[发明专利]多元醇酯的后处理方法

说明书

本发明涉及一种使用氧化或者还原化合物的多元醇酯后处理方法，所述多元醇酯由具有3-20个碳原子的直链或支化脂肪族单羧酸与多元醇在金属化合物作为催化剂的存在下反应制备。

多羟基醇的酯，又被称为多元醇酯，在工业中有广泛的不同用途，例如增塑剂或者润滑剂。选择合适的起始材料使得物理性质例如沸点或粘度是可控的，而化学性质如耐水解性或对氧化降解的稳定性可以加以考虑。多元醇酯还可以是为解决特定性能问题的专门定制。这些多元醇酯用途的详细描述可以参见以下文献：例如Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版，1985，VCH出版公司，第A1卷，第305-319页;1990，第A15卷第438-440页，或者在Kirk Othmer Eneyclopedia of Chemical Technology,第3版，John Wiley & Sons,1978第1卷第778-787页;1981第14卷第496-498页。

多元醇酯用作润滑剂的用途具有极大的工业意义，特别是在那些仅使用矿物油基润滑剂无法完全满足设定需求的领域。多元醇酯尤其可用作为涡轮发动机和仪器用油。用于润滑剂领域的多元醇酯通常是基于作为醇组分的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)-二羟基甲基三环[5.2.1.0^2,6]-癸烷(也称为TCD醇DM)的。

多元醇酯类还可相当程度的用作增塑剂。增塑剂在塑料、涂料、密封材料和橡胶物品方面有各种用途。它们在物理上与高分子量热塑性物质相互作用而不起化学反应，优选利用其溶解性和膨胀能力。这将形成均质系统，其热塑性范围移向比原有聚合物更低的温度，结果之一是优化的机械性能，例如形变能力、弹性和强度均提高，而硬度降低。

为了拓宽增塑剂的可能的最广泛使用领域，必须使它们符合一系列标准。理想的情况是为无臭无色、耐光、耐冷、耐热。此外，希望对水不敏感，较不燃烧，不太挥发，不妨碍健康。另外，增塑剂的生产应当是简单的，和为满足环保要求，应当避免废弃物，诸如不能进一步利用的副产物，和包括污染物的废水。

一类特定类型的多元醇酯(简称G酯)含有二醇或醚二醇作为醇成分，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-乙二醇或高级丙二醇。它们可以以不同的方式制备。除了醇与酸反应外，任选在酸性催化剂存在下，采用进一步的方法以获得G酯，其中包含二醇与酸卤化物反应、羧酸酯与二醇的酯交换、以及环氧乙烷与羧酸的加成(乙氧化作用)。在工业生产上，只有二醇与羧酸直接反应和羧酸的乙氧化作用已经作为生产方法，通常优选二醇与酸的酯化。这是由于在该方法可以在常用的化学装置中以不特别复杂的方式进行，并可获得化学上均质的产物。与此相比，乙氧化作用需要密集和昂贵的技术设备。环氧乙烷是极具反应性的化学物质。它会有爆炸性的聚合，在很大的混合范围内与空气形成爆炸性混合物。环氧乙烷会刺激眼睛和呼吸道，导致化学灼伤，并损害肝和肾，有致癌性。因此在处理上要采取严格的安全措施。此外，必须确保存储装置和反应装置的严格清洁，以避免环氧乙烷与异物的副反应形成的不良杂质。最后，环氧乙烷的反应不太有选择性，因此会导致不同链长的化合物的混合物。

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，转化通常是在催化剂存在下进行，反应物之一以过量使用，和/或除去反应过程中形成的水，确保按照物质作用定律平衡是向反应产物(即酯)方向移动，实现高生产率。

有关多元醇酯类以及包含乙二醇和脂肪酸的酯类的制备，和此类化合物的选定的示例性的性能，可参见Goldsmith,Polyhydric Alcohol Esters of Fatty Acids,Chem.Rev.33，第257页起(1943年)。例如二乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇的酯类，是在温度130-230℃下经反应时间为2.5-8小时制备。使用二氧化碳除去反应生成的水。多元醇酯化中提到的合适的催化剂是无机酸、酸盐、有机磺酸、乙酰氯、金属或两性金属氧化物。借助于夹带剂除去反应水，例如甲苯和二甲苯，或通过引入惰性气体，例如二氧化碳和氮气。