燃料组合物的摩擦改良剂添加剂及其使用方法技术

提供一种用于燃料的摩擦改良剂，其通过把饱和羧酸与烷基化胺组合来制备。此外，还有一种用于燃料的添加剂浓缩物，特别是用于内燃机汽油中的添加剂浓缩物，其包含（ａ）包含烷基化胺的支链饱和羧酸盐的摩擦改良剂，如正丁胺异硬脂酸盐；（ｂ）复合去垢剂，并提供含该添加剂浓缩物的燃料。摩擦改良剂（ａ）的特别选择能够配制稳定的添加剂浓缩物，其在引入到用于内燃机燃料的汽油中时在摩擦损耗方面提供明显的益处，因此改善燃料经济效益。而且摩擦改良剂（ａ）与复合去垢剂组合使用可以提高燃料效率，而不会增大用该添加剂浓缩物改良的燃料运行的内燃机中ＩＶＤ沉积的发生。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
燃料组合物的摩擦改良剂添加剂及其使用方法专利技术背景本专利技术涉及用于燃料的摩擦改良剂，特别是用于内燃机汽油中的摩擦改良剂。本专利技术还涉及包含这样的摩擦改良剂的火花点火燃料组合物以及控制，即减少或消除发动机、燃料泵和喷嘴中的沉积和磨损并提高燃料经济性能的方法。近些年来，许多工作已经致力于在火花点火内燃机的燃料吸入系统中控制(防止或减少)沉积形成的添加剂。具体地，可以有效控制燃料喷嘴沉积、吸入阀沉积和燃烧室沉积的添加剂代表该领域中大量研究活动的焦点，并且尽管有这些努力，仍然希望有进一步的改进。传统的气口式燃料喷射(PFI)发动机通过向吸入口中喷射汽油形成汽油与空气的均匀预混物，而直接喷射汽油(DIG)发动机直接向燃烧室中喷入汽油，如狄塞尔发动机，因此其可能形成分层的燃料混合物，该混合物中在火花塞附近含有大于化学计量量的燃料，但是在整个燃烧室内高度贫油。由于这种分层燃料混合物的形成，可以获得具有总体上高度贫油的混合物的燃烧，与PFI发动机相比，产生了燃料消耗的改进，并且接近狄塞尔发动机的燃料消耗。对于PFI和DIG发动机的主要燃料相关的沉积区域是喷嘴、吸入阀和燃烧室。此外，在活塞与气缸之间、气阀机构和燃料泵的发动机摩擦导致燃料消耗增大。在DIG发动机技术中，特别是存在用高压泵(最高1500psi的排气能力)的摩擦相关的耐久性问题，其由于汽油固有的低润滑性而被损坏。所以，希望在石油工业中生产适用于PFI和DIG发动机的燃料，其可以解决上述的发动机沉积和摩擦要求方面的问题。如在Mclean的U.S.6,277,158中某些段落中所述，汽油和其他燃料的性能可以通过使用添加剂技术来改善。例如，已经使用去垢剂来抑制吸入系统沉积的形成，从而改善发动机的清洁度和性能。管理规定要求引入低硫燃料，低硫燃料已知是低润滑性的并且产生燃料泵和喷嘴的耐用性问题。已知硫本身不是直接的润滑改良剂。但是，通过深氢化处理除去硫已知还不利地去除了燃料的天然润滑性组分如某-->些芳香烃、羧酸和酯。遗憾的是，直至向燃料中加入非常高的浓度之前，商品汽油去垢剂和分散剂一般表现出非常小的摩擦减小特性。这些高去垢剂浓度通常达到诸如CCD等无害作用变得不可接受的程度。已经提出，向汽油中加入单独的摩擦改良剂，以通过减小发动机摩擦来提高燃料经济效益。燃料摩擦改良剂还用来防止高压燃料泵和喷嘴(如DIG发动机中所见的那些)产生由燃料引起的磨损。要求燃料硫含量急剧减少的世界性规定甚至可能进一步恶化该磨损问题。在为组合的去垢/摩擦改良剂添加剂配方选择合适的组分时，重要的是保证去垢与摩擦改良性能之间的平衡等。理想地，摩擦改良剂不应该不利地影响去垢剂的沉积控制功能。此外，添加剂配方不应该不利地影响发动机性能。例如，复合添加剂不应该促进气门粘着或者引起其它降低性能的问题。