CH354294A - Zusatzmittel für Motortreibstoffe - Google Patents

Description

      Zusatzmittel    für     Motortreibstoffe       Bei der Verbrennung von Treibstoffen, wie Benzin  und Dieselkraftstoff, entstehen im Motor Rückstände,  die häufig Anlass zu     Störungen    geben. Rückstände  von sogenannter     Ölkohle    im Verbrennungsraum, auf  dem Kolbenboden und in der     Kolbenringzone    sowie  an den     Auslassventilen,    den     Auslassschlitzen    und in  den     Auslasswegen    bewirken eine schlechtere Wärme  ableitung, eine     Verklebung    der Kolbenringe und ein  Festhängen der Ventile, verbunden mit einem Lei  stungsabfall und erhöhtem Verschleiss.

   Bei Diesel  motoren werden die Störungen meist durch Harz  abscheidungen auf den Düsennadeln und Verkoken  der Düsen bzw. durch Kokskrater an den Düsen  öffnungen eingeleitet. Dagegen entstehen bei Ver  gasermotoren die Schwierigkeiten in der Hauptsache  durch     Harzabscheidungen    im Ansaugsystem, bei Vier  taktmotoren insbesondere an den     Einlassventilen    und  bei Zweitaktmotoren im Kurbelgehäuse, während die  Schwierigkeiten in den     Auslasswegen,    insbesondere  an den     Auslassventilen,    in erster Linie durch Blei  ablagerungen bedingt sind.  



  Die Beseitigung der Rückstandsbildung ist des  halb von grösster Bedeutung für den störungsfreien  Lauf der Motoren, für die Verminderung des Ver  schleisses bzw. die Verlängerung der Lebensdauer  und die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der  Motoren. Abgesehen von der im     Ölkreislauf    liegenden       Kolbenringzone,    die bei ausreichender Betriebstem  peratur mit     HD-Motorenölen,    das heisst sog.  <      heavy          duty -Motorenölen,    von Rückständen freigehalten  werden kann, können alle übrigen Stellen im Motor,  an denen sich Rückstände abscheiden, nur von der  Kraftstoffseite her erreicht werden.

   Die bessere     Raffi-          nation    der Kraftstoffe allein genügt aber nicht, um  die Rückstandsbildung auszuschliessen. Man hat des  halb seit langem versucht, die Rückstandsbildung    durch Zusätze zum Kraftstoff zu verhindern bzw.  vorhandene Rückstände durch diese zu beseitigen.  



  Es ist     verständlich,    dass man bei der Lösung die  ser Aufgabe vorzugsweise von solchen     mineralöllösli-          chen    Stoffen ausging, die sich durch ein starkes Lö  sungsvermögen auszeichnen. Solche Stoffe finden sich  in den verschiedensten chemischen Stoffklassen, wie  beispielsweise     aliphatischen    und     cyclischen    Alko  holen,     Phenolen    und     Phenolhomologen,        aliphatischen     und     cyclischen        Ketonen,        aliphatischen    Estern und       Polyestern    der Fettsäuren,

   der     Dicarbonsäuren    und der       Phthalsäure    sowie aromatischen     Kohlenwasserstoffen.     



  Eine ganze Reihe von verschiedenartigsten Kom  binationen dieser Stoffklassen und einzelne ihrer Glie  der, meist gelöst in Mineralöl, wurden bereits vor  geschlagen, wobei häufig noch eine     Unterteilung    in       höhersiedende    und niedersiedende Glieder der ge  nannten Stoffklassen vorgenommen wurde. Die     über-          prüfung    dieser Vorschläge zeigt jedoch, dass die  niedersiedenden Glieder dieser Stoffklassen kaum  eine Wirkung auf Rückstände im Motor haben. Im  Ansaugsystem von Vergasermotoren gelangen diese  nicht zur Wirkung, weil sie mit dem Kraftstoff ver  dampfen, so dass ihre Konzentration im Kraftstoff  Luft-Gemisch viel zu gering ist.

   Ausserdem verbren  nen sie im Motor restlos, so dass sie auch Verbren  nungsrückstände nicht mehr angreifen und lösen  können. Ausgedehnte     Motorenversuche    zeigten aber  einwandfrei, dass nur     höhersiedende    Verbindungen  eine Wirkung haben, da diese im Ansaugsystem in       Tröpfchenform    bleiben und teilweise auf den Wan  dungen niedergeschlagen werden, und weil sie bei  der Verbrennung im Motor zum Teil     unverbrannt     auf den kälteren Teilen der Wandungen konden  sieren.  



