JPH04197407A - ポリエーテル類の精製法 - Google Patents

ポリエーテル類の精製法

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JPH04197407A
JPH04197407A JP2325617A JP32561790A JPH04197407A JP H04197407 A JPH04197407 A JP H04197407A JP 2325617 A JP2325617 A JP 2325617A JP 32561790 A JP32561790 A JP 32561790A JP H04197407 A JPH04197407 A JP H04197407A
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polyethers
catalyst
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crude product
average particle
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JP2325617A
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Hiromitsu Takeyasu
弘光 武安
Yukio Sugimoto
幸夫 杉本
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、触媒を含む高粘度のポリエーテル類から触媒
を除去する精製方法に関するものである。
[従来の技術] イニシエーターにアルキレンオキサイドなどのモノエポ
キサイドを開環反応させて得られるポリエーテル類はポ
リウレタンなどの合成樹脂の原料、界面活性剤、潤滑剤
、その他の用途に広(用いられている。イニシエーター
はASH)、。
(A;水酸基含有化合物の水酸基の水素原子を除いた残
基、n;1以上の整数)で表わされる水酸基含有化合物
である。イニシエーターとしては、例えば1価アルコー
ル、多価アルコール、1価フェノール、多価フェノール
などがある。また、ヒドロキシアルキルアミノ基を有す
る化合物(アルカノールアミン類やアミン類−アルキレ
ンオキサイド付加物など)もイニシェークーとして用い
られる。さらに上記イニシェークーにモノエポキサイド
を反応させて得られるポリエーテル類もまたイニシエー
ターとして用いられる。
ポリエーテル類は上記イニシエーターにモノエポキサイ
ドを多数開環付加反応させて得られる下記のような化合
物である。
A −E+−R−0+−fflH]− −+R−0+−:モノエポキサイドの開環反応した単位 m:整数 通常、ポリエーテル類を製造する方法としてアルカリ触
媒存在下にモノエポキサイドを反応させる方法が広く用
いられている。アルカリ触媒としては水酸化カリウムや
水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属化合物が使用され
ていた。
しかしアルカリ触媒を使用して得られるポリエーテル類
は1、次のような問題点があった。すなわちモノエポキ
サイド、特にプロピレンオキサイドの異性化により生成
した不飽和モノオールが開始剤となり、これにモノエポ
キサイドが開環付加した不飽和ポリエーテルモノオール
(以下、これも不飽和モノオールという)が生成する。
ポリエーテル類の分子量が高くなるにつれて異性化の割
合は増え、この傾向は、分子量6500以上(3官能の
場合)で顕著になるためモノエポキサイドにプロピレン
オキサイドを用いた場合、分子量6500以上のポリエ
ーテル類の合成は事実上不可能であった。
一方、触媒として複合金属シアン化物錯体を用いてポリ
エーテル類を製造することは知られている(US 32
78457.US 327845g、US 32784
59゜US 3427256.US 342)334.
US 3427335)。この触媒は上記不飽和モノオ
ールの生成が少なく、また極めて高分子量のポリエーテ
ル類を製造することも可能である。
[発明の解決しようとする課題] 前記のようなアルカリ触媒や複合金属シアン化物錯体触
媒などを用いてポリエーテル類を製造する場合、通常製
造されたポリエーテル類中の触媒を除去する精製が必要
である。たとえばポリエーテル類をポリウレタン樹脂の
原料に用いる場合、上記のような触媒が存在するとポリ
ウレタン形成反応において異常な副反応を起こしやすい
。アルカリ触媒の除去は通常酸などの中和剤を添加し触
媒と反応させて不溶解性の塩として析出させるか吸着剤
を添加してこれに触媒を吸着させ、これら塩や触媒吸着
