多用途的金屬皂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了多用途的金屬皂組合物及其制備方法，所述用途包括作為粘合劑，作為在某些表面或材料上具有抗腐蝕性能，作為瀝青改性劑以減少瀝青混合物的粘度。所述方法包括油脂和金屬化合物的混合物通過融合方法至少部分皂化，所述油脂通常為氫化和/或復(fù)分解化的天然油脂；或所述方法包括類油脂和金屬化合物的混合物至少部分皂化，或可選擇地，所述方法包括衍生自類油脂的脂肪酸和通過至少一種離子交換反應(yīng)選擇性添加的無機(jī)金屬鹽通過水性方法至少部分皂化。
【專利說明】多用途的金屬皂組合物
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本發(fā)明要求申請(qǐng)?zhí)枮?1/506，144、申請(qǐng)日為2011年7月10日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此并入作為參考。
【背景技術(shù)】 [0003]高分子量脂肪酸的金屬鹽在商業(yè)上稱為金屬皂。金屬皂是眾所周知的，被廣泛用于樹脂、油漆、造紙、纖維、潤(rùn)滑脂等工業(yè)，例如，作為穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、防水劑、增稠劑、涂布劑。除了這些用途之外，金屬皂還被用作化學(xué)反應(yīng)的催化劑，以及橡膠的添加劑以改善粘合性能或鋼絲與橡膠的結(jié)合。
[0004]在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，已知有多種方法用于金屬皂的工業(yè)化生產(chǎn)。其中一種是復(fù)分解(水性)方法，其中水溶性的金屬鹽和脂肪酸金屬鹽在水溶液中反應(yīng)，生成不溶于水的金屬皂。生產(chǎn)金屬皂的另一種方法是融合方法，該方法使用了金屬形式，包括金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽等，在高于即將形成的金屬皂的熔點(diǎn)的溫度下，通過融合這些金屬形式，脂肪酸反應(yīng)，副產(chǎn)物水和/或二氧化碳?xì)怏w被排出反應(yīng)體系，通過這種方式金屬皂處于熔融狀態(tài)。生產(chǎn)金屬皂的另一種方法是通過相轉(zhuǎn)移催化。相轉(zhuǎn)移催化是一種合成方法，其允許使用相對(duì)簡(jiǎn)單的兩相反應(yīng)體系代替溶劑體系，溶劑體系可能是有毒的和/或昂貴的。一般來說，相轉(zhuǎn)移催化使用相轉(zhuǎn)移催化劑，催化劑促進(jìn)活性物質(zhì)從第一相(通常是水相)轉(zhuǎn)移到第二相(通常是有機(jī)相)，在第二相中發(fā)生所期望的反應(yīng)。本【技術(shù)領(lǐng)域】已記載有多種制備金屬皂的方法，包括美國專利4397760、4927548、4235794、4307027、5274144和2650932，這些專利揭露的全部?jī)?nèi)容并入本文以作參考。
[0005]尤其是，可以通過任何合適的天然脂肪源(包括天然油脂)獲取上述提到的脂肪酸。此外，上述提到的金屬可能包括非限制性實(shí)例，例如鈹、鎂、錳、鈣、鋰、鈉、鍶和鋇；過渡金屬如鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鑰、鈀、銀、鎘、鎢和汞；以及其他金屬如鋁、鎵、錫、鐵、鉛和鑭系金屬。金屬皂是通過皂化油脂的方式從天然油脂合成的，具有不同含量的金屬化合物，例如金屬氧化物、金屬碳酸鹽、金屬氫氧化物或金屬醇鹽。一般來說，阜化意味著中和脂肪酸以生產(chǎn)肥皂或脂肪和/或油脂皂化以產(chǎn)生皂。皂化涉及在堿性條件下酯類的水解，以形成醇和羧酸鹽(羧化物)。更具體地說，使用脂肪酸以及加入特定類型和含量的天然油脂，然后通過加入金屬基體(metal base)改變它們，即可皂化脂肪酸成為皂。
[0006]典型地，由天然油皂化產(chǎn)生的金屬皂的性能范圍是相當(dāng)有限的。因此，有必要產(chǎn)生具有廣泛性能范圍和應(yīng)用范圍的金屬皂，特別是，在某些表面或材料上的粘合性能和防腐性能，以及作為浙青的改性劑(modifiers)以減少浙青混合物的粘度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一方面旨在提供一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和金屬化合物的混合物部至少分阜化。所述油脂可以是復(fù)分解化的(metathesized)天然油脂、氫化復(fù)分解化(hydrogenated metathesized)的天然油脂、氫化的天然油脂或天然油脂，或它們的混合物；所述金屬化合物可以是金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽，或它們的混合物。所述方法包括以下步驟:首先，在70~140°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的油脂；然后，在200~400°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的油脂和金屬化合物的混合物。從反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻，即可獲得所述金屬皂組合物。
[0008]本發(fā)明的另一方面旨在提供一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括含有重量含量約100%的復(fù)分解化天然油脂的油脂和金屬氫氧化物的混合物至少部分皂化。所述方法包括以下步驟:首先，在95~105°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的油脂；然后，在290~310°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的油脂和金屬氫氧化物的混合物。從反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻，即可獲得所述的金屬皂組合物。
[0009]本發(fā)明的另一方面旨在提供一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和至少一種金屬化合物的混合物至少部分皂化，或可選擇地，所述方法包括來源于油脂的脂肪酸和至少一種金屬化合物至少部分中和。然后，用于至少一種離子交換反應(yīng)的無機(jī)金屬鹽后續(xù)添加物被加入到混合物中。所述油脂可以是復(fù)分解化的(metathesized)天然油脂、`氫化復(fù)分解化(hydrogenated metathesized)的天然油脂、氫化的天然油脂或天然油脂，或它們的混合物；金屬化合物可以是金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽，或它們的混合物；所述無機(jī)金屬鹽可以是金屬氫氧化物或金屬氯化物。所述方法包括以下步驟:Ca)在75~150°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的所述混合物；(b)從所述反應(yīng)器中排出反應(yīng)混合物，冷卻所述混合物以獲得第一金屬皂組合物；(C)在冷卻之前，所述無機(jī)金屬鹽被加入到步驟(b)所得的混合物中，其中在50~150°C溫度下，發(fā)生離子交換反應(yīng)；然后回收和冷卻步驟(c)所得的混合物，即可獲得第二金屬皂組合物。
