Композиции для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров и способы их применения - RU2680811C1

Описание

Область техники настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к композициям для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров и к способам их применения, где винилароматический мономер включает в себя стирол, причем улучшение включает в себя композицию по меньшей мере одного амина со смесью одного или более хинонметида или его производного и одного или более фенольного соединения.

Согласно одному варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу получения улучшенной присадочной композиции согласно настоящему изобретению для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем улучшение включает в себя получение композиции, содержащей по меньшей мере один амин в комбинации со смесью одного или более хинонметида или его производного и одного или более фенольного соединения.

Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, посредством применения улучшенной присадочной композиции согласно настоящему изобретению, причем улучшение включает в себя обработку потока, содержащего винилароматические мономеры, композицией, содержащей по меньшей мере один амин в комбинации со смесью одного или более хинонметида или его производного и одного или более фенольного соединения.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Полимеризация винилароматических мономеров, включая стирол, в течение переработки, представляет собой проблему, потому что полимеризация вызывает образование нежелательных полимеров, приводит к потере выхода конечного продукта и делает процесс неэкономичным.

Из уровня техники известно применение ингибиторов и замедлителей и их комбинации для преодоления проблемы полимеризации стирола.

Проблема применения ингибиторов в чистом виде заключается в том, что указанные вещества необходимо добавлять непрерывно или с регулярными интервалами, потому что после их расходования полимеризация будет возобновляться.

Проблема применения замедлителей в чистом виде заключается в том, что указанные вещества не обладают высокой эффективностью в уменьшении полимеризации стирола до уровня существенного ингибирования или до приемлемого уровня ингибирования.

Из предшествующего уровня техники известна композиция, содержащая комбинацию (а) хинонметида (QM) и (b) 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксида (4НТ) в качестве ингибитора полимеризации стирола. Однако автор настоящего изобретения обнаружил [см. примеры и соответствующие данные], что основная проблема применения этой известной композиции QM и 4НТ заключается в том, что даже при увеличении количеств композиции проблема полимеризации не может быть решена.

Из предшествующего уровня техники также известна композиция, содержащая комбинацию (а) хинонметида (QM) и (b) фенольного соединения, например, 2,6-ди-трет-бутилфенола (2,6-DTBP) в качестве ингибитора полимеризации стирола. Однако автор настоящего изобретения обнаружил [см. примеры и соответствующие данные], что основной недостаток применения этой известной композиции QM и 2,6-DTBP заключается в том, что даже при увеличении количеств композиции проблема полимеризации не может быть решена.

Следовательно, в промышленности требуется присадочная композиция, в которой количество QM и фенольного соединения может быть уменьшено или сокращено до минимума таким образом, что получаемая в результате композиция становится экономичной, а также безопасной для человека.

Проблемы промышленности уменьшит любая попытка снижения или сокращения до минимума расхода QM и/или фенольного соединения.

Необходимость настоящего изобретения

Таким образом, по-прежнему существует необходимость улучшенной присадочной композиции и способа ее применения и получение, а также способа контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, посредством применения вышеупомянутый композиции, причем присадочная композиция должна быть не только подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, но также содержать значительно уменьшенные или сокращенные до минимума количества QM и/или фенольного соединения.

Проблема, решаемая настоящим изобретением

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение решения описанных выше проблем, существующих в промышленности, посредством предложения улучшенной присадочной композиции и способа ее применения и получения, а также способа контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем присадочная композиция должна быть не только подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, но также содержать значительно уменьшенные или сокращенные до минимума количества QM и/или фенольного соединения.

Задачи настоящего изобретения

Соответственно, основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить эффективную и улучшенную присадочную композицию на аминной основе и способ ее применения и получения, а также способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, причем присадочная композиция должна быть не только подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, но также содержать значительно уменьшенные или сокращенные до минимума количества QM и/или фенольного соединения. Проблемы промышленности в некоторой степени уменьшит любая попытка снижения или сокращения до минимума расхода QM и/или фенольного соединения, причем она предположительно будет предпочтительной для промышленности по сравнению с известными композициями, содержащими QM и/или фенольные соединения.

