JPH06228247A - ポリマー分散ポリオールの製造方法 - Google Patents

ポリマー分散ポリオールの製造方法

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JPH06228247A
JPH06228247A JP5039428A JP3942893A JPH06228247A JP H06228247 A JPH06228247 A JP H06228247A JP 5039428 A JP5039428 A JP 5039428A JP 3942893 A JP3942893 A JP 3942893A JP H06228247 A JPH06228247 A JP H06228247A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】分子量1000のポリオキシプロピレントリオ
ールと亜鉛ヘキサシアノコバルテートの混合物にプロピ
レンオキシドを供給し高分子量のポリオキシプロピレン
トリオールを製造した。さらにアクリロニトリル、アゾ
ビスイソブチロニトリルの混合物を供給し重合させた。
残存モノマーを除去し、ポリマー分散ポリオールを得
た。 【効果】ポリマー分散ポリオールの製造工程において、
ベースとなるポリオールの精製工程を経る必要がなく、
工程の容易化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリマー分散ポリオール
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエーテルポリオールやポリエーテル
ポリオール中で不飽和基を有するモノマーを重合して得
られる化合物や混合物はポリマー分散ポリオールと呼ば
れ、ポリウレタンフォームやポリウレタンエラストマー
等の原料として使用される。
【0003】ポリマー分散ポリオールには大別して2種
類あり、その1つは不可重合性の不飽和基を有しない実
質的に飽和のポリオール中でモノマーを重合して得られ
るポリマー分散ポリオールであり、他は不可重合性不飽
和基を有するポリオールにモノマーを共重合して得られ
るポリマー分散ポリオールである。両者とも既に市販さ
れているものである。
【0004】前者のポリマー分散ポリオールについては
例えば特公昭39− 24737号公報、特公昭47−15108 号公
報、特公昭43− 22108号公報等に詳説されている。ま
た、後者の不飽和ポリオールを使用したポリマー分散ポ
リオールについては、特公昭46− 20508号公報、特公昭
46− 46556号公報、特公昭51− 37228号公報、特公昭51
− 40914号公報、特公昭59−5608号公報、特公昭60− 1
7372号公報などに詳説されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ウレタンフォーム等の
硬度物性を向上させるためにポリマー分散ポリオールは
よく用いられている。しかし従来のポリマー分散ポリオ
ールは一度ポリオールを製造した後にそのポリオールを
原料として用いて、その中で重合性不飽和基を有するモ
ノマーを重合させて製造する。すなわちポリマー分散ポ
リオールという製品を得るために独立した二度の重合工
程を経る必要がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、アルキレンオキシドを
重合して得られるポリエーテルポリオールの存在下で重
合性不飽和基を有するモノマーを重合してポリマー分散
ポリオールを製造する際に、該ポリエーテルポリオール
が複合金属シアン化物錯体を含有していることを特徴と
するポリマー分散ポリオールの製造方法を提供するもの
である。
【0007】従来、ポリマー分散ポリオールの製造方法
として、アルキレンオキシドを重合した後、アルキレン
オキシド重合触媒を精製除去して得られるポリオールを
再度反応器に導入して重合性不飽和基を含有するモノマ
ーを重合開始剤などの存在下で重合させる方法が広く採
用されている。
【0008】これに対して、本発明の一つの特徴はアル
キレンオキシドを重合してポリエーテルポリオールを得
た後、精製等の工程を経ずに引き続いてポリマー分散ポ
リオールの製造を可能にしたことである。
【0009】従来、アルキレンオキシドを重合させてポ
リエーテルポリオールを製造する場合、アルカリ金属触
媒が広く用いられている。しかしこの重合の後用いたア
ルカリ触媒は酸による中和あるいは吸着剤による処理が
必要でこのような過程を経たアルカリ触媒残査は通常濾
過等の分離手段によって取り除かれる。従って、従来の
方法で重合性不飽和基を含有するモノマーを重合させて
ポリマー粒子を析出させるポリマー分散ポリオールを製
造する場合、原料として用いられるポリオールはアルカ
リ触媒残査がすでに濾過等の分離手段によって取り除か
れていなければならないのは当然である。
【0010】これに対して、本発明で用いる複合金属シ
アン化物錯体はアルカリ触媒に比べ活性が高いためアル
カリ触媒の1/10〜1/100で充分な重合活性が得
られる。このため用途によっては必ずしもアルカリ触媒
のような除去操作が必要でない。
【0011】このような高重合活性のアルキレンオキシ
ド重合触媒を用いて初めてアルキレンオキシドを重合し
てポリエーテルポリオールを得た後、精製操作なしに引
