低聚酯烷氧基化物组合物制造技术

一种方法，其产生基本上不具有不饱和度的低聚酯烷氧基化物组合物，所述组合物可用作润滑剂、传热流体、增塑剂、增稠剂、表面活性剂或传动流体。所述步骤包括采取任何顺序的羟化脂肪酸的或脂肪酸酯的低聚以及未反应的羧酸或酯基团与醇的定量反应，然后将任一反应的产物在双金属氰化物催化剂存在下进行烷氧基化。这些低聚酯烷氧基化物可以源自于植物油，以确保高水平的可再生碳。所述组合物可以表现出理想的高粘度指数、低倾点和高水平的可再生碳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低聚酯烷氧基化物组合物与相关串请的交叉引用本申请要求2010年4月29日提交的美国临时申请系列号61/329，398的优先权，所述临时申请在此通过引用全文结合入本文。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及酯烷氧基化物的生产领域。更具体来说，它涉及用于制备具有高水平的可再生碳的酯烷氧基化物的组合物和方法。2.
技术介绍
润滑剂(发动机和非发动机用)和过程流体工业目前正寻找生物可降解材料。·生物可降解性是指润滑剂和过程流体(在后文中称为“流体”)在一段时间内降解，其可以通过例如由经济合作与开发组织(Organization of Economic Co-Operation andDevelopment) (OECD)所颁布的测试方法，包括OECD 301B和OECD 301F来测量。最近，对不仅生物可降解而且可再生的流体的兴趣越来越高。根据定义可再生产品含有高水平的可再生碳，并且正在建立标准以越来越多地鼓励更高水平的可再生性。例如，欧洲生态标签(European Ecolabel)现在要求液压流体必须含有至少50wt. %的可再生碳。用于确定可再生碳水平的标准可以在例如美国材料试验标准(American Standards for TestingMaterials) (ASTM)D6866-08 中发现。研究人员尝试通过在他们的流体制剂中包含各种类型的天然和合成油类，来满足生物可降解性和可再生性两方面的要求或建议。不幸的是，许多这些材料表现出过高的倾点，而不能用于某些重要应用中。倾点是流体能够流动的最低温度，并且通常需要倾点低于O摄氏度CC )，理想地低于-10°c、更理想低于-15°c、甚至低于-25°c。在许多情况下，这些材料还具有在高温(例如高于90°C)下弱的热氧化稳定性，其在某些情况下可能是由它们的化学结构的酸部分中存在的不饱和度的量造成的。其他性质，包括但不限于粘度指数、弹性体相容性、润滑性、水解稳定性和/或油溶性的理想测量值，可能也难以获得。因此，在本
中，对在一些或所有上述性质中表现出改进，使其能够在润滑剂和各种其他应用中可接受地发挥性能的新组合物，存在着需求。专利技术概述在一个实施方案中，本专利技术提供了制备低聚酯烷氧基化物的方法，所述方法包括将轻化脂肪酸的或轻化脂肪酸酯(hydroxylated fatty ester)的低聚酯与氧化烯在双金属氰化物催化剂存在下，在使基本上不具有不饱和度的低聚酯烷氧基化物得以形成的条件下进行反应，所述低聚酯通过下列任一种方法来制备(a)将含有至少一个羧酸基团的羟化脂肪酸或含有至少一个酯基团的羟化脂肪酸酯进行部分低聚，使得少于99mol. %的所述羧酸基团或酯基团发生反应，形成包括具有残留的未反应羧酸基团或酯基团的所述羟化脂肪酸的或羟化脂肪酸酯的低聚物的产物；以及将所述未反应的羧酸基团或酯基团与具有2至22个碳原子的醇进行定量反应；任选地除去任何过量的醇；形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的低聚酯的产物；或(b)将含有至少一个羧酸基团的羟化脂肪酸或含有至少一个酯基团的羟化脂肪酸酯与具有2至22个碳原子的醇进行定量反应；任选地除去任何过量的醇；形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的酯的产物；以及将所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的酯进行部分低聚，使得少于99mol. %的所述羧酸基团或酯基团发生反应，形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的低聚酯的产物。