BR112014013855B1

BR112014013855B1 - composição aditiva para o controle e inibição de polimerização de monômeros vinil aromáticos e método de utilização da mesma

Info

Publication number: BR112014013855B1
Application number: BR112014013855-9A
Authority: BR
Inventors: Mahesh Subramaniyam
Original assignee: Dorf Ketal Chemicals (I) Private Limited
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2020-11-17
Also published as: RU2612511C2; SG11201403026XA; EP2788303A1; ES2548554T3; CN104302602A; PH12014501270A1; WO2013108266A4; KR102033096B1; CA2858755A1; MX2014006924A; CA2858755C; JP2015504857A; JP6190930B2; US9228126B2; ZA201404987B; JP2017036284A; MX338697B; AU2012366691B2; TWI582065B; US20140350313A1

Abstract

COMPOSTO ADITIVO MELHORADO PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINIL AROMÁTICOS E MÉTODO DE UTILIZAÇÃO DO MESMO, por tratar a invenção de um composto aditivo melhorado para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno compreendendo um ou mais de nitrocompostos aromáticos e uma ou mais de aminas alifáticas terciárias. Em uma modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao método de utilização do composto presentemente revelado. Em outra modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização do composto presentemente revelado. Ainda em outra modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao método de preparação do composto presentemente revelado.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a uma composição aditiva melhorada para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que os monômeros vinil aromáticos incluem estireno, e sendo que o melhoramento compreende uma composição de uma ou mais aminas terciárias e um ou mais de nitrocompostos aromáticos.

[002] Em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere à utilização da composição aditiva melhorada da presente invenção para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o melhoramento compreende a utilização de uma composição compreendendo uma ou mais aminas terciárias e um ou mais de nitrocompostos aromáticos.

[003] Em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere ao método de preparação da composição aditiva melhorada da presente invenção para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o melhoramento compreende a preparação de uma composição compreendendo uma ou mais aminas terciárias e um ou mais de nitrocompostos aromáticos.

[004] Ainda em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere ao método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização da composição aditiva melhorada da presente invenção, sendo que o melhoramento compreende o tratamento do fluxo contendo os monômeros vinil aromáticos com uma composição compreendendo uma ou mais aminas terciárias e um ou mais de nitrocompostos aromáticos.

Fundamentos da Invenção

[005] A polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno durante o processamento é um motivo de preocupação, uma vez que provoca a formação de polímeros indesejados, resulta em perda de rendimento do produto final e faz com que o processo não seja econômico.

[006] A utilização de inibidores e retardadores do estado da arte, e a combinação dos mesmos para superar o problema da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno foi relatada.

[007] O problema da utilização de inibidores sozinhos reside no fato de que os mesmos devem ser adicionados de forma contínua ou em intervalos regulares, porque uma vez que são consumidos, a polimerização reinicia.

[008] O problema da utilização de retardadores sozinhos reside no fato de que os mesmos não são muito eficazes na redução da polimerização do estireno a um nível substancial de inibição ou ao nível aceitável de inibição.

[009] A arte anterior [US 5,254,760 (US’760)] revela a inibição da polimerização de monômeros vinil com a utilização de uma combinação de nitróxidos (ou seja, compostos de nitroxilo), incluindo 1 oxila - 2,2,6,6, tetrametilpiperidina-4-ol (4HT) e nitrocompostos aromáticos incluindo dinitro-butilfenol [ref. abstrato, Coluna 3, linhas 26-32; Coluna 4, linhas 1-2, 12 da US’760] como inibidores de polimerização.

[010] A US’760 revela e ensina a utilização da combinação de composto de nitróxidos (isto e, nitroxilo) e de nitrocomposto aromático. A US’760 revela e ensina contra a utilização de tanto do composto de nitróxido (isto e, nitroxilo) como do nitrocomposto aromático [Ref. Coluna 5, linhas 50-56; Coluna 6, linhas 10-14 e 42-46; Coluna 7, linhas 36-41 da US’760].

[011] No entanto, os nitrocompostos aromáticos incluindo o DNBP devem ser utilizados em quantidades mais elevadas e/ou também são conhecidos pela sua natureza tóxica para a exposição humana [ref. Coluna 1, linhas 64-68 da US’760].

[012] Consequentemente, a indústria tem como meta encontrar uma composição aditiva na qual a quantidade de nitrocompostos aromáticos possa ser reduzida ou minimizada, de tal modo que o composto resultante seja econômico e também seguro para seres humanos. Qualquer esforço no sentido de diminuir o consumo de nitrocompostos aromáticos irá diminuir os problemas da indústria.

