[發明專利]用于鄰苯二甲酸酯增塑制劑的替代增塑劑體系

有效

• 申請號: 201310265582.1
• 申請日: 2009-02-12
• 公開（公告）號: CN103351478A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 羅伯特.伊頓
• 申請（專利權）人: 聯合碳化化學及塑料技術有限責任公司
• 主分類號: C08K5/1515
• 分類號: C08K5/1515;C08L27/06;C08L27/08;C08L9/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

本發明申請是基于申請日為2009年02月12日，申請號為200980113065.4(國際申請號為PCT/US2009/033935)，發明名稱為“用于鄰苯二甲酸酯增塑制劑的替代增塑劑體系”的專利申請的分案申請。

本發明通常涉及聚合物的領域。具體地說，本發明涉及增塑劑，其用于聚合物中以在所得到的聚合物/增塑劑復合物中產生期望的物理特性，如所得到的聚合物復合物中增強的撓性、柔韌性、和可塑性。

例如，增塑劑(如二(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二異壬基酯(DINP)、和其它鄰苯二甲酸酯增塑劑)長期是工業標準增塑劑，其與聚合物(如聚氯乙烯(PVC)、聚二氯乙烯(PVDC)、乙烯、和類似聚合物的均聚物和共聚物)和樹脂一起使用來賦予柔韌性和可塑性而保持良好的拉伸強度和低溫抗龜裂性。例如，鄰苯二甲酸酯類增塑劑與剛性聚合物(如PVC)一起使用來制造柔韌材料，所述材料用于這樣的物品，如靜脈注射的(IV)袋和管、需要柔軟或延展性感覺的模塑兒童玩具、和其中需要賦予聚合物柔韌性或柔軟性的各種其它應用。

鄰苯二甲酸酯類增塑劑(如DEHP和DINP)曾是優選的增塑劑，這是由于它們賦予上述物理特性的能力，和它們在聚合物中隨時間變化的持久性，即使當暴露于相對高的溫度和濕度也是如此。然而，由于對潛在不利于健康的影響的關心，公眾的意見已經促使很多消費品的制造商停止使用鄰苯二甲酸酯作為增塑劑。因此，減少或消除鄰苯二甲酸酯卻仍表現與DINP或其它有效的鄰苯二甲酸酯類增塑劑類似的性能的增塑劑組合物，將受到本領域的極大重視。此外，可替代的非鄰苯二甲酸酯類增塑劑(其表現出在廣范圍的聚合物中的改進持久性以及與廣范圍的聚合物的高相容性)將受到本領域的極大重視。

用在PVC制劑中的增塑劑的不包含鄰苯二甲酸酯的常見實例包括環氧化大豆油。遺憾地是，環氧化大豆油在PVC中的溶解度有限并且不能充分增塑PVC用于很多應用。已經把其它環氧化物看作是潛在的PVC增塑劑，其中其它環氧化物包括從脂肪酸酯制得的環氧化物、2-乙基己醇(2-ethylhexyanol)的環氧化物、和環氧化棕櫚油酯。遺憾地是，從脂肪酸酯制得的環氧化物(如環氧化的大豆油甲酯)由于揮發性太強而不能作為有用的PVC增塑劑。

目前，存在對不包含鄰苯二甲酸酯的增塑劑的需要，該增塑劑與其它增塑劑相容，適宜地非揮發性的，不基于石油的，并且能夠賦予目前使用鄰苯二甲酸酯類增塑劑的制劑以熱穩定性。進一步期望擴大應用，在所述應用中通過開發新型增塑制劑可以使用PVC、其它鹵化聚合物、酸官能化聚合物、酐官能化聚合物、和丁腈橡膠。在一些情況下，可以將增塑劑或增塑劑體系用作除酸劑可能證實是有用的。

由此，提供了本發明的替代增塑劑體系，其包括作為主增塑劑的環氧化脂肪酸酯增塑劑和輔助增塑劑。替代設置體系可以與各種聚合物一起用于如電線電纜絕緣體,電線電纜護套、涂料、粘合劑、和流延體的應用中。

適宜的環氧化脂肪酸酯增塑劑包括環氧化生物柴油和生物柴油的脂肪酸酯的環氧化衍生物。對于本申請的目的，術語“生物柴油”在本申請中表示得自植物油或動物脂肪的長鏈脂肪酸的單烷基酯。優選的是，生物柴油得自植物油。

同樣，優選的是，環氧化脂肪酸酯是脂肪酸甲酯的環氧化物。更通常地，環氧化脂肪酸酯可以是任何環氧化脂肪酸的C₁-C₁₄酯，包括乙酯、丙酯、丁酯、和2-乙基己基酯。

環氧化脂肪酸酯可以以多種常規方法制備。例如，可以將天然油用作起始原料。在那種情況下，可以將天然油皂化成脂肪酸，然后用醇進行酯化。接下來，將低分子量的酯環氧化。不飽和酯可以用過酸環氧化。

可替代地，脂肪酸的縮水甘油酯可以經由環氧氯丙烷或相關化學品制備。再在另一種可替代的方案中，可以將甘油三酸酯用醇進行酯交換，然后用過酸將不飽和脂肪酸酯環氧化。

制備脂肪酸甲酯的環氧化物的實例是以大豆油作為起始原料，其中是將大豆油用甲醇進行酯交換來制備油中脂肪酸的甲酯。由于甘油的不溶解性將其從反應產物中移除。使用過乙酸的乙酸乙酯溶液來將脂肪酸的雙鍵環氧化。過酸保持在低于35%的過酸和35攝氏度以防止爆炸。完成之后，經真空汽提，除去乙酸乙酯和產物乙酸。

當與聚合物制成制劑時，主增塑劑的存在量是約0.1～約60份每一百份橡膠。