JP2000344891A - 新規ポリオキシアルキレンポリオールおよび開環重合体の製造法 - Google Patents

新規ポリオキシアルキレンポリオールおよび開環重合体の製造法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 収率の良いヘテロ環状化合物の開環重合体を
製造する方法を提供すること。 【解決手段】一般式(3)で表される活性水素含有化合
物(B)に、一般式(4−1)で表される化合物、(4
−2)で表される化合物および(4−3)で表される化
合物からなる群より選ばれる1種以上の触媒(c)の存
在下で、一般式(5)で表されるヘテロ環状化合物
(d)を開環付加重合させることを特徴とする開環重合
体の製造法を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘテロ環状化合物
を開環付加重合させる開環重合体の製造法およびポリウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂のポリオー
ル成分としての使用に関する。さらに詳しくは、環状化
合物を、特定の触媒存在下に開環重合させる方法並び
に、熱硬化性樹脂のポリオール成分としての使用に関す
る。
【0002】
【従来の技術】カーボネート、チオカーボネート、ジチ
オカーボネート等の環状化合物を開環重合させる方法と
して、従来、BF3等の酸性触媒存在下に開環重合させ
る方法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記触
媒の存在下に、カーボネート、チオカーボネート、ジチ
オカーボネート等の環状化合物を開環反応させる開環重
合体の製造方法は、その環状化合物が開環付加重合反応
をしていく際に、二酸化炭素、酸化硫化炭素、二流化炭
素等が脱離し、その結果、環状化合物の開環重合体の収
率が低いという問題点があった。また、開環重合させる
際に、上記触媒は成長末端に対しほぼ当量を使用する必
要があるので、製造された重合体に触媒が多量に残存す
ることになる。このようにして得られる開環重合体の用
途によっては、その残存する触媒が著しく悪影響を及ぼ
すため、開環重合後の処理によって触媒を取り除く必要
があった。本発明の目的は、上述の現状に鑑み、特定の
触媒存在下に環状化合物を開環付加重合させる開環重合
体の製造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、以上の問
題点を解決するために鋭意検等した結果、特定の触媒存
在下に環状化合物を開環付加重合させると極めて収率が
高いことを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発
明は、下記一般式(3)で表される活性水素含有化合物
(B)に、下記一般式(4−1)で表される化合物、
(4−2)で表される化合物および(4−3)で表され
る化合物からなる群より選ばれる1種以上の触媒(c)
の存在下で、下記一般式(5)で表されるヘテロ環状化
合物(d)を開環付加重合させることを特徴とする開環
重合体の製造法である。
【0005】
【化8】
【0006】
【化9】
【0007】
【化10】
【0008】
【化11】
【0009】
【化12】
【0010】式(3)中、R1は、水、アルコール化合
物、フェノール化合物、アミノ基含有化合物、カルボキ
シル基含有化合物、チオール基含有化合物またはリン酸
化合物から活性水素を除いたm価の基;Zはハロゲン原
子もしくはアリール基で置換されていてもよい炭素数2
〜12のアルキレン基またはシクロアルキレン基;mは
1または2〜100の数;pは0または1〜199の数
である。式(4−1)、(4−2)、(4−3)中、そ
れぞれ、Xはホウ素原子もしくはアルミニウム原子を表
す;Fはフッ素原子である;R3は下記一般式(6)で
表される(置換)フェニル基および/または下記一般式
(7)で表される3級アルキル基を表し、それぞれ同一
もしくは異なっていてもよい。
【0011】
【化13】
【0012】式(6)中、Yは水素原子、炭素数1〜4
のアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、またはシアノ
基を表し、同一もしくは異なっていてもよい;kは0〜
5の数を表し、kが2以上のとき、複数のYはそれぞれ
それぞれ同一もしくは異なっていてもよい。
【0013】
【化14】
【0014】式(7)中、R4、R5、R6はそれぞれ独
立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、R3が複数ある
場合は、複数のR3は同一もしくは異なっていてもよ
い。式(5)中、Rは炭素数3〜12のアルキレン基で
あり、ハロゲン原子もしくは炭化水素基で置換されてい
てもよい。Qは−S−、−NH−、−OCOO−、−S
COO−、−OCSO−、−OCOS−、−OCSS
−、−SCSO−、−SCOS−、−SCSS−、−C
OO−、−CSO−、−COS−、−CSS−、−CO
NH−および−N=C(−R7)−O−からなる群から
選ばれる2価の有機基(式中R7は、炭素数1〜12の
アルキル基、アルキル基で置換されていてもよい炭素数
1〜12のシクロアルキル基、またはハロゲン原子で置
換されていてもよい炭素数1〜12のアリール基を表
す)である。]
【0015】また、上記製造法により製造された開環重
合体、特に開環重合体からなる熱硬化性樹脂製造用のポ
リオール成分(II)、並びに、ポリオール成分とポリ
