MX2014007924A - Composicion de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibicion de la polimerizacion de monomeros de vinilo aromaticos, y metodo de uso de la misma. - Google Patents

Composicion de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibicion de la polimerizacion de monomeros de vinilo aromaticos, y metodo de uso de la misma.

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, que comprende uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, uno o más de compuestos nitróxido y que adicionalmente comprende una o más de aminas terciarias alifáticas; en una modalidad, la presente invención también se refiere al método de uso de la composición actualmente proporcionada; en otra modalidad, la presente invención también se refiere al método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, particularmente del estireno mediante el empleo de la composición actualmente proporcionada; en todavía otra modalidad, la presente invención también se refiere al método de preparación de la composición actualmente proporcionada.

Description

COMPOSICIÓN DE ADITIVO A BASE DE AMINA MEJORADA PARA EL CONTROL Y LA INHIBICIÓN DE LA POLIMERIZACIÓN DE MONÓMEROS DE VINILO AROMÁTICOS. Y MÉTODO DE USO DE LA MISMA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, en donde el monómero de vinilo aromático incluye estireno, en donde la mejora comprende una composición de una o más aminas terciarias con mezcla de uno o más de compuestos aromáticos y uno o más compuestos nitróxido (o nitroxilo).
En una modalidad, la presente invención se refiere al uso de la composición de aditivo a base de amina mejorada de la presente invención para controlar e inhibir la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la mejora comprende el uso de una composición que comprende una o más aminas terciarias con mezcla de uno o más de compuestos aromáticos y uno o más compuestos nitróxido (o nitroxilo).
En otra modalidad, la presente invención se refiere al método de preparación de la composición de aditivo mejorada de la presente invención para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la mejora comprende la preparación de la composición que comprende una o más aminas terciarias con mezcla de uno o más de compuestos aromáticos y uno o más compuestos nitróxido (o nitroxilo).
En todavía otra modalidad, la presente invención se refiere al método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante el empleo de la composición de aditivo mejorada de la presente invención, en donde la mejora comprende tratar la corriente que contiene monómeros de vinilo aromáticos con una composición que comprende una o más aminas terciarias con mezcla de uno o más de compuestos aromáticos y uno o más compuestos nitróxido (o nitroxilo).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno durante el procesamiento es un motivo de preocupación, debido a que causa la formación de polímeros no deseados y da como resultado la pérdida de rendimiento del producto final y hace que el proceso sea antieconómico.
En la técnica, se ha reportado el uso de inhibidores y retardadores, y combinación de los mismos para superar el problema de la polimerización del estireno.
El problema de utilizar los inhibidores aisladamente es que éstos se deben agregar de forma continua o en intervalos regulares, debido a que una vez que se consumen, la polimerización se reiniciará.
El problema de utilizar los retardadores aisladamente es que éstos no son muy efectivos para reducir la polimerización del estireno a un nivel de inhibición sustancial o al nivel aceptable de inhibición.
La técnica anterior propone la composición a base de metanuro de quinona que comprende metanuro de quinona y 4HT (1 -óxido de 4-hidroxi-Tempo 2,2,6,6-tetrametilo-,) como inhibidor de polimerización del estireno. Sin embargo, el inventor ha encontrado [refiérase a los ejemplos y los datos correspondientes] que el principal problema de utilizar esta composición conocida de metanuro de quinona (QM) y 4HT es que incluso con cantidades más altas de la composición, el problema de la polimerización no se resuelve al nivel aceptable.
Por consiguiente, la industria tiene como objetivo una composición de aditivo en donde la cantidad de compuestos nitróxido y aromáticos se pueda reducir o minimizar de modo que la composición resultante sea económica así como segura para el ser humano.
Cualquier esfuerzo por reducir o minimizar el consumo de compuestos aromáticos y/o compuestos nitróxido disminuirá los problemas de la industria.
Necesidad de la invención Por consiguiente, existe todavía una necesidad de una composición de aditivo efectiva y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante el empleo de dicha composición, en donde la composición de aditivo no sólo es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sino también comprende cantidades sustancialmente reducidas o minimizadas de compuestos nitróxido y aromáticos.
Problema a ser resuelto por la invención Por consiguiente, la presente invención tiene como objetivo proporcionar una solución a los problemas industriales existentes anteriormente descritos mediante la provisión de la composición de aditivo efectiva y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la composición de aditivo no sólo es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sino también comprende cantidades sustancialmente reducidas o minimizadas de compuestos nitróxido y aromáticos.
