CN103562360A - 液体燃料组合物 - Google Patents

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Abstract

一种液体燃料组合物，其包含：(a)适用于内燃机的基础燃料；(b)选自一种或多种具有如下特性的粘度控制剂的第一燃料添加剂：(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%或更小；和(c)选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。本发明还提供一种提高内燃机燃料经济性的方法，所述方法包括为包含发动机润滑剂的内燃机提供液体燃料组合物作为燃料，所述液体燃料组合物包含：(a)适用于内燃机的基础燃料；(b)选自一种或多种具有如下特性的粘度控制剂的第一燃料添加剂：(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%或更小；和(c)选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。

Description

液体燃料组合物
技术领域
本发明涉及液体燃料组合物。本发明还涉及通过用下文描述的液体燃料组合物为内燃机提供燃料而提高内燃机燃料经济性的方法。
背景技术
政府调控和市场需求继续强化在运输业中节约化石燃料。为了满足CO2排放减少的目标，对于更加燃料有效的车辆的需求日益增加。因此，在汽车领域在燃料经济性(FE)方面的任何改进都非常重要。润滑剂在减小车辆燃料消耗中起很重要的作用，因此，仍然需要改进包含在内燃机内的润滑剂组合物的燃料经济性。
R.I.Taylor & R.C.Coy的“Improved Fuel Efficiency byLubricant Design:A Review”，Proc Instn Mech Engrs,第214卷，第J部分，第1-15页，2000年，综述了影响燃料消耗的润滑剂组合物的特性。特别地，该综述文章指出影响润滑剂组合物燃料经济性的润滑剂组合物特性之一是粘度。润滑剂组合物的粘度越低，它的燃料经济性[SAE982502]越大。但在换油期间(ODI)[SAE2008-01-1740]经常观察到粘度增加，预期这对燃料经济性不利。
虽然润滑剂配方从开始就保持固定，但已经确认通过燃料组合物正面影响润滑剂的机会，特别是通过向燃料组合物中添加一些燃料添加剂来实现。
已知粘度控制添加剂如聚α-烯烃和酯在液体燃料组合物中应用，并且已经在如下专利文献中公开：EP-A-707058、EP-A-290088、EP-A-634472、WO98/11178和WO98/11177。
EP-A-707058公开了一种燃料组合物，它包含汽油基础燃料、聚α-烯烃和清净剂，所述清净剂可以为聚异丁烯基琥珀酰亚胺或脂族或烷氧基化多胺。EP-A-634472也公开了一种包含汽油基础燃料、聚α-烯烃和琥珀酰亚胺的燃料组合物。燃料组合物中的清净剂通过在使用期间清洁发动机内部件和减少发动机沉积物而有助于提高性能。清净剂和具体的琥珀酰亚胺衍生物通常对润滑性和减小摩擦没有明显的贡献，因此已知它不用作摩擦调节剂，也不会通过减少摩擦来提高燃料经济性。
现在已经令人惊奇地发现在液体燃料组合物中同时使用选定的具有某些物理性能的粘度控制添加剂和选定的摩擦调节剂可以在改进燃料经济性和改进发动机润滑性能方面提供益处。
发明内容
本发明提供一种液体燃料组合物，所述液体燃料组合物包含：
(a)适用于内燃机的基础燃料；
(b)选自一种或多种具有如下特性的粘度控制剂的第一燃料添加剂：
(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和
(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小；和
(c)选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。
本发明还提供一种提高内燃机燃料经济性的方法，所述方法包括为包含发动机润滑剂的内燃机提供液体燃料组合物作为燃料，所述液体燃料组合物包含：
(a)适用于内燃机的基础燃料；
(b)选自一种或多种具有如下特性的粘度控制剂的第一燃料添加剂：
(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和
(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小；和
(c)选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。
具体实施方式
本发明的液体燃料组合物包含适用于内燃机的基础燃料、选自具有某些物理性能的粘度控制剂的第一燃料添加剂和为摩擦调节剂的第二燃料添加剂。适用于内燃机的基础燃料通常为汽油或柴油燃料，和因此本发明的液体燃料组合物通常为汽油组合物或柴油燃料组合物。
正如这里所应用，术语“粘度控制添加剂”或“VCA”为用来控制润滑剂粘度增加的燃料添加型添加剂。正如这里所应用，术语“摩擦调节剂”或“FM”为通常在边界润滑区域降低摩擦系数的添加剂。
在这里在液体燃料组合物中应用的第一燃料添加剂为粘度控制剂(VCA)和它在100℃下的运动粘度(按ASTM D445或IP71测量)为27cSt或更小。它在100℃下的运动粘度(按ASTM D445测量)优选还与如下所列的一个或多个参数一致：
(i)22cSt或更小；
(ii)17cSt或更小；
(iii)13cSt或更小；
(iv)10cSt或更小；
(v)8cSt或更小；
(vi)6cSt或更小；
(vii)5.5cSt或更小；
(viii)至少2cSt；
(ix)至少3cSt；
(x)至少3.5cSt；
(xi)至少4cSt；
(xii)至少4.5cSt。
在这里优选的实施方案中，第一燃料添加剂在100℃下的运动粘度(按ASTM D445测量)为2-8cSt，优选为3-8cSt，更优选为3.5-6cSt，甚至更优选为4-6cSt，特别是4-5.5cSt，更特别地为4.5-5.5cSt。
另外，在这里在液体燃料组合物中应用的第一燃料添加剂的NOACK挥发度(按ASTM D5800在250℃下测量)为100wt%或更小，优选为20wt%或更小，优选为10wt%或更小，更优选为6wt%或更小，甚至更优选为5wt%或更小，特别是4wt%或更小。
在这里用作第一燃料添加剂的合适粘度控制剂包括聚α-烯烃、酯、烷基苯和烷基环烷酸酯。在这里应用的其它合适的粘度控制剂包括其它基础润滑油，只要它们具有所要求的运动粘度和NOACK挥发度即可。其它合适的基础润滑油可以在LR Rudnick编辑的“SyntheticLubricants and High Performance Function Fluids”，1999年，第二版中找到。粘度控制剂可以单独使用或作为两种或更多种VCA的混合物使用。