在另一个实施方案中，本专利技术提供了低聚酯烷氧基化物组合 物，其通过下述方法来制备，所述方法包括将羟化脂肪酸的或羟化脂肪酸酯的低聚酯与氧化烯在双金属氰化物催化剂存在下，在使基本上不具有不饱和度的低聚酯烷氧基化物得以形成的条件下进行反应，所述低聚酯通过下列任一种方法来制备(a)将含有至少一个羧酸基团的羟化脂肪酸或含有至少一个酯基团的羟化脂肪酸酯进行部分低聚，使得少于99mol. %的所述羧酸基团或酯基团发生反应，形成包括具有残留的未反应羧酸基团或酯基团的所述羟化脂肪酸的或羟化脂肪酸酯的低聚物的产物；以及将所述残留的未反应羧酸基团或酯基团与具有2至22个碳原子的醇进行定量反应；任选地除去任何过量的醇；形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的低聚酯的产物；或(b)将含有至少一个羧酸基团的羟化脂肪酸或含有至少一个酯基团的羟化脂肪酸酯与具有2至22个碳原子的醇进行定量反应；任选地除去任何过量的醇；形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的酯的产物；以及将所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的酯进行部分低聚，使得少于99mol. %的所述羧酸基团或酯基团发生反应，形成包括所述羟化脂肪酸的或所述羟化脂肪酸酯的低聚酯的产物。实施方案的详述本专利技术提供了具有某些修改的方法，其可用于从石油化学产品或可再生来源开始制备低聚酯烷氧基化物组合物。在某些理想实施方案中，可以使用可再生碳资源，由此帮助确保最终的低聚酯烷氧基化物组合物含有所需或指定水平的可再生碳含量。本专利技术方法的使用帮助减少或消除最终组合物中的不饱和度，因此有助于在下文中更详细讨论的并且在特定和非限制性实施方案中对于低聚酯烷氧基化物组合物在润滑剂应用中的用途来说理想的性质改进。为了开始制备本专利技术的低聚酯烷氧基化物，原料选自羟化脂肪酸或其相应的羟化脂肪酸酯。在特定实施方案中，这些脂肪酸或脂肪酸酯优选具有14至23范围内的碳原子数。特别有用的是12-羟基硬脂酸和12-羟基硬脂酸甲酯(也称为甲基-12-羟基硬脂酸酯或甲基12-HSA)，其可以从多种来源、包括但不限于蓖麻油、棉籽油或麦角获得。在某些实施方案中，作为方便和经济的来源，蓖麻油是优选的。在本专利技术的一个实施方案中，首先将所选的脂肪酸或脂肪酸酯进行部分低聚。这可以使用任何适合的手段和方法来进行。该第一步的目的是产生具有1.01至100、优选I.11至10、更优选I. 25至5的低聚度的低聚物。所述低聚理想情况下是部分低聚，以便剩余一定比例的未反应的脂肪酸基团即羧酸基团或脂肪酸酯基团。在某些实施方案中，剩余比例可以最高达99摩尔百分比(m0l% )，也就是说，最少Imol^的所选脂肪酸或脂肪酸酯基团被低聚。然而，在优选实施方案中，理想情况下未反应的部分在10至90mOl%范围内，在更优选实施方案中，未反应的部分可以在20至80mol%范围内，余者为低聚含量。可以任选使用催化剂来促进该低聚。适合的催化剂可以包括但不限于含有锡、钛或氮的有机催化剂。在非限制性实例中，这样的催化剂可以包括2-乙基己酸锡(II)、氧化锡、二氯化锡、2-乙基己酸二丁基锡(II)及其组合。理想情况下，用于低聚的条件可以包括在70至220°C、优选180至210°C范围内的温度下进行加热。时间可以在I小时(h)至24h的范围内。作为反应的结果而形成的甲醇或水可以被同时除去。在一个实施方案中，这种除去可以使用例如壬烷作为共沸剂通过共沸蒸馏来实现，其中任何残留的壬烷本身随后通过蒸馏除去。共沸剂水平可以最高以重量计20% (wt% )，其中发现在某些非限制性实施方案中，15被％的水平是非常有效的。在本专利技术方法的该第一实施方案中，步骤2是步骤I的产物的酯交换作用。该产物含有未反应的羟化脂肪酸或其相应的羟化脂肪酸酯与低聚的脂肪酸酯或脂肪酸两者。酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·文西，J·克斯布尔克，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：