从环氧化天然脂肪和油制造环氧化酯制造技术

描述了多种用于从环氧化天然脂肪和油制备环氧化脂肪酸酯的方法，其中低水分脂肪和油被识别并选择或制成并在一种酯交换方法中使用。对产物进行相分离，并且相比不采用低水分原料的方法，可以采用减少的摩尔过量的醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】描述了多种用于从环氧化天然脂肪和油制备环氧化脂肪酸酯的方法，其中低水分脂肪和油被识别并选择或制成并在一种酯交换方法中使用。对产物进行相分离，并且相比不采用低水分原料的方法，可以采用减少的摩尔过量的醇。【专利说明】从环氧化天然脂肪和油制造环氧化酯本专利技术涉及用于从不同动物脂肪和植物油制造环氧化脂肪酸酯的方法。这类环氧化脂肪酸酯用作各种聚合物组合物和最终用途的基于可再生源或可再生源衍生的增塑剂近来已引起相当大的关注。特别地，已经对这类材料用于聚卤乙烯组合物进行了研究。聚氯乙烯(PVC)，最常见的卤乙烯聚合物，以刚性的、基本未增塑的形式以及以增塑的PVC形式找到了商业应用。刚性PVC用于其中需要高耐化学性而非柔性或挠性的管道系统、管道等中。另一方面，除了用作皮革代用品，以及作为用于经布置的家具、汽车座椅以及其他物品的布罩之外，增塑的PVC在膜、片材、线材和电缆护套、模制品、传送带、玩具以及软管中找到了应用。广义地说，增塑剂是与聚合物如聚氯乙烯(以下称PVC)组合，给予聚合物柔性、可延伸性和可加工性或这些属性的一些组合的材料，如特定最终用途所需要的。时常地，使用主增塑剂和次级增塑剂的一种组合，其中这些次级增塑剂自身并不起到赋予PVC所希望的属性的作用，而是用于改进一种或多种主增塑剂的有效性，并且任选地为其中结合了这些材料的PVC组合物提供其他特征。在历史上，多数主PVC增塑剂是石油衍生的邻苯二甲酸酯和苯甲酸酯化合物，邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异壬酯是值得注意的实例。然而，因为石油的定价和可用性的波动，生产和使用这类石油衍生的增塑剂经常是昂贵的，并且越来越可能保持这种状态，因为石油储量在降低并且新的供应品证明更加昂贵且难以得到。另外，针对某些石油衍生的邻苯二甲酸酯增塑剂破坏人体内分泌活性的可能性，已经对它们引起了关注，并且在许多国家已经建立了法规控 制来解决这些忧虑。未改性的植物(plant)/蔬菜(vegetable)油在很大程度上与PVC树脂不相容,但是这些油的某些改性衍生物，如环氧化大豆油(ESO)与PVC树脂相容并且对于用作基于石油的增塑剂(作为主增塑剂和次级增塑剂两者)的成本低、基于可再生源的替代物已被积极研究。对于从可再生源，如动物脂肪或尤其是植物/蔬菜油开发有用的增塑剂的兴趣也已部分发展，该发展来自这类材料将不太可能对将与其组成中要求增塑剂的产物接触的人造成生理紊乱或其他损伤的预期。然而，如Benecke等人的US6，797，753中所叙述的，由于PVC相容性的局限性，这些改性的蔬菜油衍生物已仅有限程度地在商业上用作次级增塑剂。Benecke等人和其他人因此已寻求识别另外的改性或其他蔬菜油衍生的材料，这些材料具有用作主增塑剂的改进的相容性，同时保持环氧化大豆油的有益的热稳定特性。在Benecke等人的文件中，报道了主增塑剂其中这些增塑剂含有从蔬菜油衍生的脂肪酸，并且这些脂肪酸基本上完全与一种醇(一元醇或多元醇)酯化，这些脂肪酸具有基本上完全环氧化的不饱和键，并且这些脂肪酸基本上随机地加合到该醇的一个或多个羟基位点上。特别提及的主增塑剂包括环氧化四大豆油酸季戊四醇酯、环氧化二大豆油酸丙二醇酯、环氧化二大豆油酸乙二醇酯、环氧化大豆油酸甲酯、环氧化八大豆油酸蔗糖酯以及大豆油与亚麻籽油相互酯化的环氧化产物。Benecke等人描述了几种方法，通过这些方法可以制造这些增塑剂。在‘753专利第3栏，17-30行出现的一个实施例中，蔬菜油脂肪酸是通过直接酯化连接到一元醇或多元醇上，并且然后将酯化的产物进行环氧化。在从第30行开始描述的一个第二实施例中，直接酯化步骤被替换为酯交换，从而使一元醇或多元醇与一种蔬菜油脂肪酸的低级烷基酯反应，以便产生所希望的酯加低级醇，并且然后将该酯进行环氧化。