JPH01234405A - ビニル芳香族化合物用重合禁止剤組成物 - Google Patents

ビニル芳香族化合物用重合禁止剤組成物

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JPH01234405A
JPH01234405A JP1011807A JP1180789A JPH01234405A JP H01234405 A JPH01234405 A JP H01234405A JP 1011807 A JP1011807 A JP 1011807A JP 1180789 A JP1180789 A JP 1180789A JP H01234405 A JPH01234405 A JP H01234405A
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vinyl aromatic
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JP1011807A
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Gerald J Abruscato
ジェラルド ジョン アブルスカト
Paul Edwin Stott
ポール エドウィン ストット
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Uniroyal Chemical Co Inc
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • C09K15/04Anti-oxidant compositions; Compositions inhibiting chemical change containing organic compounds
    • C09K15/30Anti-oxidant compositions; Compositions inhibiting chemical change containing organic compounds containing heterocyclic ring with at least one nitrogen atom as ring member
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は(a)フェノチアジン化合物:及び(b)アリ
ール置換フェニレンジアミン化合物からなるビニル芳香
族化合物用重合禁止剤組成物を指向する。
別の面において、本発明はその方法が前記重合禁止剤組
成物の効果的である量を添加することからなる重合に対
してビニル芳香族組成物を安定化させる方法は勿論、前
記重合禁止剤組成物によって重合に対して安定化させら
れたビニル芳香族組成物を指向する。
〔発明の背景〕
ビニル芳香族化合物、たとえば単量体のスチレン、ジビ
ニルベンゼン及び低級アルキル化スチレン(たとえばα
メチルスチレン及びビニルトルエン)の製造に関する商
業的方法は典型的にさまざまの不、!4物、たとえばベ
ンゼン、トルエンなどで汚染された生成物を製造する。
これらの不純物はたいていの応用に適した単量木製品の
ためには取シ除かねばならない。ビニル芳香族化合物の
前記のイH製は一般に蒸留によって成し遂げられる。
して為しながら、ビニル芳香族化合物は容易に重合し、
重合速度は温度の上昇につれて迅速に増大することがよ
く知られている。蒸留采件のもとてビニル芳香族単量体
の重合を妨げるためにさまざまの重合禁止剤が使用され
てきた。
一般に、前記の重合禁止剤のように商業的に使用される
化合物はジニトロフェノール性の部類のものである。か
くして、たとえばドレーク(Drake )らは、米国
特許第2,526.567号において2,6−ジニ)o
フェノール全使用する核クロロスチレンの安定化を示し
ている。同iK、ワトンン(Wataon )の米国′
4!f許第4.1 [15,506号はWニル芳香族化