Еще одна основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить эффективную и улучшенную присадочную композицию на аминной основе и способ ее применения и получения, а также способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, причем присадочная композиция должна содержать существенно уменьшенное или сокращенное до минимума количество QM и/или фенольного соединения, при этом оставаясь подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, и требоваться в относительно меньшей дозировке по сравнению с дозировкой комбинации QM и фенольных соединений для достижения такого же или более высокого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола.

Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить эффективную и улучшенную присадочную композицию на аминной основе и способ ее применения и получения, а также способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, причем присадочная композиция должна содержать меньшей мере один амин, уменьшать или сокращать до минимума количество одного или более QM и одного или более фенольного соединения, при этом оставаясь подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, и требоваться в относительно меньшей дозировке по сравнению с дозировкой комбинации QM и фенольных соединений для достижения такого же или более высокого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола, причем амин содержит алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить эффективную и улучшенную присадочную композицию на аминной основе и способ ее применения и получения, а также способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, причем присадочная композиция должна содержать по меньшей мере один амин в комбинации с уменьшенными или сокращенными до минимума количествами одного или более QM и одного или более фенольного соединения, при этом оставаясь подходящей для существенного контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, и требоваться в относительно меньшей дозировке по сравнению с дозировкой комбинации QM и фенольных соединений для достижения такого же или более высокого уровня контроля и ингибирования полимеризации стирола, причем амин содержит алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи, и, таким образом, композиция согласно настоящему изобретению является не только экономичной, но также благоприятной для окружающей среды.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики присадочных композиций, включающих комбинацию QM и фенольных соединений, причем композиция согласно настоящему изобретению содержит комбинацию одного или более QM и одного или более фенольного соединения и дополнительно содержит по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики присадочных композиций, содержащих комбинацию QM и фенольных соединений, в более широком диапазоне продолжительность обработки и температуры, причем композиция содержит комбинацию одного или более QM и одного или более фенольного соединения и дополнительно содержит по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики присадочных композиций, содержащих комбинацию QM и фенольных соединений, в более широком диапазоне температуры и в присутствии воздуха, причем композиция содержит комбинацию одного или более QM и одного или более фенольного соединения и дополнительно содержит по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи.

Следует отметить, что в отношении настоящего изобретения термин "хинонметид" или "QM" предназначен для распространения на "производные хинонметида".

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего описания при его чтении в сочетании с примерами, которые не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

Раскрытие и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения

С целью преодоления описанных выше проблем предшествующего уровня техники и достижения описанных выше целей настоящего изобретения автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении по меньшей мере одного алифатического третичного амина, содержащего гидроксильную группу в алкильной цепи, в композицию, содержащую комбинацию QM и фенольных соединений, неожиданно и непредвиденно не только существенно улучшается эффективность контроля и ингибирования полимеризации композицией, содержащей комбинацию QM и фенольные соединения, но также неожиданно и непредвиденно значительно улучшаются контроль и ингибирование полимеризация винилароматических мономеров, включая стирол, при существенном уменьшении и сокращения до минимума дозировки QM и фенольных соединений в композиции, содержащей по меньшей мере один алифатический третичный амин, содержащий гидроксильную группу в алкильной цепи, и один или более QM и одно или более фенольное соединение, что делает композицию согласно настоящему изобретению экономичной, а также благоприятной для окружающей среды.

С целью преодоления описанных выше проблем предшествующего уровня техники и достижения описанных выше целей настоящего изобретения автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении алифатического третичного амина, содержащего трис(2-гидроксипропил)амин (TIP А), в композицию, содержащую комбинацию QM и фенольных соединений, не только неожиданно и непредвиденно эффективность контроля и ингибирования полимеризации композицией, содержащей комбинацию QM и фенольных соединений, существенно улучшается, но также неожиданно и непредвиденно повышается уровень контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, при существенном уменьшении и сокращении до минимума дозировки комбинации QM и фенольных соединений в вышеупомянутой композиции.