き続いて重合性不飽和基を含有するモノマーを導入、重
合させて1ポットでポリマー分散ポリオールを製造する
ことができるのである。
【0012】本発明のもう一つの特徴は、複合金属シア
ン化物錯体を重合性不飽和基を含有するモノマーの重合
触媒として用いることができる点である。複合金属シア
ン化物錯体がアルキレンオキシドの高活性な重合触媒で
あることは前述の通りであるが、本発明者が複合金属シ
アン化物錯体の触媒活性挙動について種々検討した結
果、驚くべきことにアルキレンオキシドばかりでなく重
合性不飽和基を含有するモノマーに対しても重合活性を
有することを見出した。
【0013】この発見によりポリマー分散ポリオールは
いくつかの異なった製造方法により製造することができ
る。すなわち複合金属シアン化物錯体を用いてアルキレ
ンオキシドを重合してポリエーテルポリオールを得た
後、精製操作なしに引き続いて重合性不飽和基を含有す
るモノマーを重合させてポリマー分散ポリオールを製造
する方法、あるいはアルカリ触媒等でアルキレンオキシ
ドを重合した後、精製して得られたポリエーテルポリオ
ールに複合金属シアン化物錯体を添加し重合性不飽和基
を含有するモノマーを重合させてポリマー分散ポリオー
ルを製造する方法等が挙げられる。
【0014】もちろんポリマー分散ポリオールの粘度や
生成する粒子の形状、大きさ等を制御するために、従来
から知られているラジカル重合触媒を併用することも効
果がある。
【0015】アルキレンオキシドを重合させてポリオー
ルを製造するためには、ポリヒドロキシ化合物やポリア
ミン類等の活性水素含有化合物にアルキレンオキシドを
付加する。具体的には、グリコール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリストール、ソルビトー
ル、デキストロースその他の多価アルコール、ジエタノ
ールアミンその他のアルキアノールアミン、ビスフェノ
ールA、フェノール−ホルムアルデヒド縮合物、その他
の多価フェノール、エチレンジアミン、ジアミノジフェ
ニルメタンその他のアミン類、ポリエステルポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール、ポリオキシテトラメ
チレンポリオール、ポリブタジエン等炭化水素系ポリオ
ール、及びこれらにアルキレンオキシド付加して得られ
るポリエーテルポリオールをイニシエータとし、これに
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキ
シド、その他のアルキレンオキシド付加する。
【0016】このようなアルキレンオキシドを重合させ
る触媒として例えばジエチル亜鉛、塩化鉄、金属ポルフ
ィリン、複合金属シアン化物錯体等が知られており、特
に複合金属シアン化物錯体触媒が有効である。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US 3278457, US 3278458, US 3278459等が提案されて
おり、不飽和モノオールの副生が少なく、極めて高分子
量のポリエーテル類を得ることが可能である。
【0017】また、重合性不飽和基を含有するモノマー
の例としては、アクリロニトリル、スチレン、メタクリ
ル酸あるいはアクリル酸のエステル単独あるいはそれら
の組み合わせ、またはスチレンとメタクリル酸あるいは
アクリル酸のエステルの1種以上との組み合わせを使用
しうる。また、これらとともに、前記割合の他のモノマ
ーを使用しうる。他のモノマーとしては、2,4−ジシ
アノブテン−1などのニトリル系モノマー、酢酸ビニル
等のビニルエステル系モノマー、イソプレンやブタジエ
ン等のジエン系モノマー、及びこれら以外のオレフィ
ン、不飽和エステル類、ハロゲン化オレフィン、ビニル
エステルなどがある。好ましいモノマーはアクリロニト
リルなどのニトリル系モノマー及びスチレン類である。
これら他のモノマー2種以上併用しうることは勿論であ
る。
【0018】上記モノマーの使用量は特に限定されるも
のではないが、最終的に得られるポリマー分散ポリオー
ルのポリマー濃度が約5〜50重量%となる量であること
が好ましい。特に本発明はポリマー濃度が高くても低粘
度のポリマー分散ポリオールが得られる点も特徴であ
り、比較的高いポリマー濃度のポリマー分散ポリオール
の製造に適している。従って、より好ましいポリマー分
散ポリオールのポリマー濃度は約15〜45重量%である。
【0019】本発明において、重合して生成する粒子を
安定に分散させるために粒子安定化剤の存在下で重合を
行なうことも可能である。このような粒子安定化剤とし
ては、生成するポリエーテルポリオールとポリマー粒子
を化学的に結合させる官能基を有するものが好ましく、
例えば、アクリル基、メタクリル基、アリル基、マレイ
ン酸基等の不飽和二重結合を有するヒドロキシ化合物、
あるいはグリシジル(メタ)アクリレートのような両者
の重合に関与する化合物等を用いることができる。
【0020】前述のように複合金属シアン化物錯体は重
合性不飽和基を含有するモノマーに対し重合活性を有す
るが、その他の重合開始剤を併用することもできる。こ
のような重合開始剤はモノマーと同時に反応器に供給し
て重合させたり、重合開始剤含有ポリヒドロキシ化合物
にモノマーを加えて重合することができる。