合物の重合禁止剤として2゜6−ジニトロ−p−クレゾ
ールの使用を開示している。
その上、米国特許第4,466.9115号において、
酸累の存在下に、2.6−ジニトロ−p−クレゾールと
共に蒸留塔内の)ユニレンジアミンの存在は生じる重合
の量を更に減少することをバトラー(Butler )
らが開示した。
ジニトロフェノールは有効な重合禁止剤ではあるが、そ
れ単独又は混合のいず几かの使用に伴なういくつかの不
利益がある。たとえば、ジニトロフェノールは、もし融
点以上の温度にさらすなら不安定で爆発するかも知れな
い固体である(米国特許第4,457.806号参照)
その上、ジニトロフェノール類はたいへん毒性が強く、
多くのものが30rn9/kl?以下のLD、。(ラッ
ト)を有する〔サックス(Sax)、工業用化学薬品の
危険な性質〕。
最近、米国特許に4.633.026号において、・・
ロデン化ビニル芳香族化合物(たとえばブロモスチレン
)は空気の存在下にあるアルキル置換フェニレンジアミ
ン化合物とフェノチアジン化合物からなる群から選ばれ
たアミン重合禁止剤の添加によって重合が禁止できるこ
とをコーリツク(KoliCh )が開示した。
前記の先行技術の禁止剤はビニル芳香族化合物の重合を
ある程度まで禁止しうるが、重合の開始をもつと効果的
に遅延させしかも/又はジニトロフェノールのような非
常に有害な化合物の使用を避ける重合禁止剤を所有する
ことが望まれる。
従って、本発明の目的はビニル芳香族化合物の重合の妨
害用の改善された禁止剤組成物を提供することにある。
本発明のその上の目的は、禁止剤が有毒なジニトロフェ
ノール系化合物を含まなし、ビニル芳香族化合物の重合
の妨害用の禁止剤を提供することにある。
本発明のさらに進んだ目的は重合に;41 して安定化
されているビニル芳香族化合物を提供することにある。
本発明のまだもう一つの目的はビニル芳香、法化合物の
重合を力乏止するための改良方法を提供することにある
上述の及びその上の目的は以下の記述及び付随の実施例
から十分に明らかになるであろう。
〔発明の記述〕
一面において、本発明は (a)  以下の構造を有するフェノチアジン化合物二
(ただしR1及びR2はおのおの独立して水素、C6〜
CIOのアリール、C2〜C1lのアラルキル、C)〜
C115のアルカリール及びC1〜C12のアルキルか
らなる群から選ばnる):及び (b)  以下の構造を有するフェニレンジアミン化合
物: (ただしR3はC1!〜C1oのアリール又はC7〜C
16のアルカリールであシ:そしてR’ 、R5及びR
6はおのおの独立して水素、自〜C12のアルキル、0
3〜C□2のシクロアルキル、C7〜011のアラルキ
ル、及びC7〜C16のアルカリールからなる群から選
ばれる) を含む重合須止剤組成物を指向する。
もう一つの圃において、本発明は重合に対して安定化さ
れ几ビニル芳香族組成物でめって、前記組成物が (a)  ビニル芳香族化合物;及び (b)(+)  下記のf11¥造を有するフェノチア
ゾン化合物: (ただしR1及びR2はおのおの独立して水X% C6
〜CtOのアリール%C7〜C1lのアラルキル、C)
〜C16のアルカリール及びC1〜C】2のアルキルか
らなる邸から選ばれる);及び (11)下記の構造を有するフェニレンジアミン化合吻
: (ただしR3は06〜CIOの7リール又はCフルC1
6のアルカリールであり;そしてR4、R5及びR6は
おのかの独立して水素、01〜C12のアルキル、03
〜C12のシクロアルキル、07〜C1lのアラルキル
、及びCフルC16のアルカリールからなる群から選ば
れる) からなるビニル芳香族組成物を指向する。
まだもう一つの面において、本発明はビニル芳香族化合
物の重合を禁止する方法であって、彼方法が (a)  下記の構造を有するフェノチアジン化合物=
■ (ただしR1及びR2はおのおの独立して水素、C6〜
C1oのアリール、C7〜C1lのアラルキル、C7〜
C16のアルカリール及びC工〜C1□のアルキルから
なる群から選ばれる):及び (b)  下記の構造を有するフェニレンジアミン化合
