JP7068874B2 - 不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法 - Google Patents

不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法 Download PDF

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本発明は、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、およびアルカリ性不純物の除去方法に関する。
反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体は、室温においても湿分などによる反応性ケイ素基の加水分解反応などを伴うシロキサン結合の形成によって架橋し、ゴム状硬化物が得られるという性質を有することが知られている。
反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体は、すでに工業的に生産され、シーリング材、接着剤、塗料などの用途に広く使用されている。
このような反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体を製造する方法の一例として、KOHなどのアルカリ金属または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の開環重合を行い、末端に水酸基を有するポリオキシアルキレン系重合体を製造し、その末端水酸基をオレフィンへ変換した後(特許文献1参照)、反応性ケイ素基を有するヒドロシラン化合物によりヒドロシリル化を行って製造する方法が知られており、すでに工業的に実用化されている。
このため、末端水酸基をオレフィンへ変換した不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体は反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体の中間体として重要である。
しかし、上記方法において、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中にアルカリ性成分が存在したり、または重合触媒由来の金属不純物(複合金属シアン化物錯体および/またはその残渣化合物)が存在すると、その後のヒドロシリル化反応が阻害される場合がある。また、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中に塩が多く存在すると、濁りの原因となる。
反応阻害や濁りの防止のため、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を、水と酸性成分を混合した洗浄水と接触させて、アルカリ性成分、重合触媒由来の金属不純物、および塩を除去する精製方法(特許文献2参照)が知られている。しかし、金属不純物や塩の除去効率が十分でなかったり、洗浄水が油相中に溶解あるいは微分散して取りこまれ分離しにくくなり、時には乳化し分離しないという問題が生じることがあった。
特開平4-36312号公報 国際公開第2006/006511号 特開平1-294733
特許文献2に記載の精製方法によれば、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中のアルカリ性成分、重合触媒由来の金属不純物、および塩を低減させることは可能である。
しかし、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中のアルカリ性成分が多いと、金属不純物や塩の除去効率が低下し、より多量の酸性成分が必要となる。また、洗浄水が油相中に溶解あるいは微分散して取りこまれ分離しにくくなり、時には乳化し分離しないという問題が生じることもある。
本発明は以上の課題を鑑みてなされたものであって、末端水酸基を炭素-炭素不飽和基へ変換する製造工程において、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中のアルカリ性成分を効率的に除去し、精製工程を簡易化、安定化する製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)ポリオキシアルキレンの末端の水酸基を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応した後に、
ハロゲン化物を反応させて炭素-炭素不飽和基を導入する不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法において、
ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールおよび水の中から選ばれる少なくとも一種の溶剤を添加した後、該添加溶剤を脱揮により除去し、その後精製工程を経ることを特徴とする、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(2)ポリオキシアルキレンの末端の水酸基を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応した後に、アリルグリシジルエーテルを反応させた後、ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、(1)に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(3)ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールを添加することを特徴とする、(1)または(2)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(4)添加する炭素数1~3のアルコールの部数が0.05~20部であることを特徴とする、(1)から(3)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(5)添加する炭素数1~3のアルコールの部数が0.1~10部であることを特徴とする、(1)から(4)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(6)添加する炭素数1~3のアルコールがメタノールであることを特徴とする、(1)から(5)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(7)アルコキシド化反応に用いる金属アルコキシドがナトリウムメトキシドであることを特徴とする、(1)から(6)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(8)ハロゲン化物がアリルクロライドおよび/またはメタリルクロライドであることを特徴とする、(1)から(7)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(9)得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHが10.0未満であることを特徴とする、(1)から(8)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(10)ハロゲン化物を反応させて炭素-炭素不飽和基を導入した後、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体に含まれる水溶性化合物を水により抽出し除去する工程を含み、該工程が50℃以上の温度でポリマー相と水相とを分離する操作を少なくとも含む、(1)から(9)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(11)抽出水がアスコルビン酸を含有することを特徴とする、(1)から(10)のいずれか1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法、
