JP2001521957A - 部分結晶性ポリエーテルポリオールの製造方法 - Google Patents
部分結晶性ポリエーテルポリオールの製造方法Info
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Abstract
Description
ポリオールを製造するための方法および新規なポリエーテルポリオールならびに
その使用に関する。
ってプロピレンオキシドから得られる官能価2を有する結晶性ポリオールによっ
て合成されうることが文献から知られている(J. of Polymer Sci. (Polym. Che
m. Ed.) Vol. 15, 1655以下参照(1977))。オゾン分解し、次いで、感湿性および
感酸素性試薬によって水素化し、分別することによってアイソタクチックポリプ
ロピレングリコールから結晶性ヒドロキシ官能ジヒドロキシポリエーテルを製造
することは、極めて困難であり、ほとんど変更できない。それゆえに、大きく変
更できる可能性を有するあまり困難でないプロセスに従って、例えばPUR合成
に適している2以上の官能価を有する広い範囲の結晶性ヒドロキシポリエーテル
を提供することが目的とされていた。
ロピレンオキシドの重合に適していることも知られている(米国特許第3 43
2 455号、Polym. Preprints 218 (1984))。イソシアネート重付加のための
連鎖延長剤および架橋剤として適している好適なヒドロキシ官能価を有するポリ
エーテルポリオールを製造することは、この刊行物からは導かれていない。
間にポリプロピレンオキシドに組み込まれるモノオール置換基を有し、その過程
は、例えば、ポリウレタンの製造の連鎖延長剤として適していない2よりかなり
低いヒドロキシ官能価を有するポリプロピレンオキシドを生成する。
媒を反応させた結果、2以上の官能価を有するポリエーテルポリオールにアルキ
レンオキシドを重合させることができる触媒が得られることを見出した。驚くべ
きことは、文献(J. of Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem., 24, 1423(1986))
によれば、不純物に敏感な触媒活性バイメタル出発化合物が、ヒドロキシル化合
物との反応後には、100〜160℃の温度でさえ、アルキレンオキシド重合に
なお活性であることである。
ル触媒が、2以上の官能価を有するヒドロキシル化合物の存在下で架橋または相
互結合せず、触媒活性のままであることは予想できなかった。
ポリエーテルポリオールの製造方法であって、式(I): (RO)X-1−M2−O−M1−O−M2−(OR)X-1 (I) [式中、Rは、C1−C10アルキル基を示し、 M1は、亜鉛、コバルト、モリブデン、鉄、クロムまたはマンガンを示し、 M2は、アルミニウムまたはチタンを示し、および xは、3または4を示す。] で示されるバイメタルμ−オキソアルコキシドの存在下で、アルキレンオキシド
を重合し、 μ−オキソアルコキシド(I)を、式(II):
。
は周知であり、さらに詳細には、例えば上記の米国特許第3 432 445号
に記載されている。
適したヒドロキシル化合物は、2以上、好ましくは2〜6の官能価および90〜
6000、好ましくは90〜2000の平均分子量を有するものである。平均分
子量は、OH価を測定することによってまたは対照としてのポリスチレンに対す
るGPCによって通常の方法で決定される。
コール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシドポリプロピレンオキシ
ドブロックコポリマーおよびランダムC−O−PO−コポリマー、さらに既知の
低分子量ポリヒドロキシル化合物が挙げられる。このような化合物は、例えばKi
rk-Othmer(3)1, 754〜789に記載されている。
トリプロピレングリコール、およびプロピレングリコール、ブタン−1,4−ジ
オール、グリセロール、トリメチロールプロパンもしくはソルビトールから開始
されるMn200〜2000を有するポリプロピレングリコール、またはエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブタン−1,4−ジオール、グリセロー
ルまたはトリメチロールプロパンから開始されるMn220〜2000を有する
プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドのコポリマー。
ロキシル化合物の反応は、1モルのポリオール(II)を、5×10-4〜0.6
モル、好ましくは1×10-3〜0.3モルのμ−オキソアルコキシドと混合し、
混合物を約100〜150℃、好ましくは110〜130℃で、約0.5〜10
時間、好ましくは2〜5時間、加熱する。
未満の圧力下で、一定時間(約0.5〜5時間)攪拌する。
素(例えば、キシレンおよび/またはリグロイン)によって、好ましくは80〜
50重量%に希釈し、溶媒および/または希釈剤を、再び減圧下(約0.01〜
1013mbar)で蒸留する。
