JP2000204152A - ポリアルキレンエ―テルグリコ―ルの製造方法 - Google Patents
ポリアルキレンエ―テルグリコ―ルの製造方法Info
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Abstract
ール(ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど)を
製造する。 【解決手段】 少なくとも触媒及びカルボン酸無水物
(無水酢酸など)の存在下、環状エーテル(テトラヒド
ロフランなど)を重合することによりポリアルキレンエ
ーテルグリコールを製造する方法において、重合反応域
に供給するカルボン酸無水物中におけるケテン二量体の
含有量が重量比で50ppm以下、好ましくは10pp
m以下とする。
Description
してポリアルキレンエーテルグリコールを製造する方法
に関する。より詳しくは、着色の少ないポリアルキレン
エーテルグリコールを製造する方法に関する。ポリアル
キレングリコールは一般式HO−[(CH 2 )p O]q
−Hで表される末端に水酸基をもつ化合物で、ウレタン
系弾性材や熱可塑性エラストマー材の原料として用いら
れる。
一般に、各種の触媒存在下、環状エーテルを開環重合
し、必要に応じて、加水分解等により末端基を水酸基に
変えることにより製造される。近年は、触媒として超強
酸を使用せず、カルボン酸無水物を反応開始剤とし、固
体酸触媒を用いて環状エーテルを開環重合し、ポリアル
キレングリコールエーテルグリコールジエステルとし、
次いで加水分解又はエステル交換をする方法が開発され
ている(特公昭62−19452号公報、特開平8−2
31706号公報他)。かかる製造方法は、発煙硫酸の
ような超強酸を使用しないので、反応装置材質の腐蝕が
少なく、また、強酸の中和によって生じる廃棄物が低減
するという長所がある。また、固体酸触媒とすることに
より、均一触媒系に比べて触媒分離が容易になるなどの
利点がある。
は、長時間運転を行うと製品ポリアルキレンエーテルグ
リコールが着色することがあるという課題があった。
につき鋭意検討した結果、着色原因がカルボン酸無水物
中に含まれるケテン二量体であることを見出し、本発明
に到達した。すなわち、本発明の要旨は、少なくとも触
媒及びカルボン酸無水物の存在下、環状エーテルを重合
することによりポリアルキレンエーテルグリコールを製
造する方法において、重合反応域に供給するカルボン酸
無水物中におけるケテン二量体の含有量が重量比で50
ppm以下、好ましくは10ppm以下、より好ましく
は5ppm以下、であることを特徴とするポリアルキレ
ンエーテルグリコールの製造方法に存する。
て詳細に説明する。本発明で用いられる環状エーテルと
しては、通常、炭素数2〜10の環状エーテルが用いら
れる。具体的には、テトラヒドロフラン(THF)、エ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド、オキセタ
ン、テトラヒドロピラン、1、4ージオキサンなどが例
示でき、特にTHFが入手しやすさ、扱いやすさの点か
ら好ましい。
固体酸触媒が用いられ、好ましくは3族、4族、13族
もしくは14族の金属酸化物、または3族、4族、13
族もしくは14族の金属元素を含む複合酸化物が用いら
れる。より具体的には、酸化イットリウム、チタニア、
ジルコニア、アルミナ、シリカなどの金属酸化物、また
は、ジルコニアシリカ、ハフニアシリカ、シリカアルミ
ナ、チタニアシリカ、チタニアジルコニアのような複合
酸化物が例示できる。また、これらの複合酸化物に、更
に他の金属元素が含有する複合酸化物も好ましい。
か懸濁床であるかによって、あるいは連続反応であるか
バッチ反応であるかによって異なるが、懸濁床連続反応
の場合には、供給液量100重量部/Hrあたり、0.
1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部の範囲か
ら選択される。重合開始剤として用いられるカルボン酸
無水物としては、工業的に入手しやすい無水酢酸が通常
用いられるが、これに限定されるものではない。カルボ
ン酸無水物の使用量は、環状エーテル100モルあた
り、0.1〜100モル、好ましくは1〜30モルであ
る。
カルボン酸を併用することが、触媒寿命の点で好まし
い。カルボン酸の使用量は、通常、カルボン酸無水物1
00モルあたり、0.1〜10モルである。反応形式
は、固体触媒を用いた液相反応であり、連続反応でもバ
ッチ反応でもよく、連続反応の場合、触媒は固定床であ
っても懸濁床であってもよいが、生産コストの面から懸
濁床連続反応が好ましい。連続反応の場合、未反応液を
重合域に再循環することが好ましい。
ば特に制限はないが、通常0〜200℃、好ましくは1
0〜80℃、より好ましくは20〜60℃である。反応
圧力は、常圧〜10MPa、好ましくは常圧〜5MPa
の範囲から選択される。反応時間は、特に制限はない
が、0.1〜20時間が好ましく、より好ましくは0.
