8 O 10—3 ポリオ一ル r1 オール p1を使 リオール siを
用触媒 (モル) ' ' ' c
使用した。 使用した。 使用した。 を使用した u 用した。 使用した。
た。
PZB
ェポキサイド化合物 PO
酸の種類ノ使用量(粗製ポ
リオール中の触媒1モルに
対する酸のモル)
固体酸の種類ノ使用量
D/0 8 D/1. 0 E/1. 0 D/1. 3 - E/0. 7 DZO. 35 F/0. フ
(重量%)
吸着処理条件
85°C 3h
温度 85°Cx3h 85°C X3h 85°C X 3h 80 C x 3h 80 x3h 80"C 3h
(¾) X吸着時間(h)
OHV(mgKOH/g) 18.9 18.8 18.7 18.8 8.7 18./ 34.1 37.4
(meq. /g 0.025 0.026 0026 0.025 0.077 測定不能 0.015 測定不能
H— T結合選択率(mol%) QQ Q y7 /. β0 a / .o n yd.11 y / .D 07 Q ΐίθ.1
(mPa-s/25°C) 1500 1880 1880 1500 7450 1550 830 550
触媒残存量 (ppm) 296.5 182.0 248.7 135.2 353.4 793 262 915
Na(,ppm) ,' 02 03 0.4 0.5 5.6 0.8 0.7
PO含量(重量%) 100 100 100 100 100 100 100 100
末端 EO量 (重量%)
* 1)Na<0. 1 ppmは、検出限界濃度未満を示す。
05 ぐ実施例の考察 1 >
実施例 1〜 1 9、 及び、 比較例 1〜 8の結果から以下の知見が得られ る。 特定の形状、 及び組成を有する固体酸 (A、 B、 C) を用いること により、 ポリオ一ル中の触媒残存量を効率良く、 1 5 0 p pm以下に低 減することが可能である。 実施例 1 3及び比較例 1では、 ホスフィンォ キシド化合物 (P Z O) 触媒を使用した同一の粗製ポリオール mを、 同 一量の固体酸を用い、 同一吸着条件で精製した。 実施例 1 3におけるポ リオール中の触媒残存量 ( 3. 8 p p m) は、 比較例 1のそれ ( 2 9 6. 5 p pm) と比べてかなり低い。 この結果は、 実施例 1 3では、 本発明 で規定する形状を有する固体酸 Aを、 比較例 1では、 比表面積が本発明 で規定する範囲より低い値の固体酸 Cを用いたことに起因する。 固体酸 の形状の差異により、 ポリオール中の触媒残存量は大きく変化する。 同様に、 実施例 1 5 (固体酸 A) に対し、 比較例 2 (固体酸 D) 及び 比較例 3 (固体酸 E) を対比すると、 本発明で規定する形状の固体酸を 用いることにより、 P Z O触媒を効率良く除去することが可能であるこ とがわかる。
P Z N触媒ポリオールについては、 実施例 1 6 (固体酸 A) と比較例
7 (固体酸 D) との対比、 P Z B触媒ポリオールについては、 実施例 1
8 (固体酸 B) と比較例 6 (固体酸 E) との対比から、 本発明で規定す る形状を有する固体酸を使用することにより、 精製ポリオール中の触媒 残存量を 1 5 0 p pm以下に制御可能であることがわかる。
一方、 粗製ポリオール中の P Z〇触媒をリン酸で中和して、 精製処理 を行ったポリオキシアルキレンポリオール X (比較例 5 ) は、 P Z〇触 媒残存量が 1 5 0 p pm以下にならなかった。 又、 実施例 1 8と比較例 6、 及び、 実施例 1 9と比較例 8との対比において、 比較例 6及び 8で 精製処理したポリオール Y及び Z 1中の触媒濃度は、 7 9 3 p pm、 及 び 9 1 5 p pmであった。 充分に精製されなかった。 触媒残存量が 1 5 O p pmを超えると、 ポリオールの外観に着色が認められた。 また、 J I S K_ 1 5 5 7に規定される方法では、 OHV、 C = Cが高精度で 測定できないことがわかった。 又、 本発明で規定する形状を有する固体 酸を用いて、 粗製ポリオ一ルを精製することにより、 固体酸からの N a 溶出量 (N a) が少なく、 高品質のポリオキシアルキレンポリオールが 得られる。
汎用的に使用されている水酸化カリウム、 及び、 モノオール含有量が 低減可能な触媒である水酸化セシウム等のアル力リ金属触媒、 並びに、 複合金属シアン化物錯体を用いた粗製ポリオール中から触媒を除去する ためには、 酸による触媒中和方法が最も一般的である。 しかし、 過剰に 用いた酸の除去、 或いは中和されずに残存しているアル力リ金属等を吸 着するために、 従来公知の吸着剤を併用する工程が必要となる。 しかし、 本発明のポリォキシアルキレンポリオールの製造方法に依れば、 短時間 に効率良く、 触媒残存量を低減できるため、 工業的スケールにおけるポ リオールの生産効率が大幅に向上する。
<ポリマー分散ポリオールの製造 >
ポリマー分散ポリオ一ルの特性は次の ( 1 1 ) 〜 ( 1 4) の方法によ つた。
( 1 1 ) ポリマ一分散ポリオールの水酸基価 (〇H V、 単位: mg K OH/g) 、 及び、 粘度 (以下、 η (P O P) という。 単位: mP a · s / 2 5 aC)
前記 ( 1 ) 記載の方法により求める。
( 1 2 ) ポリマー分散ポリオ一ルのポリマー濃度 (以下、 ポリマー濃 度という。 単位: w t %) ポリマー分散ポリオールにメタノールを加え、 良く分散させた後に、 毎分 5 0 0 0回転の条件で、 1時間、 遠心分離を行い、 メタノール不溶 分の重量を測定して求める。 但し、 ビニルモノマ一として、 ァクリロ二 トリル (AN) を単独で用いたポリマ一分散ポリオールについては、 元 素分析法による窒素濃度からポリマー濃度を求める。
( 1 3) ポリマ一分散ポリオール中のポリマ一粒子の平均粒径(以下、 平均粒径という。 単位: m)
ポリマ一分散ポリオールをイソプロパノールに分散し、 粒子アナライ ザ一 (コールター社製、 型式: L S 2 3 0 ) を用いて、 測定を行う。 尚、 粒子の平均粒径とは、 体積平均粒径を示す。
( 1 4) ポリマ一分散ポリオ一ル中のポリマー粒子の分散安定性 (以 下、 分散安定性という。 単位なし)
ポリマー分散ポリオールを毎分 5 0 0 0回転の条件で、 1時間、 遠心 分離を行い、 次いで、 遠心分離管を逆さにして 2 4時間自然流下させ、 遠心分離管底部での非流動性ケーキの有無を目視で判定する。 非流動性 ケーキが存在する場合は、 分散安定性が悪く (b a d、 もしくは p o o r ) 、 非流動性ケーキが存在しない場合は、 分散安定性が良い (g o o d) と評価する。
実施例に用いた原料、 及びその略号を以下に示す。