結晶性ポリエーテルポリオールの調製のために適したアルキレンオキシドと反応
させる。反応は、好ましくは20〜200℃で、特に80〜150℃で、常圧下
または20barまでの加圧下で行われる。
好ましくはプロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、エピクロロヒドリ
ン、アルキルグリシジルエーテルおよびそれらの混合物である。プロピレンオキ
シドおよび/またはエチレンオキシドが、好ましく使用される。アルキレンオキ
シドとの反応より先に、変性したμ−オキソアルコキシドは、2以上の官能価を
有するヒドロキシル化合物、好ましくは式(II)で示されるヒドロキシル化合
物によって希釈されうる。
えば、トルエン、キシレンおよび/またはテトラヒドロフラン)中で行われうる
。溶剤の濃度および量は、転化反応の良好な制御が与えられた反応条件下で可能
であるように選択される。 変性バイメタルμ−オキソアルコキシドは、調製されるポリエーテルポリオー
ルの量に基づいて5×10-2〜60モル%の量で、好ましくは0.1〜20モル
%の量で、一般に使用される。
新規な部分結晶性ポリエーテルポリオールは、ポリスチレンに対するGPCによ
ってまたはヒドロキシル末端基含量(OH価)によって決定される500〜10
0,000、好ましくは1000〜10,000の平均分子量Mnを有し、13C
−NMR分光法によって決定される28%を超える、好ましくは33%を超える
結晶度を与えるアイソタクチックトリアドモル比を有する。
にも関する。 本発明の方法は、連続的に、および回分式、例えばバッチまたはセミバッチ法
で行われ得る。 本発明による方法によれば、好ましくは、調製されたポリエーテルポリオール
を溶媒(例えば、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、酢酸エチルおよび
/または塩化メチレン)に溶解することによって、粗生成物を後処理する。
%未満)、好ましくは水で抽出する。好ましくは1〜2酸当量を、触媒を破壊す
るために使用する。適した酸は、とりわけ、塩酸、リン酸、硫酸、安息香酸、酢
酸および/または乳酸である。当然、他の酸も使用できる。 酸水溶液との強い振動後に、過剰な酸を、要すればアルカリ反応を引き起こす
化合物(例えば、重炭酸ナトリウム)の存在下で、水で洗浄することによって除
去する。得られたポリオール溶液を、水から分離し、乾燥し、溶媒を除去する。 生成物を、冷却条件下で、適した溶媒(例えば、アセトン)からの分別沈殿に
よってさらに精製しうる。
ウレタン物質、例えばPURエラストマー、PUR発泡体およびPURコーティ
ングの製造に著しく適している。上記のPUR物質の製造は、周知であり、例え
ばKunststoff Handbuch、第7巻、第3版、Carl-Verlag Verlag, 1993に記載さ れている。
mL中で加熱して還流し、生成するイソプロピル酢酸を、カラムによって蒸留し
た。 イソプロピル酢酸が生成しなくなった後に、溶媒を反応溶液から除去し、残留
物を、200mLのn−ヘプタン中に集めた。ジ−μ−オキソ−[ビス(1−メ
チルエチルオキシ)−アルミニウム]−亜鉛の0.35モル溶液が得られた。
の温度でさらに2時間攪拌した。トルエンを、実質的に大気圧未満の圧力下で蒸
留して除き、反応混合物を130℃でさらに1時間加熱した。
0〜140℃の温度で、3barの加圧下で、プロピレンオキシド500gと反
応させた。粗生成物をトルエンに溶解し、2N塩酸を、pHが5未満になるまで
添加し、次いで混合物を水と一緒に振り混ぜた。生成物を、中和するために、重
炭酸水溶液で洗浄した。有機相を分離し、乾燥した。 部分結晶性ワックス状生成物は、20mg KOH/gのOH値およびGPC によるMn5900を有していた。ポリエーテルポリオール中の結晶性相は、5
5℃で溶融した。生成物は、64%のアイソタクチックトリアドモル比を有して
いた。
130℃の温度で、実質的に大気圧未満の圧力下でさらに3時間攪拌した。
arの加圧下で、プロピレンオキシド400gと反応させた。粗生成物を塩化メ
チレンに溶解し、20%リン酸を、pHが5未満になるまで添加し、次いで混合
物を水と一緒に振り混ぜた。生成物を、中和するために、重炭酸水溶液で洗浄し
た。有機相を分離し、乾燥した。 部分結晶性ワックス状生成物は、65mg KOH/gのOH値およびGPC によるMn1900を有していた。
ヒドロキシポリエーテル(OH価380mg KOH/g)100gに添加し、 130℃で、0.2mbarの減圧下で5時間攪拌した。 次いで、トルエン10mLを、溶液に添加し、反応混合物を、120〜130
℃の温度でさらに2時間攪拌した。トルエンを、実質的に大気圧未満の圧力下で
蒸留して除き、反応混合物を130℃にさらに1時間加熱した。
圧下で、プロピレンオキシド1kgと反応させた。 粗生成物を塩化メチレンに溶解し、2N塩酸を、pHが5未満になるまで添加
し、次いで混合物を水と一緒に振り混ぜた。生成物を、中和するために、重炭酸