イソシアネート(e)とを反応させるポリウレタン樹脂
の製造法において、ポリオール成分として上記ポリオー
ル成分(II)を使用してなるポリウレタン樹脂の製造
方法。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の第1は、下記一般式
(1)で表される活性水素含有化合物(A)のアルキレ
ンオキサイド付加物であって、かつ末端に位置する水酸
基含有基−AO−H基の40%以上が下記一般式(2)
で表される1級水酸基含有基であることを特徴とするポ
リオキシアルキレンポリオールもしくはモノオール
(I)である。
【0017】
【化15】
【0018】
【化16】
【0019】式(1)中、R1は、水、アルコール化合
物、フェノール化合物、アミノ基含有化合物、カルボキ
シル基含有化合物、チオール基含有化合物またはリン酸
化合物から活性水素を除いたm価の基であり、mは1
(モノオール)または2〜100(ポリオール)の数で
ある。R1は、m個の活性水素を有する化合物(A)か
ら、その活性水素を除いた基であってよく、上記化合物
(A)としては、例えば水酸基含有化合物、アミノ基含
有化合物、カルボキシル基含有化合物、チオール基含有
化合物、リン酸化合物;分子内に2種以上の活性水素含
有官能基を有する化合物;およびこれらの2種以上の混
合物が挙げられる。
【0020】水酸基含有化合物としては、水、1価のア
ルコール、2〜8価の多価アルコール、フェノール類、
多価フェノール類などが挙げられる。具体的にはメタノ
ール、エタノール、ブタノール、オクタノールなどの1
価のアルコール;エチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペン
タンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグ
リコール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘ
キサン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、
2,2−ビス(4,4’−ヒドロキシシクロヘキシル)
プロパンなどの2価アルコール;グリセリン、トリメチ
ロールプロパンなどの3価アルコール;ペンタエリスリ
ト―ル、ジグリセリン、α−メチルグルコシド、ソルビ
ト―ル、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリト
−ル、グルコ−ス、フルクト−ス、ショ糖などの4〜8
価のアルコ―ル;フェノール、クレゾール等のフェノー
ル類;ピロガロ―ル、カテコール、ヒドロキノンなどの
多価フェノ―ル;ビスフェノ―ルA、ビスフェノール
F、ビスフェノールSなどのビスフェノ―ル類;ポリブ
タジエンポリオール;ひまし油系ポリオール;ヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレートの(共)重合体、ポリ
ビニルアルコール類などの多官能(例えば官能基数2〜
100)ポリオール等が挙げられる。
【0021】アミノ基含有化合物としては、アミン類、
ポリアミン類、アミノアルコール類などがあげられる。
具体的には、アンモニア;炭素数1〜20のアルキルア
ミン類(ブチルアミンなど)、アニリンなどのモノアミ
ン類;エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどの脂肪
族ポリアミン;ピペラジン、N−アミノエチルピペラジ
ンなどの複素環式ポリアミン類;ジシクロヘキシルメタ
ンジアミン、イソホロンジアミンなどの脂環式ポリアミ
ン;フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチル
トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメ
タンジアミン、ジフェニルエ−テルジアミン、ポリフェ
ニルメタンポリアミンなどの芳香族ポリアミン;モノエ
タノ―ルアミン、ジエタノ―ルアミン、トリエタノ―ル
アミン、トリイソプロパノ−ルアミンなどのアルカノ―
ルアミン類;ジカルボン酸と過剰のポリアミン類との縮
合により得られるポリアミドポリアミン;ポリエーテル
ポリアミン;ヒドラジン類(ヒドラジン、モノアルキル
ヒドラジンなど)、ジヒドラジッド類(コハク酸ジヒド
ラジッド、アジピン酸ジヒドラジッド、イソフタル酸ジ
ヒドラジッド、テレフタル酸ジヒドラジッドなど)、グ
アニジン類(ブチルグアニジン、1−シアノグアニジン
など);ジシアンジアミドなど;ならびにこれらの2種
以上の混合物が挙げられる。
【0022】カルボキシル基含有化合物としては、酢
酸、プロピオン酸などの脂肪族モノカルボン酸;安息香
酸などの芳香族モノカルボン酸;コハク酸、アジピン酸
などの脂肪族ポリカルボン酸;フタル酸、テレフタル
酸、トリメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸;アク
リル酸の(共)重合物などのポリカルボン酸重合体(官
能基数2〜100)等が挙げられる。チオール基含有化
合物のポリチオール化合物としては、2〜8価の多価チ
オールが挙げられる。具体的にはエチレンジチオール、
プロピレンジチオール、1,3−ブチレンジチオール、
1,4−ブタンジチオール、1、6−ヘキサンジチオー
ル、3−メチルペンタンジチオール等が挙げられる。リ
ン酸化合物としては燐酸、亜燐酸、ホスホン酸などが挙
げられる。
【0023】これらの活性水素含有化合物(A)のう
