CH637420A5

CH637420A5 - Liquid mineral hydrocarbon motor fuel

Info

Publication number: CH637420A5
Application number: CH1219978A
Authority: CH
Inventors: Fredericus Bastiaan Van Zalm
Original assignee: Beverolfabrieken
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1983-07-29
Also published as: DE2852541A1; NL7713482A; ATA869378A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigen Mineralkohlenwasserstofftreibstoff der in Zweitaktmotoren brauchbar ist.

Es ist allgemein bekannt, Treibstoffe für Zweitaktmotoren durch Mischen eines Kohlenwasserstofftreibstoffs, meistens mit einem Siedepunkt bis höchstens 250°C, wie Benzin, mit einer kleinen Menge eines Schmieröls herzustellen. Das Schmieröl enthält dabei in vielen Fällen Zusätze zur Verbesserung der Eigenschaften des Öls. Zu diesen Zusätzen gehören auch Amide.

Z.B. aus der US-PS 3 405 064 ist es bekannt, Mineralschmierölen Amide zuzusetzen, die von Alkylaminen, Ami-noalkylaminen oder Hydroxyalkylaminen einerseits und verzweigten Fettsäuren andererseits abgeleitet sind. Die verzweigten Fettsäuren enthalten eine Hauptkette mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine ander Hauptkette gebundene aliphatische Seitenkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Durch Zusatz solcher Schmieröle zu Benzin wird Treibstoff für Zweitaktmotoren hergestellt.

Für denselben Zweck sind aus der US-PS 3 192 910 Bis(hydroxyphenyl)methanverbindungen und deren Gemische mit Amiden, die von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und Dialkyl-aminen mit vorzugsweise sekundären Alkylresten mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind, bekannt.

Der erfindungsgemässe flüssige Mineralkohlenwasserstofftreibstoff mit einem Siedepunkt bis höchstens 250°C, enthält pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoff 0,2 bis 5 Gewichtsteile eines Amids eines Monoamins mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und einer gesättigten oder monoolefinisch ungesättigten aliphatischen Carbonsäure mit 12 bis 30

Kohlenstoffatomen, aber kein Mineralschmieröl.

Zwar war es an sich schon bekannt, Amide in Abwesenheit von Schmieröl zu Kohlenwasserstofftreibstoffen zuzusetzen. Dabei besassen die Kohlenwasserstofftreibstoffe aber einen höheren Siedepunkt als die erfindungsgemässen Kohlenwasserstofftreibstoffe oder es waren die Amide völlig verschieden von den erfindungsgemäss in die Treibstoffe aufgenommenen Amiden.

So ist es aus der US-PS 2 736 641 bekannt, Amidoalkohole mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen Heizölen zuzusetzen, damit Schlamm in diesen Heizölen suspendiert bleibt. Die Amidoalkohole sind vorzugsweise von Monocarbonsäuren mit 11 bis 19 Kohlenstoffatomen und Hydroxylalkyl-, Bis(hydroxyalkyl)- oder Hydroxyalkyl-alkylaminen, wie Äthanolamin oder Diäthanolamin, abgeleitet.

Aus der US-PS 2 718 503 ist es anderseits bekannt, Mono-amide von primären oder sekundären Aminen und dimeri-sierten Fettsäuren als Antikorrosionszuzsätze in Schmieröle oder auch in leichte Kohlenwasserstoffgemische, wie Benzin oder Kerosin, aufzunehmen. Die dimerisierten Fettsäuren enthalten vor der Dimerisation 6 bis 22 Kohlenstoffatome und 2 oder 3 olefinisch ungesättigte Bindungen in Molekül.

Schliesslich ist es aus der US-PS 3 169 980 bekannt, in Schmiermitteln und Treibstoffen für Motoren mit innerer Verbrennung Polyamide als Zusätze mit reinigender Wirkung zu verwenden. Diese Polyamide sind von Gemischen von Fettsäuren mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen, bestehend aus 5-30 Mol% geradkettigen Fettsäuren und 70-95 Mol% verzweigtkettigen Fettsäuren, einerseits und Polyalkylenpo-lyaminen mit 2 bis 6 C2-C4-Alkylenamineinheiten und 1 bis 3 Amingruppen ausserhalb der Amidgruppen, andererseits abgeleitet.

