[发明专利]多元醇酯的后处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及多元醇酯的后处理方法，所述多元醇酯通过以下方法制备：在作为催化剂的路易斯酸的存在下和在吸附剂的存在下，将具有3-20个碳原子的直链或支链脂肪族一元羧酸与多元醇反应，其中所述路易斯酸包含元素周期表第4-14族中的至少一种元素；接着在低于水沸点的温度和特定的压力下通过添加水对粗酯进行后处理。

背景技术

多羟基醇的酯，也称为多元醇酯，在工业中有广泛的各种用途，例如作为增塑剂或润滑剂。选择合适的起始原料能使物理性质例如沸点或粘度可控，以及将化学性质例如耐水解性或对氧化降解的稳定性考虑在内。也可以为特定性能问题的解决方案定制多元醇酯。例如在乌尔曼工业化学百科全书(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，1985，VCH Verlagsgesellschaft，vol.A1，第305-319页；1990，vol.A15，第438-440页)，或在Kirk Othmer的化学技术百科全书(Encyclopedia of Chemical Technology，第3版，John Wiley&Sons，1978，vol.1，第778-787页；1981，vol.14，第496-498页)中可以找到多元醇酯用途的详细概述。

多元醇酯作为润滑剂的用途具有重要的工业意义，并且多元醇酯特别用于基于矿物油的润滑剂不能完全满足设定需求的那些领域。多元醇酯尤其可用作涡轮发动机和仪表油。用于润滑剂应用的多元醇酯通常是基于作为醇成分的1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、丙三醇或3(4),8(9)-二羟甲基三环[5.2.1.0^2_,6]-癸烷(也被称为TCD醇DM)。

多元醇酯在相当程度上还用作增塑剂。发现增塑剂在塑料、涂层材料、密封材料和橡胶制品中有各种用途。它们与高分子热塑性物质在物理上发生相互作用，而不会发生化学反应，优选凭借它们的溶解性和溶胀能力。这形成了均相系统，与原始聚合物相比，其热塑性范围被转移到更低的温度，一种结果是优化了其机械性能，例如变形能力、弹性和强度增加，而硬度降低。

一类特定的多元醇酯(它们简称为G酯)包含作为醇成分的二醇或醚二醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-丙二醇或更高级的丙二醇类。它们可用不同的方式制备。除了醇和酸反应之外，可选地在酸催化剂的存在下，实际中采用进一步方法获得G酯，所述方法包括二醇与酸性卤化物的反应、羧酸酯与二醇的酯交换反应，以及将环氧乙烷加成到羧酸上(乙氧基化)。在工业生产中，仅二醇与羧酸的直接反应和羧酸的乙氧基化已经建立了生产工艺，通常优先考虑二醇和酸的酯化。这是因为该工艺可以无需特别复杂性地在常规化学装置中进行，并且它提供化学上同质的产品。相较于此，乙氧基化需要大量的和昂贵的技术设备。

醇和羧酸的直接酯化是有机化学的基本操作之一。为了提高反应速率，该转化通常在催化剂的存在下进行。过量使用反应物中的一种和/或除去反应过程中形成的水以确保平衡根据质量作用定律向反应产物即酯的一侧移动，其意味着获得了高产率。

关于多羟基醇的酯、也包括乙二醇和脂肪酸的酯的制备以及关于这些化合物种类的选定的代表性质的综合信息可以参见Goldsmith，脂肪族的多元醇酯(Polyhydric Alcohol Esters of Fatty Acids),Chem.Rev.33,257 ff.(1943)。例如，在130-230℃的温度下经过2.5-8小时的反应时间制备二甘醇的、三甘醇的和聚乙二醇的酯。所提到的用于多羟基醇的酯化的合适的催化剂是无机酸、酸性盐、有机磺酸、乙酰氯、金属或两性金属氧化物。反应的水在夹带剂(entraining agent)例如甲苯或二甲苯的协助下，或者通过引入惰性气体例如二氧化碳或氮气被除去。