[发明专利]酯类可塑剂的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种酯类可塑剂的方法，尤其一种制造高纯度、低色相酯类可塑剂的方法。

背景技术：

可塑剂广泛使用于聚氯乙烯(PVC)制品、塑料弹性体、橡胶制品，展现对高分子树脂良好的塑化性，并赋予产品不同的弹性以及性能。经可塑剂塑化的聚乙烯醇缩丁醛树脂则常作为胶合玻璃的中间膜，由此中间膜接着强化胶合玻璃可承受外力冲击而不至破碎裂散产生危险，故广为汽车、大楼帷幕所应用。此可塑化的中间膜是以聚乙烯醇缩丁醛与可塑剂为主成份，并添加接着力促进剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等添加剂，赋予胶合玻璃于长时间使用时不致发生透明性变差、热崩解以及高湿环境下水解而导致玻璃雾化。由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物与羧酸反应所得的酯类是典型使用于聚乙烯醇缩丁醛中间膜的可塑剂，由于沸点高、蒸气压低、耐热劣解以及抗吸水性佳，所以使用在胶合玻璃高温制作时，可防止可塑剂蒸气从中间膜逸出，经长时间使用也不至发生接着力递减的现象。当此胶合玻璃长时间处在高温高湿的环境下犹能保持接着性与透明性，可塑剂的纯度即扮演重要的角色。典型的由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物与羧酸反应成酯类的合成使用有机磺酸盐为触媒，然而使用有机磺酸盐为触媒，会因酯化过程衍生副反应而产生单酯类的副产物，使得所得酯类的纯度降低，结果制成的中间膜因耐高温高湿性变差，导致加速水解，胶合玻璃将因而剥离。另一方面，由二元醇或其二聚物、三聚物、四聚物与羧酸合成酯类可塑剂也经常使用有机金属化合物作为触媒，但因触媒原料中不纯物的影响，酯化过程中常伴随有色金属错合物的产生，因而使得可塑剂制品严重着色，结果制作的胶合玻璃透明度变差。

由单羧酸或多羧酸与醇在触媒存在下，所进行的酯化反应制造方法为制造酯类可塑剂中众所周知的技术。但经由羧酸或醇所进行酯化反应，所存在的不纯物以及添加触媒促进酯化所引发副反应产生的副产物，须藉由繁琐的纯化程序予以排除，而面临耗费过多能源与废弃物对环境带来冲击的问题。可塑剂的不纯物着色物质源自于使用的原料以及反应的制程，这些原料的不纯物，例如醇类中的醛、不饱和化合物、硫化合物等，会于酯化反应中产生着色物并降低制品纯度。在US00580310A中，遂以减压程序及灌入不活性的氮气藉以除去原料醇中的溶氧，减少不纯物着色物质而得到一低色相酯类可塑剂产品。在US4018708中，说明使用两种金属触媒先混合反应成复合双金属触媒，此触媒经使用于酯化反应可缩短反应时间，且所得酯类制品色相较低。在JP2002-293758A中，说明制造酯类可塑剂使用磺酸盐为触媒，其所引发的副反应产物可藉由添加固体碱性物质处理，分解后的副产物磺酸盐化合物因溶于水，可经水洗予以脱除；由此所得到的产品因副产品大幅降低，经高温加工后仍能保持良好的色相。US6423856B1则说明于合成酯类可塑剂中添加沸点小于120℃的低沸点共沸剂，藉由共沸移除反应的水，可得到高纯度高收率的制品。

在上述发明中，使用减压脱氧以及灌入氮气虽可减缓高温酯化的着色机会，但仍不足以避免原料不纯物与触媒所引发的副产物，因而使得制品的纯度过低。以两种金属触媒反应而成的复合双金属触媒虽反应活性高，酯化反应所生成的酯化物纯度高，但由于金属触媒与醇类不纯物所产生的错合物着色体，却赋予酯化物制品的高色相，因而降低制品的使用范围与商业价值。酯化反应中添加甲苯磺酸触媒主要是因为其具有高活性与酯化时间短的优点，但使用此种磺酸盐触媒却极容易产生副反应导致可塑剂制品纯度过低，质量不佳的问题。在酯化反应中添加脱水共沸剂加速反应进行是已知技术，但低沸点溶剂却造成能源过度消耗且醇类不纯物导致副产物所形成的制品高色相，这对使用于聚乙烯醇缩丁醛的可塑剂在制造玻璃中间膜时，会因高温押出而使上述副产物分解成醛类或酮类，导致聚乙烯醇缩丁醛中间膜着色，使得胶合玻璃的透明性受到损害。

为了进一步改良使用磺酸盐触媒或其它触媒制造酯类可塑剂所引发的酯纯度不足、以及使用有机金属化合物触媒产生着色金属错合物使得酯类可塑剂产品色相偏高的问题，本发明对此等酯类可塑剂的制程条件进行广泛研究，发现使二元醇或其二聚物、三聚物、或四聚物等与脂肪族饱和直链或分枝单羧酸在特定触媒存在下进行酯化，可获得高纯度、低色相的酯类可塑剂，因而完成本发明。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种高纯度、低色相的由二元醇或其二聚物、三聚物、或四聚物与羧酸进行酯化所得的酯类可塑剂的制造方法。