BR112015003564B1

BR112015003564B1 - composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, uso do composto e seu método de preparação e método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno

Info

Publication number: BR112015003564B1
Application number: BR112015003564-7A
Authority: BR
Inventors: Mahesh Subramaniyam
Original assignee: Dorf Ketal Chemicals (I) Private Limited
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2021-01-05
Also published as: RU2015109877A; AU2013307242A1; CN104718181B; US20150225495A1; US9234057B2; KR101803750B1; CA2880244A1; SG11201500774WA; JP6255405B2; EP2888212A1; TWI610915B; MX360426B; RU2632879C2; CA2880244C; CN104718181A; JP2015526562A; ES2686127T3; KR20150048797A; AU2013307242B2; BR112015003564A2

Abstract

COMPOSTO DE DERIVADOS DE METIDA DE QUINONA E AMINAS PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS, E MÉTODO DE PREPARAÇÃO E UTILIZAÇÃO DO MESMO, por tratar a invenção de composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, o composto consistindo de: (a) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende: (b) uma ou mais aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo consistindo de: (i) triisopropanolamina (TIPA), (ii) N,N,N',N'-Tetrakis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED), e (iii) de misturas dos mesmos. Em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere a um método de preparação do mesmo e de utilização do mesmo, e a um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a um composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos (que podem ser referenciados como 'monômero' ou 'monômeros' ou 'fluxo de monômero' ou 'fluxo de monômeros'), particularmente do estireno.

[002] Em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere a um método de preparação de um composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos, particularmente do estireno.

[003] Em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere a um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno com a utilização do composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas.

[004] Ainda em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere à utilização ou a um método de utilização do composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas para o controle e inibição da polimerização de monômeros, particularmente do estireno.

Fundamentos da Invenção

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

[006] A utilização de inibidores e retardadores da arte anterior, e a combinação dos mesmos para superar o problema da polimerização do estireno foram relatadas.

[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 a um nível comercialmente aceitável de inibição.

[009] A arte anterior revela a utilização de alguns derivados de metida de quinona (QM) incluindo 4-benzilideno, 2,6 di tert butil ciclohexa-2,5 dienona como inibidor de polimerização. No entanto, o inventor descobriu [refira- se aos exemplos - Tabela 1 ] que o principal problema da utilização da metida de quinona (QM) reside no fato de que a mesma deve ser utilizada em quantidades maiores para atingir o nível comercialmente aceitável de inibição, e esta quantidade maior não apenas provoca um aumento dos custos do processo, como também provoca a formação de produtos indesejáveis em função da natureza instável da metida de quinona.

[010] A arte anterior também propõe um composto baseado em metida de quinona compreendendo derivados de metida de quinona (QM) incluindo 4-benzilideno, 2,6 di tert butil ciclohexa-2,5 dienona e 4HT (4 hidróxi tempo 2,2,6,6-tetrametil-,1-óxido) como inibidor de polimerização do estireno. No entanto, o inventor descobriu que o principal problema da utilização deste composto de metida de quinona reside no fato de que, mesmo com quantidades maiores o problema da polimerização não é solucionado a um nível comercialmente aceitável.

[011] A arte anterior [US 7,651,635] revela a utilização de uma combinação de um inibidor e de um retardador, na qual o inibidor é um "inibidor de polimerização" consistindo de alquil hidroxilamina, e o retardador consiste de 7-substituída metida de quinona (QM substituída). O problema principal deste composto reside no fato que o mesmo utiliza inibidores, que são consumidos continuamente e acabam gradualmente e, consequentemente, os inibidores devem ser adicionados continuamente ou intermitentemente, ou pelo menos deve ser assegurado que uma quantidade apropriada do inibidor seja mantida no sistema [Coluna 4, linhas 7 - 13 da US'635].

Necessidade da Invenção

[012] Consequentemente, ainda existe a necessidade de um composto aditivo que não seja apenas adequado para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, mas que também seja necessário em dosagem muito reduzida.

[013] Também existe a necessidade de um método de preparação do composto aditivo adequado para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem muito reduzida.

[014] Também existe a necessidade de um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno com a utilização do composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas, que também são necessários em dosagem reduzida.

[015] Também existe a necessidade adicional de um uso ou de um método de utilização do composto aditivo para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem muito reduzida.

Problema a ser solucionado pela Invenção

[016] Portanto, a presente invenção tem como objetivo oferecer uma solução para os problemas industriais existentes acima descritos, revelando um composto aditivo que não seja apenas adequado para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, mas que também seja necessário em dosagem muito reduzida.

[017] A presente invenção também tem como objetivo oferecer uma solução para os problemas industriais existentes acima descritos, revelando um método de preparação do composto aditivo adequado para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem muito reduzida.