在又另一实施例中，一个第一酯与一个第二酯相互酯化，并且将所希望的酯再次进行环氧化。同样指向WO 2009/102877 Al，2009年8月20日以“一种用于邻苯二甲酸酯增塑的配制品的代替增塑剂体系”公开，这个专利描述了环氧化脂肪酸酯用作一种不含邻苯二甲酸酯的体系中的主增塑剂，并且它们是适当非挥发的、不是基于石油的、并能够赋予目前使用邻苯二甲酸酯增塑剂的配制品(包括基于PVC的那些、其他卤代聚合物、酸官能化的聚合物、酸酐官能化的聚合物、以及丁腈橡胶)热稳定性。合适的环氧化脂肪酸酯增塑剂据说包括环氧化生物柴油(常规地，大豆油、油菜籽油或棕榈油的脂肪酸甲酯，尽管C1-C14酯是更通常所考虑的)和生物柴油的脂肪酸酯的环氧化衍生物。描述的用于制造环氧化脂肪酸酯的方法，如在Benecke等人文件中，涉及首先形成脂肪酸酯，然后进行该酯的环氧化。还已知环氧化大豆油酸甲酯(如刚刚在Benecke等人的文件与W0’ 877申请二者中讨论的显著特征)是通过醇解从环氧化大豆油开始制造，参见例如，Kuester等人的US3, 070, 608 (以下称Kuester等)，其中使ESO (环氧化大豆油)在作为一种催化剂的甲醇钠的存在下与一摩尔过量的甲醇反应，以便产生EMS。从ESO到形成EMS的总环氧化物含量标示在第I栏，第21-22行，如相对不变的，使出了 “很少或没有减少”。2011年6月27日提交的题名为“来自环氧化天然脂肪和油的减少颜色的环氧化酯”的共同转让的(commonly-assigned),共同未决的美国临时专利申请序列号61/501，312最近发现，减少颜色的环氧化脂肪酸酯(如EMS)可以通过在一种酯交换(transester if icat ion)方法或在一种相互酯化(interester if icat ion)方法中通过加入硼氢化物来从环氧化天然脂肪或油(如ES0)制造。以及，如与使用根据Benecke等人的文件或W0’877申请的已知方法制成的环氧化脂肪酸酯制备的一种等效组合物相比，确定了添加硼氢化物并从一种环氧化天然脂肪或油开始似乎没有以任何物质的方式降低一种结合了这类减少颜色的环氧化脂肪酸酯的增塑的聚合物组合物的其他商业上相关的性能属性。考虑到W0’ 877申请中第I页，第30-31行的如下指示，“从脂肪酸的酯(如大豆油的环氧化甲酯)制成的环氧化物太易挥发以至于不能用作PVC的有用的增塑剂，”这是特定的减少颜色的环氧化脂肪酸酯、环氧化大豆油酸甲酯或EMS的一个具有重大意义的发现。不依赖于生物柴油的生产经济或可用性，它们反过来又在一定程度上依赖于燃料需求、定价和使用模式，环氧化大豆油酸甲酯可以使用可用供应的环氧化大豆油制造，该环氧化大豆油的供应和需求至少在一定程度上与相同的增塑的PVC组合物的需求相关，其中ESO可以用作一种次级增塑剂和热稳定剂，而不与燃料市场的条件相关。此外，从ESO制造EMS和其他环氧`化大豆油酯衍生物的能力也是有利的，事实上将被用作制造EMS的进料的相同的ESO也可以与ESO起传统作用(作为一种次级增塑剂和热稳定剂)的这些产物组合，从而使ESO可以既是在EMS中的一种有效的、基于生物的主增塑剂又是与EMS组合的一种进料提供一种基于完全可再生源、无邻苯二甲酸酯的增塑剂体系的提供(offering)。另一方面，从已环氧化大豆油而不是从普通的、未环氧化大豆油制造EMS的比较劣势(环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从环氧化天然脂肪或油制备环氧化脂肪酸酯的方法，该方法包括：确定一种或多种环氧化天然脂肪或油的水分含量；选择一种低水分的环氧化天然脂肪或油来使用；并且在一种酯交换催化剂的存在下并在对于进行酯交换反应有效的条件下进行所选择的低水分天然脂肪或油与一种醇的酯交换。

【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：埃里克·哈格伯格，斯蒂芬·J·霍沃德，乔治·波普，
申请(专利权)人：阿彻丹尼尔斯米德兰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US