[发明专利]不含酚的亚磷酸酯衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不含酚的亚磷酸酯衍生物及其制备方法，尤指一种可作为有机高分子的热稳定剂且其酚的残留量仅为0.5wt％或更少量的亚磷酸酯衍生物及其制备方法。

背景技术

高分子树脂如聚氯乙烯(PVC)树脂，由于不具耐热性而于加工或使用时曝露于辐射、热与氧化状态时容易变质，如脆化、退色或雾化。是以，树脂为符合一些物理或化学特性与经济需求通常都会加入一些添加剂来达到其所需的目的。一般而言，添加剂依据其需求的目的有许多种类。譬如：润滑剂、热稳定剂、成核剂和强化剂等，该些添加剂分别系为增加塑料的润滑度、热稳定度、透明度与强度所使用的添加剂。

而于许多树脂添加剂中，热稳定剂即是用来减少热对塑料的破坏，以有效地减少或阻止树脂的破坏。热稳定剂可分类成金属化合物类与有机化合物类；通常，金属化合物最常被用来作为树脂的热稳定剂，而有机化合物则是与金属化合物一同使用于树脂中。

金属化合物类的热稳定剂可依金属种类分成锡类、铅类、钡/镉类与钙/锌类，这几类化合物皆可避免树脂产生不稳定的加成反应，以阻止树脂的分解；因此，使用热稳定剂时，使用者应考虑热稳定剂的特点与树脂制品的需求来选择热稳定剂。譬如：铅类稳定剂可增加树脂的热稳定性外，但因降低了树脂的透明度，因此常用于不透明制品中；钙/锌类稳定剂则因具有低毒性的优点，因此常被用于医疗器材与药品包装；而锡类稳定剂则因兼具低毒性与高透明度的优点，因此常被各家食品厂商用于食品包装上。

常用的做为热稳定剂的有机化合物，如二苯异癸基亚磷酸酯(diphenyl isodecyl phosphate)与二烷基季戊四醇二亚磷酸酯(dialkyl pentaerythritol diphosphite)等等，系与金属化合物一同使用添加于树脂中，但由于其会挥发出酚，因此造成酚于制品表面凝结并雾化，且若将该树脂使用于食品或医疗器材包装，则有机化合物所释放的酚容易污染食品与医疗器材，进而对人体造成危害，此亦为有机化合物的热稳定剂需与金属类热稳定剂混合使用的原因之一，若减少有机化合物热稳定剂的用量，藉此，可降低树脂制程中有机化合物稳定剂所释放出的酚对制品所产生的影响。

美国专利第3,281,381号揭示了以亚磷酸三苯酯(triphenyl phosphite)与季戊四醇间的转酯化作用以获得各种亚磷酸酯，该亚磷酸酯可作为热稳定剂。但该亚磷酸酯仍具有游离与受约束的酚于其中。因此，将所制得的亚磷酸酯添加于树脂时仍会释放许多酚，对产品的制程造成不良的影响。

美国专利第3,205,250号则揭示了另一种稳定剂：二烷基季戊四醇二亚磷酸酯。二烷基季戊四醇二亚磷酸酯是由二烷醇(alkyl alcohol)与二苯基季戊四醇二亚磷酸酯(diphenylpentaerythritol diphosphite)或二氯季戊四醇二亚磷酸酯(dichloropentaerythritol diphosphite)所制备。当二氯季戊四醇二亚磷酸酯被用来取代二苯基季戊四醇二亚磷酸酯时，可减少二亚磷酸酯制作过程中所产生的酚。但这样制作的二亚磷酸酯通常是固体，因此，该些化合物的使用上将受到大幅限制。

此外，美国专利第4,290,976号则揭示一种于制程中不会产生酚的二烷基季戊四醇二亚磷酸酯。于该不含酚的二烷基季戊四醇二亚磷酸酯的制程中，由于其系由不含酚的官能基的三氯化磷(phosphorous trichloride)和季戊四醇所制得，因此使用时并不会产生会对制品产生污染的酚。但二烷基季戊四醇二亚磷酸酯本身有较高的凝固点，因而无法与金属类稳定剂的液体形成稳定的单相混合物，因此以二烷基季戊四醇二亚磷酸酯作为热稳定剂亦有所限制。

美国专利第3,047,608号揭示了一种亚磷酸三烷酯(trialkyl phosphites)与二烷基季戊四醇二亚磷酸酯的制备方法，其系透过使用亚磷酸二烷酯或亚磷酸二苯酯做为催化剂使亚磷酸三苯酯进行转酯化反应而制得。该方法藉由加入过量的脂肪醇(aliphatic alcohol)与真空蒸馏方式来移除副产物酚。然而，该亚磷酸三烷酯与混合金属稳定剂亦不兼容，所以对使用作为PVC的热稳定剂而言亦有使用限制。

有鉴于此，目前对该不含酚的亚磷酸酯稳定剂及其制备方法仍有更殷切的需求，故有待进一步的开发。

发明内容

本发明鉴于现今合成不含酚的亚磷酸酯及其制备方法的缺点，因此提供一种不含酚的亚磷酸酯衍生物及其制备方法，其特别改变制备步骤以提高效率，进一步达到改善制品的目的。