[018] A presente invenção também tem como objetivo oferecer uma solução para os problemas industriais existentes acima descritos, revelando um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno, com a utilização do composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas, que também são necessárias em dosagem reduzida.

[019] A presente invenção também tem como objetivo oferecer uma solução para os problemas industriais existentes acima descritos, revelando um uso ou um método de utilização do composto aditivo para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem muito reduzida.

Objetivos da Invenção

[020] Correspondentemente, o objetivo principal da presente invenção é o de revelar um composto aditivo que não seja adequado apenas para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, mas que também seja necessário em dosagem menor quando comparado com a dosagem dos aditivos da arte anterior para a obtenção do mesmo ou de um melhor nível de inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno.

[021] Outro objetivo da presente invenção é o de revelar um método de preparação do composto aditivo adequado para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem menor quando comparado com a dosagem dos aditivos da arte anterior para a obtenção do mesmo ou de um melhor nível de inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno.

[022] Ainda outro objetivo da presente invenção é o de revelar um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno com a utilização do composto aditivo compreendendo derivados de metida de quinona (QM) e aminas, que é utilizado em uma dosagem menor quando comparado com a dosagem dos aditivos da arte anterior para a obtenção do mesmo ou de um melhor nível de inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno.

[023] Ainda outro objetivo da presente invenção é o de revelar um uso ou método de utilização do composto aditivo para o controle e inibição substancial da polimerização de monômeros incluindo estireno, particularmente em uma dosagem menor quando comparado com a dosagem dos aditivos da arte anterior para a obtenção do mesmo ou de um melhor nível de inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno.

[024] A presente invenção tem como objetivo revelar um composto aditivo que possa fornecer um nível comercialmente aceitável de inibição de polimerização, isto é, que possa reduzir a polimerização de monômeros incluindo estireno mesmo em uma dosagem menor quando comparado com a dosagem dos aditivos da arte anterior para a obtenção do mesmo ou de um melhor nível de inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno.

[025] A presente invenção também tem como objetivo revelar um composto aditivo no qual a quantidade de derivados de metida de quinona (QM) é substancialmente reduzida no composto aditivo, e consequentemente, o composto da presente invenção é comparativamente econômico. Os derivados de metida de quinona (QM) são caros e não facilmente disponíveis.

[026] Outros objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição seguinte, quando lida em conjunto com os exemplos, que não têm a intenção de limitar o escopo da presente invenção.

Descrição e Modalidades Preferidas de Execução da Invenção

[027] 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 um composto compreendendo: (a) um ou mais dos derivados de metida de quinona (QM); e (b) uma ou mais das aminas preferidas não inibidoras de polimerização da presente invenção é utilizado, a polimerização de monômeros incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, é substancialmente controlada e inibida a um nível comercialmente aceitável (como aqui definido), isto é, o desempenho do aditivo consistindo apenas do derivado de metida de quinona (QM) sozinho, ou apenas da amina preferida não inibidora de polimerização sozinha, é substancialmente melhorado quando um composto compreendendo a combinação de (a) um ou mais dos derivados de QM e (b) uma ou mais das aminas preferidas não inibidoras de polimerização é utilizado, o que confirma os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos do composto presentemente fornecido. O inventor descobriu que as aminas não inibidoras de polimerização, que foram descobertas como tendo os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos acima mencionados são aminas terciárias, e de acordo com as descobertas do inventor a amina terciária pode ser selecionada de um grupo consistindo de: (i) triisopropanolamina (TIPA) (ii) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED), e (iii) misturas dos mesmos.

[028] O inventor também descobriu que também é surpreendente e inesperado que o composto compreendendo o derivado de metida de quinona (QM) e a amina não inibidora de polimerização, particularmente de uma amina terciária outra do que as acima mencionadas aminas terciárias (i), (ii) e (iii), pode ter efeito no controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno, e o desempenho deste composto pode ser comparativamente melhorado em relação ao desempenho do composto aditivo consistindo apenas desta amina terciária, no entanto, o desempenho deste composto é comparativamente menor do que o desempenho do composto aditivo consistindo apenas do derivado QM sozinho, o que também confirma os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos dos compostos presentemente fornecidos.

[029] Correspondentemente, em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere a um composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno, sendo que o composto consiste de: (a) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende: (b) uma ou mais de aminas não inibidoras de polimerização, que consistem de aminas terciárias.