С целью преодоления описанных выше проблем предшествующего уровня техники и достижения описанных выше целей настоящего изобретения автор настоящего изобретения также обнаружил, что при добавлении алифатического третичного амина, содержащего N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®), 2,2',2'',2'''-(1,2-этандиилдинитрило)тетраэтанол (THEED) или их смесь, в композицию, содержащую комбинацию QM и фенольных соединений, также улучшается эффективность контроля и ингибирования полимеризации по сравнению с композицией предшествующего уровня техники, содержащей комбинацию QM и фенольных соединений, и также повышается уровень контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, но неожиданно и непредвиденно с минимальным увеличением дозировки композиции по сравнению с дозировкой композиции, содержащей QM, фенольное соединение и TIPA. Таким образом, композиции, содержащие N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®), 2,2',2'',2'''-(1,2-этандиилдинитрило)тетраэтанол (THEED) или их смесь, с комбинацией QM и фенольных соединений, представляют собой второй предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.

С целью преодоления описанных выше проблем предшествующего уровня техники и достижения описанных выше целей настоящего изобретения автор настоящего изобретения также обнаружил, что при добавлении алифатического третичного амина, включая триэтаноламин (TEA), моноэтаноламин (МЕА), диэтаноламин (DEA) и/или трис[М-бутиламин] (ТВА), в композицию содержащую комбинацию QM и фенольных соединений, не улучшается эффективность контроля и ингибирования полимеризации по сравнению с композицией предшествующего уровня техники, содержащей комбинация QM и фенольных соединений. Таким образом, композиции, содержащие триэтаноламин (TEA), моноэтаноламин (МЕА), диэтаноламин (DEA) и/или трис[N-бутиламин] (ТВА) с комбинацией QM и фенольных соединений, не находятся в соответствии с настоящим изобретением.

Соответственно, настоящее изобретение относится к улучшенной присадочной композиции на аминной основе для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, содержащей:

(A) один или более хинонметид или его производные (QM),

(B) одно или более фенольное соединение, и

вышеупомянутая композиция отличается тем, что она дополнительно содержит:

(C) по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения амин согласно настоящему изобретению делает композицию согласно настоящему изобретению экономичной, а также благоприятной для окружающей среды.

В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения алифатический третичный амин, содержащий гидроксильную группу в алкильной цепи, содержит триизопропаноламин или трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA).

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения алифатический третичный амин, содержащий гидроксильную группу в алкильной цепи, может содержать N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин (THEED), N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®) или их смесь. Однако, как описано выше в настоящем документе, композиции, содержащие N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®), 2,2',2'',2'''-(1,2-этандиилдинитрило)тетраэтанол (THEED) или их смесь с комбинацией QM и фенольных соединений, представляют собой второй предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.

Таким образом, согласно первому варианту осуществления настоящее изобретение относится к улучшенной присадочной композиции на аминной основе для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, содержащей:

(A) один или более хинонметид или его производные (QM),

(B) одно или более фенольное соединение, и

вышеупомянутая композиция отличается тем, что она дополнительно содержит:

(С) по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи,

причем вышеупомянутый алифатический третичный амин включает триизопропаноламин (TIPA).

Таким образом, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения оно относится к присадочной композиции, в которой алифатический третичный амин, содержащий гидроксильную группу в алкильной цепи, содержит N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин (THEED), N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®) или их смесь.

Таким образом, согласно второму варианту осуществления настоящее изобретение относится к улучшенной присадочной композиции на аминной основе для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, содержащей:

(A) один или более хинонметид или его производные (QM),

(B) одно или более фенольное соединение, и

вышеупомянутая композиция отличается тем, что она дополнительно содержит:

(C) по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи,

причем вышеупомянутый алифатический третичный амин выбран из группы, включающей в себя:

i) трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA);

ii) и может дополнительно содержать N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®);

iii) N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин (THEED); и

iv) их смесь.