ち、水酸基含有化合物、アミノ基含有化合物、水が好ま
しく、特に、水、アルコール、アミンがより好ましい。
【0024】上記式(1)中、Zはハロゲン原子で置換
されていてもよい炭素数2〜12のアルキレン基、シク
ロアルキレン基を表す。具体的には、エチレン基、プロ
ピレン基、ブチレン基、クロロプロピレン基、ブロモプ
ロピレン基、ラウリレン基、フェニルエチレン基、クロ
ロフェニルエチレン基、1,2−シクロへキシレン基
等、およびこれらの2種以上の併用が挙げられ、これら
のうち好ましいのは、プロピレン基、ブチレン基、エチ
レン基であり、特に好ましいのはプロピレン基、ブチレ
ン基である。得られるポリオキシアルキレンポリオール
もしくはモノオール(I)の疎水性の確保を考慮に入れ
る場合は、プロピレン基、ブチレン基などを使用する
か、またはエチレン基と他のアルキレン基とを併用すれ
ばよい。
【0025】上記式(1)中、Aはハロゲン原子で置換
されていてもよい炭素数3〜12のアルキレン基、シク
ロアルキレン基を表す。具体的には、プロピレン基、ブ
チレン基、クロロプロピレン基、ブロモプロピレン基、
ラウリレン基、フェニルエチレン基、クロロフェニルエ
チレン基、1,2−シクロへキシレン基など、およびこ
れらの2種以上の併用が挙げられる。得られるポリオキ
シアルキレンポリオールもしくはモノオール(I)の疎
水性の観点からは、エチレン基を使用する場合には他の
アルキレン基との併用が好ましい。
【0026】本発明において、上記一般式(1)中の−
(AO)q−Hで表される基のうちの末端に位置する水
酸基含有基である−AO−H基としては、下記の一般式
(2)で表される1級水酸基含有基と、下記一般式
(2’)で表される2級水酸基含有基の2種類がある
が、本発明の第1のポリオキシアルキレンポリオールも
しくはモノオール(I)は、このうち上記一般式(2)
で表される1級水酸基含有基がポリオキシアルキレンポ
リオールもしくはモノオール(I)の全末端水酸基中の
40%以上、好ましくは60%以上であることを特徴と
する。
【0027】
【化17】
【0028】
【化18】
【0029】上記の一般式(2)、(2’)中のR2
ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の
アルキル基、または炭素数6〜10のアリール基を表
す。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等の
直鎖アルキル基;イソプロピル基等の分岐アルキル基;
フェニル基、p−メチルフェニル基等の置換フェニル
基;クロロメチル基、ブロモメチル基、クロロエチル
基、ブロモエチル基等の置換アルキル基;p−クロロフ
ェニル基、p−ブロモフェニル基等の置換フェニル基
等、およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
【0030】pは0または1以上、qは1以上の数であ
って、p+qが通常1〜200、好ましくは1〜100
である。pは通常0〜199、好ましくは0〜100の
数、qは通常1〜200好ましくは1〜100の数であ
る。
【0031】本発明のポリオキシアルキレンポリオール
もしくはモノオール(I)の数平均分子量は、通常40
0〜100,000、好ましくは400〜20000で
あり、その用途、例えば製造するポリウレタン樹脂など
の熱硬化性樹脂の要求物性により適宜選択される。
【0032】ポリオキシアルキレンポリオール(I−
1)もしくはモノオール(I−2)の具体例としては、
水のプロピレンオキサイド付加物、メタノールのプロピ
レンオキサイド付加物、グリセリンのプロピレンオキサ
イド付加物、アンモニアのプロピレンオキサイド付加
物、水のブチレンオキサイド付加物のプロピレンオキサ
イド付加物、メタノールのブチレンオキサイド付加物の
プロピレンオキサイド付加物、グリセリンのブチレンオ
キサイド付加物のプロピレンオキサイド付加物、アンモ
ニアのブチレンオキサイド付加物のプロピレンオキサイ
ド付加物等が挙げられる。
【0033】前述したように、本発明のポリオキシアル
キレンポリオールもしくはモノオール(I)において、
その末端の全水酸基に対して、この上記の一般式(2)
で表される1級水酸基含有基が占める比率(これを本明
細暑中、末端水酸基の1級化率ともいう)が40%以
上、好ましくは60%以上である。比率が低いと、ポリ
オール成分としての反応性が不十分である。この末端水
酸基の1級化率は、予め試料をエステル化の前処理した
後に、1H−NMR法により測定し、算出する。
【0034】本発明の1H−NMR法の詳細を以下に具
体的に説明する。 <試料調製法>測定試料約30mgを直径5mmのNM
R用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶媒を加
え溶解させる。その後、約0.1mlの無水トリフルオ
ロ酢酸を添加し、分析用試料とする。上記重水素化溶媒
としては、例えば、重水素化クロロホルム、重水素化ト
ルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素化ジメ
チルホルムアミド等であり、試料を溶解させることので
きる溶媒を適宜選択する。 <NMR測定>通常の条件で1H−NMR測定を行う。
【0035】<末端水酸基の1級化率の計算方法>上に
述べた前処理の方法により、ポリオキシアルキレンポリ
オールの末端の水酸基は、添加した無水トリフルオロ酢
酸と反応してトリフルオロ酢酸エステルとなる。その結
果、1級水酸基が結合したメチレン基由来の信号は4.