聚-α-烯烃基油(PAO)及其制备方法在现有技术中是公知的。可在本发明的燃料组合物中应用的优选聚-α-烯烃基础油可以衍生自直链C2-C32、优选为C6-C16α-烯烃。对于所述聚-α-烯烃，特别优选的原料为1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯和1-十四碳烯。聚-α-烯烃可以由单组分物流或混合组分物流制备。
在这里应用的合适的聚α-烯烃包括PAO-5、PAO-2、PAO-4、PAO-6和PAO-8，优选为PAO-5。
在这里应用的商购聚α-烯烃包括：由Ineos以商品名Durasyn125、Durasyn126、Durasyn127、Durasyn128、Durasyn145、Durasyn147、Durasyn148、Durasyn156、Durasyn162、Durasyn164、Durasyn165、Durasyn166、Durasyn168、Durasyn170和Durasyn174获得的那些；由Exxon Mobil公司以商品名Spectrasyn4、Spectrasyn5、Spectrasyn6、Spectrasyn8和Spectrasyn10获得的那些；由Chevron公司以商品名Synfluid PAO2、Synfluid PAO4、Synfluid PAO5、Synfluid PAO6、Synfluid PAO7、Synfluid PAO8和Synfluid PAO9获得的那些；和由Neste以商品名Nexbase2002、Nexbase2004、Nexbase2006和Nexbase2008获得的那些。
在这里应用的酯化合物可以单独应用或作为一种或多种酯的混合物而应用。在这里应用的酯化合物优选具有200或更大的分子量，或者具有至少10个碳原子，或者以上两者都满足。
可以应用的酯的例子为饱和或不饱和一元羧酸的低级烷基酯，如甲酯。这种酯例如可以由植物或动物来源的天然脂肪和油的皂化和酯化作用获得或通过它们与低级脂族醇的酯交换获得。
衍生酯的合适酸包括单或多元羧酸，如脂族、饱和或不饱和、直链或支链的单和二元羧酸是优选的。例如，所述酸可以由通式R′(COOH)x表示，其中x代表1或更大的整数，如1、2、3或4；和R′代表具有2-50个碳原子的烃基和它具有对应x值的单或多价；当存在一个以上时，-COOH基团任选为彼此不同的碳原子上的取代基。
正如在衍生酯的酸的上下文中所应用，术语“烃基”指含碳和氢的基团，该基团通过碳原子与分子的其它部分相连。它可以为直链或支链，所述链可以被一个或多个杂原子如O、S、N或P打断，可以为饱和或不饱和的，可以为脂族或脂环族或芳族(包括杂环)，或者可以为取代或未取代的。当所述酸为单羧酸时，烃基基团优选为具有6-30(例如12)个碳原子的烷基或烯基，即所述酸是饱和的或者不饱和的。烯基基团可以具有一个或多个双键，如1、2或3个。饱和羧酸的例子为具有6-22个碳原子的那些，如己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和二十二烷酸，和不饱和羧酸的例子为具有10-22个碳原子的那些，如油酸、反油酸、十六碳烯酸、岩芹酸、蓖麻油酸、桐酸、亚油酸、亚麻酸、类花生酸、galoleic、芥酸和十六碳烯酸。当所述酸为多元羧酸时，例如具有2-4个羧基时，烃基优选为取代或未取代的聚亚甲基。多元羧酸的例子包括己二酸、癸二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、富马酸和二聚酸或由Arizona Chemical作为Unidyme22商购的二亚油酸。
衍生酯的醇可以是单或多羟基醇如三羟基或四羟基醇。例如，所述醇可以由通式R2(OH)y表示，其中y代表1或更大的整数；和R2代表具有1或多个碳原子如至多10个碳原子的烃基和它具有对应y值的单或多价；当存在一个以上时，-OH基团任选为彼此不同的碳原子上的取代基。
在有关醇的上下文中，术语“烃基”与上面针对酸给出的烃基含义相同。对于醇来说，烃基优选为烷基或者取代或未取代的聚亚甲基。一元醇的例子为低级烷基醇，其中烷基可以为具有1-8个碳原子的直链或支链，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基和2-乙基己基。
多元醇的例子为具有2-10、优选2-6、更优选2-4个羟基和在分子中具有2-90、优选2-30、更优选2-12、最优选2-6个碳原子的脂族、饱和或不饱和、直链或支链的醇。作为更特别的例子，多元醇可以为二醇如新戊二醇(NPG)、或三元醇如甘油或三羟甲基丙烷(TMP)或四元醇如季戊四醇(PE)。可以应用的多元醇的酯的例子为其中所有羟基都酯化的那些、其中不是所有羟基都酯化的那些(即具有一个或多个自由羟基的酯)、和它们的混合物。所有的羟基优选都被酯化。具体的例子为由三元醇和上面提到的一种或多种饱和或不饱和羧酸制备的酯，如TMP单酯、TMP二酯、和TMP三酯，例如TMP单油酸酯、TMP二油酸酯、TMP三己酸酯、甘油单油酸酯、甘油二油酸酯和甘油三己酸酯。醇可以用两种或更多种不同的酸酯化。这种多元醇酯可以按现有技术描述的酯化反应制备和/或可以商购。
在这里应用的合适酯的例子包括：二聚酯，由Croda Europe以商品名Priolube1858、Priolube3967、Emkarate1220、Emkarate9200、Emkarate1120和Emkarate1090商购，由BASF以商品名Palatinol9P商购，以及由Chemtura以商品名Hatcol2949商购，由ArizonaChemical以商品名Uniflex102e商购；单酯，由Cognis(现在为BASF)以商品名Synative ES EHO商购，由Croda Europe以商品名Priolube1445和Priolube3987商购的季戊四醇酯；由Croda Europe以商品名Emkarate7930、Emkarate3030、Emkarate1030、Emkarate8030和Priolube1941商购的偏苯三酸酯；三羟甲基丙烷酯，由Croda Europe以商品名Priolube1427、Priolube3970和Priolube3988商购，由Cognis GmbH以商品名Synative ES TMP05商购，和由Oleon以商品名Radialube7364、Radialube7365和Radialube3988商购；和多元醇酯，由Croda Europe以商品名Priolube1426、Priolube1973商购，由Oleon nv以商品名Radialube7304商购，和由Exxon Mobil公司以商品名EsterexNP343、EsterexNP372、EsterexNP451、EsterexNP671和EsterexNP396商购。