Автор настоящего изобретения обнаружил, что когда композиция согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один алифатический третичный амин согласно настоящему изобретению, эффективность QM и фенольных соединений для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, неожиданно и непредвиденно существенно улучшается до повышенного уровня, что также обеспечивают существенно уменьшенные или сокращенные до минимума дозировки QM и фенольных соединений, и в результате этого композиция согласно настоящему изобретению становится относительно более экономичной и благоприятной для окружающей среды.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения фенольное соединение содержит 2,6-ди-трет-бутилфенол (2,6-DTBP), бутилированный гидроксианизол (ВНА), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ) или их смесь.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения фенольное соединение не содержит гидрохинон (HQ), в частности, оно не содержит 1,4-бензолдиол или 1,4-дигидроксибензол, потому что автор настоящего изобретения обнаружил, что когда фенольное соединение представляет собой HQ и присутствует в комбинации с QM, неожиданно и непредвиденно добавление алифатического третичного амина согласно настоящему изобретению не улучшает эффективность контроля и ингибирования полимеризации уменьшенным количеством QM и HQ.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения вышеупомянутый хинонметид или его производные (QM) содержат бензилхинонметид, предпочтительно 4-бензилиден-2,6-ди-трет-бутилциклогекса-2,5-диенон.

Можно отметить, что "вышеупомянутый хинонметид или его производные" далее в настоящем документе может называться термином "QM".

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения в смеси QM и фенольного соединения QM может присутствовать в количестве, составляющем от приблизительно 0,2 до приблизительно 99,8 мас. %, и фенольное соединение может присутствовать в количестве, составляющем от приблизительно 99,8 до приблизительно 0,2 мас. % по отношению к массе смеси QM и фенольного соединения.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения смесь QM и фенольного соединения может содержать QM и фенольное соединение в массовом соотношении, составляющем от приблизительно 99,8:0,2 до приблизительно 0,2:99,8.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения вышеупомянутый алифатический третичный амин или его смесь присутствует в количестве, составляющем от приблизительно 0,01 до приблизительно 70% по отношению к массе композиции, предпочтительно составляющем от приблизительно 0,1 до приблизительно 50% по отношению к массе композиции, предпочтительнее составляющем от приблизительно 0,5 до приблизительно 30% по отношению к массе композиции, еще предпочтительнее составляющем от приблизительно 1 до приблизительно 20% по отношению к массе композиции.

Можно отметить, что поток, содержащий винилароматические мономеры, включая стирол, может называться терминами "поток мономеров" или "поток винилароматических мономеров".

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения композиция согласно настоящему изобретению может быть добавлена в поток, содержащий винилароматические мономеры, включая стирол, в количестве, составляющем от приблизительно 0,01 части на миллион до приблизительно 5000 частей на миллион, предпочтительно составляющем от приблизительно 0,1 части на миллион до приблизительно 3000 частей на миллион, предпочтительнее составляющем от приблизительно 1 части на миллион до приблизительно 2000 частей на миллион, еще предпочтительнее составляющем от приблизительно 5 частей на миллион до приблизительно 2000 частей на миллион по отношению к массе потока мономеров, включая стирол.

Соответственно, согласно третьему варианту осуществления настоящее изобретение также относится к способу применения описанной выше присадочной композиции на аминной основе согласно настоящему изобретению для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем способ предусматривает обработку винилароматических мономеров, включая стирол, вышеупомянутой присадочной композицией.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более вышеупомянутый QM, одно или более вышеупомянутое фенольное соединение и вышеупомянутый алифатический третичный амин могут быть добавлены в поток мономеров, в том числе индивидуально или после смешивания друг с другом.

Можно отметить, что все отличительные признаки композиции согласно настоящему изобретению, которые описаны в настоящем документе, ссылка на которые приведена во всей полноте, считают включенными в настоящий способ применения вышеупомянутой присадочной композиции согласно настоящему изобретению.