[030] O termo "amina não inibidora de polimerização" significa, ao contrário da revelação e dos ensinamentos da arte anterior, que a amina por si não é capaz de inibir a polimerização do estireno a um nível (comercialmente) aceitável como descrito acima. Foi descoberto que as "aminas não inibidoras de polimerização" da presente invenção e as aminas comparativas resultaram em uma polimerização substancialmente alta de aproximadamente 14,64% a 17,80% de polimerização do estireno contra 19,66% de polimerização do estireno em um exemplo realizado sem a amina (veja a Tabela 2), e por essa razão, as "aminas terciárias" da presente invenção e as aminas comparativas são denominadas como "aminas não inibidoras de polimerização".

[031] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a amina alifática terciária da presente invenção contém um ou mais grupos de hidroxilos, sendo que o mencionado um ou mais grupos de hidroxilos se encontra na cadeia alcalina da mencionada amina terciária.

[032] De acordo com a presente invenção, quando a mencionada amina alifática terciária contém três grupos de hidroxilos, a mesma consiste de triisopropanolamina (TIPA) tendo a seguinte Fórmula - I estrutural, e quando a mencionada amina alifática terciária contém quatro grupos de hidroxilos, a mesma consiste de N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED) tendo a seguinte Fórmula - II estrutural.

Fórmula - I (Triisopropanolamina ([TIPA]) Fórmula - II N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED)

[033] Correspondentemente, em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere a um composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o composto consiste de: (a) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende: (b) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo consistindo de: (i) triisopropanolamina (TIPA), (ii) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED), e (iii) misturas dos mesmos.

[034] Correspondentemente, em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere a um composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de estireno, sendo que o composto consiste de: (a) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende: (b) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é triisopropanolamina (TIPA).

[035] Correspondentemente, ainda em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere a um composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de estireno, sendo que o composto consiste de: (a) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende:

[036] (b) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED).

[037] Correspondentemente, ainda em mais outra modalidade de execução, a presente invenção se refere a um composto aditivo para o controle e inibição da polimerização de estireno, sendo que o composto consiste de: (b) um ou mais de derivados de metida de quinona; e CARACTERIZADO PELO FATO de que o composto também compreende: (c) uma ou mais de aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária consiste de uma combinação de: (i) triisopropanolamina (TIPA), (ii) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina) (THEED).

[038] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o derivado de metida de quinona é selecionado de um grupo compreendendo: i) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-ciano ii) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-ácido iii) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-éster iv) uma combinação dos mesmos.

[039] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o derivado de metida de quinona consiste de alquila-(3,5-di-tert-butila-4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-ciano derivado de metida de quinona.

[040] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o grupo alquila é selecionado do grupo compreendendo o grupo-metil, o grupo-etil e o grupo-propil.

[041] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o derivado de metida de quinona não compreende derivados de metida de quinona 7-aril.

[042] De acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o derivado de metida de quinona e a amina terciária estão presentes no presente composto em uma relação porcentual de peso, sendo que a relação porcentual de peso é selecionada do grupo compreendendo a relação porcentual de peso do derivado de metida de quinona : amina terciária variando de: i. aproximadamente 99,99:0,01 a aproximadamente 40:60, ii. aproximadamente 99,9:0,1 a aproximadamente 50:50, iii. aproximadamente 99:1 a aproximadamente 60:40, iv. aproximadamente 95:5 a aproximadamente 70:30, e v. aproximadamente 90:10 a aproximadamente 85:15.

[043] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a polimerização de monômeros incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, reduz de aproximadamente 5,90% quando aproximadamente 100 ppm de um derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho para aproximadamente 4,3% quando o composto da presente invenção consistindo de aproximadamente 100 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 1 ppm de TIPA é utilizado, isto é, quando o derivado éster QM e a amina terciária são utilizadas em uma relação porcentual de peso de 99,01:0,99, que reduz adicionalmente para 1,46% quando aproximadamente 100 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 100 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 1:1.

[044] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a polimerização de monômeros incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, reduz de aproximadamente 1,99% quando aproximadamente 150 ppm de um derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho para aproximadamente 0,89% quando o composto da presente invenção consistindo de aproximadamente 150 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 0,75 ppm de TIPA é utilizado, isto é, quando o derivado éster QM e a amina terciária são utilizadas em uma relação porcentual de peso de 99,05:0,50, que reduz adicionalmente para 0,08% quando aproximadamente 150 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 150 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 1:1.

[045] De acordo com ainda outra das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a polimerização de monômeros incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, reduz de aproximadamente 0,90% quando aproximadamente 200 ppm de um derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho para aproximadamente 0,78% quando o composto da presente invenção consistindo de aproximadamente 200 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 0,10 ppm de TIPA é utilizado, isto é, quando o derivado éster QM e a amina terciária são utilizadas em uma relação porcentual de peso de 99,95:0,05, que reduz adicionalmente para 0,55% quando aproximadamente 200 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 0,5 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 99,75:0,25, que reduz adicionalmente e substancialmente para 0,07% quando aproximadamente 200 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 30 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 86,96:13,04, que reduz adicionalmente e substancialmente para 0% quando aproximadamente 200 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 40 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 83,33:16,67.

