KR20040037128A - Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity - Google Patents
Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040037128A KR20040037128A KR10-2004-7004375A KR20047004375A KR20040037128A KR 20040037128 A KR20040037128 A KR 20040037128A KR 20047004375 A KR20047004375 A KR 20047004375A KR 20040037128 A KR20040037128 A KR 20040037128A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mixture
- viscosity
- equation
- isomeric
- phthalate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/76—Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C69/80—Phthalic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
- C08K5/12—Esters; Ether-esters of cyclic polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
- C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
- C10M105/32—Esters
- C10M105/36—Esters of polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M129/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
- C10M129/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
- C10M129/68—Esters
- C10M129/72—Esters of polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/285—Esters of aromatic polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/285—Esters of aromatic polycarboxylic acids
- C10M2207/2855—Esters of aromatic polycarboxylic acids used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2070/00—Specific manufacturing methods for lubricant compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 점도가, 혼합물을 제조할 수 있는 이성체적으로 순수한 알콜의 조성에 의해 조절되는 프탈산 알킬에스테르 혼합물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 혼합물의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to phthalic acid alkylester mixtures whose viscosity is controlled by the composition of isomerically pure alcohols from which the mixture can be prepared. The invention also relates to the use of said mixture.
Description
본 발명은 점도가, 프탈산 에스테르를 제조할 수 있는 각각의 이성체성 알콜의 기여를 통해 조절될 수 있는 프탈산 에스테르의 혼합물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to mixtures of phthalic acid esters and the use thereof, the viscosity of which can be adjusted via the contribution of each isomeric alcohol from which phthalic acid esters can be prepared.
프탈산 에스테르는 플라스틱, 예를 들면, PVC에 대한 가소제로서 폭넓게 사용된다. 가소제는 재료, 특히 플라스틱에 증가된 가요성, 연성 및 가공능을 제공하는 물질로서 정의될 수 있다[참조: Alan S. Wilson, Plasticizers, The Institute of Materials, 1995, ISBN 0 901716 76 6, p. 1]. 이로 한정되는 것은 아니지만, PVC의 가소화가 특히 흥미롭다.Phthalic acid esters are widely used as plasticizers for plastics, for example PVC. Plasticizers can be defined as materials that provide increased flexibility, ductility and processability to materials, particularly plastics. Alan S. Wilson, Plasticizers, The Institute of Materials, 1995, ISBN 0 901716 76 6, p. One]. Although not limited to this, plasticization of PVC is particularly interesting.
100년 동안 거의 항상 다작용성 에스테르를 사용한 신규한 가소제의 개발이 끊임없이 지속되었다. 가장 빈번하게 사용되는 에스테르는 다염기성 카복실산 및 모노알콜의 에스테르이다. 사용되는 다염기성 방향족 카복실산 또는 이의 무수물의 예는 프탈산 및 이소프탈산, 트리멜리트산, 피로멜리트산 및 테레프탈산이다. 무기 산이 또한 사용되며, 최상의 공지된 예는 인산 에스테르이다. 이들 카복실산또는 이들의 무수물 또는 인산 에스테르의 경우에서 또한 산 클로라이드, 예를 들면, POCl3은 일반적으로 모노알콜, 예를 들면, 에탄올, 부탄올, 이소부탄올, n-아밀 알콜, 이소아밀 알콜, 헵탄올, 2-에틸헥산올 또는 2-프로필헵탄올과 반응한다. 바람직하게 사용되는 고급 알콜은 탄소수 3 내지 5의 올레핀을 올리고머화하고 생성된 알데하이드를 후속 하이드로포밀화 및 수소화시켜 수득한 이성체 혼합물을 포함한다. 산업적인 예는 이소헵탄올, 이소옥탄올, 이소노난올, 이소데칸올 및 이소트리데칸올이다. 에틸렌의 올리고머화는 또한 α-올레핀으로서 공지된 선형 화합물에 대한 접근을 제공하며, 하이드로포밀화시 선형 알콜 및 분지도가 낮은 알콜의 혼합물을 제공한다. 이러한 방법으로 산업적으로 제조되는 알콜의 예는 노난올 및 운데칸올 및 이들의 혼합물이다. 직쇄 알콜은 지방의 화학으로부터 또는 분자량을 증가시키고 에틸렌으로부터 시작하는 합성 경로를 통해 접근할 수 있으며, 이의 예는 지글러 알콜로서 공지된 것이다. 최종적으로, 산업적으로 사용되는 사이클릭 알콜, 예를 들면, 사이클로헥산올, 벤질 알콜, 페놀, 크레졸 및 크실올을 언급할 수 있다.Almost always for 100 years the development of new plasticizers with multifunctional esters has continued. The most frequently used esters are esters of polybasic carboxylic acids and monoalcohols. Examples of the polybasic aromatic carboxylic acid or anhydrides thereof used are phthalic acid and isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and terephthalic acid. Inorganic acids are also used, the best known example being phosphate esters. In the case of these carboxylic acids or their anhydrides or phosphate esters also acid chlorides such as POCl 3 are generally monoalcohols such as ethanol, butanol, isobutanol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, heptanol React with 2-ethylhexanol or 2-propylheptanol. The higher alcohols which are preferably used include isomer mixtures obtained by oligomerizing olefins having 3 to 5 carbon atoms and subsequent hydroformylation and hydrogenation of the resulting aldehyde. Industrial examples are isoheptanol, isooctanol, isononanol, isodecanol and isotridecanol. Oligomerization of ethylene also provides access to linear compounds known as α-olefins and provides a mixture of linear alcohols and low branching alcohols in hydroformylation. Examples of alcohols produced industrially in this way are nonanol and undecanol and mixtures thereof. Straight chain alcohols can be accessed from the chemistry of fats or via synthetic routes that increase the molecular weight and start from ethylene, examples of which are known as Ziegler alcohols. Finally, mention may be made of industrially used cyclic alcohols such as cyclohexanol, benzyl alcohol, phenol, cresol and xylol.
다염기성 카복실산을 모노알콜과 반응시키는 것 보다 다가 알콜을 모노카복실산과 반응시켜 가소제를 제공하는 대안 접근을 사용할 수 있다. 다가 알콜의 예는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 에틸렌 글리콜 및 이의 올리고머 디-, 트리- 및 테트라에틸렌 글리콜, 글리세롤, 부탄디올, 헥산디올 등이다. 당 알콜은 또한 이러한 목적에 사용될 수 있다. 여기서사용되는 카복실산은 언급된 알콜과 유사한 화합물, 즉 탄소수 2 내지 약 13의 카복실산이다. 예는 트리아세틴 중의 아세트산, 부티르산, 발레르산, 헵탄산, 노난산 및 또한 이성체 혼합물, 예를 들면, 이소헵탄산, 이소옥탄산, 이소노난산, 이소데칸산 및 이소트리데칸산이다.Rather than reacting polybasic carboxylic acids with monoalcohols, an alternative approach may be employed that provides a plasticizer by reacting polyhydric alcohols with monocarboxylic acids. Examples of polyhydric alcohols are neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, ethylene glycol and oligomer di-, tri- and tetraethylene glycols thereof, glycerol, butanediol, hexanediol and the like. Sugar alcohols can also be used for this purpose. Carboxylic acids as used herein are compounds similar to the alcohols mentioned, ie carboxylic acids having 2 to about 13 carbon atoms. Examples are acetic acid, butyric acid, valeric acid, heptanoic acid, nonanoic acid and also isomeric mixtures such as isoheptanoic acid, isooctanoic acid, isononanoic acid, isodecanoic acid and isotridecanoic acid in triacetin.
산 작용기 및 알콜 작용기를 둘 다 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 최상의 공지된 예는 3개의 카복실산 그룹 및 하나의 알콜 그룹을 갖는 시트르산이다. 카복실산 그룹과 모노알콜의 에스테르화는 유용한 에스테르를 제공하고, 알콜 그룹은 카복실산, 예를 들면, 부티르산 또는 아세트산과 에스테르화될 수 있다.Compounds having both acid and alcohol functionality can be used. The best known example is citric acid having three carboxylic acid groups and one alcohol group. Esterification of carboxylic acid groups with monoalcohols provides useful esters, and alcohol groups can be esterified with carboxylic acids such as butyric acid or acetic acid.
완결을 위하여, 모노알콜과 모노카복실산의 에스테르가 특정 경우에서 이들의 비점이 충분히 높은 경우 가소제로서 사용된다는 사실을 언급해야 하며, 이의 예는 스테아르산 또는 라우르산 에스테르이다.For the sake of completeness it should be mentioned that esters of monoalcohols and monocarboxylic acids are used as plasticizers in certain cases when their boiling points are high enough, examples being stearic or lauric esters.
그러나, 상기는 충분히 포괄적이지 않는다. 예를 들면, 다가 알콜과 다염기성 카복실산의 배합물이 또한 가소제로서 사용될 수 있다. 예는 저분자량 폴리에스테르를 제공하기 위한 디올 및 디카복실산의 결합이며, 이의 말단 그룹은 일작용성 알콜 또는 카복실산을 사용하여 에스테르화된다. 남아있는 알콜 그룹은 모노카복실산을 사용하여 에스테르화된다. 에스테르화 가능한 알콜 그룹이 각각 6 및 8개인 디- 및 트리펜타에리트리톨에서와 같이 에테르 결합을 사용하여 에스테르화 가능한 그룹의 수를 증가시킬 수 있다. 이러한 방법은 특히 극성 함량이 높은 고분자량 가소제를 목적하는 경우 특히 사용된다.However, this is not comprehensive enough. For example, combinations of polyhydric alcohols with polybasic carboxylic acids can also be used as plasticizers. An example is the combination of diols and dicarboxylic acids to give low molecular weight polyesters, the terminal groups of which are esterified using monofunctional alcohols or carboxylic acids. The remaining alcohol group is esterified using monocarboxylic acid. Ether bonds can be used to increase the number of esterifiable groups, such as in di- and tripentaerythritol, with 6 and 8 esterifiable alcohol groups, respectively. This method is especially used when a high molecular weight plasticizer with a high polar content is desired.
매우 일반적으로, 목적은 양호한 가소제로서 제공되기에 충분한 극성을 갖고, 최저의 가능한 휘발성을 갖도록 하기 위해 몰 질량이 높고, 재료 내에서 이동성이 적으나 액체이고 이들의 몰 질량에 대하여 점도가 낮아 가공하기가 용이한 화합물을 제조하는 것이다.Very generally, the objective is to process with low polarity with respect to their molar mass, high molar mass, low mobility in the material, low liquidity in the material in order to have a polarity sufficient to serve as a good plasticizer and to have the lowest possible volatility. It is to prepare a compound easily.
이들 특성을 갖는 화합물 또는 화합물의 혼합물이 예를 들면, 합성 윤활제, 수압 유체, 및 또한 연고, 잉크 등에서 용매로서 중요한 기타 적용 섹터를 가진다는 사실을 언급해야 한다. 작용성 유체라는 용어가 종종 사용된다.It should be mentioned that compounds having these properties or mixtures of compounds have, for example, synthetic lubricants, hydraulic fluids, and also other application sectors that are important as solvents in ointments, inks and the like. The term functional fluid is often used.
상기 방법을 사용하여, 거의 모든 용도의 에스테르로 조절할 수 있으나, 요구되는 자원 및 이와 관련된 비용 및 또한 원료의 입수성에 의해 제한된다. 따라서, 대부분의 가능한 배합물은 지금 시장으로부터 사라지거나 적소 적용에 제한된 유의성만을 달성하거나 비실용적이다. 그러나, 신규한 공정이 저비용 원료에 대한 접근을 제공하는 경우 상황이 때때로 신속히 변하거나 이에 통상 사용되는 생성물에 대하여 대체물이 발견되는 환경에 대한 태도 변화 또는 신규한 기술적 요건이 새로운 방안을 요구한다.Using this method, it can be adjusted to esters of almost any use, but is limited by the resources required and the costs involved and also the availability of the raw materials. Thus, most of the possible combinations are either now out of the market or achieve only limited significance in place or are impractical. However, when the new process provides access to low cost raw materials, changes in attitude to the environment or new technical requirements call for new measures where circumstances change from time to time or where alternatives are found for products commonly used therein.
간략하게, 다음 설명은 PVC 가소제 적용 섹터로부터 특정 산업적 타당성의 몇몇 선택된 예로 한정된다. 그러나, 하기 기술된 문제점 및 이들의 방안은 언급된 에스테르 모두에 원칙적으로 전가될 수 있다.Briefly, the following description is limited to some selected examples of specific industrial feasibility from the PVC plasticizer application sector. However, the problems described below and their solutions can in principle be imputed to all of the esters mentioned.
문제점problem
쉽게, 가소제에 대하여 가장 중요한 에스테르 부류는 프탈레이트이다. 이들 내에서, 2-에틸헥실(또한 약어 "옥틸"로 종종 공지된) 프탈레이트, DOP(디옥틸 프탈레이트) 또는 DEHP(디에틸헥실 프탈레이트)가 현재 지배적이다. 그러나, 보다 낮은 휘발성 및 보다 낮은 이동성과 같은 현저한 성능 이점을 갖는 DINP(디이소노닐 프탈레이트)로의 대체가 증가되고 있다. 입체이성체와 달리, 명백한 측정 가능한 특성을 갖는 단일 화학적으로 정의되는 물질인 DEHP와는 달리, DINP는 동일한 몰 질량의 많은 유사한 이성체의 혼합물이다. 이는 에스테르화 공정에 사용되는 이소노난올의 기원의 결과이다.Easily, the most important ester class for plasticizers is phthalate. Within these, 2-ethylhexyl (also often known as the abbreviation "octyl") phthalate, DOP (dioctyl phthalate) or DEHP (diethylhexyl phthalate) are currently dominant. However, there is an increasing replacement with DINP (diisononyl phthalate), which has significant performance advantages such as lower volatility and lower mobility. Unlike stereoisomers, unlike DEHP, a single chemically defined material with obvious measurable properties, DINP is a mixture of many similar isomers of the same molar mass. This is the result of the origin of the isononanol used in the esterification process.