[0010]本發(fā)明的另一方面旨在提供一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括復(fù)分解化天然油脂和金屬氫氧化物的混合物至少部分皂化，以及用于至少一種離子交換反應(yīng)的金屬氯化物的后續(xù)添加。所述方法包括以下步驟:(a)在90~100°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的混合物；(b)從所述反應(yīng)器中排出反應(yīng)混合物；(c)將用于離子交換反應(yīng)的金屬氯化物加入到步驟(b)所得的混合物中，所述離子交換反應(yīng)在70~100°C下發(fā)生；以及Cd)回收和冷卻步驟(c)所得的混合物，即可獲得所述金屬皂組合物。
[0011]本發(fā)明的另一方面旨在提供一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和金屬化合物的混合物至少部分皂化，或可選擇地，所述方法包括來源于油脂的脂肪酸和至少一種金屬化合物至少部分中和。所述油脂可以是復(fù)分解化的(metathesized)天然油脂、氫化復(fù)分解化(hydrogenated metathesized)的天然油脂、氫化的天然油脂或天然油脂，或它們的混合物；金屬化合物可以是金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽，或它們的混合物。所述方法包括以下步驟:(a)在75~150°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的所述混合物；以及(b)從所述反應(yīng)器中排出反應(yīng)混合物，冷卻所述混合物以獲得所述金屬皂組合物。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本申請(qǐng)涉及在各種應(yīng)用中發(fā)揮作用的金屬皂組合物，所述應(yīng)用包括但不限于作為粘合劑，在某些表面或材料上具有抗腐蝕特性，作為浙青改性劑以降低浙青混合物的粘度。如本文所用的，金屬皂組合物應(yīng)被理解為包括至少一種金屬皂組合物，或者說，一個(gè)或多個(gè)金屬皂組合物。
[0013]如本文所用的，單數(shù)形式“一”，“一個(gè)”和“所述”包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文另有明確規(guī)定。例如，對(duì)于“取代基”包括一個(gè)單一取代基，也包括兩個(gè)或多個(gè)取代基，以此類推。此外，例如，“金屬皂組合物”應(yīng)包括單一的金屬皂組合物，至少一種金屬皂組合物，或一種或多種金屬皂組合物。
[0014]如本文所用的，術(shù)語“例如”，“比如”，“如”或“包括”意在引入能進(jìn)一步闡明更一般的主題的實(shí)施例。除非另有規(guī)定，所提供的這些實(shí)施例只作為一種用于理解本發(fā)明中所示應(yīng)用的輔助手段，但并不意味著以任何方式限制。
[0015]如本文所用的，下列術(shù)語具有以下含義，除非明確指出與此相反?？梢岳斫鉃?，任何單數(shù)術(shù)語可包括其復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)物，反之亦然。
[0016]如本文所用的，術(shù)語“天然油”指衍生自植物或動(dòng)物的油脂和/或脂肪。術(shù)語“天然油”包括天然油的衍生物，除非另有說明(可能包括來源于復(fù)分解化化的天然油脂的脂肪酸)。天然油脂的實(shí)施例包括但不限于植物油、海藻油、動(dòng)物脂肪、妥爾油、這些油脂的衍生物以及這些油的任意組合等等。代表性的非限制性的植物油實(shí)施例包括芥花油、菜籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、亞麻籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花油、芝麻油、大豆油、向日葵油、棕櫚仁油、桐油、麻風(fēng)樹油、芥籽油、亞麻薺油(camelina oil)、菥蓂油、大麻油、海藻油和蓖麻油。代表性的非限制性的動(dòng)物脂肪實(shí)例包括豬油、牛油、家禽脂肪、黃油和魚油。妥爾油是木漿制造的副 產(chǎn)品。在某些實(shí)施例中，天然油脂可以提煉，漂白和/或脫臭(汽提)。
[0017]在某些實(shí)施例中，在復(fù)分解化催化劑的存在下所述天然油脂被復(fù)分解化，以形成復(fù)分解化的天然油脂。復(fù)分解化反應(yīng)是一個(gè)催化反應(yīng)，涉及含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵的化合物(例如，烯烴化合物)之間亞烷基單元通過碳-碳雙鍵的形成和裂解而相互交換。該反應(yīng)中的復(fù)分解化催化劑可以包括催化復(fù)分解化反應(yīng)的任意催化劑或催化劑體系。任何已知的復(fù)分解化催化劑均可以單獨(dú)使用或與一種或多種其它催化劑組合使用。復(fù)分解化催化劑和工藝的非限制性實(shí)施例如PCT/US2008/009635第18-47頁中所描述，該專利通過引用的方式并入本文。所述的許多復(fù)分解化催化劑是由Materia公司(Pasadena,加利福利亞)制造的。
[0018]在某些實(shí)施例中，所述復(fù)分解化的天然油脂是復(fù)分解化的植物油、復(fù)分解化的海藻油、復(fù)分解化的動(dòng)物脂肪、復(fù)分解化的妥爾油、這些油的復(fù)分解化化衍生物以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)分解化的植物油是復(fù)分解化的芥花油、復(fù)分解化的菜籽油、復(fù)分解化的椰子油、復(fù)分解化的菥蓂油、復(fù)分解化的海藻油、復(fù)分解化化的山茶油、復(fù)分解化的玉米油、復(fù)分解化的棉籽油、復(fù)分解化的橄欖油、復(fù)分解化的棕櫚油、復(fù)分解化的花生油、復(fù)分解化的紅花油、復(fù)分解化的芝麻油、復(fù)分解化的大豆油、復(fù)分解化的葵花籽油、復(fù)分解化的亞麻子油、復(fù)分解化的棕櫚仁油、復(fù)分解化的桐油、復(fù)分解化的麻風(fēng)樹油、復(fù)分解化的芥子油、復(fù)分解化的蓖麻油、這些油的復(fù)分解化衍生物以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)分解化的天然油脂是復(fù)分解化的動(dòng)物脂肪，例如復(fù)分解化的豬油、復(fù)分解化的牛油、復(fù)分解化的家禽脂肪、復(fù)分解化的魚油、這些油的復(fù)分解化衍生物以及它們的混合物。
