[发明专利]用于邻苯二甲酸酯增塑制剂的替代增塑剂体系有效

专利信息
申请号: 201310265582.1 申请日: 2009-02-12
公开(公告)号: CN103351478A 公开(公告)日: 2013-10-16
发明(设计)人: 罗伯特.伊顿 申请(专利权)人: 联合碳化化学及塑料技术有限责任公司
主分类号: C08K5/1515 分类号: C08K5/1515;C08L27/06;C08L27/08;C08L9/02
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 封新琴
地址: 美国密*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 邻苯二 甲酸 酯增塑 制剂 替代 增塑剂 体系
【说明书】:

本发明申请是基于申请日为2009年02月12日,申请号为200980113065.4(国际申请号为PCT/US2009/033935),发明名称为“用于邻苯二甲酸酯增塑制剂的替代增塑剂体系”的专利申请的分案申请。

本发明通常涉及聚合物的领域。具体地说,本发明涉及增塑剂,其用于聚合物中以在所得到的聚合物/增塑剂复合物中产生期望的物理特性,如所得到的聚合物复合物中增强的挠性、柔韧性、和可塑性。

例如,增塑剂(如二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯(DEHP)、邻苯二甲酸二异壬基酯(DINP)、和其它邻苯二甲酸酯增塑剂)长期是工业标准增塑剂,其与聚合物(如聚氯乙烯(PVC)、聚二氯乙烯(PVDC)、乙烯、和类似聚合物的均聚物和共聚物)和树脂一起使用来赋予柔韧性和可塑性而保持良好的拉伸强度和低温抗龟裂性。例如,邻苯二甲酸酯类增塑剂与刚性聚合物(如PVC)一起使用来制造柔韧材料,所述材料用于这样的物品,如静脉注射的(IV)袋和管、需要柔软或延展性感觉的模塑儿童玩具、和其中需要赋予聚合物柔韧性或柔软性的各种其它应用。

邻苯二甲酸酯类增塑剂(如DEHP和DINP)曾是优选的增塑剂,这是由于它们赋予上述物理特性的能力,和它们在聚合物中随时间变化的持久性,即使当暴露于相对高的温度和湿度也是如此。然而,由于对潜在不利于健康的影响的关心,公众的意见已经促使很多消费品的制造商停止使用邻苯二甲酸酯作为增塑剂。因此,减少或消除邻苯二甲酸酯却仍表现与DINP或其它有效的邻苯二甲酸酯类增塑剂类似的性能的增塑剂组合物,将受到本领域的极大重视。此外,可替代的非邻苯二甲酸酯类增塑剂(其表现出在广范围的聚合物中的改进持久性以及与广范围的聚合物的高相容性)将受到本领域的极大重视。

用在PVC制剂中的增塑剂的不包含邻苯二甲酸酯的常见实例包括环氧化大豆油。遗憾地是,环氧化大豆油在PVC中的溶解度有限并且不能充分增塑PVC用于很多应用。已经把其它环氧化物看作是潜在的PVC增塑剂,其中其它环氧化物包括从脂肪酸酯制得的环氧化物、2-乙基己醇(2-ethylhexyanol)的环氧化物、和环氧化棕榈油酯。遗憾地是,从脂肪酸酯制得的环氧化物(如环氧化的大豆油甲酯)由于挥发性太强而不能作为有用的PVC增塑剂。

目前,存在对不包含邻苯二甲酸酯的增塑剂的需要,该增塑剂与其它增塑剂相容,适宜地非挥发性的,不基于石油的,并且能够赋予目前使用邻苯二甲酸酯类增塑剂的制剂以热稳定性。进一步期望扩大应用,在所述应用中通过开发新型增塑制剂可以使用PVC、其它卤化聚合物、酸官能化聚合物、酐官能化聚合物、和丁腈橡胶。在一些情况下,可以将增塑剂或增塑剂体系用作除酸剂可能证实是有用的。

由此,提供了本发明的替代增塑剂体系,其包括作为主增塑剂的环氧化脂肪酸酯增塑剂和辅助增塑剂。替代设置体系可以与各种聚合物一起用于如电线电缆绝缘体,电线电缆护套、涂料、粘合剂、和流延体的应用中。

适宜的环氧化脂肪酸酯增塑剂包括环氧化生物柴油和生物柴油的脂肪酸酯的环氧化衍生物。对于本申请的目的,术语“生物柴油”在本申请中表示得自植物油或动物脂肪的长链脂肪酸的单烷基酯。优选的是,生物柴油得自植物油。

同样,优选的是,环氧化脂肪酸酯是脂肪酸甲酯的环氧化物。更通常地,环氧化脂肪酸酯可以是任何环氧化脂肪酸的C1-C14酯,包括乙酯、丙酯、丁酯、和2-乙基己基酯。

环氧化脂肪酸酯可以以多种常规方法制备。例如,可以将天然油用作起始原料。在那种情况下,可以将天然油皂化成脂肪酸,然后用醇进行酯化。接下来,将低分子量的酯环氧化。不饱和酯可以用过酸环氧化。

可替代地,脂肪酸的缩水甘油酯可以经由环氧氯丙烷或相关化学品制备。再在另一种可替代的方案中,可以将甘油三酸酯用醇进行酯交换,然后用过酸将不饱和脂肪酸酯环氧化。

制备脂肪酸甲酯的环氧化物的实例是以大豆油作为起始原料,其中是将大豆油用甲醇进行酯交换来制备油中脂肪酸的甲酯。由于甘油的不溶解性将其从反应产物中移除。使用过乙酸的乙酸乙酯溶液来将脂肪酸的双键环氧化。过酸保持在低于35%的过酸和35摄氏度以防止爆炸。完成之后,经真空汽提,除去乙酸乙酯和产物乙酸。

当与聚合物制成制剂时,主增塑剂的存在量是约0.1~约60份每一百份橡胶。

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