CZ297665B6

CZ297665B6 - Zpusob okamžité terminace radikálové polymerace

Info

Publication number: CZ297665B6
Application number: CZ20013843A
Authority: CZ
Inventors: Aichinger@Heinrich; Nestler@Gerhard; Schröder@Jürgen
Original assignee: Basf Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2007-02-28
Also published as: AU4752600A; EP1177218B1; BR0010033A; CN1358199A; ATE229544T1; TWI259186B; DE19918970A1; JP4647793B2; MY122517A; CN1156493C; MX221394B; JP2002543223A; ES2188543T3; KR20010113898A; BR0010033B1; ID30511A; CZ20013843A3; KR100603468B1; WO2000064947A1; US6518374B1

Abstract

Radikálová polymerace je okamžite terminována zpusobem zahrnujícím pridávání roztoku inhibitoru, který obsahuje fenothiazin a alespon 50 hmotnostníchprocent N-alkylpyrrolidonu, do systému, jenž podléhá radikálové polymeraci, pricemž uvedený roztok inhibitoru rovnež obsahuje p-methoxyfenol.

Description

Oblast techniky

Předmětný vynález se týká způsobu okamžité terminace radikálové polymerace.

Dosavadní stav techniky

Po iniciaci radikálové polymerace je obvykle tato reakce exotermní, tj. probíhá za uvolňování významného množství tepla, které se označuje jako polymerační teplo které, pokud není nijak odváděno, dále zrychluje uvedenou radikálovou polymeraci.

Pokud výše uvedené odvádění tepla probíhá při záměrně prováděných radikálových polymeracích nesprávným způsobem, existuje nebezpečí, že uvedená polymerace bude tak prudká, že dojde k explozi nádoby obsahující polymerační směs pokud probíhající polymerace (kterou může být například radikálová polymerace, polymerace v roztoku nebo polymerace v suspenzi sloučenin (monomerů) obsahujících alespoň jednu ethylenicky nenasycenou skupinu) není nijak bržděna.

Takovéto účinné protiopatření je rovněž potřebné zejména v případě nechtěně iniciovaných radikálových polymeraci. K. nechtěně iniciovaným radikálovým polymeracím může docházet například během skladování a/nebo přepravy látek obsahující monomery, protože jak teplo, tak světlo nebo nežádoucí volné radikály mohou iniciovat radikálovou polymeraci uvedených monomerů. Je pravda, že takovýmto nechtěným radikálovým polymeracím se obvykle zkouší zabránit přídavkem malých množství (obvykle do 100 ppm hmotnostních) inhibitorů radikálových polymerací (tj. akceptorů volných radikálů, inhibitorů polymerace) k uvedeným monomerům. Avšak jejich inhibiční účinek nesmí být příliš výrazný, protože v opačném případě by tyto inhibitory musely být odděleny před následným použitím uvedených monomerů při radikálových polymeracích. Avšak iniciátory radikálové polymerace jsou obvykle schopné převážit nad mírně inhibujícím účinkem, který vykazuje například p-methoxyfenol, neboli monomethyletherhydrochinonu (MEHQ), a z tohoto důvodu se monomethyletherhydrochinonu (MEHQ) zvlášť často používá jako stabilizátor při skladování a/nebo přepravě monomerů. Avšak ze zkušeností je známo, že i v případě monomerů stabilizovaných stabilizačními činidly pro skladování a/nebo přepravu není možné zcela vyloučit nechtěnou radikálovou polymeraci uvedených monomerů. K uvedené nechtěné radikálové polymeraci dochází, pokud uvedenými monomery jsou monomery (meth)akrylátového typu a/nebo pokud uvedeným monomerem je styren, přičemž tyto monomery zvlášť snadno podléhají radikálové polymeraci.

Pojmem monomery (meth)akrylátového typu se v tomto textu rozumí skupina zahrnující akrolein, methakrolein, kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou a/nebo estery obou uvedených kyselin. V tomto textuje výraz (meth)akrylátový obecně používán jako zkratka spojení akrylátový a/nebo methalkrylátový.

