基于來自植物油的脂肪酸混合物的異壬酯的制作方法
【專利說明】基于來自植物油的脂肪酸混合物的異壬酯
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)氧化脂肪酸混合物的異壬酯混合物，其中該脂肪酸混合物獲自植物 油，且其中該異壬酯混合物中的飽和脂肪酸分?jǐn)?shù)低于獲取該脂肪酸用的植物油中的飽和脂 肪酸分?jǐn)?shù)。
[0002] 本發(fā)明還涉及其制備方法及其作為聚合物的增塑劑的用途。
[0003]W0 01/98404A2描述了基于各種脂肪酸酯的增塑劑，其中酸部分源自植物油。
[0004]W0 2013/003225A2描述了被稱作"綠色增塑劑"的環(huán)氧化脂肪酸酯的制備方法。
[0005]在 2012 年 10 月的期刊"VisionsinPlastics"(GIT-Verlag,第 3 卷，第 28-29 頁）中，D.OrtizMartinz的文章"TesttheBest"描述了增塑劑PLSGreen9 (-種環(huán)氧 化大豆油酸異壬酯）表現(xiàn)出的顯著不相容性。
[0006]目的一方面是提供另外的酯(或酯混合物）一一其酸部分源自天然存在的油的脂 肪酸并具有良好的增塑劑性質(zhì)，另一方面是提供能夠制備這些酯(或酯混合物）的制備方 法。
[0007] 借助根據(jù)權(quán)利要求1的酯混合物實(shí)現(xiàn)該目的。
[0008] 環(huán)氧化脂肪酸混合物的異壬酯混合物，其中該脂肪酸混合物獲自植物油，且其中 該異壬酯混合物中的飽和脂肪酸分?jǐn)?shù)低于獲取該脂肪酸用的植物油中的飽和脂肪酸分?jǐn)?shù)， 且每脂肪酸的環(huán)氧基平均數(shù)大于1. 00。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方案中，該植物油是大豆油。
[0010] 在另一實(shí)施方案中，該植物油是菜籽油。
[0011] 在另一實(shí)施方案中，該植物油是亞麻籽油。
[0012] 在另一實(shí)施方案中，該植物油是大豆油和菜籽油的混合物、或大豆油和亞麻籽油 的混合物、或菜籽油和亞麻籽油的混合物。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方案中，每脂肪酸的環(huán)氧基平均數(shù)大于1.20,優(yōu)選大于1.30,非常優(yōu) 選大于1. 40。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方案中，飽和脂肪酸分?jǐn)?shù)小于10面積％，優(yōu)選小于8面積％，更優(yōu)選小 于4面積％。
[0015] 除異壬酯混合物本身外，還要求保護(hù)其制備方法。
[0016] 制備上述異壬酯混合物的方法，其包括下列方法步驟： al)從植物油中獲得脂肪酸混合物， bl)貧化所述脂肪酸混合物中的飽和脂肪酸分?jǐn)?shù)， cl)將所述脂肪酸混合物環(huán)氧化， dl)用異壬醇將所述脂肪酸混合物酯化。
[0017] 在這種方法中，方法步驟bl)、cl)和dl)可以以任何次序進(jìn)行。
[0018] 制備上述異壬酯混合物的方法，其包括下列方法步驟： a2)從植物油中獲得脂肪酸酯混合物， b2)貧化所述脂肪酸酯混合物中的飽和脂肪酸酯分?jǐn)?shù)，c2)將所述脂肪酸酯混合物環(huán)氧化， d2)用異壬醇酯交換所述脂肪酸酯混合物。
[0019]在這種方法中，方法步驟b2)、c2)和d2)可以以任何次序進(jìn)行。
[0020] 在該方法的一個(gè)變體中，通過環(huán)氧化酯的蒸餾進(jìn)行所述貧化。
[0021] 在一個(gè)優(yōu)選的方法變體中，首先制備脂肪酸甲酯并環(huán)氧化。隨后將該環(huán)氧化脂肪 酸甲酯分離成富含飽和脂肪酸甲酯的部分和富含環(huán)氧化脂肪酸甲酯的部分?？梢酝ㄟ^例如 蒸餾實(shí)現(xiàn)這種分離。
[0022] 優(yōu)選的是包含下列方法步驟的制備上述異壬酯混合物的方法： i) 從植物油中獲得脂肪酸酯混合物， ii) 將所述脂肪酸酯混合物環(huán)氧化， iii) 通過蒸餾貧化所述脂肪酸酯混合物中的飽和環(huán)氧化脂肪酸酯分?jǐn)?shù)， iv) 用異壬醇酯交換所述環(huán)氧化脂肪酸酯混合物。
[0023] 在該方法的另一變體中，通過結(jié)晶進(jìn)行所述貧化。
[0024] 還要求保護(hù)所述異壬酯混合物作為聚合物中的增塑劑的用途。
[0025] 使用上述酯或酯混合物作為選自下列物質(zhì)的聚合物的增塑劑：聚氯乙烯、聚偏二 氯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸烷基酯或它們的共聚物。
[0026] 在此優(yōu)選使用上述酯或酯混合物作為聚氯乙烯的增塑劑。
[0027] 本發(fā)明的酯或酯混合物可用作用于聚合物改性的增塑劑。這些聚合物例如選自： 聚氯乙烯（PVC)、聚偏二氯乙烯（PVDC)、聚丙烯酸酯，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚 甲基丙烯酸烷基酯（PAMA)，含氟聚合物，尤其是聚偏二氟乙烯（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE)、 聚乙酸乙烯酯（PVAc)、聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯醇縮醛，尤其是聚乙烯醇縮丁醛（PVB)，聚 苯乙烯聚合物，尤其是聚苯乙烯（PS)、可膨脹聚苯乙烯（EPS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯 (ASA)、苯乙稀-丙稀腈（SAN)、丙稀腈-丁二稀-苯乙?。ˋBS)、苯乙稀-馬來酸酐共聚物 (SMA)、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚烯烴，尤其是聚乙烯（PE)或聚丙烯（PP)、熱塑性聚烯 烴（ΤΡ0)、聚乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二甲 酸丁二醇酯（PBT)、聚甲醛（Ρ0Μ)、聚酰胺（PA)、聚乙二醇（PEG)、聚氨酯（PU)、熱塑性聚氨酯 (TPU)、多硫化物（PSu)、生物聚合物，尤其是聚乳酸（PLA)、聚羥基縮丁醛（PHB)、聚羥基戊 酸（PHV)、聚酯、淀粉、纖維素和纖維素衍生物，尤其是硝化纖維素（NC)、乙基纖維素（EC)、 乙酸纖維素（CA)、乙酸/ 丁酸纖維素（CAB)、橡膠或有機(jī)硅以及所述聚合物或其單體單元的 混合物或共聚物。本發(fā)明的聚合物優(yōu)選包含PVC或基于乙烯、丙烯、丁二烯、乙酸乙烯酯、丙 烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯或 具有鍵合在酯基團(tuán)的氧原子上的含1至10個(gè)碳原子的支鏈或直鏈醇的烷基的甲基丙烯酸 酯、苯乙烯、丙烯腈或環(huán)烯烴的均聚物或共聚物。
[0028] 該聚合物中的PVC類型優(yōu)選是懸浮PVC、本體PVC、微懸浮PVC或乳液PVC。
[0029] 基于100質(zhì)量份的聚合物，該聚合物包含優(yōu)選5至200,更優(yōu)選10至150質(zhì)量份的 增塑劑。
[0030] PVC和本發(fā)明的酯的混合物也可以與其它添加劑，例如熱穩(wěn)定劑、填料、顏料、發(fā)泡 劑、殺生物劑、UV穩(wěn)定劑等混合。
[0031] 本發(fā)明的酯/酯混合物也可以與其它增塑劑，例如與天然脂肪酸的其它酯或與來 自植物來源的油合并。
[0032] 還可以與選自下列組的增塑劑合并：己二酸酯、苯甲酸酯、檸檬酸酯、環(huán)己烷二甲 酸酯、環(huán)氧化脂肪酸酯、環(huán)氧化植物油、環(huán)氧化乙?；视王?、呋喃二甲酸酯、磷酸酯、鄰苯 二甲酸酯、磺酰胺、磺酸酯、對苯二甲酸酯、偏苯三酸酯或基于己二酸、丁二酸或癸二酸的低 聚或聚合酯。
[0033]上述酯或酯混合物可用于粘合劑、密封劑、涂料、清漆、油漆、塑料溶膠、泡沫、合成 革、地板覆蓋物(例如面漆)、屋頂板、車身底部保護(hù)、織物涂層、電纜或?qū)Ь€絕緣系統(tǒng)、軟管、 擠出制品以及薄膜，特別是用于汽車內(nèi)飾行業(yè)以及用于墻紙或油墨。
[0034] 化合物的制備 實(shí)施例1 :通過蒸餾從環(huán)氧化大豆油酸甲酯中貧化和富集飽和脂肪酸甲酯 由于較低的沸點(diǎn)，飽和脂肪酸甲酯可以從環(huán)氧化脂肪酸甲酯中蒸餾分離。為此，使用 KDL5短程蒸發(fā)器（UICGmbH)。蒸發(fā)器、餾出物流和回流料流可分別經(jīng)由恒溫器加熱。5000 克環(huán)氧化大豆油酸甲酯(來自PolyOne的Reflex100)在下列條件下蒸餾： 壓力：〈10 3mbar蒸發(fā)器溫度：120°C 餾出物溫度：40°C 殘?jiān)鼫囟龋?0°C 擦拭器轉(zhuǎn)速：313rpm 向內(nèi)傳輸栗轉(zhuǎn)速：400rpm。
[0035] 在所述條件下