(12)水酸基を持つ化合物を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応後、ハロゲン化物を反応させて炭化水素基を導入する上で、ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールまたは水の中から選ばれる少なくとも一種を添加することを特徴とする、アルカリ成分除去方法、
(13)ハロゲン化物添加後に添加する溶剤は炭素数1~3のアルコールであることを特徴とする、(12)に記載のアルカリ成分除去方法、
(14)炭素数1~3のアルコールの部数が0.05~20部であることを特徴とする、(12)または(13)のいずれか1に記載のアルカリ成分除去方法、

(15)炭素数1~3のアルコールの部数が0.1~10部であることを特徴とする、(12)から(14)のいずれか1に記載のアルカリ成分除去方法、
(16)炭素数1~3のアルコールがメタノールであることを特徴とする、(12)から(15)のいずれか1に記載のアルカリ成分除去方法、
(17)水酸基を持つ化合物がポリオキシアルキレン系重合体であることを特徴とする、(12)から(16)のいずれか1に記載のアルカリ成分除去方法、
本発明によれば、末端水酸基を炭素-炭素不飽和基へ変換する製造工程において、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中のアルカリ性成分を効率的に除去することが可能となる。それにより、精製工程においてより少量の酸性成分で、効率良く金属不純物や塩を除去することが可能となる。また、洗浄水の油相中への取り込みを少なくし、乳化し分離不良となるリスクを低減することが可能となる。
また、上記末端水酸基を炭素-炭素不飽和基へ変換する製造工程に限られず、水酸基を持つ化合物を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応後、ハロゲン化物を反応させて炭化水素基を導入する場合においても、アルカリ性成分を効率的に除去することが可能となる。
(不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法)
不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法は、ポリオキシアルキレンの末端の水酸基を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応した後に、ハロゲン化物を反応させて炭素-炭素不飽和基を導入する。
水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法は、特に限定されることはなく、公知の方法を用いることができる。
一般的な製造方法としては、例えば、複合金属シアン化物錯体を触媒として用いる重合反応により得られる。
水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖構造は、-R-O-で表される繰り返し単位が好ましい。
ここで、Rは、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ハロゲン原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の2価の有機基である。主鎖中の複数のRは、同一の基であってもよく、2種以上の異なった基であってもよい。
Rとしてはアルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素原子数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が特に好ましい。
-R-O-で表される繰り返し単位としては、-CHCHO-、-CH(CH)CHO-、-CH(C)CHO-、-C(CHCHO-、および-CHCHCHCHO-などをあげることができるが、-CHCHO-、-CH(CH)CHO-が好ましく、-CH(CH)CHO-が特に好ましい。
また、水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖は、分岐していてもよく、架橋していてもよい。
水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体は、複合金属シアン化物錯体触媒の存在下、開始剤にアルキレンオキサイドを開環重合させて製造されるものが好ましい。
アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、α-ブチレンオキサイド、β-ブチレンオキサイド、ヘキセンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイド、及びα-メチルスチレンオキシドなどをあげることができる。
また、上記アルキレンオキサイド以外に、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、及びフェニルグリシジルエーテルなどの炭素原子数2~12の置換または非置換のグリシジルエーテル類なども使用することができる。
開始剤としては、メタノール、エタノ-ル、1-プロパノール、2-プロパノール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec-ブチルアルコ-ル、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチルー1-ブタノール、3-メチルー1-ブタノール、2-メチルー2-ブタノール、3-メチルー2-ブタノールおよび2,2-ジメチルー1-プロパノールなどの1価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、メタリルアルコール、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、ポリブタジエンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレントリオール、ポリプロピレンテトラオール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールなどの2価アルコールまたは多価アルコール、および水酸基を有する各種重合体などをあげることができる。
このようにして得られる水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体は、次いで、金属アルコキシドとの反応(アルコキシド化反応)により、-OM(Mはアルカリ金属)で表される末端基を有するポリオキシアルキレン系重合体に変換される。
金属アルコキシドとしては、水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体が有する末端水酸基(-OH)中の水素原子を、アルカリ金属原子に置換可能な化合物であれば特に限定されない。
