Усовершенствованная композиция добавки для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров и способ ее использования - RU2612511C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной композиции добавки для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, причем ароматический виниловый мономер включают стирол, отличающейся тем, что усовершенствование включает композицию из одного или нескольких третичных аминов и одного или нескольких из ароматических нитросоединений.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к использованию усовершенствованной композиции добавки по настоящему изобретению для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, отличающейся тем, что усовершенствование включает использование композиции, содержащей один или несколько третичных аминов или одно или несколько из ароматических нитросоединений.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения усовершенствованной композиции добавки по настоящему изобретению для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, отличающейся тем, что усовершенствование включает получение композиции, содержащей один или несколько третичных аминов или одно или несколько из ароматических нитросоединений.

В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, путем использования усовершенствованной композиции добавки по настоящему изобретению, отличающейся тем, что усовершенствование включает обработку потока, содержащего ароматические виниловые мономеры, композицией, содержащей один или несколько третичных аминов или одно или несколько из ароматических нитросоединений.

Предпосылки изобретения:

Полимеризация ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, в процессе обработки представляет очень важную проблему, поскольку она приводит к образованию нежелательных полимеров и в результате к потере выхода конечного продукта и делает процесс неэкономичным.

Имеются сообщения об использовании в данной области ингибиторов и замедлителей, а также их комбинации для решения проблемы полимеризации стирола.

Проблема использования только ингибиторов состоит в том, что их нужно добавлять непрерывно или через равные интервалы, потому что после их расходования полимеризация начнется снова.

Проблема использования только замедлителей состоит в том, что они не очень эффективны для снижения полимеризации стирола до уровня существенного ингибирования или до приемлемого уровня ингибирования.

В прототипе [США 5254760 (USʹ760)] описано ингибирование полимеризации виниловых мономеров путем использования комбинации нитроксидов (т.е. нитроксильных соединений), включающих 1 оксил-2,2,6,6, тетраметилпиперидин-4-ол (4НТ), и ароматических нитросоединений, включающих динитро-бутилфенол [re abstract, Col. 3, lines 26-32; Col. 4, lines 1-2, 12 of USʹ760 - ссылаясь на резюме, Кол. 3, строки 26-32; Кол. 4, строки 1-2, 12, USʹ760] в качестве ингибитора полимеризации.

В USʹ760 представлены сведения об использовании комбинации нитроксидного (т.е. нитроксильного) соединения и ароматического нитросоединения. В USʹ760 представлены сведения против использования любого из нитроксидного (т.е. нитроксильного) соединения или ароматического нитросоединения [Re Col. 5, lines 50-56; Col. 6, lines 10-14 and 42-46; Col. 7, lines 36-41 of USʹ760 - ссылаясь на Кол. 5, строки 50-56; Кол. 6, строки 10-14 и 42-46; Кол. 7, строки 36-41, USʹ760].

Однако ароматические нитросоединения, включающие DNBP, нужно использовать в больших количествах и/или они также известны своей токсичной природой по воздействию на человека [re Col. 1, lines 64-68 of USʹ760 - ссылаясь на Кол. 1, строки 64-68, USʹ760].

Следовательно, в настоящее время целью отрасли является композиция добавки, в которой количество ароматических нитросоединений можно снизить или минимизировать, так что получаемая в результате композиция экономична и безопасна для человека. Любые усилия в направлении снижения или минимизации расхода ароматических нитросоединений приведут к уменьшению проблемы, стоящей перед отраслью.

Необходимость изобретения:

Таким образом, все еще существует потребность в эффективной композиции добавки и способе ее использования и получения, а также способе контроля и ингибирования полимеризации виниловых ароматических мономеров путем использования указанной композиции, отличающейся тем, что композиция добавки не только применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, но также содержит существенно сниженное или минимизированное количество ароматических нитросоединений.

Задача, стоящая перед изобретением

Таким образом, целью настоящего изобретения является решение описанных выше имеющихся промышленных проблем путем создания эффективной композиции добавки и способа ее использования и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, отличающейся тем, что композиция добавки не только применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, но также содержит сниженное или минимизированное количество ароматических нитросоединений.

Цели изобретения:

Соответственно, главной целью настоящего изобретения является создание эффективной композиции добавки и способа ее использования и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации виниловых ароматических мономеров, отличающейся тем, что композиция добавки не только применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, но также содержит значительно сниженное или минимизированное количество ароматических нитросоединений.