(ポリオール) B、 F、 K、 L ; それぞれ、 実施例 2 (B) 、 実施例 6 (F) 、 実施例 1 1 (K) 、 実施例 1 2 (L) により得られたポリオキ シアルキレンポリオール。
(エチレン性不飽和モノマ一 1 ) ; アクリロニトリル (以下、 ANとい う ) 。
(エチレン性不飽和モノマー 2 ) ; スチレン (以下、 S t という)
(連鎖移動剤) ; トリェチルァミン (以下、 TEAという) 、 イソプロ パノール (以下、 I P Aという) 。
(ラジカル開始剤) ; 2 , 2 '—ァゾビス ( 2—メチルプチロニトリル) (以下、 V— 5 9という) 。
(ポリオ一ル A 1 ) ; 分散安定化剤。 KOHを触媒として、 グリセリン にプロピレンオキサイ ド、 次いで、 エチレンオキサイ ドをそれぞれ付加 重合して得られた、 〇HV 3 4mg KOH/g、 末端 EO含量が 1 4重 量%のポリオールに、 無水コハク酸、 及び、 エチレンオキサイ ドを反応 させた OHVが 2 9 mg KOHZgのポリエーテルエステルポリオール。 実施例 2 0〜 2 3
温度計、 攪拌装置、 圧力計、 及び送液装置を装着した 1 Lの耐圧ォー トクレーブに、 ポリオールを満液状態になるまで仕込み、 攪拌しながら、 1 2 0でに昇温した。 ポリオ一ル、 V— 5 9、 AN, S t、 連鎖移動剤 (TEA, I PA) 、 及びポリオ一ル A 1の混合液を該オートクレープ に連続装入し、 排出口より、 連続的にポリマー分散ポリオールを得た。 反応条件は、 反応温度 1 2 0で、 反応圧力 44 0 k P aの条件で、 滞留 時間は 5 0分であった。 得られた反応液を 1 2 0で、 6 5 5 P a以下の 条件で、 3時間の加熱減圧処理を行い、 未反応のエチレン性不飽和モノ マ一、 重合開始剤の分解物、 及び連鎖移動剤等の除去を行った。 原料の 仕込み量、 及び、 ポリマー分散ポリオールの性状を [表 6]に示す。
表 6 【表 6】
Figure imgf000100_0001
<実施例の考察 2〉
本発明に係わる、 P =N結合を有する化合物 (P Z〇、 P Z N) を触 媒として製造したポリォキシアルキレンポリオールを用いたポリマー分 散ポリオールは、 粘度が低く、 ポリマー粒子の平均粒径が小さい上、 更 に、 ポリマ一粒子の分散安定性に優れている。
<イソシァネート基末端プレポリマーの製造 > P = N結合を有する化合物 (P Z N、 P Z O、 P Z B) 触媒残存量の 異なるポリオールを用いて、 イソシァネート基末端プレボリマーの製造 を行った。 尚、 プレボリマーの経時安定性は、 下記 ( 1 5 ) の方法によ り評価した。
( 1 5 ) イソシァネー卜基末端プレボリマーの経時安定性 (単位; %) 調製直後のプレボリマーの粘度 (n) 、 及び、 6 0°Cで 1 4日間保管 した後のプレボリマーの粘度 (m) を測定し、 数式 [ (m— n) X 1 0 O Zn]から粘度変化率を算出する。 プレボリマーの粘度 ( 7? (P RE) ) (単位 : mP a * s Z 2 5。C) は、 J I S K - 1 5 5 7記載の方法で 測定する。 この粘度変化率が小さいほど、 プレボリマーの経時安定性が 良いと判断する。
ポリオール M (実施例 1 3 ) 、 ポリオール N (実施例 1 4) 、 ポリオ ール〇 (実施例 1 5 ) 、 ポリオール P (実施例 1 6 ) 、 ポリオール Q (実 施例 1 7 ) 、 ポリオール S (実施例 1 9 ) 、 ポリオール T (比較例 1 ) 、 ポリオール U (比較例 2 ) 、 ポリオール V (比較例 3 ) 、 ポリオール W (比較例 4 ) 、 ポリオール Z (比較例 7 ) 、 及び、 ポリオール Z 1 (比 較例 8 ) を用いて、 これらとポリイソシァネートとを反応させたイソシ ァネート基末端プレボリマーを調製し、 その経時安定性を上記 ( 1 5) 記載の方法により測定、 評価した。 尚、 [表 7]にプレボリマーを合成し た際の、 ポリオ一ル、 ポリイソシァネート、 及び、 助剤であるキシレン (和光純薬 (株) 製) 、 ジォクチルフ夕レート (協和油化 (株) 製、 以 下、 D O Pという) の仕込量 (単位 ; 重量部) を示す。 ポリイソシァネ —トとしては、 コスモネート PH (三井化学 (株) 製、 4, 4'—ジフ ェニルメタンジイソシァネート) 、 及び、 コスモネート T一 6 5 (三井 化学 (株) 製、 2, 4一 TD I と 2 , 6—TD I の重量比 6 5 : 3 5の 混合 TD I ) を用いた。 実施例 2 4
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに実施例 1 3で 得られたポリオール Mを 4 8 8. 3重量部、 及び、 実施例 1 5で得られ たポリオール Oを 4 2 9. 4重量部仕込み、 攪拌混合を行った。 該混合 ポリオール中の触媒濃度は 3. 6 p pmであった。 その後、 該混合ポリ オールにコスモネート P Hを 8 2. 3重量部装入し、 8 0°Cに昇温し、 同温度で 3時間反応後、 9 0 °Cに昇温し、 同温度で 6時間反応後、 6 0で に降温し、 9 0重量部のキシレンを添加し、 同温度にて 1時間攪拌を行 つた。 次いで、 5 0 °Cまで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属 製容器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 プレボリマーの経 時安定性は 1 0 %であった。 実施例 2 5
窒素雰囲気下、 実施例 1 4で得られたポリオール Nを 4 8 8. 3重量 部セパラブルフラスコに仕込み、 次いで、 該ポリオールに対して、 8. 9 p pmのリン酸 ( 6. 5重量%リン酸水溶液の形態) を添加した。 攪 拌混合後、 水を除去するため、 1 0 5で、 1. 3 3 k P a以下の条件で 2時間、 加熱減圧処理を行った。 更に、 実施例 1 5で得られたポリオ一 ル Oを 4 2 9. 4重量部添加し、 0. 5時間攪拌混合した。 該混合ポリ オール中の触媒濃度は 2 4. 2 p pmであった。 その後、 5 5でに降温 し、 コスモネート P Hを 8 2. 3重量部装入し、 実施例 2 4と同様な反 応操作を行い、 プレボリマ一を得た。 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金 属製容器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 プレボリマーの 経時安定性は 1 6 %であった。 実施例 2 6 窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに実施例 1 7で 得られたポリオール Qを 5 2 8重量部、 及び、 実施例 1 9で得られたポ リオール Sを 3 3 0重量部をそれぞれ仕込み、 攪拌混合を行った。 該ポ リオ一ル中の触媒濃度は、 2 8. 3 p pmであった。 その後、 8 0°Cに 昇温し、 該混合ポリオールに D O Pを 4 8重量部加えた後、 コスモネー ト T一 6 5を 9 5重量部装入し、 同温度で 6時間、 プレボリマー化反応 を行った。 5 0でまで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属製容 器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 プレボリマーの経時安 定性は 1 1 %であった。 実施例 2 7