Wenn die obengenannten Amide von Monoaminen mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und gesättigten oder monoolefinisch ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen Kohlenwasserstofftreibstoffen zugesetzt werden, weisen solche Treibstoffe in Abwesenheit von Mineralschmierölen in Zweitaktmotoren eine ausgezeichnete schmierende Wirkung auf, die einen sehr geringen Verschleiss der Zylinder und das völlige oder nahezu völlige Fehlen von Kohlenstoffabsetzungen in den verwendeten Motoren zur Folge hat. Die Amide sind weiter ausgezeichnet mit in solchen Kohlenwasserstofftreibstoffen üblichen Zusätzen, wie Dispergiermitteln, Antioxydanten und Korrosionsinhibitoren, vereinigbar. Ausserdem sind die im erfindungsgemässen Treibstoff verwendeten Amide biologisch abbaubar und deshalb umweltfreundlich.

Die Monoamine, von denen die im erfindungsgemässen Treibstoff verwendeten Amide abgeleitet sind, sind insbesondere primäre und sekundäre Amine mit vorzugsweise 4 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele sind n-Butylamin, Di-n-butyl-amin, Diäthanolamin, 2-Äthylhexylamin, Kokosfettamine, Dikokosfettamine und Oleylamin. Sehr gute Ergebnisse sind mit 2-Äthylhexylamin und Diäthanolamin erhalten worden.

Die Carbonsäuren, von denen die Amide abgeleitet sind, sind z.B. Kokosölfettsäuren, Tallölfettsäuren, Ölsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Isopalmitinsäure, Isostearinsäure und Laurinsäure. Ölsäure, Isopalmitinsäure und Isostearinsäure sind besonders bevorzugt.

Vorzugsweise verwendete Amide sind die von 2-Äthylhexylamin und Ölsäure, Isopalmitinsäure bzw. Isostearinsäure und von Diäthanolamin und Ölsäure abgleiteten Amide. Bei Anwendung dieser Amide ist die Menge der Kohlenabsetzung im Motor null oder vernachlässigbar. Bei Anwendung von gesättigten geradkettigen Fettsäuren enthalten die Amin-teile im Amid im allgemeinen eine ziemlich grosse Anzahl Kohlenstoffatome damit die Löslichkeit der Amide gefördert wird.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

637 420

Die im erfindungsgemässen Treibstoff verwendeten Amide können in an sich bekannter Weise hergestellt werden, z.,B. indem ein Gemisch der Carbonsäure und des Amins in Xylol erhitzt und das gebildete Reaktionswasser abdestilliert wird.

Die Menge des verwendeten Amids kann erheblich schwanken. In einer Anzahl von Fällen sind bereits 0,2 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoff ausreichend. Das ist eine im Vergleich mit den üblicherweise verwendeten Mengen von Mineralschmieröl und Treibstoffen für Zweitaktmotoren äusserst geringe Menge. Im allgemeinen sind aber mindestens 0,5 Gewichtsteile Amid pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoff erwünscht. Vorzugsweise verwendet man 0,5 bis 3 Gewichtsteile Amid pro 100 Gewichtsteile Kohlènwasserstoffe. Als Kohlenwasserstofftreibstoffe sind die üblichen Mineralkohlenwasserstoffmischungen mit dem obengenannten Maximalsiedepunkt von 250°C geeignet.

Die erfindungsgemäss Amid enthaltenden Kohlenwasserstofftreibstoffe sind besonders geeignet für die Verwendung in Motoren von leichten Motorrädern, Mopeds, Aussenbordmotoren für Boote, Grassmähmaschinen, Motorsägen und dergleichen. Die Treibstoffe können gewünschtenfalls noch andere Zusätze enthalten, wie Dispergiermittel, Antioxy-danten, Korrosionsinhibitoren und weitere in solchen Treib-5 Stoffen übliche Zusätze.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel I

Mit einem Zweizylinder Yamahaaussenbordmotor (Lei-io stung 8 PS, Gesamtzylinderinhalt 168 cm3, wassergekühlt) wurde der nachfolgende Versuch durchgeführt.

Während 14 Versuchsperioden wurde der Motor gemäss dem nachfolgenden Schema pro Periode verwendet: 4 Stunden Vollgas, 2 Stunden Stillstand, 2 Stunden Vollgas, 16 's Stunden Stillstand. Als Treibstoff wurde Normalbenzin verwendet, zu dem pro 100 Gewichtsteile 0,5 Gewichtsteile Oleyldiäthanolamid, 1 Gewichtsteil Oleyldiäthanolamid bzw. 2 Gewichtsteile Mineralzweitaktschmieröl zugesetzt waren. Nach dem Versuch wurde der Motor demontiert und 20 geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle A erwähnt.