水溶液で洗浄した。有機相を分離し、乾燥した。 部分結晶性ワックス状生成物は、42mg KOH/gのOH値およびGPC によるMn4290を有していた。
加し、130℃で、0.2mbarの減圧下で3時間攪拌した。 次いで、トルエン50mLを、溶液に添加し、反応混合物を、120〜130
℃の温度でさらに2時間攪拌した。トルエンを、実質的に大気圧未満の圧力下で
蒸留して除き、反応混合物を130℃にさらに1時間加熱した。
arの加圧下で、プロピレンオキシド1500gと反応させた。粗生成物をトル
エンに溶解し、2N塩酸を、pHが5未満になるまで添加し、次いで混合物を水
と一緒に振り混ぜた。生成物を、中和するために、重炭酸水溶液で洗浄した。有
機相を分離し、乾燥した。 部分結晶性ワックス状生成物は、14のOH値およびGPCによるMn780
0を有していた。
g KOH/g)100gに添加し、130℃で、0.2mbarの減圧下で3 時間攪拌した。
℃の温度でさらに2時間攪拌した。トルエンを、実質的に大気圧未満の圧力下で
蒸留して除き、反応混合物を130℃にさらに1時間加熱した。 次いで、予備活性化ポリオールを、150℃の温度、3bar加圧下で、オー
トクレーブ中でプロピレンオキシド250gと反応させた。実施例1bと同様の
精製段階後、部分結晶性生成物は、135mg KOH/gのOH値およびGP CによるMn2600を有していた。
mg KOH/g)1000gを、120〜130℃で、常圧下で、プロピレン オキシド1000gと反応させた。粗生成物をトルエン中に溶解させ、2N塩酸
150mLを添加し、混合物を水と一緒に振り混ぜた。生成物を、中和するため
に重炭酸水溶液で洗浄した。 有機相を分離および乾燥した。部分結晶性生成物は、57mg KOH/gの OH値およびGPCによるMn2000を有していた。
コール(OH価112mg KOH/g)50gに添加し、120℃で、プロピ レンオキシド50gと反応させた。実施例1bと同様の精製段階の後に、粘性の
生成物は、57.5mg KOH/gのOH値およびGPCによるMn2000 を有していた。
コール(OH価112mg KOH/g)250gに添加し、150℃の温度で 3barの加圧下で、オートクレーブ中でプロピレンオキシド750gと反応さ
せた。実施例1bと同様の精製段階の後に、室温で固化した生成物は、32mg
KOH/gのOH値およびGPCによるMn3700を有していた。
Claims (7)
- 【請求項1】 2以上のヒドロキシ官能価を有する新規な部分結晶性ポリエ
ーテルポリオールの製造方法であって、式(I): (RO)X-1−M2−O−M1−O−M2−(OR)X-1 (I) [式中、Rは、C1−C10アルキル基を示し、 M1は、亜鉛、コバルト、モリブデン、鉄、クロムまたはマンガンを示し、 M2は、アルミニウムまたはチタンを示し、および xは、3または4を示す。] で示されるバイメタルμ−オキソアルコキシドの存在下で、アルキレンオキシド
を重合し、 μ−オキソアルコキシド(I)を、式(II): 【化1】 [式中、 Qは、C2−C20アルキル基を示し、 R1およびR2は、互いに独立して、水素またはC1−C20炭化水素基を示し、 lおよびnは、互いに独立して、0〜40の数を示し、および yは、2〜6の整数を示す。] で示されるヒドロキシル化合物と予め反応させることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 使用されるバイメタルμ−オキソアルコキシドは、M1が亜 鉛であり、M2がアルミニウムであり、xが3であり、Rがn−プロピルおよび イソプロピルならびにn−ブチルを示すものであることを特徴とする請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 使用される式(II)で示されるヒドロキシル化合物が、2
以上の官能価および90〜6000の平均分子量を有するものであることを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 式(II)で示されるヒドロキシル化合物1モルにつき、バ
イメタルμ−オキソアルコキシド5×10-4〜0.6モルと混合することを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 μ−オキソアルコキシドを、ヒドロキシル化合物と混合した
後に、混合物を100〜150℃で0.5〜10時間、加熱することを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 2以上の官能価、500〜100,000の平均分子量Mn および13C−NMR分光法によって決定される28%を超える結晶度を与えるア
イソタクチックトリアドモル比を有する部分結晶性ポリエーテルポリオール。 - 【請求項7】 あらゆる種類のポリウレタン物質を製造するための請求項6
に記載の新規なポリエーテルポリオールの使用。
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