吸着剤を濾過によりポリエーテル類から分離する精製法
が行われている。また、中和を行なった際、過剰の酸を
アルカリ吸着剤で処理した後濾過を行なうこともある。
複合金属シアン化物錯体触媒の場合は、塩基性物質で触
媒を失活化した後吸着剤やイオン交換樹脂などで処理し
て触媒成分を除去することが知られている。また、必要
な場合、複合金属シアン化物錯体触媒をアルカリで失活
化すると同時に触媒をアルカリ触媒に変換し、モノエポ
キサイド、特にエチレンオキサイド、を反応させ、その
後上記のような方法で処理することも知られている。
中和塩や吸着剤をポリエーテル類から分離する方法は、
濾過方法が殆ど唯一の方法である。
しかし、ポリエーテル類の粘度が高(なるにつれて濾過
は困難となる。ポリエーテル類の粘度は、通常その分子
量が大きくなるほど高くなる。また、糖類などの多官能
かつ固体の開始剤に少量のアルキレンオキサイドを反応
させて得られる高水酸基価高水酸基数のポリエーテルポ
リオール(硬質ポリウレタンフォームの原料となるもの
)なども高粘度である。従来これらの高粘度ポリエーテ
ル類の濾過は加熱状態で濾過する方法や溶剤で希釈して
濾過する方法が行なわれていた。しかし、溶剤希釈法は
濾過後の溶剤除去が繁雑である。
前記のように特に高分子量のポリエーテル類を製造する
場合、加熱状態で濾過を行なうにはなお困難な場合が少
な(ない。あまり高温下ではポリエーテル類の変質や分
解の恐れがあり、通常は160℃以下で濾過を行なう必
要がある。
また、一方前記中和塩や吸着剤は微細なものであること
が多(、濾過が困難となりやすい。
特に、複合金属シアン化物錯体触媒はアルカリによる牛
沃I4I!作で不溶性の水酸什物と錯塩となりそれらが
ポリエーテル類中で超微粒子となって分散するため濾過
の際濾布の目詰まりを起こし易く濾過を著しく妨げる。
また通常使用される合成ケイ酸マグネシウム等の吸着剤
を用いても必要な吸着剤の量が多量となり濾過効率も著
しく低下する。従って、特に高粘度のポリエーテル類の
濾過にはそれに適した新たな濾過方法の開発が望まれる
[課題を解決するための手段] 本発明は、前述の課題を解決すべくなされた下記の発明
を提供するものである。
触媒の存在下にモノエポキサイドを開環重合させて得ら
れる高粘度のポリエーテル類の触媒を含む粗製物から触
媒を除去する方法において、粗製物に平均粒径100μ
m以上のケイ酸マグネシウムからなる吸着剤を添加して
吸着処理を行ない、次いで平均粒径100μm以上のケ
イソウ土からなる濾過助剤をプレコートしたフィルター
で濾過することを特徴とするポリエーテル類の精製法。
本発明は、濾過時の温度下で粘度が80センチボイス(
cps )以上のポリエーテル類を精製する場合に適用
されることが好ましい。特に、100℃における粘度が
100 cps以上であり、かつ100℃以上の温度で
濾過を行なう場合に適用される。さらには、100℃以
上の温度で濾過を行ないかつその温度下の粘度が100
 cps以上であるポリエーテル類を精製する場合に適
用されることが好ましい。このようなポリエーテル類の
常温下での粘度は、通常2000cps以上、特に30
00cps以上である。本発明の方法によれば、濾過温
度下での粘度が1000cpsであっても濾過が可能で
ある。
本願発明発明においては粗製物を吸着剤で処理する前に
、触媒を失活させておくことが好ましい。例えば、複金
属シアン化物錯体触媒を用いた場合、粗製物に水酸化ナ
トリウム等のアルカリを添加して複金属シアン化物錯体
を分解して失活させる。アルカリ触媒の場合も水を添加
しておくことが出来る。また、アルカリ触媒の場合には
予め粗製物中の触媒を酸で中和し中和塩を析出させてお
(ことが好ましい。酸としては塩酸、硫酸、燐酸等の無
機酸、カルボン酸等の有機酸、これら酸の酸性塩、炭酸
ガスなどがある。前記のように複金属シアン化物錯体触
媒を用いた場合、水酸化カリウム等のアルカリを添加し
てその触媒を失活させると同時に触媒をアルカリ触媒に
変換し、さらにエチレンオキサイドなどを反応させ、そ
の後に失活した複金属シアン化物錯体成分とアルカリ触
媒成分とをこのような方法で前処理しておくことも出来
る。
吸着剤による吸着処理では、吸着剤を添加して80〜1
50℃で0.5〜3.0時間撹拌し、その後水分を除去
するために10〜50トールで0.5〜3.0時間脱水
を行なうことが好ましい。吸着剤の添加量は、存在する
触媒、その中和物、未反応の酸、などの量で変わるもの
であるが、通常はポリエーテル類に対して1〜10重量
%が適当である。
本願発明においては、吸着剤として平均粒径100μm
以上のケイ酸マグネシウムを使用する。ただし、粒径が
余りに大きすぎると吸着効率が低下するので上限は50
0μm程度が好ましい。特に、平均粒径150〜300