3ppm付近に観測され、2級水酸基が結合したメチン
基由来の信号は5.2ppm付近に観測される。末端水
酸基の1級化率は次の計算式により算出する。 末端水酸基1級化率(%)=[a/(a+2×b)]×
100 但し、式中、aは4.3ppm付近の1級水酸基の結合
したメチレン基由来の信号の積分値;bは5.2ppm
付近の2級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分
値である。
【0036】本発明の開環重合体の製造法で用いられる
活性水素含有化合物(B)は下記一般式(3)で表され
る。
【0037】
【化19】
【0038】式(3)中、R1は上記と同じであり、上
述のものを同様に例示することができる。
【0039】式(3)中、Zはハロゲン原子で置換され
ていてもよい炭素数2〜12のアルキレン基、シクロア
ルキレン基を表し、Zも上述のものを同様に例示するこ
とができる。
【0040】式(3)中のpは0または1〜199の
数、好ましくは0〜100である。mは1または2〜1
00である。
【0041】活性水素含有化合物(B)の具体例として
は、pが0の場合は、m個の活性水素を有する化合物
(A)として本発明の第1で述べたものと同様のものが
挙げられる。
【0042】pが1以上の場合は、炭素数2〜12のア
ルキレンオキサイドを、前述のpが0のもの、すなわち
m個の活性水素を有する上記化合物(A)に付加させて
得られる化合物が挙げられる。例えば、水酸基含有化合
物、アミノ基含有化合物などへの、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイドなどの付加物が挙げられ、具体
例としては、水のプロピレンオキサイド付加物(ポリオ
キシプロピレングリコール)、メタノールのプロピレン
オキサイド付加物、グリセリンのプロピレンオキサイド
付加物、水のブチレンオキサイド付加物、メタノールの
ブチレンオキサイド付加物、グリセリンのブチレンオキ
サイド付加物、アンモニアのプロピレンオキサイド付加
物、アンモニアのブチレンオキサイド付加物などが挙げ
られる。
【0043】触媒(C)は下記一般式(4−1)、(4
−2)、または(4−3)で表される化合物である。こ
れを用いて環状エーテル化合物、カーボネート、ジチオ
カーボネート等のヘテロ環状化合物を開環付加重合する
ことにより、収率良く開環重合体が得られるものであ
る。また特に、これを用いてエポキシ基含有化合物を開
環付加重合することにより従来に無かった末端水酸基の
1級化率が高いポリオキシアルキレンポリオールが得ら
れるものである。
【0044】
【化20】
【0045】
【化21】
【0046】
【化22】
【0047】上記式(4−1)、(4−2)、(4−
3)中、それぞれ、Xはホウ素原子もしくはアルミニウ
ム原子を表す。好ましいのはホウ素原子である。
【0048】式(4−1)、(4−2)、(4−3)中
のR3は、下記一般式(6)で表される(置換)フェニ
ル基および/または下記一般式(7)で表される3級ア
ルキル基を表し、R3が複数ある場合、複数のR3は、そ
れぞれ同一もしくは異なっていてもよい。
【0049】
【化23】
【0050】
【化24】
【0051】上記一般式(6)中のYは、水素原子、炭
素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、ま
たはシアノ基を表し、同一もしくは異なっていてもよ
い。これらのうち、好ましいのは水素原子、ハロゲン原
子、シアノ基であり、さらに好ましいのハロゲン原子、
シアノ基である。また、kは0〜5の数を表す。一般式
(6)で表されるフェニル基もしくは置換フェニル基の
具体例としては、フェニル基、ペンタフルオロフェニル
基、p−メチルフェニル基、p−シアノフェニル基、p
−ニトロフェニル基などが挙げられ、好ましいのは、フ
ェニル基、ペンタフルオロフェニル基、p−シアノフェ
ニル基であり、さらに好ましいのはフェニル基、ペンタ
フルオロフェニル基である。
【0052】上記一般式(7)中のR4、R5、R6はそ
れぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一も
しくは異なっていてもよい。具体的には、メチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基などが挙げられ
る。一般式(7)で表される3級アルキル基の具体例と
しては、t−ブチル基、t−ペンチル基などが挙げられ
る。
【0053】本発明において、上記触媒(C)として
は、具体的にはトリフェニルボラン、ジフェニル−t−
ブチルボラン、トリ(t−ブチル)ボラン、トリフェニ
ルアルミニウム、ジフェニル−t−ブチルアルミニウ
ム、トリ(t−ブチル)アルミニウム、トリス(ペンタ
フルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェ
ニル)−t−ブチルボラン、トリス(ペンタフルオロフ
ェニル)アルミニウム、ビス(ペンタフルオロフェニ
ル)−t−ブチルアルミニウム、ビス(ペンタフルオロ
フェニル)フッ化ボラン、ジ(t−ブチル)フッ化ボラ
ン、(ペンタフルオロフェニル)2フッ化ボラン、(t
−ブチル)2フッ化ボラン、ビス(ペンタフルオロフェ
ニル)フッ化アルミニウム、ジ(t−ブチル)フッ化ア
ルミニウム、(ペンタフルオロフェニル)2フッ化アル
ミニウム、(t−ブチル)2フッ化アルミニウム、など
が挙げられ、好ましいのはトリフェニルボラン、トリフ
ェニルアルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミ
ニウムであり、さらに好ましいのはトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニ
ル)アルミニウムである。
【0054】本発明で付加させるヘテロ環状化合物