金属アルコキシドとしては、炭素原子数1~4のアルカリ金属アルコキシドが用いられる。
アルカリ金属アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、およびカリウムエトキシドが好ましく、ナトリウムメトキシド、およびカリウムメトキシドがより好ましく、入手性の点でナトリウムメトキシドが特に好ましい。
金属アルコキシドは2種類以上を組み合わせて用いることもできるが、1種類を単独で用いることが好ましい。
次いで、-OMで表される末端基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、ハロゲン化物との反応(アリル化反応)により、精製前の金属不純物を含む不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体に変換される。
不飽和基含有ハロゲン化物としては、下記式で表される化合物が好ましい。
H(R)C=C(R)-R-Y
(上記式中、Rは酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ハロゲン原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい炭素原子数1~20の2価の有機基であり、R、Rは、水素原子、または炭素原子数1~10の炭化水素基であり、Yはハロゲン原子である。)
不飽和基含有ハロゲン化物としては、入手性の点でアリルクロライド、およびメタリルクロライド(3-クロロ-2-メチル-1-プロペン)が好ましい。
また、不飽和基含有ハロゲン化物は炭素―炭素三重結合を有していてもよく、炭素―炭素三重結合としてプロパルギル基が挙げられる。この時用いられるハロゲン化物としては特に限定されないが、塩化プロパルギル、臭化プロパルギル、ヨウ化プロパルギルなどが好ましい。
ハロゲン化物は2種類以上を組み合わせて用いることもできるが、1種類を単独で用いることが好ましい。
また、水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体に、金属アルコキシドを作用(アルコキシド化反応)させた後、炭素-炭素不飽和結合を有するエポキシ化合物と反応させ、さらに上記ハロゲン化物と反応(アリル化反応)させることで、不飽和基を1つの末端に1個より多く有する不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を得ることもできる。炭素-炭素不飽和結合を有するエポキシ化合物としては、アリルグリシジルエーテルが好ましい。
ポリオキシアルキレン系重合体とハロゲン化物との反応完了後も攪拌を継続することで、金属アルコキシド、または金属アルコキシド中のアルカリ性不純物が、ハロゲン化物と反応することにより消費される。ハロゲン化物添加後に、炭素数1~3のアルコールまたは水の中から選ばれる少なくとも一種を添加することにより、これらアルカリ性成分の溶解度が高まりハロゲン化物との反応が促進し、消費速度を速めることが可能となる。炭素数1~3のアルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノールなどがあげられ、メタノール、エタノールがより好ましく、メタノールがアルカリ性成分に対してより良い良溶媒であり、少ない添加部数でアルカリ性成分を溶解可能であるため特に好ましい。ただし、これらに限定されず、分子内の水酸基の数は2つ以上であっても良く、分子内に炭素、水素、酸素以外の原子を含有していても良い。炭素数4以上のアルコールを用いると、アルカリ性成分の溶解性が不十分であり効果が限定的である。また、炭素数4以上のアルコールは沸点が高く、反応後の除去が難しい。
炭素数1~3のアルコールまたは水の中から2種類以上を組み合わせて用いることもできるが、1種類を単独で用いることが好ましい。
炭素数1~3のアルコールまたは水の添加部数については特に限定しないが、ポリオキシアルキレン系重合体100部に対し、0.05~20部が好ましく、0.1部~10部がより好ましい。添加部数が0.05部未満であるとアルカリ成分が十分に溶解せず、効果が限定的となる。また、添加部数が20部より多いと、アルコールまたは水添加時の圧力の上昇が大きくなり、添加が困難となる等の不都合が生じる。
アルコールまたは水添加後の攪拌時間は特に限定しないが、5分から8時間が好ましく、5分から4時間がより好ましい。攪拌時間が短いと、アルカリ性成分の除去効果が不十分で、攪拌時間が長いと生産上効率が悪くなる。
得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHは10.0未満であることが好ましい。pHが10.0以上だとアルカリ性成分の除去が十分でなく、次ぐ精製工程おいて、洗浄水が油相中に溶解あるいは微分散して取りこまれ分離しにくくなり、乳化し分離しなくなる可能性が高まる。また、金属不純物や塩の除去効率が悪くなる。
上述の方法により得られる不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中には、金属不純物や塩が含まれており、次ぐ精製工程での除去対象となる水溶性化合物としては、亜鉛塩、コバルト塩および/またはアルカリ金属塩等の、アルカリ金属化合物または複合金属シアン化物錯体触媒由来の化合物等が例示できる。
(不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の精製)
金属不純物を含む不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の精製方法は特に限定されることはなく、公知の方法を用いることができるが、特許文献2に記載の精製方法が特に好ましい。この精製方法では、残存アルカリ性成分量が精製性により大きく影響するため、本発明の効果が大きくなる。
特許文献2に記載の精製方法では、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体中に含まれる水溶性化合物を水により抽出し除去する工程を含み、該工程が50℃以上の温度でポリマー相と水相とを分離する操作を少なくとも含む、アルカリ性成分、重合触媒由来の金属不純物、および塩を水相中に抽出する方法を挙げることができる。また、抽出水が酸性成分を含有していてもよく、酸性成分としては、アスコルビン酸が好ましい。
特許文献2に記載の精製方法以外にも、特許文献3記載のように、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を水と相溶性のない溶剤に溶解させ、該溶液と水とを含有する混合物を撹拌槽中で撹拌することにより、アルカリ性成分、重合触媒由来の金属不純物、および塩を水相中に抽出し、ついでポリエーテル相と水相とを連続遠心分離する方法を挙げることができる。溶剤としては、たとえば脂肪族、脂環式または芳香族系の炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、これらのハロゲン化物などがあげられる。これらの具体例としては、たとえばブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ブタノール、ペンタノール、メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、塩化メチレン、メチルクロロホルム、四塩化炭素、ジクロロジフルオロメタン、パークロロエチレン、塩素原子、臭素原子および(または)ヨウ素原子で1個以上置換されたベンゼン系溶剤やトルエン系溶剤などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