μmのケイ酸マグネシウムが好ましい。ケイ酸マグネシ
ウムとしては合成のものが通常使用されるが、天然のも
のでも良い。
本願発明における濾過助剤としては、平均粒径100μ
m以上のケイソウ士が用いられる。このケイソウ土の粒
径は用いたケイ酸マグネシウムの粒径と同程度かそれよ
りも小さいことが好ましい。特に、平均粒径100〜2
00μmのケイソウ士が好ましい。
これら平均粒径100μm以上のケイ酸マグネシウムと
平均粒径100μm以上のケイソウ土としては市販のも
のを使用出来る。例えば、商品名“Kw−5003N”
、“Kw−63DSN”  (以上、協和化学工業 (
株)製)、“AD60ONS”、“AD600G”、“
A050ONS” (以上、冨田製薬(株)製)などの
合成ケイ酸マグネシウム、商品名“ラジオライト#30
00” (昭和化学工業(株)製)などのケイソウ土が
使用出来る。
濾過助剤をプレコートしたフィルターは、上記濾過助剤
を液体担体に分散し、これをフィルターに通してフィル
ター上にコートすることによって行なうことが通例であ
る。液体担体は特に限定されるものではないが、本発明
におけるポリエーテル類であっても良い。ケイ酸マグネ
シウムを添加して吸着処理を行なった後のポリエーテル
類であっても良い。このプレコート処理に使用したポリ
エーテル類は回収して本発明の方法に適用して精製する
ことが好ましい。
濾過は種々の濾過器を用いて行なうことができる。フィ
ルターとしては、例えば濾紙、金網製フィルター、布製
フィルターなどを使用することができる。通常は加圧式
濾過器を使用し、加熱加圧下に濾過を行なう。
本発明におけるポリエーテル類は、前記のように触媒の
存在下にイニシェークーにモノエポキサイドを多数反応
させてえられる化合物である。特に好ましくはポリオキ
シアルキレンポリオールである。ポリオキシアルキレン
ポリオールは少(とも2個の水酸基を有するイニシェー
クーにアルキレンオキサイドなどのモノエポキサイドを
順次開環付加反応させたものである。
ポリエーテル類は、分子量が約5000以上、特に約8
000以上の高粘度のものである。特に、複金属シアン
化物錯体触媒を用いて得られる分子量8000〜5oo
ooのポリオキシアルキレンポリオールである。
イニシエーターとしては特に2〜8個の水酸基を有する
ポリヒドロキシ化合物が好ましい。
ポリヒドロキシ化合物としては、たとえばエチレングリ
コール、プロピレングリコールなどの2価アルコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオ
ールなどの3価アルコール、ペンタエリスリトール、ジ
グリセリン、デキストロース、ソルビトール、シューク
ロースなどの4価以上のアルコール、およびこれらのア
ルコールにアルキレンオキサイドなどのモノエポキサイ
ドを反応させて得られる目的物よりも低分子量のポリエ
ーテル類がある。また、ビスフェノールA、レゾール、
ノボラックなどのフェノール性水酸基やメチロール基を
有する化合物、エタノールアミン、ジェタノールアミン
などの水酸基と他の活性水素を有する化合物、およびこ
れらにアルキレンオキサイドなどのモノエポキサイドを
反応させて得られる目的物よりも低分子量のポリエーテ
ル類がある。
さらに、窒素原子に結合した水素原子を少なくとも2個
有するモノアミンやポリアミンにアルキレンオキサイド
などのモノエポキサイドを反応させて得られる目的物よ
りも低分子量のポリエーテル類がある。その他、リン酸
やその誘導体、その他のポリヒドロキシ化合物も使用で
きる。これらポリヒドロキシ化合物は2種以上を併用す
ることもできる。
本発明は、また、1価のイニシエーターにモノエポキサ
イドを開環反応させてポリエーテルモノオールを製造す
る方法にも適用できる。1価のイニシェークーとしては
、たとえばメタノール、エタノール、ブタノール、ヘキ
サノール、その他のモノオール、フェノール、アルキル
置換フェノールなどのフェノール誘導体、およびこれら
にアルキレンオキサイドなどのモノエポキサイドを反応
させて得られる目的物よりも低分子量のポリエーテル類
がある。さらに、窒素原子に結合した水素原子を1個有
するモノアミンやポリアミンにアルキレンオキサイドな
どのモノエポキサイドを反応させて得られる目的物より
も低分子量のポリエーテル類がある。
本発明におけるモノエポキサイドは、炭素数2以上のモ
ノエポキサイドであり、特に炭素数2以上のアルキレン
オキサイドが好ましい。さらに好ましくは、プロピレン
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、エピクロルヒドリン、エチレンオキ