为了适合于商业用途，摩擦改良剂添加剂还必须通过对汽油性能添加剂所要求的所有无害测试。这通常是商品认可的最大障碍。无害测试涉及1)在一定的温度范围内，与汽油和汽油中可能存在的其它添加剂的相容性，2)IVD和CCD没有增大，3)在低温下没有气门粘着，和4)在燃料系统、气缸和曲轴箱中没有腐蚀。开发满足所有这些要求的添加剂是挑战性的工作。大多数现有技术的燃料摩擦改良剂是天然产物(植物或动物衍生的)脂肪酸的衍生物，仅有少数是纯合成的产品。例如，WO 01/72930 A2描述了向上气缸壁上和油箱中输送带有摩擦改良剂的燃料的机械方案，其产生了上气缸/环和阀门的润滑。摩擦改良剂与燃料去垢分散剂一起包装，如聚醚胺(PEAs)、聚异丁烯胺(PIBAs)、曼尼奇碱和琥珀酰亚胺。在该WO 01/72930参考文献中确定的燃料摩擦改良剂现有技术包括美国专利2,252,889、4,185,594、4,208,190、4,204,481和4,428,182，它们都描述了燃料改良剂在柴油中的使用。这些专利覆盖的化学物质包括脂肪酸酯、不饱和二聚脂肪酸、伯脂肪胺、二乙醇胺和长链脂肪族一元羧酸的脂肪酰胺。其中另一个具体提及的专利是US4,427,562，其公开了通过使伯烷氧基烷基胺与羧酸反应或者通过合适的甲酸酯的氨解作用制造的润滑油和燃料摩擦改良剂，还有US4,729,769。US 4,729,769描述了用于汽油组合物的汽油汽化器去垢剂，其得自C6-C20脂肪酸酯如椰子油与单羟基烃基胺或二羟基烃基胺如二乙醇-->胺的反应产物。在该US 4,729,769专利中的添加剂被描述为可用于任何汽油中，包括加铅的和含有甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)的那些。在US 4,729,769专利中所述的燃料可以包含其它必需的添加剂，如防冻剂和抗腐蚀剂。US 5,858,029描述了用于燃料和润滑剂的摩擦减小添加剂，其涉及伯醚胺与羧酸产生羟基酰胺的反应产物，该产物在燃料和润滑剂中表现出摩擦减小作用。描述摩擦改良剂的其它现有技术专利包括US4,617,026(三元醇的一元羧酸酯，单油酸甘油酯作为燃料和润滑剂摩擦改良剂)；4,789,493、4,808,196和4,867,752(使用脂肪酸甲酰胺)；4,280,916(使用脂肪酸酰胺)；4,406,803(在润滑剂中使用链烷1，2-二醇以改善燃料经济效益)；和4,512,903(使用来自单羟基或多羟基取代的脂肪族单羧酸和胺的酰胺)。US 6,328,771公开了含有润滑增强性盐组合物的燃料组合物，所述盐组合物通过某些羧酸与杂环芳族胺构成的组分的反应制备。EP 0798 364公开了柴油添加剂，其包含羧酸与脂肪胺的盐或者通过在羧酸与脂肪胺之间的脱氢缩合所获得的酰胺。EP 0 869 163 A1描述了一种利用乙氧基化胺减小发动机摩擦的方法。此外，US 4,086,172(使用油溶性羟基胺作为润滑剂抗氧化剂，如“ETHOMEEN 18-12TM”，分子式为C18H37N-(CH2CH2OH)2)；4,129,508(琥珀酸或酸酐与聚亚烷基二醇或单醚、有机碱金属和烷氧基化胺的反应产物作为破乳剂)；4,231,883；4,409,000和4,836,829都描述了羟基胺在燃料和润滑剂中的各种用途。US 6,277,158描述了在汽油供应中的目前实践，即一般把燃料添加剂在烃基溶剂基料中预混到浓缩物中，然后在送到用户之前把该浓缩物注入用来填充油箱的汽油管中。为了促进浓缩物到汽油中的注入，重要的是该浓缩物是低粘度均匀液体形式的。