[046] De acordo com ainda outra das modalidades preferidas de execução da presente invenção, a polimerização de monômeros incluindo estireno, surpreendentemente e inesperadamente, reduz de aproximadamente 0,23% quando aproximadamente 300 ppm de um derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho, para aproximadamente 0,15% quando o composto da presente invenção consistindo de aproximadamente 300 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 0,10 ppm de TIPA é utilizado, isto é, quando o derivado éster QM e a amina terciária são utilizadas em uma relação porcentual de peso de 99,97:0,03, que reduz adicionalmente e substancialmente para 0,07% quando aproximadamente 300 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 0,5 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 99,83:0,17, que reduz adicionalmente e substancialmente para 0% quando aproximadamente 300 ppm de um derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 1 ppm de TIPA são utilizados, isto é, quando o derivado éster de QM e a amina terciária são utilizados em uma relação porcentual de peso de 99,67:0,33.

[047] Efeitos similares foram observados quando a TIPA foi substituída pela THEED ou quando a TIPA foi combinada com a THEED.

[048] Pode ser observado a partir das modalidades de execução acima descritas, que a polimerização de monômeros incluindo estireno foi substancialmente reduzida, que nas modalidades preferidas de execução foi reduzida a menos de aproximadamente 2,0%, em outras modalidades preferidas de execução foi reduzida a menos de aproximadamente 1,5%, e ainda em outras modalidades preferidas de execução foi reduzida a menos de aproximadamente 1,0%, e ainda em outras modalidades preferidas de execução foi reduzida a menos de aproximadamente 0% ou 0%.

[049] Ao comparar os resultados do presente composto com os resultados dos compostos consistindo exclusivamente de amina, pode ser observado que estes são significativamente superiores para o presente composto, isto é, o presente composto apresenta resultados substancialmente melhores do que o composto consistindo exclusivamente de amina.

[050] Correspondentemente, os descobrimentos acima descritos confirmam os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos dos compostos presentemente revelados.

[051] O inventor descobriu que se a amina não inibidora de polimerização é selecionada de uma ou mais das seguintes aminas terciárias, então, surpreendentemente e inesperadamente, a eficiência do derivado de QM não melhora, e do contrário, a polimerização do estireno aumenta, isto é, o inventor descobriu que a polimerização do estireno, surpreendentemente e inesperadamente, aumenta quando as aminas terciárias da presente invenção são substituídas por uma ou mais das aminas de um grupo consistindo de: i) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxipropil) etilenodiamina) Quadrol®; ii) tetraetilenopentamina (TEPA); iii) trietanolamina (TEA); e iv) Tris(N-butilamina) (TBA).

[052] Por exemplo, a polimerização do estireno aumenta, surpreendentemente e inesperadamente, de aproximadamente 5,90% quando aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona é utilizado, para aproximadamente 6,10% quando o composto consistindo de aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona e aproximadamente 1 ppm da amina não inibidora de polimerização, especialmente Quadrol® é utilizado, e para aproximadamente 8,38% quando o composto consistindo de aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 1 ppm da amina não inibidora de polimerização, especialmente tributilamina (TBA) é utilizado, e para aproximadamente 8,63% quando o composto consistindo de aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 1 ppm da amina não inibidora de polimerização, especialmente trietanolamina (TEA), é utilizado.

[053] Similarmente, por exemplo, a polimerização do estireno aumenta, surpreendentemente e inesperadamente, de aproximadamente 0,90% quando aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho, para aproximadamente 1,10% quando o composto consistindo de aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm do Quadrol® é utilizado, e aumenta para aproximadamente 1,25% quando o composto consistindo de aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm de TBA é utilizado, e aumenta para aproximadamente 1,32% quando o composto consistindo de aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm de TEA é utilizado.

[054] O inventor também descobriu que a polimerização do estireno aumenta surpreendentemente e inesperadamente quando as aminas terciárias da presente invenção são substituídas por um ou mais de compostos nitróxidos incluindo 1-oxila-2,2,6,6-tetrametilpiperidina-4-ol (ou 4 Hidróxi Tempo ou 4-HT).

