酰胺摩擦改性剂及提高其在燃料中低温相容性的方法技术

本发明专利技术公开了提高酰胺摩擦改性剂在燃料中低温相容性的方法及酰胺摩擦改性剂。该酰胺摩擦改性剂由高支化脂肪酸和胺形成。还公开降低燃料和包括酰胺摩擦改性剂的燃料组合物的摩擦性的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2003年4月22日提交的美国专利申请No.10/421,006的部分延续，后者是2002年4月24日提交的美国专利申请No.10/128,529，即现在的美国专利No.6,866,690的部分延续，两篇文献都全文引于此供参考。
本公开涉及酰胺摩擦改性剂，更具体地说，涉及与燃料具有更好低温相容性的酰胺摩擦改性剂。本公开还涉及包括具有更好低温相容性的摩擦改性剂的燃料组合物以及降低燃料被泵送(pump)时摩擦力的方法。
技术介绍
要求引进已知润滑性较低的低硫燃料的规章制度已产生了有关燃料泵和喷油器耐久性的问题。虽然并不知道硫本身是否是润滑性改性剂，但已知用深度加氢法除硫却无意中除去了燃料中的天然润滑性组分，如某些芳香化合物、羧酸和酯。遗憾的是，工业汽油清洁剂和分散剂一般都几乎没有减摩特性，除非加进燃料的浓度非常高。这些高清洁剂浓度常达到燃烧室沉积(CCD)之类的无害作用变到不合格的程度。正如授予McLean的美国专利No.6,277,158相当详细地讨论，汽油和其它燃料的性能可通过使用添加剂技术而得以改进。已经提出可以在汽油中加入单独的摩擦改性剂，以便通过降低发动机摩擦来提高燃料经济。燃料摩擦改性剂也起保护直接喷射汽油(DIG)发动机内所见的高压燃料泵和喷油器免于被燃料磨耗的作用。在选择合适的燃料添加剂时，重要的一点是添加剂对发动机性能无不利影响。例如，添加剂不应促进造成阀堵塞或其它性能降低问题。为适合于工业应用，摩擦改性添加剂必须通过对汽油性能添加剂所要求的全部无害试验。这常常是工业合格的最大障碍。无害试验包括1)在一定温度范围内与汽油和很可能在汽油中的其它添加剂的相容性，2)-->不增加进阀沉积(IVD)和CCD，3)在低温下无阀堵塞，和4)燃料系统、汽缸和曲轴箱内无腐蚀。开发满足所有这些标准的添加剂任务艰巨。最早用于燃料的摩擦改性剂一直是天然(衍生自植物和动物)脂肪酸的衍生物，只有很少几种纯合成产品。例如，WO 01/72930A2描述了一种机械建议：把含摩擦改性剂的燃料输送到上气缸壁并进入贮油槽，从而润滑上汽缸/环和阀。摩擦改性剂与燃料清洁分散剂，如聚醚胺(PEA)、聚异丁烯胺(PIBA)、曼尼希碱和琥珀酰亚胺，包装在一起。WO′930的参考文献提到美国专利No.2,252,889、4,185,594、4,208,190、4,204,481和4,428,128，这些专利全都描述了在柴油中使用燃料改性剂。这些专利所涉及的化学品包括脂肪酸酯、不饱和二聚脂肪酸、脂肪伯胺、二乙醇胺和长链脂族一元羧酸的脂肪酸酰胺。其中还提到美国专利No.4,427,562，该专利公开了由烷氧基烷基伯胺与羧酸反应或由合适甲酸酯的氨解所制成的润滑油和燃料摩擦改性剂。还要提及美国专利No.4,729,769，该专利公开了衍生自C6～C20脂肪酸酯，如椰子油，和一-或二-羟基烃基胺，如二乙醇胺的反应产物的汽油组合物的汽油增碳清洁剂。′769专利中的添加剂被描述为适用于任何汽油，包括加铅汽油和含甲基并环戊二烯基锰三羰基(MMT)的那些在内。′769专利中所述的燃料可含有其它必要的添加剂，如防冻剂和缓蚀剂。多篇其它参考文献公开了适用于燃料的摩擦改性剂。例如，美国专利No.5,858,029公开了伯醚胺与氢化羧酸的反应生成羟基酰胺，它在燃料内和润滑剂内具有减摩作用。描述摩擦改性剂的其它专利包括美国专利No.4,617,026(用三羟基醇的一羧酸酯，即一油酸甘油酯作为燃料和润滑剂摩擦改性剂)；4,789,493、4,808,196和4,867,752(用脂肪酸甲酰胺)；4,280,916(用脂肪酸酰胺)；4,406,803(将烷1，2-二醇用于润滑剂以提高燃料经济)；和4,512,903(用一-或多-羟基取代脂肪族一羧酸和胺形成的酰胺)。美国专利No.6,328,771公开了含有由某些羧酸与包含杂环芳胺的组分反应所制成的润滑性提高盐组合物的燃料组合物。EP 0798364公开了包含羧酸和脂肪胺的盐或由羧酸和脂肪胺的脱氢缩合所获得的酰胺的柴油燃料添加剂。