【0021】重合開始剤としてはラジカル発生剤が好ま
しいが、ラジカル発生剤に限定されるものではなく、重
合性不飽和基を有するモノマーを重合しうる各種化合物
を使用することができ、また場合によっては重合開始剤
を用いることなく放射線や熱によって重合することがで
きる。重合開始剤としては、例えば、パーオキシド系、
アゾ系、あるいはレドックス系の重合開始剤や金属化合
物触媒等がある。具体的に良く使用される重合開始剤と
しては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾ
イルパーオキシド、t−アルキルパーオキシエステル、
アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカ
ーボネートなどがある。
【0022】重合方法は、アルキレンオキシドを複合金
属シアン化物錯体で重合させポリエーテルポリオールを
得た後に、ラジカル重合開始剤の存在あるいは不存在下
で重合性不飽和基を含有するモノマーを重合させる方
法、精製したポリオール中に複合金属シアン化物錯体を
添加し、重合性不飽和基を含有するモノマーを重合させ
る方法等が可能であるが、ポリオールの精製なしで一連
の反応でポリマー分散ポリオールが得られる一番目の方
法が望ましい。反応温度としては80℃から 150℃好まし
くは 100℃から 120℃で行なうことが望ましい。
【0023】得られたポリマー分散ポリオールはそのま
まポリウレタンフォームなどのポリウレタンの原料とし
て使用しうることは勿論、必要に応じ他のポリオールと
混合してポリウレタン等の原料として使用しうる。
【0024】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例により限定されるものではな
い。
【0025】実施例1 2リットルの加圧反応器にグリセリン開始で分子量10
00のポリオキシプロピレントリオール200gに亜鉛
ヘキサシアノコバルテート0.02gを加え、120℃
で撹拌しながらプロピレンオキシド800gを2時間か
かって供給した。さらにその後120℃で1時間撹拌を
続けた後、アクリロニトリル100g,アゾビスイソブ
チロニトリル5gの混合物を120℃で2時間かかって
供給した。さらに120℃で1時間撹拌を続けた後、減
圧で残存モノマーを除去し、茶白色のポリマー分散ポリ
オールを得た。反応物の粘度は1400cps(25
℃)、水酸基価は31.0であった。
【0026】実施例2 3リットルの加圧反応器にプロピレングリコール開始で
分子量500のポリオキシプロピレングリコール200
gに亜鉛シアノヘキサコバルテート0.05gを加え、
100℃で撹拌しながらプロピレンオキシド800g、
エチレンオキシド400gを3時間かかって供給した。
100℃でさらに1時間撹拌を続けた後、プロピレング
リコール開始で分子量500のポリオキシプロピレング
リコールとトリレンジイソシアネートと2−ヒドロキシ
エチルメタクリレートをモル比1:1:1で反応させた
二重結合含有ヒドロキシプレポリマー50gとアクリロ
ニトリル300g、スチレン300g、アゾビスイソス
チロニトリル10gの混合物を約3時間かかって供給し
た。さらにその後100℃で1時間反応させた後、減圧
で残存モノマーを除去し白色のポリマー分散ポリオール
を得た。反応物の粘度は、2800cps、水酸基価2
3.8であった。
【0027】実施例3 2リットルの加圧反応器にグリセリン開始で分子量10
000のポリオキシプロピレンオキシエチレントリオー
ル1200gと亜鉛ヘキサシアノコバルテート0.05
gを加え、110℃で撹拌しながら、アクリロニトリル
150g、メチルメタクリレート150gを導入し5時
間反応させた。減圧で残存モノマーを除去し、茶白色の
ポリマー分散ポリオールを得た。反応物の粘度は、35
00cps、水酸基価は13.9であった。
【0028】
【発明の効果】ポリマー分散ポリオールの製造工程にお
いて、ベースとなるポリオールの精製工程を経る必要が
なく、工程の容易化を図ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルキレンオキシドを重合して得られるポ
    リエーテルポリオールの存在下で重合性不飽和基を有す
    るモノマーを重合してポリマー分散ポリオールを製造す
    る際に、該ポリエーテルポリオールが複合金属シアン化
    物錯体を含有してい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。
  2. 【請求項2】ポリエーテルポリオールが複合金属シアン
    化物錯体を触媒としてアルキレンオキシドを重合して得
    られるポリオールであることを特徴とする請求項1のポ
    リマー分散ポリオールの製造方法。
  3. 【請求項3】重合性不飽和基を有するモノマーの重合に
    ラジカル重合触媒を共存させることを特徴とする請求項
    1のポリマー分散ポリオールの製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1〜3から選ばれる1のポリマー分
    散ポリオールを用いることを特徴とするポリウレタン樹
    脂。
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