精製後の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の末端の不飽和基に、公知の方法により反応性ケイ素基を導入して、反応性ケイ素基含有ポリオキシアルキレン系重合体を得ることができる。
本発明はまた、水酸基を持つ化合物を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応後、ハロゲン化物を反応させて炭化水素基を導入する上で、ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールまたは水の中から選ばれる少なくとも一種を添加することを特徴とする、アルカリ成分除去方法に関する。水酸基を持つ化合物としては、特に限定されず、各種の主鎖骨格を持つ重合体が挙げられ、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシプロピレン-ポリオキシブチレン共重合体などのポリオキシアルキレン系重合体;エチレン-プロピレン系共重合体、ポリイソブチレン、イソブチレンとイソプレンなどとの共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリルおよび/またはスチレンなどとの共重合体、ポリブタジエン、イソプレンあるいはブタジエンとアクリロニトリル及びスチレンなどとの共重合体、これらのポリオレフィン系重合体に水素添加して得られる水添ポリオレフィン系重合体などの飽和炭化水素系重合体;アジピン酸などの二塩基酸とグリコールとの縮合、または、ラクトン類の開環重合で得られるポリエステル系重合体;エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマーをラジカル重合して得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体、(メタ)アクリル酸系モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレンなどのモノマーをラジカル重合して得られる重合体などのビニル系重合体;前記重合体中でのビニルモノマーを重合して得られるグラフト重合体;ポリサルファイド系重合体;ε-カプロラクタムの開環重合によるポリアミド6、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によるポリアミド6・6、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の縮重合によるポリアミド6・10、ε-アミノウンデカン酸の縮重合によるポリアミド11、ε-アミノラウロラクタムの開環重合によるポリアミド12、前記のポリアミドのうち2成分以上の成分を有する共重合ポリアミドなどのポリアミド系重合体;例えば、ビスフェノールAと塩化カルボニルより縮重合して製造されるポリカーボネート系重合体;ジアリルフタレート系重合体などの有機重合体があげられる。上記各重合体はブロック状、グラフト状などに混在していてもよい。このなかでも、ポリイソブチレン、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエンなどの飽和炭化水素系重合体や、ポリオキシアルキレン系重合体、(メタ)アクリル酸エステル系重合体が比較的ガラス転移温度が低いこと、得られる硬化物が耐寒性に優れることから好ましく、ポリオキシアルキレン系重合体がより好ましい。重合体は、上記した各種主鎖骨格のうち、いずれか1種の主鎖骨格を有していてもよく、異なる主鎖骨格を有する重合体の混合物であってもよい。また、混合物については、それぞれの重合体を別々に製造したものを混合してもよいし、任意の混合組成になるように同時に製造してもよい。
アルカリ成分除去の具体的な方法は、上記のものと同様である。
以下、本発明をより一層明らかにするために具体的な実施例をあげて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(合成例1)
数平均分子量300のポリプロピレントリオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの開環重合を行い、触媒および/またはその残渣である金属化合物を不純物をして含む、数平均分子量約15000の水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を得た。
(合成例2)
数平均分子量3000のポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの開環重合を行い、触媒および/またはその残渣である金属化合物を不純物をして含む、数平均分子量約27000の水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を得た。
(合成例3)
数平均分子量3000のポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの開環重合を行い、触媒および/またはその残渣である金属化合物を不純物をして含む、数平均分子量約18000の水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体を得た。
(合成例4)
合成例1で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.0倍当量のナトリウムメトキシドの30%メタノール溶液を添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して1.8倍当量のアリルクロライドを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。アリルクロライド添加後1時間後にメタノール0.5部を添加し、さらに3時間攪拌した後、アリルクロライドとメタノールを留去し、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a1)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a1)のpHを測定したところ、8.4であった。
(合成例5)
合成例1で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.0倍当量のナトリウムメトキシドの30%メタノール溶液を添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して1.8倍当量のアリルクロライドを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。アリルクロライド添加後1時間後にエタノール3部を添加し、さらに3時間攪拌した後、アリルクロライドとエタノールを留去し、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a2)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a2)のpHを測定したところ、8.0であった。
(合成例6)