Другой главной целью настоящего изобретения является создание эффективной композиции добавки и способа ее использования и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации виниловых ароматических мономеров, отличающейся тем, что композиция добавки содержит значительно сниженное или минимизированное количество ароматических нитросоединений, и по-прежнему применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, и по-прежнему требуется в относительно низкой дозировке по сравнению с дозировкой только ароматических нитросоединений для достижения такого же или лучшего приемлемого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание эффективной композиции добавки и способа ее использования и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации виниловых ароматических мономеров, отличающейся тем, что композиция добавки содержит один или несколько из аминов и сниженное или минимизированное количество одного или нескольких из ароматических нитросоединений, и по-прежнему применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, и по-прежнему требуется в относительно низкой дозировке по сравнению с дозировкой только ароматических нитросоединений для достижения такого же или лучшего приемлемого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола, и отличающийся тем, что амин представляет собой один или несколько из третичных аминов.

Целью настоящего изобретения, в частности, является создание эффективной композиции добавки и способа ее использования и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации виниловых ароматических мономеров, отличающейся тем, что композиция добавки содержит один или несколько из аминов и сниженное или минимизированное количество одного или нескольких из ароматических нитросоединений, и по-прежнему применима для существенного контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, и по-прежнему требуется в относительно низкой дозировке по сравнению с дозировкой только ароматических нитросоединений для достижения такого же или лучшего приемлемого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола, и отличающейся тем, что амин представляет собой один или несколько из третичных аминов, и, следовательно, композиция по настоящему изобретению не только экономичная, но и экологически чистая.

Целью настоящего изобретения также является усовершенствование рабочих характеристик ароматических нитросоединений в более широком диапазоне температуры, включающем более высокие значения температуры, отличающейся тем, что композиция дополнительно содержит один или несколько третичных аминов.

Целью настоящего изобретения также является усовершенствование рабочих характеристик ароматических нитросоединений в более широком диапазоне температуры, включающем более высокие значения температуры и в присутствии воздуха, отличающейся тем, что композиция дополнительно содержит один или несколько третичных аминов.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего описания в сочетании с примерами, которые не направлены на ограничение объема настоящего изобретения.

Описание и предпочтительные варианты осуществления изобретения:

В целях решения вышеописанных проблем прототипа и достижения вышеописанных целей настоящего изобретения, автором изобретения установлено, что при добавлении одного или нескольких из третичных аминов к композиции, состоящей из ароматических нитросоединений, не только существенно повышается эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации, но, как ни удивительно и неожиданно, также контролируется и ингибируется полимеризация ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, до приемлемого уровня при существенно сниженной и минимизированной дозировке ароматического нитросоединения в композиции, содержащей один или несколько из третичных аминов и одно или несколько из ароматических нитросоединений, что делает композицию по настоящему изобретению экономичной, а также экологически чистой.

В целях решения вышеописанных проблем прототипа и достижения вышеописанных целей настоящего изобретения, автором установлено, что при добавлении одного или нескольких из алифатического третичного амина или алифатического третичного амина, содержащего одну или несколько гидроксильных групп, к композиции, состоящей из одного или нескольких из ароматических нитросоединений, не только существенно повышается эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации, но, как ни удивительно и неожиданно, также контролируется и ингибируется полимеризация ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, до приемлемого уровня при существенно сниженной и минимизированной дозировке ароматического нитросоединения в композиции, содержащей одно или несколько ароматических нитросоединений и один или несколько из алифатических третичных аминов или алифатических третичных аминов, содержащих одну или несколько гидроксильных групп, что делает композицию по настоящему изобретению экономичной, а также экологически чистой.

Соответственно, настоящее изобретение относится к композиции добавки для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, содержащей:

(А) одно или несколько из ароматических нитросоединений, и

характеризующейся тем, что указанная композиция дополнительно содержит:

(В) один или несколько из алифатических третичных аминов, или их смесь.

В соответствии с настоящим изобретением алифатический амин представляет собой алифатический третичный амин, который содержит одну или несколько гидроксильных групп, предпочтительно содержит одну или несколько гидроксильных групп в алкильной цепи третичного амина, более предпочтительно алифатический третичный амин содержит три или четыре гидроксильные группы в алкильной цепи третичного амина.