[055] Por exemplo, a polimerização do estireno aumenta, surpreendentemente e inesperadamente, de aproximadamente 5,90% quando aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona é utilizado, para aproximadamente 6,11% quando o composto consistindo de aproximadamente 100 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm de 4HT é utilizado, e aumenta para aproximadamente 1,99% quando aproximadamente 150 ppm do derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho para aproximadamente 2,70% quando o composto consistindo de aproximadamente 150 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm de 4HT é utilizado, e aumenta de aproximadamente 0,90% quando aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona é utilizado sozinho para aproximadamente 1,21% quando o composto consistindo de aproximadamente 200 ppm do derivado éster de metida de quinona e de aproximadamente 5 ppm de 4HT é utilizado.

[056] O inventor também descobriu que a polimerização do estireno aumenta surpreendentemente e inesperadamente mesmo quando o composto consistindo do derivado éster de metida de quinona e de TEPA é utilizado.

[057] Por essa razão, e de acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o Quadrol®, TEPA, TBA, TEA e 4HT foram excluídos do escopo da presente invenção.

[058] Por essa razão, e de acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o composto aditivo da presente invenção não compreende uma ou mais das seguintes aminas: i) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxipropil) etilenodiamina) Quadrol®; ii) tetraetilenopentamina (TEPA); iii) trietanolamina (TEA); e iv) Tris(N-butilamina) (TBA).

[059] Além disso, de acordo com uma das modalidades de execução da presente invenção, o composto aditivo da presente invenção não compreende composto nitróxidos (isto é, nitroxilos) incluindo 1-oxila-2,2,6,6- tetrametilpiperidina-4-ol (ou 4 Hidróxi Tempo ou 4-HT).

[060] No entanto, como pode ser observado, a comparação da eficiência de polimerização com as aminas terciárias da presente invenção confirma os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos dos compostos presentemente revelados.

[061] Pode ser observado que de acordo com a presente invenção, os derivados QM podem ser preparados por qualquer método convencional conhecido. Por exemplo, os derivados QM, particularmente o derivado éster de QM pode ser preparado de acordo com um método descrito na patente US No. 5,583,247.

[062] Em uma das modalidades de execução da presente invenção, os compostos aditivos da presente invenção podem ser utilizados em uma quantidade que é selecionada do grupo compreendendo as quantidades variando de: a. aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2000 ppm, b. aproximadamente 1 a aproximadamente 1200 ppm, c. aproximadamente 5 a aproximadamente 1000 ppm, d. aproximadamente 50 a aproximadamente 500 ppm, e e. aproximadamente 100 a aproximadamente 300 ppm, e que são adicionadas ao fluxo de monômeros vinil aromáticos com base no peso do monômero.

[063] Em uma modalidade de execução, a presente invenção se refere a um método de preparação do composto aditivo da presente invenção acima descrito para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno, no qual o composto aditivo consistindo de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias é preparado com a mistura de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias da presente invenção.

[064] Correspondentemente, em uma das modalidades de execução, a presente invenção se refere a um método de preparação do composto aditivo da presente invenção para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, no qual o método compreende a mistura de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias da presente invenção.

[065] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são misturadas em uma relação porcentual de peso selecionada do grupo compreendendo a relação porcentual de peso do derivado de metida de quinona : amina terciária variando de: i. aproximadamente 99,99:0,01 a aproximadamente 40:60, ii. aproximadamente 99,9:0,1 a aproximadamente 50:50, iii. aproximadamente 99:1 a aproximadamente 60:40, iv. aproximadamente 95:5 a aproximadamente 70:30, e v. aproximadamente 90:10 a aproximadamente 85:15.

[066] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivado de metida de quinona e as aminas terciárias podem ser misturadas diretamente, ou após a dissolução em um solvente, sendo que o solvente é capaz de dissolver os derivados e as aminas.

[067] Em outra modalidade de execução, a presente invenção se refere ao uso ou a um método de utilização dos compostos aditivos da presente invenção acima descritos para o controle e inibição da polimerização de monômeros incluindo estireno, sendo que o composto aditivo consiste de um ou mais derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias da presente invenção.

[068] De acordo com a presente invenção, os compostos aditivos da presente invenção podem ser utilizados após a mistura de seus componentes, isto é, como um composto pré-misturado, ou cada ingrediente do composto pode ser adicionado separadamente na unidade de processamento do estireno.

[069] Correspondentemente, em uma das modalidades de execução, a presente invenção também se refere ao uso ou ao método de utilização dos compostos aditivos da presente invenção para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o método compreende a adição do composto aditivo da presente invenção em uma unidade de processamento ou manufatura para a polimerização do estireno, sendo que o composto aditivo consiste de uma mistura de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias da presente invenção.

