[发明专利]来自天然油皂料的环氧化脂肪酸烷基酯塑化剂和制造此类环氧化脂肪酸烷基酯塑化剂的方法

说明书

相关申请的参考

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请第61/787,795号的权益。

技术领域

本发明的各种实施例涉及至少部分产生自天然油皂料的环氧化脂肪酸烷基酯塑化剂。本发明的其它方面涉及制造此类塑化剂和含有此类塑化剂的塑化聚合树脂的方法。

背景技术

塑化剂是当添加到聚合物树脂中时可以降低其所添加到的树脂(通常是热塑性聚合物)的模数和抗张强度中的一种或多种并且增加所述树脂的柔性、伸长率、冲击强度以及撕裂强度中的一种或多种的化合物或化合物的混合物。塑化剂还可以降低聚合树脂的熔点，其降低聚合树脂的玻璃转化温度并且增强可加工性。

邻苯二甲酸二酯(也被称作“邻苯二甲酸酯”)常作为塑化剂用于许多柔性聚合物产品，如由聚氯乙烯(“PVC”)和其它乙烯基聚合物形成的聚合物产品。邻苯二甲酸酯塑化剂的实例包括邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异癸酯。用于高温应用的其它塑化剂是偏苯三酸酯和己二酸聚酯。

邻苯二甲酸酯塑化剂近来已受到关心邻苯二甲酸酯的负面环境影响和在暴露于邻苯二甲酸酯的人类中的潜在不良健康效应的公共利益群体的严格审查。因此，需要使邻苯二甲酸酯的使用最小化或消除的塑化剂。尽管已有进步，但仍需要此类塑化剂的改进。

发明内容

一个实施例为一种塑化剂组合物，其包含：

环氧化脂肪酸烷基酯(“eFAAE”)；和

环氧化天然油，

其中所述eFAAE的至少一部分衍生自天然油皂料。

具体实施方式

本发明的各种实施例涉及包含至少部分衍生自天然油皂料的环氧化脂肪酸烷基酯(“eFAAE”)的塑化剂。此类塑化剂进一步包括环氧化天然油(“eNO”)。此类塑化剂可以并有聚合树脂以形成塑化的聚合组合物，所述塑化的聚合组合物又可以用于各种制品。

塑化剂

本发明提供一种包含至少部分衍生自天然油皂料的eFAAE的塑化剂。在一个实施例中，塑化剂不含邻苯二甲酸酯，或以其它方式不含或实质上不含邻苯二甲酸酯。另外，此类塑化剂可以不含或实质上不含偏苯三酸酯。

如本文所用，术语“天然油”表示包含衍生自天然来源，如植物、蔬菜、种子、动物(例如牛肉或家禽)脂肪、微生物(例如藻类或细菌)或其组合的三酸甘油酯(即三个脂肪酸和甘油的三酯)的组合物。在一个实施例中，天然油包括基因修饰的天然油。术语“天然油”石油衍生的油。合适的天然油的非限制性实例包括牛脂油、菜籽油、蓖麻油、玉米油、鱼油、亚麻籽油、棕榈油、菜籽油、红花油、大豆油、葵花油、松油、桐油和其两种或更多种的任何组合。在一个实施例中，天然油包含大豆油。在一个实施例中，天然油是大豆油。

如所属领域中已知，此类天然油一般开始于粗天然油，通过精炼工艺制备。粗天然油通常含有甘油酯(即主要三酸甘油酯和可能的一些二酸甘油酯和/或单酸甘油酯)、游离脂肪酸和磷脂的混合物。如本文所用，术语“游离”脂肪酸意图表示不结合到甘油作为甘油酯的一部分的脂肪酸。在典型精炼工艺中，粗天然油可以首先经历称作“脱胶(degumming)”的工艺以去除磷脂。此工艺可以经由一系列溶剂萃取和沉淀步骤实现。此后，游离脂肪酸可以与粗油的三酸甘油脂组分分离。所得富含游离脂肪酸的副产物在所属领域中称为“皂料”。

粗天然油中的游离脂肪酸与三酸甘油酯的分离通常通过两种方法中的一者实现。最常用的方法通常称为“碱”炼，其涉及添加碱(通常氢氧化钠，任选地伴以碳酸钠)到粗天然油以与游离脂肪酸形成盐，使得游离脂肪酸水可溶。水作为此缩合反应的副产物产生。含有游离脂肪酸的水溶液(即皂料)可以随后经由离心从三酸甘油酯组分去除。皂料可以随后通过用例如无机酸处理所述溶液转化回脂肪酸。此程序产生如所属领域中已知的“酸化”或“酸性化”皂料。分离游离脂肪酸与三酸甘油酯组分的第二、较不常用选项称为“物理精炼”，其中脂肪酸经由高真空下的蒸汽蒸馏去除。