合成例1で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.0倍当量のナトリウムメトキシドを30%メタノール溶液として添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して1.8倍当量のアリルクロライドを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。アリルクロライド添加後4時間攪拌した後にアリルクロライドを留去し、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a3)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a3)のpHを測定したところ、10.0であった。
(合成例7)
合成例1で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.0倍当量のナトリウムメトキシドを30%メタノール溶液として添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して1.8倍当量のアリルクロライドを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。アリルクロライド添加後1時間後にtert-ブチルアルコール3部を添加し、さらに3時間攪拌した後、アリルクロライドとtert-ブチルアルコールを留去し、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a4)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a4)のpHを測定したところ、10.3であった。
(合成例8)
合成例2で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.7倍当量のナトリウムメトキシドを30%メタノール溶液として添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して4.0倍当量のメタリルクロライドを添加して末端の水酸基をメタリル基に変換した。メタリルクロライド添加後1時間後にメタノール3部を添加し、さらに3時間攪拌した後、メタリルクロライドとメタノールを留去し、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a5)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a5)のpHを測定したところ、8.3であった。
(合成例9)
合成例3で得られた水酸基末端ポリオキシアルキレン系重合体の水酸基に対して1.28倍当量のナトリウムメトキシドを30%メタノール溶液として添加してメタノールを留去した後、水酸基に対して0.3倍当量のアリルグリシジルエーテルを添加して反応させた後、水酸基に対して4.1倍当量のアリルクロライドを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。アリルクロライド添加後1時間後にメタノール3部を添加し、さらに3時間攪拌した後、アリルクロライドとメタノールを留去し、不飽和基を1つの末端に1個より多く有する不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a6)を得た。不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a6)のpHを測定したところ、8.0であった。
(実施例1)
合成例4で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a1)687gを攪拌槽に入れ90℃に加熱し、イオン交換水344gを添加した後5分間静置して分離させた。混合溶液を700rpmで1時間、続けて50rpmで15分間攪拌した後、25分間静置することにより分離させた。その結果、混合溶液は不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体相と水相とに分離し、中間相の発生もなかった。水を下部から抜き出した後、精製された不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を抜き出し、含水率、濁度(A660)を測定した。結果を表2に示す。
(実施例2)
合成例4で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a1)687gを攪拌槽に入れ90℃に加熱し、アスコルビン酸0.069g(ポリオキシアルキレン系重合体(a1)に対し100ppm)を溶かしたイオン交換水344gを添加した後5分間静置して分離させた。混合溶液を700rpmで1時間、50rpmで15分間攪拌した後、25分間静置することにより分離させた。その結果、混合溶液は不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体相と水相とに分離し、中間相の発生もなかった。水を下部から抜き出した後、精製された不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を抜き出し、金属含有量、含水率、濁度(A660)を測定した。結果を表2に示す。
(実施例3)
合成例5で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a2)を用いて、実施例2と同様の操作を実施した。結果を表2に示す。
(比較例1)
合成例6で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a3)を用いて、実施例1と同様の操作を実施した。結果を表2に示す。
(比較例2)
合成例7で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a4)を用いて、実施例1と同様の操作を実施した。結果を表2に示す。
(比較例3)
合成例6で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a3)を用いて、実施例2と同様の操作を実施した。結果を表2に示す。
(比較例4)
合成例7で得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体(a4)を用いて、実施例2と同様の操作を実施した。結果を表2に示す。
(pH測定)
不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHはJIS Z 8802(pH測定方法)に記載の方法で測定した。
不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHは、合成例2~4がそれぞれ8.4、10.0、10.3であり、メタノール0.5部の添加によって、pHの低下が促進しており、アルカリ性成分の消費速度が速くなっていることが分かる。一方、tert-ブチルアルコールの添加ではpH低下促進の効果は確認できなかった。
また、合成例8の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHは8.3であったことから、ハロゲン化物がメタリルクロライドであっても、ハロゲン化物添加後にメタノールを添加することによって、アルカリ性成分を効率的に除去できることが分かった。
