[发明专利]复杂低聚结构的制备方法

说明书

本发明涉及由植物油获得的复杂低聚结构的制备方法，所述结构包括含本身又(in turn)被酯化的酸基的酯。

这些结构的特征在于对水解和热氧化的高度稳定性，以及具有高的粘度，它们被用作化石来源的材料的衍生物的替代品，且可用作橡胶用增量油和添加剂，低倾点高稳定性润滑剂，常规塑料和生物塑料、聚氨酯组分、洗涤剂组分和漂白剂用增塑剂，油墨组分，和在热塑性与热固性聚合物中的单体单元。

性质上为化石来源如石油等的材料的愈加更加严格的可获得性的前景现使得迫切用天然来源的其他化合物替代其衍生物。在消费品的生产中，特别是在塑料，橡胶和润滑剂的部门中，使用来自可再生资源的原材料以确保工业输出的生态-可持续性的要求是特别明显的。

关于塑料工业，例如正在开发其中由油衍生的常规单体被来自可再生资源的原材料替代的生物塑料。考虑到增加的环境可持续性，需要的是替代单体，以期待本发明聚合物配方，其中包括它们加工所使用的添加剂在内的愈加更彻底的转化率。

在弹性体领域中，常见的实践是使用由油的加工衍生的具有塑化作用的增量油，以填充橡胶体积并进而降低生产成本。使用这些矿物来源的增量油具有与它们的组分，例如多环芳烃(PAH)的高毒性和致癌有关的缺点。

甚至关于润滑剂，长期以来，愈加迫切地需要用可再生来源的润滑剂来替代矿物润滑剂。

不具有以上所述的缺点且与此同时能提供基本上类似于非-可再生来源的常规产品的官能性能的天然来源的产品的一个实例是在国际专利申请PCT/EP2011/073492中描述的复杂低聚结构。

在单醇存在下，通过强酸催化的酯化反应，由含饱和二羧酸的甘油三酯的混合物制备酯类型的这些复杂结构。特别地，在以上提及的专利申请中描述的酯化反应通过硫酸或磺酸催化。

尽管如此，但上述复杂低聚物结构的制备方法要求达到高温。在这些温度条件下，尽管在反应过程中从反应器中除去所形成的水这一事实，但使用硫酸可在金属反应器内产生明显的腐蚀问题。

磺酸，例如对甲苯磺酸或甲磺酸(它们可用作硫酸的替代品)同样产生腐蚀问题。此外，它们可与反应混合物内存在的短链醇反应，键合到这些上并形成磺酸酯，从反应环境中除去该催化剂。由于具有挥发性，因此，在分离过量醇和挥发性酯的过程中，这些短链酯，尤其甲磺酸的酯蒸发，并在后面的部分中构成杂质。

因此，需要寻找合成所述低聚结构的方法，该方法使得可避免这些缺点。

在这一方面中，令人惊奇地发现，在不存在催化剂的情况下，或者在存在由一种或更多种磷化合物组成的酸催化剂存在下进行酯化反应，可避免腐蚀问题和在挥发性部分中形成杂质这两个问题。此外，令人惊奇地，根据本发明制备的复杂低聚结构的玻璃化转变温度(Tg)使得它们尤其适合于在弹性体组合物中用作增量油作为化石来源的油的替代品。

特别地，本发明的一个目的是含一种或更多种下述低聚结构的甘油三酯混合物的制备方法：

R₄-[O-C(O)-R₁-C(O)-O-CH₂-CH(OR₂)-CH₂]_n-O-R₃

其中

R₁选自C₂-C₂₂亚烷基，

R₂选自一种或更多种下述基团：用单醇酯化的C₆-C₂₄二羧酸残基和C₆-C₂₄单羧酸残基，

R₃选自一种或更多种下述基团：H,用单醇酯化的C₆-C₂₄二羧酸残基和C₆-C₂₄单羧酸残基，

R₄是烷基，

n是大于或等于2的整数，

R₂和R₃中的所述C₆-C₂₄二羧酸用单醇酯化和所述甘油三酯的混合物的数均分子量(Mn)为800-10,000Da，

该方法包括下述步骤：在50至250℃的温度下，用醇酯化含饱和二羧酸的一种或更多种甘油三酯的混合物，并在催化剂不存在情况下或者在由一种或更多种磷化合物组成的酸催化剂存在下发生。