5〜15時間である。なお、ここで反応時間とは、連続
反応では平均滞留時間を意味する。
反応が行われるが、溶媒を使用することを妨げない。た
だし、溶媒を使用する場合には、溶媒によってケテン二
量体を系内に持ち込まないようにする必要がある。本発
明では、上記の重合開始剤として用いられるカルボン酸
無水物中のケテン二量体の濃度を50ppm以下、好ま
しくは10ppm以下、より好ましくは5ppm以下と
することが重要である。
成過程でケテンが生成し、それが二量化して若干量のケ
テン二量体が生成する。また、熱平衡によりカルボン酸
無水物がカルボン酸とケテンとに分解し、そのケテンが
二量化することによりケテン二量体が生成する。また、
無水酢酸とケテン二量体との沸点差が小さく、このた
め、工業グレードの無水酢酸中には100ppm前後の
ケテン二量体が含まれている。このケテン二量体がポリ
アルキレンエーテルグリコールの着色原因となってお
り、これを低減することが必要となる。
0ppm以下とする方法としては特に限定されないが、
例えば、精密蒸留を行う方法、イオン交換樹脂で処理す
る方法、活性白土やゼオライトその他の金属複合酸化物
で処理する方法、などが例示できる。これらのうち、精
密蒸留はコストが高くなるので、イオン交換樹脂、金属
複合酸化物や活性白土で処理する方法が好ましい。特に
好ましくは、イオン交換樹脂、金属複合酸化物や活性白
土で処理し、次いで蒸留を行う。
域にリサイクルする場合には、新規供給のカルボン酸無
水物とリサイクルするカルボン酸無水物の合計量に対す
るケテン二量体の量を50ppm以下とし、より好まし
くは、新規供給のカルボン酸無水物とリサイクルカルボ
ン酸無水物とが、それぞれケテン二量体濃度を50pp
m以下とする。
は、環状エーテルの種類によって異なるが、THFを原
料としてポリテトラメチレンエチレングリコールを製造
する場合には、数平均分子量(Mn)が、通常、500
〜5万、好ましくは1000〜2万の範囲であり、数平
均分子量と重量平均分子量の比(Mw/Mn)が、通
常、1.0〜3.0の範囲となる。
アシリカ触媒10.4gを仕込み、THF/無水酢酸/
酢酸=100/8/0.46(モル比)の原料を46m
l/Hrで連続供給しながら、反応温度35℃にて連続
運転を行った。原料中の無水酢酸は、工業グレードの無
水酢酸(ケテン二量体の濃度約100ppm)にシリカ
ジルコニアを含浸し、次いでシリカジルコニアを濾別し
てから蒸留することによりケテン二量体の濃度が5pp
m以下となるまで精製してから用いた。260時間経過
後の反応成績はMn=2060、Mw/Mn=2.0
5、THF転化率=31%であり、色相はAPHA単位
(JIS K 1557−1970による)で10以下
であった。
ppm)を精製することなく用いた以外は実施例1と同
様としたところ、260時間経過後の反応成績はMn=
2110、Mw/Mn=2.05、THF転化率=28
%、色相はAPHA単位で40であり、著しい着色が見
られた。
きの着色を防ぐことができ、品質のよいポリアルキレン
エーテルグリコールを得ることができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも触媒及びカルボン酸無水物の
存在下、環状エーテルを重合することによりポリアルキ
レンエーテルグリコールを製造する方法において、重合
反応域に供給するカルボン酸無水物中におけるケテン二
量体の含有量が重量比で50ppm以下であることを特
徴とするポリアルキレンエーテルグリコールの製造方
法。 - 【請求項2】 カルボン酸無水物が無水酢酸である請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 環状エーテルがテトラヒドロフランであ
る請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 触媒が固体酸触媒である請求項1〜3の
いずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 触媒が3族、4族、13族もしくは14
族の金属酸化物、または、3族、4族、13族もしくは
14族の金属元素を含む複合酸化物である請求項4に記
載の方法。
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