物: (ただしR3は06〜CIOのアリール又はC6〜CI
6のアルカリールであシ;そしてR4、R1)及びR6
はおのおの独立して水素、01〜C1□のアルキル、0
3〜C12のシクロアルキル、07〜C1lのアラルキ
ル、及び07〜C16のアルカリールからなる群から選
ばれる) からなる重合禁止剤組成物の1に合禁止の有効量を添加
することを含むビニル芳香族化合物の重合禁止方法を指
向する。
本発明のビニル芳香族の重合禁止剤の組成物はハ)フェ
ノチアジン化合物;及び(b)アリール置換フェニレン
ジアミン化合物からなる。
使用可能なフェノチアジン化合物は下記の構造式のもの
である: (式中R1及びR2は2のおの独立して水素、C6〜C
IOのアリール、C7〜C1lのアラルキル、C7〜C
16のアルカリール及びC1〜C12のアルキルからな
る群から選ばれる。ここに使用可能な特に適切なフェノ
チアジン化合物はフェノチアジン、2−メテルフエノチ
アジン、2−オクチルフェノチアジン、2−ノニルフェ
ノチアジン、2,8−ジメチルフェノチアジン、3,7
−ジメチルフェノチアジン、3,7−ジメチルフェノチ
アジン、3゜7−ジブチルフェノチアジン、6.7−ジ
オクチルフェノチアジン、2.8−ジオクチルフェノチ
アジン、3.7−ジノニルフェノチアジン、218−ジ
ノニルフェノチアジン、2(α、α−ジメチルベンジル
)フェノチアジン、3,7−ビス(α、α−ジメチルベ
ンジル)フェノチアジン及び2,8−ビス(α、α−ジ
メチルベンジル)フェノチアジンを含む。その上、2オ
j又はそれ以上のフェノチアゾン化合物の混合物もまた
使用可能である。
使用可能なフェニレンジアミン化合物は下記の構造式を
持つ: (式中R3はc6〜clo (1)7リール又はC7〜
CI6の7ラルキルであシ;そしてR4、R5及びR6
は訃のおの独立して水素%C1−CI2のアルキル、0
3〜C12のシクロアルキル、c、〜C1lのアラルキ
ル及びC7〜C16のアルカリールからなる群から選ば
れる)。
好ましい化合物はアミン基がパラの位置にあるものを含
む。特に好ましい化合物はR4とR5が水素であり R
3かフェニルであり、そしてR6が03〜CBのアルキ
ル又はC3〜C8のシクbアルキルであるパラーフユニ
レンジアミンである。
使用可能な実例となる好ましいフェニレンジアミン化合
物はN−フェニル−N′−イソプロピル−p−フェニレ
ンジアミン、N−フェニル−N’ −(1,3−ジメチ
ルブチル)−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−
N’−(1,4−ジメチルペンチル)−p−フェニレン
ジアミン及びN−フェニル−N′−シクロヘキシル−p
−フェニレンジアミンを含む。フェニレンジアミン化合
物は1987年6月12日に出顕された同時係属米国特
許出碩第061.855号に記述された酸素を加えられ
た種のものでありうる。
フェノチアジン及びフェニレンジアミン化合物は通常約
10:1〜約1:10の重量比で使用する。好ましくは
約4=1〜約1:4の重量比で使用し、約2:1〜約に
2の比が特に好ましい。
本発明の重合禁止剤組成物はさらに芳香族炭化水素溶媒
を含みうる。前記の溶媒の実例はベンゼン、トルエン、
キシレン、エチルベンゼン及ヒソの他のアルキルベンゼ
ンだけでなくビニル芳香族化合物自身たとえばスチレン
、α−メチルスチレンなどである。典型的に、篩媒が使
用されるときは安定化されるべきビニル芳香族の水素添
加前駆体が好ましい溶媒である。従って、スチレンの安
定化に対して、エチルベンゼンは好ましい溶媒である。
同様にα−メチルスチレンの安定化に対して、イソプロ
ピルベンゼンは好ましい溶媒であるう本発明のビニル芳
香族組成物は(a)ビニル芳香族化合物:及び(b)重
合禁止剤的に効果がある量の上記の重合禁止剤化合物と
からなる。
本発明の方法によって重合に対して安定化される可能性
のあるビニル芳香族化合物の実例はスチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン及ヒゾビニルベンゼンだけ