Objetos de la invención Consecuentemente, el objeto principal de la presente invención es proporcionar una composición de aditivo a base de amina efectiva y mejorada y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, en donde la composición de aditivo no sólo es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sino también comprende cantidades sustancialmente reducidas o minimizadas de compuestos nitróxido y aromáticos.
Otro objeto principal de la presente invención es proporcionar una composición de aditivo a base de amina efectiva y mejorada y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, en donde la composición de aditivo comprende una cantidad sustancialmente reducidas o minimizadas de compuestos nitróxido y aromáticos, y todavía es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, y todavía es requerida en una dosis relativamente más baja en comparación con la dosis de combinación de compuestos nitróxido y aromáticos para lograr el mismo o mejor nivel aceptable de control e inhibición de la polimerización del estireno.
Es también un objeto de la presente invención proporcionar una composición de aditivo a base de amina efectiva y mejorada y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, en donde la composición de aditivo comprende una o más de aminas, y una cantidad reducida o minimizada de uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, y todavía es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, y todavía es requerida en una dosis relativamente más baja en comparación con la dosis de combinación de compuestos nitróxido y aromáticos para lograr el mismo o mejor nivel aceptable de control e inhibición de la polimerización del estireno, y en donde la amina es una o más de aminas terciarias.
La presente invención particularmente tiene como objetivo proporcionar una composición de aditivo a base de amina efectiva y mejorada y el método de su uso y preparación, y el método de control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos, en donde la composición de aditivo comprende una o más de aminas, y cantidades reducidas o minimizadas de uno o más de compuestos aromáticos que incluyen metanuro de quinona (QM), y uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) que incluyen 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol (o 4 Hidroxi Tempo o 4HT) y todavía es adecuada para el sustancial control e inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, y todavía es requerida en una dosis relativamente más baja en comparación con la dosis de combinación de compuestos nitróxido y aromáticos para lograr el mismo o mejor nivel aceptable de control e inhibición de la polimerización del estireno, y en donde la amina es una o más de aminas terciarias, y por consiguiente, la composición de la presente invención no sólo es económica, sino también es ambientalmente amigable.
La presente invención tiene como objetivo mejorar el desempeño de las composiciones de aditivo que comprenden la mezcla de compuestos aromáticos y compuestos nitróxido, en donde la presente composición comprende uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, y adicionalmente comprende una o más de aminas terciarias.
La presente invención tiene como objetivo mejorar el desempeño de las composiciones de aditivo que comprenden la mezcla de compuestos aromáticos y compuestos nitróxido en un intervalo de temperatura más amplio que incluye la temperatura más alta, en donde la composición comprende uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, y adicionalmente comprende una o más de aminas terciarias.
La presente invención tiene como objetivo mejorar el desempeño de las composiciones de aditivo que comprenden la mezcla de compuestos aromáticos y compuestos nitróxido en un intervalo de temperatura más amplio que incluye la temperatura más alta, y en presencia de aire, en donde la composición comprende uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, y adicionalmente comprende una o más de aminas terciarias.
Otros objetos y ventajas de la presente invención se volverán más evidentes a partir de la siguiente descripción al leerse en conjunción con los ejemplos, los cuales no pretenden limitar el alcance de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con el objetivo de superar los problemas anteriormente descritos de la técnica anterior y para lograr los objetos anteriormente descritos de la presente invención, el inventor ha encontrado que cuando se agrega una o más de aminas terciarias a la composición que comprende uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, entonces no sólo se mejora sustancialmente la eficiencia de control e inhibición de polimerización de la composición que comprende compuestos nitróxido y aromáticos, sino la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sorprendente e inesperadamente, también se controla e inhibe hasta el nivel aceptable con una dosis sustancialmente reducida y minimizada de compuestos nitróxido y aromáticos en una composición que comprende una o más de aminas terciarias, y uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, lo que hace a la presente composición económica así como ambienta Imente amigable.
Con el objetivo de superar los problemas anteriormente descritos de la técnica anterior y para lograr los objetos anteriormente descritos de la presente invención, el inventor ha encontrado que cuando una o más de las aminas terciarias seleccionadas a partir de un grupo que consiste en hidroxil alquil amina terciaria y amina tratada con óxido, preferentemente amina terciaria alifática que contiene uno o más grupos hidroxilo se agrega a la composición que comprende uno o más de compuestos aromáticos, preferentemente metanuro de quinona (QM) y uno o más de compuestos nitróxido, entonces no sólo se mejora sustancialmente la eficiencia de control e inhibición de polimerización de la composición que comprende compuestos nitróxido y aromáticos, sino la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sorprendente e inesperadamente, también se controla e inhibe hasta el nivel aceptable con una dosis sustancialmente reducida y minimizada de compuestos nitróxido y aromáticos en una composición que comprende uno o más de compuestos aromáticos y uno o más de compuestos nitróxido, y que adicionalmente comprende una o más de las aminas terciarias seleccionadas a partir de un grupo que consiste en hidroxil alquil amina terciaria, y amina tratada con óxido, preferentemente aminas terciarias alifáticas que contienen uno o más grupos hidroxilo, lo que hace a la presente composición económica así como ambientalmente amigable.
Consecuentemente, la presente invención se refiere a una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, que comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
De conformidad con la presente invención, la amina alifática es una amina terciaria alifática, que contiene uno o más grupos hidroxilo en la cadena de alquilo de la amina terciaria, preferentemente contiene tres o cuatro grupos hidroxilo en la cadena de alquilo de la amina terciaria.
De conformidad con la presente invención, en la amina terciaria alifática que contiene uno o más grupos hidroxilo, los grupos hidroxilo son grupos hidroxialquilo.
De conformidad con la presente invención, el hidrocarburo en la amina terciaria alifática puede ser lineal, ramificado o cíclico.
De conformidad con la presente invención, el hidrocarburo en la amina terciaria alifática puede contener uno o más grupos hidroxi alquilo.
De conformidad con la modalidad más preferida de la presente invención, la amina terciaria alifática que contiene tres grupos hidroxilo es tri-isopropanol amina o tris(2-hidroxipropil)amina [TIPA].
De conformidad con una de las modalidades preferidas de la presente invención, la amina terciaria alifática que contiene grupos hidroxilo es N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED).
De conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención, la amina terciaria alifática que contiene grupos hidroxilo es N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®).
De conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención, la composición de la presente invención puede comprender una o más de dichas aminas terciarias alifáticas anteriores que contienen grupos hidroxilo o una mezcla de las mismas.
Por consiguiente, en una modalidad, la presente invención se refiere a una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, que comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias, en donde dicha amina terciaria se selecciona a partir de un grupo que consiste en: i) hidroxil alquil amina terciaria que es tris(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada con óxido de propileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®); y iii) amina tratada con óxido de etileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED); o iv) una mezcla de las mismas.
El inventor ha encontrado que cuando la composición de la presente invención comprende una o más de dichas aminas terciarias, la eficiencia de los compuestos nitróxido y aromáticos para controlar e inhibir la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, sorprendentemente e inesperadamente, se mejora sustancialmente hasta el nivel aceptable que está también en las dosis sustancialmente reducidas o minimizadas de los compuestos nitróxido y aromáticos,- haciendo por consiguiente a la composición de la presente invención relativamente más económica y ambientalmente amigable.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, la composición de la presente invención comprende: a) aproximadamente 40 a aproximadamente 99.9% en peso de I) una mezcla de uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo (a partir de ahora puede ser referido como QM) y uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo); y b) aproximadamente 0.1 a aproximadamente 60% en peso de II) una o más de dichas aminas terciarias o una mezcla de las mismas.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, dicho metanuro de quinona o derivados del mismo incluye metanuro de bencil quinona, preferentemente 4-benciliden-2,6-di-ter-butilciclohexa-2,5-dienona.
Se debe tener en cuenta que 'dicho metanuro de quinona o derivados del mismo' a partir de ahora puede ser referido como QM.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) incluyen 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol o 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-1-oxilo (o 4 Hidroxi Tempo o 4HT).
Se debe tener en cuenta que "dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), que incluyen 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol (o 4 Hidroxi Tempo o 4HT)" a partir de ahora se pueden referir como 4HT.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, en la mezcla de QM y 4HT, el QM se toma en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 99.5% en peso y el 4HT se toma en una cantidad que varía desde aproximadamente 99.5 hasta aproximadamente 0.5% en peso de la mezcla.
De conformidad con la presente invención, la mezcla de QM y 4HT comprende QM y 4HT en una relación en peso que varía desde aproximadamente 99.5:0.5 hasta 0.5:99.5, preferentemente desde aproximadamente 95:5 hasta 5:95, más preferentemente desde aproximadamente 90:10 hasta aproximadamente 10:90.
De conformidad con la presente invención, dicha amina terciaria o mezcla de la misma se toma en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 60% en peso de la composición.
De conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención, la presente composición no comprende: 0 trietanolamina (TEA); i¡) Tris[N-butilamina] (TBA); ¡ü) monoetanolamina (MEA); iv) dibutilamina (DBA); v) dietanolamina (DEA); vi) dipropilamina (DPA); vii) etilendiamina (EDA); y viii) tetraetilenpentamina (TEPA), y ix) una mezcla de las mismas.
Se debe tener en cuenta que la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se puede referir como corriente de monómeros o como corriente de monómeros de vinilo aromáticos.
De conformidad con una de las modalidades preferidas de la presente invención, la composición de la presente invención se agrega a la corriente que contiene monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm en peso de la corriente de los monómeros que incluyen estireno.
Consecuentemente, en otra modalidad, la presente invención también se refiere al método de uso de dicha composición de aditivo a base de amina mejorada de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, para controlar e inhibir la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se trata con una composición de aditivo que comprende: (A) uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de dichas aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
En particular, en la segunda modalidad, la presente invención se refiere a un método de uso de dicha composición de aditivo de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se trata con la composición de aditivo que comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias, en donde dicha amina terciaria se selecciona a partir de un grupo que consiste en: i) hidroxil alquil amina terciaria que es tris(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada con óxido de propileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®); y iii) amina tratada con óxido de etileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED); o iv) una mezcla de las mismas.
Se debe tener en cuenta que la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se puede referir como corriente de monómeros o como corriente de monómeros de vinilo aromáticos.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, el método de uso de dicha composición de aditivo de la presente invención comprende tratar dicha corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno con aproximadamente 0.01 ppm a aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm de dicha composición de aditivo con base en el peso de los monómeros.
De conformidad con una de las modalidades preferidas de la presente invención, uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y una o más de dichas aminas terciarias se agregan a la corriente de monómeros ya sea individualmente o después de mezclarse.
Se debe tener en cuenta que se estima que todas las características de la composición de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, se han incluido en el presente método de uso de dicha composición de aditivo de la presente invención.
Consecuentemente, en la tercera modalidad, la presente invención también se refiere al método para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante la adición de dicha composición de aditivo a base de amina de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, a la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la composición de aditivo comprende: (A) uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de dichas aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
En particular, en la tercera modalidad, la presente invención se refiere a un método para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante la adición de dicha composición de aditivo de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, a la corriente de monómeros, en donde dicha composición comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias, en donde dicha amina terciaria se selecciona a partir de un grupo que consiste en: i) hidroxil alquil amina terciaria que es tris(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada con óxido de propileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®); y iii) amina tratada con óxido de etileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED); o ¡v) una mezcla de las mismas.
Se debe tener en cuenta que la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se puede referir como corriente de monómeros o como corriente de monómeros de vinilo aromáticos.
De conformidad con una de las modalidades preferidas de la presente invención, el método para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante el empleo de dicha composición de aditivo de la presente invención comprende agregar una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm de dicha composición a la corriente de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno con base en el peso de los monómeros.
De conformidad con una de las modalidades preferidas de la presente invención, uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y una o más de dichas aminas terciarias se agregan a la corriente de monómeros ya sea individualmente o después de mezclarse.
Se debe tener en cuenta que se estima que todas las características de la composición de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, se han incluido en el presente método para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante el empleo de dicha composición de aditivo de la presente invención.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, la composición de la presente invención se puede mezclar con la corriente que contiene monómeros de vinilo aromáticos, ya sea antes de que la corriente entre al sistema de procesamiento o después de que la corriente ha entrado al sistema de procesamiento, pero preferentemente la composición se agrega a la corriente que contiene monómeros de vinilo aromáticos antes de que inicie su procesamiento de modo que se evite o minimice la polimerización de los monómeros de vinilo aromáticos.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, la presente composición se puede utilizar sobre un amplio intervalo de temperatura que varía desde aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 180°C, preferentemente desde aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 180°C.
La composición de la presente invención se puede preparar en cualquier manera conocida para preparar las composiciones.
Consecuentemente, en la cuarta modalidad, la presente invención también se refiere al método de preparación de dicha composición de aditivo a base de amina de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde uno o más de dichos compuestos aromáticos, uno o más de dichos compuestos nitróxido se mezclan con uno o más de dichos compuestos amina, ya sea individualmente o después de mezclarse.
En particular, en la cuarta modalidad, la presente invención se refiere a un método para la preparación de la composición de aditivo de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde dicho método comprende: el paso de mezclar (A) uno o más de metanuro de quinona o derivados del mismo, y (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizado por que dicho metanuro de quinona o derivados del mismo y dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) o la mezcla de los mismos se mezcla adicionalmente con (C) una o más de aminas terciarias, en donde dicha amina terciaria se selecciona a partir de un grupo que consiste en: i) hidroxil alquil amina terciaria que es tris(2- hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada con óxido de propileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®); y iii) amina tratada con óxido de etileno que es ?,?,?',?'- tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED); o iv) una mezcla de las mismas.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, el método para la preparación de la composición de aditivo de la presente invención comprende mezclar una o más de las aminas terciarias con uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo y uno o más de los compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) ya sea individualmente o después de mezclarse.
De conformidad con una de las modalidades de la presente invención, la composición preparada se puede utilizar sobre un intervalo de temperatura que varía desde aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 180°C, preferentemente desde aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 180°C.
Se debe tener en cuenta que la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se puede referir como corriente de monómeros o como corriente de monómeros de vinilo aromáticos.
También se debe tener en cuenta que se estima que todas las características de la composición de la presente invención aquí descrita, una referencia a la cual se extrae en su totalidad, se han incluido en el presente método para la preparación de la composición de aditivo de la presente invención.
En una de las modalidades, el inventor ha encontrado que cuando la presente composición comprende cualquiera de las aminas terciarias seleccionadas a partir de un grupo que consiste en ?,?,?',?'-tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED) y N,N,N',N'-tetraqu¡s(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®), entonces se mejora sustancialmente la eficiencia para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno de la mezcla que comprende metanuro de quinona o derivados del mismo y compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), sin embargo, la mejora no es tan sustancial como para la composición que comprende tris(2-hidroxipropil)amina (TIPA). Por consiguiente, de acuerdo con la modalidad sumamente preferida de la presente invención, la tris(2-hidroxipropil)amina (TIPA) es la amina sumamente preferida, y de acuerdo con la modalidad más preferida de la presente invención, la N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED) y la N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®) son las aminas más preferidas de la presente invención.
En otra modalidad, el inventor ha encontrado que cuando la presente composición comprende cualquiera de las aminas seleccionadas a partir de un grupo que consiste en: i) trietanolamina (TEA); ¡i) Tris[N-butilamina] (TBA); i") monoetanolamina (MEA); iv) dibutilamina (DBA); v) dietanolamina (DEA); vi) dipropilamina (DPA); vii) etilendiamina (EDA); y viii) tetraetilenpentamina (TEPA), y ix) una mezcla de las mismas entonces, sorprendentemente e inesperadamente, se reduce sustancialmente la eficiencia para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno de los compuestos nitro aromáticos. Por consiguiente, en una modalidad, la presente composición no comprende cualquiera de las aminas seleccionadas a partir de un grupo que consiste en: i) trietanolamina (TEA); i¡) Tris[N-butilamina] (TBA); iii) monoetanolamina (MEA); iv) dibutilamina (DBA); v) dietanolamina (DEA); vi) dipropilamina (DPA); ii) etilendiamina (EDA); y iii) tetraetilenpentamina (TEPA), y ix) una mezcla de las mismas.
Se debe tener en cuenta que algunas de estas aminas dan como resultado una mejora muy marginal en la eficiencia de la mezcla que comprende metanuro de quinona o derivados del mismo y compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y por lo mismo no son comercialmente viables.
Otras ventajas y modalidades de la presente invención se volverán más evidentes a partir de los siguientes ejemplos.
La presente invención se describe ahora con la ayuda de los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden limitar el alcance de la presente invención, sino se han incorporado para ilustrar el modo y el mejor modo para realizar la presente invención.
Experimentos Experimento principal En los siguientes experimentos, una cantidad pesada de estireno destilado (o corriente de hidrocarburos en gms) y una cantidad pesada de aditivos (en ppm en peso de estireno o corriente de hidrocarburos) se llevaron hacia un reactor de tubo equipado con termómetro y entrada y salida de nitrógeno. En estos experimentos, se mantuvo un suficiente flujo de N2 para asegurar una agitación apropiada. Las reacciones se llevaron a cabo a 120°C bajo flujo de nitrógeno continuo durante 2 horas. Después de la duración seleccionada, el reactor se enfrió a debajo de 10°C mediante la inmersión en hielo picado. El contenido del reactor se vertió entonces en un vaso de precipitados. A este mismo vaso de precipitados, aproximadamente para 1.5-2 g de mezcla de polimerización enfriada, se utilizaron aproximadamente 80 g de metanol para hacer precipitar el polímero formado en la solución de estireno. El precipitado obtenido se filtró, se secó para remover el metanol, y se pesó. El peso del precipitado formado se reporta como % de polímero formado.
Se debe tener en cuenta que el estireno se purificó antes de utilizarse para remover los estabilizadores.
En los siguientes ejemplos, el aditivo anterior es una composición que consiste en compuesto aromático y compuesto nitróxido, en donde el compuesto aromático es Metanuro de Quinona (QM), y el compuesto nitróxido es 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol (o 4 Hidroxi Tempo o 4-HT), que se toman en una cantidad de aproximadamente 100, 150, 200, 300, o 400 ppm en diversas relaciones en peso de 90:10 [referida como QM:4HT (90:10)], 80:20 [referida como QM.4HT (80:20)], 70:30 [referida como QM.4HT (70:30)], 50:50 [referida como QM:4HT (50:50)], 30:70 [referida como QM:4HT (30:70)] y 20:80 [referida como QM.4HT (20:80)] de QM y 4-HT.
En los siguientes ejemplos, la presente composición de aditivo es una composición que comprende Metanuro de Quinona (QM) que es el compuesto aromático y 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol (o 4 Hidroxi Tempo o 4-HT) que es el compuesto nitróxido, y que adicionalmente comprende una amina seleccionada a partir de un grupo que consiste en TIPA, Quadrol® y THEED, en donde aproximadamente 1 , 5, 10, 15, o 20 ppm de TIPA, Quadrol® o THEED se agregan a 100, 200, 300 o 400 ppm de la mezcla de dichos QM y 4HT, y aproximadamente 2 ppm de TIPA se agregan a 200 ppm de dicha mezcla anterior de QM y 4HT tomada en dichas relaciones en peso anteriores de 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 y 20:80 de QM y 4-HT.
Experimentos Los resultados del Experimento Principal anterior al realizarse con 10 g de estireno destilado mediante calentamiento hasta 120°C durante 2 h se proporcionan en el Cuadro I, Cuadro-ll y Cuadro III.
CUADRO I CUADRO II Las razones para el repentino incremento en el % de polímero formado para la composición de aditivo de la técnica anterior que consiste en QM y 4-HT en relación en peso de 50:50, y para la presente composición de aditivo que comprende QM y 4-HT en relación en peso de 30:70 con TIPA no se conocen actualmente. Sin embargo, se entiende a partir del Cuadro I y el Cuadro II anteriores que cuando se agrega sólo 1 ppm o 2 ppm de TIPA, respectivamente, a 100 ppm o 200 ppm de la mezcla de QM y 4-HT en varias relaciones en peso (aditivo de la técnica anterior), sorprendentemente e inesperadamente, se mejora sustancialmente la eficiencia del aditivo de la técnica anterior para controlar e inhibir la polimerización del estireno.
También se puede observar a partir del Cuadro I y el Cuadro II que la polimerización del estireno, sorprendentemente e inesperadamente, se reduce sustancialmente simplemente sobre la adición de 1 ppm o 2 ppm de TIPA, respectivamente, en 100 ppm o 200 ppm de la mezcla de QM y 4-HT en varias relaciones en peso (aditivo de la técnica anterior).
CUADRO III También se entiende sobre la comparación de los resultados del Cuadro II con aquellos del Cuadro III que simplemente mediante la adición de 2 ppm de TIPA en 200 ppm de la mezcla de QM y 4-HT en varias relaciones en peso (aditivo de la técnica anterior), el % de polímero formado es ya sea igual o mejor que el aditivo de la técnica anterior que consiste en 400 ppm de la mezcla de QM y 4-HT en varias relaciones en peso, lo que adicionalmente confirma que simplemente una adición de 2 ppm de TIPA en 200 ppm de composición de aditivo de la técnica anterior da como resultado un ahorro sustancial de 200 ppm de aditivo de la técnica anterior que consiste en compuesto aromático y compuesto nitróxido en varias relaciones en peso.
En los siguientes ejemplos, para el Experimento Principal anterior, la composición de aditivo de la técnica anterior y la presente composición de aditivo se toman en varias relaciones en peso como se indica en los siguientes Cuadros IV a X. El inventor adicionalmente ha comparado los resultados de las presentes composiciones con las composiciones de aditivo que comprenden la mezcla de QM y 4HT y las aminas anteriormente descritas i) a ¡x), es decir, TBA, DBA, MEA, DEA, DPA, TEA, EDA, TEPA con fines comparativos. Los resultados se proporcionan en los Cuadros V a X.