また、合成例9の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHは8.0であったことから、アルコキシド化反応後、アリル化反応前にアリルグリシジルエーテルを反応させ、不飽和基を1つの末端に1個より多く有する不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体を得る場合でも、ハロゲン化物添加後にメタノールを添加することによって、アルカリ性成分を効率的に除去できることが分かった。
表1に合成例4~9の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHを纏める。ハロゲン化物添加後にメタノールもしくはエタノールを添加した場合にのみpHが10.0を下回っていることが分かる。
Figure 0007068874000001

(金属量分析)
不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体に含まれる金属(Co、Zn)含有量はエネルギー分散型蛍光X線分析装置により測定した。
(含水率測定)
精製後、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体をエバポレーターで脱水し、脱水前後の重量から、含水率を以下のように計算した。
含水率 = {(脱水前の重量 - 脱水後の重量)/ 脱水前の重量 }×100(%)
(濁度測定)
精製後、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体をエバポレーターで脱水し、分光光度計でA660(660nmの吸光度)を測定した。
Figure 0007068874000002
上記の結果より、精製時の酸添加があるグループとないグループとで各々を比較すると、メタノール0.5部添加した不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体が、精製時の酸添加のある場合もない場合も、最も含水率・濁度(A660)が低かったことが分かる。この結果から、メタノール0.5部添加した場合に、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体と水との分離が良好であり、塩の除去が効率的に行われたことが分かる。この傾向は、特に酸添加のない条件(実施例1)で顕著に見られた。アスコルビン酸添加条件では、メタノール0.5部添加した不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体が最も金属含有量が少なくなった。エタノール3部添加した不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体が次に金属含有量が少なかった。メタノールやエタノール添加によってpHが低下した不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体において、効率良く金属不純物の抽出が行われたことが分かる。アルカリ性成分を効率的に除去することで、中和により消費されるアスコルビン酸が少なく抑えられ、効率的に金属除去に働いたためと考えられる。なお、アスコルビン酸添加無し条件では、金属と反応し得る物質がなく、残金属量に有意差が生じないと考えられるため、実施例1、比較例1、比較例2では金属量分析は実施しなかった。

Claims (14)

  1. ポリオキシアルキレンの末端の水酸基を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応した後に、
    ハロゲン化物を反応させて炭素-炭素不飽和基を導入する不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法において、
    ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールの中から選ばれる少なくとも一種の溶剤を添加した後、該添加溶剤を脱揮により除去し、その後精製工程を経ることを特徴とする、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  2. ポリオキシアルキレンの末端の水酸基を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応した後に、アリルグリシジルエーテルを反応させた後、ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、請求項1に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  3. 炭素数1~3のアルコールを0.05~20部添加することを特徴とする、請求項1又は2に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  4. 炭素数1~3のアルコールを0.1~10部添加することを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  5. 炭素数1~3のアルコールがメタノールであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  6. 金属アルコキシドがナトリウムメトキシドであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  7. ハロゲン化物がアリルクロライド、および/またはメタリルクロライドであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  8. 得られた不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体のpHが10.0未満であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  9. ハロゲン化物を反応させて炭素-炭素不飽和基を導入した後、不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体に含まれる水溶性化合物を水により抽出し除去する工程を含み、該工程が50℃以上の温度でポリマー相と水相とを分離する操作を少なくとも含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  10. 前記水がアスコルビン酸を含有することを特徴とする、請求項に記載の不飽和基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法。
  11. 水酸基を持つポリオキシアルキレン系重合体を金属アルコキシドによりアルコキシド化反応後、ハロゲン化物を反応させて炭化水素基を導入する上で、ハロゲン化物添加後に炭素数1~3のアルコールの中から選ばれる少なくとも一種を添加することを特徴とする、アルカリ成分除去方法。
  12. 炭素数1~3のアルコールを0.05~20部添加することを特徴とする、請求項11に記載のアルカリ成分除去方法。
  13. 炭素数1~3のアルコールを0.1~10部添加することを特徴とする、請求項11又は12に記載のアルカリ成分除去方法。
  14. 炭素数1~3のアルコールがメタノールであることを特徴とする、請求項11~13のいずれか1項に記載のアルカリ成分除去方法。
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