Necessidade da Invenção

[013] Consequentemente, ainda existe uma necessidade de uma composição aditiva eficaz e de um método para a sua utilização e preparação e de um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos com a utilização da mencionada composição, sendo que a composição aditiva não apenas é adequada para controlar e inibir substancialmente a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, como também compreende quantidades substancialmente reduzidas ou minimizadas de nitrocompostos aromáticos.

Problema a ser Solucionado pela Invenção

[014] Consequentemente, a presente invenção tem como objetivo revelar uma solução para o problema industrial existente acima descrito, fornecendo uma composição aditiva eficaz e um método para a sua utilização e preparação e um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que a composição aditiva não apenas é adequada para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, como também compreende quantidades substancialmente reduzidas ou minimizadas de nitrocompostos aromáticos.

Objetivos da Invenção

[015] Correspondentemente, a principal objetivo da presente invenção é o de revelar uma composição aditiva eficaz e um método para a sua utilização e preparação e um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que a composição aditiva não apenas é adequada para controlar e inibir substancialmente a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, como também compreende quantidades substancialmente reduzidas ou minimizadas de nitrocompostos aromáticos.

[016] Outro objetivo principal da presente invenção é o de revelar uma composição aditiva eficaz e um método para a sua utilização e preparação, e um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que a composição aditiva compreende quantidades substancialmente reduzidas ou minimizadas de nitrocompostos aromáticos, sendo ainda adequada para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno e sendo ainda necessário em dosagem relativamente menor quando comparada com a dosagem de nitrocompostos aromáticos sozinhos para atingir o mesmo ou um melhor nível de controle e inibição da polimerização do estireno.

[017] Também consiste de um objetivo da presente invenção revelar uma composição aditiva eficaz e um método para a sua utilização e preparação, e um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que a composição aditiva compreende uma ou mais de aminas e quantidades reduzidas ou minimizadas de um ou mais de nitrocompostos aromáticos, sendo ainda adequada para controlar e inibir substancialmente a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo ainda necessária em dosagem relativamente menor quando comparado com a dosagem de nitrocompostos aromáticos sozinhos para atingir o mesmo ou um melhor nível de controle e inibição da polimerização do estireno, e sendo que a amina consiste de uma ou mais de aminas terciárias.

[018] A presente invenção tem como particular objetivo revelar uma composição aditiva eficaz e um método para a sua utilização e preparação, e um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, sendo que que a composição aditiva compreende uma ou mais de aminas e quantidades reduzidas ou minimizadas de um ou mais de nitrocompostos aromáticos, sendo ainda adequada para controlar e inibir substancialmente a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo ainda necessária em dosagem relativamente menor quando comparado com a dosagem de nitrocompostos aromáticos sozinhos para atingir o mesmo ou um melhor nível de controle e inibição da polimerização do estireno, e sendo que a amina consiste de uma ou mais de aminas terciárias e, portanto, a composição da presente invenção não é apenas econômica, como ambientalmente amigável.

[019] A presente invenção também tem como objetivo melhorar o desempenho dos nitrocompostos aromáticos em uma faixa de temperatura mais ampla incluindo a temperatura mais alta, sendo que a composição compreende uma ou mais aminas terciárias.

[020] A presente invenção também tem como objetivo melhorar o desempenho dos nitrocompostos aromáticos em uma faixa de temperatura mais ampla incluindo a temperatura mais alta e na presença de ar, sendo que a composição compreende uma ou mais aminas terciárias.

[021] Outros objetivos e vantagens da presente invenção se tomarão mais evidentes a partir da descrição seguinte quando lida em conjunto com os exemplos, que não se destinam a limitar o escopo da presente invenção.

Descrição e Modalidades Preferidas de Execução da Invenção

[022] Com o objetivo de superar os problemas da arte anterior acima descritos e para atingir os objetivos da invenção acima descritos, o inventor descobriu que, quando uma ou mais de aminas terciárias é adicionada à composição consistindo de nitrocompostos aromáticos, então não apenas a eficiência dos nitrocompostos aromáticos no controle e inibição da polimerização é substancialmente melhorada, mas também a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, é também controlada e inibida ao nível aceitável com dosagens substancialmente reduzidas e minimizadas do nitrocomposto aromático em uma composição compreendendo uma ou mais de aminas terciárias e um ou mais de nitrocompostos aromáticos, o que torna a presente composição econômica, bem como ambiente amigável.