В соответствии с настоящим изобретением в алифатическом третичном амине, содержащем одну или несколько гидроксильных групп, гидроксильные группы представляют собой гидроксиалкильные группы.

В соответствии с настоящим изобретением углеводород в алифатическом третичном амине может быть линейным, разветвленным или циклическим.

В соответствии с настоящим изобретением углеводород в алифатическом третичном амине может содержать одну или несколько гидроксиалкильных групп.

В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения алифатический третичный амин, содержащий три гидроксильные группы, представляет собой три-изопропанол амин или трис(2-гидроксипропил)амин [TIPA].

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения алифатический третичный амин, содержащий гидроксильные группы, представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED).

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения алифатический третичный амин, содержащий гидроксильные группы, представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил) этилендиамин) (Quadrol^®).

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению может содержать один или несколько из вышеуказанных алифатических третичных аминов, содержащих гидроксильные группы, или их смесь.

Следовательно, в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к композиции добавки для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, содержащей:

(A) одно или несколько из ароматических нитросоединений,

характеризующейся тем, что указанная композиция дополнительно содержит:

(B) один или несколько из третичных аминов,

отличающаяся тем, что указанный третичный амин выбирают из группы, состоящей из:

i) гидроксил алкильного третичного амина, который представляет собой трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA);

ii) обработанного пропиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®); и

iii) обработанного этиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтал)этилендиамин) (THEED) THEED соединения; или

iv) их смесь.

Было установлено, что, когда композиция по настоящему изобретению содержит один или несколько указанных алифатических третичных аминов, эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, как ни удивительно и неожиданно, существенно повышается до приемлемого уровня и также при существенно сниженных или минимизированных дозировках ароматических нитросоединений, что делает композицию по настоящему изобретению относительно более экономичной и экологически чистой.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению содержит:

a) примерно от 40 до 99,75% мас. I) одного или нескольких из указанных ароматических нитросоединений; и

b) примерно от 0,25 до примерно 60% мас. II) указанного амина, или их смесь.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения композицию по настоящему изобретению добавляют к потоку, содержащему ароматические виниловые мономеры, включающие стирол, в количестве, варьирующемся от примерно 0,01 ppm до примерно 2000 ppm, предпочтительно от примерно 1 ppm до примерно 2000 ppm по массе потока мономеров, включающих стирол.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения ароматическое нитросоединение может содержать фенольную группу или ее производное, а также нитрогруппу.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения ароматическое нитросоединение выбирают из группы, содержащей 4,6-динитро-2-втор-бутилфенол (DNBP) и 4,6-динитро-орто крезол или 4,6-динитро-2-гидрокситолуол (DNOC) и их смесь.

В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения ароматическое нитросоединение представляет собой 4,6-динитро-2-втор-бутилфенол (DNBP).

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению не содержит нитроксидные (т.е. нитроксильные) соединения, включающие 1 оксил-2,2,6,6, тетраметилпиперидин-4-ол или 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (или 4 Гидрокси темпо или 4-НТ).

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению не содержит:

i) триэтаноламин (TEA);

ii) Трис [N-бутиламин] (ТВА);

iii) моноэтаноламин (МЕА);

iv) октил амин (OA);

v) дибутиламин (DBA);

vi) диэтаноламин (DEA);

vii) дипропил амин (DPA); и

viii) этилендиамин (EDA).

Соответственно, в другом варианте осуществления настоящее изобретение также относится к способу использования композиции добавки по настоящему изобретению на основе алифатического третичного амина и ароматических нитросоединений, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, который отличается тем, что поток, содержащий ароматический виниловый мономер, включающий стирол, обрабатывают композицией добавки, содержащей один или несколько из ароматических нитросоединений и один или несколько из указанных алифатических третичных аминов.

В частности, во втором варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу использования композиции добавки по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, который отличается тем, что поток, содержащий ароматический виниловый мономер, включающей стирол, обрабатывают композицией добавки, содержащей:

(A) одно или несколько из ароматических нитросоединений,

характеризующейся тем, что указанная композиция дополнительно содержит:

(B) один или несколько из третичных аминов,

отличающейся тем, что указанный третичный амин выбирают из группы, состоящей из:

i) гидроксил алкильного третичного амина, который представляет собой трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA);

ii) обработанного пропиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®); и

iii) обработанного этиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED) THEED соединения; или

iv) их смеси.