可以以单独的添加剂或与复合去垢剂分散剂组合的形式向汽油中加入摩擦改良剂，复合去垢剂分散剂是在发动机可能经历的条件下对于燃料相容性充分配制的。此外，对于提供提高燃料经济效益、沉积控制和摩擦减小所有这些性能的汽油用去垢剂/摩擦改良剂添加剂浓缩物存在需求。此外，其在浓缩物可能储存的温度范围内应该是稳定的，并且不会不利地影响成品汽油性能和性质或者其中使用该汽油的-->发动机的性能或性质，特别是不会导致IVD问题增大。专利技术概述本专利技术提供一种通过组合饱和羧酸和烷基化胺制备的摩擦改良剂。本专利技术还涉及用作内燃机燃料的添加剂浓缩物的物质的组合物，其包含摩擦改良剂和复合去垢剂。在一个实施方案中，有一种可用作内燃机燃料的添加剂浓缩物的物质的组合物，其含有(a)包含烷基化胺的支链饱和羧酸盐的摩擦改良剂，和(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦改良剂，其包含烷基化胺的饱和羧酸盐。

【技术特征摘要】
US 2002-4-24 10/1285291.一种摩擦改良剂，其包含烷基化胺的饱和羧酸盐。2.根据权利要求1的摩擦改良剂，其中，饱和羧酸包含支链饱和羧酸。3.根据权利要求1的摩擦改良剂，其具有以下通用结构式：其中，R2和R3各自独立地表示烷基；j是1-20；A表示-(CH2)x-，其中x为4-20；条件是每个R3取代A中的主链碳原子的氢原子并且不超过2个R3基团结合到A中的任何给定的一个主链碳原子上；R4、R5和R6各自独立地表示烃基或氢原子；且q是1、2或3，z和y各自独立地是0或1，条件是z和y各自为0时，q为3，当z或y的一个为1且另一个为0时，q为2，当z和y各自为1时，q为1。4.根据权利要求1的摩擦改良剂，其中，烷基化胺选自单烷基化胺和多烷基化胺。5.根据权利要求1的摩擦改良剂，其中，烷基化胺选自单烷基化胺和二烷基化胺。6.根据权利要求1的摩擦改良剂，其中，烷基化胺选自烷基化单胺和烷基化多胺。7.根据权利要求1的摩擦改良剂，其包含烷基化胺的异硬脂酸盐。8.用作内燃机燃料的添加剂浓缩物的物质的组合物，其包含(i)烷基化胺的支链饱和羧酸盐和(ii)含有去垢剂和载体流体的复合去垢剂。9.权利要求8的组合物，其中，(i)包含正丁胺异硬脂酸盐。10.权利要求8的组合物，其中，烷基化胺选自单烷基化胺和多烷基化胺。11.权利要求8的组合物，其中，烷基化胺选自单烷基化胺和二烷基化胺。12.权利要求8的组合物，其中，烷基化胺选自烷基化单胺和烷基化多胺。13.权利要求8的组合物，其中，(i)包含得自各种不同支链饱和羧酸部分的混合物的单烷基化或二烷基化胺的不同支链饱和羧酸盐的混合物。14.权利要求8的组合物，其中，复合去垢剂的去垢剂选自单独或组合的Mannich碱、聚亚烷基胺、聚亚烷基琥珀酰亚胺、聚醚胺。15.权利要求8的组合物，还包含石油溶剂。16.一种燃料添加剂组合物，包含：(a)0.2-50重量％包含单烷基化胺或二烷基化胺的支链饱和羧酸盐的摩擦改良剂；(b)40-99.8重量％包含去垢剂和载体的复合去垢剂；和(c)0-80重量％的溶剂。17.权利要求16的浓缩物，其中，所述磨擦改良剂包含正丁胺异硬脂酸酯。18.权利要求16的浓缩物，其中，复合去垢剂的去垢剂包含选自单独或组合的Mannich碱、聚亚烷基胺、聚亚烷基琥珀酰亚胺、聚醚胺。19.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA阿拉迪，DJ马尔费，SD施瓦布，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]