サイドなどの炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが好
ましく、最も好ましくはプロピレンオキサイドである。
それら単独あるいはそれらの2種以上またはそれらとス
チ゛レンオキサイド、グリシジルエーテル、グリシジル
エステルなどの他のモノエポキサイドを併用して使用す
ることができる。2種以上のアルキレンオキサイドの使
用あるいはアルキレンオキサイドと他のモノエポキサイ
ドの使用の場合は、それらを混合して付加しあるいは順
次付加し、ランダム重合鎖やブロック重合鎖を形成する
ことができる。
本発明における複金属シアン化物錯体触媒は前記公知例
に示されているように下記一般式(1)の構造を有する
と考えられる。
M−[M’x(CN)ylb(HzO)c(R)a  
・(1)ただし、MはZn(II )、 Fe(II 
)、Fe(III )、Co(II)、N1(II)、
Al(III)、5r(II)、Mn(II)、Cr(
II、Cu(’II)、5n(II)、Pb(U)、M
o(■)、Mo(Vr)、W(TV) 、など W(’
i’I)であり、M′はFe(II)、Fe(III)
、Co(II)、Co(m)、Cr(II)、Cr(I
[[)、Mn(IN、Mn(III)、N1(II)、
 V(IV)、V (V)などであり、Rは有機配位子
であり、a。
b、xおよびyは、金属の原子価と配位数により変わる
正の整数であり、Cおよびdは金属の配位数により変わ
る正の数である。
一般式(1)におけるMはZn(II)が好ましくM′
はFe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co
(I[I)などが好ましい。有機配位子としては、たと
えばケトン、エーテル、アルデヒド、エステル、アルコ
ール、アミド、ニトリル、スルフィドなどがある。好ま
しくは、エーテル、エステル、アルコール、アミドなと
であり、具体的には例えば、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、t
−ブタノール、N、N−ジメチルアセトアミドなどがあ
る。
本発明により得られるポリエーテルポリオールは、それ
単独であるいは他のポリオール類と併用して用いられる
ポリウレタン原料用のポリオールとして最も有用である
。また、本発明により得られるポリエーテルポリ(ある
いはモノ)オールは、ポリウレタン以外の合成樹脂の原
料や添加剤の用途にも用いられる。さらに、潤滑油、絶
縁油、作動油、その他の油として、あるいはその原料と
して用いることができる。
さらに、本発明により得られたポリエーテル類はアルキ
ルエーテル化物やアシル化物などの他の化合物に変換し
て種々の用途に使用しつる。
以下に本発明を実施例および比較例により具体的に説明
するが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるもの
ではない。
[実施例] 触媒を用いてポリオキシプロピレンポリオールを合成し
、この粗製物を前処理した。得られたポリオールA−C
を下記に示す。後述実施例および比較例はこのポリオー
ルを用いて行なった。
ポリオールA二亜鉛へキサシアノコパルテート錯体を触
媒に用いて合成した分子量10000.25℃の粘度3
000cpsのポリオキシプロピレントリオールに0.
2wt%となる量の水酸化ナトリウムを添加して触媒を
失活して得られた、触媒分解物(Zn 50ppm、 
Co 27ppm )とNaOH0,2wt%を含む未
精製ポリオキシプロピレントリオール。
ポリオールB:亜鉛へキサシアノ鉄錯体を触媒に用いて
合成した分子量19000.25℃の粘度25000c
psのポリオキシプロピレンジオールに0、2wt%と
なる量の水酸化ナトリウムを添加して触媒を失活して得
られた、触媒分解物(Zn70ppm、Fe 40pp
m)とNaOH0,2wt%を含む未精製ポリオキシプ
ロピレンジオール。
ポリオールC:水酸化ナトリウムを触媒に用いてショ糖
にプロピレンオキサイドを反応させて得られた、分子量
640.25℃の粘度31000cps、残留NaOH
O,2wt%の未精製ポリオール。
実施例1 ポリオールAに平均粒径240μmの合成ケイ酸マグネ
シウム(商品名“Kw−500SN”、協和化学工業 
(株)製)4重量%となる量添加し、120℃、3時間
加熱撹拌し、その後同温度2oトールで2時間減圧脱気
した。平均粒径120μmのケイソウ±(商品名“ラジ
オライト$3000”、昭和化学工業(株)製)を厚さ
5mmにプレコートしたNo、5C濾紙を用いた加圧式
濾過器で上記処理を行なったポリオールAを100℃で
濾過した(なお、100℃におけるポリオールAの粘度
は200cpsであった)。
その結果、得られた精製ポリオールAは透明であり、濾