[023] Com o objetivo de superar os problemas da arte anterior acima descritos e para atingir os objetivos da invenção acima descritos, o inventor descobriu que, quando uma ou mais de uma amina alifática terciária, ou de uma amina alifática terciária contendo um ou mais grupos de hidroxilas é adicionada à composição consistindo de um ou mais de nitrocompostos aromáticos, então não apenas a eficiência dos nitrocompostos aromáticos no controle e inibição da polimerização é substancialmente melhorada, mas também a polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, é também controlada e inibida ao nível aceitável com dosagens substancialmente reduzidas e minimizadas do nitrocomposto aromático em uma composição compreendendo um ou mais nitrocompostos aromáticos e uma ou mais de aminas alifáticas terciárias ou aminas alifáticas terciárias contendo um ou mais grupos de hidroxilas, o que torna a presente composição econômica, bem como ambiente amigável.

[024] Correspondentemente, a presente invenção se refere a uma composição aditiva para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, compreendendo: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos; e caraterizado pelo fato de que a mencionada composição também compreende: (B) uma ou mais de aminas alifáticas terciárias, ou uma mistura das mesmas.

[025] De acordo com a presente invenção, a amina alifática consiste de uma amina alifática terciária, que contém um ou mais grupos de hidroxilas, preferencialmente contém um ou mais grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária, e mais preferencialmente a amina alifática terciária contém três ou quatro grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária.

[026] De acordo com a presente invenção, na amina alifática terciária contendo três ou quatro grupos de hidroxilas, os grupos de hidroxilas consistem de grupos hidroxialquila.

[027] De acordo com a presente invenção, o hidrocarboneto na amina alifática terciária pode ser linear, ramificado ou cíclico.

[028] De acordo com a presente invenção, o hidrocarboneto na amina alifática terciária pode conter um ou mais grupos hidroxila alquila.

[029] De acordo com a modalidade mais preferida de execução da presente invenção, a amina alifática terciária contendo três grupos hidroxila alquila consiste de triisopropanolamina ou tris-(2-hidroxipropil)amina (TI PA).

[030] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a amina alifática terciária contendo grupos hidroxila consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED).

[031] De acordo com outra modalidade preferida de execução da presente invenção, a amina alifática terciária contendo grupos hidroxila consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina) (Quadrol®).

[032] De acordo com outra modalidade preferida de execução da presente invenção, a composição da presente invenção pode compreender uma ou mais das acima mencionadas aminas alifáticas terciárias contendo grupos hidroxila ou misturas das mesmas.

[033] Correspondentemente, em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere a uma composição aditiva para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, compreendendo: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos; e caraterizado pelo fato de que a mencionada composição também compreende: (B) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo compreendendo: i) amina terciária hidroxila alquila que consiste de tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada com óxido de propileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®); e iii) amina tratada com óxido de etileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (compostos THEED); ou iv) misturas das mesmas.

[034] Foi constatado que, quando a composição da presente invenção compreende uma ou mais das mencionadas aminas alifáticas terciárias, a eficiência dos nitrocompostos aromáticos para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente melhorada ao nível aceitável e também com dosagens substancialmente reduzidas ou minimizadas dos nitrocompostos aromáticos, fazendo com que a composição da presente invenção seja relativamente mais econômica e ambiente amigável.

[035] De acordo com das modalidades da presente invenção, a composição da presente invenção compreende: a) de aproximadamente 40 a aproximadamente 99,75% por peso de I) um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos; e b) de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 60% por peso das II) mencionadas aminas ou misturas das mesmas.

[036] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a composição da presente invenção é adicionado ao fluxo contendo os monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, em uma quantidade variando de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 2000 ppm, preferencialmente de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 2000 ppm por peso do fluxo de monômeros incluindo estireno.

[037] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o nitrocomposto aromático pode conter um grupo fenólico ou derivado do mesmo, bem como o grupo nitro.

[038] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o nitrocomposto aromático é selecionado de um grupo compreendendo 4,6-dinitro-2-sec-butilfenol (DNBP) e 4,6-dinitro-orto cresol ou 4,6-dinitro-2-hidróxitolueno (DNOC), e misturas dos mesmos.

[039] De acordo com a modalidade mais preferida de execução da presente invenção, o nitrocomposto aromático consiste de 4,6- dinitro-2-sec-butilfenol (DNBP).

[040] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a presente composição não compreende compostos de nitróxidos (ou de nitroxilo) incluindo 1-oxila-2,2,6,6- tetrametilpiperidina-4-ol ou 4-hidróxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina-1-oxila (ou 4 Hidróxi Tempo ou 4-HT).

[041] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a presente composição não compreende: i) trietanolamina (TEA); ii) Tris[N-butilamina] (TBA); iii) monoetanolamina (MEA); iv) octilamina (OA); v) dibutilamina (DBA); vi) dietanolamina (DEA): vii) dipropilamina (DPA); e vii) etilenodiamina (EDA).