でなくそのノ・ロゲン化された種である。
本発明の安定化されたビニル芳香族組成物は製造工程の
副生物だけでなく安定化されるべきビニル芳香族化合物
の出発原料をさらに含む反応混合物の形でありうる。従
って、スチレンの場合には、反応混合物は典型的に、ジ
エチルベンゼン、ビニルトルなどのような円生物は勿論
、ベンゼン、エチルベンゼン及びエチレンのような出発
物質を含むであろう。
本発明の重合禁止剤組成物の主要な用途は未反応出発物
質及び蒸留可能な副生物を除去するためd # /蒸留
の間のビニル芳香族の重合を妨害することである。典型
的に、このことは多数の蒸留塔によるビニル芳香族反応
生成物の逐次蒸留を含む。
前記の塔の最初には、比較的多量の出発物質と副生物が
存在するであろうが、一方最後の塔は本質的に純粋なビ
ニル芳香族化合物(加うるに重合禁止剤及び重質の、蒸
留不可能な副生物)が存在するであろう。
本発明の方法はビニル芳香族化合物に加えて本発明の重
合禁止剤組成物の有効である量を含む。
本発明の重合禁止剤組成物がビニル芳香族化合物の精製
/蒸留の間じゆう使用されるときは、酸素は空気の形で
あろうとそうでないにせよ存在することが好ましい。ま
た本発明の重合禁止剤組成物は蒸留の間取外の、たとえ
ばビニル芳香族化合物の船績みゃ貯蔵の間の使用に対し
て効果的であろうことに気づく。
本発明のビニル芳香族化合物及び方法は効果的である量
の重合禁止剤組成物の添加からな9また含むものである
。ここに使用された述@I効果的である鎗廖は、約90
°〜約150℃の温度で約3時間以内で約1重!−%以
上のビニル芳香族重合体の生成を妨害するために必要で
ある禁止剤組成物の債のことを言う。必要とする重合禁
止剤の量は多少(安定化される特定のビニル芳香族化合
物;使用する特定の)ユニレンジアミン及びフェノチア
ジン種などのような因子に基づいて)変化するであろう
が、前記の効果的である量はいつもの日常の実験によっ
て容易に決定可能である。一般に、前記の効果である址
はビニル芳香族化合物の重量の百万部掘り約50〜約1
,500部であろう。
本発明の重合禁止剤組成物は、ビニル芳香族化合物の精
製のために典型的に使用される温度で(たとえば約90
°〜約140°Cの)#記の゛精製のために典型的に使
用されるものよh十”+<過剰の期間に対して、ビニル
芳香族の重合に逆って安定性を与えるであろう。この安
定性は今日商業的操業に一般に使用されている望ましく
ない有毒なジニトロフェノール系化合物の使用なしに達
成される。
〔実施例〕
以下の実施例は本発明をさらに説明することを意南する
ものであってどんな方法においても本発明の範囲を限定
することを意図するものではない。
実施例1及び2並びに比較例A 40gのスチレンを満たした50rnlのフラスコ(実
施例1)に50 ppmの4−イソプロビルアミノジフ
ェニルアミント50 ppmのフェノチアジンを添加し
た。フラスコに磁気攪拌器と隔膜ふたを備え付けて油浴
中で118°C(±2°C)に加熱した。フラスコは試
験の期間中液表面下におおよそ5 cc 7分の空気を
通気した。試験期間中、毎2分の1時間ごとに試料をフ
ラスコからIll出して還流指数の変化を測定すること
によって重合度を試験した。1重ff%のスチレンが重
合した点として定義した重合の開始までの時間は、4時
間であると決定した。
この手順を使用して、第2のアリール置換フェニレンジ
アミン、N−(1,4−ジメチルペンチル) −N’−
フェニル−p−7二二レンジアミンはフェノチアジンと
組合せて(実施例2)同様に試験した。
これらの結果を先行技術のビニル芳香族の重合禁止剤と
比較するために、40gのスチレン中に50 ppmの
フェノチアジンにプラスして5 [] ppmの非アリ
ール置換フェニレンジアミン化合物たるN、N’−(p
−)ユニレン〕ビス(2−アミノ−5−メチルヘキサン
)を含む第3のフラスコ(比較例A)を準備したつこの
フラスコを実施例1に記述した手順に従って試験した。
コーリツク(Kolich)の米国特許第4.633.