[0019]在某些實(shí)施例中，在氫化催化劑的存在下，所述復(fù)分解化的天然油已被“氫化”(例如，復(fù)分解化的天然油脂中的不飽和碳-碳鍵完全或部分氫化)，以形成氫化的復(fù)分解化的天然油脂。在一個(gè)實(shí)施例中，所述天然油脂在進(jìn)行復(fù)分解化反應(yīng)之前被部分氫化。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述天然油脂在進(jìn)行部分或完全氫化之前被復(fù)分解化。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述天然油脂被部分氫化和復(fù)分解化，然后部分被氫化或被完全氫化。在某些實(shí)施例中，所述復(fù)分解化的天然油脂的氫化步驟(無論是部分或全部)也可以在進(jìn)行復(fù)分解化反應(yīng)之后進(jìn)行。任何已知的或?qū)黹_發(fā)的氫化催化劑可以單獨(dú)使用或與一種或多種另外的催化劑組合使用。氫化催化劑和工藝的非限制性實(shí)施例如PCT/US2007/000610和PCT/US2008/009635第47~51頁中所描述，這些專利以引用的方式并入本文。
[0020]在某些實(shí)施例中，所述復(fù)分解化的天然油可以環(huán)氧化。所述復(fù)分解化的天然油脂可通過任何合適的過氧酸環(huán)氧化。過氧酸(過酸)是?；鶜溥^氧化物，并且最常見的是通過過氧化氫的酸催化酯化反應(yīng)制備的。任何過氧酸可在環(huán)氧化反應(yīng)中使用。可使用的過氧化物的實(shí)施例包括但不限于過氧化氫、叔丁基過氧化氫、三苯硅基過氧化氫(triphenyl si Iy Ihydroperoxide )、過氧化羥基異丙苯(cumy Ihydroperoxide),優(yōu)選為過氧化氫。
[0021]如本文所用的，術(shù)語“天然油脂”還可能包括復(fù)分解化的天然油脂、完全和/或部分氫化的復(fù)分解化的天然油脂、完全和/或部分氫化的天然油脂以及環(huán)氧化的復(fù)分解化的天然油脂。如本文所用的，“MSB0”可以指復(fù)分解化的大豆油，術(shù)語“HMSB0”可以指氫化的復(fù)分解化的大豆油，術(shù)語“SB0”指大豆油，以及術(shù)語“HSB0”指氫化的大豆油。
[0022]天然油脂或氫化和/或復(fù)分解化天然油脂合適的脂肪酸包括但不限于芳香族脂肪酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、直鏈或支鏈脂肪酸、取代或未取代的脂肪酸，以及單酸、二酸、三酸和/或聚酸的具有6—36個(gè)碳原子的碳鏈長(zhǎng)度的變體，其非限制性實(shí)例包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸酸、亞麻酸、硬脂酸、花生酸、芥酸和山崳酸。所用的脂肪酸可以是粉末裝、球狀、薄片狀或絮凝狀，以及通過其他方式形成的擠壓狀或顆粒狀，例如，通過在所述酸的熔點(diǎn)以下，冷卻水相的脂肪酸乳液而獲得。
[0023]如本文所用的，術(shù)語“滴點(diǎn)”("dropping point〃或〃drop point")或“熔點(diǎn)”是指蠟樣品開始熔化時(shí)的溫度術(shù)語。所述滴點(diǎn)可以使用ASTM-D127-08或梅特勒滴點(diǎn)FP80系統(tǒng)測(cè)量，其通過引用的方式并入本文中。
[0024]如本文所用的，術(shù)語“針入度”是指金屬皂組合物的相對(duì)硬度。所述針入度可以使用ASTM-D1321-02A測(cè)量，其通過引用的方式并入本文中。
[0025]如本文所用的，術(shù)語“軟化點(diǎn)”是指在該點(diǎn)金屬皂組合物逐漸慢慢地從固體到軟的粘性液體變化。所述軟化點(diǎn)可以通過ASTM D3104-99進(jìn)行測(cè)定。
[0026]如本文所用的，術(shù)語“金屬阜”("metallic soaps〃或〃metallic soap〃)或“金屬阜組合物，，("metallic soap compositions"或"metallic soap composition")是指至少一種金屬皂組合物，所述金屬皂組合物可以是各種金屬的鹽，其非限制性的實(shí)例包括堿土金屬和堿金屬，例如但不限于鈹、鎂、鈣、鋰、鈉、鉀、鍶和鋇；過渡金屬，例如但不限于鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鑰、鈀、銀、鎘、鎢、汞以及其它金屬如鋁、鎵、錫、鐵、鉛和鑭系金屬，所有單獨(dú)的金屬或它們的組合。發(fā)現(xiàn)任何一種上述金屬的醇鹽、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、氯化物以及它們的混合物對(duì)于它們的制備都是特別有用的。在某些實(shí)施例中，優(yōu)選所述上述金屬的氫氧化物，更優(yōu)選為氫氧化1丐、氫氧化銀、氫氧化鎂、氫氧化鈉和氫氧化鋰。
[0027]制備金屬皂組合物的皂化方法[0028]1.融合方法(Fusion Process)
[0029]可以通過融合方法制備金屬皂組合物(如下所述的樣品TTl~TTlO和TT14~TT24)。在融合方法中，含有一個(gè)或多個(gè)脂肪酸或其衍生物的油脂被加入到反應(yīng)器中，在70~140°C，優(yōu)選為90~120°C，最優(yōu)選為95~105°C的高溫下，在氮?dú)夥諊写祾叽蠹s30~90分鐘，優(yōu)選為約60分鐘。所述油脂選自由復(fù)分解化的天然油脂、氫化復(fù)分解化的天然油脂、氫化的天然油脂或復(fù)分解化的天然油脂或它們的混合物構(gòu)成的組。在一些實(shí)施例中，天然油脂是大豆油，復(fù)分解化的天然油脂是復(fù)分解化的大豆油，氫化的天然油脂是氫化的大豆油，氫化復(fù)分解化的天然油脂是氫化復(fù)分解化的大豆油。