(D)は、下記一般式(5)で表されるものである。
【0055】
【化25】
【0056】式(5)中、Rはハロゲン原子もしくは炭
化水素基で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルキ
レン基を表す。Qは−O−、−S−、−NH−、−OC
OO−、−SCOO−、−OCSO−、−OCOS−、
−OCSS−、−SCSO−、−SCOS−、−SCS
S−、−COO−、−CSO−、−COS−、−CSS
−、−CONH−からなる群から選ばれる2価の有機基
である。
【0057】ヘテロ環状化合物(D)の具体例として
は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチ
レンオキサイド、スチレンオキサイド、オキセタン、テ
トラヒドロフラン等の環状エーテル;エチレンサルファ
イド等の環状チオエーテル類;エチレンイミン等のイミ
ン類;エチレンカーボネート等の環状カーボネート類;
エチレンチオカーボネート等の環状チオカーボネート
類;エチレンジチオカーボネート等の環状ジチオカーボ
ネート類;ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類;ε
−カプロラクタム等の環状ラクタム類等が挙げられる。
【0058】活性水素含有化合物(B)に、触媒(C)
の存在下で、ヘテロ環状化合物(D)を付加させて、前
述の一般式(1)で表される開環重合体を得る際の付加
させるヘテロ環状化合物(D)の付加モル数は、活性水
素含有化合物(B)の活性水素当たり、通常1モル〜2
00モル、好ましくは1〜100モルであり、製造する
開環重合体の分子量とその用途により適宜選択する。
【0059】触媒(C)の使用量は特に限定されない
が、製造する開環重合体に対して0.0001〜10重
量%、好ましく0.001〜1重量%である。本発明で
規定した立体障害の大きい特定の化学構造の触媒(C)
を使用することにより、従来のアルカリ金属の水酸化物
などのアルカリ系の触媒(通常0.1〜10重量%)に
比べて極めて少量で済むため、有益である。
【0060】ヘテロ環状化合物(D)を付加させる際に
は、活性水素含有化合物(B)とヘテロ環状化合物
(D)と触媒(C)の3種類を一括で仕込んで反応させ
てもよいし、活性水素含有化合物(B)と触媒(C)と
の混合物にヘテロ環状化合物(D)を滴下して反応させ
てもよいし、あるいは活性水素含有化合物(B)にヘテ
ロ環状化合物(D)と触媒(C)とを滴下して反応して
も良い。反応温度の制御の観点から、活性水素含有化合
物(B)と触媒(C)との混合物にヘテロ環状化合物
(D)を滴下する、あるいは、活性水素含有化合物
(B)にヘテロ環状化合物(D)と触媒(C)とを滴下
する方法が好ましい。
【0061】活性水素含有化合物(B)にヘテロ環状化
合物(D)を付加させる際の反応温度は、通常0℃〜2
50℃であり、好ましくは20℃〜180℃である。
【0062】本発明の製造法により製造される開環重合
体(II)の数平均分子量は、通常75〜100,00
0、好ましくは400〜20000であり、その用途、
例えば開環重合体がポリオキシアルキレンポリオールで
あって、このものからなるポリオール組成物を使用し
て、熱硬化性樹脂、例えばポリウレタン樹脂を製造する
場合に、そのポリウレタン樹脂の要求物性により適宜選
択される。
【0063】製造された開環重合体は触媒(C)を含ん
でいるが、その用途により触媒(C)の除去処理を行っ
てもよい。その除去処理の方法としては、例えば合成珪
酸塩(マグネシウムシリケート、アルミニウムシリケー
トなど)、活性白土などの吸着剤を用いた吸着処理法
や、塩基性化合物による中和法などがある。
【0064】なお、本発明の触媒(C)が開環重合体中
に残存しても、従来のアルカリ系触媒と比較すると、そ
の後の例えばウレタン化反応におけるポリオールとイソ
シナネートとの反応性には、大きな悪影響を及ぼさな
い。しかし、着色防止の観点から残存触媒の除去が好ま
しい。
【0065】特に、上記一般式(5)中のQが−O−で
あり、Rが下記一般式(8)で示される2価の炭化水素
基であるヘテロ環状化合物、すなわちエポキシ基含有化
合物を、本発明の製造法、すなわち活性水素含有化合物
(B)に、触媒(C)の存在下で付加させて開環重合体
を製造した場合には、得られた開環重合体は、末端の水
酸基の1級化率が40%以上、有利には60%以上とい
う、さらに顕著な構造上の特長を有する。
【0066】
【化26】
【0067】式中、R2はハロゲン原子で置換されてい
てもよい炭素数1〜10の1価の炭化水素基を表す。
【0068】上記エポキシ基含有化合物の具体例として
は、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、ラウ
リレンオキサイド、エピクロルヒドリン、スチレンオキ
サイド等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。これ
らのうちで好ましいのは、プロピレンオキサイド、ブチ
レンオキサイド、エピクロルヒドリン、スチレンオキサ
イドである。
【0069】本発明の第3は、本発明の第1のポリオキ
シアルキレンポリオールまたはモノオール(I)からな
ることを特徴とする熱硬化性樹脂製造用のポリオール成
分(III)、あるいは本発明の第2の上記開環重合体
としてポリオールを得た場合の、その開環重合体からな
る熱硬化性樹脂製造用のポリオール成分(II)であ
り、本発明の第4は該ポリオール成分(III)および
/または該ポリオール成分(II)から誘導されてなる
ことを特徴とする熱硬化性樹脂である。上記熱硬化性樹
脂としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げ
られる。
【0070】本発明のポリウレタン樹脂は、ポリオール
成分(III)および/またはポリオール成分(II)