[042] Correspondentemente, em outra modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao método de utilização da composição aditiva da presente invenção aqui descrita baseada na amina alifática terciária e nos nitrocompostos aromáticos, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual o fluxo compreendendo o monômero vinil aromático incluindo estireno é tratado com um composição aditiva compreendendo um ou mais dos nitrocompostos aromáticos e uma ou mais das mencionadas aminas alifáticas terciárias.

[043] Particularmente, em uma segunda modalidade de execução, a presente invenção também se refere a um método de utilização do composição aditiva da presente invenção aqui descrito, uma referência do qual se encontra ilustrada em sua totalidade, para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual o fluxo compreendendo o monômero vinil aromático incluindo estireno é tratado com a composição aditiva compreendendo: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos; e caraterizado pelo fato de que a mencionada composição também compreender: (B) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo compreendendo: i) amina terciária hidroxila alquila que consiste de tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada com óxido de propileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®); e iii) amina tratada com óxido de etileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (compostos THEED); ou iv) misturas das mesmas.

[044] Deve ser observado que o fluxo compreendendo os monômeros vinil aromáticos incluindo estireno pode ser referenciado como um fluxo de monômeros ou um fluxo de monômeros vinil aromáticos.

[045] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o método de utilização da mencionada composição aditiva da presente invenção compreende a adição de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 2000 ppm, preferencialmente de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 2000 ppm da mencionada composição ao fluxo de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com base no peso dos monômeros.

[046] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, um ou mais dos nitrocompostos aromáticos e um ou mais dos compostos de aminas alifáticas terciárias são adicionados ao fluxo de monômeros tanto individualmente como após a mistura.

[047] Deve ser observado que todas as características da composição da presente invenção aqui descrita, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, são consideradas como incluídas no presente método de utilização da mencionada composição aditiva da presente invenção.

[048] Correspondentemente, na terceira modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização da composição aditiva da presente invenção aqui descrita baseada na amina alifática terciária e nos nitrocompostos aromáticos, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, no qual o fluxo compreendendo os monômeros vinil aromáticos incluindo estireno é tratada com a composição aditiva compreendendo um ou mais dos nitrocompostos aromáticos e uma ou mais das mencionadas aminas alifáticas terciárias.

[049] Particularmente, na terceira modalidade de execução, a presente invenção também se refere a um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a adição da composição aditiva da presente invenção aqui descrita, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, ao fluxo de monômeros, sendo que a mencionada composição compreende: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos; e caraterizado pelo fato de que a mencionada composição também compreende: (B) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo compreendendo: i) amina terciária hidroxila alquila que consiste de tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada com óxido de propileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina) (Quadrol®); e iii) amina tratada com óxido de etileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (compostos THEED); ou iv) misturas das mesmas, e a mencionada composição é adicionada ao mencionado fluxo de monômeros.

[050] Deve ser observado que o fluxo compreendendo os monômeros vinil aromáticos incluindo estireno pode ser referenciado como um fluxo de monômeros ou um fluxo de monômeros vinil aromáticos.

[051] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização da mencionada composição aditiva da presente invenção compreende a adição de uma quantidade variando de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 2000 ppm, preferencialmente de aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 2000 ppm da mencionada composição ao fluxo de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com base no peso dos monômeros.

[052] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, um ou mais dos nitrocompostos aromáticos e um ou mais dos compostos de aminas alifáticas terciárias são adicionados ao fluxo de monômeros tanto individualmente como após a mistura.

[053] Deve ser observado que todas as características da composição da presente invenção aqui descrita, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, são consideradas como incluídas no presente método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização da mencionada composição aditiva da presente invenção.

[054] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, a composição da presente invenção pode ser misturada com o fluxo contendo monômeros vinil aromáticos tanto antes do fluxo entrar no sistema de processamento como depois que o fluxo entrou no sistema de processamento, porém, preferencialmente a composição é adicionada ao fluxo contendo os monômeros vinil aromáticos antes do início do seu processamento, de tal modo que a polimerização dos monômeros vinil aromáticos seja evitada ou minimizada.

[055] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, a presente composição pode ser utilizada em uma ampla faixa de temperatura variando de aproximadamente 50 graus C a aproximadamente 180 graus C, preferencialmente de aproximadamente 60 graus C a aproximadamente 180 graus C.

[056] A composição da presente invenção pode ser preparada por qualquer método conhecido de preparação de composições.

[057] Correspondentemente, em uma quarta modalidade de execução, a presente invenção também se refere a um método para a preparação da composição aditiva da presente invenção aqui descrito baseado na amina alifática terciária e em nitrocompostos aromáticos, uma referência do qual se encontra ilustrada em sua totalidade, para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual um ou mais dos nitrocompostos aromáticos são misturados com um ou mais compostos de aminas alifáticas terciárias tanto individualmente ramo após a mistura.