Соответственно, согласно четвертому варианту осуществления настоящее изобретение также относится к способу контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем способ предусматривает добавление вышеупомянутой присадочной композиции на аминной основе согласно настоящему изобретению, описанной в настоящем документе, в поток, содержащий винилароматические мономеры, включая стирол.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, посредством применения вышеупомянутой присадочной композиции согласно настоящему изобретению предусматривает добавление вышеупомянутой композиции в количестве, составляющем от приблизительно 0,01 части на миллион до приблизительно 5000 частей на миллион, предпочтительно составляющем от приблизительно 0,1 части на миллион до приблизительно 3000 частей на миллион, предпочтительнее составляющем от приблизительно 1 части на миллион до приблизительно 2000 частей на миллион, еще предпочтительнее составляющем от приблизительно 5 частей на миллион до приблизительно 2000 частей на миллион, в поток винилароматических мономеров, содержащий стирол, по отношению к массе мономеров.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более вышеупомянутый QM, одно или более вышеупомянутое фенольное соединение и вышеупомянутый амин могут быть добавлены в поток мономеров, в том числе индивидуально или после смешивания друг с другом.

Можно отметить, что все отличительные признаки композиции согласно настоящему изобретению, описанной в настоящем документе, ссылка на которые приведена во всей полноте, считают включенными в настоящий способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, посредством применения вышеупомянутой присадочной композиции согласно настоящему изобретению.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция согласно настоящему изобретению может быть смешана с потоком, содержащим винилароматические мономеры, в том числе до того, как поток поступает в технологическую систему, или после того, как поток поступает в технологическую систему, но предпочтительно композицию добавляют в поток, содержащий винилароматические мономеры, до начала его обработки, таким образом, чтобы предотвратить или сократить до минимума полимеризацию винилароматических мономеров.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция согласно настоящему изобретению может быть использована в широком диапазоне температур, составляющем от приблизительно 50 градусов С до приблизительно 180 градусов С и предпочтительно от приблизительно 60 градусов С до приблизительно 180 градусов С.

Композиция согласно настоящему изобретению может быть получена любым известным способом получения композиций.

Соответственно, согласно пятому варианту осуществления настоящее изобретение также относится к способу получения вышеупомянутой присадочной композиции на аминной основе согласно настоящему изобретению, описанной в настоящем документе, для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем один или более вышеупомянутый QM и одно или более вышеупомянутое фенольное соединения могут быть смешаны с вышеупомянутым амином, в том числе индивидуально или после смешивания друг с другом.

В частности, согласно пятому варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу получения присадочной композиции согласно настоящему изобретению, описанной в настоящем документе, ссылка на который приведена во всей своей полноте, для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем вышеупомянутый способ предусматривает:

стадию смешивания

(A) одного или более хинонметида или его производных (QM), и

(B) одного или более фенольного соединения, и

отличается тем, что с вышеупомянутым QM и вышеупомянутыми фенольными соединениями или их смесью далее смешивают

(C) вышеупомянутый алифатический третичный амин.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения способ получения присадочной композиции согласно настоящему изобретению предусматривает смешивание вышеупомянутого амина с одним или более QM и одним или более фенольным соединением, в том числе индивидуально или после смешивания друг с другом.

Можно также отметить, что все отличительные признаки композиции согласно настоящему изобретению, описанные в настоящем документе, ссылка на которые приведена во всей своей полноте, считают включенными в настоящий способ получения присадочной композиции согласно настоящему изобретению.

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

Настоящее изобретение описано ниже с помощью следующих примеров, которые не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения, но представлены чтобы проиллюстрировать вариант осуществления и наилучший вариант осуществления настоящего изобретения.