이소노난올은 각종 방법으로 제조되는 옥텐을 하이드로포밀화시켜 제조한다. 일반적으로 사용되는 원료는 초기에 포화 부탄과 함께 모든 이성체성 C4올레핀 및 일부 경우에 오염물, 예를 들면, C3및 C5올레핀 및 아세틸렌계 화합물을 포함하는 산업용 C4스트림이다. 추출 증류는 예를 들면, NMP(N-메틸피롤리돈)을 사용하여 유용한 화합물 부타디엔을 수득하기 위해 사용된다. 대안으로서, 부타디엔은 또한 예를 들면, 옥세노 게엠베하의 SHP-CB 공정에서와 같이 선택적 수소화를 통해 1- 및 2-부텐으로 전환될 수 있다. 두 경우에서, 생성물은 사실상 여전히 존재하는 올레핀이 이소부텐 및 1- 및 2-부텐인 C4스트림이며, 종종 "라피네이트 I"이라 한다. 이러한 올레핀 혼합물의 올리고머화는 고급 올리고머, 예를 들면, C12및 C16올레핀 혼합물과 함께 주로 옥텐을 제공한다. C8커트는 "코디부틸렌"이라 하며 이미 가소제용 이소노난올의 제조에 사용된다.Isononanol is prepared by hydroformylating octene, which is produced by various methods. Commonly used feedstocks are industrial C 4 streams which initially contain all isomeric C 4 olefins with saturated butane and in some cases contaminants such as C 3 and C 5 olefins and acetylene-based compounds. Extractive distillation is used to obtain useful compound butadiene using, for example, NMP (N-methylpyrrolidone). As an alternative, butadiene can also be converted to 1- and 2-butene via selective hydrogenation, such as, for example, in the SHP-CB process under Oxenogeembe. In both cases, the product is in fact a C 4 stream in which the olefins still present are isobutene and 1- and 2-butene, often referred to as “raffinate I”. Oligomerization of such olefin mixtures provides mainly octenes with higher oligomers, such as C 12 and C 16 olefin mixtures. The C 8 cut is called “codibutylene” and is already used for the preparation of isononanol for plasticizers.
오늘날, 이소부텐은 일반적으로 산성 촉매 작용으로, 예를 들면, 산성 이온교환제를 사용하여 메탄올과의 반응에 의해 공정의 제2 단계에서 제거된다. 이는 중요한 연료 첨가제 메틸 3급-부틸 에테르(MTBE) 및 "라피네이트 II"로서 공지된 C4스트림을 제공하고 사실상 이소부텐을 함유하지 않는다. 이는 또한 메탄올 대신 다른 알콜, 예를 들면, 에탄올을 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 에틸 3급-부틸 에테르, ETBE가 수득된다. 이소부텐의 선택적 제거는 또한 알콜 대신 물을 사용하여 가능하며, 3급-부틸 알콜 TBA가 형성되고, 이는 다시 산업에 이용되는 중요한 화합물이다. 가역 반응에서 TBA의 분해는 고순도 이소부텐을 제공한다. 기술된 모든 변형에서, "라피네이트 II"로서 공지된 여전히 존재하는 사실상의 물질이 포화 부탄과 함께 1- 및 2-부텐인 C4스트림이 잔류한다.Today, isobutene is generally removed in the second stage of the process by acidic catalysis, for example by reaction with methanol using an acidic ion exchanger. This gives the important fuel additive methyl tert-butyl ether (MTBE) and the C 4 stream known as "rapinate II" and is virtually free of isobutene. It may also use other alcohols such as ethanol instead of methanol. In this case, ethyl tert-butyl ether, ETBE is obtained. Selective removal of isobutene is also possible using water instead of alcohols, tert-butyl alcohol TBA is formed, which is again an important compound used in industry. Degradation of TBA in the reversible reaction gives high purity isobutene. In all the variants described, there remains a C 4 stream in which the still present virtual material known as “raffinate II” is 1- and 2-butene with saturated butane.
유용한 물질 1-부텐은 임의로 연료 기체로서 사용되는 이소부탄일 수 있는 라피네이트 II로부터 예를 들면, 폴리올레핀에 대한 공단량체로서 수득할 수 있다. 이는 1-부텐에 대하여 약한 C4스트림, 라피네이트 III을 제공한다. 라피네이트 II 또는 라피네이트 III은 올리고머화에 대한 원료로서 사용될 수 있다. 여기서, 산업적으로 이용되는 각종 접근이 존재한다. 예전의 올리고머화 공정은 지지체 상의 산성 촉매, 예를 들면, 인산 또는 산성 제올라이트로 작동시킨다(공정 변형 A). 여기서 생성물은 본질적으로 디메틸헥센으로 이루어진 옥텐이다. 보다 신규한 방법, 예를 들면, 디머졸(DIMERSOL) 공정은 가용성 Ni 착물 촉매로 작동시킨다. 이들은 n-옥텐 및 디메틸헥센과 함께 3- 및 5-메틸헵텐의 비율이 높은 옥텐 혼합물을 제공한다(공정 변형 B). 최상의 현대 공정은 특정 지지된 Ni 촉매의 고선택성을이용하며, 옥세노 게엠베하로부터의 옥톨(OCTOL) 공정이 잘 공지되어 있다. 수득된 옥텐 혼합물은 가소제 알콜 적용에 특히 유용한 인자인 가장 낮은 분지도를 갖는다(공정 변형 C). 하기 표는 정확한 조성이 촉매, 온도, 보유 시간, 전환도 및 기타 사용되는 조건에 따라 좌우되므로 수득되는 각각의 생성물의 조성에 대한 대략적인 값을 제공한다. 그러나, 이는 수득된 이성체 조성이 공정에 따라 상이함을 명백히 보여준다. 라피네이트 II 또는 III가 제공된다.Useful material 1-butene can be obtained from raffinate II, which may optionally be isobutane used as fuel gas, for example as a comonomer for polyolefins. This gives a weak C 4 stream, Raffinate III for 1-butene. Raffinate II or Raffinate III can be used as raw material for oligomerization. Here, there are various approaches used industrially. The previous oligomerization process is operated with an acidic catalyst on the support, for example phosphoric acid or acidic zeolite (process variant A). The product here is octene consisting essentially of dimethylhexene. Newer methods, such as the DIMERSOL process, operate on soluble Ni complex catalysts. These give an octene mixture with a high proportion of 3- and 5-methylheptene together with n-octene and dimethylhexene (process variant B). The best modern process utilizes the high selectivity of certain supported Ni catalysts, and the octol (OCTOL) process from Oxenome GmbH is well known. The octene mixture obtained has the lowest degree of branching which is a particularly useful factor for plasticizer alcohol applications (process variant C). The table below provides approximate values for the composition of each product obtained since the exact composition depends on the catalyst, temperature, retention time, conversion and other conditions used. However, this clearly shows that the isomer composition obtained differs depending on the process. Raffinate II or III is provided.
옥텐을 수득하는 다른 방법은 이소부텐의 올리고머화이다. 주 생성물은 2,4,4-트리메틸-1-펜텐 및 2,4,4-트리메틸-2-펜텐의 혼합물이다. 지글러 촉매 작용 또는 샵(SHOP) 공정에 의한 에틸렌의 올리고머화는 고급 올레핀에 대한 또 다른 경로이고, 폭넓은 탄수소 분포를 갖는 선형 말단 올레핀을 형성한다. 특히 C8커트가 수득될 수 있고, 이들 커트는 또한 피셔-트롭슈(Fischer-Tropsch) 공정으로부터 입수할 수 있다. 최종적으로, 때때로 나프타 스트림으로부터 적합한 탄소수의 탄화수소를 분리하는 기회가 이용된다. 이들은 주로 포화 알칸을 포함하고, 탈수소화에 의해 올레핀으로 전환된다.Another method of obtaining octene is oligomerization of isobutene. The main product is a mixture of 2,4,4-trimethyl-1-pentene and 2,4,4-trimethyl-2-pentene. Oligomerization of ethylene by Ziegler catalysis or the SHOP process is another route to higher olefins and forms linear terminal olefins with a wide range of carbohydrate distribution. In particular C 8 cuts can be obtained and these cuts can also be obtained from the Fischer-Tropsch process. Finally, sometimes the opportunity to separate suitable carbon number hydrocarbons from the naphtha stream is used. These mainly contain saturated alkanes and are converted to olefins by dehydrogenation.
전적으로 상이한 방법은 크랙커 공정 동안 발생되는 것과 같은 조악한 분리되지 않은 올레핀 스트림, 예를 들면, C3, C4및 경우에 따라 C5올레핀을 포함하는 커트의 올리고머화이다. 산성 올리고머화하에, 이들 스트림은 이들 올레핀, 즉 헥센, 헵텐, 옥텐, 논넨, 데센 등의 모든 상상할 수 있는 배합물의 혼합물을 제공하고, 이들은 폴리가스 올레핀으로서 공지된 탄소수 커트로 분해된다. 수득되는 주 생성물은 비교적 고도로 분지화된 내부 올레핀이다.An entirely different method is oligomerization of a cut comprising a crude unseparated olefin stream, such as C 3 , C 4 and optionally C 5 olefins, such as occurs during the cracker process. Under acidic oligomerization, these streams provide a mixture of all imaginable combinations of these olefins, i.e. hexene, heptene, octene, nonene, decene and the like, which are cracked into carbon number cuts known as polygas olefins. The main product obtained is a relatively highly branched internal olefin.
전체로서, 가소제 알콜을 제공하기 위한 옥소 반응/수소화에 대한 적합한 쇄 길이의 올레핀을 제공하는 다양한 공정이 존재한다. 공정에 따라, 수득되는 이성체 혼합물은 매우 상이한 분지도, 분지화되지 않거나 삼분지 또는 다분지도를 가지며, 말단 내지 거의 배제적으로 내부로부터 각종 이중 결합 위치를 갖는다.In total, there are a variety of processes that provide suitable chain length olefins for oxo reaction / hydrogenation to provide plasticizer alcohols. Depending on the process, the isomeric mixtures obtained have very different branches, unbranched or tribranched or multibranched, and terminally to almost exclusively have various double bond positions from the inside.
올리고머화 공정의 다음 단계는 하이드로포밀화, 즉 올레핀을 합성 기체로서 공지된 일산화탄소 및 수소와 반응시켜 알데하이드를 수득하는 공정이다. 다수의 산업적 변형을 사용할 수 있다. 200 내지 300bar하에 170 내지 190℃에서 촉매 하이드로코발트 카보닐과의 하이드로포밀화가 통상 사용된다(고압 Co 공정, HPCo). 알킬 포스핀으로 개질된 Co 촉매가 또한 산업적으로 사용된다(Co 리간드). 또 다른 공지된 공정은 코발트 대신 100 내지 300bar하에 120 내지 130℃에서 촉매로서 로듐으로 작동시킨다(HPRh). 3개의 공정은 생성물의 이성체성 조성에서 현저히 상이하다. 예를 들면, 내부 선형 옥텐의 HPCo 옥소 반응은 옥소 반응으로부터 내부 이성체와 함께 약 50%의 선형 n-노난올을 제공(n/i ~1)하는 반면, 리간드 개질된 Co를 사용한 옥소 반응은 약 80%(n/i ~ 4)를 제공하고 HPRh 옥소 반응은 약 20%(n/i ~ 0.25)을 제공한다. 유사한 사항이 또한 분지된 올레핀의 옥소 반응에 적용된다.The next step in the oligomerization process is hydroformylation, ie the reaction of olefins with carbon monoxide and hydrogen known as synthesis gas to give aldehydes. Many industrial variations can be used. Hydroformylation with catalytic hydrocobalt carbonyl is usually used at 170 to 190 ° C. under 200 to 300 bar (high pressure Co process, HPCo). Co catalysts modified with alkyl phosphines are also used industrially (Co ligands). Another known process is operated with rhodium as catalyst at 120-130 ° C. under 100-300 bar instead of cobalt (HPRh). The three processes differ markedly in the isomeric composition of the product. For example, HPCo oxo reactions of internal linear octenes provide about 50% of linear n-nonanol (n / i-1) with internal isomers from the oxo reaction, whereas oxo reactions with ligand-modified Co are about 80% (n / i to 4) and HPRh oxo reaction provides about 20% (n / i to 0.25). Similar considerations also apply to the oxo reaction of branched olefins.