[058] Particularmente, na quarta modalidade de execução, a presente invenção se refere a um método para a preparação da composição aditiva da presente invenção aqui descrito, uma referência do qual se encontra ilustrada em sua totalidade, para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que a mencionada composição compreende: (A) misturar um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos; e caraterizado pelo fato de que o mencionado nitrocomposto aromático ou uma mistura do mesmo é também misturado com uma ou mais de: (B) as mencionadas aminas selecionadas de um grupo compreendendo: i) amina terciária hidroxila alquila que consiste de tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada com óxido de propileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina) (Quadrol®); e iii) amina tratada com óxido de etileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (compostos THEED); ou iv) misturas das mesmas.

[059] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o método para a preparação da composição aditiva da presente invenção compreende misturar uma ou mais das aminas terciárias com um ou mais dos nitrocompostos aromáticos tanto individualmente como após a mistura.

[060] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, a composição preparada é utilizada em uma faixa de temperatura variando de aproximadamente 50 graus C a aproximadamente 180 graus C, preferencialmente de aproximadamente 60 graus C a aproximadamente 180 graus C.

[061] Deve ser observado que o fluxo compreendendo os monômeros vinil aromáticos incluindo estireno pode ser referenciado como um fluxo de monômeros ou um fluxo de monômeros vinil aromáticos.

[062] Também deve ser observado que todas as características da composição da presente invenção aqui descrita, uma referência da qual se encontra ilustrada em sua totalidade, são consideradas como incluídas no presente método para a preparação da composição aditiva da presente invenção.

[063] Em uma das modalidades de execução, o inventor descobriu que, quando a presente composição compreende qualquer uma das aminas selecionadas de um grupo consistindo de N,N,N',N'-Tetrakis (2- hidroxietil) etilenodiamina (THEED) e N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®), então a eficiência dos nitrocompostos aromáticos para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno é substancialmente melhorada, no entanto, a melhora da eficiência não é tão substancial como para a composição compreendendo tris- (2-hidroxipropil)amina (TIPA). Por essa razão e de acordo com a modalidade ainda mais preferida de execução da presente invenção, tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA) é a amina mais preferida, e de acordo com a modalidade mais preferida de execução da presente invenção, N,N,N',N'- Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (THEED) e N,N,N',N'-Tetrakis (2- hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®) são as aminas mais preferidas da presente invenção.

[064] Pode ser observado que, surpreendentemente e inesperadamente, com o aumento da concentração de TIPA ou Quadrol® ou THEED, isto é, quando a composição compreende aproximadamente 50% por peso de TIPA ou Quadrol® ou THEED, a eficiência na inibição da polimerização da presente composição aditiva diminui, e as razões não são conhecidas na presente, porém comparado com a composição da arte anterior, a mesma ainda assim demonstra melhorias.

[065] Em outra modalidade de execução, o inventor descobriu que, quando a presente composição compreende qualquer uma das aminas selecionadas de um grupo consistindo de i) trietanolamina (TEA); ii) Tris[N-butilamina] (TBA); iii) monoetanolamina (MEA); iv) octilamina (OA); v) dibutilamina (DBA); vi) dietanolamina (DEA); vii) dipropilamina (DPA; e viii) etilenodiamina (EDA), então a eficiência dos nitrocompostos aromáticos para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente reduzida. Por essa razão, em uma modalidade de execução, a presente composição não compreende qualquer uma das aminhas selecionados de um grupo consistindo de i) trietanolamina (TEA); ii) Tris[N-butilamina] (TBA); iii) monoetanolamina (MEA); iv) octilamina (OA); v) dibutilamina (DBA); vi) dietanolamina (DEA); vii) dipropilamina (DPA; e viii) etilenodiamina (EDA). Pode ser observado que algumas destas aminas resultam em um melhoramento apenas marginal na eficiência dos nitrocompostos aromáticos em quantidades menores, porém não apresentam viabilidade comercial.

[066] As vantagens adicionais e as modalidades de execução da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir dos exemplos seguintes.

[067] A presente invenção será agora descrita com o auxílio dos exemplos seguintes, que não se destinam a limitar o escopo da presente invenção, mas que foram incorporados para ilustrar o modo e a melhor modalidade de execução da presente invenção.