Zejména látky obsahující alespoň 90 hmotnostních procent monomerů (meth)akrylátového typu a/nebo styrenu jsou ohroženy z hlediska výskytu nechtěné radikálové polymerace (a to i v případě, kdy se k nim jako preventivní opatření přidávají inhibitory polymerace). Toto latí zejména pokud takovéto látky jsou vystaveny extrémním vnějším podmínkám během jejich přepravy a/nebo během jejich skladování (například pokud jsou tyto látky vystaveny extrémně vysokým teplotám během přepravy lodí přes různá klimatická pásma (například při přepravě přes rovník), jak je tomu například v případě přepravy z Evropy do jihovýchodní Asie, nebo extrémně nízkým teplotám, jak je tomu například v případě skladování těchto látek ve venkovních nádržích v severských zemích). Zejména nízké teploty nejsou bez rizika, protože takovéto teploty mohou v extrémních případech vést k částečné nebo úplné krystalizaci uvedených monomerů. Úplná

- 1 CZ 297655 B6 krystalizace uvedených monomerů obvykle vede k oddělení monomerů a stabilizačního činidla (jedná se vlastně o čištění daného monomeru krystalizací), což může vést ke vniku nestabilních oblastí monomerů a při následném tání, jež probíhá po určitou dobu, mohou tyto nestabilní oblasti s vysokou pravděpodobností sloužit jako výchozí místa nechtěné radikálové polymerace.

Proto existuje pro bezpečnou přepravu a/nebo skladování látek obsahujících monomer poptávky po způsobu, který by byl schopný velmi rychle ukončit nechtěně iniciovanou radikálovou polymeraci uvedených monomerů. Avšak takovýto způsob by rovněž měl být schopný zastavit probíhající nechtěnou radikálovou polymeraci okamžitě.

Způsoby, které jsou v současné době známé a které zahrnují přidávání roztoku známého inhibitoru, jsou při nízkých teplotách velmi nespolehlivé, a to díky již zmiňované krystalizací roztoku inhibitoru.

Cílem tohoto vynálezu tedy je popsat způsob okamžité terminace radikálové polymerace, který je aplikovatelný i při teplotách nižších než 0 °C.

Podstata vynálezu

Bylo zjištěno, že výše uvedeného cíle je možné dosáhnout způsobem okamžité terminace radikálových polymeraci, který zahrnuje přidávání roztoku inhibitoru, který obsahuje fenothiazin a alespoň 50 hmotnostních procent N-alkyl-pyrrolidonu, do systému, jenž podléhá radikálové polymeraci.

Uvedeného cíle je podle předmětného vynálezu dosaženo, pokud uvedený roztok inhibitoru rovněž obsahuje p-methoxyfenol (MEHQ).

Výhodné vlastnosti nového způsobu podle předmětného vynálezu jsou výsledkem následující intenzivní a extenzivní výzkumné aktivity:

- oproti doporučením uvedeným v evropském patentu číslo EP 64628 a ve zveřejněné přihlášce evropského patentu číslo EP 200181, které se týkají přidávání roztoku inhibitoru polymerace na bázi hydrochinonu nebo butylpyrokatecholu nebo jejich derivátů za účelem okamžité terminace radikálové polymerace, obsahuje roztok inhibitoru obsahující fenothazin, který se přidává podle předmětného vynálezu, podstatně účinnější a šířeji aplikovatelný inhibitor radikálové polymerace;

- oproti doporučení podle publikace Res. Dici. 1989, 300, 245, které se týká přidávání měďnatých solí za účelem okamžité terminace nechtěné radikálové polymerace kyseliny akrylové, jsou roztoky inhibitoru na bázi N-alkylpyrrolidonu na jedné straně zpravidla mísitelné jak s vodnými, tak s bezvodými systémy, avšak na druhé straně je takovéto roztoky rovněž snadné z uvedených systémy odstranit;

- publikace Saf. Prog. 12(2) (1993), 111-114 doporučuje pro okamžitou terminaci nechtěné radikálové polymerace kyseliny akrylové přidávat ktéto sloučenině roztok inhibitoru na bázi fenothiazinu, avšak v tomto dokumentu není nikde uvedeno, že by se fenothiazin přidával ve formě roztoku, který by jako rozpouštědlo obsahoval hlavně N-alkylpyrrolidon;

- v mezinárodní přihlášce PCT/EP98/06814 ze dne 27. října 1998 je popsán způsob okamžité terminace radikálových polymeraci, který zahrnuje přidávání roztoku inhibitoru, který obsahuje fenothiazin a alespoň 50 hmotnostních procent N-alkylpyrrolidonu, do systému, jenž podléhá radikálové polymeraci. Avšak výsledný roztok inhibitoru podle této přihlášky krystalizuje při teplotě velmi blízké 0 °C. V tomto dokumentu také není zmínka o tom, že by bylo výhodné do uvedeného roztoku inhibitoru přidávat p-methoxyfenol (MEHQ). Přidání p-methoxyfenolu (MEHQ)

- 7 CZ 297655 B6 do uvedeného roztoku inhibitoru však vede k dramatickému snížení teploty krystalizace uvedeného roztoku inhibitoru, takže takto uvedený roztok může být spolehlivě používán i při teplotě nižší než 0 °C.

To , že p-methoxyfenol (MEHQ) má do této míry inhibující účinky na krystalizaci je zcela neočekávané. Až do současnosti byl p-methoxyfenol (MEHQ) přidáván pouze jako stabilizační činidlo při skladování a/nebo přepravě monomerů schopných radikálové polymerace.

Další výhodou nového způsobu podle předmětného vynálezu je, že N-alkylpyrrolidony jsou inertní vůči valné většině látek. Dále je teplota varu N-alkylpyrrolidonů vyšší, než teplota varu většiny monomerů, což usnadňuje pozdější separaci od uvedených monomerů a následně další použití těchto monomerů. Kromě toho již zmíněná vysoká teplota varu N-alkylpyrrolidonů brání vzniku výbušných směsí par a kyslíku v horkých klimatických pásmech. V neposlední řadě je třeba uvést, že N-alkylpyrrolidony mají obecně nízkou teplotu tání, což umožňuje jejich používání i v severských státech. Další výhodou je nízká teplota vznícení N-alkylpyrrolidonů a jejich nízká jedovatost, pokud jsou vůbec jedovaté. Avšak zvlášť výhodné z hlediska nového způsobu podle předmětného vynálezu je, že fenothiazin je při teplotě místnosti (tj. při teplotě 25 °C) vysoce rozpustný v N-alkylpyrrolidonu. Tato skutečnost umožňuje nové použití roztoků fenothiazinu obsahujících vysoké množství fenothiazinu, bez nebezpečí, že se změnou venkovní teploty dojde okamžitě k částečnému nebo úplnému vysrážení fenothiazinu z daného roztoku.

Přidávání fenothiazinu jako takového za účelem okamžité terminace radikálových polymerací je výhodné v tom, že nízký stupeň distribuce samotného fenothiazinu není dostatečný pro požadovanou okamžitou terminaci dané polymerace.

Výhodně se podle předmětného vynálezu používají N-alkylpyrrolidonu obsahující v alkylové skupině od 1 do 8 atomů uhlíku. Zvlášť výhodně se z této skupiny sloučenin používají N-alkylpyrrolidony obsahující v alkylové skupině od 1 do 6 atomů uhlíku. Ještě výhodněji používanými N-alkylpyrrolidony podle tohoto vynálezu jsou N-methylpyrrolidon a N-ethylpyrrolidon.

Kromě N-alkylpyrrolidonů může fenothiazinový roztok přidávaný podle předmětného vynálezu rovněž obsahovat jiná rozpouštědla. Vhodnými rozpouštědly tohoto typu jsou všechna rozpouštědla, která jsou mísitelná s N-alkylpyrrolidony. Jako příklad takovéhoto rozpouštědla je možné uvést bifenyl, difenylether, toluen, xylen, dimethylftalát, butylacetát a 2-ethylhexylacetát. Dále je jako uvedená další rozpouštědla možné použít Ν,Ν-dialkylkarboxamidy, jejichž alkylové skupiny ve výhodném provedení obsahují od 1 do 8 atomů uhlíku. Skupina zvlášť výhodných alkylových skupin zahrnuje methylovou skupinu, ethylovou skupinu a n-butylovou skupinu. Zvlášť výhodně se podle předmětného vynálezu používají také Ν,Ν-dialkylkarboxamidy alkankarboxylových kyselin obsahujících v alkylovém řetězci od 1 do 3 atomů uhlíku. Zvlášť výhodně používaným Ν,Ν-dialkylkarboxamidem podle tohoto vynálezu je Ν,Ν-dimethylformamid a N,Ndimethylacetamid.

Rozpouštědlo obsažené ve fenothiazinovém roztoku podle předmětného vynálezu výhodně obsahuje alespoň 75 hmotnostních procent, zvlášť výhodně alespoň 85 hmotnostních procent a ještě výhodněji alespoň 95 hmotnostních procent, vztaženo na hmotnost uvedeného rozpouštědla, Nalkylpyrrolidonu. Ve výhodném provedení předmětného vynálezu je rozpouštědlo v uvedeném fenothiazinovém roztoku tvořeno pouze N-alkylpyrrolidonem, zejména samotným N-methylpyrrolidonem nebo samotným N-ethylpyrrolidonem.

Kromě fenothiazinu a p-methoxyfenolu (MEHQ) může roztok inhibitoru podle předmětného vynálezu rovněž obsahovat další inhibitory polymerace. Jako příklad dalšího inhibitoru polymerace. Jako příklad dalšího inhibitoru polymerace je možné uvést hydrochinon, difenylamin, pfenylendiaminy, nitroxylové radikály (tj. sloučeniny obsahující alespoň jednu skupinu >NO-), sloučeniny obsahující nitrososkupinu, tj. skupinu -N=O, a hydroxylaminy.

- 3 CZ 297655 B6

Zvlášť vhodnými nitroxylovými radikály (která se rovněž označují jako N-oxylové radikály) podle tohoto vynálezu jsou nitroxylové radikály odvozené od sekundárních aminů, které neobsahují žádný atom vodíku na α-atomu uhlíku (tzn., že N-oxylové skupiny jsou odvozené od příslušných sekundárních aminoskupin). Z těchto sloučenin jsou pro použití podle předmětného vynálezu zvlášť vhodné N-oxylové radikály popsané ve zveřejněné přihlášce evropského patentu číslo EP 135280, ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 19651307, v patentech Spojených států amerických číslo US 5 322 912, US 5 412 047, US 4 581 429, ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 1618141, ve zveřejněné přihlášce čínského patentu číslo CN 1052847, v patentech Spojených států amerických číslo US 4 670 131, US 5 322 960, ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 19602539, ve zveřejněné přihlášce evropského patentu číslo EP 765856 a ve zveřejněné přihlášce japonského patentu číslo JP 5/320217.

Takovýmito vhodnými stabilními N-oxylovými radikály odvozenými od sekundárních aminů jsou například sloučeniny obecného vzorce (I)

R1R

R²-- C— N--CR

I II

Rí OR* kde

R¹, R², R⁵ a R⁶ jsou stejné nebo různé lineární nebo rozvětvené, nesubstituované nebo substituované alkylové skupiny a

R³ a R⁴ jsou stejné nebo různé lineární nebo rozvětvené, nesubstituované nebo substituované alkylové skupiny nebo

R³CNCR⁴ tvoří cyklickou strukturu.

Sloučeniny obecného vzorce (I), které jsou zvlášť vhodné pro použití podle předmětného vynálezu, byly popsány ve zveřejněné přihlášce evropského patentu číslo EP 135280, ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 19651307, v patentech Spojených států amerických číslo US 5 322 912, US 5 412 047, US 4 581 429, ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 1618141, ve zveřejněné přihlášce čínského patentu číslo CN 1052847, v patentech Spojených států amerických číslo US 4 670 131, US 5 322 960 a ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 19602539.

Jako příklad těchto sloučenin je možné uvést stabilní N-oxylové radikály obecného vzorce (I) kde

R¹, R², R⁵ a R⁶ představují nezávisle na sobě alkylové skupiny obsahující od 1 do 4 atomů uhlíku, jako je methylová skupina, ethylová skupina, n-propylová skupina, isopropylová skupina, n-butylová skupina, isobutylová skupina nebo terc.butylová skupina, lineární nebo rozvětvenou pentylovou skupinu, fenylovou skupinu nebo substituovanou fenylovou skupinu a

R³ a R⁴ představují nezávisle na sobě alkylové skupiny obsahující od 1 do 4 atomů uhlíku, jako je methylová skupina, ethylová skupina, n-propylová skupina, isopropylová skupina, n-butylová skupina, isobutylová skupina nebo terč, butylová skupina, lineární nebo roz-4CZ 297655 B6 větvenou pentylovou skupinu nebo substituovanou lineární nebo rozvětvenou pentylovou skupinu nebo spolu se skupinou CNC tvoří následující cyklické struktury

O nebo

N

nebo

kde n je celé číslo od 1 do 10 (velmi často od 1 do 6), včetně substituovaných cyklických struktur tohoto typu.

Jako konkrétní příklad tohoto typu sloučenin je možné uvést 2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin, 2,2,5,5-tetramethyl-l-oxylpyrrolidin a 4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin.

Uvedené N-oxylové radikály obecného vzorce (1) je možné připravit z odpovídajících sekundárních aminů oxidací, a to například peroxidem vodíku. Zpravidla je tyto radikály možné připravit ve formě čisté látky.

Skupina N-oxylových radikálů obecného vzorce (I), které jsou vhodné pro použití podle předmětného vynálezu zahrnuje piperin-N-oxyl a pyrrolidin-N-oxyl a di-N-oxyly následujících obecných vzorců (II) až (IX):

-5CZ 297655 B6

kde m je číslo od 2 do 10,

R⁷, R⁸ a R⁹jsou nezávisle na sobě — H,

O

(CH₂)q— COO®

O O . ¹¹ X. ¹¹ ..

M®, Ό-C-R¹ ,-C-R^x

O o — NH₂,-NH-C-R¹’, — _C— c— (CH₂)_q—COO® M® , — COO® M® . — SO3® ‘ — PO3® · ® a gj

--O-- POj M₂ , -- o — so₃ M , — OH, — o—(CH2—CH₂—ot^-H oder

- O—(C«—ch₂— ot^H ,

CHj

M' je vodíkový ion nebo ion alkalického kovu, q je celé číslo od 1 do 10,

R¹, R², R⁵, R⁶ jsou nezávisle na sobě a nezávisle na skupinách R¹, R², R⁵ a R⁶ stejné skupiny jako skupina R¹,

-6CZ 297655 B6

R¹⁰ je alkylová skupina obsahující od 1 do 4 atomů uhlíku, skupina -CH=CH₂, skupina -C=CH, skupina -CN, skupina -C(O)NH₂, skupina COOVT, skupina -COOCH₃ nebo skupina -COOOC₂H₅,

R¹¹ je organický zbytek obsahující alespoň jednu primární, sekundární (např. -NHR¹) nebo terciární aminoskupinu (např. -NR^²) nebo alespoň jednu amoniovou skupinu obecného vzorce

-N⁺R^I4R^I5R^I6X‘, kde

X“ je fluoridový anion, chloridový anion, bromidový anion, hydrogensíranový anion, síranový anion, dihyrogenfosforečnanový anion, hydrogenfosforečnanový anion nebo fosforečnanový anion a

R¹⁴, R¹⁵ a R¹⁶ jsou nezávisle na sobě organické zbytky (například nezávisle na sobě a nezávisle na skupině R¹ mají stejný význam jako skupina R¹),

R¹² je nezávisle na skupině R¹¹ ze skupin které představuje skupina R¹¹ nebo atom vodíku, hydroxylová skupina, alkylová skupina obsahující od 1 do 4 atomů uhlíku, skupinu COO’M⁺, skupina -C^CH, skupina -C(O)NH₂, skupina -C(O)OCH₃, skupina -C(O)OC₂H₅ nebo hydroxylovou skupinou substituovaná alkylová skupina obsahující od 1 do 4 atomů uhlíku (jako je například hydroxyethylová skupina nebo hydroxypropylová skupina) nebo

R¹¹ a R¹² spolu představují atom kyslíku karbonylové skupiny a

R¹³ je atom vodíku, methylová skupina nebo skupina -CH₂C(O)O'M⁺.

Ve výhodném provedení všechny skupiny R¹, R², R⁵, R⁶, R¹, R², R⁵ a R⁶ jsou stejné a představují methylové skupiny.

Jako příklad vhodných N-oxylových radikálů podle předmětného vynálezu je možné uvést:

4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin,

4-hydroxy-2,6-difenyl-2,6-dimethyl-l-oxylpiperidin,

4-karboxy-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin,

4-karboxy-2,6-difenyl-2,6-dimethyl-l-oxylpiperidin,

3-karboxy-2,2,5,5-tetramethyl-l-oxylpyrrolidin,

3- karboxy-2,5-difenyl-2,5-dimethyl-l-oxylpyrrolidin,

4- acetyl-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin,

N,N'-bis( l-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin^4-yi)-N,N'-bisformyl-l ,6-diaminohexan a bis(l-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin--4—yl)adipát.

Příprava 3-karboxy-2,2,5,5-tetramethyl-l-oxylpyrrolidinu byla popsána například v publikaci:

Romanelli, M„ Ottaviani, M. F., Marini, G., Kevan, L., JPCH J: Phys. Chem., EN, 93, 1 (1989), 317-322.

CZ 297655 B6

Uvedené sloučeniny vzorce (VI) a (VII) je možné získat postupem popsaným v patentu Spojených států amerických číslo US 4 665 185 (např. v příkladu 7) a ve zveřejněné přihlášce německého patentu číslo DE 19510184.

Dalšími vhodnými sloučeninami pro použití podle předmětného vynálezu jsou například:

Sunamoto, Junzo; Akiyoshi, Kuzunari, Kihara, Tetsuji; Endo,

Masayuki, BCS JA 8, Bull. Chem. Soc. Jpn., EN, 65, 4 (1992), 1041-1046;

O

Registrační číslo Beilstein 6926369 (C11II22N3O2);

Registrační číslo Beilstein 6498805 (4-amino-2,2,6,6-tetramethyl1-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 6800244 (C11H23N2O2);

-8CZ 297655 B6

Registrační číslo Beilstein 5730772 (N-methyM-amino-2,2,6,6tetramethyl-l-oxylpiperidin);

O

Registrační číslo Beilstein 5507538 (2,2,6,6-tetramethyl-4-(2aminoethylamino)-l-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 4417950 (4-<bis(2-hydroxyethyl)>amino-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 4396625 (C12H25N7O2);

-9CZ 297655 B6

Registrační číslo Beilstein 4139900 (4-amino-2,2,6,6-tetramethyl4-karboxy-1 -oxy lpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 4137088 (4-amino-4-kyano-2,2,6,6— tetramethyl-1-oxy lpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 3942714 (C12H25N2O2);

O

Registrační číslo Beilstein 1468515 (2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxy-4-acetyl-1-oxy lpiperidin);

O

Registrační číslo Beilstein 1423410 (2,2,4,6,6-pentamethyl-4hydroxy-l-oxylpiperidin);

- 10CZ 297655 B6

>0<

I □

Registrační číslo Beilstein 6205316 (4-karboxymethyl-2,2,6,6tetramethyl-l-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 1395538 (4-<2-karboxybenzoyloxy>-

2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 3546230 (4-karboxymethyl-2,2,6,6tetramethyl-l-oxylpiperidin);

Registrační číslo Beilstein 3949026 (4-karboxy-2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin);

- 11 CZ 297655 B6

N

Registrační číslo Beilstein 4611003 (N-(l-oxy-2,2,6,6-tetramethyI piperidin^l-yl)ethylendiamintetraacetamid);

O

Registrační číslo Beilstein 5961636 (C13H21N2O4);

O

Registrační číslo Beilstein 5592232 (C15H27N2O4);

O

Registrační číslo Beilstein 5080576 (N-(2,2,6,6-tetramethyl-l oxylpiperidin^4-yl)sukcinimid);

7.

CZ 297655 B6

O

N />

I o

Registrační číslo Beilstein 5051814 (4-(4-hydroxybutanoylamino)-

2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin);

O

Registrační číslo Beilstein 4677496 (2,2,6,6-tetramethyl-4-oximino-l-oxyliperidin);

O i() Registrační číslo Beilstein 1451068 (CnH_lgNO₂);

Registrační číslo Beilstein 1451075 (C||H₂oN0₂);

Registrační číslo Beilstein 1423698 (4-ethyl^l-hydroxy-2,2,6,6tetramethyl-l-oxylpiperidin);

- 13 CZ 297655 B6

>0<

o

Registrační číslo Beilstein 5509793 (4-ethoxymethyl-4-hydroxy-

2,2,6,6-tetramethyl-l-oxylpiperidin);

O í

o

Registrační číslo Beilstein 3960373 (C10H19N2O3);

N

O

Registrační číslo Beilstein (C10H17N2O2);

O

Registrační číslo Beilstein 3985130 (kyselina (2,2,6,6-tetramethyl1 -oxy M-piperidyl iden)jantarová);

Kromě fenothiazinu je rovněž samozřejmě možné podle předmětného vynálezu použít směsi Noxylových radikálů.

Organickými nitrosloučeninami, které jsou vhodné pro použití podle předmětného vynálezu, jsou například N-nitrosoarylaminy nebo nitrososloučeniny obsahující nitroskupinu vázanou přímo k atomu uhlíku aromatického jádra. Jako příklad je možné uvést nitrosofenoly, jako je 4-nitrosofenol, nitrosonaftoly, jako je 2-nitroso-l-naftoI, nitrosobenzen, N-nitroso-N-methylmočovinu, nitroso-N,N-dialkylaniliny, ve kterých alkylovou skupinou je methylová skupina, ethylová skupina, propylová skupina a/nebo butylová skupina, N-nitrosodifenylamin, N-nitrosofenylnaftylamin, 4-nitrosodinafiylamin a p-nitrosodifenylamin. Samozřejmě je podle tohoto vynálezu možné kromě fenothiazinu použít i směsi shora uvedených sloučenin.

- 14CZ 297655 B6

Skupina p-fenylendiaminů, které jsou vhodné pro použití podle předmětného vynálezu, zahrnuje sloučeniny obecného vzorce (X)

kde

R¹⁶, R¹⁷ a R¹⁸ jsou nezávisle na sobě alkylové, arylové, alkarylové nebo aralkylové skupiny obsahující až 20 atomů uhlíku nebo atomy vodíku.

Zvlášť vhodně se podle tohoto vynálezu používají sloučeniny obecného vzorce (X), ve kterém skupiny R¹⁶, R¹⁷ a R¹⁸ nezávisle na sobě přestavují methylovou skupinu, ethylovou skupinu, propylovou skupinu, fenylovou skupinu nebo naftylovou skupinu. Jako konkrétní příklad vhodné sloučeniny obecného vzorce (X) je možné uvést N,N'-bis(sek. butylj-p-fenylendiamin, Nfenyl-N'-isopropylfenylendiamin, N-naftyl-N'-sek.butyl-p-fenylendiamin, Ν,Ν,Ν'-trimethylp-fenylendiamin, N,N,N'-triethyl-p-fenylendiamin, N,N-dimethyl-p-fenylendiamin, N,N-diethyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N',N'-dimethyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N',N'-diethyl-pfenylendiamin, N-fenyl-N',N'-dipropyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N',N'-di-n-butyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N',N'-di-sek.butyl-p-fenylendiamin, N-fenyI-N'-methyl-N'-ethyl-pfenylendiamin, N-fenyl-N'-methyl-N'-propyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-methyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-ethyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-propyl-p-fenylendiamin, N-fenylN'-isopropyI-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-isobutyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-butyl-pfenylendiamin, N-fenyl-N'-sek. butyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-terc. butyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-n-pentyl-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-n-hexyl-p-fenylendiamin, N-fenylN'-(l-methylhexyl)-p-fenylendiamin, N-fenyl-N'-(l,3-dimethylbutyl)-p-fenylendiamin, Nfenyl-N'-(l,4-dimethylpentyl)-fenylendiamin a p-fenylendiamin. Samozřejmě je podle tohoto vynálezu možné kromě fenothiazinu použít i směsi shora uvedených p-fenylendiamin. Zvlášť vhodnými směsmi tohoto typu jsou směsi doporučené ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 92/01665.

Podle předmětného vynálezu je samozřejmě možné použít kromě fenothiazinu a p-methoxyfenolu (MEHQ) směsi všech různých, výše uvedených inhibitorů polymerace.

Výhodnými fenothiazinovými roztoky podle tohoto vynálezu jsou takové roztoky, ve kterých je celkový obsah inhibitorů polymerace tvořen z alespoň 50 hmotnostních procent fenothiazinem, výhodněji tvoří fenothiazin alespoň 75 hmotnostních procent a ještě výhodněji alespoň 90 hmotnostních procent z celkového obsahu inhibitorů polymerace. Zvlášť výhodně neobsahuje roztok inhibitoru podle předmětného vynálezu žádný jiný inhibitor polymerace kromě fenothiazinu a pmethoxyfenolu (MEHQ). V uvedeném roztoku inhibitoru p-methoxyfenol (MEHQ) téměř nepůsobí jako inhibitor.

Zpravidla činí obsah fenothiazinu v roztocích inhibitoru, které se používají podle předmětného vynálezu, alespoň 10 hmotnostních procent, výhodně alespoň 20 hmotnostních procent, zvlášť výhodně alespoň 30 hmotnostních procent, vztaženo na hmotnost uvedeného roztoku.

Ve výhodném provedení předmětného vynálezu se používá roztok fenothiazinu v methylpyrrolidonu, který obsahuje od 35 hmotnostních procent do 45 hmotnostních procent fenothiazinu, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku. Velmi často činí obsah fenothiazinu ve výše uvedeném roztoku 35 hmotnostních procent.

- 15 CZ 297655 B6

Obsah krystalizaci inhibujících p-methoxyfenolu (MEHQ) v roztoku inhibitoru podle tohoto vynálezu výhodně činí od 2,5 hmotnostního procenta do 12,5 hmotnostního procenta, výhodněji od 5 hmotnostních procent do 10 hmotnostních procent, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru.

Ve zvlášť výhodných provedeních předmětného vynálezu zahrnuje roztok inhibitoru 35 hmotnostních procent fenothiazinu, 5 hmotnostních procent p-methoxyfenolu (MEHQ) a 60 hmotnostních procent N-methylpyrrolidonu nebo 30 hmotnostních procent fenothiazinu, 10 hmotnostních procent p-methoxyfenolu (MEHQ) a 60 hmotnostních procent N-methylpyrrolidonu.

Nový způsob podle tohoto vynálezu je vhodný pro okamžitou terminaci radikálové polymerace jakéhokoli typu, a to i při teplotě nižší než 0 °C, přičemž uvedený způsob je zvlášť vhodný pro inhibici nechtěných a/nebo probíhajících radikálových polymerací zmíněných na počátku tohoto textu.

Skupina těchto polymerací zahrnuje zejména nechtěné radikálové polymerace takových látek, které obsahují alespoň 95 hmotnostních procent nebo alespoň 98 hmotnostních procent nebo alespoň 99 hmotnostních procent nebo 100 hmotnostních procent (meth)akrylátových monomerů. Zvlášť vhodnými (meth)akrylátovými monomery jsou kyselina (meth)akrylová a estery kyseliny (meth)akrylové a jednosytných nebo vícesytných alkoholů. Toto platí zejména pokud uvedené jednosytné nebo vícesytné alkanoly obsahují od jednoho do dvaceti atomů uhlíku nebo od jednoho do dvanácti atomů uhlíku nebo od jednoho do osmi atomů uhlíku. Typickým příkladem takovéhoto esteru je methylakrylát, ethylakrylát, n-butylakrylát, isobutylakrylát, terč, butylakrylát, 2ethylhexylakrylát, methylmethakrylát, ethylmethakrylát, n-butylmethakrylát a terč, butylmethakrylát.

Předmětný vynález se dále týká zařízení pro provádění nového způsobu podle tohoto vynálezu.

Při aplikační technologii je za účelem dosažení velmi rychlé homogenní distribuce v systému, jenž podléhá radikálové polymerací, výhodné vpracovat roztok inhibitoru podle tohoto vynálezu do uvedeného systému sprejovou tryskou. Pro vpravování roztoku inhibitoru podle tohoto vynálezu do uvedeného systému, ve kterém probíhá radikálová polymerace, jsou zvlášť vhodná zařízení popsaná ve zveřejněných přihláškách německých patentů číslo DE 197 49 859 a DE 198 22 492.

Samozřejmě, že výše popsaná homogenizace může být rovněž podporována cirkulací pomocí čerpadla a/nebo mícháním. Avšak takováto mechanická pomocná opatření rovněž zahrnují nebezpečí urychlení probíhající radikálové polymerace, protože je s nimi rovněž spojeno přidáváním energie do uvedeného systému, ve kterém probíhá radikálová polymerace, Fenothiazinový roztok podle tohoto vynálezu, který se přidává do uvedeného systému, je výhodně obsažen ve vhodné skladovací nádobě. Pokud se nový způsob podle tohoto vynálezu používá pro okamžitou terminaci radikálové polymerace (meth)akrylátových monomerů nechtěně polymerujících bez přítomnosti rozpouštědel, mělo by celkové množství přidaného fenothiazinu činit od přibližně 0,01 hmotnostních procent do 3 hmotnostních procent, vztaženo na hmotnost uvedených (meth) akrylátových monomerů. Zpravidla je dostatečné přidat od 0,01 hmotnostních procenta do 0,05 hmotnostního procenta, často 0,025 hmotnostních procenta fenothiazinu.

- 16CZ 297655 B6

Příklady provedení vynálezu

Složení roztoku inhibitoru	Teplota krystalizace
35 hmotnostních procent fenothiazinu 65 hmotnostních procent N-methylpyrrolidonu	+2 °C
35 hmotnostních procent fenothiazinu 5 hmotnostních procent p-methoxyfenoiu (MEHQ) 60 hmotnostních procent N-methylpyrrolidonu	-11 °c

Ze srovnání teploty krystalizace roztoku inhibitoru, který obsahoval p-methoxyfenol (MEHQ), s teplotou krystalizace roztoku inhibitoru, který neobsahoval p-methoxyfenol (MEHQ), jasně vyplývá, že přítomnost p-methoxyfenol (MEHQ) vedla ke snížení teploty krystalizace z teploty 2 °C na teplotu -11 °C, a tím k rozšíření rozsahu pracovních teplot o 13 °C. Účinek fenothiazinu jakožto inhibitoru polymerace nebyl nijak ovlivněn.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob okamžité terminace radikálových polymerací, vyznačující se tím, že zahrnuje přidávání roztoku inhibitoru, který obsahuje fenothiazin a alespoň 50 hmotnostních procent N-alkylpyrrolidonu, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru, do systému, jenž podléhá radikálové polymerací, přičemž uvedený roztok inhibitoru rovněž obsahuje pmethoxyfenol.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedeným N-alkylpyrrolidonem je N-methylpyrrolidon nebo N-ethylpyrrolidon.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsah fenothiazinu v uvedeném roztoku inhibitoru činí alespoň 10 hmotnostních procent, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru.
4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsah pmethoxyfenolu v uvedeném roztoku inhibitoru činí od 2,5 hmotnostního procenta do 12,5 hmotnostního procenta, vztaženou na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru.
5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obsah pmethoxyfenolu v uvedeném roztoku inhibitoru činí od 5 hmotnostních procent do 10 hmotnostních procent, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru.
6. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvedený systém, který podléhá radikálové polymerací, zahrnuje (meth)akrylátové monomery podléhající radikálové polymerací.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že uvedeným (meth)akrylátovým monomerem je kyselina (meth)akrylová.
8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že uvedeným (meth)akrylátovým monomerem je ester kyseliny (meth)akrylové.

- 17CZ 297655 B6
9. Roztok inhibitoru, vyznačující se tím, že obsahuje fenothiazin, p-methoxy fenol a N-alkylpyrrolidon.
10. Roztok inhibitoru podle nároku 9, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň

5 10 hmotnostních procent fenothiazinu, od 5 hmotnostních procent do 10 hmotnostních procent pmethoxyfenolu a alespoň 50 hmotnostních procent N-methylpyrrolidonu, vztaženo na celkovou hmotnost uvedeného roztoku inhibitoru.