EP 0869163A1描述了利用乙氧基化胺降低发动机摩擦的方法。此外，美国专利No.4,086,172(用油溶性羟基胺如“ETHOMEEN 18-12TM”(分子式为C18H37N-(CH2CH2OH)2)为润滑剂抗氧化剂)；4,129,508(用琥珀酸或酸酐与聚烷二醇或单-->醚、有机碱金属和烷氧基化胺的反应产物为反乳化剂)；4,231,883；4,409,000；和4,836,829，全都提出了羟基胺在燃料和润滑剂内的多种用途。美国专利No.6,227,158描述了在汽油供应中的目前做法：一般是把燃料添加剂预混成在烃溶剂基中的浓缩物，然后把该浓缩物喷射进用来灌注油罐的汽油管道后输送给用户。为便于把浓缩物喷射进汽油，重要的一点是浓缩物要呈低粘度均质液体形式。
技术实现思路
本公开的一个实施方案提供改善酰胺摩擦改性剂在燃料中低温相容性的方法，包括(a)形成高支化脂肪酸酰胺，和(b)组合该酰胺和燃料。按照本公开的另一个实施方案，摩擦改性剂包含高支化脂肪酸酰胺。又一个实施方案提供降低燃料在被泵送时的摩擦力，包括(a)形成高支化脂肪酸酰胺，和(b)组合该酰胺和燃料。按照又一个实施方案，燃料组合物包含大部分燃料和少部分包含高支化脂肪酸酰胺的摩擦改性剂。本公开的实施方案有利地提供在低达-20℃的温度下一般是液体的摩擦改性添加剂。因此，本公开的摩擦改性剂在低温下与燃料的相容性超过在低温下不是液体的添加剂。例如，许多酰胺摩擦改性剂，包括从直链脂肪酸形成的那些在内，在室温下包含蜡或固体。因此这类添加剂必须与增溶剂如烃溶剂联用才能在常规操作温度下与燃料混溶。相反按照本公开的摩擦改性剂在低达-20℃的温度下与燃料是混溶的。因此，本公开的摩擦改性剂可无需增溶剂、简化用法，降低成本并避免经常与使用溶剂相关的环境和健康问题。应该理解，上文的概述和下文的详述都仅是举例性和解释性的，且意在对要求权利保护的本公开提供进一步的解释。具体实施方式本公开的实施方案旨在改善酰胺摩擦改性剂与燃料的低温相容性。该方法可包括形成高支化脂肪酸酰胺和组合该酰胺与燃料。在许多实施方案中，高支化脂肪酸酰胺可形成如下：使高支化脂肪酸与胺接触，例如，组合、混合或反应，然后除去水。-->可用来形成本公开的酰胺的高支化脂肪酸可具有多种结构。如已经知道，脂肪酸，即羧酸，包含羧基和烷基。按照本公开，高支化脂肪酸可包含带有如下烷基的脂肪酸：在α-碳原子(与羰基相邻的碳)上有至少2个取代基，且至少取代基之一是支化的。例如，高支化脂肪酸可具有以下一般结构：其中R1、R2和R3中至少2个代表C1～C20烷基以及R1、R2和R3中至少之一的烷基是支化或环状的。虽然高支化脂肪酸可具有许多构型中的任何一种，但作为一个实例，高支化脂肪酸可具有以上一般结构(I)，其中R1代表支化戊基，R2代表氢，和R3代表支化己基。支化戊基的实例可包含2，2-二甲基-4-戊基，支化己基的实例可包含2，2，4-三甲基-6-己基。作为另一个实例，R1可代表异癸基，R2可代表氢，和R3可代表甲基。作为再一个实例，R1可代表甲基，R2可代表氢，和R3可代表异丙基。作为还本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高酰胺摩擦改性剂在燃料中低温相容性的方法，所述方法包括（ａ）形成高支化脂肪酸酰胺，和（ｂ）组合该酰胺与燃料。

【技术特征摘要】
US 2006-12-19 11/6409481.提高酰胺摩擦改性剂在燃料中低温相容性的方法，所述方法包括(a)形成高支化脂肪酸酰胺，和(b)组合该酰胺与燃料。2.权利要求1的方法，其中形成高支化脂肪酸酰胺包括形成具有下述结构的高支化脂肪酸酰胺其中R1、R2和R3中至少2个代表C1～C20烷基，R1、R2和R3中至少之一的烷基是支化或环状的，以及R4和R5各自独立地代表氢、烷基、烷醇或羟烷基。3.包含高支化脂肪酸酰胺的摩擦改性剂。4.权利要求3的摩擦改性剂，其中高支化脂肪酸酰胺具有以下结构：其中R1、R2和R3中至少2个代表C1～C20烷基，R1、R2和R3中至少之一的烷基是支化或环状的，以及R4和R5各自独立地代表氢、烷基、烷醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：W科勒奇，K弗里克，
申请(专利权)人：雅富顿无形化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]