Experiências Experiência Principal

[068] Nas experiências seguintes, quantidades medidas de estireno destilado (ou de um fluxo de hidrocarbono em g) e quantidades medidas de aditivos (em ppm por peso de estireno ou fluxo de hidrocarbono) foram colocadas em um reator de tubo equipado com um termômetro e com entradas e saídas de nitrogênio. Nestas experiências foi utilizado um reator de tubo sem qualquer agitador mecânico, e um fluxo suficiente de N2 foi mantido para garantir a agitação adequada. As reações foram realizadas ou a 120°C (Tabela-I, Tabela III, Tabela IV, Tabela V e Tabela VI) ou a 135°C (Tabela-ll) durante 2 horas. Após a duração selecionada, o reator foi resfriado a menos de 10°C através de imersão em gelo triturado. Os conteúdos do mencionado reator foram então vertidos em uma proveta. Na mesma proveta, para uma mistura de polimerização refrigerada de aproximadamente 1,5 - 2 g, aproximadamente 80 g de metanol foram utilizadas para precipitar o polímero formado na solução de estireno. O precipitado obtido foi filtrado e secado para a remoção do metanol, e pesado. O peso do mencionado precipitado foi relatado como % de polímero formado.

[069] Deve ser observado que o estireno foi purificado antes do uso para a remoção dos estabilizadores.

[070] Nos exemplos seguintes, o aditivo anterior consiste de um nitrocomposto aromático consistindo de 4,6-dinitro-2-sec-butilfenol (DNBP), que foi utilizado em uma quantidade aproximada de 100, 200, 300, 400, 500, 600 ou 1000 ppm por peso de estireno (ou de fluxo de hidrocarbono).

[071] Nos exemplos seguintes, o presente aditivo consiste de uma composição compreendendo aproximadamente 100, 200, 300, 500 ou 1000 ppm por peso de um nitrocomposto aromático consistindo de 4,6-dinitro- 2-sec-butilfenol (DNBP), e de 1 a 20 ppm da amina alifática terciária, que consiste de triisopropanolamina (TIPA) contendo três grupos de hidroxilas, ao qual de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 ppm de TIPA são adicionadas à quantidade pesada do nitrocomposto aromático.

Experiência 1

[072] Os resultados da Experiência Principal acima descrita, quando realizada com 10 g de estireno destilado e aquecido a 120°C durante 2 horas, são apresentados na Tabela - I. Tabela -1

[073] Entende-se a partir da Tabela - I acima, que quando apenas 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm ou 4 ppm de TIPA são adicionadas a 100 ppm de DNBP (aditivo da arte anterior), a eficiência do DNBP para o controle e inibição da polimerização do estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente melhorada.

[074] Também pode ser observado na Tabela - I, que a polimerização do estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente reduzida apenas com a adição de 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm ou 4 ppm de TIPA em 100 ppm de DNBP (aditivo da arte anterior).

[075] Pode ser observado, que o %polímero formado é, surpreendentemente e inesperadamente, reduzido de 4,8% com 100 ppm de DNBP, ou de 3,18% com 200 ppm de DNBP, ou de 2,03% com 300 ppm de DNBP para 1,82% quando a presente composição compreende 100 ppm de DNBP e 1 ppm de TIPA, para 1,45% quando a presente composição compreende 100 ppm de DNBP e 2 ppm de TIPA, para 1,22% quando a presente composição compreende 100 ppm de DNBP e 3 ppm de TIPA, para 1,08% quando a presente composição compreende 100 ppm de DNBP e 4 ppm de TIPA, isto significando, que a presente composição proporciona uma economia substancial na dosagem de DNBP (nitrocomposto aromático) e, consequentemente, é mais econômica e ambientalmente amigável do que uma composição consistindo de um nitrocomposto aromático.

Experiência 2

[076] Os resultados da Experiência Principal acima descrita, quando realizada com 10 g de estireno destilado e aquecido a 135°C durante 2 horas, são apresentados na Tabela - II. Tabela - II

[077] Entende-se a partir da Tabela - II acima, que quando apenas de 5 a 20 ppm de TI PA são adicionadas mesmo a uma dosagem mais alta de 500 ppm de DNBP (aditivo da arte anterior) e o fluxo de estireno com o aditivo é tratado mesmo em uma temperatura maior do que 135°C, a eficiência do DNBP para o controle e inibição da polimerização do estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente melhorada.

[078] Também pode ser observado na Tabela - II, que a polimerização do estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, substancialmente reduzida apenas com a adição de 5 a 20 ppm de TIPA em 500 ppm de DNBP (aditivo da arte anterior).