過速度は700kg/m”・Hr 、収率は99%、C
PRは3.5、残留Znは5ppm、残留Coは2p9
■、残留Naは3 ppmであった。
比較例1 ポリオールAに平均粒径55μm以下の合成ケイ酸マグ
ネシウム(商品名“Kw−60O3”、協和化学工業(
株)製)4重量%となる量添加し、実施例1と同一条件
で吸着処理を行なった。その後、平均粒径14μmのケ
イソウ±(商品名“ラジオライト#600”、昭和化学
工業 (株)製)を用いる以外は実施例1と同一条件で
濾過を行なった。
その結果、得られた精製ポリオールAは透明であり、濾
過速度は120kg/m”Hr 、収率は70%、CP
Rは3.3、残留Znは15ppm 、残留COは8p
pI11、残留Naは5 ppmであった。
実施例2 ポリオールBに平均粒径240μmの合成ケイ酸マグネ
シウム(商品名“Kw−500SN”、協和化学工業(
株)製)4重量%となる量添加し、120℃、4時間加
熱撹拌し、その後同温度15トールで2時間減圧脱気し
た。平均粒径120μmのケイソウ±(商品名“ラジオ
ライト13000”、昭和化学工業(株)製)゛を厚さ
4mmにプレコートしたNo、 5C濾紙を用いた加圧
式濾過器で上記処理を行なったポリオールAを125℃
で濾過した(なお、125℃におけるポリオールBの粘
度は1000cpsであった)。
その結果、得られた精製ポリオールBは透明であり、濾
過速度は210kg/m”−Hr 、収率は95%、C
PRは5.l、残留Znは6ppm、残留Feは3pp
m、残留Naは7 ppmであった。
比較例2 ポリオールBに平均粒径65μm以下の合成ケイ酸マグ
ネシウム(商品名“Kw−1000”、協和化学工業(
株)製)4重量%となる量添加し、実施例2と同一条件
で吸着処理を行なった。その後、平均粒径11μmのケ
イソウ土(商品名“トブコ#31”、昭和化学工業(株
)製)を用いる以外は実施例1と同一条件で濾過を行な
った。
その結果、得られた精製ポリオールAは透明であり、濾
過速度は30kg/m” ・Hr、収率は20%、CP
Rは5.3、残留Znは201)E)li+ 、残留F
eはllppm 、残留Naは20ppo+であった。
実施例3 ポリオールCに平均粒径180μmの合成ケイ酸マグネ
シウム(商品名“Kw−630SN”、協和化学工業(
株)製)2重量%となる量添加し、120℃、2時間加
熱撹拌し、その後同温度30トールで2時間減圧脱気し
た。平均粒径120μmのケイソウ土(商品名”ラジオ
ライト13000”、昭和化学工業(株)製)を厚さ5
m+oにプレコートしたNo、5C濾紙を用いた前年式
濾過器で上記処理を行なったポリオールCを90℃で濾
過した(なお、90℃におけるポリオールCの粘度は1
50cpsであった)。
その結果、得られた精製ポリオールAは透明であり、濾
過速度は1100kg/m2・Hr、収率は99%、C
PRは12であった。
比較例3 ポリオールCに平均粒径55μm以下の合成ケイ酸マグ
ネシウム(商品名“Kw−600S”、協和化学工業(
株)製)2重量%となる量添加し、実施例1と同−事件
で吸着処理を行なった。その後、平均粒径14μmのケ
イソウ±(商品名“ラジオライト#600”、昭和化学
工業 (株)製)を用いる以外は実施例3と同一条件で
濾過を行なった。
その結果、得られた精製ポリオールCは透明であり、濾
過速度は500に、g/m”・Hr 、収率は80匹、
CPRは13であった。
[発明の効果] 本発明により、アルカリ触媒や複合金属シアン化物錯体
触媒を使用して製造した高粘度のポリエーテル類を濾過
により精製する際、濾過を効率よく行なうことができる
。特に、複合金属シアン化物錯体触媒を使用して製造し
た極めて高分子量のポリエーテル類(それは極めて高粘
度である)の触媒成分を十分にかつ効率よ(除去しする
ことができるものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、触媒の存在下にモノエポキサイドを開環重合させて
    得られる高粘度のポリエーテル類の触媒を含む粗製物か
    ら触媒を除去する方法において、粗製物に平均粒径10
    0μm以上のケイ酸マグネシウムからなる吸着剤を添加
    して吸着処理を行ない、次いで平均粒径100μm以上
    のケイソウ土からなる濾過助剤をプレコートしたフィル
    ターで濾過することを特徴とするポリエーテル類の精製
    法。 2、触媒が複合金属シアン化物錯体触媒であり、この触
    媒を失活させた後吸着剤を添加して濾過を行なう、特許
    請求の範囲第1項記載の精製法。
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