と芳香族イソシアネートおよび/または脂肪族イソシア
ネートからなるポリイソシアネート(E);および必要
により他のポリオール成分、低分子量の活性水素含有化
合物(第1の発明の活性水素含有化合物(A)として例
示したもの)を併用して反応させて得られる。本発明の
ポリオキシアルキレンポリオール(I)を必須成分とし
て含むポリオール成分(III)および/またはポリオ
ール成分(II)を、ポリウレタン樹脂のポリオール成
分として使用することにより、このポリオール成分が疎
水性であり、かつイソシアネート化合物と高反応性であ
るという特徴がある。すなわち、本発明のポリオール成
分(III)および/またはポリオール成分(II)か
ら誘導されるウレタン樹脂は、製造時のイソシアネート
との反応性が高く、樹脂物性(引張強度、破断伸び、曲
げ強度など)の湿度依存性が低いという特徴を有する。
さらにこのウレタン樹脂をコーティング剤として使用す
る際には、ポリオレフィン系ゴムやポリオレフィン樹脂
などとの接着性に優れる等の特徴を有する。
【0071】このウレタン樹脂は、ウレタンフォーム、
ウレタンエラストマー、ウレタンコーティング材等様々
な応用が可能である。ウレタンフォームとしては自動車
用クッション材・自動車用バック材など、ウレタンエラ
ストマーとしては注型ポッティング材等、コーティング
材としては接着材・塗料等が挙げられる。
【0072】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【0073】実施例1 200mlの攪拌装置、温度制御装置付きのSUS製オ
ートクレーブに、分子量1000のグリセリンプロピレ
ンオキサイド付加物(三洋化成製サンニックスGP−1
000)58.1gとトリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボラン0.97gを仕込み、プロピレンオキサイド
110.1gを、反応温度が70〜80℃で12時間か
けて滴下した後、75℃で6時間熟成した。次に、水酸
化ナトリウム水溶液で中和した後、3.0gの合成珪酸
塩(キョーワード600、協和化学製)と水を加えて6
0℃で3時間処理した。オートクレーブより取り出した
後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、液状
のポリオキシプロピレントリオール(分子量3000)
161.3gを得た。収率は仕込んだグリセリンプロピ
レンオキサイド付加物およびプロピレンオキサイドの重
量から計算し、97%であった。得られたポリオキシプ
ロピレントリオールの水酸基価は56.1であった。得
られたポリオキシプロピレントリオールの1H−NMR
ケミカルシフトδ値(溶媒:CDCl3)の測定結果を
次に示す。1 H−NMRのδ値:1.11(s、150.4H),
2.5(s,3H),3.20〜3.79(m,15
5.4H) また明細書に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の
1級水酸基率を求めたところ、74%であった。この際
に得られた1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:C
DCl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値:1.13(s、150.4H),
3.38〜3.83(m,153.1H),4.20〜
4.34(m、4.5H),5.16〜5.30(m,
0.8H)
【0074】実施例2 200mlの攪拌装置、温度制御装置付きのSUS製オ
ートクレーブに、分子量1000のグリセリンプロピレ
ンオキサイド付加物(三洋化成製サンニックスGP−1
000)58.1gを仕込んだ。そこにプロピレンオキ
サイド110.13gとトリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボラン0.0008gとを、反応温度70〜80℃
で、12時間かけて滴下した後、75℃で6時間熟成し
た。次に、3.0gの合成珪酸塩(キョーワード100
0、協和化学製)と水を加えて60℃で3時間処理し
た。オートクレーブより取り出した後、1ミクロンのフ
ィルターで濾過した後脱水し、液状のポリオキシプロピ
レントリオール(分子量3000)161.3gを得
た。収率は、97%であった。得られたポリオキシプロ
ピレントリオールの水酸基価は56.1であった。得ら
れたポリオキシプロピレントリオールの1H−NMRケ
ミカルシフトδ値(溶媒:CDCl3)の測定結果を次
に示す。1 H−NMRのδ値:1.11(s、150.4H),
2.5(s,3H),3.20〜3.79(m,15
5.4H) また明細書に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の
1級水酸基率を求めたところ、74%であった。この際
に得られた1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:C
DCl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値:1.13(s、150.4H),
3.38〜3.83(m,153.1H),4.20〜
4.34(m、4.5H),5.16〜5.30(m,
0.8H)
【0075】実施例3 分子量1000のグリセリンプロピレンオキサイド付加
物の代わりに分子量3000のグリセリンプロピレンオ
キサイド付加物(三洋化成製サンニックスGP−300
0)87.1gを用い、トリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボラン0.97g、プロピレンオキサイド87.1
gを使用した他は実施例1と同様にして、液状のポリオ
キシプロピレントリオール(分子量6000)169.
