[發明專利]酯類可塑劑的制造方法

無效

• 申請號: 200910307811.5
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN102030633A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 杜紹明;林永昇;楊崇基
• 申請（專利權）人: 長春人造樹脂廠股份有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/24;B01J31/12;B01J27/16;C08K5/103
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為

技術領域：

本發明涉及一種酯類可塑劑的方法，尤其一種制造高純度、低色相酯類可塑劑的方法。

背景技術：

可塑劑廣泛使用于聚氯乙烯(PVC)制品、塑料彈性體、橡膠制品，展現對高分子樹脂良好的塑化性，并賦予產品不同的彈性以及性能。經可塑劑塑化的聚乙烯醇縮丁醛樹脂則常作為膠合玻璃的中間膜，由此中間膜接著強化膠合玻璃可承受外力沖擊而不至破碎裂散產生危險，故廣為汽車、大樓帷幕所應用。此可塑化的中間膜是以聚乙烯醇縮丁醛與可塑劑為主成份，并添加接著力促進劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等添加劑，賦予膠合玻璃于長時間使用時不致發生透明性變差、熱崩解以及高濕環境下水解而導致玻璃霧化。由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物與羧酸反應所得的酯類是典型使用于聚乙烯醇縮丁醛中間膜的可塑劑，由于沸點高、蒸氣壓低、耐熱劣解以及抗吸水性佳，所以使用在膠合玻璃高溫制作時，可防止可塑劑蒸氣從中間膜逸出，經長時間使用也不至發生接著力遞減的現象。當此膠合玻璃長時間處在高溫高濕的環境下猶能保持接著性與透明性，可塑劑的純度即扮演重要的角色。典型的由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物與羧酸反應成酯類的合成使用有機磺酸鹽為觸媒，然而使用有機磺酸鹽為觸媒，會因酯化過程衍生副反應而產生單酯類的副產物，使得所得酯類的純度降低，結果制成的中間膜因耐高溫高濕性變差，導致加速水解，膠合玻璃將因而剝離。另一方面，由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物與羧酸合成酯類可塑劑也經常使用有機金屬化合物作為觸媒，但因觸媒原料中不純物的影響，酯化過程中常伴隨有色金屬錯合物的產生，因而使得可塑劑制品嚴重著色，結果制作的膠合玻璃透明度變差。

由單羧酸或多羧酸與醇在觸媒存在下，所進行的酯化反應制造方法為制造酯類可塑劑中眾所周知的技術。但經由羧酸或醇所進行酯化反應，所存在的不純物以及添加觸媒促進酯化所引發副反應產生的副產物，須藉由繁瑣的純化程序予以排除，而面臨耗費過多能源與廢棄物對環境帶來沖擊的問題。可塑劑的不純物著色物質源自于使用的原料以及反應的制程，這些原料的不純物，例如醇類中的醛、不飽和化合物、硫化合物等，會于酯化反應中產生著色物并降低制品純度。在US00580310A中，遂以減壓程序及灌入不活性的氮氣藉以除去原料醇中的溶氧，減少不純物著色物質而得到一低色相酯類可塑劑產品。在US4018708中，說明使用兩種金屬觸媒先混合反應成復合雙金屬觸媒，此觸媒經使用于酯化反應可縮短反應時間，且所得酯類制品色相較低。在JP2002-293758A中，說明制造酯類可塑劑使用磺酸鹽為觸媒，其所引發的副反應產物可藉由添加固體堿性物質處理，分解后的副產物磺酸鹽化合物因溶于水，可經水洗予以脫除；由此所得到的產品因副產品大幅降低，經高溫加工后仍能保持良好的色相。US6423856B1則說明于合成酯類可塑劑中添加沸點小于120℃的低沸點共沸劑，藉由共沸移除反應的水，可得到高純度高收率的制品。

在上述發明中，使用減壓脫氧以及灌入氮氣雖可減緩高溫酯化的著色機會，但仍不足以避免原料不純物與觸媒所引發的副產物，因而使得制品的純度過低。以兩種金屬觸媒反應而成的復合雙金屬觸媒雖反應活性高，酯化反應所生成的酯化物純度高，但由于金屬觸媒與醇類不純物所產生的錯合物著色體，卻賦予酯化物制品的高色相，因而降低制品的使用范圍與商業價值。酯化反應中添加甲苯磺酸觸媒主要是因為其具有高活性與酯化時間短的優點，但使用此種磺酸鹽觸媒卻極容易產生副反應導致可塑劑制品純度過低，質量不佳的問題。在酯化反應中添加脫水共沸劑加速反應進行是已知技術，但低沸點溶劑卻造成能源過度消耗且醇類不純物導致副產物所形成的制品高色相，這對使用于聚乙烯醇縮丁醛的可塑劑在制造玻璃中間膜時，會因高溫押出而使上述副產物分解成醛類或酮類，導致聚乙烯醇縮丁醛中間膜著色，使得膠合玻璃的透明性受到損害。

為了進一步改良使用磺酸鹽觸媒或其它觸媒制造酯類可塑劑所引發的酯純度不足、以及使用有機金屬化合物觸媒產生著色金屬錯合物使得酯類可塑劑產品色相偏高的問題，本發明對此等酯類可塑劑的制程條件進行廣泛研究，發現使二元醇或其二聚物、三聚物、或四聚物等與脂肪族飽和直鏈或分枝單羧酸在特定觸媒存在下進行酯化，可獲得高純度、低色相的酯類可塑劑，因而完成本發明。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：針對上述現有技術的不足，提供一種高純度、低色相的由二元醇或其二聚物、三聚物、或四聚物與羧酸進行酯化所得的酯類可塑劑的制造方法。