[发明专利]制备酯的方法以及粘结剂体系

说明书

背景技术

本发明涉及从羟基苯甲酸和脂肪醇制备用于粉末注射成型的粘结剂体系中的酯的方法以及按照专利权利要求11的前叙部分所述的用于注射成型工艺的粘结剂体系。

用于粉末注射成型工艺的粘结剂体系通常含有一种聚合的粘结剂组分，另一种粘结剂组分，即所谓的与所述聚合的粘结剂组分相容的共粘结剂，和任选地，为了使熔化的粘结剂中的金属粉末或陶瓷粉末保持分散，还含有解胶剂。另一种粘结剂组分与聚合的粘结剂组分的相容性意味着，熔液中的全部粘结剂组分形成均一的液相，并且即使在固态也主要呈均一的粘结剂相(固溶体)，其中，在低于熔点时所述另一粘结剂组分还必须可以从共同的固相中清除(例如通过萃取)，在这个过程中，聚合的粘结剂组分既不应发生较大规模的膨胀也不应形成裂纹。

常常把聚酰胺用作聚合的粘结剂组分。适用于聚酰胺的共粘结剂是，例如，在EP-B0 809 556或US 5,002,988中已知的N，N’-二乙酰基哌嗪或者在DE-C 41 29 952中已知的烷基酚。如果使用的是烷基酚，通常是含C₁-C₂₀-烷基的烷基酚。

对于含聚酰胺作为聚合粘结剂组分的粘结剂体系，也可以例如使用由不同化合物组成并且尤其含有对羟基苯甲酸与不同脂肪醇所成的酯的混合物作为另一种适合的共粘结剂。市场上可以采购到的这种混合物有，例如，Cognis公司生产的Loxiol 2472。但是，这种混合物中也含有杂质，比如说，苯酚。在生理学中苯酚属于有毒物质并且在温度25℃时已具有41hPa的蒸气压。这可能会造成在工作过程中释放出苯酚并因而危害使用者的健康。这种不同化合物的混合物的另一个缺点是，可能会在容器内出现不均一的组成。其原因尤其在于，充入容器中的熔液特别缓慢地从外向内硬化，并且出现各成分的分步结晶。分步结晶造成的后果是，产品的组成与在容器中的提取点相关。由于组成依提取点而变化，因此在原料加工、注射成型和共粘结剂的溶剂萃取步骤中粉末注射成型工艺链的可再现性受到损害。另一个缺点是，注射成型元件中的共粘结剂的成分被离析出来。无论在萃取过程中是否造成这种离析，烧结后在离析点都会形成孔隙。

尤其是在使用由不同化合物组成并且尤其含有由对羟基苯甲酸和不同的脂肪醇所成的酯的混合物时，已经表明，注射成型元件容易粘附在注塑模上。

这些缺点尤其要归结于，脂肪醇是从天然产品中获取的并且通常已经成为混合物。此外，在制备由羟基苯甲酸和脂肪醇所成的酯的已知合成方法中会产生副产品苯酚。

发明内容

在按照本发明的通过使羟基苯甲酸和低级醇所成的酯发生酯交换反应，而从羟基苯甲酸和脂肪醇制备用于粉末注射成型时所使用的粘结剂体系的酯的方法中，脂肪醇与由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯形成反应混合物，其中脂肪醇与由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯基本上是以等摩尔浓度使用。当由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯和脂肪醇呈均质的熔液时，在这一温度下进行酯交换反应。

“基本上等摩尔浓度”在本发明中是指，由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯和脂肪醇的摩尔比最大为40∶60，优选最大为45∶55，特别是最大48∶52，其中这两种组分中的任一组分，但是优选脂肪醇，可以过量。

与羟基苯甲酸和脂肪醇的反应不同，由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯与脂肪醇的酯交换反应可以在较低的温度下进行。由于反应温度较低，避免了羟基苯甲酸被脱去羧基变成苯酚。通过这种方式可以大幅减少或者甚至避免苯酚的形成。在比羟基苯甲酸和脂肪醇的反应温度低的温度下进行反应归因于由羟基苯甲酸和低级醇所成的酯与脂肪醇在较低的温度下就已经形成了共同的液相。例如，对羟基苯甲酸乙酯与等摩尔量1-二十二醇通常在温度100℃时就已经形成了均质的液相。与此相对，羟基苯甲酸和脂肪醇在温度超过195℃时才形成均质液相。但是在这些温度下已经开始脱去对羟基苯甲酸的羧基。

本发明中的脂肪醇指的是含有至少16个碳原子的1-链烷醇。典型使用的脂肪醇是，例如，1-二十二醇(C₂₂H₄₅OH)，1-二十碳醇(C₂₀H₄₁OH)或1-十八醇(C₁₈H₄₁OH)及它们的混合物。脂肪醇大多数是取自于天然产品，像蜂蜡。这些天然产品通常本身就已经是混合物。