在这里应用的优选的酯化合物包括新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷或季戊四醇的酯。在这里应用的一种特别优选的酯化合物为由Croda Europe Limited以商品名Priolube3970商购获得的三羟甲基丙烷的C7-C9酯。在这里应用的另一种特别优选的酯化合物为由Cognis(现在的BASF)以商品名Synative ES3824或由Nyco以商品名Nycobase8210商购的新戊二醇的椰油酸酯/C8-C10酯。
在这里应用的另一种特别优选的酯是二酯壬二酸二异癸酯，如由Croda商购的Priolube1858。
在这里应用的另一种特别优选的酯为由Cognis(现在的BASF)以商品名Synative ES EHO商购的单酯2-乙基己基油酸酯。
烷基环烷酸酯及其制备在现有技术中是已知的。合适的烷基取代的萘包括α-甲基萘、二甲基萘和乙基萘。在这里应用的合适的烷基环烷酸酯及其制备方法包括但不限于US2004/0018944、WO02/04578、美国专利号US5,502,086和EP-A-0,496,486中公开的那些。商购的烷基环烷酸酯的例子包括由Exxon Mobil公司以商品名Synesstic5和Synesstic12获得的那些，和由King Industries Inc.以商品名NA-LUBE KR008和NA-LUBE KR019获得的那些。
烷基苯及其制备在现有技术中是已知的。在这里应用的合适烷基苯包括但不必局限于WO02/04578、美国专利号US5,502,086和EP-A-0,496,486中公开的那些。
优选地，以液体燃料组合物的总重量计，在本发明的液体燃料组合物中存在的粘度小于27cSt和NOACK挥发度为100%wt或更小、优选20%wt或更小的第一燃料添加剂的量为至少5ppmw(重量百万分之一份)。更优选地，在本发明的液体燃料组合物中存在的第一燃料添加剂的量还与如下所列的参数(i)-(xx)一个或多个一致：
(i)至少10ppmw
(ii)至少20ppmw
(iii)至少30ppmw
(iv)至少40ppmw
(v)至少50ppmw
(vi)至少100ppmw
(vii)至少200ppmw
(viii)至少300ppmw
(ix)至少400ppmw
(x)至少500ppmw
(xi)至少600ppmw
(xii)至少700ppmw
(xiii)至少800ppmw
(xiv)至少900ppmw
(xv)至少1000ppmw
(xvi)至少2500ppmw
(xvii)至多5000ppmw
(xviii)至多10000ppmw
(xix)至多2wt%
(xx)至多5wt%。
应该注意的是基础燃料可能已经含有少量燃料添加剂如烷基苯或烷基环烷酸酯和含量为至少10ppmw，和在上文(i)-(xx)中所列的各量是除了基础燃料中可能已经存在的任意少量这种燃料添加剂之外的量。
本发明的液体燃料组合物还包含作为重要组分的选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。
优选地，以液体燃料组合物的总重量计，在本发明的液体燃料组合物中存在的第二燃料添加剂的量为至少10ppmw(重量百万分之一份)。更优选地，在本发明的液体燃料组合物中存在的第二燃料添加剂的量还与如下所列的参数(i)-(xvi)一个或多个一致：
(i)至少25ppmw
(ii)至少50ppmw
(iii)至少75ppmw
(iv)至少100ppmw
(v)至少150ppmw
(vi)至少200ppmw
(vii)至少300ppmw
(viii)至少400ppmw
(ix)至少500ppmw
(x)至少750ppmw
(xi)至少1000ppmw
(xii)至少2500ppmw
(xiii)至多5000ppmw
(xiv)至多10000ppmw
(xv)至多2wt%
(xvi)至多5wt%。
这里应用的合适的摩擦调节剂包括烷氧基胺(如二乙醇胺(DEA)、氨基乙基乙醇胺(AEEA))的酯或氮衍生物；聚(羟基羧酸)酰胺盐的衍生物；具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物如聚-12-羟基硬脂酸；聚(羟基羧酸)衍生物如聚-12-羟基硬脂酸酯；聚醚胺；羟基聚羧酸(例如酒石酸、柠檬酸)的酯或氮衍生物；烷基琥珀酸的酯如十二碳烯基琥珀酸酯、聚异丁烯基琥珀酸酯；羧酸的氮衍生物如胺盐；羧酸的酯(如甘油酯、甘油单油酸酯如由Croda Chemicals获得的Priolube1407)；烷氧基化的醇如乙氧基化的醇、丙氧基化的醇、丁氧基化的醇如由ShellChemicals以商品名NEODOL商购获得的那些；烷氧基化的胺如如乙氧基化的胺、丙氧基化的胺、丁氧基化的胺如由Akzo-Nobel以商品名Ethomeen和Propomeen商购获得的那些；烷氧基化的酰胺或酯例如烷基DEA或烷基AEEA的丙氧基化的酯和/或酰胺。
在这里应用的优选的摩擦调节剂为选自如下的超分散剂：聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物、具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物、聚(羟基羧酸)衍生物和聚醚胺；烷氧基胺、烷氧基化酰胺或酯的氮衍生物；和烷氧基化的胺。
在这里应用的合适摩擦调节剂的例子可以在如下专利申请文件中找到：US-A-7435272、US-A-6866690、WO2002/079353、WO2010/05921、WO2009/50256、WO2010/05720、WO2002/79353、WO2010/139994、WO97/45507、WO2002/02720、WO2010/012756、WO2010/012763以及PCT专利申请PCT/EP2010/070762和PCT/EP2010/070762。
在这里应用的合适类型的超分散剂包括在如下专利文献中公开的那些：WO2010/012756、WO2010/012763、PCT申请号PCT/EP2010/070723和PCT/EP2010/070762。
这里应用的优选类型的超分散剂为具有如下通式(III)的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物：
[Y-CO[O-A-CO]n-Zr-R+]m pXq-   (III)