[070] Correspondentemente, em uma modalidade de execução, a presente invenção também se refere ao uso ou ao método de utilização dos compostos aditivos da presente invenção acima descritos para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o método compreende a adição em separado dos compostos aditivos da presente invenção em uma unidade de processamento ou manufatura para a polimerização do estireno, sendo que o composto aditivo consiste do componente a) um ou mais dos derivados de metida de quinona e do componente b) uma ou mais das mencionadas aminas terciárias da presente invenção.

[071] Os mesmos podem ser adicionados continuamente para satisfazer os requerimentos de fluxo contínuo do estireno na unidade de processamento ou manufatura. Os mesmos podem ser adicionados diretamente à unidade de processamento ou manufatura, ou após a dissolução em um solvente adequado ou diluente que pode incluir um solvente ou diluente aromático. Os mesmos podem ser adicionados tanto no início do processo como quando o processo de manufatura foi iniciado.

[072] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionadas à unidade de processamento ou manufatura para a polimerização do estireno em uma relação porcentual de peso selecionada do grupo compreendendo a relação porcentual de peso do derivado de metida de quinona : amina terciária variando de: i. aproximadamente 99,99:0,01 a aproximadamente 40:60, ii. aproximadamente 99,9:0,1 a aproximadamente 50:50, iii. aproximadamente 99:1 a aproximadamente 60:40, iv. aproximadamente 95:5 a aproximadamente 70:30, e v. aproximadamente 90:10 a aproximadamente 85:15.

[073] Em uma das modalidades de execução da presente invenção, os presentes compostos podem ser adicionados em uma das seguintes quantidades selecionadas do grupo compreendendo: a. variando de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2000 ppm, b. variando de aproximadamente 1 a aproximadamente 1200 ppm, c. variando de aproximadamente 5 a aproximadamente 1000 ppm, d. variando de aproximadamente 50 a aproximadamente 500 ppm, e e. variando de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 ppm, ao fluxo de monômeros vinil aromáticos na unidade de processamento ou manufatura para a polimerização de estireno com base no peso dos monômeros.

[074] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionados tanto separadamente como após a mistura dos mesmos.

[075] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias também podem ser adicionados após a mistura com um solvente que é capaz de dissolver os derivados e as aminas.

[076] Em uma das modalidades 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 do composto aditivo da presente invenção ao monômero, ou ao fluxo do monômero, ou monômeros, ou ao fluxo dos monômeros, sendo que o composto pode ser adicionado em uma quantidade como aqui definida.

[077] Correspondentemente, em uma das modalidades de execução, a presente invenção se refere a um método para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, sendo que o método compreende a adição do composto da presente invenção a uma unidade de processamento ou manufatura para polimerização de estireno, sendo que o composto aditivo consiste de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias da presente invenção.

[078] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionadas em uma relação porcentual de peso selecionada do grupo compreendendo a relação porcentual de peso do derivado de metida de quinona : amina terciária variando de: i. aproximadamente 99,99:0,01 a aproximadamente 40:60, ii. aproximadamente 99,9:0,1 a aproximadamente 50:50, iii. aproximadamente 99:1 a aproximadamente 60:40, iv. aproximadamente 95:5 a aproximadamente 70:30, e v. aproximadamente 90:10 a aproximadamente 85:15.

[079] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionados tanto separadamente como após a mistura dos mesmos.

[080] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias também podem ser adicionados após a mistura com um solvente que é capaz de dissolver os derivados e as aminas.

[081] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, o composto consistindo de um ou mais dos derivados de metida de quinona e de uma ou mais das aminas terciárias é adicionado ao fluxo de monômeros vinil aromáticos na unidade de processamento ou manufatura para a polimerização de estireno com base no peso dos monômeros e em uma quantidade selecionada do grupo compreendendo: a. variando de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2000 ppm, b. variando de aproximadamente 1 a aproximadamente 1200 ppm, c. variando de aproximadamente 5 a aproximadamente 1000 ppm, d. variando de aproximadamente 50 a aproximadamente 500 ppm, e e. variando de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 ppm.

[082] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, os compostos aditivos da presente invenção ou preparados pelo método de acordo com a presente invenção podem ser usados ou utilizados em uma faixa de temperatura que é selecionada do grupo compreendendo a temperatura variando de aproximadamente 60°C a aproximadamente 180°C, e de aproximadamente 90°C a aproximadamente 140°C.

[083] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, nos métodos da presente invenção como aqui descritos, os monômeros se encontram em um estágio de processamento.

[084] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, nos métodos da presente invenção como aqui descritos, os monômeros se encontram em uma temperatura variando de aproximadamente 60°C a aproximadamente 180°C.

[085] De acordo com uma das modalidades preferidas de execução da presente invenção, nos métodos da presente invenção como aqui descritos, os monômeros se encontram em um estágio de manufatura.