실험식이 예를 들면 옥텐에 대하여 C8H16으로 동일할지라도, 산업적으로 사용되는 올레핀 커트는 매우 상이한 구조 및 이중 결합 이성체를 포함한다. 동일한 올레핀 커트가 사용되는 경우, 옥소 반응/수소화를 통해 수득된 가소제 알콜 중의 분지도는 사용되는 옥소 공정의 함수로서 매우 다양하다. 또한, 하나의 옥소 공정과 하나의 올리고머화 공정의 고착 배합의 경우에도, 이성체 조성 변화는 사용되는 원료, 예를 들면, 작동 조건에서 변화, 요구되는 제조 프로그램으로의 전환 조절 및 많은 기타 인자로부터 유도되는 C4커트의 조성의 변화 결과로 나타난다.Although the empirical formula is, for example, the same as C 8 H 16 for octene, the olefin cuts used industrially contain very different structures and double bond isomers. When the same olefin cut is used, the degree of branching in the plasticizer alcohol obtained through oxo reaction / hydrogenation is very diverse as a function of the oxo process used. In addition, even in the case of a fixed blend of one oxo process and one oligomerization process, the isomeric composition changes are derived from the raw materials used, eg changes in operating conditions, control of conversion to the required manufacturing program and many other factors. This results in a change in the composition of the C 4 cut.
따라서, 생성되는 가소제 알콜의 이성체 조성은 폭넓은 제한내에서 다양하다. 그러나, 가소제의 물리적 특성 및 성능은 이들의 구조에 매우 의존적이라는 것이 공지되어 있다. 물리적 특성의 예로서, 20℃에서 측정한 프탈레이트의 점도는 하기 주어져 있다. 구체적으로, 선형 올레핀이 사용되는 경우 이소노난올의 프탈레이트(DINP)는 50 내지 60mPa·s의 점도 범위를 갖는 반면, 코디부틸렌이 사용되는 경우 공지된 DINP 등급은 160 내지 170mPa·s이다. 폴리가스 옥텐계 DINP 등급의 점도는 90 내지 110mPa·s이다. 옥톨 공정에서 라피네이트 II 또는 III를 사용하여, 수득된 알콜은 사용되는 옥소 반응이 고압 Co 공정인 경우 점도가 72 내지 82mPa·s인 프탈레이트를 갖는다. Rh 촉매를 사용하여 동일한 출발 물질은 90 내지 100mPa·s을 갖는 가소제를 제공한다.Thus, the isomeric composition of the resulting plasticizer alcohols varies within wide limits. However, it is known that the physical properties and performance of plasticizers are very dependent on their structure. As an example of the physical properties, the viscosity of the phthalate measured at 20 ° C. is given below. Specifically, the phthalate (DINP) of isononanol when linear olefins are used has a viscosity range of 50 to 60 mPa · s, while the known DINP grade is 160 to 170 mPa · s when codibutylene is used. The viscosity of the polygas octene DINP grade is 90 to 110 mPa · s. Using raffinate II or III in the octol process, the alcohol obtained has a phthalate having a viscosity of 72 to 82 mPa · s when the oxo reaction used is a high pressure Co process. The same starting material using the Rh catalyst gives a plasticizer having 90 to 100 mPa · s.
하기의 주의는 본질적으로 옥텐계 가소제의 몇몇 변형으로 한정되나, 숙련가들은 문제점이 혼합물 및 특히 이성체 혼합물이 작용성 유체인 에스테를 제조하기위해 사용되는 경우 언제나 존재함을 용이하게 알 수 있으며, 가소제는 작용성 유체의 서브그룹으로서 간주된다.The following precautions are inherently limited to several variations of octene-based plasticizers, but the skilled artisan readily recognizes that problems always exist when the mixtures and especially the isomeric mixtures are used to prepare esters which are functional fluids, and plasticizers It is considered as a subgroup of functional fluids.
이의 작용을 충족시키는 에스테르에 의해 요구되는 성능은 특별히 복잡하다. 윤활제로의 용도에서, 예를 들면, 점도, 강하점, 온도에 대한 점도 의존성 및 많은 기타 인자는 중요한 역할을 한다. 가소제에 대한 인자는 특히 저온에서 가요 작용 및 가소제 점도 및 케이블 덮개의 사용에서 전기 특성이다. 이들 특성 모두는 사용되는 물질의 구조 및 따라서 사용되는 물질의 이성체 조성에 의존한다.The performance required by the ester to fulfill its action is particularly complex. In use as lubricants, for example, viscosity, dropping point, viscosity dependence on temperature and many other factors play an important role. Factors for plasticizers are electrical properties, especially at low temperatures, in flexible action and plasticizer viscosity and in the use of cable sheaths. All of these properties depend on the structure of the material used and therefore the isomeric composition of the material used.
성능의 구조 의존성에 대한 정성적인 규칙이 존재한다. 예를 들면, 문헌[참조: Alan S. Wilson, Plasticizers, The Institute of Materials, 1995, ISBN 0 901716 76 6, pp. 135-136]에는 전반적인 탄소수, 즉 몰 질량 및 분지도, 즉 특히 이성체 조성의 함수로서 프탈레이트 특성이 기술되어 있다. 동일한 몰 질량에서, 예를 들면, 분지도 증가는 특히 다음을 초래한다:There is a qualitative rule for structure dependence of performance. See, eg, Alan S. Wilson, Plasticizers, The Institute of Materials, 1995, ISBN 0 901716 76 6, pp. 135-136 describe phthalate properties as a function of the overall carbon number, ie the molar mass and the degree of branching, in particular the isomer composition. At the same molar mass, for example, increasing the degree of branching in particular results in:
네가티브 효과Negative effect
·점도 증가Viscosity increase
·증기압 상승, 따라서 보다 높은 휘발성Increased vapor pressure, thus higher volatility
·보다 낮은 가소화 작용 수준Lower plasticizing levels
·보다 낮은 열 및 광에 대한 내성Resistance to lower heat and light
포지티브 효과Positive effect
·보다 나은 PVC 화합성Better PVC compatibility
·보다 적은 이동성Less mobility
·보다 큰 내이력성Greater history
·보다 낮은 생분해성(생성물 사용 동안)Lower biodegradability (during product use)
·보다 높은 내전기성Higher electrical resistance
이러한 것이 최상의 가소제가 아니며 각각의 적용에 대하여 절충되어야 함이 직접적으로 명백하다. 예를 들면, 가소화 작용이 매우 중요한 경우, 분지도가 가능한 최저인 가소제가 바람직하다. 대조적으로, PVC 케이블 덮개를 제조하고자 하는 경우, 다소 높은 분지도를 갖는 생성물을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 이들이 보다 나은 전기 절열 작용을 갖기 때문이다.It is directly clear that this is not the best plasticizer and must be compromised for each application. For example, when plasticizing action is very important, the plasticizer which is the lowest possible branching is preferable. In contrast, when producing PVC cable sheaths, it is desirable to use products with a somewhat higher degree of branching, since they have a better electrical thermal action.
문헌[참조: Brian L. Wadey, Lucien Thil, Mo A. Khuddus, Hans Reich; The Nonyl Phthalate Ester and its Use in flexible PVC, Journal of Vinyl Technology, 1990, 12(4), pp. 208-211]은 중요한 특성이 에스테르의 구조에 의존하는지 DINP의 몇몇 합성 제조한 단일 이성체와 참조하여 명백히 증명하였다.See Brian L. Wadey, Lucien Thil, Mo A. Khuddus, Hans Reich; The Nonyl Phthalate Ester and its Use in flexible PVC, Journal of Vinyl Technology, 1990, 12 (4), pp. 208-211 clearly demonstrated with reference to some synthetically prepared single isomers of DINP whether the important properties depend on the structure of the ester.
요약하면, 성능은 프탈레이트의 구조에 의존하며, 이는 부분적으로는 알콜의 구조에 의존하고 부분적으로는 기저 올레핀의 구조에 의존한다. 또 다른 복잡한 인자는 이들 화합물이 이성체 혼합물의 형태로 제조된다는 것이다. 따라서, 기술된 특성을 갖는 혼합물을 수득하기 위해 혼합물의 조성을 개조 또는 공식화하는 것이 바람직하다.In summary, performance depends on the structure of the phthalate, which partly depends on the structure of the alcohol and partly on the structure of the base olefin. Another complex factor is that these compounds are prepared in the form of isomeric mixtures. Therefore, it is desirable to modify or formulate the composition of the mixture to obtain a mixture with the described properties.
주요 어려움은 각종 시험이 단일 물질의 성능 적합성을 평가하기 위해 요구된다는 것이다. 단일 예로서 PVC에 대하여 가소제로서 프탈레이트를 취하면, 대표적인 프탈레이트 견본을 우선 이용되는 알콜 혼합물로부터 실험실에서 제조하여야한다. 시험 플라크는 종종 2개 이상의 농도의 가소제를 갖는 PVC로 생성되어야 하며, 실제 표준 시험은 이들에 대하여 수행된다. 이는 매우 복잡하고, 수일 또는 수주가 걸린다. 윤활제 적용에서, 요구되는 자원은 예를 들면, 엔진 시험이 수주 동안에 걸쳐 수행되어야 하는 경우 여전히 매우 값비싸다.The main difficulty is that various tests are required to assess the performance suitability of a single material. Taking phthalate as a plasticizer for PVC as a single example, a representative phthalate sample should first be prepared in the laboratory from the alcohol mixture used. Test plaques often have to be made of PVC with two or more concentrations of plasticizer, and actual standard tests are performed on them. This is very complicated and takes days or weeks. In lubricant applications, the required resources are still very expensive, for example if the engine test has to be carried out over several weeks.
혼합 명세서가 개발됨에 따라, 일정한 특성을 갖는 생성물이 제조 공정에서 제조될 수 있다. 예를 들면, 윤활제의 점도는 목적하는 점도 분류 내에 유지되도록 좁은 범위 내에 유지되어야 한다. 가소제에 대한 예는 가소화 작용이 가소제를 사용하는 프로세서가 혼합 명세서를 조절하기 위해 일정하게 강압되지 않도록 일정하게 유지되거나 내전기성이 최소 값이어야 한다. 그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 성능 시험을 통한 연속 제조 조절은 현재 초래되는 비용을 무시하더라도 불가능하다.As mixing specifications are developed, products with certain properties can be made in the manufacturing process. For example, the viscosity of the lubricant should be kept within a narrow range so as to remain within the desired viscosity classification. Examples for plasticizers should be that the plasticization action is kept constant or the electrical resistance is at a minimum so that the processor using the plasticizer is not constantly forced to control the mixing specification. However, as described above, continuous manufacturing control through performance testing is impossible even if the current costs incurred are ignored.
이론적으로 이성체 조성을 정확히 일정하게 유지시킴으로써 문제점을 해결할 수 있으나, 이는 실제 달성할 수 없다. 크랙커는 일정한 조성 C4스트림을 공급할 목적으로 작동되지 않으나, 에틸렌, 프로필렌, 석유 스피릿 또는 기타 벌크 생성물을 제공한다. 실제로, 크랙커로부터 입수되는 C4스트림의 조성은 사용되는 원료의 조성 및 작동 모드에 항상 크게 좌우된다. 문제점은 일반적으로 대규모 제조의 경우에서와 같이 C4스트림이 상이한 크랙커로부터 수득되는 경우 보다 더 처리하기 어려워진다.Theoretically, the problem can be solved by keeping the isomer composition exactly constant, but this cannot be achieved in practice. Crackers do not operate for the purpose of feeding a constant composition C 4 stream, but provide ethylene, propylene, petroleum spirits or other bulk products. In fact, the composition of the C 4 streams obtained from the crackers always depends greatly on the composition of the raw materials used and the mode of operation. The problem is generally more difficult to handle than when C 4 streams are obtained from different crackers as in the case of large scale production.
따라서, 그 자체로 출발점에서 사용되는 원료는 필연적으로 생성물의 조성을변화시키고 따라서 이성체 분포가 변하고 성능이 변한다. 위에서 논의한 바와 같이, 생성물 조성의 기타 변화는 예를 들면, 작동 조건의 변화 또는 올리고머화 촉매의 시효를 통해 후속 올리고머화 및 하이드로포밀화 단계에서 수행된다. 문제점은 사용되는 알콜을 수득하는 독립적인 에스테르 생산자에서 가장 심하며, 이는 생성물이 상이한 올리고머화 공정 및 옥소 공정으로부터 나올 수 있기 때문이다. 에스테르화 알콜로서 사용되는 이소노난올을 제조하기 위해 사용되는 원료, 올리고머화 공정 및 하이드로포밀화 공정에 따라 점도가 20℃에서 약 50 내지 170mPa·s인 DINP 등급이 존재한다는 사실을 또한 언급할 수 있다. 분리된 예 DINP는 근본적인 문제점이나 유사한 사항이 물론, 특히 알콜 또는 카복실산의 이성체 혼합물이 사용되는 경우, 작용성 유체로서 사용되는 모든 유체에 적용됨을 증명한다.Thus, the raw materials used at the starting point in themselves inevitably change the composition of the product and thus the isomer distribution and the performance. As discussed above, other changes in product composition are performed in subsequent oligomerization and hydroformylation steps, eg, through changes in operating conditions or aging of the oligomerization catalyst. The problem is most severe in the independent ester producers who obtain the alcohols used, since the products can come from different oligomerization and oxo processes. It may also be mentioned that there is a DINP grade with a viscosity of about 50 to 170 mPa · s at 20 ° C. depending on the raw materials used to prepare isononanol used as esterification alcohol, oligomerization process and hydroformylation process. have. Isolated Example DINP demonstrates that the fundamental problem or similar applies, of course, to all fluids used as functional fluids, especially when isomeric mixtures of alcohols or carboxylic acids are used.