[0030]在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為100%的MSBO ;在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為100%的HMSBO ;在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為50%的MSBO和重量百分比為50%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為12.5%的SB0、重量百分比為12.5%的HSB0、重量百分比為37.5%的MSBO以及重量百分比為37.5%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為25%的MSBO和重量百分比為75%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為12.5%的SB0、重量百分比為37.5%的HSB0、重量百分比為12.5%的MSBO以及重量百分比為12.5%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為6.25%的SB0、重量百分比為18.75%的HSB0、重量百分比為
18.75%的MSBO以及重量百分比為56.25%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為56.25%的SB0、重量百分比為18.75%的HSB0、重量百分比為18.75%的MSBO以及重量百分比為6.25%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為18.75%的SB0、重量百分比為56.25%的HSB0、重量百分比為6.25%的MSBO以及重量百分比為18.75%的HMSBO混合物；在某些實(shí)施例中，油脂包括重量含量為100%的SB0。對(duì)于這種油脂，至少一種金屬化合物，如金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽或金屬醇鹽，優(yōu)選為金屬氫氧化物被引入，油脂和金屬化合物通過在高于即將形成的金屬皂熔點(diǎn)的溫度下融合而反應(yīng)，該溫度一般為200~400°C，優(yōu)選為275~350°C，最優(yōu)選為290~310°C，反應(yīng)時(shí)間約3~6個(gè)小時(shí)，優(yōu)選為4個(gè)小時(shí)，并且不斷攪拌。這種融合方法的皂化度為至少部分皂化，其中皂化度為約10~100%，優(yōu)選為約25~90%，更優(yōu)選為約30~65%，最優(yōu)選為約35~45%，用傅立葉紅外光譜儀(FTIR)測(cè)量皂化度。為了分析給定物質(zhì)的皂化度，可以利用FTIR進(jìn)行這樣分析，如本文多處所述。在分析這些物質(zhì)時(shí)，感興趣的峰是由金屬皂組合物中的羰基(~1530-1550cm_l)引起的拉伸峰(stretching peak),以及由未阜化油脂中的酯羰基(-1745cm-1)引起的拉伸峰。通過配制已知比例的金屬阜和酯混合物，繪制它們的已知比例與這兩個(gè)拉伸峰相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的曲線而畫出校準(zhǔn)曲線。
[0031]任何來源于天然油脂的揮發(fā)性或輕質(zhì)化合物被蒸餾掉及收集，任何二氧化碳?xì)怏w或水副產(chǎn)物，以及任何游離的的甘油成分(也是作為副產(chǎn)物產(chǎn)生)被排出反應(yīng)體系，從熔融的金屬皂組合物從該體系中排出的地方。然后，將熔融的金屬皂組合物從反應(yīng)器中倒入金屬盆中，冷卻至室溫，如有需要的話，可能采用回收步驟如過濾、減壓、離心等，以及任何清洗和/或干燥步驟。
[0032]由融合方法制備的金屬皂組合物的硬度(用針入法測(cè)定)為約5~25dmm，優(yōu)選為15~75dmm,最優(yōu)選為約45~55dmm。由融合方法制備的金屬阜組合物的滴點(diǎn)為約50~170°C，優(yōu)選為約70~140°C，最優(yōu)選為約75~105°C。[0033]I1.水性方法(Aqueous Process)
[0034]可以通過水性方法制備金屬皂組合物(如下所述的樣品TTll~TT13和TT25~TT28)。在水性方法中，含有一種或多種脂肪酸的油脂被溶解在水中，然后利用至少一種金屬化合物中和，例如金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽，優(yōu)選為金屬氫氧化物，最優(yōu)先為單獨(dú)的氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣，或它們的混合物。所述油脂選自由復(fù)分解化的天然油脂、氫化復(fù)分解化的天然油脂、氫化的天然油脂或復(fù)分解化的天然油脂或它們的混合物構(gòu)成的組 。在某些實(shí)施例中，油脂包括重量百分比為100%的MSB0。在70~150°C，優(yōu)選為75~125°C，最優(yōu)選為95°C的溫度下加熱反應(yīng)器中的混合物一段時(shí)間，并攪拌和/或搖動(dòng)混合物，加熱約為5小時(shí)，優(yōu)選為I~3小時(shí)。在某些實(shí)施例中，金屬皂組合物在溶液中沉淀，可通過本領(lǐng)域任何合適的方法從反應(yīng)器中回收，例如過濾、減壓、離心等，以及根據(jù)需要洗滌、干燥，然后冷卻。與制備的金屬皂組合物一起的產(chǎn)生，在水性方法的某些實(shí)施例中，可能是第一金屬皂復(fù)組合物，也可能產(chǎn)生了副產(chǎn)物-游離的甘油成分。在一些實(shí)施例中，在上述冷卻之前，用于至少一種離子交換反應(yīng)的無機(jī)金屬鹽可能被添加到在先的金屬皂組合物中，其中，這類無機(jī)金屬鹽是金屬氫氧化物(如氫氧化鎂、氫氧化鍶、氫氧化鈣，優(yōu)選為氫氧化鈣)或金屬氯化物(優(yōu)選為氯化鋅或氯化鈣)。離子交換反應(yīng)發(fā)生在約50~150°C，優(yōu)選為65~125°C，最優(yōu)選為70~100°C。所得的金屬皂組合物通過本領(lǐng)域任何已知的適用方法回收，如過濾、減壓、離心等，以及清洗和/或干燥，然后根據(jù)需要冷卻，以產(chǎn)生另一種金屬皂組合物，在水性方法某些實(shí)施例中，可能是第二金屬皂組合物。與制備的金屬皂組合物一起，也可能產(chǎn)生了副產(chǎn)物-游離的甘油和鹽水。反應(yīng)時(shí)間約為5小時(shí)，皂化時(shí)間優(yōu)選為I~3小時(shí)以及約為3小時(shí)，，至少一種離子交換反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為約I小時(shí)。這種水性方法的皂化度為至少部分皂化，其中皂化度為約10~100%，優(yōu)選為約70~100%，最優(yōu)選為約95~100%。
[0035]在一些實(shí)施例中，來源于復(fù)分解化的天然油脂的脂肪酸可以用金屬氧化物、金屬醇鹽、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽，優(yōu)選為金屬氫氧化物，最優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀中和。然后，所得的金屬皂組合物與化學(xué)當(dāng)量(相對(duì)于金屬氫氧化物的量)的磷酸反應(yīng)。然后，脂肪酸與混合金屬氫氧化物化學(xué)當(dāng)量(基于油脂中最初的酯當(dāng)量)的水混合，以產(chǎn)生金屬阜組合物。