其中Y为氢或任选取代的烃基，A为任选取代的二价烃基，n为1-100，m为1-4，q为1-4，和p为整数使得pq=m，Z为任选取代的通过氮原子与羰基相连的二价桥基团，r为0或1，R+为铵基和Xq-为阴离子。
R+可以为伯、仲、叔或季铵基团。R+优选为季铵基团。
在通式(III)中，A优选为二价直链或支链烃基，正如下文的通式(I)和(II)所述。
也就是说，在通式(III)中，A优选为任选取代的芳族、脂族或环脂族直链或支链二价烃基。更优选地，A为亚芳基、亚烷基或亚烯基，特别是含4-25个碳原子、更优选为6-25个碳原子、更优选为8-24个碳原子、更优选为10-22个碳原子、和最优选为12-20个碳原子的亚芳基、亚烷基或亚烯基。
优选地，在通式(III)的所述化合物中，至少有4个碳原子、更优选为至少6个碳原子、和甚至更优选8-14个碳原子直接连接在羰基和由羟基衍生的氧原子之间。
在通式(III)的化合物中，基团A中任选的取代基优选选自羟基、卤素或烷氧基，特别是C1-4烷氧基。
在通式(III)(和通式(I))中，n为1-100。n的下限优选为1，更优2，甚至更优选为3；n的上限优选为100，更优选为60，更优选为40，更优选为20，和甚至更优选为10(即n可以选自如下范围的任一个：1-100、2-100、3-100、1-60、2-60、3-60、1-40、2-40、3-40、1-20、2-20、3-20、1-10、2-10和3-10)。
在通式(III)中，Y优选为下文针对通式(I)描述的任选取代的烃基。
也就是说，通式(III)中任选取代的烃基Y优选为含至多50个碳原子、更优选为7-25个碳原子的芳基、烷基或烯基。例如，任选取代的烃基Y可以方便地选自庚基、辛基、十一烷基、月桂基、十七烷基、十七碳烯基、十七碳二烯基、硬脂基、油烯基和亚油烯基。
在这里的通式(III)中所述任选取代的烃基基团Y的其它例子包括C4-8环烷基如环己基；聚环烷基如由天然酸如松香酸衍生的多环萜烯基；芳基如苯基；芳烷基如苯甲基；和多芳基如萘基、联苯基、对乙酰氨基苯和苯基甲基苯基。
在本发明中，通式(III)中任选取代的烃基Y可以包含一个或多个官能团如羰基、羧基、硝基、羟基、卤素、烷氧基、氨基(优选为叔氨基(没有N-H连接))、氧基、氰基、磺酰基和亚砜基。除了氢外，取代烃基中的大多数原子通常为碳，杂原子(如氧、氮和硫)通常只占所存在的总非氢原子的少数，约33%或更小。
本领域的熟练技术人员将会理解，取代烃基Y中的官能团如羟基、卤素基、烷氧基、硝基和氰基将会替代烃基的一个氢原子，而取代烃基中的官能团如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧基、磺酰基和亚砜基将会替代烃基的-CH-或-CH2-部分。
通式(III)中的烃基Y更优选为未取代的或由选自如下的基团取代：羟基、卤基或烷氧基，甚至更优选为C1-4烷氧基。
通式(III)中任选取代的烃基Y最优选为硬脂酰基、12-羟基硬脂酰基、油烯基或12-羟基油烯基，和由天然油衍生的物质如妥尔油脂肪酸。
在通式(III)中，Z为任选取代的二价桥连基，优选具有通式-Xz-B-Yz q-，其中Xz选自氧、硫或通式-NR1-的基团，基中R1如下所述，B如下所述，Yz选自氧或通式-NR1-的基团，基中R1如下所述，和q为0或1。如果q为1，且Xz和Yz都为通式-NR1-的基团，则两个R1基团可以形成连接两个氮原子的单个烃基。
在通式(III)中，Z优选为由通式(IV)表示的任选取代的二价桥连基团：
Figure BDA0000425484510000121
其中R1为氢或烃基和B为任选取代的亚烷基。
可以表示R1的烃基的例子包括甲基、乙基、正丙基、正丁基和十八烷基。
可以表示B的任选取代的亚烷基的例子包括亚乙基、亚丙基、亚丁基和亚己基。
通式(III)中优选Z部分的例子包括-NHCH2CH2-、-NHCH2C(CH3)2CH2-和-NH(CH2)3-。
在通式(III)中，r优选为1，即具有通式(III)的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物必须包含任选取代的二价桥连基团Z。
优选地，R+可以由通式(V)表示：
Figure BDA0000425484510000122
其中R2、R3和R4可以选自氢和烷基如甲基。
通式(III)的化合物的阴离子Xq-并不关键和可以是适合于平衡聚(羟基羧酸)酰胺阳离子的正电荷的任何阴离子(或阴离子的混合物)。
通式(III)的化合物的阴离子Xq-可以方便地为含硫阴离子，如选自硫酸根和磺酸根阴离子的阴离子。
但由于理想的是在汽油和柴油燃料中保持低硫含量，因此在通式(III)的化合物中应用不含硫的阴离子可能是理想的，这取决于液体基础燃料中的硫浓度和/或含有一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物的液体燃料组合物中理想的硫浓度。
因此，通式(III)的化合物的阴离子Xq-还可以是适合于平衡聚(羟基羧酸)酰胺阳离子的正电荷的任何不含硫阴离子(或阴离子的混合物)，例如不含硫的有机阴离子或不含硫的无机阴离子。
合适阴离子的非限定性例子有：OH-、CH-、NH3 -、HCO3 -、HCOO-、CH3COO-、H-、BO3 3-、CO3 2-、C2H3O2 -、HCO2-、C2O4 2-、HC2O4 -、NO3 -、NO2 -、N3-、NH2 -、O2-、O2 2-、BeF3 -、F-、Na-、[Al(H2O)2(OH)4]-、SiO3 2-、SiF6 2-、H2PO4 -、P3-、PO4 3-、HPO4 2-、Cl-、ClO3 -、ClO4 -、ClO-、KO-、SbOH6 -、SnCl6 2-、[SnTe4]4-、CrO4 2-、Cr2O7 2-、MnO4 -、NiCl6 2-、[Cu(CO3)2(OH)2]4-、AsO4 3-、Br-、BrO3 -、IO3 -、I-、CN-、OCN-等等。
合适的阴离子还可以包括衍生自含羧酸基的化合物的阴离子(例如羧酸根阴离子)、衍生自含羟基的化合物的阴离子(例如醇盐、酚盐或烯醇盐阴离子)、氮基阴离子如硝酸根和亚硝酸根、磷基阴离子如磷酸根和膦酸根、或它们的混合物。
衍生自含羧酸基的化合物的合适阴离子的非限定性例子包括乙酸根、油酸根、水杨酸根阴离子、和它们的混合物。
衍生自含羟基的化合物的合适阴离子的非限定性例子包括酚盐阴离子和它们的混合物。
在本发明的一个优选的实施方案中，阴离子Xq-为选自如下的不含硫阴离子：OH、酚盐基、水杨酸根、油酸根和乙酸根；阴离子Xq-更优选为OH。
一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物可以通过胺和通式(I)的聚(羟基羧酸)与酸或季铵化剂反应获得：