상기 논의한 바와 같이, 원칙적으로 각종 적용 섹터에 대한 생성물을 조절하기 위해 이성체 농도 변화를 사용할 수 있으나, 경제적인 이유로 플랜트를 일정하게 작동시키는 것이 바람직하다. 생성물의 목적하는 특성이 초기 고려되어야 하는 문제점을 무시하는 경우에도, 이는 매우 비용 소모적이고 시간 소모적이어서 종종 제조를 전환시켜 상이한 생성물 변형을 초래한다. 따라서, 목적은 가능한 가장 일정한 특성을 갖는 표준 생성물을 제조하고자 하는 것이며, 생성물은 가장 폭넓은 가능한 범위의 적용을 포함한다. 그러나, 소비자 요건은 보다 엄격해지고, 증가되는 소비자 방침은 소비자 바람에 대한 반응을 요구하며, 이러한 반응은 필연적으로 표준 생성물과 함께 특정 생성물의 제조를 의미한다.As discussed above, in principle, isomeric concentration variations can be used to control products for various application sectors, but for economic reasons it is desirable to operate the plant consistently. Even if the desired properties of the product ignore the problems that must be considered initially, this is very costly and time consuming and often leads to different production modifications resulting in different product modifications. Thus, the aim is to produce standard products with the most consistent properties possible, and the products include the widest possible range of applications. However, consumer requirements are becoming more stringent, and increasing consumer policy requires a response to consumer desires, which inevitably implies the manufacture of certain products with standard products.
목적purpose
따라서, 목적은 매우 다양한 조성의 알콜 혼합물로부터 특정 특성을 갖는 프탈레이트 혼합물을 제조하는 것이며, 프탈레이트의 특성은 알콜의 조성을 통해 간단한 방법으로 조절할 수 있다.Therefore, the aim is to prepare phthalate mixtures with specific properties from alcohol mixtures of a wide variety of compositions, the properties of which can be controlled in a simple way through the composition of the alcohols.
이상적으로, 최종 생성물(프탈레이트 혼합물)의 성능이 임계 전구체의 제조 가 완결되기 전, 예를 들면, 올레핀 이성체 혼합물로부터 제조된 알데하이드의 하이드로포밀화 동안 예견되는 방법이 발견되어야 한다. 이는 최종 생성물에 대한 긴 성능 시험없이 가능해야 한다(예: 수소화에 의해 알콜 및 산화에 의해 카복실산의 제조, 에스테르 제조, 가소화 PVC를 사용한 시험 플라크 제조 등).Ideally, it should be found that the performance of the final product (phthalate mixture) is predicted during the hydroformylation of aldehydes prepared from olefin isomeric mixtures, for example, before the preparation of the critical precursor is complete. This should be possible without long performance tests on the final product (eg preparation of carboxylic acids by alcohol and oxidation by hydrogenation, preparation of esters, preparation of test plaques using plasticized PVC, etc.).
목적의 달성Achievement of purpose
프탈레이트 에스테르의 점도는 각각 에스테르화에 사용되는 알콜의 구조 및 이성체 조성에 의존한다. 이는 성능 변수, 예를 들면, 저온 가요 작용 및 내전기성과 관련된다. 충분한 측정치가 입수되는 경우, 이는 이론적 방정식 또는 심지어 간단한 실험식을 사용하여 기술할 수 있다.The viscosity of the phthalate esters depends on the structure and isomer composition of the alcohols used for the esterification, respectively. This is related to performance variables such as low temperature flexibility and electrical resistance. If sufficient measurements are available, they can be described using theoretical equations or even simple empirical equations.
따라서, 단일 프탈산 에스테르의 점도 측정, 특히 단순 측정은 성능의 기타 측면에 관한 결론을 제공할 수 있다. 그러나, 문제점은 완성된 에스테르, 예를 들면, DINP가 이용될 때까지 측정할 수 없다는 것이다. 이는 알콜 조성에 작용하기에 너무 늦다.Thus, viscosity measurements, particularly simple measurements, of single phthalic acid esters can provide conclusions regarding other aspects of performance. However, the problem is that it cannot be measured until a finished ester, for example DINP, is used. It is too late to act on the alcohol composition.
원칙적으로, 이성체 화합물의 혼합물의 점도는 단일 성분으로 간단 혼합 규칙을 사용하여 달성할 수 있다. 문헌[참조: VDI-Warmeatlas [VDI heat atlas], VDI Verlag, seventh extended edition, 194, section Da 30]은 다음을 나타낸다.In principle, the viscosity of a mixture of isomeric compounds can be achieved using simple mixing rules with a single component. VDI-Warmeatlas [VDI heat atlas], VDI Verlag, seventh extended edition, 194, section Da 30 show the following.
위의 식에서,In the above formula,
η은 혼합물의 점도이고,η is the viscosity of the mixture,
ηe은 단일 성분(프탈레이트)의 점도이고,η e is the viscosity of a single component (phthalate),
xe은 단일 성분(프탈레이트)의 몰 분율이다.x e is the mole fraction of the single component (phthalate).
단일 성분(프탈레이트)의 점도 측정 및 이성체 조성(프탈레이트)의 측정은 따라서 생성물 특성이 일정하게 유지되는지를 체크하는데 적합한 수단이다. 그러나, 이는 실제로 다수의 이성체에 기인하여 불가능한데, 이는 반응 혼합물로부터 합성 또는 분리에 이은 이들을 시험하는 비용이 현재 이용되는 수단을 사용하여 허용되지 않기 때문이다.Determination of the viscosity of a single component (phthalate) and determination of the isomeric composition (phthalate) are therefore suitable means of checking whether product properties remain constant. However, this is actually impossible due to the large number of isomers, since the cost of testing them following synthesis or separation from the reaction mixture is not acceptable using the means currently used.
다음의 목록은 DINP를 제조하는데 사용되는 이소노난올의 가장 중요한 이성체를 제공하며, 2-부텐을 올리고머화시켜 제조된 옥텐 혼합물의 옥소 반응에 의해 제조된다. 조성물은 본질적으로 다음과 같이 나타낼 수 있으며, 입체 이성체를 무시하고 14개의 이성체를 갖는다: n-노난올, 2-메틸옥탄올, 2-에틸헵탄올, 2-프로필헥산올, 4-메틸옥탄올, 3-에틸헵탄올, 6-메틸옥탄올, 2,3-디메틸헵탄올, 2-프로필-3-메틸펜탄올, 2-에틸-4-메틸헥산올, 2,5-디메틸헵탄올, 4,5-디메틸헵탄올, 2,3,4-트리메틸헥산올 및 2-에틸-3-메틸헥산올.The following list provides the most important isomers of isononanol used to prepare DINP and is prepared by the oxo reaction of an octene mixture prepared by oligomerizing 2-butene. The composition can be represented essentially as follows and has 14 isomers ignoring stereoisomers: n-nonanol, 2-methyloctanol, 2-ethylheptanol, 2-propylhexanol, 4-methyloctanol , 3-ethylheptanol, 6-methyloctanol, 2,3-dimethylheptanol, 2-propyl-3-methylpentanol, 2-ethyl-4-methylhexanol, 2,5-dimethylheptanol, 4 , 5-dimethylheptanol, 2,3,4-trimethylhexanol and 2-ethyl-3-methylhexanol.
초기에 사용되는 원료가 또한 이소부텐을 함유하는 경우, 예를 들면, 많은 추가의 이성체, 예를 들면, 3,5,5-트리메틸헥산올, 3,4,5-트리메틸헥산올 및 3,4,4-트리메틸헥산올 및 기타가 존재한다.If the raw materials used initially also contain isobutene, for example, many additional isomers, for example 3,5,5-trimethylhexanol, 3,4,5-trimethylhexanol and 3,4 , 4-trimethylhexanol and the like are present.
알콜이 이염기성 폴리카복실산, 예를 들면, 프탈산을 사용하여 에스테르화되는 경우, 하나의 단일 화합물이 생성되는 경우만이 사용되는 알콜이 하나의 단일 이성체로 구성되는 경우 발생한다. 예를 들면, 프탈산이 n-노난올을 사용하여 에스테르화되는 경우, 디-n-노닐 프탈레이트가 생성된다. 대조적으로, 에스테르화 알콜이 2개 이상의 이성체로 구성되는 경우, 프탈산의 에스테르화에서 제조되는 생성물은 예를 들면, 2개의 알킬 라디칼이 동일하거나 상이한 프탈레이트이다. 따라서, 상기 언급한 14개의 이성체를 갖는 이소노난올을 사용하는 경우, 동일한 알킬 그룹을 갖는 14개의 프탈레이트가 생성되고 2개의 상이한 알킬 그룹을 갖는 91(14·13/2)개의 프탈레이트가 생성될 수 있다. 따라서, 입체 이성체를 무시하는 경우, 총 105개의 상이한 프탈레이트가 형성될 수 있다.When alcohols are esterified using dibasic polycarboxylic acids, for example phthalic acid, they occur when the alcohol used is composed of one single isomer only when one single compound is produced. For example, when phthalic acid is esterified using n-nonanol, di-n-nonyl phthalate is produced. In contrast, when the esterified alcohol consists of two or more isomers, the product produced in the esterification of phthalic acid is, for example, phthalates where the two alkyl radicals are the same or different. Thus, using isononanol having the 14 isomers mentioned above, 14 phthalates with the same alkyl group can be produced and 91 (14.13 / 2) phthalates with 2 different alkyl groups can be produced. have. Thus, when ignoring stereoisomers, a total of 105 different phthalates can be formed.
화합물, 예를 들면, 삼염기성 트리멜리트산 또는 사염기성 피로멜리트산의 에스테르의 경우에서, 이성체의 수는 무수하다. 이성체의 하나가 시험되어야 하며, 분석학적 분리는 복잡하고 시간 소모적이며, 점도 측정을 위한 적합한 견본의 제조도 매우 그러하다.In the case of compounds, for example esters of tribasic trimellitic acid or tetrabasic pyromellitic acid, the number of isomers is anhydrous. One of the isomers has to be tested, the analytical separation is complex and time consuming, and so is the preparation of suitable specimens for viscosity measurement.
놀랍게도, 이러한 형태의 에스테르의 이성체 혼합물의 점도가 각각 폴리카복실산 에스테르의 경우에 사용되는 에스테르화 알콜의 조성 및 폴리올을 에스테르화하기 위해 사용되는 카복실산의 조성과 관련됨을 발견하였다.It has surprisingly been found that the viscosity of the isomeric mixtures of esters of this type is related to the composition of the esterified alcohols used in the case of polycarboxylic acid esters and the composition of the carboxylic acid used to esterify the polyol, respectively.
상기 인용된 혼합 규칙은 삽입되는 에스테르의 실제 조성이 아니라 단지 각각 에스테르화 알콜 및 카복실산의 조성이므로 에스테르의 점도에 사용될 수 없다. 결과는 다중 이성체로의 에스테르화에 의해 수득되는 에스테르 혼합물의 점도에 대한 기여로서 단일 이성체의 점도 매개변수이다. 이들 값은 또한 자연히 에스테르에서 단일 이성체의 상호작용의 영향을 포함한다.The mixing rule cited above cannot be used for the viscosity of the ester as it is only the composition of the esterified alcohol and the carboxylic acid, respectively, rather than the actual composition of the ester being inserted. The result is the viscosity parameter of a single isomer as a contribution to the viscosity of the ester mixture obtained by esterification into multiple isomers. These values also naturally include the effect of the interaction of single isomers in the ester.
프탈레이트 혼합물을 에스테르화하여 수득되는 알콜 혼합물에 사용되는 단일 알콜 성분의 몰 분율이 동일한 경우, 알킬 라디칼이 동일한 프탈레이트 만으로 이루어진 에스테르 혼합물이 동일한 알킬 라디칼을 갖는 프탈레이트와 함께 또한 이성체성 알킬 라디칼을 갖는 프탈레이트가 존재하는 프탈레이트 혼합물로서 거의 동일한 점도를 가진다는 것을 예견할 수 없다.If the molar fractions of the single alcohol components used in the alcohol mixture obtained by esterifying the phthalate mixture are the same, the ester mixture consisting of only phthalates having the same alkyl radicals, together with the phthalates having the same alkyl radicals and also having isomeric alkyl radicals, It cannot be foreseen to have almost the same viscosity as the phthalate mixture present.
달리, 알콜 혼합물에 존재하는 모든 이성체가 분리되고 프탈산으로 에스테르화되는 경우, 및 각종 프탈레이트가 알콜이 알콜 혼합물에 존재하는 비로 혼합되는 경우, 수득되는 프탈레이트 혼합물의 점도는 알콜 혼합물과 프탈산의 직접 반응으로부터 초래되는 혼합물과 대략 동일하다.Alternatively, when all isomers present in the alcohol mixture are separated and esterified with phthalic acid, and when the various phthalates are mixed in the ratio at which the alcohol is present in the alcohol mixture, the viscosity of the phthalate mixture obtained is obtained from the direct reaction of the alcohol mixture with phthalic acid. Approximately the same as the resulting mixture.
이러한 결과는 프탈산과의 알콜 혼합물의 직접 에스테르화 동안 초래될 수 있는 프탈레이트 혼합물의 수가 상기 기술한 바와 같이, 특정 비로 혼합하여 단일 성분의 에스테르화 동안 초래되는 것보다 너 높기 때문에 매우 놀라운 것이다. 이는 중요한 프탈레이트 혼합물에서 프탈레이트 이성체의 실제 수가 아니라 기저 알콜 혼합물의 이성체 조성임을 의미한다.This result is surprising because the number of phthalate mixtures that can result during the direct esterification of the alcohol mixture with phthalic acid is much higher than that which results during the esterification of a single component by mixing in a specific ratio, as described above. This means that the isomer composition of the base alcohol mixture is not the actual number of phthalate isomers in the important phthalate mixtures.