[079] Pode ser observado, que o %polímero formado é surpreendentemente e inesperadamente, reduzido de 4,13% com 500 ppm de DNBP para 2,24% quando a presente composição compreende 500 ppm de DNBP e 5 ppm de TIPA, para 2,03% quando a presente composição compreende 500 ppm de DNBP e 10 ppm de TIPA, para 1,88% quando a presente composição compreende 500 ppm de DNBP e 15 ppm de TIPA, para 1,79% quando a presente composição compreende 500 ppm de DNBP e 20 ppm de TIPA, e do contrário, a eficiência de 1,79% do polímero formado pode apenas ser alcançada quando são utilizadas 1000 ppm de DNBP (nitrocomposto aromático - aditivo da arte anterior), significando com isto, que a presente composição proporciona uma economia substancial de até aproximadamente a metade da dosagem de DNBP (nitrocomposto aromático - aditivo da arte anterior) e, consequentemente, é mais econômico e ambientalmente amigável do que uma composição consistindo de um nitrocomposto aromático.

Experiências 3 a 5

[080] Nos exemplos seguintes, para a Experiência Principal acima descrita, a composição aditiva da arte anterior consiste de DNBP sendo um nitrocomposto aromático, que é utilizado em quantidades aproximadas de 100, 200, 300, 400, 500 e 600 ppm, e a presente composição aditiva consiste de uma composição compreendendo DNBP sendo um nitrocomposto aromático, e adicionalmente compreendendo TIPA, THEED ou Quadrol® sendo as aminas da presente invenção, que são utilizadas em proporções de peso DNBP:Amina de 99:1, 95:5, 90:10, 85:15, e 50:50, a composição sendo produzido com 100, 200 e 300 ppm. O inventor também comparou os resultados das presentes composições com as composições aditivas compreendendo DNBP e aminas selecionadas de um grupo compreendendo TEA, TBA, MEA, OA DBA, DEA DPA, e EDA para propósitos comparativos. Os resultados são apresentados nas Tabelas III, IV, V e VI. Tabela-III

[081] Como pode ser observado a partir dos dados das Tabelas IV, V e VI, com a adição de aproximadamente 1 a aproximadamente 150 ppm de TIPA, THEED, ou Quadrol® ao DNBP fazendo um total de 100, 200 e 300 ppm da composição para a obtenção do DNBP:Amina em uma proporção de peso de 99:1, 95:5, 90:10, 85:15, e 50:50, a eficiência da composição aditiva da arte anterior consistindo de DNBP para o controle e inibição da polimerização do estireno é, surpreendentemente e inesperadamente, de modo geral melhorada.

[082] Como pode ser observado, quando a presente composição compreende qualquer uma das aminas selecionadas de um grupo consistindo de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil)etilenodiamina (THEED) e N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil)etilenodiamina (Quadrol®), então a eficiência do nitrocomposto aromático para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno é substancialmente melhorada, no entanto, a melhora da eficiência não é tão substancial como para a composição compreendendo tris-(2-hidroxipropil)amina (TIPA). Por essa razão e de acordo com a modalidade mais preferida de execução da presente invenção, tris-(2-hidroxipropil)amina (TIPA) é a amina mais preferida, e N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil)etilenodiamina (THEED) e N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil)etilenodiamina (Quadrol®) são as aminas mais preferidas da presente invenção.

[083] Como também pode ser observado, quando a presente composição compreende qualquer uma das aminas selecionadas de um grupo consistindo de TEA, TBA, MEA, OA, DBA, DEA, DPA, e EDA, então a eficiência dos nitrocompostos aromáticos para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno não é melhorada. Por essa razão, em uma das modalidades de execução, a presente composição não compreende qualquer uma das aminas selecionadas de um grupo consistindo de TEA, TBA, MEA, OA DBA, DEA DPA, e EDA. Pode ser observado que algumas destas aminas resultam em um melhoramento apenas marginal na eficiência dos nitrocompostos aromáticos em quantidades menores, porém as mesmas não apresentam viabilidade comercial.

[084] Pode ser observado que, surpreendentemente e inesperadamente, com o aumento da concentração da amina, isto é, quando aproximadamente 50% da amina são adicionados ao DNBP, a eficiência da inibição da polimerização da presente composição aditiva se reduz marginal mente, cujas razões não são conhecidas na presente.

[085] Correspondentemente, diante dos dados experimentais acima apresentados e as análises dos mesmos, pode ser concluído que apenas as composições aditivas da presente invenção compreendendo o nitrocomposto aromático e a amina selecionada de um grupo consistindo de TIPA, THEED e Quadrol®, surpreendentemente e inesperadamente, resulta na melhoria do controle e da eficiência de inibição da polimerização da composição aditiva da arte anterior consistindo de um nitrocomposto aromático, e estes descobrimentos confirmam o efeito sinergístico das presentes composições.

[086] Todos os descobrimentos acima descritos confirmam os surpreendentes e inesperados efeitos sinergísticos da presente composição tanto em temperaturas mais baixas como mais altas.

[087] Todos os descobrimentos acima descritos também confirmam que existe um sucessivo aumento na eficiência do aditivo da arte anterior para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, preferencialmente do estireno.