0gを得た。収率は97%であった。得られたポリオキ
シプロピレントリオールの水酸基価は28.1であっ
た。得られたポリオキシプロピレントリオールの1H−
NMRケミカルシフトδ値(溶媒:CDCl3)の測定
結果を次に示す。1 H−NMRのδ値:1.11(s、305.6H),
2.5(s,3H),3.20〜3.79(m,31
0.6H) また明細書に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の
1級水酸基率を求めたところ、74%であった。この際
に得られた1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:C
DCl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値;1.13(s、305.6H),
3.38〜3.83(m,308.3H),4.20〜
4.34(m、4.5H),5.16〜5.30(m,
0.8H)
【0076】実施例4 分子量1000のグリセリンプロピレンオキサイド付加
物の代わりに分子量3000のグリセリンプロピレンオ
キサイド付加物(三洋化成製サンニックスGP−300
0)87.1gを用い、プロピレンオキサイド87.1
gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.00
09gとを使用した他は実施例2と同様にして、液状の
ポリオキシプロピレントリオール(分子量6000)1
69.0gを得た。収率は97%であった。得られたポ
リオキシプロピレントリオールの水酸基価は28.1で
あった。得られたポリオキシプロピレントリオールの1
H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:CDCl3)の
測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値:1.11(s、305.6H),
2.5(s,3H),3.20〜3.79(m,31
0.6H) また明細書に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の
1級水酸基率を求めたところ、74%であった。この際
に得られた1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:C
DCl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値;1.13(s、305.6H),
3.38〜3.83(m,308.3H),4.20〜
4.34(m、4.5H),5.16〜5.30(m,
0.8H)
【0077】実施例5 分子量1000のグリセリンプロピレンオキサイド付加
物の代わりに分子量1000のポリプロピレングリコー
ル(三洋化成製サンニックスPP−1000)87.1
gを用い、プロピレンオキサイド87.1gとトリス
(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.0009gとを
使用した他は実施例2と同様にして、液状のポリプロピ
レングリコール(分子量2000)169.0gを得
た。収率は97%であった。得られたポリオキシプロピ
レントリオールの水酸基価は55.9であった。明細書
に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の1級水酸基
率を求めたところ、72%であった。
【0078】実施例6 200mlの攪拌装置、温度制御装置付きのSUS製オ
ートクレーブに、プロピレンジチオカーボネート134
gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン8,79
gを仕込み、反応温度120℃で12時間かけて反応さ
せた後、120℃で6時間熟成した。反応生成物をn−
ヘキサン500gに投入したところ、ポリプロピレンジ
チオカーボネートの沈殿物が生じた。この沈殿物を濾過
し、ポリプロピレンジチオカーボネート109gを得
た。収率は仕込んだプロピレンジチオカーボネートの重
量から計算し、81%であった。得られたポリプロピレ
ンジチオカーボネートの分子量は18500であった。
【0079】比較例1 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの代わりに
0.63gの水酸化カリウムを使用し、実施例1と同様
の反応装置で、プロピレンオキサイド110.1gを、
反応温度120〜130℃で12時間かけて滴下した
後、120℃で6時間熟成した。次に、3.0gの合成
珪酸塩(キョーワード600、協和化学製)と水2gを
加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブより取
り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水
し、液状のポリオキシプロピレントリオール(分子量3
000)161.3gを得た。収率は97%であった。
得られたポリオキシプロピレントリオールの水酸基価は
56.1であった。得られたポリオキシプロピレントリ
オールの1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:CD
Cl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値;1.11(s、150.4H),
2.5(s,3H),3.20〜3.79(m,15
5.4H) また明細書に記載した1H−NMR法で、末端水酸基の
1級水酸基率を求めたところ、2%であった。この際に
得られた1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:CD
Cl3)の測定結果を次に示す。1 H−NMRのδ値;1.13(s、150.4H),
3.38〜3.83(m,155.4H),4.20〜
4.34(m、0.1H),5.16〜5.30(m,
2.9H)
【0080】比較例2 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの代わりにB
3エーテラート2.4gを用いた他は実施例6と同様
にして、ポリプロピレンジチオカーボネート54gを得
た。収率は仕込んだプロピレンジチオカーボネートの重
量から計算し、54%であった。得られたポリプロピレ
ンジチオカーボネートの分子量は16700であった。
【0081】製造例1 実施例1で製造したポリオキシプロピレントリオール
(分子量3000)434.9g、トリレンジイソシア
ネート219.2g、水18.7g、スタナスオクテー
ト0.57g、ジオクチルフタレート5.26g、ポリ
オキシプロピレングリコール(分子量2000)5.3
g、トリエチレンジアミン0.33g、N−メチルモル
ホリン2.2g、整泡剤(L−520、日本ユニカ製)
6.6gを均一混合した。この混合液を30cm四方の
容器に均一に流し込み、発泡させウレタンフォームを製
造した。このときの発泡挙動は100%ライズタイムが