Y-CO[O-A-CO]n-OH  (I)
其中Y为氢或任选取代的烃基，A为任选取代的二价烃基，和n为1-100。
正如这里针对通式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)和(VII)所应用，术语“烃基”代表通过从烃的碳原子上脱除一个或多个氢原子而形成的基团(当脱除多个氢原子时不必是在相同的碳原子上脱除)。
烃基可以是芳族、脂族、无环或环状基团。烃基优选为芳基、环烷基、烷基或烯基，在这些情况下它们可以是直链或支链基团。
代表性的烃基包括苯基、萘基、甲基、乙基、丁基、戊基、甲基戊基、己烯基、二甲基己基、辛烯基、环辛烯基、甲基环辛烯基、二甲基环辛基、乙基己基、辛基、异辛基、十二烷基、十六碳烯基、二十烷基、二十六烷基、三十烷基和苯基乙基。
在本发明中，术语“任选取代的烃基”用来描述任选含一个或多个“惰性”含杂原子官能团的烃基。“惰性”指所述官能团不会明显干扰化合物的功能。
在这里通式(I)中的任选取代的烃基Y优选为含至多50个碳原子、更优选为7-25个碳原子的芳基、烷基或烯基。例如，任选取代的烃基Y可以方便地选自庚基、辛基、十一烷基、月桂基、十七烷基、十七碳烯基、十七碳二烯基、硬脂酰基、油烯基和亚油烯基。
在这里的通式(I)中，所述任选取代的烃基Y的其它例子包括：C4-8环烷基如环己基；聚环烷基如由天然酸如松香酸衍生的多环萜烯基；芳基如苯基；芳烷基如苯甲基；和聚芳酯如萘基、联苯基、对乙酰氨基苯和苯基甲基苯基。
在本发明中，任选取代的烃基Y可以包含一个或多个官能团如羰基、羧基、硝基、羟基、卤素、烷氧基、叔氨基(没有N-H连接)、氧基、氰基、磺酰基和亚砜基。除了氢外，取代烃基中的大多数原子通常为碳，杂原子(如氧、氮和硫)通常只占所存在的总非氢原子的少数，约33%或更小。
本领域的熟练技术人员将会理解，取代烃基Y中的官能团如羟基、卤素基、烷氧基、硝基和氰基将会替代烃基的一个氢原子，而取代烃基中的官能团如羰基、羧基、叔氨基(-N-)、氧基、磺酰基和亚砜基将会替代烃基的-CH-或-CH2-部分。
通式(I)中的烃基Y更优选为未取代的或由选自如下的基团取代：羟基、卤基或烷氧基，甚至更优选为C1-4烷氧基。
通式(I)中任选取代的烃基Y最优选为硬脂酰基、12-羟基硬脂酰基、油烯基或12-羟基油烯基、或由天然油如妥尔油脂肪酸衍生的基团。
在本发明的一个实施方案中，通式(III)的一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物至少之一或全部为含硫的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物。
在这种实施方案中，以所述聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物的总重量计，所述一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物的硫含量按ICP-AES测量优选为至多2.5wt%，如硫含量为0.1-2.0wt%，方便地为0.6-1.2wt%的硫。
在本发明的另一个实施方案中，一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物为不含硫的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物。
聚(羟基羧酸)和它的酰胺或其它衍生物的制备是已知的，和例如在如下专利中有述：EP0164817、WO95/17473、WO96/07689、US5536445、GB2001083、GB1342746、GB1373660、US5000792和US4349389。
通式(I)的聚(羟基羧酸)可以按公知的方法任选在催化剂存在下通过通式(II)的一种或多种羟基羧酸酯交换而制备：
HO-A-COOH  (II)
其中A为任选取代的二价烃基。例如，这种方法在US3996059、GB1373660和GB1342746中有述。
在所述酯交换中链终止剂可以为非羟基羧酸。
羟基羧酸中的羟基和羟基羧酸或非羟基羧酸中的羧酸基团可以合适地为伯、仲或叔位。
羟基羧酸和非羟基羧酸链终止剂的酯交换可以通过加热初始物料(任选在合适的烃熔剂如甲苯或二甲苯中)和共沸掉所形成的水进行。反应可以在至多-250℃的温度、方便地在溶剂的回流温度下实施。
当羟基羧酸中的羟基处于仲或叔位时，所采用的温度不应高至导致酸分子脱水。
可以包括用于酯交换的催化剂，如对甲苯磺酸、乙酸锌、环烷酸锆或钛酸四丁酯，其目的是在给定温度下增加反应速率，或者在给定反应速率下降低所需的温度。
在通式(I)和(II)的化合物中，A优选为任选取代的芳族、脂族或脂环族直链或支链二价烃基。A优选为亚芳基、亚烷基或亚烯基，特别是含4-25个碳原子、更优选6-25个碳原子、更优选8-24个碳原子、更优选10-22个碳原子和最优选12-20个碳原子的亚芳基、亚烷基或亚烯基。
在通式(I)和(II)的所述化合物中，优选有至少4个碳原子、更优选有至少6个碳原子、和甚至更优选有8-14个碳原子直接连接在羰基和由羟基衍生的氧原子之间。
在通式(I)和(II)的化合物中，基团A中的任选取代基优选选自羟基、卤素或烷氧基，更优选为C1-4烷氧基。
通式(II)的羟基羧酸中的羟基优选为仲羟基。
合适羟基羧酸的例子有9-羟基硬脂酸、10-羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸、12-羟基-9-油酸(蓖麻油酸)、6-羟基己酸，优选为12-羟基硬脂酸。工业12-羟基硬脂酸(加氢的蓖麻油脂肪酸)通常包含至多15wt%的硬脂酸和其它非羟基羧酸作为杂质，和可以方便地不经进一步混合应用，以产生分子量约为1000-2000的聚合物。
当向反应中单独引入非羟基羧酸时，为了产生给定分子量的聚合物或低聚物而需要的比例可以由本领域的熟练技术人员通过简单实验或计算来确定。
在通式(I)和(II)的化合物中基团(-O-A-CO-)优选为12-氧代硬脂酰基、12-氧代油烯酰基或6-氧代己酰基。
与胺反应的通式(I)的优选聚(羟基羧酸)包括聚(羟基硬脂酸)和聚(羟基油酸)。
与通式(I)的聚(羟基羧酸)反应以形成聚(羟基羧酸)酰胺中间产物的胺可以包括WO97/41092中定义的那些。
例如，各种胺及其制备方法在US3275554、US3438757、US3454555、US3565804、US3755433和US3822209中有述。
所述胺反应物优选为二胺、三胺或多胺。
优选的胺反应物为选自乙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙烷二胺的二胺；选自二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺和三(2-氨基乙基)胺的三胺和多胺。