[088] Todos os descobrimentos acima descritos também confirmam que a presente composição é capaz de atingir eficiência significativamente maior no controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, preferencialmente do estireno, com a mesma dosagem do aditivo da arte anterior, isto significando, que a presente invenção proporciona benefícios econômicos e ambientais.

[089] Os dados experimentais acima apresentados também confirmam que a composição presentemente revelada é significativamente superior ao aditivo da arte anterior e, consequentemente, apresenta vantagens técnicas e efeitos surpreendentes em relação ao aditivo da arte anterior.

[090] Deve ser observado que o termo "aproximadamente" tal como aqui utilizado não tem o objetivo de aumentar o escopo da invenção reivindicada, mas que foi incorporado apenas para incluir erros experimentais admissíveis no campo da arte.

Claims

1. COMPOSIÇÃO ADITIVA PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINIL AROMÁTICOS INCLUINDO ESTIRENO que consiste de: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos, caracterizada pelo fato de que a mencionada composição também consiste de: (B) uma ou mais de aminas alifáticas terciárias, sendo que a amina alifática terciária contém um ou mais grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária.

2. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da amina alifática terciária contém três ou quatro grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária.

3. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato dos mencionados grupos de hidroxilas consistem de grupos hidroxialquila.

4. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a mencionada a amina alifática terciária contendo três grupos hidroxila consiste de tris-(2-hidroxipropil)amina (TIPA).

5. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a mencionada amina alifática terciária contendo grupos hidroxila consiste de N,N,N',N'-Tetrakis(2-hidroxietil)etilenodiamina (THEED).

6. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a mencionada amina alifática terciária contendo grupos hidroxila consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®).

7. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 6, em que a mencionada composição compreende: A) um ou mais dos nitrocompostos aromáticos; caracterizada pelo fato de a mencionada composição compreender também: B) uma ou mais das aminas terciárias, sendo que as mencionadas uma ou mais aminas terciárias é/são selecionadas de um grupo que consiste de: i) amina terciária hidroxila alquila que consiste de tris-(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada com óxido de propileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxipropil) etilenodiamina (Quadrol®); e iii) amina tratada com óxido de etileno que consiste de N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina (compostos THEED).

8. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a mencionada composição consiste de: a) de 40 a 99,75% por peso de I) um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos; e b) de 0,25 a 60% por peso das II) mencionadas uma ou mais aminas terciárias.

9. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 8, caracterizada pelo fato de que 0,01 ppm a 2000 ppm da mencionada composição são adicionadas ao fluxo de monômeros vinil aromáticos com base no peso do monômero.

10. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o mencionado nitrocomposto aromático contém um grupo fenólico ou derivado do mesmo, bem como o grupo nitro.

11. COMPOSIÇÃO ADITIVA de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 10, caracterizada pelo fato de que os mencionados um ou mais nitrocompostos aromáticos é/são selecionados de um grupo compreendendo 4,6-dinitro-2-sec-butilfenol (DNBP), 4,6-dinitro-orto cresol, 4,6-dinitro-2-hidróxitolueno (DNOC).

12. USO DA COMPOSIÇÃO ADITIVA como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 11 para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual o fluxo, compreendendo o nitrocomposto aromático, incluindo o estireno, é tratado com a composição aditiva que consiste de: (A) um ou mais de nitrocompostos aromáticos, caracterizado pelo fato de que a mencionada composição também consistir de: (B) uma ou mais de aminas alifáticas terciárias, sendo que a amina alifática terciária contém um ou mais grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária.

13. USO, de acordo com a reivindicação 12, caraterizado pelo fato de que um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos e um ou mais dos mencionados compostos de aminas terciárias são adicionados ao mencionado fluxo de monômeros individualmente ou após a mistura.

14. MÉTODO DE PREPARAÇÃO DA COMPOSIÇÃO ADITIVA como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 11 para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual o método compreende: (A) misturar um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos; caraterizado pelo fato de que os mencionados um ou mais nitrocompostos aromáticos é/são também misturados com uma ou mais de: (B) as mencionadas uma ou mais de aminas alifáticas terciárias, sendo que a amina alifática terciária contém um ou mais grupos de hidroxilas na cadeia alquila da amina terciária.

15. MÉTODO de acordo com a reivindicação 14, caraterizado pelo fato de que uma ou mais das mencionadas aminas são misturadas com um ou mais dos mencionados nitrocompostos aromáticos tanto individualmente ou após a mistura.

16. USO, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caraterizado pelo fato de que a mencionada composição é utilizada em uma faixa de temperatura variando de 50°C a 180°C.