1分であった。また、振動式粘度計で発泡時の粘度を確
認したところ、発泡樹脂の粘度が10万cpsに到達し
たのは混合して40秒後であった。
【0082】比較製造例1 実施例1で製造したポリオキシプロピレントリオール
(分子量3000)の代わりに、比較例1で製造したポ
リオキシプロピレントリオール(分子量3000)43
4.9gを使用する他は製造例1と同様にして、ウレタ
ンフォームを製造した。このときの発泡挙動は100%
ライズタイムが3分であった。また、振動式粘度計で発
泡時の粘度を確認したところ発泡樹脂の粘度が10万c
psに到達したのは混合して60秒後であった。
【0083】製造例2 500mlの攪拌装置、温度制御装置付きの4つ口フラ
スコに、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
115.2g、実施例5で得たポリプロピレングリコー
ル(分子量2000)264.4g、エチレングリコー
ル20.4gを仕込み、68℃で5時間反応させ、ポリ
ウレタンエラストマーを得た。 反応中のイソシアネー
ト基の反応率(消費率)は、1時間後に72%、2時間
後に93%、2.5時間後に100%であった。得られ
たポリウレタンエラストマーの重量平均分子量、数平均
分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによ
る)、引張破断強度、破断伸度を表1に示す。
【0084】比較製造例2 実施例5で得たポリプロピレングリコール(分子量20
00)264.4gの代わりに、分子量2000のポリ
プロピレングリコール(三洋化成製サンニックスPP−
2000、水酸基価55.9、末端水酸基の1級水酸基
率2%)を用いた他は製造例2と同様にして、ポリウレ
タンエラストマーを得た。反応中のイソシアネート基の
反応率(消費率)は、1時間後に49%、2時間後に7
9%、3時間後に93%、4時間後に98%、5時間後
に100%であった。得られたポリウレタンエラストマ
ーの分子量、引張破断強度、破断伸度を表1に示す。
【0085】
【表1】
【0086】製造例1、2と比較製造例1、2との比較
で明らかなように、本発明のポリオキシアルキレンポリ
オール(I)は、従来のポリオキシアルキレンポリオー
ルに比べて、イソシアネート基に対して高い反応性を有
する。また、表1に示したとおり、本発明のポリオキシ
アルキレンポリオールを用いたポリウレタンエラストマ
ーは比較例と比べて、分子量が大きく、破断伸度は同等
でありながら、引張破断強度が高く、優れた樹脂物性を
有する。
【0087】
【発明の効果】本発明により、収率良くヘテロ環状化合
物の開環重合体を製造することができる。特にアルキレ
ンオキサイドを開環重合した際には、疎水性を損なうこ
となく反応性に優れたポリオキシアルキレンポリオール
が得られる。また、このポリオキシアルキレンポリオー
ルをポリオール成分として使用することにより、反応速
度が大きく、樹脂物性(引張強度、曲げ強度)に優れ、
かつ、その物性が湿度によって損なわれない熱硬化性樹
脂が得ることができる。また、本発明のポリオキシアル
キレンモノオール、ポリオールは、繊維処理用の油剤や
洗浄剤、消泡剤などの界面活性剤組成物の原料として有
用である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08G 18/52 C08G 18/52 65/332 65/332 65/333 65/333 65/334 65/334 // C08G 64/02 64/02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(3)で表される活性水素含
    有化合物(B)に、下記一般式(4−1)で表される化
    合物、(4−2)で表される化合物および(4−3)で
    表される化合物からなる群より選ばれる1種以上の触媒
    (c)の存在下で、下記一般式(5)で表されるヘテロ
    環状化合物(d)を開環付加重合させることを特徴とす
    る開環重合体の製造法。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 [式(3)中、R1は、水、アルコール化合物、フェノ
    ール化合物、アミノ基含有化合物、カルボキシル基含有
    化合物、チオール基含有化合物またはリン酸化合物から
    活性水素を除いたm価の基;Zはハロゲン原子もしくは
    アリール基で置換されていてもよい炭素数2〜12のア
    ルキレン基またはシクロアルキレン基;mは1または2
    〜100の数;pは0または1〜199の数である。式
    (4−1)、(4−2)、(4−3)中、それぞれ、X
    はホウ素原子もしくはアルミニウム原子を表す;Fはフ
    ッ素原子である;R3は下記一般式(6)で表される
    (置換)フェニル基および/または下記一般式(7)で
    表される3級アルキル基を表し、それぞれ同一もしくは
    異なっていてもよい。 【化6】 [式(6)中、Yは水素原子、炭素数1〜4のアルキル
    基、ハロゲン原子、ニトロ基、またはシアノ基を表し、
    同一もしくは異なっていてもよい;kは0〜5の数を表
    し、kが2以上のとき、複数のYはそれぞれそれぞれ同
    一もしくは異なっていてもよい。] 【化7】 [式(7)中、R4、R5、R6はそれぞれ独立に炭素数
    1〜4のアルキル基を表し、R3が複数ある場合は、複
    数のR3は同一もしくは異なっていてもよい。式(5)
    中、Rは炭素数3〜12のアルキレン基であり、ハロゲ
    ン原子もしくは炭化水素基で置換されていてもよい。Q
    は−S−、−NH−、−OCOO−、−SCOO−、−
    OCSO−、−OCOS−、−OCSS−、−SCSO
    −、−SCOS−、−SCSS−、−COO−、−CS
    O−、−COS−、−CSS−、−CONH−および−
    N=C(−R7)−O−からなる群から選ばれる2価の
    有機基(式中R7は、炭素数1〜12のアルキル基、ア
    ルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜12のシク
    ロアルキル基、またはハロゲン原子で置換されていても
    よい炭素数1〜12のアリール基を表す)である。]
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造法で得られる開環重
    合体からなることを特徴とする熱硬化性樹脂製造用のポ
    リオール成分(II)。
  3. 【請求項3】 ポリウレタン樹脂製造用の、請求項2記
    載のポリオール成分。
  4. 【請求項4】 ポリオール成分とポリイソシアネート
    (e)を反応させるポリウレタン樹脂の製造法におい
    て、ポリオール成分が請求項3記載のポリオール成分で
    あることを特徴とするポリウレタン樹脂の製造法。
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