Экспериментальная часть

В настоящих экспериментах присадка предшествующего уровня техники представляет собой комбинацию хинонметида (4-бензилиден-2,6-ди-трет-бутилциклогекса-2,5-диенон) и 2,6-DTBP, или ВНА, или ВНТ; алифатический третичный амин согласно настоящему изобретению представляет собой TIP A, Quadrol или THEED; и сравнительные амины представляют собой TEA, DEA, МЕА или ТВА.

Основной эксперимент

В следующих экспериментах взвешенное количество дистиллированного стирола или потока углеводородов (в граммах) и взвешенное количество присадок (в частях на миллион по отношению к массе стирола или потока углеводородов) вводили в трубчатый реактор, оборудованный термометром и впуском и выпуском азота. В указанных экспериментах поток азота поддерживали в достаточной степени, чтобы обеспечить надлежащее перемешивание. Реакции осуществляли приблизительно при 120°С в непрерывном потоке азота в течение времени, которое представлено в следующих таблицах. После истечения выбранного времени реактор охлаждали до температуры ниже приблизительно 10°С посредством его погружения в дробленый лед. Содержимое реактора затем выливали в лабораторный стакан. В тот же лабораторный стакан помещали приблизительно от 1,5 до 2 г охлажденной полимеризационной смеси, и приблизительно 80 г метанола использовали для осаждения полимера, образованного в стирольном растворе. Полученный осадок отфильтровывали, высушивали для удаления метанола и взвешивали. Массу образовавшегося осадка записывали как долю полученного полимера в процентах.

Можно отметить, что стирол очищали перед применением для удаления стабилизаторов.

Автор настоящего изобретения также обнаружил, амин в чистом виде, например, TIPA в чистом виде, Quadrol в чистом виде, THEED в чистом виде, не представляет собой ингибитор полимеризации стирола, и что фенольное соединение в чистом виде, например, 2,6-DTBP в чистом виде, ВНА в чистом виде, ВНТ в чистом виде, не представляет собой ингибитор полимеризации стирола (см. таблицу VII). Показано, что дозировка 200 частей на миллион для TIPA от компании Sterling в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 17,08% стирола и TIPA от компании DOW в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 16,16% стирола. Аналогичным образом, показано, что дозировка 200 частей на миллион Quadrol в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 14,64% стирола и THEED в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 14,34% стирола. Аналогичным образом, показано, что дозировка 200 частей на миллион 2,6-DTBP в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 16,31% стирола, дозировка 200 частей на миллион ВНА в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 17,14% стирола, и дозировка 200 частей на миллион ВНТ в чистом виде обеспечивает полимеризацию приблизительно 15,68% стирола.

Комбинация QM и фенольного соединения, т.е. присадка предшествующего уровня техники для настоящего изобретения показала существенную полимеризацию стирола. Например, дозировка 100 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP при применении в массовом соотношении 90:10 показала полимеризацию приблизительно 7,62% стирола, комбинация QM и ВНА в таком же массовом соотношении показала полимеризацию приблизительно 0,41% стирола, и комбинация QM и ВНТ в таком же массовом соотношении показала полимеризацию приблизительно 7,8% стирола. Аналогичным образом, дозировка 200 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP при применении в массовом соотношении 90:10 показала полимеризацию приблизительно 3,16% стирола, комбинация QM и ВНА в таком же массовом соотношении показала полимеризацию приблизительно 6,96% стирола, и комбинация QM и ВНТ в таком же массовом соотношении показала полимеризацию приблизительно 3,68% стирола.

Можно отметить, что комбинации QM и 2,6-DTBP, QM и ВНА, и QM и ВНТ представляют собой композиции предшествующего уровня техники для настоящего изобретения, и % полимеризации указанных комбинаций представляет собой базовый уровень для результатов исследования композиций согласно настоящему изобретению и сравнительных аминов.

Таким образом, не является очевидным объединение алифатического третичного амина в чистом виде, например, TIPA, Quadrol или THEED, с комбинацией QM и фенольного соединения, т.е. 2,6-DTBP, ВНА или ВНТ.

Автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 4 частей на миллион или 20 частей на миллион TEA, DEA, МЕА или ТВ А в дозировку 100 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP в массовом соотношении, составляющем 90:10, не улучшается % полимеризации стирола (см. таблицу I).

Автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 4 частей на миллион Quadrol® в дозировку 100 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP в массовом соотношении, составляющем 90:10, % полимеризации стирола уменьшается приблизительно до 6,85%, и при добавлении приблизительно 20 частей на миллион данное уменьшение происходит приблизительно до 4,86% (см. таблицу I).

Автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 4 частей на миллион THEED в дозировку 100 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP в массовом соотношении, составляющем 90:10, % полимеризации стирола уменьшается приблизительно до 6,72%, и при добавлении приблизительно 20 частей на миллион данное уменьшение происходит приблизительно до 5,08% (см. таблицу I).

Однако автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 4 частей на миллион TIPA в дозировку 100 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP в массовом соотношении, составляющем 90:10, % полимеризации стирола существенно уменьшается приблизительно до 4,48%, и при добавлении приблизительно 20 частей на миллион данное уменьшение происходит приблизительно до 3,08% (см. таблицу I).

Таким образом, не является очевидным объединение TEA, DEA, МЕА или ТВА вместо алифатического третичного амина с комбинацией QM и фенольного соединения, т.е. 2,6-DTBP.

Такие же технические эффекты наблюдали для комбинаций QM и ВНА (см. таблицу И), а также QM и ВНТ (см. таблицу III) при дозировке 100 частей на миллион.

Вместе с представленными выше непредвиденными и неожиданными результатами автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 20 частей на миллион TIPA, Quadrol или THEED в дозировку 200 частей на миллион комбинации QM и 2,6-DTBP, соответственно, % полимеризации стирола существенно уменьшается от 3,18% до 0,21%, 0,53% и 0,44%. С другой стороны, изменение при добавлении TEA, МЕА и DEA является незначительным (см. таблицу IV).

Аналогичным образом, вместе с представленными выше непредвиденными и неожиданными результатами автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 20 частей на миллион TIPA, Quadrol или THEED в дозировку 200 частей на миллион комбинации QM и ВНА, соответственно, % полимеризации стирола существенно уменьшается от 6,96% до 0,34%, 1,69% и 1,54%. С другой стороны, практически никакого изменения не наблюдали при добавлении TEA, DEA и МЕА (см. таблицу V).

Аналогичным образом, вместе с представленными выше непредвиденными и неожиданными результатами автор настоящего изобретения обнаружил, что при добавлении 20 частей на миллион TIPA, Quadrol или THEED в дозировку 200 частей на миллион комбинации QM и ВНТ, соответственно, % полимеризации стирола существенно уменьшается от 3,68% до 0,32%, 1,38% и 1,42%. Практически никакого изменения не наблюдали при добавлении TEA, DEA и МЕА (см. таблицу VI).

Автор настоящего изобретения также обнаружил, что существенное улучшение не обеспечивает присадка предшествующего уровня техники, а именно комбинация QM и HQ, при добавлении амина согласно настоящему изобретению, т.е. комбинация QM и HQ с TIPA (см. таблицы VIII-X).

Для цели сравнения автором настоящего изобретения также проводили эксперименты с присадкой предшествующего уровня техники, представляющей собой хинонметид (4-бензилиден-2,6-ди-трет-бутил-циклогекса-2,5-диенон), для дозировки 600 частей на миллион при различной продолжительности времени вплоть до 300 минут.

Эксперименты также проводили для цели сравнения с присадочными комбинациями предшествующего уровня техники, содержащими QM и 2,6-DTBP, QM и HQ, а также с композицией, содержащей 600 частей на миллион QM и 85 частей на миллион фенольного соединения при различной продолжительности времени вплоть до 300 минут (см. таблицу VIII), а также для цели сравнения со сравнительной комбинацией, содержащей QM и HQ с TIPA, и с композицией, содержащей 600 частей на миллион QM, 85 частей на миллион фенольного соединения и 18 частей на миллион или 30 частей на миллион TIPA, при различной продолжительности времени вплоть до 300 минут (см. таблицу X).