[086] Deve ser observado que a expressão "são utilizados em uma relação porcentual de peso variando de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 50:50" e assim por diante pretende incluir a relação de 99:1 e 50:50, e assim por diante.

[087] Também deve ser observado que "em relação porcentual" significa "em relação porcentual de peso" ou "relação de peso porcentual" a não ser que definido especificamente de outra maneira. Exemplos:

[088] A presente invenção será agora descrita com o auxílio dos exemplos seguintes, que não pretendem limitar o escopo da presente invenção. Experimento:

[089] 10 g de estireno destilado e uma quantidade necessária de amina são colocadas em um reator (equivalente à unidade de processamento ou manufatura para a polimerização de estireno, que para os experimentos de laboratório pode consistir de um tubo) equipado com um termômetro e uma entrada e uma saída de nitrogênio. Um fluxo suficiente de N2 variando de aproximadamente 10 - 15 ml/min é mantido para assegurar a agitação adequada. Os conteúdos do reator são aquecidos a aproximadamente 120°C sob fluxo contínuo de nitrogênio por 2 h. Após as 2 h, o reator é resfriado a menos de 10°C através da imersão em gelo triturado. Os conteúdos do reator são então despejados em uma proveta contendo metanol. O precipitado obtido é filtrado, secado para a remoção do metanol e pesado. Aproximadamente, para 1,5 - 2 g de polimerização refrigerada, 80 g de metanol foram utilizadas para precipitar o polímero formado na solução de estireno. O peso do precipitado é reportado como %polímero formado nas Tabelas abaixo. O estireno foi destilado e purificado antes do uso para a remoção dos estabilizadores. Exemplos - sem e com o aditivo da arte anterior - metida de quinona:

[090] O experimento acima sem o aditivo foi realizado para a obtenção da leitura em branco.

[091] O experimento acima com o aditivo da arte anterior - metida de quinona (4-benzilideno, 2,6 di tert butil ciclohexa-2,5 dienona) (QM) foi realizado com dosagens ativas de 100 ppm e 150 ppm para QM e com propósitos de comparação. Tabela 1

[092] Pode ser observado a partir da Tabela 1 acima, que com o mencionado aditivo de metida de quinona da arte anterior em uma dosagem de aproximadamente 150 ppm, a polimerização do estireno foi substancialmente alta e de aproximadamente 7,24%, e com a dosagem de aproximadamente 100 ppm, a polimerização do estireno foi substancialmente ainda mais alta e de aproximadamente 9,6%. Portanto, pode ser observado que a metida de quinona não é adequada em dosagens menores. Exemplos com as aminas por si dos presentes compostos e as aminas comparativas:

[093] O experimento descrito acima com as aminas por si foi realizado com 200 ppm para descobrir se estas aminas por si são capazes de inibir a polimerização do estireno ou não, e os dados são apresentados na Tabela 2. Tabela 2

[094] Pode ser observado a partir da Tabela 2 acima, que todas as aminas por si incluindo as aminas do presente composto - TIPA e THEED e as aminas comparativas em uma dosagem de aproximadamente 200 ppm resultaram na polimerização do estireno a uma extensão variando de aproximadamente 14,64% a 17,80%, o que em comparação com os dados do experimento em branco confirma que as aminas por si não são capazes de inibir a polimerização do estireno, e por essa razão, as aminas foram denominadas como "aminas não inibidoras de polimerização". Exemplos - sem e com o aditivo da arte anterior - derivado de metida de quinona:

[095] O experimento acima descrito sem o aditivo foi realizado para a obtenção da leitura em branco.

[096] O experimento acima descrito com o aditivo da arte anterior - derivado de metida de quinona foi realizado com dosagens ativas de 100 e 150 ppm com propósitos comparativos. Tabela 3

[097] * Pode ser observado que corrigimos o erro tipográfico na tabela acima para o valor correto, de 5,89 para 5,90, e 1,59 para 1,99. Exemplos com o presente composto frente-a-frente com compostos da arte anterior ou comparativos:

[098] O experimento acima descrito foi realizado com os compostos da presente invenção consistindo de derivados de metida de quinona e aminas terciárias (TIPA e THEED) para conhecer a capacidade inibidora dos compostos da presente invenção, e os dados foram comparados com os aditivos da arte anterior ou com aditivos comparativos. Tabela 4

[099] * Pode ser observado que corrigimos o erro tipográfico na tabela acima para corrigir o valor de 0,33 para 0,89.

[0100] Os descobrimentos experimentais acima descritos confirmam os efeitos surpreendentes, inesperados e sinergísticos dos compostos presentemente revelados.

[0101] Os descobrimentos acima descritos confirmam que os compostos da presente invenção possuem vantagens técnicas e efeitos surpreendentes em relação à arte anterior e aos aditivos e compostos comparativos.

[0102] Também deve ser observado que o termo "aproximadamente" não tem a intenção de aumentar o escopo da faixa aqui definida, porém tem a intenção de incluir os erros experimentais permissíveis no campo da invenção.

Claims

1. COMPOSTO ADITIVO PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINIL AROMÁTICOS INCLUINDO ESTIRENO, consistindo de: (a) um ou mais derivados de metida de quinona; e caracterizado pelo fato de que o composto também compreende: (b) uma ou mais aminas terciárias, sendo que a mencionada amina terciária é selecionada de um grupo consistindo de: (i) tri-isopropanol amina (TIPA), (ii) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxietil) etilenodiamina (THEED), e (iii) de misturas dos mesmos, sendo que o derivado de metida de quinona é selecionado do grupo compreendendo: i) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-ciano; ii) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-ácido; iii) derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila- 4-oxociclohexano-2,5-dienilideno)-éster; e iv) uma combinação dos mesmos, sendo que o dito composto aditivo não compreende um composto nitróxido; e sendo que o derivado de metida de quinona não compreende derivados de metida de quinona 7-aril.

2. COMPOSTO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o derivado de metida de quinona compreende um derivado de metida de quinona alquila-(3,5-di-tert-butila-4-oxociclohexano- 2,5-dienilideno)-éster.

3. COMPOSTO de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o grupo alquila é selecionado do grupo compreendendo o grupo-metil, o grupo-etil e o grupo-propil.

4. COMPOSTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o composto não compreende um ou mais dos seguintes compostos selecionados do grupo compreendendo: i) N,N,N',N'-Tetraquis (2-hidroxipropil) etilenodiamina; ii) tetraetilenopentamina (TEPA); iii) trietanolamina (TEA); iv) Tris(N-butilamina) (TBA); v) etilenodiamina (EDA); e vi) 1-oxila-2,2,6,6-tetrametilpiperidina-4-ol.

5. COMPOSTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o derivado de metida de quinona e a amina terciária estão presentes em uma relação porcentual de peso, sendo que a relação porcentual de peso é selecionada do grupo compreendendo a relação porcentual de peso do derivado de metida de quinona : amina terciária variando de: i. 99,99:0,01 a 40:60, ii. 99,9:0,1 a 50:50, iii. 99:1 a 60:40, iv. 95:5 a 70:30, e v. 90:10 a 85:15.

6. COMPOSTO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o composto é utilizado em uma quantidade que é selecionada do grupo compreendendo as quantidades variando de: a. 0,01 a 2000 ppm, b. 1 a 1200 ppm, c. 5 a 1000 ppm, d. 50 a 500 ppm, e e. 100 a 300 ppm, e que são adicionadas ao fluxo de monômeros vinil aromáticos com base no peso do monômero.

7. MÉTODO DE PREPARAÇÃO DO COMPOSTO ADITIVO PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINIL AROMÁTICOS INCLUINDO ESTIRENO, dito composto aditivo sendo definido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o método compreende a mistura de um ou mais mencionados derivados de metida de quinona e de uma ou mais mencionadas aminas terciárias.

8. USO do composto aditivo definido de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 6, para o controle e inibição da polimerização de monômeros vinil aromáticos incluindo estireno, caracterizado pelo fato de que o uso compreende a adição do composto aditivo, dito composto aditivo sendo definido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, a uma unidade de processamento ou de manufatura para a polimerização do estireno, sendo que o componente (a) e o componente (b) do composto aditivo são adicionados tanto em conjunto após a mistura dos mesmos como separadamente.

9. USO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionados após a mistura com um solvente que dissolve os derivados e as aminas.

10. MÉTODO PARA O CONTROLE E INIBIÇÃO DA POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINIL AROMÁTICOS INCLUINDO ESTIRENO, caracterizado pelo fato de o método compreender a adição do composto aditivo, dito composto aditivo sendo definido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, a uma unidade de processamento ou de manufatura para a polimerização do estireno.

11. MÉTODO de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionados tanto separadamente como após a mistura dos mesmos.

12. MÉTODO de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que os derivados de metida de quinona e as aminas terciárias são adicionados após a mistura com um solvente que dissolve os derivados e as aminas.

13. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o mencionado composto é utilizado em uma faixa de temperatura que é selecionada do grupo compreendendo a temperatura variando de 60°C a 180°C, e de 90°C a 140°C.

14. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que os mencionados monômeros se encontram em um estágio de processamento ou em um estágio de manufatura.

15. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que os mencionados monômeros se encontram em uma temperatura variando de 60°C a 180°C.