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに実施例 1 9で 得られたポリオール Sを 7 1 1重量部仕込み、 次いで、 該ポリオールに 対して、 6. 8 p pmのリン酸 ( 6. 5重量%のリン酸水溶液の形態) を添加した。 攪拌混合後、 水を除去するため、 1 0 5で、 1. 3 3 k P a以下の条件で 2時間、 加熱減圧処理を行った。 該ポリオール中の触媒 濃度は、 8 5. 3 p pmであった。 その後、 8 0 に降温し、 コスモネ ート P Hを 2 3 1重量部装入し、 同温度で 5時間、 プレボリマー化反応 を行った。 5 0 まで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属製容 器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 プレボリマーの経時安 定性は 24 %であった。 比較例 9
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに比較例 4で得 られたポリオール Wを 48 8. 3重量部、 及び、 比較例 3で得られたポ リオール Vを 42 9. 4重量部をそれぞれ仕込み、 攪拌混合を行った。 該混合ポリオール中の触媒濃度は 1 8 8. 3 p pmであった。 その後、 該混合ポリオールにコスモネート PHを 8 2. 3重量部装入し、 8 0°C に昇温し、 同温度で 3時間反応後、 9 0 °Cに昇温し、 同温度で 6時間反 応後、 6 0°Cに降温し、 9 0重量部のキシレンを添加し、 同温度にて 1 時間攪拌を行った。 次いで、 5 0°Cまで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボ リマーを金属製容器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 経時 安定性試験後は、 プレポリマ一が金属製容器内でゲル化していた。 比較例 1 0
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに比較例 1で得 られたポリオール Tを 48 8. 3重量部、 及び、 比較例 2で得られたポ リオール Uを 4 2 9. 4重量部をそれぞれ仕込み、 攪拌混合を行った。 該ポリオール中の触媒濃度は 24 2. 9 p pmであった。 その後、 該混 合ポリオールにコスモネート PHを 8 2. 3重量部装入し、 比較例 9と 同様な反応操作を行い、 プレボリマーを得た。 次いで、 5 0 T:まで降温 し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属製容器に密閉し、 前記した経時 安定性試験を行った。 経時安定性試験後は、 プレボリマーが金属製容器 内でゲル化していた。 比較例 1 1
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに実施例 1 9で 得られたポリオール Sを 3 3 0重量部、 及び、 比較例 7で得られたポリ オール Zを 5 2 8重量部それぞれ仕込み、 攪拌混合を行った。 該ポリオ —ル中の触媒濃度は、 1 6 2 p p mであった。 その後、 8 0 °Cに昇温し、 該ポリオールに D〇 Pを 48重量部加えた後、 コスモネート T— 6 5を 9 5重量部装入し、 同温度で 6時間、 プレボリマ一化反応を行った。 5 0 °Cまで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属製容器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 プレボリマーの経時安定性は 1 2 2 %であった。 比較例 1 2
窒素雰囲気下、 温度計を装着したセパラブルフラスコに実施例 1 6で 得られたポリオール Pを 5 2 8重量部、 及び、 比較例 8で得られたポリ オール Z 1 を 3 3 0重量部それぞれ仕込み、 攪拌混合を行った。 該ポリ オール中の触媒濃度は、 3 0 3 p p mであった。 その後、 8 0 °Cに昇温 し、 該ポリオールに D O Pを 4 8重量部加えた後、 コスモネート T一 6 5を 9 5重量部装入し、 同温度で 6時間、 プレボリマー化反応を行った。 5 0 °Cまで降温し、 窒素雰囲気下、 プレボリマーを金属製容器に密閉し、 前記した経時安定性試験を行った。 経時安定性試験後は、 プレボリマー が金属製容器内でゲル化していた。
実施例 2 4〜 2 7、 及び、 比較例 9〜 1 2の結果を [表 7 ]に示す。
表 7
【表 7】
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<実施例の考察 3 >
実施例 2 4〜 2 7で得られた結果より、 触媒残存量を 1 5 0 p pm以 下に制御したポリオキシアルキレンポリオールを用いることにより、 経 時安定性に優れたィソシァネート基末端プレポリマーが得られることが わかる。 更に、 触媒残存量が 1 8 8. 3 p pm以上になると、 プレポリ マーがゲル化した。 くポリマー分散ポリオールを用いたィソシァネート基末端プレポリマ一 の製造 >
次いで、 本発明の方法で製造したポリマ一分散ポリオールとポリイソ シァネートとを反応させて、 イソシァネート基末端プレボリマーを製造 し、 その経時安定性を示す。 プレボリマーの経時安定性試験は、 上記( 1 5 ) 記載の方法により評価した。 実施例 2 8