胺反应物和通式(I)的聚(羟基羧酸)之间的酰胺化可以按本领域熟练技术人员已知的方法实施，通过任选在合适的烃熔剂如甲苯或二甲苯中加热聚(羟基羧酸)与胺反应物和共沸掉所形成的水进行。所述反应可以在催化剂如对甲苯磺酸、乙酸锌、环烷酸锆或钛酸四丁酯存在下实施。
各种专利文献公开了聚(羟基羧酸)酰胺衍生物。
例如，GB1373660公开了在颜料在有机液体中的分散体中用作分散剂的聚(羟基羧酸)酰胺衍生物与胺如3-二甲基氨基丙胺和乙二胺。
GB2001083公开了用于类似用途的含有分子量(MW)大于500的聚(亚乙基亚胺)(PEI)的聚(羟基羧酸)酰胺衍生物。
在US5000792中，公开了含有通式NH2-R′-N(R″)-R″′-NH2的胺的聚(羟基羧酸)酰胺衍生物用作颜料分散剂。
WO95/17473公开了含有胺如3-二甲基氨基丙胺、乙二胺、分子量(MW)大于500的聚(亚乙基亚胺)(PEI)和通式NH2-R′-N(R″)-R″′-NH2的胺的聚(羟基羧酸)酰胺衍生物，它在制备铜酞菁的无水分散体的方法中应用。
US4349389公开了含有胺如3-二甲基-氨基丙胺、分子量(MW)大于500的聚(亚乙基亚胺)(PEI)的聚(羟基羧酸)酰胺衍生物，它在制备可分散的无机颜料组合物中用作分散剂。
EP0164817公开了聚(羟基羧酸)的含有多胺(乙二胺、二亚乙基三胺等)、氨基醇(二乙醇胺等)的酰胺衍生物及含有多元醇(甘油等)的酯衍生物，它们用作适合于稳定固体在有机液体和油/水乳液中的分散体的表面活性剂。
但是，前述专利文献均没有公开一种或多种聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物如在这里公开的在燃料组合物中的用途。
由胺和通式(I)的聚(羟基羧酸)反应形成的聚(羟基羧酸)酰胺中间产物按照公知的方法与酸或季铵化剂反应形成盐衍生物。
可用来形成盐衍生物的酸可以选自有机酸或无机酸。所述酸方便地选自羧酸、含氮有机酸和无机酸、含硫有机酸或无机酸(如硫酸、甲基磺酸和苯磺酸)。
可用来形成盐衍生物的季铵化剂可以选自二甲基硫酸、具有1-4个碳原子的硫酸二烷基酯、烷基卤化物如氯甲烷、溴甲烷、芳基卤化物如氯甲苯。
在一个优选的实施方案中，所述季铵化剂为含硫季铵化剂，特别是二甲基硫酸或具有1-4个碳原子的硫酸二烷基酯。季铵化剂优选为硫酸二甲酯。
季铵化在现有技术中是一种公知的方法。例如，应用硫酸二甲酯的季铵化在US3996059、US4349389和GB1373660中有述。
在本发明中优选的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物为按ASTM D4739测量的TBN值(总碱值)小于10mg.KOH/g的那些。更优选地，聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物按ASTM D4739测量的TBN值均小于5mg.KOH/g，最优选为2mg.KOH/g或更小。
可商购的具有通式(III)的聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物的例子包括由Lubrizol以商品名“SOLSPERSE17000”(聚(12-羟基硬脂酸)与N,N-二甲基-1,3-丙烷二胺和硫酸二甲酯的反应产物)获得的那些和由Shanghai Sanzheng Polymer Company以商品名“CH-5”和“CH-7”获得的那些。
适合在这里应用的另一种类型的超分散剂为如下通式(Va)的具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物：
[Y-CO[O-A-CO]n-Zr]S-X  (Va)
其中Y、A、Z和r具有上述针对通式(III)给出的相同定义，包括任意的优选和任选的取代基，m为1或2、和X为终端酸基或带有终端酸基的基团，其中所述终端酸基选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根。
在通式(Va)的所述化合物中，优选有至少4个碳原子、更优选有至少6个碳原子、和甚至更优选有8-14个碳原子直接连接在羰基和由羟基衍生的氧原子之间。
在通式(Va)中，X为终端酸基或带有终端酸基的基团，其中所述终端酸基选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根。如果X为带有终端酸基的基团，则它优选是通式-Z1-X1的基团，其中Z1为双官能连接化合物，如选自多胺、多元醇、羟胺的化合物，或者Z基按如上所定义，和X1为选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根的终端酸基；更优选地，如果X为带有终端酸基的基团，则通式(Va)中r为0，和X为通式-Z1-X1的基团。
所述终端酸基可以以游离酸的形式或以所述酸的盐的形式存在。如果终端酸基以盐的形式存在，它可以方便地由以游离酸形式存在的终端酸与碱例如氨、有机碱如胺和氨基醇和无机碱反应而形成。如果终端酸基中的酸基为盐，则合适的阳离子的例子包括金属离子如钠、钾和钙和铵离子如铵离子(NH4 +)、N(CH3)4 +、和NH(CH3)4 +。
一种或多种具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物可以通过如上面所定义的通式(I)的聚(羟基羧酸)与如下物质反应获得：
具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和具有选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根的终端酸基的化合物；
终端酸基的前体；或
随后与终端酸基前体反应的双官能连接化合物。
所述具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和具有选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根的终端酸基的合适化合物包括α-氨基-或α-羟基-烷烃羧酸，如甘氨酸和羟基乙酸，和氨基-和羟基-有机磺酸或膦酸，如氨基乙烷磺酸；终端酸基的合适前体为五氧化二磷和磺酰氯；和在聚酯和终端酸基之间可以形成连接基团的合适的双官能连接化合物为多胺、多元醇、羟氨和如上所述的Z基。
具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和具有选自羧酸、羧甲基、硫酸根、磺酸根、磷酸根和膦酸根的终端酸基的化合物；终端酸基的前体；或随后与终端酸基前体反应的双官能连接化合物，它们与通式(I)的聚(羟基羧酸)的反应是已知的，和在现有技术如EP0164817中有述。
在本发明中优选的具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物为按ASTM D4739测量的TBN值(总碱值)小于60mg.KOH/g、更优选小于50mg.KOH/g、甚至更优选小于40mg.KOH/g和最优选小于30mg.KOH/g的那些。方便地，具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物按ASTM D4739测量的TBN值均小于5mg.KOH/g，更方便地为2mg.KOH/g或更小。
在本发明中优选的具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物为酸值小于70mg.KOH/g、更优选小于60mg.KOH/g、甚至更优选小于50mg.KOH/g和最优选小于40mg.KOH/g的那些。
在这里应用的另一种合适的超分散剂为具有通式(VI)的聚醚胺:
Figure BDA0000425484510000201
其中R为-NR1 2基，其中R1独立地选自氢和C1-C6烃基，n为6-37，m为12-74，和p为0或1。
在通式(VI)中，n优选为8-24，和m优选为16-48。在优选的实施方案中，n:m的比为1:2。
在本发明的一个实施方案中，p为1。在本发明的另一个实施方案中，p为0。
在通式(VI)中，R为终端胺基，其中所述终端胺基选自-NR1 2，其中R1选自氢和C1-C6烃基。
在终端胺基中R1基优选独立地选自氢和C1-C4烃基；R1更优选独立地选自C1-C4烷基。C1-C4烷基的合适例子为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。
合适的终端胺基的例子包括-NH2、-NHCH3、-NHCH2CH3、-NHCH2CH2CH3、-NHCH(CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-NHC(CH3)3、-N(CH3)2、-N(CH3)CH2CH3、-N(CH3)CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)2、-N(CH2CH3)CH(CH3)2、-N(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH2CH3)CH2CH3、-N(CH2CH3)CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)CH(CH3)2、-N(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH(CH3)2)CH2CH2CH3、-N(CH(CH3))2、-N(CH(CH3)2)CH2CH2CH2CH3、-N(CH(CH3)2)C(CH3)3、-N(CH2CH2CH3)CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH2CH3)C(CH3)3和-N(C(CH3)3)2。
在本发明的一个优选的实施方案中，终端胺基为-N(CH2CH3)2。
通式(VI)的化合物的制备是已知的和在现有技术中例如在WO96/00440中有述。
适合在这里应用的聚醚胺的例子包括由Shanghai SanzhengPolymer Material Co.Ltd(中国)商购的CH-10S和由LubrizolAdvanced Materials Inc.商购的Solsperse(RTM)20000。
在这里应用的另一种合适的超分散剂为通式(VII)的具有终端胺基的聚(羟基羧酸)衍生物：
[Y-CO[O-A-CO]n-Zp]m-X  (VII)
其中Y、A和n如上文针对通式(III)所定义，包括任意的优选和任选的取代基，m为1或2，Z为任选取代的二价桥连基团，p为0-10，和X为终端胺基或带有终端胺基的基团，其中所述终端胺基选自-NR1 2，其中R1独立地选自氢和C1-C6烃基。
在通式(VII)中，p选自0-10，p优选选自0-8，p更优选选自0-6。在本发明的一个实施方案中，p至少为1(即p选自1-10、1-8或1-6)，或至少为2(即p选自2-10、2-8或2-6)。
在通式(VII)中，X为终端胺基或带有终端胺基的基团，其中所述终端胺基选自-NR1 2，其中R1选自氢和C1-C6烃基。如果X为带有终端胺基的基团，则它优选是通式-Z1-X1的基团，其中Z1为双官能连接化合物，如选自多胺、多元醇、羟胺的化合物，或者Z基按如上所定义，和X1为选自-NR1 2的终端胺基，其中R1选自氢和C1-C6烃基，如果X为带有终端胺基的基团，则通式(VII)中p为0和X为具有通式-Z1-X1的基团。
在终端胺基中R1基优选独立地选自氢和C1-C4烃基；R1更优选独立地选自氢和C1-C4烷基。合适的C1-C4烷基的例子为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。
合适的终端胺基的例子包括-NH2、-NHCH3、-NHCH2CH3、-NHCH2CH2CH3、-NHCH(CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-NHC(CH3)3、-N(CH3)2、-N(CH3)CH2CH3、-N(CH3)CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)2、-N(CH2CH3)CH(CH3)2、-N(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH2CH3)CH2CH3、-N(CH2CH3)CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)CH(CH3)2、-N(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH(CH3)2)CH2CH2CH3、-N(CH(CH3))2、-N(CH(CH3)2)CH2CH2CH2CH3、-N(CH(CH3)2)C(CH3)3、-N(CH2CH2CH3)CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH3)CH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)C(CH3)3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-N(CH2CH2CH2CH3)C(CH3)3和-N(C(CH3)3)2。