따라서, 본 발명은 프탈산 또는 프탈산 무수물과 특정 탄소수의 이성체성 알킬 알콜의 혼합물과의 에스테르화에 의해 제조된 특정 점도를 갖는 이성체성 디알킬 프탈레이트의 혼합물을 제공하며, 여기서, 프탈산 에스테르 혼합물의 점도는 수학식 I에 따른 이성체성 알킬 알콜의 조성 및 이들의 점도 매개변수를 통해 조절된다.Accordingly, the present invention provides a mixture of isomeric dialkyl phthalates having a particular viscosity prepared by esterification of phthalic acid or phthalic anhydride with a mixture of isomeric alkyl alcohols of particular carbon number, wherein the viscosity of the phthalic ester mixture is It is controlled through the composition of the isomeric alkyl alcohols according to equation (I) and their viscosity parameters.
위의 수학식 I에서,In Equation I above,
η은 디알킬 프탈레이트 혼합물의 점도이고,η is the viscosity of the dialkyl phthalate mixture,
xi는 이성체적으로 순수한 알콜의 몰 분율이고,x i is the mole fraction of isomericly pure alcohols,
ηi는 디알킬 프탈레이트 혼합물 중의 이성체적으로 순수한 알콜의 점도 매개변수이다.η i is the viscosity parameter of the isomerically pure alcohol in the dialkyl phthalate mixture.
혼합물의 점도는 에스테르화에 사용되는 이성체성 알킬 알콜의 탄소수에 의존한다. 본 발명의 점도 또는 바람직한 범위는 다음과 같다:The viscosity of the mixture depends on the carbon number of the isomeric alkyl alcohol used for the esterification. The viscosity or preferred range of the invention is as follows:
이성체성 디알킬 프탈레이트의 혼합물이 2개의 디알킬 프탈레이트 혼합물을혼합하여 특정 점도 η로 제조되는 경우(여기서, 한정 경우에서, 혼합물 대신 이성체적으로 순수한 프탈산 에스테르를 사용할 수 있다), 2개의 성분의 혼합물 함량은 프탈레이트 혼합물의 근원이 되는 이성체성 알콜의 몰 분율이 공지된 경우, 수학식 II에 따라 계산될 수 있다.If a mixture of isomeric dialkyl phthalates is prepared by mixing two dialkyl phthalate mixtures to a specific viscosity η (where, in limited cases, isomerically pure phthalic esters may be used instead of the mixture), a mixture of two components The content can be calculated according to formula (II), if the mole fraction of the isomeric alcohol from which the phthalate mixture is based is known.
위의 수학식 II에서,In Equation II above,
η은 2개의 성분 혼합 후에 디알킬 프탈레이트 혼합물의 점도이고,η is the viscosity of the dialkyl phthalate mixture after two component mixing,
xi1는 프탈레이트 혼합물 1의 비누화로부터 수득되는 알콜 혼합물 1 중의 이성체의 몰 분율이고,x i1 is the mole fraction of isomers in alcohol mixture 1 obtained from saponification of phthalate mixture 1,
xi2는 프탈레이트 혼합물 2의 비누화로부터 수득되는 알콜 혼합물 2 중의 이성체의 몰 분율이고,x i2 is the mole fraction of isomers in alcohol mixture 2 obtained from saponification of phthalate mixture 2,
ηi는 알콜 이성체의 점도 매개변수이고,η i is the viscosity parameter of the alcohol isomer,
a는 2개 성분 혼합물 중의 프탈레이트 혼합물 1의 비율이고,a is the proportion of phthalate mixture 1 in the two component mixture,
(1-a)는 2개의 성분 혼합물 중의 프탈레이트 혼합물 2의 비율이고,(1-a) is the ratio of phthalate mixture 2 in the two component mixture,
a/(1-a)는 2개의 성분의 혼합 비이다.a / (1-a) is the mixing ratio of two components.
수학식 II와 유사하게, 2개 이상의 프탈레이트 혼합물의 혼합에 대하여 계산 방법을 설정할 수 있다. 예를 들면, 프탈레이트 혼합물로부터 제조된 프탈레이트 혼합물의 점도에 적용 가능한 수학식은 수학식 III이다.Similar to Equation II, a calculation method can be set for the mixing of two or more phthalate mixtures. For example, the equation applicable to the viscosity of the phthalate mixture prepared from the phthalate mixture is Equation III.
위의 수학식 III에서,In Equation III above,
a+b+c는 1이고,a + b + c is 1,
a, b 및 c는 전체 혼합물 중의 3개 성분의 비율이다.a, b and c are the proportions of the three components in the total mixture.
따라서, 본 발명은 알킬 에스테르가 동일한 탄소수를 갖고, 이들의 점도에 상응하는 탄소수를 가지는 이성체적으로 순수한 디알킬 프탈레이트 및/또는 디알킬 포스페이트 혼합물의 혼합에 의해 제조된 특정 점도의 이성체성 디알킬 프탈레이트의 혼합물을 제공하며, 여기서, 이성체성 디알킬 프탈레이트의 혼합물은 수학식 IV에 따른 점도 및 조성을 갖는다(수학식 II 및 III은 일반적으로 적용되는 수학식 IV의 특별 경우이다).Accordingly, the present invention relates to certain viscosity isomeric dialkyl phthalates prepared by mixing isomerically pure dialkyl phthalates and / or dialkyl phosphate mixtures in which the alkyl esters have the same carbon number and have carbon numbers corresponding to their viscosity. Wherein a mixture of isomeric dialkyl phthalates has a viscosity and composition according to formula IV (Equations II and III are the special cases of formula IV generally applied).
위의 수학식 IV에서,In Equation IV above,
은 1(0≤aj≤1)이고, Is 1 (0 ≦ a j ≦ 1),
n은 혼합물 중의 성분의 수이고,n is the number of components in the mixture,
m은 최종 혼합물의 근원이 되는 알콜 이성체의 수이고,m is the number of alcohol isomers that are the source of the final mixture,
η은 성분 혼합 후에 디알킬 프탈레이트 혼합물의 점도이고,η is the viscosity of the dialkyl phthalate mixture after component mixing,
xij는 프탈레이트 혼합물 j의 비누화로부터 수득되는 알콜 혼합물 j 중의 특정 이성체 i의 몰 분율이고,x ij is the mole fraction of the particular isomer i in the alcohol mixture j obtained from saponification of the phthalate mixture j,
ηi는 특정 알콜 이성체 i의 점도 매개변수이고,η i is the viscosity parameter of the particular alcohol isomer i,
aj는 최종 생성물 중의 성분 j(프탈레이트 혼합물)의 혼합물 함량(중량 비율)이다.a j is the mixture content (weight ratio) of component j (phthalate mixture) in the final product.
이의 쇄 길이 및 점도와 바람직한 범위와 관련하여, 상기한 설명이 또한 적용될 수 있다.With regard to its chain length and viscosity and the preferred ranges, the above description can also be applied.
수학식 II 내지 IV는 또한 특정 점도를 갖는 프탈레이트 혼합물을 제조하기 위해 이성체 조성이 상이한(이성체의 성질 및 또한 정량 비율) 2개 이상의 알콜 혼합물(성분)로부터 알콜 혼합물을 제조하고자 하는 경우, 혼합물 함량의 계산에 적용될 수 있다.Equations II to IV also indicate that if one wants to prepare an alcohol mixture from two or more alcohol mixtures (components) that differ in the isomer composition (the nature and also the quantitative ratio of the isomers) in order to prepare a phthalate mixture having a particular viscosity, Can be applied to calculations.
또한, 본 발명은 에스테르화 전에 프탈산 에스테르 또는 알콜의 블렌딩에 의해 언급된 점도를 갖는 이성체성 디알킬 프탈레이트의 혼합물을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a process for the preparation of mixtures of isomeric dialkyl phthalates having the stated viscosity by blending phthalic acid esters or alcohols before esterification.
탄소수가 9인 알킬 알콜로부터 제조된 본 발명의 이소노닐 프탈레이트는 이성체적으로 순수한 노난올 또는 노난올 혼합물을 n-노난올과 혼합하여 제조된 노난올의 혼합물인 이성체성 알킬 알콜의 혼합물을 사용하여 수득할 수 있다.The isononyl phthalates of the present invention prepared from alkyl alcohols having 9 carbon atoms are prepared using a mixture of isomeric alkyl alcohols which is a mixture of nonanols prepared by mixing isomerically pure nonanols or nonanol mixtures with n-nonanol. Can be obtained.
대안으로서, 이성체적으로 순수산 노난올 또는 노난올 혼합물을 3,5,5-트리메틸헥산올과 혼합하여 제조한 노난올의 혼합물인 이성체성 알킬 알콜의 혼합물을 사용할 수 있다.As an alternative, a mixture of isomeric alkyl alcohols, which is a mixture of nonanol prepared by mixing isomerically pure acid nonanol or nonanol mixture with 3,5,5-trimethylhexanol, can be used.
프탈산 에스테르가 혼합되는 경우, 예를 들면, 디노닐 프탈레이트인 경우, 이성체적으로 순수한 디노닐 프탈레이트 또는 디노닐 프탈레이트 혼합물은 디(3,5,5-트리메틸헥실)프탈레이트 또는 디(이소노닐)프탈레이트와 혼합할 수 있다.When phthalic acid esters are mixed, for example dinonyl phthalate, the isomerically pure dinonyl phthalate or dinonyl phthalate mixture may be mixed with di (3,5,5-trimethylhexyl) phthalate or di (isononyl) phthalate. You can mix.
부수 성분의 적합한 블렌딩은 점도가 이들 범위 내에 있는 임의 생성물의 제조를 허락한다. 예를 들면, 알콜 n-노난올 또는 3,5,5-트리메틸헥산올은 약 45 내지 약 110mPa·s의 DINP 등급의 점도를 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 제1 예에서 저온 가요 작용이 우수한 생성물을 제공하고, 제2 경우에 저온 가요 작용이 보다 덜 우수하나 내전기성이 증가된 생성물을 제공한다.Suitable blending of minor ingredients allows the preparation of any product whose viscosity is within these ranges. For example, alcohol n-nonanol or 3,5,5-trimethylhexanol can be used to adjust the viscosity of DINP grades of about 45 to about 110 mPa · s, in the first example a product having good low temperature flexibility And in the second case a product having a lower low temperature flexible action but having increased electrical resistance.
쉽게 조절 가능한 점도는 본 발명의 프탈산 에스테르 혼합물이 다용도로 사용케 하며, 이들은 플라스틱, 특히 PVC에 대한 가소제, 유압 유체, 윤활제 또는 윤활제에서 성분으로서 사용될 수 있다.Easily adjustable viscosities allow the phthalic acid ester mixtures of the present invention to be versatile, which can be used as components in plasticizers, hydraulic fluids, lubricants or lubricants for plastics, in particular PVC.
단일 성분으로부터 점도 기여 측정Determination of viscosity contribution from a single component
첫번째로, 이들이 비용을 극적으로 증가시킬 수 있으므로 모든 미량 성분을 포함하는 모든 이성체를 분석하거나 분석하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서 방법은 전체에서 임의의 공지되지 않은 잔사를 취하고 이를 가상 성분으로서 처리한다. 이러한 공지되지 않은 잔사가 지나치게 다량이지 않은 경우, 예를 들면, 10% 미만인 경우 또는 바람직하게는 5% 미만인 경우, 오차는 수락할 수 없게 크지 않다. 예를 들면, 몇 %의 공지되지 않은 잔사의 다수 측정은 최종 생성물에서 +/-2mPa·s의 오차에 의해 커버된다.First, it may be desirable to analyze or analyze all isomers that include all trace components, as they can dramatically increase the cost. Here the method takes any unknown residue in its entirety and treats it as a virtual component. If this unknown residue is not too large, for example less than 10% or preferably less than 5%, the error is not unacceptably large. For example, many measurements of unknown residues of several% are covered by an error of +/- 2 mPa · s in the final product.
두번째로, 때때로 이성체의 자기 상관성으로 문제될 수 있다. 예를 들면, 2-프로필헥산올이 내부 n-옥텐의 옥소 반응 동안 생성되는 경우, 항상 2-에틸헵탄올 및 2-메틸옥탄올의 약간의 함량이 존재하며 이들 이성체의 높은 수준의 자기 상관성을 초래한다. 이들 이성체가 기타 측정, 예를 들면, 증류에 의해 보다 명백하게 구별되지 않는 경우, 이들 자기 상관 성분은 단일 성분과 함께 취해진다. 기술된 측정이 자기 상관성을 제거할 수 없는 경우, 실제 제조 시스템에서 보다 강하게 존재할 수 있으므로, 정확성은 매우 작다. 따라서, 단일 성분으로 이러한 형태의 2개 이상의 성분을 처리하는 것이 완전히 허용되고 정당화된다.Second, it can sometimes be a problem due to autocorrelation of isomers. For example, when 2-propylhexanol is produced during the oxo reaction of internal n-octene, there is always some content of 2-ethylheptanol and 2-methyloctanol and high levels of autocorrelation of these isomers. Cause. If these isomers are not more clearly distinguished by other measurements, for example distillation, these autocorrelation components are taken together with a single component. If the described measurement cannot eliminate autocorrelation, the accuracy may be very small since it may be stronger in the actual manufacturing system. Thus, treating two or more components of this type with a single component is fully acceptable and justified.