Следует отметить, что поток, содержащий ароматические виниловые мономеры, включающие стирол, может именоваться потоком мономеров или потоком ароматических виниловых мономеров.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ использования указанной композиции добавки по настоящему изобретению включает добавление от примерно 0,01 ppm до примерно 2000 ppm, предпочтительно от примерно 1 ppm до примерно 2000 ppm указанной композиции к потоку ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, исходя из массы мономеров.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения одно или несколько из ароматических нитросоединений и одно или несколько из соединений алифатического третичного амина добавляют к потоку мономеров либо отдельно, либо после смешивания.

Следует отметить, что все характеристики композиции по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, считаются включенными в данный способ использования указанной композиции добавки по настоящему изобретению.

Соответственно, в третьем варианте осуществления настоящее изобретение также относится к способу контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, путем использования композиции добавки по настоящему изобретению на основе алифатического третичного амина и ароматических нитросоединений, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, который отличается тем, что поток, содержащий ароматические виниловые мономеры, включающие стирол, обрабатывают композицией добавки, содержащей одно или несколько из ароматических нитросоединений и один или несколько из указанных алифатических третичных аминов.

В частности, в третьем варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, путем добавления композиции добавки по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, к потоку мономеров, отличающаяся тем, что указанная композиция содержит:

(A) одно или несколько из ароматических нитросоединений,

характеризующаяся тем, что указанная композиция дополнительно содержит:

(B) один или несколько из третичных аминов,

отличающаяся тем, что указанный третичный амин выбирают из группы, состоящей из:

i) гидроксил алкильного третичного амина, который представляет собой трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA);

ii) обработанного пропиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®); и

iii) обработанного этиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED) THEED соединения; или

iv) их смесь.

и указанную композицию добавляют к указанному потоку мономеров.

Следует отметить, что поток, содержащий ароматические виниловые мономеры, включающие стирол, может называться потоком мономера или потоком ароматических виниловых мономеров.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения способ контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, путем использования указанной композиции добавки по настоящему изобретению включает добавление количества, варьирующегося от примерно 0,01 ppm до примерно 2000 ppm, предпочтительно от примерно 1 ppm до примерно 2000 ppm указанной композиции к потоку ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, исходя из массы мономеров.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения одно или несколько из ароматических нитросоединений и одно или несколько из соединений алифатического третичного амина добавляют к потоку мономеров либо отдельно, либо после смешивания.

Следует отметить, что все характеристики композиции по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, считаются включенными в данный способ контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, путем использования указанной композиции добавки по настоящему изобретению.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению может смешиваться с потоком, содержащим ароматические виниловые мономеры, либо до того, как поток поступает в систему обработки, либо после того, как поток поступил в систему обработки, но предпочтительно композиция добавляется к потоку, содержащему ароматические виниловые мономеры, до начала его обработки, чтобы исключить или минимизировать полимеризацию ароматических виниловых мономеров.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению может использоваться в широком диапазоне температуры от примерно 50 градусов С до примерно 180 градусов С, предпочтительно от примерно 60 градусов С до примерно 180 градусов С.

Композицию по настоящему изобретению можно получить любым известным способом получения композиций.

Соответственно, в четвертом варианте осуществления настоящее изобретение также относится к способу получения композиции по настоящему изобретению на основе алифатического третичного амина и ароматических нитросоединений, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, который отличается тем, что одно или несколько из ароматических нитросоединений смешивают с одним или несколькими из соединений алифатического третичного амина либо отдельно, либо после смешивания.

В частности, в четвертом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения композиции добавки по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, который отличается тем, что указанный способ включает:

(А) смешивание одного или нескольких из указанных ароматических нитросоединений,

характеризующийся тем, что указанное ароматическое нитросоединение или его смесь дополнительно смешивают с одним или несколькими из

(В) указанных аминов, выбранных из группы, состоящей из:

i) гидроксил алкильного третичного амина, который представляет собой трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA);

ii) обработанного пропиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®); и

iii) обработанного этиленоксидом амина, который представляет собой N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED) THEED соединения; или

iv) их смеси.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ получения композиции добавки по настоящему изобретению включает смешивание одного или нескольких из третичных аминов с одним или несколькими из ароматических нитросоединений либо отдельно, либо после смешивания.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения полученная композиция используется в широком диапазоне температуры от примерно 50 градусов С до примерно 180 градусов С, предпочтительно от примерно 60 градусов С до примерно 180 градусов С.