En el Cuadro IV, se toma la composición de aditivo de la técnica anterior que consiste en la mezcla de QM + 4HT en dosis de 100, 150, 200, 300 y 400 ppm en relaciones de % en peso de 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 y 20:80 de QM y 4HT.
CUADRO IV En el Cuadro V, la composición de aditivo de la técnica anterior que consiste en la mezcla de QM + 4HT en dosis de 100 ppm en relaciones de % en peso de 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 y 20:80 respectivamente de QM y 4HT, y las composiciones de aditivo comparativas que comprenden 100 ppm de mezcla de QM y 4HT en relaciones de % en peso de 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 y 20:80 respectivamente de QM y 4HT, y 5 ppm de amina comparativa que dan como resultado una dosis total de 105 ppm de la composición se comparan con las presentes composiciones de aditivo que comprenden 100 ppm de mezcla de QM y 4HT en relaciones de % en peso de 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 y 20:80 respectivamente de QM y 4HT, y 5 ppm de la presente amina seleccionada a partir de TIPA, Quadrol® y THEED para dar como resultado una dosis total de 105 ppm de la composición.
CUADRO V En el Cuadro VI, se toman las composiciones anteriores del Cuadro V pero con 10 ppm de amina comparativa o la presente amina para dar como resultado una dosis total de 1 10 ppm de la composición.
CUADRO VI En el Cuadro VII, se toman las composiciones anteriores del Cuadro V pero con 20 ppm de amina comparativa o la presente amina para dar como resultado una dosis total de 120 ppm de la composición.
CUADRO VII En el Cuadro VIII, la composición de aditivo de la técnica anterior que consiste en la mezcla de QM + 4HT en dosis de 200, 300 y 400 ppm en relación de % en peso de 90:10 respectivamente de QM y 4HT, y las composiciones de aditivo comparativas que comprenden 200, 300 y 400 ppm de mezcla de QM y 4HT en relación de % en peso de 90:10 respectivamente de QM y 4HT, y 10, 15 y 20 ppm de amina comparativa que dan como resultado una dosis total de 210, 315 y 420 ppm de la composición se comparan con las presentes composiciones de aditivo que comprenden 200, 300 y 400 ppm de mezcla de QM y 4HT en relación de % en peso de 90:10 respectivamente de QM y 4HT, y 10, 15 y 20 ppm de la presente amina seleccionada a partir de TIPA, Quadrol® y THEED para dar como resultado una dosis total de 210, 315 y 420 ppm de la composición.
CUADRO VIII En el Cuadro IX, se toman las composiciones anteriores del Cuadro VIII pero con la relación de % en peso de 80:20 de QM y 4HT.
CUADRO IX En el Cuadro X, se toman las composiciones anteriores del Cuadro VIII pero con 50 ppm de la presente amina o la amina comparativa dando como resultado 150, 250 y 350 ppm de la composición.
CUADRO X Todos los experimentos anteriores confirman que sólo las presentes composiciones de aditivo que comprenden la mezcla de QM y 4HT y la amina terciaria seleccionada a partir de un grupo que comprende TIPA, Quadrol® y THEED dan como resultado la mejora de la eficiencia de inhibición de polimerización de los aditivos de la técnica anterior.
Los hallazgos anteriores confirman que la presente composición es más económica y ambientalmente amigable que la composición de la técnica anterior que consiste en una mezcla de compuestos nitróxido y aromáticos.
Los hallazgos anteriores también confirman los efectos sinérgicos, sorprendentes e inesperados de la presente composición.
Los resultados experimentales anteriores también confirman que la composición actualmente proporcionada es muy superior a la composición de aditivo de la técnica anterior, y por lo tanto, tiene ventajas técnicas y efectos sorprendentes sobre el aditivo de la técnica anterior.

Claims (23)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, que comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
2. - La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha amina terciaria alifática contiene uno o más grupos hidroxilo en la cadena de alquilo de la amina terciaria, preferentemente contiene tres o cuatro grupos hidroxilo en la cadena de alquilo de la amina terciaria.
3. - La composición de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada además porque dicha amina terciaria alifática es tri-isopropanol amina o tris(2-hidroxipropil)amina [TIPA].
4.- La composición de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada además porque dicha amina terciaria alifática es ?,?,?',?'-tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED).
5.- La composición de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada además porque dicha amina terciaria alifática es ?,?,?',?'-tetraquis(2-hidroxipropil)etilen-diamina) (Quadrol®).
6. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizada además porque dicha amina terciaria alifática comprende uno o más de TIPA, THEED y Quadrol®.
7. - Una composición de aditivo a base de amina mejorada para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, que comprende: (A) uno o más del metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de aminas terciarias, en donde dicha amina terciaria se selecciona a partir de un grupo que consiste en: i) hidroxil alquil amina terciaria que es tris(2-hidroxipropil)amina (TIPA); ii) amina tratada con óxido de propileno que es N,N,N',N'-tetraquis(2-hidrox¡propil)etilen-diamina) (Quadrol®); y ¡ii) amina tratada con óxido de etileno que es N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxietil)etilen-diamina) (THEED); o iv) una mezcla de las mismas.
8. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, caracterizada además porque dicha composición comprende: a) aproximadamente 40 a aproximadamente 99.9% en peso de I) una mezcla de uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo y uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo); y b) aproximadamente 0.1 a aproximadamente 60% en peso de II) una o más de dichas aminas terciarias o una mezcla de las mismas.
9. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizada además porque dicho metanuro de quinona o derivados del mismo (QM) incluye metanuro de bencil quinona, preferentemente 4-benciliden-2,6-di-ter-butilciclohexa-2,5-dienona.
10. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizada además porque dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) incluyen 1 oxil -2,2,6,6, tetrametilpiperidin-4-ol (o 4 Hidroxi Tempo o 4HT).
11.- La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizada además porque dicha mezcla de QM y 4HT comprende QM en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 99.5% en peso y 4HT en una cantidad que varía desde aproximadamente 99.5 hasta aproximadamente 0.5% en peso de dicha mezcla.
12. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11 , caracterizada además porque dicha mezcla de QM y 4HT comprende QM y 4HT en una relación en peso que varía desde aproximadamente 99.5:0.5 hasta 0.5:99.5, preferentemente desde aproximadamente 95:5 hasta 5:95, más preferentemente desde aproximadamente 90:10 hasta aproximadamente 10:90.
13. - La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizada además porque dicha amina terciaria o mezcla de la misma se toma una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 60% en peso de la composición.
14.- La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, caracterizada además porque dicha composición no comprende: i) trietanolamina (TEA); ii) Tris[N-butilamina] (TBA); iii) monoetanolamina (MEA); iv) dibutilamina (DBA); v) dietanolamina (DEA); vi) dipropilamina (DPA); vii) etilendiamina (EDA); y viii) tetraetilenpentamina (TEPA), y ix) una mezcla de las mismas.
15.- La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 14, caracterizada además porque dicha composición se agrega a la corriente que contiene monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm en peso de la corriente de los monómeros que incluyen estireno.
16.- Un método de uso de dicha composición de aditivo a base de amina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 15 para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se trata con dicha composición de aditivo que comprende: (A) uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de dichas aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
17.- El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicha corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno se trata con aproximadamente 0.01 ppm a aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm de dicha composición de aditivo con base en el peso de los monómeros.
18.- El método de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado además porque dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, dichos compuestos nitróxido (é's decir, nitroxilo), y dichas aminas terciarias se agregan a la corriente de monómeros ya sea individualmente o después de mezclarse.
19.- Un método para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, mediante la adición de dicha composición de aditivo a base de amina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 15 a la corriente que comprende monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde la composición de aditivo comprende: (A) uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, (B) uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizada por que dicha composición adicionalmente comprende: (C) una o más de dichas aminas terciarias alifáticas o una mezcla de las mismas.
20. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque dicha composición de aditivo se agrega en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm, preferentemente desde aproximadamente 1 ppm hasta aproximadamente 2000 ppm a la corriente de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno con base en el peso de los monómeros.
21. - El método de conformidad con la reivindicación 19 o 20, caracterizado además porque dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y dichas aminas terciarias se agregan a la corriente de monómeros ya sea individualmente o después de mezclarse.
22. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 16 a 21 , caracterizado además porque dicha composición se utiliza sobre un intervalo de temperatura que varía desde aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 180°C.
23. - Un método para la preparación de la composición de aditivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 15 para el control y la inhibición de la polimerización de monómeros de vinilo aromáticos que incluyen estireno, en donde el método comprende el paso de mezclar: (A) uno o más de dicho metanuro de quinona o derivados del mismo, y (B) uno o más de dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo), y caracterizado por que dicho metanuro de quinona o derivados del mismo y dichos compuestos nitróxido (es decir, nitroxilo) o la mezcla de los mismos se mezcla adicionalmente con (C) una o más de dichas aminas terciarias.
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