  Ihre Wirkung ist aber sehr unterschiedlich, weil  nicht nur ihr Lösevermögen, sondern auch ihre Be-           netzungsfähigkeit    und ihr     Eindringvermögen    in Rück  stände, beides Funktionen der     Grenzflächenspan-          nung,    eine entscheidende Rolle spielen. Die moto  rische Prüfung zeigt, dass     höhersiedende    Alkohole  und     Ketone    nur eine geringe Wirkung haben.

   Besser  wirken gewisse     Fettsäureester    und     Polyalkohol-Fett-          säureester    sowie die freien Fettsäuren, während     ali-          phatische        Dikarbon-    und     Phthalsäureester    weniger  wirksam sind. Die an sich sehr gut wirkenden     Phenole     und     Kresole    kommen jedoch wegen ihres unange  nehmen Geruches und der Reizwirkung auf die  menschliche Haut     praktisch    nicht in Betracht.  



  Es wurde nun     ein    neues Zusatzmittel für Motor  treibstoffe mit gegenüber den bekannten Zusatzmit  teln überlegener Reinigungswirkung gefunden. Das  erfindungsgemässe Zusatzmittel ist gekennzeichnet  durch ein in einem Kohlenwasserstoffgemisch gelöstes  Gemisch, enthaltend  a) mindestens einen Ester eines Phenols der  Formel:

    
EMI0002.0018     
    worin R Wasserstoff,     Alkyl    oder     Alkoxy,    n einen  Index von 1 bis 3 und     Ac    den Rest einer Fettsäure,  einer aromatischen oder     hydroaromatischen    Säure  bedeuten, und  b) mindestens einen Ester eines     aliphatischen     Alkohols der Formel       R-0        Ac       worin R     Alkyl,        Oxyalkyl    und     Alkoxyalkyl    und     Ac     den Rest einer Fettsäure,

       Oxyfettsäure    oder     Alkoxy-          fettsäure    bedeuten und wenigstens eine der Gruppen  R oder     Ac    oder beide eine     Oxy-    oder     Alkoxygruppe     besitzen.  



  Es wurde auch festgestellt, dass das erfindungs  gemässe Zusatzmittel bei geeigneter Auswahl der     Phe-          nole    und der Säurekomponenten eine den bekannten  Stoffen überlegene Reinigungswirkung, sowohl im  Ansaugsystem als auch im Brennraum und dem Aus  lasssystem aufweist.  



  Dabei ist es von     Vorteil,    dass die Herstellung  der erfindungsgemässen     Zusatzmittel    sehr einfach ist  und die hierfür benötigten Ausgangsmaterialien über  wiegend als technische Produkte erhältlich sind.  Ausserdem lassen sich bei richtiger Wahl der Kom  ponenten Ester mit beliebigem Siedebereich herstellen,  so dass man den Siedebereich der Ester dem Siede  bereich des Kraftstoffes, wie Benzin oder Diesel  kraftstoff, oder auch dem Siedebereich von Motoren  ölen anpassen kann.  



  Als für das neue Zusatzmittel besonders wirk  same Produkte haben sich das     Kresylacetat    und  andere     Kresylester    von Fettsäuren erwiesen, an deren  Stelle auch aromatische Säuren, wie beispielsweise       Benzoesäure    oder hydroaromatische Säuren, wie       Hexahydro-benzoesäure    oder     Naphthensäure,    treten  können.

   Anstelle der Ester des     Kresols        können    auch    die Ester der     methoxy-    und     äthoxysubstituierten          Phenole,    wie beispielsweise die Ester des     Resorcin-          monomethyläthers,    verwendet werden, deren Wir  kung ebenso ausgeprägt ist wie die der     Kresol-    und       Phenolester.     



  Die motorische Prüfung sowohl auf dem Prüf  stand als auch im praktischen Fahrversuch zeigte,  dass das Ansaugsystem von Vergasermotoren sauber  gehalten wird, wenn diese     Estergemische    in einem       Mineralölraffinat    und/oder einem synthetisch herge  stellten Kohlenwasserstoffgemisch gelöst einem Kraft  stoff zugesetzt werden.

   Bei Dieselmotoren bleiben  die Einspritzventile frei von Rückständen, ebenso der  Verbrennungsraum und die     Auslasswege.    Prüfstands  versuche mit bereits verschmutzten Motoren zeigten,  dass die Rückstände sowohl im Ansaugsystem von  Vergasermotoren als auch an den     Einspritzventilen     und im Brennraum sowie in den     Auslasswegen    von  Dieselmotoren bei einem genügend langen Lauf voll  ständig beseitigt werden konnten. Die Wirkung des  Zusatzmittels kann auch durch die laufende Unter  suchung der Rückstände beurteilt werden, weil par  allel mit der Abnahme der im Benzin löslichen An  teile eine entsprechende Verminderung der Menge  der Rückstände zu beobachten ist.