Следует отметить, что поток, содержащий ароматические виниловые мономеры, включающие стирол, может именоваться потоком мономеров или потоком ароматических виниловых мономеров.

Следует также отметить, что все характеристики композиции по настоящему изобретению, описанной здесь, ссылка на которую приведена полностью, считаются включенными в данный способ получения композиции добавки по настоящему изобретению.

В одном из вариантов осуществления автором установлено, что, когда композиция по настоящему изобретению содержит любой из аминов, выбранных из группы, содержащей N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED) и N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®), эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, существенно повышается, однако повышение не столь существенное, как для композиции, содержащей трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA). Таким образом, в соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA) является наиболее предпочтительным амином, а в соответствии с более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил) этилендиамин) (THEED) и N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил) этилендиамин) (Quadrol^®) являются более предпочтительными аминами по настоящему изобретению.

Следует отметить, что, как ни удивительно и неожиданно, с увеличением концентрации TIPA или Quadrol^® или THEED, т.е. когда композиция содержит примерно 50% мас. TIPA или Quadrol^® или THEED, эффективность ингибирования полимеризации композиции добавки по настоящему изобретению снижается, причины чего в настоящее время не известны, но по сравнению с композицией добавки по прототипу она по-прежнему демонстрирует такое повышение.

В другом варианте осуществления изобретения автором установлено, что когда композиция по настоящему изобретению содержит любой из аминов, выбранных из группы, содержащей i) триэтаноламин (TEA); ii) Трис[N-бутиламин] (ТВА); iii) моноэтаноламин (МЕА); iv) октил амин (OA); v) дибутиламин (DBA); vi) диэтаноламин (DEA); vii) дипропил амин (DPA); и viii) этилендиамин (EDA), эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающей стирол, как ни удивительно и неожиданно, существенно уменьшается. Следовательно, в одном варианте осуществления композиция по настоящему изобретению не содержит ни одного из аминов, выбранных из группы, содержащей i) триэтаноламин (TEA); ii) Трис[N-бутиламин] (ТВА); iii) моноэтаноламин (МЕА); iv) октил амин (OA); v) дибутиламин (DBA); vi) диэтаноламин (DEA); vii) дипропил амин (DPA); и viii) этилендиамин (EDA). Следует отметить, что некоторые из этих аминов дают очень незначительное повышение эффективности ароматических нитросоединений при меньших количествах, но это коммерчески нерентабельно.

Другие преимущества и варианты осуществления настоящего изобретения станут более очевидными из следующих примеров.

Настоящее изобретение будет описано с помощью следующих примеров, которые не направлены на ограничение объема настоящего изобретения, а были включены для иллюстрации метода и лучшего метода осуществления настоящего изобретения.

Эксперименты:

Основной эксперимент:

В следующих экспериментах измеренное количество дистиллированного стирола (или потока углеводорода в граммах) и измеренное количество добавок (в ppm по массе стирола или потока углеводорода) поместили в трубчатый реактор, снабженный термометром и впускным и выпускным отверстиями для азота. В этих экспериментах использовали трубчатый реактор без механической мешалки, а для обеспечения надлежащего перемешивания поддерживали достаточный поток N₂. Реакции выполнялись либо при 120°C (Таблица I, Таблица III, Таблица IV, Таблица V и Таблица VI), либо при 135°C (Таблица-II) в течение 2 часов. По истечении выбранного периода времени реактор охладили до температуры ниже 10°C путем погружения в измельченный лед. Содержимое реактора затем вылили в химический стакан. В этот же стакан для осаждения полимера, образовавшегося в растворе стирола, примерно на 1,5-2 г охлажденной полимеризационной смеси использовали 80 г метанола. Полученный осадок профильтровали, высушили, чтобы удалить метанол, и взвесили. Масса осадка представлена в % от образовавшегося полимера.

Следует отметить, что стирол был очищен перед использованием с целью удаления стабилизаторов.

В следующих примерах композиция добавки по прототипу представляет собой ароматическое нитросоединение, 4,6-динитро-2-втор-бутилфенол (DNBP), которое брали в количестве примерно 100, 200, 300, 400, 500, 600 или 1000 ppm по массе стирола (или потока углеводорода).

В следующих примерах добавка по настоящему изобретению представляет собой композицию, содержащую примерно 100, 200, 300, 400, 500 или 1000 ppm ароматического нитросоединения, 4,6-динитро-2-втор-бутилфенол (DNBP), и примерно от 1 до 20 ppm алифатического третичного амина, который представляет собой три-изопропаноламин (TIPA), содержащий три гидроксильные группы, которая отличается тем, что к взвешенному количеству ароматического нитросоединения добавляется от примерно 1 до примерно 20 ppm TIPA.

Эксперимент 1

В Таблице 1 представлены результаты вышеприведенного основного эксперимента при выполнении с использованием 10 г дистиллированного стирола при нагреве до 120°C в течение 2 часов.

Из вышеприведенной Таблицы-I понятно, что при добавлении лишь 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm или 4 ppm TIPA к ppm DNBP (добавка по прототипу), эффективность DNBP по контролю и ингибированию полимеризации стирола, как ни удивительно и неожиданно, существенно повышается.

Из Таблицы-I также можно видеть, что полимеризация стирола, как ни удивительно и неожиданно, существенно уменьшается лишь при добавлении 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm или 4 ppm TIPA к 100 ppm DNBP (добавка по прототипу).

Следует отметить, что % образованного полимера, как ни удивительно и неожиданно, уменьшается с 4,8% при 100 ppm DNBP, или с 3,18% при 200 ppm DNBP, или с 2,03% при 300 ppm DNBP до 1,82%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 100 ppm DNBP и 1 ppm TIPA, до 1,45%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 100 ppm DNBP и 2 ppm TIPA, до 1,22%, когда настоящая композиция содержит 100 ppm DNBP и 3 ppm TIPA, до 1,08%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 100 ppm DNBP и 4 ppm TIPA, что тем самым означает, что композиция по настоящему изобретению дает значительную экономию дозировки DNBP (ароматическое нитросоединение), и, следовательно, является более экономичной и экологически чистой, чем композиция, состоящая из ароматического нитросоединения.

Эксперимент 2

В Таблице-II представлены результаты вышеприведенного основного эксперимента при выполнении с использованием 10 г дистиллированного стирола при нагреве до 135°C в течение 2 часов.

Из вышеприведенной Таблицы-II понятно, что при добавлении лишь 5-20 ppm TIPA даже к более высокой дозировке 500 ppm DNBP (добавка по прототипу) и при обработке потока стирола добавкой даже при более высокой температуре 135°C эффективность DNBP по контролю и ингибированию полимеризации стирола, как ни удивительно и неожиданно, существенно повышается.

Из Таблицы-II также можно видеть, что полимеризация стирола, как ни удивительно и неожиданно, существенно уменьшается лишь при добавлении 5-20 ppm TIPA к 500 ppm DNBP (добавка по прототипу).

Следует отметить, что % образовавшегося полимера, как ни удивительно и неожиданно, снижается с 4,13% при 500 ppm DNBP до 2,24%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 500 ppm DNBP и 5 ppm TIPA, до 2,03%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 500 ppm DNBP и 10 ppm TIPA, до 1,88%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 500 ppm DNBP и 15 ppm TIPA, до 1,79%, когда композиция по настоящему изобретению содержит 500 ppm DNBP и 20 ppm TIPA, и наоборот, эффективность 1,79% образовавшегося полимера может быть достигнута только при использовании 1000 ppm DNBP (ароматическое нитросоединение - добавка по прототипу), означающее тем самым, что композиция по настоящему изобретению дает значительную экономию почти на половину дозировки DNBP (ароматическое нитросоединение - добавка по прототипу), и, следовательно, является более экономичной и экологически чистой, чем композиция, состоящая из ароматического нитросоединения.

Эксперименты 3-5:

В следующих примерах относительно вышеприведенного основного эксперимента композиция добавки по прототипу представляет собой DNBP, являющееся ароматическим нитросоединением, в количестве примерно 100, 200, 300, 400, 500 и 600 ppm, а композиция добавки по настоящему изобретению представляет собой композицию, содержащую DNBP, которое является ароматическим нитросоединением, и дополнительно содержит TIPA, THEED или Quadrol^®, являющиеся аминами по настоящему изобретению, в весовом соотношении DNBP:амин 99:1, 95:5, 90:10, 85:15 и 50:50, композиция составлена в 100, 200 и 300 ppm. Автор далее сравнил результаты композиций по настоящему изобретению с композициями добавки с содержанием DNBP и амина, выбранный из группы, состоящей из TEA, ТВА, МЕА, OA DBA, DEA DPA и EDA для сравнительных целей. Результаты приведены в Таблицах III, IV, V и VI.

Как можно видеть из данных, приведенных в Таблицах IV, V и VI, при добавлении примерно от 1 до примерно 150 ppm TIPA, THEED или Quadrol^® к DNBP, что составляет в общем 100, 200 и 300 ppm композиции для получения DNBP: амин в весовом соотношении 99:1, 95:5, 90:10, 85:15 и 50:50, эффективность композиции добавки по прототипу, состоящей из DNBP, по контролю и ингибированию полимеризации стирола, как ни удивительно и неожиданно, существенно повышается.

Как можно видеть, когда композиция по настоящему изобретению содержит любой из аминов, выбранных из группы, состоящей из N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамина) (THEED) и N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина) (Quadrol^®), эффективность ароматического нитросоединения по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, существенно повышается, однако повышение не столь значительное, как для композиции, содержащей трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA). Таким образом, в соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA) является наиболее предпочтительным амином, a N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис (2-гидроксиэтил)этилендиамин) (THEED) и N,N,Nʹ,Nʹ-тетракис (2-гидроксипропил)этилендиамин) (Quadrol^®) являются более предпочтительными аминами по настоящему изобретению.

Как также можно видеть, когда композиция содержит любой из сравнительных аминов, выбранных из группы, состоящей из TEA, ТВА, МЕА, OA DBA, DEA DPA и EDA, эффективность ароматических нитросоединений по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, не повышается. Таким образом, в одном из вариантов осуществления композиция по настоящему изобретению не содержит ни одного из аминов, выбранных из группы, состоящей из TEA, ТВА, МЕА, OA DBA, DEA DPA и EDA. Следует отметить, что некоторые из этих аминов дают очень незначительное повышение эффективности ароматических нитросоединений, но это коммерчески нерентабельно.

Следует отметить, что как ни удивительно и неожиданно, с увеличением концентрации амина, т.е. когда примерно 50% амина добавляют к DNBP, эффективность композиции добавки по настоящему изобретению по ингибированию полимеризации уменьшается незначительно, причины чего в настоящее время неизвестны.

Соответственно, с учетом вышеприведенных экспериментальных данных и их анализа можно сделать вывод, что только композиции добавки по настоящему изобретению, содержащие ароматическое нитросоединение и амин, выбранный из группы, состоящей из TIPA, THEED и Quadrol^®, как ни удивительно и неожиданно, дают в результате повышение эффективности по контролю и ингибированию полимеризации композиции добавки по прототипу, состоящей из ароматического нитросоединения, и эти данные подтверждают синергетический эффект композиций по настоящему изобретению.

Все вышеприведенные данные также подтверждают синергетические, удивительные и неожиданные эффекты композиции по настоящему изобретению при более низких, а также при более высоких температурах.

Все вышеприведенные данные также подтверждают, что наблюдается последовательное повышение эффективности добавки по прототипу по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, предпочтительно стирола.

Все вышеприведенные данные также подтверждают, что композиция по настоящему изобретению может достичь гораздо более высокой эффективности по контролю и ингибированию полимеризации ароматических виниловых мономеров, предпочтительно стирола, при такой же дозировке добавки по прототипу, что означает тем самым, что настоящее изобретение имеет в результате экономические и экологические преимущества.

Приведенные выше экспериментальные результаты также подтверждают, что предлагаемая в настоящем изобретении композиция намного превосходит композицию по прототипу и, следовательно, имеет технические преимущества и неожиданные эффекты по сравнению с композицией добавки по прототипу.

Следует отметить, что термин «примерно», как используется в данном описании, не предполагает расширения объема заявленного изобретения, а включен только для охвата экспериментальных ошибок, допустимых в данной области техники.

Реферат

Настоящее изобретение относится к эффективной композиции добавки для контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, состоящей из: (A) одного или более ароматических нитросоединений, (B) одного или более алифатических третичных аминов, или их смеси, причем один или более алифатических третичных аминов содержат одну или более гидроксильных групп в алкильной цепи третичного амина, и причем алифатический третичный амин не содержит триэтаноламин (TEA). Кроме того, изобретение относится к способу контроля и ингибирования полимеризации ароматических виниловых мономеров, включающих стирол, с использованием предлагаемой композиции, к способу использования предлагаемой композиции и к способу ее получения. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 пр.

Формула