놀랍게도, 점도에 대한 가상 기여를 측정하기 위해 모든 성분을 분리할 필요는 없다. 실제로, 이소노난올의 경우에서, 3 또는 4개 이하의 성분은 허락되는 오차를 초과하지 않으면서 함께 취할 수 있다. 한편, 정확도는 특히 강제적인 요건에 의해 필연적인 경우, 상응하게 높은 비용에서 목적한 바로 개선될 수 있다. 그러나, 이러한 비용을 초래하는 것이 필요하지 않다. 실제로, 비용과 정확도 사이에 절충될 수 있다.Surprisingly, not all components need to be separated to measure the hypothetical contribution to viscosity. Indeed, in the case of isononanol, up to 3 or 4 components can be taken together without exceeding the allowable error. On the other hand, the accuracy can be improved just as desired at a correspondingly high cost, especially if it is inevitable by mandatory requirements. However, it is not necessary to incur this cost. In fact, there may be a tradeoff between cost and accuracy.
기본 데이타가 측정되지 마자, 용액은 범위 내에서 유지시키 위해 이용될 수 있다. 성분의 효과는 공지되어 있으므로, 조성 변화 및 따라서 기대되는 특성 변화는 제조 공정 자체 동안 약속될 수 있다. 생성물의 조성이 정확하게 일정 유지되며, 설명된 바와 같이, 허용되지 않는 비용에서 산업적으로 불가능하거나 가능한 것이 중요한 것이 아니다. 오히려, 최종 생성물의 성능이 일정한 것이 중요하다. 실제로, 방법은 목적하는 값으로부터 현저하게 이탈되는 즉시 사용할 성분, 이성체 혼합물 또는 한정된 알콜을 제공하는 것이다.As soon as the basic data is measured, the solution can be used to keep it within range. Since the effect of the components is known, the compositional change and thus the expected property change can be promised during the manufacturing process itself. The composition of the product remains precisely constant, and as described, it is not important that it is industrially impossible or possible at unacceptable costs. Rather, it is important that the performance of the final product is constant. In practice, the method is to provide components, isomer mixtures or defined alcohols for immediate use which are markedly deviated from the desired values.
이하 사용되는 용어 "이성체"는 실험식이 동일하지만 구조가 상이한 화합물을 의미한다. 이성체적으로 순수하다는 것은 에스테르 또는 알콜이 하나의 이성체(입체 이성체는 이와 관련하여 하나의 이성체로서 간주된다)의 화합물로 이루어진 것을 의미하며, 존재하고/하거나 산업 공정으로 초래되는 기타 이성체의 불순물은 무시된다.The term "isomer" used hereinafter means a compound having the same empirical formula but different structure. Isomerically pure means that an ester or alcohol consists of a compound of one isomer (stereoisomers are regarded as one isomer in this regard), ignoring impurities of other isomers present and / or resulting from industrial processes do.
본 발명의 프탈레이트 및 이의 제조방법은 예를 들면 복합 옥텐 혼합물의 하이드로포밀화에 이은 하이드로포밀화 생성물의 수소화에 의한 이소노난올의 제조의 전구체 단계에서 제조의 신속하고 자동화 가능한 조절을 허락하며, 이성체에서 분지의 이소인덱스 및 성질은 상응하는 알콜을 수득하기 위한 알데하이드의 수소화 동안 유지되고, 이로부터 제조되는 최종 생성물, 예에서 DINP 가소제의 특성에 관한 결론에 도달할 수 있다. 조절 방법의 예는 가소제의 예기되는 점도의 자동화 계산과 커플링된 공정 기체 크로마토그래프이다. 이는 생성물 품질과 예기되는 최종 생성물의 성능의 자동 모니터링을 허락하며, 이러한 경우에서, 점도의 물질적 변수를 모니터링한다. 그러나, 이는 성능의 하나의 측면과 규칙적인 상관성을 가지므로, 중요한 변수는 대체로 특정 범위 내에서 조절될 수 있다. 연속 조절을 수행하기 위해 필요한 모든 것은 요구되는 측정 값의 단일 결정이다.The phthalates of the present invention and methods for their preparation allow for rapid and automated control of the preparation at the precursor stage of the preparation of isononanol, for example by hydroformylation of a complex octene mixture followed by hydrogenation of a hydroformylation product, The isoindex and properties of the branch at are maintained during the hydrogenation of the aldehyde to obtain the corresponding alcohol and conclusions can be reached concerning the properties of the final product, eg DINP plasticizer, prepared therefrom. An example of a control method is a process gas chromatograph coupled with automated calculation of the expected viscosity of the plasticizer. This allows for automatic monitoring of product quality and expected end product performance, in which case it monitors the material variables of viscosity. However, since it has a regular correlation with one aspect of performance, important variables can usually be adjusted within a certain range. All that is needed to carry out a continuous adjustment is a single determination of the required measured value.
실제로 공정은 이성체 조성이 가능한 최대로 상이한 일련의 상이한 혼합물을 제조하는 것이다. 여기서, 초기에 언급된 문제점은 예를 들면, 상이한 조성의 옥텐 혼합물, 예를 들면, 시판되는 올레핀, 예를 들면, 1-옥텐, 4-옥텐, 2-에틸-1-헥센 또는 2,4,4-트리메틸펜텐(디이소부텐)을 사용하여 문제점을 해결하기 위해 규칙적으로 이용할 수 있다. 또한, 산성 촉매상에서 알콜을 탈수시켜, 예를 들면, 2-옥탄올 또는 2-에틸헥산올을 탈수시켜 이성체 혼합물을 제조할 수 있다. 디메틸헥센을 제조하는 한 방법은 1- 및 2-부텐의 산성 올리고머화이다. 올레핀을 제조하기 위한 모든 합성 경로는 가능한 상이한 출발 올레핀을 수득하기 위해 이용될 수 있다.In practice the process is to produce a series of different mixtures with the largest possible isomer composition. Here, the problems mentioned earlier are, for example, octene mixtures of different compositions, for example commercially available olefins such as 1-octene, 4-octene, 2-ethyl-1-hexene or 2,4, 4-trimethylpentene (diisobutene) can be used regularly to solve the problem. The isomer mixture can also be prepared by dehydrating the alcohol on an acidic catalyst, for example by dehydrating 2-octanol or 2-ethylhexanol. One method of preparing dimethylhexene is acidic oligomerization of 1- and 2-butenes. All synthetic routes to make olefins can be used to obtain different starting olefins as possible.
올레핀을 각종 방법으로, 예를 들면, HPCo, HPRh 또는 리간드 개질된 Rh 또는 Co 촉매를 사용하여 하이드로포밀화시킨다. 이는 사용되는 출발 올레핀이 동일한 경우에도 이성체 조성의 추가의 구별을 제공한다. 수소화는 이성체 조성이 비교적 상이한 목적하는 알콜, 일례로 이소노난올을 제공한다. 추가의 구별은 주의 깊은 증류에 의해 달성할 수 있으며, 비-자연 이성체 분포를 갖는 이성체 커트를 수득한다. 물론, 또한 알콜 및 알데하이드를 제조하기 위한 기타 합성 방법을 이용할 수 있다.The olefins are hydroformylated in various ways, for example using HPCo, HPRh or ligand modified Rh or Co catalysts. This provides a further distinction of isomer composition even if the starting olefins used are identical. Hydrogenation provides the desired alcohol, for example isononanol, having a relatively different isomeric composition. Further distinction can be achieved by careful distillation, yielding isomeric cuts with non-natural isomeric distribution. Of course, also other synthetic methods for preparing alcohols and aldehydes can be used.
하이드로포밀화에 대한 올레핀 공급물 단계에서도 최종 생성물의 점도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 보조제, 1-옥텐 또는 분지도가 낮은 옥텐의 혼합물을 가하여 혼합물로부터 이후 제조되는 가소제의 점도를 낮거나, 디이소부텐 또는 분지도가 높은 옥텐 혼합물을 가하여 유사한 방법으로 점도를 증가시킬 수 있다. 각각의 경우에서, 연속 분석은 옥소 공정의 하이드로포밀화 단계 동안 달성되는 이성체 분포를 나타내며, 이는 계산에 의해 전환되어 첨가되는 보조제의 요구량을 제공할 수 있다. 이는 또한 공급물로 개질된 이성체 분포의 조성 계산을 허락하며 또한 제조되는 가소제의 예기되는 점도의 계산을 허락한다.The olefin feed stage for hydroformylation can also control the viscosity of the final product. For example, by adding a mixture of adjuvants, 1-octene or low branched octenes to lower the viscosity of the plasticizers subsequently produced from the mixture, or adding diisobutene or higher branched octene mixtures to increase the viscosity in a similar manner. Can be. In each case, the continuous analysis shows the isomer distribution achieved during the hydroformylation step of the oxo process, which can be converted by calculation to provide the required amount of adjuvant added. It also allows calculation of the composition of the isomer distribution modified with the feed and also the calculation of the expected viscosity of the plasticizer produced.
각종 알콜 혼합물의 조성을 결정한다. 각각의 단일 이성체의 구조를 공지하는 것이 유익할 수 있으나, 필수적인 것은 아니다. 그러나, 이성체가 구별될 수 있고, 이들 서로간의 비가 결정될 수 있는 것이 중요하다. 이성체 조성이 일반적으로 기체 크로마토그래피에 의해 분석되는 경우, 이성체는 가능하다면, 2개의 상이한 컬럼에서 측정되는 이들의 보유 지수에 의해 구별될 수 있다.Determine the composition of the various alcohol mixtures. Knowing the structure of each single isomer may be beneficial but not essential. However, it is important that isomers can be distinguished and that their ratios can be determined from each other. When isomer compositions are generally analyzed by gas chromatography, the isomers can be distinguished by their retention index, if possible, measured in two different columns.
노난올 혼합물의 예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 하기 주어진다.Examples of nonanol mixtures are given below to further illustrate the invention.
실시예 1Example 1
노난올 혼합물의 분석 방법의 예는 다음과 같다:An example of a method for analyzing a nonanol mixture is as follows:
보유 지수는 n-알칸올을 기준으로 하여, n-헵탄올 700, n-옥탄올 800, n-노난올 900이다.The retention index is n-heptanol 700, n-octanol 800, n-nonanol 900, based on n-alkanols.
측정은 온도 프로그램 작동 모드(분석 조건 참조)로 수행되므로, 노난올 이성체의 보유 지수(Ri)는 다음 수학식에 따라 n-옥탄올과 n-노난올 사이의 보유시간(RT)을 사용하여 계산하다.Since the measurement is performed in the temperature program mode of operation (see Analytical conditions), the retention index (R i ) of the nonanol isomer is determined using the retention time (RT) between n-octanol and n-nonanol according to Calculate.
Ri= 800 + (RTi- RTn-옥탄올):(RTn-노난올- RTn-옥탄올)*100R i = 800 + (RT i -RT n-octanol ): (RT n -nonanol -RT n-octanol ) * 100
분석 조건Analysis condition
모세관 컬럼 길이 60mCapillary Column Length 60m
고정상:Stationary phase:
극성 칼럼 폴리에틸렌 글리콜 20MPolar Column Polyethylene Glycol 20M
비극성 칼럼 95% 폴리디메틸실록산/5% 폴리디페닐실록산Nonpolar Column 95% Polydimethylsiloxane / 5% Polydiphenylsiloxane
캐리어 기체: 헬륨Carrier Gas: Helium
유량: 1.5ml/분Flow rate: 1.5ml / min
초기 온도: 60℃Initial temperature: 60 ℃
최종 온도: 220℃Final temperature: 220 ℃
가열 속도: 2℃/분Heating rate: 2 ℃ / min
표 1은 이소노난올 혼합물의 분석을 나타낸 것이다. 몇몇 선택된 혼합물의 분석에 의해 나타난 바와 같이, 중량%와 동일하게 영역%를 취하는 것이 충분히 정확하다.Table 1 shows the analysis of the isononanol mixture. As indicated by the analysis of some selected mixtures, it is accurate enough to take the area% equal to the weight%.
약어:Abbreviation:
A 및 B = 광학적으로 활성이지 않는 패키징을 갖는 컬럼 상에서 기체 크로마토그래피에 의해 구별할 수 있는 부분입체이성체A and B = diastereomers distinguishable by gas chromatography on columns with optically inactive packaging
E = 에틸E = ethyl
M = 메틸M = methyl
DM = 디메틸DM = dimethyl
Pr = 프로필Pr = profile
X = 공지되지 않은 화합물X = unknown compound
에스테르를 각종 알콜 혼합물로부터 제조하고, 중요한 성능 데이타, 특히 점도를 측정한다. 그러나, 프탈레이트 혼합물의 경우에서, 이들의 점도를 측정하고, 기저 알콜 혼합물을 이들로부터 비누화에 의해 수득하고 분석할 수 있다. 혼합 규칙은 점도에 대하여 사용되나, 에스테르 이성체의 난해한 특성 대신, 보다 간단하고 용이하게 측정할 수 있는 알콜의 이성체 분포를 사용하고, 데이타 세트는 비-선형 회귀 계산으로 한다. 이는 평가되는 단일 성분의 가상 점도 기여를 제공한다.Esters are prepared from various alcohol mixtures and important performance data, in particular viscosity, are measured. However, in the case of phthalate mixtures, their viscosity can be measured and the base alcohol mixture can be obtained from them and analyzed by saponification. The mixing rule is used for viscosity, but instead of the difficult nature of the ester isomers, it uses a simpler and easier to measure isomer distribution of alcohol, and the data set is non-linear regression calculation. This gives the virtual viscosity contribution of the single component to be evaluated.