   Die Wirkung des  erfindungsgemässen Zusatzmittels ist in seiner Ge  samtheit den bisher verwendeten Zusätzen beträcht  lich überlegen.  



  Als Ester     aliphatischer    Alkohole kann man bei  spielsweise     Methoxybutylacetat,        Methoxy-essigsäure-          äthylester,        Methoxybutylester    der     Methoxy-essigsäure,          Milchsäureacetylester,    oder     Laurinsäureester    des       Methylglykols    verwenden.  



  Es hat sich gezeigt, dass die Wirkung der Lösung  des     Estergemisches    in     Mineralöl-Raffinaten    auf die  Einspritzventile von Dieselmotoren sich als vorteil  haft erweisen kann. Die durch die     Mineralölraffinate     bedingte Wirkungssteigerung ist in weitem Masse un  abhängig von der Viskosität. Wesentlich ist dagegen,  dass es sich um gute     Raffinate    mit möglichst niedrigem       Conradsontest    handelt. Anstelle der     Mineralöl-Raffi-          nate    können deshalb auch synthetische Kohlenwas  serstoffgemische zugegen sein.  



  Die Reinigungswirkung des beschriebenen Ester  gemisches bzw. dessen Lösung in     Mineralöl-Raffi-          naten    und/oder synthetischen Kohlenwasserstoff  gemischen als Zusatz in üblichen Treibstoffen auf das  Ansaugsystem von Vergasermotoren kann dadurch  verstärkt werden, dass man dem Zusatzmittel noch  hochsiedende     Benzol-Homologe    (Siedepunkt über  140  C) und/oder teilweise hydrierte     Naphthaline    bei  mischt. Als besonders wirksam erwiesen sich aroma  tisch     Leichtölraffinate    aus der     Teer-Destillation    mit  einem Siedepunkt von 140 bis 220  C, die noch einen  geringen Gehalt an     Pyridinen    und     Phenolen    haben.

    



  Werden dem Zusatzmittel freie Fettsäuren mit  mehr als 12     Kohlenstoffatomen    und bzw. oder ein       Naphthensäuregemisch    mit einer     Neutralisationszahl     unter 200, oder     Alkylester    dieser Säuren wie z. B.       Ölsäureäthylester    zugesetzt, so kann die Wirkung,      auch hinsichtlich des Korrosionsschutzes, noch erwei  tert werden.  



  Bei motorischen Versuchen hat sich gezeigt, dass  nur sehr geringe Mengen der einzelnen Ester a) und  b) des Zusatzmittels im endgültigen Kraftstoff erfor  derlich sind, um eine optimale Wirkung zu erzielen.       In        der        Regel        genügen        0,005        bis        1,0        Vol        .%,        vorzugs-          weise        0,02        bis        0,5        Vol.%,

          der        einzelnen        Ester,        be-          zogen    auf den Motortreibstoff.  



  <I>Beispiel 1</I>       Werden        dem        Benzin        0,5%        eines        Zusatzmittels,     bestehend aus einem gelösten Gemisch von  
EMI0003.0027     
  
    4 <SEP> % <SEP> Kresylacetat <SEP> und
<tb>  10 <SEP> % <SEP> Methoxybutylacetat <SEP> sowie
<tb>  6 <SEP> % <SEP> Kresylnaphthenat       in einem     Mineralölraffinat,    zugesetzt, so sind     im     Benzin enthalten  
EMI0003.0030     
  
    0,02% <SEP> Kresylacetat <SEP> und
<tb>  0,05 <SEP> % <SEP> Methoxybutylacetat <SEP> sowie
<tb>  0,03 <SEP> % <SEP> Kresylnaphthenat.

         Wird ein Vergasermotor mit diesem Benzin be  trieben, so bleibt das Ansaugsystem frei von Rück  ständen und bereits vorhandene Rückstände werden       beseitigt,    wobei die Reinigungszeit vom Grad der  Verschmutzung abhängt.  