Tabelle A

Zusatz

0,5 Gewichtsteil 1 Gewichtsteil 2 Gewichtsteile Schmieröl

Oleyldiäthanolamid Olelyldiäthylamid

Zustand der Kolbenringe,

Zylinderlauffläche und Kolben sauber sauber sauber

Verschleiss des oberen Zylinders in mm

oberhalb des Auslasses

0,01

0,008

0,012

oberhalb der Spülschlitze

0,01

0,000

0,002

Verschleiss des unteren Zylinders in mm

oberhalb des Auslasses

0,01

0,005

0,025

oberhalb der Spülschlitze

0,01

0,000

0,010

Die Tabelle A zeigt klar, dass das Oleyldiäthanolamid eine und anschliessend 105 Minuten Drehen mit einer Umdre-besser schmierende Wirkung als das Mineralschmieröl hat. hungszahl von 2750 Upm. Dem Normalbenzin wurden pro

Gewichtsteile 0,2,0,33 bzw. 0,5 Gewichtsteile des aus Ölsäure 40 und 2-Äthylhexylamin hergestellten Amids zugesetzt.Nach Beispiel II den Versuchen wurde der Motor demontiert, wobei es sich

Mit demselben Motor wie im Beispiel I wurde ein Versuch herausstellte, dass der Motor frei von Kohlenabsetzungen mit 40 Versuchsperioden gemäss dem nachfolgenden Schema war, dass aber eine geringe Lackabsetzung auf den Kolben pro Periode durchgeführt: 15 Minuten Drehen mit einer stattgefunden hatte. Die Ergebnisse sind in Einzelheiten in

Umdrehungszahl von 1000 Umdrehungen pro Minute (Upm) 45 Tabelle B erwähnt.

Tabelle B

Zugesetzte Menge des Amids, Gewichtsteile pro

100 Gewichtsteile Benzin

0,5

0,33

0,2

Kolbenringe sauber leichte Absetzung von

Absetzung von

Bleisalzen

Kleben der Kolbenringe nein teilweise ja

Verschleiss des oberen Zylinders in mm

0,01

Verschleiss des unteren Zylinders in mm

0,01

Beispiel III

In derselben Weise und mit demselben Motor wie in Beispiel II wurde ein Versuch mit Normalbenzin durchgeführt, dem pro 100 Gewichtsteile 0,5 Gewichtsteile eines Schmiermittels zugesetzt wurde, welches aus 90 Gew.% des aus Isoste-rainsäure und 2-Äthylhexylamin hergestellten Amids und 10 Gew.% Oloa 340 bestand. (Oloa 340 ist ein Polyamid von Fettsäuren und Tetraäthylenpentamin wie erhalten gemäss der USA Patentschrift 3 169 980). Nach dem Versuch wurde der Motor demontiert und geprüft. Die Ergebnisse des Versuches sind in Tabelle C erwähnt.

60

Tabelle C Kolbenringe Kleben der Kolbenringe Verschleiss des oberen Zylinders 63 Verschleiss des unteren Zylinders Zustand des Kolbens sauber nein 0,006 mm 0,007 mm keine Kohlenabsetzung, keine Lackbildung.

Claims

637 420 PATENTANSPRÜCHE

1. Flüssiger Mineralkohlenwasserstofftreibstoff mit einem Siedepunkt bis höchstens 250°C, der pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoff 0,2 bis 5 Gewichtsteile eines Amids eines Monoamins mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und einer gesättigten oder monoolefinisch ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen, aber kein Mineralschmieröl enthält.

2. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoff 0,5 bis 3 Gewichtsteile Amid vorliegen.

3. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Amide vorliegen, die von Monoaminen mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen abgeleitet sind.

4. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Amide von Ölsäure, Isopalmitinsäure oder Isostearinsäure abgeleitet sind.

5. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Amide von 2-Äthyl-hexylamin oder Diäthanolamin abgeleitet sind.

6. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Amid von Ölsäure und 2-Äthylhexylamin oder Diäthanolamin abgeleitet ist.

7. Kohlenwasserstofftreibstoff gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Amid von Isostearinsäure und 2-Äthylhexylamin abgeleitet ist.

8. Verfahren zum Betrieb von Zweitaktmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass man dazu einen Treibstoff gemäss Anspruch 1 verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Treibstoff gemäss einem der Ansprüche 2 bis 7 verwendet.