노닐 프탈레이트 혼합물에 대하여 이러한 방법을 수행한다. 표 2a 내지 표 2f는 52개의 이소노난올 혼합물의 이성체 분포 및 이들로부터 제조된 노닐 프탈레이트의 점도를 나타낸 것이다. 부분입체이성체를 함께 취한다. 공지되지 않은 이성체는 배합 실제 성분으로 간주한다. 몇몇 혼합물은 표 1에 나타낸 성분 이외에 3,5,5-트리메틸헥산올을 포함한다.This method is performed for the nonyl phthalate mixture. Tables 2a to 2f show the isomer distribution of the 52 isononanol mixtures and the viscosity of the nonyl phthalates prepared therefrom. Take diastereomers together. Unknown isomers are considered to be the actual ingredients of the formulation. Some mixtures contain 3,5,5-trimethylhexanol in addition to the components shown in Table 1.
표 2a 내지 표 2f에 나타낸 데이타 세트 및 수학식 2로부터, 프로그램(DataFit, OAKDALE Engineering, Version 5.1, http:\\www.oakdaleengr.com)을 각각의 이소노난올 이성체에 대한 점도 가상 기여를 설정하기 위해 사용한다(표 2f, 최종 컬럼). 기타 기저 노난올 이성체를 갖거나 이들과 기타 기저 노난올 이성체를 갖는 기타 노닐 프탈레이트 혼합물에 대하여 이러한 방법을 사용할 수 있다. 점도에 대한 가상 기여에 대하여 표 2f의 최종 컬럼에 제공된 값의 정확도는 데이타 세트의 수가 증가함에 따라 증가할 수 있다.From the data set and Equation 2 shown in Tables 2a to 2f, the program (DataFit, OAKDALE Engineering, Version 5.1, http: www.oakdaleengr.com) was used to set the viscosity hypothetical contribution for each isononolol isomer. (Table 2f, final column). This method can be used for other nonyl phthalate mixtures having other base nonanol isomers and having these and other base nonanol isomers. For the hypothetical contribution to viscosity, the accuracy of the values provided in the final column of Table 2f may increase as the number of data sets increases.
실시예 2: 프탈산 무수물을 이성체성 노난올의 혼합물과 에스테르화하여 디이소노닐프탈레이트(DINP)을 제조하는 각종 방법Example 2: Various Methods for Producing Diisononylphthalate (DINP) by Estering Phthalic Anhydride with a Mixture of Isomeric Nonanols
제조할 DINP는 점도가 약 78mPa·s이고 범위가 75 내지 80mPa·s이다. 전반적인 점도에 대한 n-노난올의 기여는 약 43mPa·s이고, 3,5,5-트리메틸헥산올은 약 111mPa·s이다.DINP to be produced has a viscosity of about 78 mPa · s and a range of 75 to 80 mPa · s. The contribution of n-nonanol to the overall viscosity is about 43 mPa · s and 3,5,5-trimethylhexanol is about 111 mPa · s.
제조한 이소노난올의 이성체 분포로부터 계산된 DINP 점도가 상기 설정 범위 이상으로 증가하는 경우, 예를 들면, 80mPa·s 이상인 경우, n-노난올을 선택된 값, 즉 본 실시예에서 78mPa·s로 되도록 하는 방법으로 에스테르화 동안 가한다. 계산된 점도가 선택된 범위, 예를 들면, 75mPa·s 미만인 경우, 점도를 증가시키는 3,5,5-트리메틸헥산올을 목적하는 값이 될때까지 에스테르화 동안 간단하게 가한다. 에스테르화에서 알콜의 혼합물과 유사하게, 동일한 효과가 에스테르를 혼합하여 달성될 수 있다.When the DINP viscosity calculated from the isomer distribution of the prepared isononanol increases above the set range, for example, 80 mPa · s or more, n-nonanol is selected to the selected value, that is, 78 mPa · s in this example. It is added during esterification in such a manner as possible. If the calculated viscosity is less than the selected range, for example 75 mPa · s, 3,5,5-trimethylhexanol which increases the viscosity is simply added during esterification until the desired value is achieved. Similar to the mixture of alcohols in the esterification, the same effect can be achieved by mixing the esters.
두 경우에서, 수학식 II를 사용하고, 사용되는 제2 성분이 순수한 이성체이므로, 수학식은 다음과 같은 형태로 생각된다:In both cases, using Equation II, and since the second component used is a pure isomer, the equation is considered to be:
위의 식에서,In the above formula,
η은 2개의 성분 혼합 후에 디알킬 프탈레이트 혼합물의 점도이고,η is the viscosity of the dialkyl phthalate mixture after two component mixing,
xi1는 프탈레이트 혼합물 1의 비누화로부터 수득되는 알콜 혼합물 1 중의 이성체의 몰 분율이고,x i1 is the mole fraction of isomers in alcohol mixture 1 obtained from saponification of phthalate mixture 1,
xi2는 프탈레이트 혼합물 2의 비누화로부터 수득되는 알콜 혼합물 2 중의 이성체의 몰 분율이고,x i2 is the mole fraction of isomers in alcohol mixture 2 obtained from saponification of phthalate mixture 2,
ηi는 알콜 이성체의 점도 매개변수이고,η i is the viscosity parameter of the alcohol isomer,
a는 2개 성분 혼합물 중의 프탈레이트 혼합물 1의 비율이고,a is the proportion of phthalate mixture 1 in the two component mixture,
(1-a)는 2개의 성분 혼합물 중의 순수한 프탈레이트의 비율이고,(1-a) is the ratio of pure phthalate in the two component mixtures,
a/(1-a)는 2개의 성분의 혼합 비이다.a / (1-a) is the mixing ratio of two components.
이러한 수학식을 사용하여, 2개 성분의 혼합물 함량을 계산할 수 있다.Using this equation, the mixture content of the two components can be calculated.
n-노난올은 시판되나, 시판되는 1-옥텐 또는 보다 더 낮은 비용으로, 내부 n-옥텐을 하이드로포밀화시켜 현저하게는 선택된 범위 미만인 점도에 대한 기여가 낮은 이성체 혼합물을 수득할 수 있다. 3,5,5-트리메틸헥산올은 또한 시판되고, 또한 간단한 방법으로 디이소부텐을 하이드로포밀화하고 수소화하여 제조할 수 있다. 디이소부텐은 이소부텐의 올리고머화를 통해 입수되며, 시판된다. 최종적으로, 점도 기여가 낮고 높은 이성체 혼합물이 시판된다. 유럽 공개특허공보 제1 029 839호에는 DINP에서 점도가 77mPa·s인 이소노난올을 옥텐 혼합물로부터 수득하는 방법이 기술되어 있다. 또한, 옥텐 혼합물을 분지도가 비교적 낮고 비교적 높은 2개의 분획으로 분해할 수 있다. 옥소 반응 후, 수소화는 알콜을 제공하고, 프탈산 무수물과의 후속 에스테르화는 저분지 분획은 약 68mPa·s의 DINP를 제공하고 고분지 분획은 약 103mPa·s의 DINP를 제공한다. 기술된 공정에서, 생성되는 이소노난올로서 동일한 원료로부터 얻어지는 2개 알콜 분획에 대하여 시판되는 것이 충분하다.Although n-nonanol is commercially available, at commercially available 1-octene or even lower, hydroformylation of the internal n-octene can be obtained to obtain an isomeric mixture with a low contribution to viscosity, which is significantly below the selected range. 3,5,5-trimethylhexanol is also commercially available and can also be prepared by hydroformylating and hydrogenating diisobutene in a simple manner. Diisobutene is obtained through oligomerization of isobutene and is commercially available. Finally, low isomeric contributions and high isomeric mixtures are commercially available. EP 1 029 839 describes a process for obtaining isononanol having a viscosity of 77 mPa · s from an octene mixture in DINP. In addition, the octene mixture can be broken down into two fractions having a relatively low degree of branching and relatively high. After the oxo reaction, hydrogenation gives the alcohol, subsequent esterification with phthalic anhydride gives the low branched fraction giving about 68 mPa · s of DINP and the high branched fraction giving about 103 mPa · s of DINP. In the described process, it is sufficient to be commercially available for the two alcohol fractions obtained from the same raw material as the resulting isononanol.
다음의 실시예는 상이한 이성체 조성 DINP 혼합물과 이들의 점도와 성능 사이의 관계를 기술한다.The following examples describe the different isomeric composition DINP mixtures and the relationship between their viscosity and performance.
실시예 3: 디노닐 프탈레이트 혼합물(DINP)의 제조Example 3: Preparation of Dinonyl Phthalate Mixture (DINP)
프탈산 무수물 148g(1mol), 노난올 혼합물 432g(3mol, 즉 50% 과량) 및 테트라-n-부틸 티타네이트 0.5g을 수 분리기 및 고성능 축합기가 장착된 증류 플라스크에 충전하고, 교반하면서 서서히 가열 비등시킨다. 에스테르화는 알콜 충전물을 환류시키면서 대기압에서 수행하고, 생성되는 반응수는 연속적으로 수 분리기에서 제거한다. 에스테르화를 산가 < 0.3mg KOH/g 까지 계속한다. 알콜을 진공하에 증류한다. 중화에서, 조 에스테르를 80℃로 냉각하고 적절한 양의 수산화나트륨 용액을 가한 후, 약 30분 동안 대기압에서 교반한다. 유기 상을 물로 반복 세척하고, 수성 상을 제거한다. 에스테르를 180℃로 진공하에 가열한다. 증류수(조 에스테르의 출발 중량을 기준으로 하여 8%)을 항온에서 침지 튜브를 사용하여 적가한다. 이러한 스팀 증류가 종결되면, 30mbar의 감압을 30분 동안 180℃에서 적용하여 미량의 물을 제거한다. 생성물을 80℃에서 진공하에 냉각하고, 필터 페이퍼 및 여과 조제를 사용하여 흡입 깔때기를 통해 여과한다.148 g (1 mol) of phthalic anhydride, 432 g (3 mol, or 50% excess) of nonanol mixture and 0.5 g of tetra-n-butyl titanate are charged to a distillation flask equipped with a water separator and a high performance condenser and heated and boiled slowly while stirring. . The esterification is carried out at atmospheric pressure with reflux of the alcohol charge and the resulting reaction water is subsequently removed in a water separator. The esterification is continued to acid number <0.3 mg KOH / g. The alcohol is distilled off under vacuum. In neutralization, the crude ester is cooled to 80 ° C. and an appropriate amount of sodium hydroxide solution is added, followed by stirring at atmospheric pressure for about 30 minutes. The organic phase is washed repeatedly with water and the aqueous phase is removed. The ester is heated to 180 ° C. under vacuum. Distilled water (8% based on the starting weight of the crude ester) is added dropwise using a dip tube at constant temperature. Once this steam distillation is complete, a reduced pressure of 30 mbar is applied for 30 minutes at 180 ° C. to remove traces of water. The product is cooled under vacuum at 80 ° C. and filtered through a suction funnel using filter paper and filter aid.
실시예 4: 유리 전이 온도의 측정Example 4 Measurement of Glass Transition Temperature
생성된 노닐 프탈레이트의 동적 점도를 경우에 따라, 가소제의 가요 작용의측정치인 유리 전이 온도 Tg로서 20℃에서 DIN 53015로 측정한다. 순수한 가소제의 Tg가 낮을수록, 주어진 혼합 비에서 이를 사용하여 제조된 가소화된 PVC의 Tg는 낮아지고, 가요성은 더 높아진다.The dynamic viscosity of the resulting nonyl phthalate is measured according to DIN 53015 at 20 ° C. as the glass transition temperature T g , which is a measure of the flexible action of the plasticizer, if desired. The lower the pure plasticizer T g, T g of the plasticized PVC produced using this in a given mixing ratio is low, Flexibility higher.
Tg의 측정 방법의 예는 시차 주사 열량계(DSC) 또는 끈 비틀림 분석(TBA)이다. 기술된 경우에서, TBA 방법이 더 높은 정확도에 사용된다. 방법은, 예를 들면, DIN EN ISO 6721 파트 2에 기술된 "종래" 비틀림 진동 분석(TOA)의 변형이다. TBA에서, 시험 재료(가소제)을 끈의 형태로 움직이는 탈사이징 유리 섬유에 적용(18 내지 25중량% 하중)한다. 강성 G' 및 손실 모듈러스 G"는 각각 이들에 대하여 비틀림-진자 시험(MYRENNE ATM III)에서 -180 내지 +100℃의 온도에서 도수 1s-1에서 측정한다. 유리 전이 온도 Tg는 최대 G"로부터 측정할 수 있다.Examples of methods for measuring T g are differential scanning calorimetry (DSC) or string torsion analysis (TBA). In the case described, the TBA method is used for higher accuracy. The method is, for example, a variant of the "conventional" torsional vibration analysis (TOA) described in DIN EN ISO 6721 part 2. In the TBA, the test material (plasticizer) is applied (18-25% by weight load) to moving desizing glass fibers in the form of a string. Stiffness G 'and loss modulus G "are measured for them at a frequency of 1s -1 at temperatures from -180 to + 100 ° C in a torsion-pendulum test (MYRENNE ATM III), respectively. The glass transition temperature T g is from the maximum G". It can be measured.
DINP의 유리 전이 온도와 점도 간의 관계Relationship between glass transition temperature and viscosity of DINP
각종 노난올 혼합물을 사용하여 상응하는 디이소노닐 프탈레이트를 제조하고 가소제(프탈레이트)의 점도 및 유리 전이 온도를 측정한다. 다음 표는 관련 데이타를 나타낸 것이다.Various nonanol mixtures are used to prepare the corresponding diisononyl phthalates and to measure the viscosity and glass transition temperature of the plasticizer (phthalate). The following table shows the relevant data.