  <I>Beispiel 2</I>       Werden        dem        Dieselkraftstoff    1     %        eines        Zusatz-          mittels,    bestehend aus einem gelösten Gemisch von  
EMI0003.0039     
  
    3 <SEP> % <SEP> Kresylbutyrat <SEP> und
<tb>  <B>10%,</B> <SEP> Milchsäureacetylester <SEP> und/oder
<tb>  10% <SEP> Methoxybutylbutyrat <SEP> und
<tb>  10 <SEP> % <SEP> Kresylnaphthenat       in einem     Mineralölraffinat,    zugesetzt, so sind     im     Dieselkraftstoff enthalten  
EMI0003.0042     
  
    0,03 <SEP> % <SEP> Kresylbutyrat <SEP> und
<tb>  0,10/a <SEP> Milchsäureacetylester <SEP> und/oder
<tb>  0,

  1% <SEP> Methoxybutylbutyrat <SEP> und
<tb>  0,1% <SEP> Kresylnaphthenat.       Wird ein Dieselmotor mit diesem Kraftstoff be  trieben, so bleiben Düsen, Brennraum und Auslass  wege sauber. Sind an den genannten     Motorenteilen     bereits Rückstände vorhanden, so werden diese abge  baut. Die Reinigungszeit richtet sich nach Menge  und Art der vorhandenen Rückstände.  



  <I>Beispiel 3</I>  Als Zusatz zum Dieselkraftstoff haben sich Kom  binationen der folgenden Art als .besonders wirksam  erwiesen:  
EMI0003.0044     
  
    6-12% <SEP> Olein <SEP> oder <SEP> Naphthensäure
<tb>  (NZ <SEP> unter <SEP> 200)
<tb>  2-6% <SEP> Kresylnaphthenat
<tb>  8-16% <SEP> Glykol <SEP> Monooleat, <SEP> oder <SEP> Methoxy  butylbutyrat
<tb>  20-25% <SEP> Neutralöl <SEP> (3,7 <SEP> E <SEP> bei <SEP> <B>500C),

  </B>            ergänzt        auf        100%        mit        Dieselkraftstoff.            Bei        Zugabe        von        2%        dieses        Zusatzmittels        zum          Dieselkraftstoff    ist der     Anteil    der wirksamen Kompo  nenten im     Dieselkraftstoff:     
EMI0003.0060     
  
    Olein <SEP> bzw. <SEP> Naphthensäure <SEP> 0,12-0,24 <SEP> 0/0
<tb>  Kresylnaphthenat <SEP> 0;

  04-0,12 <SEP> 0/0
<tb>  Glykol-Monooleat <SEP> bzw.
<tb>  Methoxybutylbutyrat <SEP> 0,16-0,32%
<tb>  Neutralöl <SEP> 0,4-0,5 <SEP> 0/a       Werden Dieselmotoren,     die    bereits stärkere Rück  stände aufweisen, mit einem     Dieselkraftstoff    mit 2 0/0  des obigen Zusatzes     gefahren,    so werden die Rück  stände in wenigen     Betriebsstunden    beseitigt.  



  <I>Beispiel 4</I>  Als Zusatzmittel zum Benzin hat sich folgende  Kombination als wirksam erwiesen:  
EMI0003.0065     
  
    5-15% <SEP> Olein <SEP> oder <SEP> Naphthensäure
<tb>  (NZ <SEP> unter <SEP> 200)
<tb>  <B>5-200/9</B> <SEP> Kresylacetat
<tb>  5-15% <SEP> Methoxybutylacetat
<tb>  5-20% <SEP> Spindelölraffinat <SEP> (2,5 <SEP> E <SEP> bei <SEP> 20  <SEP> C)
<tb>  80-30% <SEP> Leichtölraffinat.

              Werden        von        diesem        Zusatzmittel        0,2        %        dem     Benzin zugesetzt, so beträgt die Konzentration im  Benzin:  
EMI0003.0073     
  
    Olein <SEP> bzw. <SEP> Naphthensäure <SEP> 0,01-0,03 <SEP> 0/0
<tb>  Kresylacetat <SEP> 0,01-0,0411/o,
<tb>  Methoxybutylacetat <SEP> 0,01-0,03 <SEP> %
<tb>  Spindelölraffinat <SEP> 0,01-0,04 <SEP> 0/0
<tb>  Leichtölraffinat <SEP> <B>0,16-0,060/.</B>       Mit diesem Zusatzmittel wird das     Ansaugsystem     von Vergasermotoren (Viertakter und Zweitakter)  von Rückständen freigehalten. Bereits vorhandene  Rückstände werden in wenigen Betriebsstunden be  seitigt.  