026号はビニル芳香族化合物がフェノチアジン類及び
非アリール置換フェニレンジアミン類からなる群から選
んだアミン類によって重合に逆らって安定化されうるこ
とを示していることに気づく。
前記の試験の結果を以下の表1に要約する。
1    有シ      4 2    有93.5 A     無し       1.5臀フエノチアジ
ンとの組合せ 上記のデータは本発明の禁止剤組成物によって与えられ
た予期しえない車台禁止度を示す。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重合禁止剤組成物であつて、 (a)下記の構造を有するフェノチアジン化合物:▲数
    式、化学式、表等があります▼ (ただしR^1及びR^2はおのおの独立して水素、C
    _6〜C_1_0のアリール、C_7〜C_1_1のア
    ラルキル、C_7〜C_1_6のアルカリール及びC_
    1〜C_1_2のアルキルからなる群から選ばれる);
    及び (b)下記の構造を有するフェニレンジアミン化合物: ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただしR^3はC_6〜C_1_0のアリール又はC
    _7〜C_1_6のアルカリールであり;そしてR^4
    、R^5及びR^6はおのおの独立して水素、C_1〜
    C_1_2のアルキル、C_3〜C_1_2のシクロア
    ルキル、C_7〜C_1_1のアラルキル、及びC_7
    〜C_1_6のアルカリールからなる群から選ばれる) を含むことを特徴とする重合禁止剤組成物。
  2. (2)成分(a)がフェノチアジン、2−メチルフェノ
    チアジン、2−オクチルフェノチアジン、2−ノニルフ
    ェノチアジン、2,8−ジメチルフェノチアジン、3,
    7−ジメチルフェノチアジン、3,7−ジエチルフェノ
    チアジン、3,7−ジブチルフェノチアジン、3,7−
    ジオクチルフェノチアジン、及び2,8−ジオクチルフ
    ェノチアジン、3,7−ジノニルフェノチアジン、2,
    8−ジノニルフェノチアジン、2(α,α−ジメチルベ
    ンジル)フェノチアジン、3,7−ビス(α,α−ジメ
    チルベンジル)フェノチアジン及び2,8−ビス(α,
    α−ジメチルベンジル)フェノチアジンからなる群から
    選ばれる請求項1記載の組成物。
  3. (3)成分(b)がR^4とR^5が水素であり、R^
    3がフェニルであり、そしてR^6がC_3〜C_8の
    アルキル又はC_3〜C_8のシクロアルキルであるパ
    ラ−フェニレンジアミン化合物である請求項1記載の組
    成物。
  4. (4)成分(a)と成分(b)の重量比が約10:1〜
    約1:10である請求項1記載の組成物。
  5. (5)成分(a)と成分(b)の重量比が約4:1〜約
    1:4である請求項4記載の組成物。
  6. (6)成分(a)と成分(b)の重量比が約2:1〜約
    1:2である請求項5記載の組成物。
  7. (7)前記組成物がさらに溶媒を含む請求項1記載の組
    成物。
  8. (8)重合に対して安定化されたビニル芳香族組成物で
    あつて、該組成物が (a)ビニル芳香族化合物;及び (b)(i)下記の構造を有するフェノチアジン化合物
    : ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただしR^1とR^2はおのおの独立して水素、C_
    6〜C_1_0のアリール、C_7〜C_1_1のアラ
    ルキル、C_7〜C_1_6のアルカリール及びC_1
    〜C_1_2のアルキルからなる群から選ばれる);及
    び (ii)下記の構造を有するフェニレンジアミン化合物
    : ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただしR^3はC_6〜C_1_0のアリール又はC
    _7〜C_1_6のアルカリールであり;そしてR^4
    、R^5及びR^6はおのおの独立して水素、C_1〜
    C_1_2のアルキル、C_3〜C_1_2のシクロア
    ルキル、C_7〜C_1_1のアラルキル、及びC_7
    〜C_1_6のアルカリールからなる群から選ばれる) からなる重合禁止剤として効果的である量の重合禁止剤
    組成物 を含むことを特徴とするビニル芳香族組成物。
  9. (9)前記組成物がさらに原料及び前記ビニル芳香族化
    合物の製造で生じる副生物 を含む請求項8記載の組成物。
  10. (10)成分(i)がフェノチアジン、2−メチルフェ
    ノチアジン、2−オクチルフェノチアジン、2−ノニル
    フェノチアジン、2,8−ジメチルフェノチアジン、3
    ,7−ジメチルフェノチアジン、3,7−ジエチルフェ
    ノチアジン、3,7−ジブチルフェノチアジン、3,7
    ージオクチルフェノチアジン、2,8−ジオクチルフェ
    ノチアジン、3,7−ジノニルフェノチアジン、2,8
    −ジノニルフェノチアジン、2(α,α−ジメチルベン
    ジル)フェノチアジン、3,7−ビス(α,α−ジメチ
    ルベンジル)フェノチアジン及び2,8−ビス(α,α
    −ジメチルベンジル)フェノチアジンからなる群から選
    ばれる請求項8記載の組成物。
  11. (11)成分(ii)がR^4とR^5が水素であり、
    R^3がフェニルであり、そしてR^6がC_3〜C_
    8のアルキル又はC_3〜C_8のシクロアルキルであ
    るパラ−フェニレンジアミンである請求項8記載の組成
    物。
  12. (12)成分(i)と成分(ii)の重量比が約10:
    1〜約1:10である請求項8記載の組成物。
  13. (13)成分(i)と成分(ii)の重量比が約4:1
    〜約1:4である請求項12記載の組成物。
  14. (14)成分(i)と成分(ii)の重量比が約2:1
    〜約1:2である請求項13記載の組成物。
  15. (15)ビニル芳香族化合物の重合を禁止する方法にお
    いて、該方法が (a)下記の構造を有するフェノチアジン化合物:▲数
    式、化学式、表等があります▼ (ただしR^1とR^2はおのおの独立して水素、C_
    6〜C_1_0のアリール、C_7〜C_1_1のアラ
    ルキル、C_7〜C_1_6のアルカリール及びC_1
    〜C_1_2のアルキルからなる群から選ばれる);及
    び (b)下記の構造を有するフェニレンジアミン化合物: ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただしR^3はC_6〜C_1_0のアリール又はC
    _7〜C_1_6のアルカリールであり;そしてR^4
    、R^5及びR^6はおのおの独立して水素、C_1〜
    C_1_2のアルキル、C_3〜C_1_2のシクロア
    ルキル、C_7〜C_1_1のアラルキル、及びC_7
    〜C_1_6のアルカリールからなる群から選ばれる) からなる重合禁止剤組成物の重合を禁止することに効果
    がある量を添加することからなることを特徴とする重合
    を禁止する方法。
  16. (16)前記ビニル芳香族化合物が該ビニル化合物の製
    造で生じる反応化合物に加えられる請求項15記載の方
    法。
  17. (17)成分(a)がフェノチアジン、2−メチルフェ
    ノチアジン、2−オクチルフェノチアジン、2−ノニル
    フェノチアジン、2,8−ジメチルフェノチアジン、3
    ,7−ジメチルフェノチアジン、3,7−ジエチルフェ
    ノチアジン、3,7−ジブチルフェノチアジン、3,7
    −ジオクチルフェノチアジン、2,8−ジオクチルフェ
    ノチアジン、3,7−ジノニルフェノチアジン、2,8
    −ジノニルフェノチアジン、2(α,α−ジメチルベン
    ジル)フェノチアジン、3,7−ビス(α,α−ジメチ
    ルベンジル)フェノチアジン及び2,8−ビス(α,α
    −ジメチルベンジル)フェノチアジンからなる群から選
    ばれる請求項15記載の方法。
  18. (18)成分(b)がR^4とR^5が水素であり、R
    ^3がフェニルであり、そしてR^6がC_3〜C_8
    のアルキル又はC_3〜C_8のシクロアルキルである
    パラ−フェニレンジアミンである請求項15記載の方法
  19. (19)成分(a)と成分(b)の重量比が約10:1
    〜約1:10である請求項15記載の方法。
  20. (20)成分(a)と成分(b)の重量比が約4:1〜
    約1:4である請求項19記載の方法。
  21. (21)成分(a)と成分(b)の重量比が約2:1〜
    約1:2である請求項20記載の方法。
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