유리 전이 온도에 대한 점도의 실제 선형 의존성이 발견되었다. 상관 인자는 0.99이다(Microsoft Excel, "Korrel" 통계 함수).The actual linear dependence of viscosity on glass transition temperature was found. The correlation factor is 0.99 (Microsoft Excel, "Korrel" statistical function).
실시예 5: 가소제의 유리 전이 온도 - DINP에 대한 가소화된 PVC의 유리 전이 온도 관계Example 5 Glass Transition Temperature of Plasticizer—Glass Transition Temperature Relationship of Plasticized PVC to DINP
가소화된 PVC 프레스 플라크를 프탈레이트를 제조하기 위해 에스테르화된 상기 노난올 혼합물 몇몇을 사용하여 하기 명시된 바와 같이 가공한다.The plasticized PVC press plaques are processed as specified below using some of the above nonanol mixtures esterified to produce phthalates.
K 값이 70인 현탁액 PVC(예: VESTOLIT S 7054) 700g을 가소제 300g과 혼합하고, 또한 Pebetal 21g 및 Barostab PB 28F 2.1g과 혼합하고, 120℃ 이하의 온도로 가공하여 무수 블렌드(가열 혼합기)를 수득한다. 혼합물을 냉각한다. 밀링 시트를 제조하기 위해, 생성된 무수 블렌드 250g을 Schwabenthan 모델 1133/0578 롤 밀(롤 갭 1.2mm, 롤 온도 165℃) 상에 위치시킨다. 밀링 시트가 형성되지 마자, 총 5분 이상 동안 계속 가소화시킨다. 밀링 시트를 롤 밀로부터 제거하고 냉각하자 마자, 조각(약 80g)을 밀링 시트로부터 절단하고, 220·220·1mm 형판에 위치시키고, Werner & Pfleiderer 수압 핸드 프레스(60t)에서 다음과 같이 프레스한다: 온도를 170℃로 설정하고, 밀링 시트를 갖는 형판을 50bar에서 2분 동안 프레스하고, 100bar에서 1분 동안 및 최종적으로 180bar에서 2분 동안 프레스한다. 압력을 200bar로 증가시키고, 실온으로의 냉각을 이러한 온도에서 수행한다.700 g of a suspension PVC having a K value of 70 (e.g., VESTOLIT S 7054) is mixed with 300 g of plasticizer, also mixed with 2.1 g of Pebetal and 2.1 g of Barostab PB 28F, and processed to a temperature of 120 ° C. or lower to produce anhydrous blend (heat mixer). To obtain. Cool the mixture. To prepare the milled sheet, 250 g of the resulting dry blend is placed on a Schwabenthan model 1133/0578 roll mill (roll gap 1.2 mm, roll temperature 165 ° C.). As soon as the milling sheet is formed, plasticization is continued for at least 5 minutes in total. As soon as the milling sheet is removed from the roll mill and cooled, a piece (about 80 g) is cut from the milling sheet, placed on a 220 · 220 · 1 mm template, and pressed in the Werner & Pfleiderer hydraulic hand press (60t) as follows: The temperature is set at 170 ° C. and the template with milling sheet is pressed for 2 minutes at 50 bar, for 1 minute at 100 bar and finally for 2 minutes at 180 bar. The pressure is increased to 200 bar and cooling to room temperature is carried out at this temperature.
순수한 가소제의 유리 전이 온도가 이로부터 제조된 가소화된 PVC 플라크의 유리 전이 온도에 대하여 플롯팅되는 경우, 명백한 상관이 계수 0.98로 발견되었다.When the glass transition temperature of the pure plasticizer was plotted against the glass transition temperature of the plasticized PVC plaques prepared therefrom, a clear correlation was found with a coefficient of 0.98.
가소제의 점도 및 가소화된 PVC 플라크의 유리 전이 온도의 성능 변수간의 상관 계수는 0.98로서 계산될 수 있다(Microsoft Excel, "Korrel" 통계 함수).The correlation coefficient between the viscosity of the plasticizer and the performance variable of the glass transition temperature of the plasticized PVC plaque can be calculated as 0.98 (Microsoft Excel, "Korrel" statistical function).
실시예 3 내지 5는 기저 노난올 혼합물의 이성체 조성에 의해 측정된 DINP의 가소화 작용이 이의 점도와 상관관계가 있음을 보여준다.Examples 3 to 5 show that plasticization of DINP, as measured by the isomeric composition of the base nonanol mixture, correlates with its viscosity.
실시예 6: 디데실 프탈레이트(DIDP)의 유리 전이 온도와 점도 사이의 관계Example 6: Relationship between glass transition temperature and viscosity of didecyl phthalate (DIDP)
알데하이드 n-발레르알데하이드("1"), 2-메틸부탄알("2") 및 3-메틸부탄알("3")을 1-부텐, 2-부텐 또는 이소부텐을 하이드로포밀화하여 제조할 수 있다. 이들 알데하이드(또는 이의 혼합물이)이 상응하는 C10알콜을 수득하기 위해 후속의 알돌 축합 및 수소화에 대하여 출발 물질로 사용되는지에 따라, 각종상이한 호모- 및/또는 코알돌 축합물이 제조될 수 있다.Aldehyde n-valeraldehyde ("1"), 2-methylbutanal ("2") and 3-methylbutanal ("3") can be prepared by hydroformylating 1-butene, 2-butene or isobutene. Can be. Depending on whether these aldehydes (or mixtures thereof) are used as starting materials for subsequent aldol condensation and hydrogenation to obtain the corresponding C 10 alcohols, various different homo- and / or coaldol condensates can be prepared. .
노난알에 대하여 기술된 바와 같이, C10알콜을 반응시켜 상응하는 프탈레이트 혼합물(DIDP)을 수득하고 분석한다.As described for nonanal, the C 10 alcohol is reacted to yield and analyze the corresponding phthalate mixture (DIDP).
하기 나타낸 바와 같이, 이들 C10알콜로부터 제조된 몇몇 프탈산 에스테르에 대한 점도 및 유리 전이 온도를 나타내었다. GC 및 NMR을 사용하여 다음 조성을 측정하고, 다음 약어가 사용된다:As shown below, the viscosity and glass transition temperatures are shown for some phthalic acid esters prepared from these C 10 alcohols. The following compositions are measured using GC and NMR and the following abbreviations are used:
코알돌을 기준으로 하여 각종 C10프탈레이트에 대한 조성 및 물리적 데이타Composition and physical data for various C 10 phthalates based on koaldol
C10프탈레이트의 점도가 유리 전이 온도(℃)에 대하여 플롯팅되는 경우, 명백한 상관이 나타난다(Korrel 함수, 상관 인자 0.95).If the viscosity of C 10 phthalate is plotted against the glass transition temperature (° C.), a clear correlation appears (Korrel function, correlation factor 0.95).
실시예 6: 블렌딩에 의한 목적하는 값, 예를 들면, 70mPa·s, 80mPa·s, 90mPa·s로의 DINP의 조절Example 6: Adjustment of DINP to desired values by blending, for example 70 mPa · s, 80 mPa · s, 90 mPa · s
이소노난올을 표에 주어진 비로 n-노난올 또는 3,5,5-트리메틸헥산올과 혼합하고, 상기 기술한 바와 같이 반응시켜 상응하는 프탈레이트를 수득한다.Isononanol is mixed with n-nonanol or 3,5,5-trimethylhexanol in the ratios given in the table and reacted as described above to give the corresponding phthalates.
출발점으로서 사용된 이소노난올 이성체 분포가 모델이 점도 76mPa·s(견본 O)을 계산하는 것이고, 소비자가 약 70mPa·s의 특정 DINP 등급을 요구하는 경우, 계산 모델은 약 15%의 n-노난올이 에스테르화 전 혼합되는 것으로 측정된다.If the isononanol isomer distribution used as a starting point is that the model calculates a viscosity of 76 mPa · s (sample O), and the consumer requires a specific DINP rating of about 70 mPa · s, the calculated model is about 15% n-no Nanol is determined to mix before esterification.
모델에 의해 예견되는 점도는 실험적으로 수득되는 값과 일치된다(<5% 편차).The viscosity predicted by the model is consistent with the values obtained experimentally (<5% deviation).
Claims (29)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10147567 | 2001-09-26 | ||
DE10147567.5 | 2001-09-26 | ||
DE10201348A DE10201348A1 (en) | 2001-09-26 | 2002-01-16 | Phthalic acid alkyl ester mixtures with controlled viscosity |
DE10201348.9 | 2002-01-16 | ||
PCT/EP2002/010570 WO2003029180A1 (en) | 2001-09-26 | 2002-09-20 | Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040037128A true KR20040037128A (en) | 2004-05-04 |
KR100844811B1 KR100844811B1 (en) | 2008-07-09 |
Family
ID=7700430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020047004375A KR100844811B1 (en) | 2001-09-26 | 2002-09-20 | Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity and a process for preparing the same |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009007353A (en) |
KR (1) | KR100844811B1 (en) |
DE (1) | DE10201348A1 (en) |
ES (1) | ES2302836T3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150133660A (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-30 | 에보닉 데구사 게엠베하 | Preparation of high-quality oxo process alcohols from inconstant raw material sources |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014184068A1 (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | Basf Se | Lubricating oil composition with enhanced energy efficiency |
CN114051510B (en) * | 2019-07-03 | 2023-09-12 | 三菱化学株式会社 | Phthalate ester composition |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5847410B2 (en) * | 1977-12-23 | 1983-10-22 | 日産化学工業株式会社 | plasticizer composition |
DE3935796A1 (en) * | 1989-10-27 | 1991-05-02 | Basf Ag | DI-DECYLPHTHALATE MIXTURE AND ITS USE AS A SOFTENER |
DE4221472A1 (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-05 | Hoechst Ag | Mixtures of isomeric decyl alcohols, phthalic acid esters obtainable therefrom and their use as plasticizers |
DE4243524A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-06-23 | Hoechst Ag | Mixtures of isomeric nonanols and decanols, their preparation, phthalic acid esters obtainable from them and their use as plasticizers |
US6355711B1 (en) * | 1998-04-23 | 2002-03-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | High performance plasticizers from branched oxo alcohols |
DE19906518A1 (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-31 | Oxeno Olefinchemie Gmbh | Dibutene fractionation process |
BR9917230A (en) * | 1999-04-21 | 2002-01-08 | Basf Ag | Mixture of isomeric nonanol diesters of a dicarboxylic acid, and, use of the same |
-
2002
- 2002-01-16 DE DE10201348A patent/DE10201348A1/en not_active Withdrawn
- 2002-09-20 KR KR1020047004375A patent/KR100844811B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-09-20 ES ES02762477T patent/ES2302836T3/en not_active Expired - Lifetime
-
2008
- 2008-06-09 JP JP2008150495A patent/JP2009007353A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150133660A (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-30 | 에보닉 데구사 게엠베하 | Preparation of high-quality oxo process alcohols from inconstant raw material sources |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100844811B1 (en) | 2008-07-09 |
JP2009007353A (en) | 2009-01-15 |
ES2302836T3 (en) | 2008-08-01 |
DE10201348A1 (en) | 2003-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7323586B2 (en) | Phthalic acid alkyl ester mixtures with controlled viscosity | |
AU778207B2 (en) | Mixture of adipic or phthalic acid diesters and isomeric nonanols | |
US7205349B2 (en) | Isodecyl benzoate mixtures, preparation, and their use | |
RU2636586C1 (en) | Method for producing carboxylic acid esters and their application as plasticizers | |
US6433242B1 (en) | Process for fractionating dibutene | |
RU2472798C2 (en) | Mixture of diesters of dianhydrohexitol derivatives with carboxylic acids of empirical formula c8h17cooh, methods of producing said diesters and use of said mixtures | |
US8476350B2 (en) | Triglyceride plasticizer and process of making | |
US8163825B2 (en) | Triglyceride plasticizers having low average levels of branching and process of making the same | |
JP2007186514A (en) | Dialkyl terephthalate and use thereof | |
US7667080B2 (en) | Mixtures of C8-C10 alcohols | |
CA2414731C (en) | Method for producing blends of phthalic acid diesters, decanols and tridecanols | |
CN109196034B (en) | Polymer compositions comprising cycloalkylalkyl dicarboxylic diesters as plasticizers | |
TWI715668B (en) | Influencing the viscosity of n-butene-based ester mixtures by controlled use of ethene in the preparation of the ester precursors | |
US8815992B2 (en) | Tetracarboxylic ester plasticizers | |
RU2699617C2 (en) | Plasticising composition which contains polymer esters of dicarboxylic acid | |
US8299281B2 (en) | Process for making triglyceride plasticizer from crude glycerol | |
KR100844811B1 (en) | Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity and a process for preparing the same | |
EP2321252A1 (en) | Triglyceride plasticizers having low average levels of branching and process of making the same | |
ZA200300957B (en) | Method for producing blends of phthalic acid diesters, decanols and tridecanols. | |
KR20130096262A (en) | Methods of making 6-hydroxyhexanophenone and 5-benzoylpentanoic acid and mono or diesters thereof | |
ZA200403114B (en) | Phthalic acid alkylester mixtures with controlled viscosity | |
ES2953067T3 (en) | Alkoxycarbonylation of trivinylcyclohexane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130620 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140619 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |