制造环氧化脂肪酸烷基酯的方法技术

本发明专利技术涉及制造环氧化脂肪酸烷基酯的方法。所述环氧化脂肪酸烷基酯可以通过用酸和过氧化物将天然油环氧化来制备。所述环氧化天然油中的残余酸在酯化以产生所述环氧化脂肪酸烷基酯之前不用例如碱中和。环氧化脂肪酸烷基酯可以单独或与其它塑化剂(例如环氧化天然油)组合用于塑化剂中。所述塑化剂又可以用于形成聚合组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的各种实施例涉及制造环氧化脂肪酸烷基酯的方法。所述环氧化脂肪酸烷基酯可以用作塑化剂或用于塑化剂组合物中。
技术介绍
塑化剂是加入聚合物树脂中可以降低其所加入的树脂(典型地是热塑性聚合物)的模数和抗张强度并且增加所述树脂的柔性、伸长率、冲击强度以及撕裂强度的化合物或化合物的混合物。塑化剂还可以降低聚合物树脂的熔点，其降低聚合物树脂的玻璃转移温度并且增强聚合物树脂的可加工性。邻苯二甲酸二酯(也被称作“邻苯二甲酸酯”)常作为塑化剂用于许多柔性聚合物产品，例如由聚氯乙烯(“PVC”)和其它乙烯基聚合物形成的聚合物产品。邻苯二甲酸酯塑化剂的实例包括邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二辛酯以及邻苯二甲酸二异癸酯。用于高温应用的其它塑化剂是偏苯三酸酯和己二酸聚酯。邻苯二甲酸酯塑化剂最近受到关注邻苯二甲酸酯的负面环境影响和在暴露于邻苯二甲酸酯的人类(尤其儿童)中的潜在不良健康影响的公共利益群体的严格审查。大豆油的环氧化烷基酯(例如环氧化脂肪酸烷基酯，或“eFAAE”)可以用作聚氯乙烯(“PVC”)和其它聚合物(天然橡胶、丙烯酸酯等)的塑化剂，或者其可以在塑化剂掺合物(例如与环氧化大豆油(“eSO”)的掺合物)中用作主要塑化剂或辅助塑化剂。尽管已有进步，但仍需要所述塑化剂的改进。
技术实现思路
一个实施例是一种产生环氧化脂肪酸烷基酯的方法，所述方法包含以下，基本上由以下组成或由以下组成：(a)通过使天然油与酸和过氧化物接触将所述天然油环氧化，由此产生包含环氧化天然油、残余酸、残余过氧化物以及水的环氧化反应混合物；(b)将至少一部分所述残余酸、至少一部分所述残余过氧化物以及至少一部分所述水从所述环氧化反应混合物中去除，由此产生中间反应混合物；以及(c)将所述中间反应混合物中的至少一部分所述环氧化天然油酯化，由此形成所述环氧化脂肪酸烷基酯，其中所述残余酸在步骤(c)的所述酯化之前不中和。具体实施方式本专利技术的各种实施例涉及从天然油制备eFAAE的方法。这些eFAAE可以单独或与环氧化天然油(“eNO”)组合用作塑化剂。包含eFAAE和任选的eNO的塑化剂可以与多种聚合树脂一起使用并且用于制造各种制品。制备环氧化脂肪酸烷基酯eFAAE可以通过首先将天然油环氧化制备。如本文中所用，“天然油”是包含脂肪酸甘油三酯并且来源于微生物(藻、细菌)、植物/蔬菜和/或种子的油。在一个实施例中，天然油包括基因修饰的天然油。在另一个实施例中，天然油不包括石油衍生的油。适合的天然油的非限制性实例包括藻油、牛脂油、菜籽油、蓖麻油、玉米油、鱼油、亚麻籽油、棕榈油、油菜籽油、红花油、大豆油、向日葵油、妥尔油、桐油以及其任何组合。在一个实施例中，天然油是大豆油。如本文中所用，术语“环氧化天然油”是其中至少一个脂肪酸部分含有至少一个环氧基的天然油。适合的eNO的非限制性实例包括环氧化藻油、环氧化牛脂油、环氧化菜籽油、环氧化蓖麻油、环氧化玉米油、环氧化鱼油、环氧化亚麻籽油、环氧化棕榈油、环氧化油菜籽油、环氧化红花油、环氧化大豆油、环氧化向日葵油、环氧化妥尔油、环氧化桐油以及其任何组合。在一个实施例中，环氧化天然油是环氧化大豆油(“eSO”)。在各种实施例中，通过使天然油与酸和过氧化物接触将天然油环氧化，由此产生包含eNO、残余酸、残余过氧化物以及水的环氧化反应混合物。其后，将残余酸、残余过氧化物以及水中的一部分或至少一部分从环氧化反应混合物中去除，随后将eNO酯化以产生eFAAE，如下文所论述。适用于将天然油环氧化的酸包括羧酸，例如甲酸和乙酸；和过氧羧酸，如过甲酸和过乙酸。在酸存在下可以任选地使用催化剂，例如矿物酸(例如硫酸)和异质酸树脂(例如AmberliteTM IR 120H，可购自罗门哈斯公司(Rohm&Haas))。在一个实施例中，用于环氧化的酸是甲酸。在一个实施例中，在不存在任何催化剂的情况下使用甲酸。适用于将天然油环氧化的过氧化物包括过氧化氢、过氧羧酸、烷基氢过氧化物以及叔氢过氧化物的水溶液。在一个实施例中，所使用的过氧化物是过氧化氢水溶液。在各种实施例中，水溶液可以是30体积％到50体积％(“vol％”)溶液。适用于去除残余酸、过氧化物以及水的技术可以包含分层。分层涉及将含有水、酸、过氧化物以及可能的痕量油和酯的水层与含有eNO和eFAME的有机层分离。在环氧化之后，使反应混合物沉降并且通过密度差异分离成两层，并且弃置底部水层同时进一步加工顶部有机层以获得所需产物，如下所述。残余酸、过氧化物以及水的去除还可以包括环氧化反应混合物的真空蒸馏。在一个实施例中，可以对由上述分层过程产生的有机层中的所有或一些进行真空蒸馏。可以使用任何已知或此后发现的蒸馏技术和装备进行真空蒸馏。在这一蒸馏过程中，过氧化物、酸以及水作为馏出物去除，同时eNO作为底部馏份回收。在一个实施例中，真空蒸馏可以在摄氏40度到摄氏80度(“℃”)，50℃到70℃范围内或在60℃下的温度下进行。另外，真空蒸馏可以在1毫巴到50毫巴(“mbar”)(100帕斯卡到5，000帕斯卡(“Pa”))，2毫巴到40毫巴(200Pa到4，000Pa)，5毫巴到20毫巴(500Pa到2，000Pa)范围内或在10毫巴(1，000Pa)下的减压下进行。蒸馏可以进行1小时到5小时，或2小时到3小时范围内的时间。另外，可以使用单级或多级蒸馏。在蒸馏之后，以所得蒸馏环氧化反应混合物的整个重量计，蒸馏环氧化反应混合物的水含量可以是小于0.4重量％(“wt％”)，小于0.35wt％，小于0.3wt％或少于0.25wt％。在蒸馏之后，所得蒸馏环氧化反应混合物的酸值可以是每克蒸馏环氧化反应混合物小于1毫克、小于0.98毫克、小于0.95毫克或小于0.9毫克氢氧化钾(“mg KOH/g”)。酸值如ASTM D664中所描述通过基于滴定的技术测定。在典型程序中，已知量的样品溶解于有机溶剂(例如异丙醇)中并且用具有已知浓度的氢氧化钾溶液以及作为颜色指示剂的酚酞滴定。在一个实施例中，将残余酸从环氧化反应混合物中去除不包括中和残余酸。术语“中和”和“中和的”表示酸与碱之间的形成盐的化学反应。因此，在本专利技术情况下，将残余酸从环氧化反应混合物中去除不包括使残余酸与碱反应。换句话说，在各种实施例中，不向环氧化反应混合物中添加碱。在一个实施例中，将残余酸从环氧化反应混合物中去除不包括水洗涤反应混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生环氧化脂肪酸烷基酯的方法，所述方法包含：(a)通过使天然油与酸和过氧化物接触将所述天然油环氧化，由此产生包含环氧化天然油、残余酸、残余过氧化物以及水的环氧化反应混合物；(b)将一部分所述残余酸、至少一部分所述残余过氧化物以及至少一部分所述水从所述环氧化反应混合物中去除，由此产生中间反应混合物；以及(c)将所述中间反应混合物中的至少一部分所述环氧化天然油酯化，由此形成所述环氧化脂肪酸烷基酯，其中所述残余酸在步骤(c)的所述酯化之前不中和。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生环氧化脂肪酸烷基酯的方法，所述方法包含：
(a)通过使天然油与酸和过氧化物接触将所述天然油环氧化，由此产生包含环氧
化天然油、残余酸、残余过氧化物以及水的环氧化反应混合物；
(b)将一部分所述残余酸、至少一部分所述残余过氧化物以及至少一部分所述水
从所述环氧化反应混合物中去除，由此产生中间反应混合物；以及
(c)将所述中间反应混合物中的至少一部分所述环氧化天然油酯化，由此形成所
述环氧化脂肪酸烷基酯，
其中所述残余酸在步骤(c)的所述酯化之前不中和。
2.一种产生环氧化脂肪酸烷基酯的方法，所述方法基本上由以下组成：
(a)通过使天然油与酸和过氧化物接触将所述天然油环氧化，由此产生包含环氧
化天然油、残余酸、残余过氧化物以及水的环氧化反应混合物；
(b)将一部分所述残余酸、至少一部分所述残余过氧化物以及至少一部分所述水
从所述环氧化反应混合物中去除，由此产生中间反应混合物；以及
(c)将所述中间反应混合物中的至少一部分所述环氧化天然油酯化，由此形成所
述环氧化脂肪酸烷基酯。
3.根据权利要求1或2所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沙鲁巴，R·尼塔，I·C·巴拉特，GD·阿比吉特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US