窒素雰囲気下、 実施例 2 0で得られたポリマー分散ポリオ一ル A A 7 0 7. 2重量部に、 ポリイソシァネートとして、 1 1 2. 8重量部のコ スモネート T一 8 0 (三井化学 (株) 製、 2, 4— TD I と 2 , 6 - T D Iの重量比 8 0 : 2 0の混合 TD I、 以下、 同様) を装入し、 9 0で、 4時間攪拌することにより、イソシァネート基末端プレポリマーを得た。 N COインデックスは、 5. 0である。得られたプレボリマーの N C〇% は、 5. 3 0重量%であり、 (P R E) は、 1 5 3 0 0 mP a ' s Z 2 5°Cであった。 窒素雰囲気下、 該プレポリマー 5 5 0重量部を金属製 容器に密閉し、 上記 ( 1 5) 記載の方法により、 プレボリマ一の経時安 定性試験を行った。 経時安定性は、 2 9 %であり、 経時安定性に優れた ィソシァネート基末端プレボリマ一が得られた。
<ィソシァネート基末端プレポリマ一及びポリウレタン樹脂の製造 > イソシァネート基末端プレボリマーは、 以下、 プレボリマーと略する。 ( 1 6) プレポリマーの H— T結合選択率 (単位: mo 1 %) 前記 (2 ) の方法により求める。
( 1 7 ) プレボリマーの N C〇% (単位:重量%) 、 及び粘度 (以下、 η (P R E) という。 単位 : m P a · s Z 2 5 °C)
NC O%は、 J I S K— 7 3 0 1、 7? (P R E) は、 J I S K— 1 5 5 7記載の方法により求める。
( 1 8 )プレポリマー中の P =N結合を有する化合物触媒の残存量(以 下、 プレボリマ一の触媒残存量という。 単位 : p pm)
キヤビラリ一電気泳動装置 (wa t e r s社製、 全自動 C I Aシステ ム) により、 プレボリマー中の触媒残存量の測定を行う。 前処理した試 料に塩酸水溶液を添加し、 シェ一力一 (東京理化機器 (株) 製、 E YE LA S HAKE R) にて塩酸水溶液中に触媒の抽出を行う。 その後、 静置分液を行い、 水層を分離し、 キヤピラリー電気泳動分析装置を用い て、 触媒残存量の定量を行う。 プレボリマーの前処理方法は、 プレポリ マー中のイソシァネート基をメタノール (試薬特級) で反応させた後、 8 0°Cに加熱し、 1. 3 3 k P a以下の減圧を行い、 残存しているメタ ノールを除去する。
( 1 9 ) ポリウレタンエラストマ一の脱型可能時間 (単位: h) エラストマ一にクラックや変形を生じず、 金型から脱型可能になる時 間を脱型可能時間とする。 硬化シートを手で曲げた後、 クラックが生じ ない時間を脱型可能時間とし、 その時間を測定する。
(2 0 ) ポリウレタンエラストマ一の機械物性
J I S K- 7 3 1 2記載の方法により測定する。 以下、 測定項目を 示す。
硬度 (以下、 H s という) 、 1 0 0 %応力、 (以下、 M 1 0 0という。 単位: MP a) 、 3 0 0 %応力 (以下、 M 3 0 0という。 単位: M P a ) , 引張強度 (以下、 T Sという。 単位: MP a) 、 伸び (以下、 E Lとい う。 単位: %) 、 圧縮永久歪み (以下、 C s という。 単位: %) 、 及び、 反発弾性率 (以下、 Rという。 単位: %) を測定する。 尚、 圧縮永久歪 み測定は、 7 0° (:、 2 4時間の圧縮条件である。 実施例 2 9
プレボリマー AA 1及びポリウレタンエラス トマ一
窒素雰囲気下、 2 1 0. 3重量部のコスモネート T— 8 0に、 1 7 8 9. 7重量部のポリオール Cを装入後、 8 0°C、 6時間撹拌し、 プレボ リマー化反応を行った。 この時の N C〇インデックスは 2である。 NC 0%が 2. 4 1重量%、 J] (P R E) 7 , 1 5 0mP a ' s Z 2 5で、 H— T結合選択率 9 7. 3 m o 1 %、 触媒残存量が 3 1 p pmのプレボ リマー A A 1を得た。 次いで、 1 0 0°Cで減圧脱気した 1 0 0重量部の プレボリマ一 AA 1に、 予め 1 3 0 °Cで溶融した 4, 4 ' —ジァミノ— 3, 3 ' ージクロロジフエニルメタン (以下、 MB OCAという) 6. 9重量部を加え、 素早く均一に混合した。 該混合液を、 1 1 0°Cに予熱 した金属製モールドに注入し、 1 1 0 、 2 4時間の条件で硬化させる ことにより、 ウレタンエラス トマ一を得た。 この時のポリウレタンエラ ス トマーの脱型可能時間は、 3. 5 hであった。 更に、 前記したポリウ レ夕ンエラス トマ一のシートを、 2 3で、 相対湿度 6 0 %の雰囲気下で 7 日間静置した後、 ポリウレタンエラス トマ一の機械物性の測定を行つ た。 それらの結果を [表 8]に示す。 実施例 3 0
プレボリマー AA 2及びポリウレタンエラス トマ一
窒素雰囲気下、 1 1 3. 1重量部のコスモネート T— 8 0に 1 8 8 6. 9重量部のポリオール Hを装入後、 8 0 °C、 6時間撹拌し、 プレボリマ 一化反応を行った。 N C〇%が 1. 1 4重量%、 77 (P R E) 1 3 , 4 0 0 mP a - s /2 5°C, H一 T結合選択率 9 8. 2 m ο 1 %、 触媒残 存量が 7. 2 p p mのプレボリマ一 A A 2を得た。 この時の NC Oイン デックスは 2である。 1 0 0重量部のプレボリマ一 AA 2に MB OCA 3. 3重量部を加えた以外は、 実施例 2 9と同様な方法により、 ポリウ レタンエラス トマ一を得た。 この時のポリウレタンエラス 卜マーの脱型 可能時間は、 5 hであった。 更に、 実施例 2 9と同様な方法により、 ポ リウレタンエラス トマ一の機械物性の測定を行った。それらの結果を [表 8]に示す。 実施例 3 1
プレポリマ一 A A 3及びポリウレタンエラス トマ一
窒素雰囲気下、 8 9 1. 3重量部のコスモネート P Hに 7 1 2. 6重 量部のポリオ一ル〇、 及び、 3 9 6. 1重量部のポリオール I を装入後、 8 0で、 5時間撹拌し、 プレボリマー化反応を行った。 1^ (:〇%が 1 3. 3重量%、 7) (P RE) 2, 5 2 0mP a * s Z 2 5°C、 H— T結合選 択率 9 7. 4 m ο 1 %、 触媒残存量が 1 4 p p mのプレポリマー A A 3 を得た。 この時の N C Oインデックスは 1 0である。 次いで、 予め、 2 5でで減圧脱気した 1 0 0重量部のプレポリマー A A 3に、 前記した方 法で減圧脱気した 1 , 4—ブタンジオール (以下、 1, 4— B Gという、 以下、 同様) 1 2. 8重量部、 及び、 ジブチルチンジラウレート (Ξ共 有機合成 (株) 製、 商品名 : S t a n n B L、 以下、 同様) 0. 0 0 5重量部を加え、 実施例 2 9記載と同様な方法により、 ポリウレタンェ ラス トマーを得た。 この時のポリウレタンエラス トマ一の脱型可能時間 は、 5 hであった。 更に、 実施例 2 9と同様にポリウレタンエラス トマ —の機械物性の測定を行った。 それらの結果を [表 8]に示す。
表 8 【表 8】
天 liVL 17 'J 室施例 31 づノしレ jkヽ。iノ 1マ X一 Λ Λ
I
J ί /レ 至里 BPノ 17fiQ 7 719 fi ポリオ一ル H (重量部) 1886.9
ポリオール |(重量部) 396.1 ポリオール U (重量部)
ポリオール V (重量部)
ボリオール W (重量部)
コスモネート T— 80(重量部) 210.3 113.1
コスモネート PH (重量部) 891.3
プレボリマーの性状
プレポリマ一の H— T
結合選択率(mol%) 97.3 98.2 97.4
NCO% (重量0/。) 2.41 1.14 13.3 η (PRE)(mPa-s/25°C) 7,150 13,400 2,520 プレポリマーの触媒残存量
( ppm 31 7.2 14 プレポリマーの硬化剤 MBOCA MBOCA 1, 4-BG ポリウレタンエラストマ一の
5
脱型可能時間(h) 3.5 5 ポリウレタンエラストマ一の機械物性
HsCShore A) 68 45 70
M100(MPa) 2.1 0.8 2.5
M300(MPa) 3.2 1.3 3.8
TS(MPa) 13.6 9.8 7.6
EL(%) 1100 1950 800
R(%) 60 57 55
Cs(%) 37 32 42 <実施例の考察 4>
P = N結合を有する化合物 (P Z N、 P Z O) 触媒で製造し、 且つ、 本発明に係わる方法により精製したポリォキシアルキレンポリオールを 用いたィソシァネ一卜基末端プレポリマーから得られるポリウレタンェ ラス トマーは、 ポリウレタンエラス 卜マーの脱型可能時間が短く、 樹脂 の機械物性の発現性が速い。 又、 上記イソシァネート基末端プレボリマ —を用いることにより、 H s、 M 1 0、 M 3 0 0、 T S、 R、 C s等の 機械物性に優れたポリウレタンエラス トマ一が得られる。 <遊離ィソシァネ一ト化合物濃度が低いプレポリマ一及びポリウレタン 樹脂の製造 >
( 2 1 ) プレボリマ一中の遊離イソシァネート化合物濃度 (以下、 遊 離イソシァネート化合物濃度という。 単位 : 重量%)
ガスクロマトグラフィー装置 〔 (株) 島津製作所製、 型式 : GC— 1 4 A〕によりプレボリマー中の遊離ィソシァネ一ト化合物の定量を行う。 その他、 プレボリマーの N C〇%、 (P R E) 、 H— T結合選択率、 及び、 触媒残存量は、 前記した方法により測定する。 実施例 3 2
プレポリマ一 AA 4及びポリウレタンエラス トマ一
窒素雰囲気下、 6 4 2. 0重量部のコスモネート T— 8 0に 1 24 3. 6重量部のポリオール C、 及び、 1 1 4. 4重量部の 1, 3—ブタンジ オール (以下、 1 , 3— B Gという) を装入後、 8 0°Cで 5時間攪拌し、 1^ (:〇%が 1 3. 5重量%であるイソシァネート基末端プレボリマーを 得た。 この時の NC Oインデックスは 8である。 該イソシァネート基末 端プレボリマーを分子蒸留装置 (柴田科学 (株) 製、 型式 : MS— 8 0 0型) を用いて、 ワイパー回転数 4 0 O r . p . m、 1 5 0° (:、 の条件 で、 5時間減圧処理を行い、 遊離ポリイソシァネート化合物の除去を行 つた。 遊離イソシァネート化合物濃度は、 0. 3重量%、 NC O%が 2. 5 0重量%、 (P R E) 5 , 4 0 0 mP a ' s Z 2 5°C、 H— T結合 選択率 9 7. 6 m o 1 %、 触媒残存量が 2 1 p p mのプレポリマー A A 4を得た。 1 0 0重量部のプレポリマー AA 4に MB OCA 7. 2重量 部を加えた以外は、 実施例 2 9と同様な方法により、 ポリウレタンエラ ス トマーを得た。この時のポリウレタンエラス トマ一の脱型可能時間は、 4. 5 hであった。 更に、 実施例 2 9と同様な方法により、 ポリウレタ ンエラス トマ一の機械物性の測定を行った。
その結果、 H s (S h o r e A) 7 0、 M 1 0 0が 2. 9 MP a、 M 3 0 0が 5. 2 M P a、 T Sが 1 4. 7 M P a、 E Lが 8 7 0 %、 尺が 9 8 %、 C sが 3 0 %であるポリウレタンエラス トマ一を得た。 尚、 本 実施例と同等レベルの N C〇%を有する、 上記実施例 2 9におけるイソ シァネート基末端プレボリマー AA 1の遊離イソシァネート化合物濃度 を測定した結果、 1. 9重量%であった。 遊離イソシァネート化合物の 除去操作を行うことにより、 NC〇%が同じレベルであっても、 イソシ ァネ一ト基末端プレボリマ一の粘度は低くなつており (実施例 2 9のプ レポリマー A A 1での遊離イソシァネート化合物濃度は、 1. 9重量% に対して、 実施例 3 2のプレボリマ一 A A 4での遊離イソシァネート化 合物濃度は、 0. 3重量%である) 、 作業性に優れている。
<ポリォキシアルキレンポリオールを硬化剤としたポリウレタン樹脂の 製造 >
( 2 2 ) ポリウレタン樹脂の機械物性
J I S A— 6 0 2 1記載の方法により、 引張強度 (T S、 単位 : M P a) 、 伸び (E L、 単位: %) 、 引裂強度 (以下、 TRという、 単位 : k N/m) を測定する。
( 2 3 ) ポリウレタン樹脂の表面汚染性
ポリウレタン樹脂の表面汚染性として、 触感による樹脂表面のタツク を測定する。 後述する条件で、 7 日間硬化した後のポリウレタン樹脂の 表面に、 タックがない場合には、 g o o d、 タックがある場合には、 b a dと評価する。 実施例 3 3