Для цели сравнения эксперимент с присадочными композициями согласно настоящему изобретению, содержащими комбинацию QM и 2,6-DTBP с TIPA, также проводили для композиции, содержащей 600 частей на миллион QM, 85 частей на миллион фенольного соединения и 18 частей на миллион или 30 частей на миллион TIPA, при различной продолжительности времени вплоть до 300 минут (см. таблицу IX).

Как можно наблюдать, в представленных выше экспериментах добавление 18 частей на миллион TIPA в 685 частей на миллион комбинации "QM (600 частей на миллион) и 2-6 DTBP (85 частей на миллион)" значительно уменьшает "% полимеризации".

Аналогичным образом, добавление 30 частей на миллион TIPA в 685 частей на миллион комбинации "QM (600 частей на миллион) и 2-6 DTBP (85 частей на миллион)" значительно уменьшает "% полимеризации".

Как можно наблюдать, в представленных выше экспериментах добавление 18 частей на миллион TIPA в 685 частей на миллион комбинации "QM (600 частей на миллион) и HQ (85 частей на миллион)" существенно не уменьшает "% полимеризации".

Аналогичным образом, добавление 30 частей на миллион TIPA в 685 частей на миллион комбинации "QM (600 частей на миллион) и HQ (85 частей на миллион)" существенно не уменьшает "% полимеризации".

Все представленные выше эксперименты подтверждают, что только присадочные композиции согласно настоящему изобретению, содержащие смесь QM и фенольного соединения и алифатический третичный амин согласно настоящему изобретению, приводят к улучшению эффективности ингибирования полимеризации присадки предшествующего уровня техники, состоящей из комбинации QM и фенольного соединения.

Представленные выше полученные результаты подтверждают, что композиция согласно настоящему изобретению является более экономичной и благоприятной для окружающей среды, чем композиция предшествующего уровня техники, состоящая из смеси QM и фенольных соединений.

Представленные выше полученные результаты также подтверждают синергетические, непредвиденные и неожиданные эффекты композиции согласно настоящему изобретению.

Представленные выше экспериментальные результаты также подтверждают, что композиция, предлагаемая настоящим изобретением, значительно превосходит присадочные композиции предшествующего уровня техники и, следовательно, имеет технические преимущества и проявляет неожиданные эффекты по сравнению с присадками предшествующего уровня техники.

Реферат

Настоящее изобретение относится к присадочной композиции для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров. Описана улучшенная присадочная композиция на аминной основе для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, содержащая: (A) один или более хинонметид или его производные (QM), (B) одно или более фенольное соединение, и вышеупомянутая композиция отличается тем, что она дополнительно содержит: (C) по меньшей мере один амин, включая алифатический третичный амин, содержащий группу -ОН в алкильной цепи; причем хинонметид или его производные (QM) включает бензилхинонметид, предпочтительно 4-бензилиден-2,6-ди-трет-бутилциклогекса-2,5-диенон; причем фенольное соединение содержит 2,6-ди-трет-бутилфенол (2,6-DTBP), бутилированный гидроксианизол (ВНА), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ) или их смесь и причем алифатический третичный амин включает триизопропаноламин или трис(2-гидроксипропил)амин (TIPA), N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксиэтил)этилендиамин (THEED), N,N,N',N'-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин (Quadrol®) или их смесь. Описан способ применения указанной выше присадочной композиции для контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, включая стирол, причем способ предусматривает обработку винилароматических мономеров вышеупомянутой присадочной композицией. Также описан способ контроля и ингибирования полимеризации винилароматических мономеров, предусматривающий добавление вышеупомянутой присадочной композиции в поток, содержащий винилароматические мономеры. Технический результат – получение композиции с улучшенной эффективностью ингибирования, содержащей уменьшенное количество хинонметида и фенольного соединения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 табл., 1 пр.

Формула