  <I>Beispiel 5</I>  Anstelle des in Beispiel 4 genannten Zusatz  mittels zum Benzin kann bei Zweitaktmotoren auch  das folgende     Zweitaktmotorenöl        verwendet    werden,  wobei hier als     Mineralölraffinat    ausser dem Leicht  ölraffinat noch ein Motorenöl verwendet wird.

    
EMI0003.0078     
  
    <B><I>0,5-1,501o</I></B> <SEP> Olein <SEP> oder <SEP> Naphthensäure
<tb>  (NZ <SEP> unter <SEP> 200)
<tb>  0,5-2,00/a <SEP> Kresylacetat
<tb>  0,5-1,5% <SEP> Methoxybutylacetat
<tb>  <B>8,5-5%</B> <SEP> Leichtölraffinat
<tb>  900/a <SEP> Motorenöl <SEP> SAE <SEP> 40       Bei der üblichen Zugabe von 3 bis 5 0/a der obigen,  Motorenöl enthaltenden Mischung zum Benzin er  geben sich annähernd die gleichen Konzentrationen  der Einzelkomponenten, bezogen auf das     Benzin-Öl-          Gemisch    wie im Beispiel 4.  



  Gemäss Beispiel 4 und 5 kann bei     Zweitakt-          Motoren    entweder das beschriebene Zusatzmittel zum  Kraftstoff und zusätzlich die vorgeschriebene Menge  Motorenöl verwendet werden, oder aber es können  die     im        Zusatzmittel    enthaltenen Komponenten in  solcher Menge im Motorenöl gelöst werden, dass bei           der        üblichen        Zugäbe        von        3-5        %        Zweitaktmotorenöl     zum Benzin die Konzentration der Komponenten im       Benzin-Öl-Gemisch        0,

  005        bis        1,0        Vol        %,        vorzugs-          weise    0,02 bis 0,5     Vol         /o,    beträgt. Die Herstellung  der     Benzin-Öl-Mischung    kann dadurch um einen  Arbeitsgang vereinfacht werden.  



  Die in den Beispielen genannten. Kombinationen  können also, je nach der Menge des     Zusatzmittels,    die  dem Kraftstoff zugegeben werden soll, erheblich va  riieren, denn es kommt nur darauf an, dass sich die  Konzentration der -Ester im Kraftstoff innerhalb der  angegebenen Grenzen bewegt.  



  Den erfindungsgemässen Zusatzmitteln können  weitere Stoffe, wie beispielsweise     Korrosionsinhibi-          toren,        Zündbeschleuniger,        Oktanzahlverbesserer,        Anti-          Oxydants,        Hochdruckzusätze,        Verbrennungs-Kataly-          satoren    usw., in an sich bereits bekannter Weise     bei-          P    a  fügt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zusatzmittel für Motortreibstoffe, gekennzeichnet durch ein in einem Kohlenwasserstoffgemisch gelöstes Gemisch, enthaltend a) mindestens einen Ester eines Phenols der Formel EMI0004.0031 worin R Wasserstoff, Alkyl oder Alkoxy, n einen Index von 1 bis 3 und Ac den Rest einer Fettsäure, einer aromatischen oder hydroaromatischen Säure bedeutet, und b) mindestens einen Ester eines aliphatischen Alkohols der Formel R-O-Ac worin R Alkyl, Oxyalkyl und Alkoxyalkyl und Ac den Rest einer Fettsäure,

   Oxyfettsäure oder Alkoxy- fettsäure bedeuten und wenigstens eine der Gruppen R oder Ac oder beide eine Oxy- oder Alkoxygruppe besitzen. UNTERANSPRÜCHE 1. Zusatzmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es als Ester eines Phenols Ester des Kresols oder eines anderen Phenolhomologen oder Ester des Methoxyphenols oder Äthoxyphenols enthält. 2.

   Zusatzmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es als Ester aliphatischer Alko hole Methoxybutylacetat, Methoxy-essigsäure-äthyl- ester, Methoxybutylester der Methoxy-essigsäure, Milchsäureacetylester, Laurinsäureester des Methyl- glycols, Glycol-monooleat, oder Gemische dieser Ester enthält.

   3. Zusatzmittel nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Raffinat eines aromatischen Leichtöles der Teer destillation, wie ein Gemisch hochsiedender Benzol- Homologen und anderer Aromaten, enthält. 4. Zusatzmittel nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es noch freie Fettsäuren mit mehr als 12 Kohlenstoff atomen und bzw. oder ein Naphthensäuregemisch mit einer Neutralisationszahl unter 200 oder Alkyl- ester dieser Säuren enthält.