実施例 8で得られたポリオール Hを 5. 6重量部、 実施例 9で得られ たポリオール I を 7. 1重量部、 3, 3, —ジクロロ— 4, 4 ' —ジァ ミノジフエニルメタン (MB O CA) 1 0. 7重量部、 ジォクチルフタ レート (DO P) 2 6. 4重量部、 炭酸カルシウム 6 1. 2重量部、 硬 化用触媒であるォクチル酸鉛 (活材ケミカル (株) 製、 商品名 : ミニコ P - 24) 1. 8重量部、 及び、 耐候安定化剤 (大内新興化学 (株) 製、 商品名 : ノクラック 3 0 0 ) 1. 2重量部を混合し、 混練装置 ( (株) 井上製作所製ディゾルバ一、 型式 : DHC— 2 ) を用いて 1 0 0 0 r . P . mの攪拌速度で、 5 0T:、 1時間、 混練して硬化剤を得た。 次いで、 窒素雰囲気下、 1 4 3重量部のコスモネート T一 8 0に、 実施例 8で得 られたポリオール Hを 5 1 7重量部、 及び、 実施例 9で得られたポリオ ール I を 9 6 0重量部を各々添加し、 9 0°C、 4時間攪拌しながら、 プ レポリマ一化反応を行った。 その後、 プレボリマーを室温まで冷却し、 前記した硬化剤 1 0 0重量部と、 上記プレボリマー 1 0 0重量部を気泡 が混入しないように、 3分間均一に混合し、 テフロンコートした厚さ 1 mmのモールドへ注入し、 2 3°C、 相対湿度 5 5 %の条件下、 硬化させ、 ポリウレタン樹脂を得た。 ポリウレタン樹脂の硬化の進行性を評価する ために、 前記硬化条件で 1 日後、 7日後のポリウレタン樹脂の機械物性、 表面汚染性の測定を行った。 その結果、 硬化 1 日後の T Sが、 4. 3 M P a、 E Lが 9 9 0 %、 T Rが 2 0 k N Zmであり、 硬化 7 日後の T S が、 5. 7 MP a、 E Lが 8 1 0 %、 TRが 2 3 k NZmであった。 硬 化 7 日後のポリウレタン樹脂の表面汚染性は、 タックがなく、 g o o d であった。
本発明に係わる P = N結合を有した化合物を触媒として製造ポリォキ シアルキレンポリオールを、 硬化剤、 及び主剤であるイソシァネート基 末端プレボリマーに用いた、 本発明のポリウレタン樹脂は、 T S、 TR 等の物性の発現性が速い上、 優れた機械物性を有している。 尚、 物性発 現性とは、 硬化 7 日後の T S、 T R値を、硬化 1 日後の T S、 T Rで各々 除した倍率に基づく。 その倍率が小さいほど、 物性発現性が速いと判断 する。 更に、 樹脂表面のタックがないため、 表面汚染性の少ないポリウ レ夕ン樹脂が得られる。
<軟質ポリウレタンフォームの製造〉
以下、 軟質ポリウレタンフォームを軟質フォームという。
( 24) 軟質フォームの密度 (単位: k gZm3)
J I S K一 64 0 0の記載の方法により求めた、見かけ密度を示す。 表皮スキンがある直方体状のサンプルを用いて全密度を、 表皮スキンが ない直方体状のサンプルを用いて、 コア密度を測定する。
( 2 5 ) 軟質フォームの硬度 (単位 : NZ 3 1 4 c m2)
J I S K- 6 4 0 0の A法記載の方法により求める。 軟質フォーム の厚みは、 9 4 mmないし 1 0 0 mmのものを使用する。
( 2 6 ) 軟質フォームの伸び率 (単位: %)
J I S K— 6 4 0 0記載の方法により求める。 ( 2 7 ) 軟質フォームの圧縮永久歪 (単位 ; %)
J I S K— 64 0 0記載の方法により求める。 測定に際して、 成形 した軟質フォームのコア部を 5 0 X 5 0 X 2 5 mmに切り抜き使用する。 平行平面板を用いて、試験片を元のフォームの 5 0 %の厚みまで圧縮し、 次いで、 7 0° (:、 2 2時間放置する。 平行平面板から試験片を取り出し て 3 0分後、 その厚みを測定し、 永久圧縮歪みを測定する。
( 2 8 ) 軟質フォームの湿熱圧縮永久歪 (単位 ; %)
J I S K— 64 0 0記載の方法により求める。 測定に際して、 成形 した軟質フォームのコア部を 5 0 X 5 0 X 2 5 mmに切り抜き使用する。 平行平面板を用いて、試験片を元のフォームの 5 0 %の厚みまで圧縮し、 次いで、 5 0°C、 相対湿度 9 5 %の条件下、 2 2時間放置する。 平行平 面板から試験片を取り出して 3 0分後、 その厚みを測定し、 湿熱圧縮永 久歪みを測定する。
( 2 9 ) 繰り返し圧縮試験における軟質フォームの硬度ロス (単位; %) 及び高さロス (単位; %)
J I S K— 64 0 0記載の方法により求める。 測定に際して、 成形 した軟質フォームのコア部を 1 0 0 X 1 0 0 X 5 0 mmに切り抜き使用 する。 試験片を平行平面板に挟み、 室温で、 毎分 6 0回の速さで、 元の フォーム厚さに対して、 5 0 %の圧縮歪みを連続して 8万回繰り返す。 試験片を取り出して 3 0分後、 前記した方法により、 フォームの硬度を 測定し、 硬度ロスを測定する。 又、 試験前後におけるフォームの高さを 測定し、 高さロスを測定する。
軟質フォームの製造において、 ポリオキシアルキレンポリオール、 ポ リマ一分散ポリオールの他に、 以下に示す化合物を使用した。
(ポリイソシァネート— 1 )
コスモネート TM— 2 0 ; 三井化学 (株) 製、 2, 4— TD I と 2, 6— TD I の重量比 8 0 : 2 0の混合 TD I 8 0重量部とポリメチレン ポリフエ二ルポリイソシァネート 2 0重量部の混合物。 該ポリメチレン ポリフエ二ルポリイソシァネートは、 ベンゼン環に基づく 2核体成分が 4 3重量%、 3核体成分が 2 4重量%、 4核体成分が 9重量%からなる ポリイソシァネートである。
(ポリィソシァネ一トー 2 )
コスモネート T— 8 0 ; 三井化学社 (株) 製で 2, 4— TD I と 2, 6 - T D I の重量比 8 0 : 2 0の混合 T D I
(触媒一 1 )
M i n i c o L— 1 0 2 0 ; 活材ケミカル社製のアミン触媒 (トリ エチレンジァミンの 3 3 %ジエチレングリコール溶液) 。
(触媒— 2 )
M i n i c o T M D A ; 活材ケミカル社製のアミン触媒。
(架橋剤一 1 )
K L - 2 1 0 ; 三井化学 (株) 製、 水酸基価 8 3 Omg KOHZgの 架橋剤。
(整泡剤一 1 )
L - 3 6 0 1 ; 日本ュニ力一社製のシリコーン整泡剤。 実施例 34
以下に示す 7成分を混合してレジンプレミックスを調製した。 ポリオ キシアルキレンポリオール : 5 0重量部、 ポリマー分散ポリオール : 5 0重量部、 架橋剤一 1 : 3. 0重量部、 水 : 3. 4重量部、 触媒一 1 : 0. 4重量部、 触媒一 2 : 0. 1重量部、 整泡剤— 1 : 1. 0重量部。 ポリオキシアルキレンポリオ一ルとして、 ポリオキシアルキレンポリ オール B、 ポリマー分散ポリオールとして、 ポリマ一分散ポリオール A Aを使用した。 上記レジンプレミックス 1 0 7. 9重量部に、 ポリイソ シァネ一卜— 1を 4 3. 3重量部添加、 混合し、 直ちに、 予め 6 5°Cに 調整した内寸 4 0 0 X 4 0 0 X 1 0 0 mmの金型へ注入し、 蓋を閉めて 発泡させた。 次いで、 1 0 0°Cの熱風オーブン中で 7分間、 加熱硬化し た後、 軟質ポリウレタンフォームを金型より取り出じた。 2 3° (:、 相対 湿度 5 0 %のオーブン中で、 一昼夜養生した後に、 軟質フォームの物性 測定を行った。 得られた軟質フォームの物性を [表 9]に示す。 本実施例 における N C〇インデックスは 1. 0 0である。 実施例 3 5〜 3 9
[表 9]に示すポリオキシアルキレンポリオール、 及びポリマ一分散ポ リオールに各々変更し、 軟質フォームの見かけ密度を [表 9]に従って制 御した以外は、実施例 34と同様の方法で軟質フォームの製造を行った。 得られた軟質フォームの物性を [表 9]に示す。
表 9
実 施 例 34 35 36 37 38 39
ポリオキシアルキレンポリオール B D F G B F
ポリマー分散ポリオール AA AA AA AA BB BB
ポリオール比率 * 2) 100 100 100 100 100 100
軟 質 ボ リ ウ レ 【 ン フ ォ ー ム の 物 性
全密度(kg/m3) 50.2 50.4 50.3 50.4 50.3 50.3
コア密度 0 K/m3) 46.2 45.7 45.6 45.8 46 46.2
硬度 Z25%ILD (N/314cm2) 18.9 19.1 19.1 19.2 19.4 19.3
伸び (%) 1 12 1 13 1 10 106 108 108
圧縮永久歪(%) 3.9 3.8 4.2 4.5 4.6 4.6
湿熱圧縮永久歪(%) 9.8 10.2 10.4 1 1.8 10.7 10.6
繰り返し圧縮試験
高さロス(%) 1.8 1.8 1.9 2.3 2.2 2.2
硬度ロス ) 13.4 13.6 13.8 15.5 15.9 16.6
* 2)ポ ΰォ一ル比率;全ホ5 "リオール中のうち, Ρ= Ν結合を有した化合物触媒を用いて製 ifされた
'リナールの割合(重量0/ 0 )
^9 実施例 4 0〜 4 3
[表 1 0 ]に示したポリオキシアルキレンポリオール、 ポリマー分散ポ リオールの組み合わせと、 ポリイソシァネ一トー 1をポリイソシァネ一 トー 2に変更し、 見掛け密度を [表 1 0 ]に従って制御した以外は、 実施 例 3 4と同様の方法で軟質フォームの製造を行った。 N C〇インデック スは 1 . 0 0とした。 得られた軟質ポリウレタンフォームの物性を [表 1 0 ]に示す。
表 1 0
【表 1 0】
Figure imgf000120_0001
を用いて製造されたポリオキシアルキレンポリオールの割合(重量0 /0) <実施例の考察 5 >
[表 9 ]、 及び [表 1 0 ]より、 P = N結合を有する化合物 (P Z N、 P Z〇)を触媒として製造したポリォキシアルキレンポリオ一ルを用いた、 軟質ポリウレタンフォームは、 優れた硬度、 伸び、 圧縮永久歪、 湿熱圧 縮永久歪、 耐久性 (繰り返し圧縮試験における硬度ロス、 高さロスを指 す) を有する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . P = N結合を有する化合物を触媒として、 活性水素化合物にェ ポキサイ ド化合物を付加重合して粗製ポリオキシアルキレンポリオール を製造し、 次いで、 粗製ポリオキシアルキレンポリオールと、 比表面積 が 4 5 0〜 1 2 0 0 mV g、 平均細孔直径が 4 0〜 1 0 O Aである固 体酸とを接触させ、 ポリオキシアルキレンポリオール中の触媒残存量を 1 5 0 p p m以下に制御することを特徴とするポリオキシアルキレンポ リオールの製造方法。
2 . 固体酸が、 酸化ゲイ素、 酸化ホウ素、 酸化チタン、 酸化アルミ 二ゥム、 酸化ジルコニウム、 酸化マグネシウム、 酸化カルシウム、 及び 酸化亜鉛を含む異なる酸化物同士から調製される複合金属酸化物である ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリォキシアルキレンポリオ ールの製造方法。
3 . 複合金属酸化物が、 ケィ酸アルミニウム、 及びゲイ酸マグネシ ゥムから選ばれた少なくとも 1種の複合金属酸化物であることを特徴と する請求の範囲第 2項記載のポリォキシアルキレンポリオールの製造方 法。
4 . P = N結合を有する化合物が、 ホスファゼニゥム化合物、 ホス フィンォキシド化合物、 及びホスファゼン化合物から選ばれた少なくと も 1種の化合物であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリォ キシアルキレンポリオールの製造方法。
5 . ホスファゼニゥム化合物が、 化学式 ( 1 )
【化 5】 (1)
Figure imgf000122_0001
[化学式 ( 1 ) 中の a、 b、 c及び dは、 それぞれ 0〜 3の正の整数で あるが、 a、 b、 c及び dの全てが同時に 0ではない。 Rは、 同種また は異種の炭素数 1〜 1 0個の炭化水素基であり、 同一窒素原子上の 2個 の Rが互いに結合して環構造を形成する場合もある。 Q—は、 ヒドロキ シァニオン、 アルコキシァニオン、 ァリールォキシァニオンまたはカル ポキシァニオンを表す]で表される化合物であることを特徴とする請求 の範囲第 4項記載のポリオキシアルキレンポリオールの製造方法。
6. ホスフィ ンォキシド化合物が、 化学式 ( 2 )
【化 6】 NR-
R2N— P— NR2
NR2 N
R2N .P二 N— P = 0 x(H20) (2)
NR2 N
II
R2N— P— NR2
NR2
[化学式 ( 2 ) において、 Rは同種、 または異種の炭素数 1〜 1 0個の 炭化水素基であり、 Xは含有する水の量をモル比で示し、 0〜 5である] で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のポリ ォキシアルキレンポリオールの製造方法。
7. ホスファゼン化合物が、 化学式 ( 3 )
【化 7】
Q
D N D
· . · (3 )
Figure imgf000124_0001
II
D— P— D D
(式中、 1 、 m及び nは、 それぞれ 0〜 3の正の整数を表す。 Dは、 同 種または異種の炭素数 1〜 2 0の炭化水素基、 アルコキシ基、 フエノキ シ基、 チオフエノ一ル残基、 一置換アミノ基、 二置換アミノ基、 または 5乃至 6員環の環状アミノ基である。 Qは、 炭素原子数 1〜 2 0の炭化 水素基である。 さらには、 同一リン原子上の、 もしくは異なる二個のリ ン原子上の二個の Dが互いに結合し、 また Dと Qとが互いに結合して、 それぞれ環構造を形成することもできる) で表される化合物であること を特徴とする請求の範囲第 4項記載のポリォキシアルキレンポリオール の製造方法。