[0036]上述方法能夠以分批、連續(xù)或半連續(xù)的方式進(jìn)行。分批方式從反應(yīng)物開始，當(dāng)制備出金屬皂組合物時(shí)結(jié)束，通過加入新的反應(yīng)物(天然油脂、金屬氫氧化物和水)再次開始。然而，連續(xù)方式不會(huì)被中斷，除了定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和清潔。依次連續(xù)補(bǔ)充天然脂肪和/或天然油脂以及金屬化合物和水，源源不斷獲得在脂肪酸中富集的金屬皂組合物。半連續(xù)方式是以上方式的結(jié)合。它是一個(gè)連續(xù)的過程，但僅維持一定數(shù)量的預(yù)先設(shè)定的循環(huán)。
[0037]金屬皂組合物的熔點(diǎn)取決于所得的金屬皂組合物的皂化程度。隨著皂化程度的增加，金屬皂組合物的熔點(diǎn)也增加。金屬皂組合物的熔點(diǎn)也取決于所使用的脂肪酸的脂肪族烴陰離子(aliphatic hydrocarbon anions)的不飽和度。脂肪族烴陰離子的飽和度越高，金屬皂組合物的熔點(diǎn)也越高。在脂肪酸脂肪族烴陰離子中，對(duì)于一個(gè)給定的鏈長(zhǎng)度或碳原子數(shù)，鏈中碳碳雙鍵的數(shù)目越多，熔點(diǎn)越低。
[0038]在一些實(shí)施例中，金屬皂組合物也可能通過引發(fā)劑組合物交聯(lián)，引發(fā)劑組合物能夠在小于或等于約130°C的溫度下引發(fā)固化(cure)。通常，引發(fā)劑組合物包括引發(fā)劑組分和激活劑或促進(jìn)劑。在所需要的處理溫度下，引發(fā)劑、激活劑或促進(jìn)劑聯(lián)合啟動(dòng)引發(fā)。引發(fā)劑的常規(guī)實(shí)施例包括各種有機(jī)物或過氧化物和過酸。引發(fā)劑的非限制性實(shí)施例包括但不限于過氧化苯甲酰、甲乙酮?dú)溥^氧化物、氫過氧化枯烯，優(yōu)選為過氧化苯甲酰。對(duì)于優(yōu)選的過氧化苯甲酰，可以加入的激活劑的非限制性實(shí)施例如鈷辛酸酯、二甲基苯胺、環(huán)烷酸鈷、乙基己酸鈷，優(yōu)選為環(huán)烷酸鈷，導(dǎo)致引發(fā)劑組合物能夠在室溫到130°C的溫度下固化金屬皂組合物。[0039]金屬皂組合物可能會(huì)轉(zhuǎn)變成薄片狀、條狀、塊狀、棒狀、粉狀、球狀、擠壓狀、顆粒狀，或通過本領(lǐng)域已知的方法轉(zhuǎn)變成任何其他適用的方式或形狀。進(jìn)一步地，所述金屬皂有多種用途，包括作為粘合劑，以及當(dāng)應(yīng)用到特定的表面或材料時(shí)，作為具有耐腐蝕性能的涂層，如下所述。也考慮到金屬皂組合物可以用作浙青改性劑。所述金屬皂組合物能夠被用于各種額外的非限制性用途，例如穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑脂、防水劑、油脂或其他有機(jī)媒介增稠劑、涂布劑，作為化學(xué)反應(yīng)催化劑，作為橡膠添加劑以改善粘性或橡膠與各種基板的粘性，作為膠凝劑、化妝品試劑、整平劑、霉菌預(yù)防劑、PVC穩(wěn)定劑、成核劑以及作為顏料/清漆/漆/墨水的干燥劑用途。
[0040]實(shí)施例、比較實(shí)施例和應(yīng)用測(cè)試
[0041]A.實(shí)施例
[0042](樣品TTl)在反應(yīng)器中加入1500g復(fù)分解化的大豆油(MSBO)(3.42mmol/g C00R)，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入80g Ca(OH)2(1.08mol)，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。反應(yīng)率計(jì)為(calculated for) a~40%的阜化度。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為42%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。測(cè)定的其他性能如表1所示。
[0043](樣品TT2)在反應(yīng)器中加入1500gMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入40g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為21%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0044](樣品TT3)在反應(yīng)器中加入1500gMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入120g Ca(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為63%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0045](樣品TT4)在反應(yīng)器中加入1500gMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入160g Ca(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為84%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0046](樣品TT5)在反應(yīng)器中加入1500gHMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入200.04g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集HMSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為100%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。[0047](樣品TT6)改變?cè)?，在反?yīng)器中加入187.5g大豆油(SB0)、187.5g氫化大豆油(HSB0)、562.5gMSB0 和 562.5gHMSB0，在 100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I 小時(shí)。然后加入120.0g Ca(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集反應(yīng)混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為63%。
[0048]在環(huán)境壓力下攪拌，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。
[0049](樣品TT7)在反應(yīng)器中加入1500gMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入66.02g Mg(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為44%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0050](樣品TT8)在反應(yīng)器中加入1500gMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)I小時(shí)。然后加入300.83g Sr(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為20%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0051](樣品TT9)在反應(yīng)器中加入750gMSBO和750g HMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入83.9g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0052](樣品TT10)在反應(yīng)器中加入375.0g MSBO和1125.0g HMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入83.9g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0053](樣品TT14)在反應(yīng)器中加入 187.5g SB0,562.5g HSB0、187.5gMSB0 和 562.5gHMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入83.9g Ca(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集SB0、HSB0、MSB0和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0054](樣品TT15)在反應(yīng)器中加入 93.75g SB0,281.25g HSB0、281.25gMSB0 和 843.75gHMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入83.9g Ca (OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集SB0、HSB0、MSB0和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0055](樣品TT16)在反應(yīng)器中加入750.0g MSBO和750.0g HMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入83.9g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0056](樣品TT17)在反應(yīng)器中加入375.0g MSBO和1125.0g HMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入83.9g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0057](樣品TT18)在反應(yīng)器中加入375.0g MSBO和1125.0g HMSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入120.0g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為60%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0058](樣品TT19)在反應(yīng)器中加入 843.75g SB0,281.25g HSB0、281.25gMSB0 和 93.75gHMSBO，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入160.0g Ca(OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集SBO、HSBO、MSBO和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為80%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0059](樣品TT20)在反應(yīng)器中加入 281.25g SB0,843.75g HSB0、93.75gMSB0 和 281.25gHMSBO，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入80.0g Ca (OH)2，反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集SB0、HSB0、MSB0和HMSBO混合物中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0060](樣品TT21)在反應(yīng)器中加入111.1g MSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入5.93g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0061](樣品TT22)在反應(yīng)器中加入1000.0g MSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入80.02g Ca (OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。皂化度通過紅外光譜分析測(cè)定60%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻至室溫。
[0062](樣品TT23)在反應(yīng)器中加入1283.7g MSB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge) I小時(shí)。然后加入71.8g Ca(OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊?。加熱混合物?00°C，蒸餾和收集MSBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為40%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻
至室溫。
[0063](樣品TT24)在反應(yīng)器中加入1472.4g SB0，在100°C下，用干燥的氮?dú)鈬婌F(sparge)l小時(shí)。然后加入124.0g Ca (OH)2,反應(yīng)器用正(positive)吹掃的氮?dú)饷芊狻＜訜峄旌衔镏?00°C，蒸餾和收集SBO中的揮發(fā)性和輕質(zhì)化合物。在攪拌條件下，反應(yīng)4個(gè)小時(shí)。通過紅外光譜分析測(cè)定皂化度為65%。將制備成的樣品從反應(yīng)器中倒到金屬盆中，冷卻
至室溫。[0064]表1:通過融合方法制備的金屬皂組合物
【權(quán)利要求】
1.一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和金屬化合物的混合物至少部分皂化，其中所述油脂選自由復(fù)分解化天然油脂、氫化復(fù)分解化天然油脂、氫化天然油脂、天然油脂或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述金屬化合物選自由金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽、金屬醇鹽或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述方法包括以下步驟:Ca)在約70~140°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的所述油脂；(b)加入所述金屬化合物，在約200~400°C的溫度下，在所述氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾咚龇磻?yīng)器中的所述油脂和所述金屬化合物的所述混合物；以及(c)從所述反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻所述反應(yīng)混合物以獲得所述金屬皂組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬化合物是金屬氫氧化物，所述金屬氫氧化物選自由氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及氫氧化鎂構(gòu)成的組。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂含有碳鏈長(zhǎng)度為約6~36個(gè)碳原子的脂肪酸。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂是天然油脂，所述天然油脂選自由芥花油、油菜籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油、亞麻籽油、棕櫚仁油、桐油、麻風(fēng)樹油、芥籽油、菥蓂油、亞麻薺油、蓖麻油、豬油、牛油、家禽脂肪、黃油、海藻油、魚油、妥爾油以及它們的混合物構(gòu)成的組。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬皂組合物，其中所述的天然油脂包括氫化天然油脂、復(fù)分解化天然油脂和/或氫化復(fù)分解化天然油脂。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物具有約50~170°C的滴點(diǎn)，以及通過針入法測(cè)定的約5~250d_的硬度。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的部分皂化包括通過FTIR測(cè)定的約10%~100%的皂化。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物具有作為粘合劑的用途。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬皂組合物，其中所述的粘合劑不包括額外的增黏劑。
10.如權(quán)利要求8所述的金屬皂組合物，其中所述的粘合劑的粘合性能依據(jù)AS TMD4541、ASTM D3359 和 / 或 Instron 測(cè)試而測(cè)定。
11.如權(quán)利要求1所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物被施加到至少一種固體表面上以用作抗腐蝕涂層。
12.如權(quán)利要求11所述的金屬皂組合物，其中所述的在至少一種固體表面的抗腐蝕涂層應(yīng)用緊接著環(huán)境處理。
13.如權(quán)利要求12所述的金屬皂組合物，其中在所述環(huán)境處理后，在所述至少一種固體表面進(jìn)行附著力測(cè)試和耐腐蝕測(cè)試。
14.如權(quán)利要求13所述的金屬皂組合物，其中所述的環(huán)境處理是依據(jù)ASTMB1177-03或測(cè)試方法MIL-STD-81OG進(jìn)行的；其中所述的附著力測(cè)試是依據(jù)ASTM D4541和ASTMD3359進(jìn)行的；以及其中所述的耐腐蝕測(cè)試是依據(jù)ASTM D1654進(jìn)行的。
15.一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括含有重量含量高達(dá)100%的復(fù)分解化天然油脂的油脂和金屬氫氧化合物的混合物至少部分皂化，其中所述方法包括以下步驟:(a)在約95~105°C的溫度下，在氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾叻磻?yīng)器中的所述油脂；(b)在約290~310°C的溫度下，在所述氮?dú)夥諊屑訜岷痛祾咚龇磻?yīng)器中的所述油脂和所述金屬化合物的所述混合物；以及(C)從所述反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻所述反應(yīng)混合物以獲得所述金屬皂組合物。
16.如權(quán)利要求15所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物具有:(a)通過針入法測(cè)定的約45~55dmm的硬度；以及(b)可選擇地,約75~85°C的滴點(diǎn)。
17.一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和至少一種金屬化合物的混合物至少部分皂化；或可選擇地，所述方法包括來源于油脂的脂肪酸和至少一種金屬化合物至少部分中和，以及隨后用于至少一種離子交換反應(yīng)的無機(jī)金屬鹽的后續(xù)添加；其中所述的油脂選自由復(fù)分解化天然油脂、氫化復(fù)分解化天然油脂、氫化天然油脂、天然油脂或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述金屬化合物選自由金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述的無機(jī)金屬鹽選自由金屬氫氧化物或金屬氯化物構(gòu)成的組；其中所述方法包括以下步驟:(a)在約75~150°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的所述混合物；(b)從所述反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻所述混合物以獲得第一金屬皂組合物；以及(c)在冷卻之前，加入所述無機(jī)金屬鹽到步驟(b)所得的混合物中，其 中在約50~150°C溫度下，發(fā)生所述至少一種離子交換反應(yīng)；以及(d)回收并隨后冷卻步驟(c)所得的所述混合物以獲得第二金屬皂組合物。
18.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬化合物選自由氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鉀或氫氧化鋰構(gòu)成的組。
19.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的無機(jī)金屬鹽選自由氫氧化鎂、氫氧化鍶、氫氧化鈣、氯化鋅或氯化鈣構(gòu)成的組。
20.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂含有碳鏈長(zhǎng)度為約6~36個(gè)碳原子的脂肪酸。
21.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂選自由芥花油、油菜籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油、亞麻籽油、棕櫚仁油、桐油、麻風(fēng)樹油、芥籽油、菥蓂油、亞麻薺油、蓖麻油、豬油、牛油、家禽脂肪、黃油、海藻油、魚油、妥爾油以及它們的混合物構(gòu)成的組。
22.如權(quán)利要求21所述的金屬皂組合物，其中所述的天然油脂包括氫化天然油脂、復(fù)分解化天然油脂和/或氫化復(fù)分解化天然油脂。
23.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的部分皂化包括通過FTIR測(cè)定的約40%~100%的皂化。
24.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物具有作為粘合劑的用途。
25.如權(quán)利要求24所述的金屬皂組合物，其中所述的粘合劑不包括額外的增黏劑。
26.如權(quán)利要求17所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬皂組合物被施加到至少一種固體表面上以用作抗腐蝕涂層。
27.如權(quán)利要求26所述的金屬皂組合物，其中所述的在至少一種固體表面的抗腐蝕涂層應(yīng)用緊接著環(huán)境處理。
28.如權(quán)利要求27所述的金屬皂組合物，其中在所述環(huán)境處理后，在所述至少一種固體表面進(jìn)行附著力測(cè)試和耐腐蝕測(cè)試。
29.如權(quán)利要求28所述的金屬皂組合物，其中所述的環(huán)境處理是依據(jù)測(cè)試方法MIL-STD-810G進(jìn)行的；其中所述的附著力測(cè)試是依據(jù)ASTM D4541和ASTM D3359進(jìn)行的；以及其中所述的耐腐蝕測(cè)試是依據(jù)ASTM D1654進(jìn)行的。
30.如權(quán)利要求17所述的金屬阜組合物,其中所述的金屬阜組合物被用作浙青改性劑，以減少浙青混合物的粘度。
31.一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括復(fù)分解化天然油脂和金屬氫氧化物的混合物至少部分皂化，以及隨后用于至少一種離子交換反應(yīng)的金屬氯化物的后續(xù)添加；其中所述方法包括以下步驟:(a)在約90~100°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的所述混合物；(b)從所述反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻所述混合物以獲得第一金屬皂組合物；(c)加入所述用于所述至少一種離子交換反應(yīng)的金屬氯化物到步驟(b)所得的所述混合物中，在約70~100°C溫度下，發(fā)生所述至少一種離子交換反應(yīng)；以及(d)回收并冷卻步驟(C)所得的所述混合物以獲得第二金屬皂組合物。
32.一種方法制備的金屬皂組合物，所述方法包括油脂和至少一種金屬化合物的混合物至少部分皂化；或可選擇地，所述方法包括來源于油脂的脂肪酸和至少一種金屬化合物至少部分中和；其中所述的油脂選自由復(fù)分解化天然油脂、氫化復(fù)分解化天然油脂、氫化天然油脂、天然油脂或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述金屬化合物選自由金屬醇鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽或它們的混合物構(gòu)成的組；其中所述方法包括以下步驟:(a)在約75~150°C的溫度下，在水相環(huán)境中加熱反應(yīng)器中的所述混合物；以及(b)從所述反應(yīng)器中排出所述反應(yīng)混合物，冷卻所述混合物以獲得所述的金屬皂組合物。
33.如權(quán)利要求32所述的金屬皂組合物，其中所述的金屬化合物選自由氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鉀或氫氧化鋰構(gòu)成的組。
34.如權(quán)利要求32所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂含有碳鏈長(zhǎng)度為約6~36個(gè)碳原子的脂肪酸。
35.如權(quán)利要求32所述的金屬皂組合物，其中所述的油脂選自由芥花油、油菜籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花油、芝麻油、大豆油、葵花籽油、亞麻籽油、棕櫚仁油、桐油、麻風(fēng)樹油、芥籽油、菥蓂油、亞麻薺油、蓖麻油、豬油、牛油、家禽脂肪、黃油、海藻油、魚油、妥爾油以及它們的混合物構(gòu)成的組。
36.如權(quán)利要求35所述的金屬皂組合物，其中所述的天然油脂包括氫化天然油脂、復(fù)分解化天然油脂和/或氫化復(fù)分解化天然油脂。
【文檔編號(hào)】C11D9/02GK103649293SQ201280034465
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月10日
【發(fā)明者】扎克利·喬恩·亨特, 詹姆斯·路易斯·弗勞爾斯, S.·亞歷山大·克里斯坦森 申請(qǐng)人:艾勒旺斯可再生科學(xué)公司