8 . 5 0〜 1 5 0 において、 粗製ポリオキシアルキレンポリオ一 ルと固体酸とを接触させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポ リオキシアルキレンポリオールの製造方法。
9 . 粗製ポリオキシアルキレンポリオールと固体酸を接触させる際 に、粗製ポリオキシアルキレンポリオールに対して、 0 . 1〜 1 0重量% の水を共存させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリォキシ アルキレンポリオールの製造方法。
1 0. 粗製ポリオキシアルキレンポリオールと固体酸を接触させた 後、 固体酸とポリオキシアルキレンポリオールを分離し、 次いで、 ポリ ォキシアルキレンポリオールに対し、 無機酸、 及び有機酸から選ばれた 少なくとも 1種の酸 l〜2 5 p pmを添加することを特徴とする請求の 範囲第 1項記載のポリォキシアルキレンポリオールの製造方法。
1 1. 活性水素化合物 1モルに対し、 触媒 1 X 1 0一4〜 5 X 1 0一1 モルの存在下、 反応温度 1 5〜 1 3 0°C、 最大反応圧力 88 2 k P a以 下の条件下で、 活性水素化合物にェポキサイ ド化合物を付加重合して粗 製ポリオキシアルキレンポリオールを製造することを特徴とする請求の 範囲第 1項記載のポリォキシアルキレンポリオールの製造方法。
1 2. ポリォキシアルキレンポリオールの水酸基価が 2〜 200 m gK〇HZg、 総不飽和度が 0. 0 7me q. /g以下、 プロピレンォ キサイ ド付加重合によるポリォキシアルキレンポリオールのォキシプロ ピレン基のヘッ ド一トゥーティル結合選択率が 9 5モル%以上であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリォキシアルキレンポリオ一 ルの製造方法。
1 3. ポリオキシアルキレンポリオールのォキシプロピレン基の含 有量が少なくとも 50重量%であることを特徴とする請求の範囲第 1項 記載のポリォキシアルキレンポリオールの製造方法。
14. 水酸基価が 9〜 1 20 m g KOHZ g、 総不飽和度が 0. 0 5 m e q . /g以下、 ヘッ ド一トゥーティル結合選択率が 9 6モル%以 上であり、 且つ、 P = N結合を有する化合物触媒の残存量が 90 p pm 以下であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のポリォキシアルキ レンポリオールの製造方法。
1 5. ポリオール中にポリマー粒子が分散したポリマー分散ポリオ —ルの製造方法であって、 請求の範囲第 1項〜第 14項のいずれか 1項 記載の方法でポリオキシアルキレンポリオールを製造し、 次いで、 ラジ カル重合開始剤の存在下、 4 0〜 2 0 0 °Cにおいて、 該ポリオ一ル 1 0 0重量部中で、 エチレン性不飽和モノマ一 5〜 8 6重量部を重合し、 ポ リマー粒子の濃度を 5〜 6 0重量%に制御することを特徴とするポリマ —分散ポリオールの製造方法。
1 6 . エチレン性不飽和モノマーが、 アクリ ロニトリル、 スチレン、 アタリルアミ ド及びメタクリル酸メチルから選ばれた少なく とも 1種の モノマーであることを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載のポリマー分 散ポリオールの製造方法。
1 7 . ポリオールとポリイソシァネ一小とを反応させるイソシァネ 一ト基末端プレポリマーの製造方法であって、 請求の範囲第 1項〜第 1 4項のいずれか 1項記載の方法でポリォキシアルキレンポリオールを製 造し、 次いで、 5 0〜 1 2 0でにおいて、 得られたポリォキシアルキレ ンポリオ一ルに対して、 イソシァネートインデックスが 1 . 3〜 1 0と なる量のポリイソシァネートを反応させる、 イソシァネート基の含有量 ( N C O ) が 0 . 3〜 3 0重量%、 プレポリマ一の主鎖のヘッ ド— ト ウーティル結合選択率が 9 5モル%以上であるイソシァネート基末端プ レポリマーの製造方法。
1 8 . 遊離イソシァネート化合物の含有量が、 1重量%以下である ことを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載のイソシァネート基末端プレ ポリマーの製造方法。
1 9 . ポリオールとポリイソシァネートとを反応させるイソシァネ —ト基末端プレボリマーの製造方法であって、 請求の範囲第 1 5項〜第 1 6項のいずれか 1項記載の方法でポリマー分散ポリオールを製造し、 次いで、 5 0〜 1 2 0 X:において、 得られたポリマ一分散ポリオールに 対して、 イソシァネートインデックスが 1 . 3〜 1 0 となる量のポリィ ソシァネートを反応させる、 イソシァネート基の含有量 (N C O % ) が 0 . 3〜 3 0重量%であるィソシァネ一ト基末端プレポリマーの製造方 法。
2 0 . 請求の範囲第 1 7項〜第 1 9項のいずれか 1項記載の方法で イソシァネート基末端プレボリマーを製造し、 次いで、 6 0〜 1 4 0 °C において、得られたィソシァネート基末端プレポリマーと鎖延長剤とを、 イソシァネートインデックスが 0 . 6〜 1 . 5となる範囲で反応させる ポリウレタン樹脂の製造方法。
2 1 . 請求の範囲第 1項〜第 1 4項のいずれか 1項記載の方法でポ リオキシアルキレンポリオールを製造し、 次いで、 1 0〜 5 0 °Cにおい て、 得られたポリオキシアルキレンポリオールとイソシァネート基末端 プレボリマーとを、 イソシァネートインデックスが 0 . 8〜 1 . 3とな る範囲で反応させるポリウレタン樹脂の製造方法。
2 2 . 水、 触媒、 及び整泡剤の存在下、 ポリオールとポリイソシァ ネー卜とを反応させる軟質ポリウレタンフォームの製造方法であって、 請求の範囲第 1項〜第 1 4項のいずれか 1項記載の方法でポリオキシァ ルキレンポリオールを製造し、 次いで、 得られたポリオキシアルキレン ポリオールを少なくとも 3 0重量%含むポリオールを用いることを特徴 とする軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
2 3 . 水、 触媒、 及び整泡剤の存在下、 ポリオールとポリイソシァ ネ一卜とを反応させる軟質ポリゥレタンフォームの製造方法であって、 請求の範囲第 1 5項〜第 1 6項のいずれか 1項記載の方法でポリマー分 散ポリオールを製造し、 次いで、 得られたポリマー分散ポリオールを少 なくとも 1 0重量%含むポリオールを用いることを特徵とする軟質ポリ ウレタンフォームの製造方法。
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