在本发明的一个实施方案中，终端胺基为-NH2。
一种或多种具有终端胺基的聚(羟基羧酸)衍生物可以通过如上所定义的通式(I)的聚(羟基羧酸)与如下物质反应获得：
具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和如上所定义的终端胺基的化合物；
终端胺基的前体；或
随后与终端胺基前体反应的双官能连接化合物。
具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和终端胺基的合适化合物包括未取代和取代的胺、二胺和多胺，取代胺的例子有单-、二-和三-烷基胺、亚烷基胺，和α-氨基或α-羟基-链烷胺，最合适地为亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺，最优选为四亚乙基五胺；和在聚酯和终端胺基之间可以形成连接基团的合适的双官能连接化合物为多胺、多元醇、羟氨和如上所述的Z基。
具有对通式(I)的聚(羟基羧酸)的终端羧酸基团有反应性的基团和终端胺基的化合物；终端胺基的前体；或随后与终端胺基前体反应的双官能连接化合物，它们与通式(I)的聚(羟基羧酸)的反应是已知的，和在现有技术如EP0164817中有述。
在本发明中优选的含有终端胺基的聚(羟基羧酸)衍生物为按ASTM D4739测量的TBN值(总碱值)为至少100mg.KOH/g、更优选至少150mg.KOH/g、甚至更优选至少175mg.KOH/g和最优选至少200mg.KOH/g的那些。TBN可以为至多300mg.KOH/g，优选为至多250mg.KOH/g。
在本发明中优选的含有终端胺基的聚(羟基羧酸)衍生物为酸值小于20mg.KOH/g、更优选小于15mg.KOH/g、甚至更优选小于10mg.KOH/g和最优选小于7mg.KOH/g的那些。TAN可以为至少0mg.KOH/g。
在这里应用的优选的一类摩擦调节剂为烷氧基胺的氮衍生物，如WO2009/50287中公开的那些，具体如在WO2009/50287的实施例4中公开的油酸和氨基乙基乙醇胺的3:1摩尔比的反应产物。
在这里应用的优选的另一类摩擦调节剂为烷氧基化酰胺或酯如WO2010/05720中公开的那些。这种摩擦调节剂的一个例子为在WO2010/05720中公开的和可由BASF商购的烷基DEA的丙氧基化的酯。
在这里适合用作第二添加剂的商购摩擦调节剂的例子包括但不限于：由Afton Chemicals商购的HiTec6457；由BASF商购的KerocomK3561；由Innospec商购的OLI9000和OLI9900；由Lubrizol商购的Ultrazol9525和Ultrazol9555；由Shell Chemical商购的NeodolN23-2、Neodol N25-7和Neodol N91-5；由AkzoNobel商购的Ethomeen T12、Ethomeen T12e、Ethomeen T15、Ethomeen012、Ethomeen015、Ethomeen T20和Ethomeen C15；由AkzoNobel商购的OMA4；由AkzoNobel商购的Amadol128t、Amadol61和Amadol5134；由Lubrizol商购的Solsperse3000、Solsperse21000、Solperse17000、Solserse13000、Solsperse13240、Solsperse13650、Solsperse13940、Solsperse20000、Solsperse24000和Solsperse9000；由Shanghai Sanzheng Polymer Material Co.Ltd.商购的CH2C、CH1a、CH7A、CH5、CH6、CH10S、CH13和CH3。
第一燃料添加剂和第二燃料添加剂与任何其它添加剂如添加剂性能包一起共混以生产添加剂共混物。然后将添加剂共混物添加到基础燃料中以生产液体燃料组合物。以添加剂共混物的重量计，在添加剂共混物中第一燃料添加剂的量优选为0.1-99.8wt%。以添加剂共混物的重量计，在添加剂共混物中第二燃料添加剂的量优选为0.1-99.8wt%。
以添加剂共混物的重量计，在添加剂共混物中性能包的量优选为0.1-99.8wt%。
以液体燃料组合物的总重量计，在本发明的液体燃料组合物中存在的性能包的量优选为15ppmw(重量百万分之一份)至10wt%。更优选地，在本发明的液体燃料组合物中存在的性能包的量还与如下所列参数(i)-(xv)一个或多个一致：
(i)至少100ppmw
(ii)至少200ppmw
(iii)至少300ppmw
(iv)至少400ppmw
(v)至少500ppmw
(vi)至少600ppmw
(vii)至少700ppmw
(viii)至少800ppmw
(ix)至少900ppmw
(x)至少1000ppmw
(xi)至少2500ppmw
(xii)至多5000ppmw
(xiii)至多10000ppmw
(xiv)至多2wt%
(xv)至多5wt%。
在本发明的液体燃料组合物中，如果所应用的基础燃料为汽油，则所述汽油可以为适用于现有技术中已知的火花点火(汽油)类的内燃机(包括汽车发动机和其它类型的发动机如越野和航空发动机)的任何汽油。在本发明的液体燃料组合物中用作基础燃料的汽油也可以方便地称为“基础汽油”。
汽油通常包含沸点为25-230℃(EN-ISO3405)的烃的混合物，最佳的沸程和蒸馏曲线通常随一年的气候和季节变化。汽油中的烃可以由现有技术已知的任何方法获得，方便地所述烃可以由直馏汽油、合成产生的芳烃混合物、热或催化裂化烃、加氢裂化的石油馏分、催化重整烃或它们的混合物以任何已知的方式获得。
汽油的具体蒸馏曲线、烃组合物、研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)不是很关键。
汽油的研究法辛烷值(RON)可以方便地为至少80，例如80-110，汽油的RON优选为至少90，例如90-110，汽油的RON更优选为至少91，例如91-105，汽油的RON甚至更优选为至少92，例如92-103，汽油的RON甚至更优选为至少93，例如93-102，和汽油的RON最优选为至少94，例如94-100(EN25164)；汽油的马达法辛烷值(MON)可以方便地为至少70，例如70-110，汽油的MON优选为至少75，例如75-105，汽油的MON更优选为至少80，例如80-100，汽油的MON最优选为至少82，例如82-95(EN25163)。
汽油通常包含一种或多种选自如下的组分：饱和烃、烯烃、芳烃和含氧烃。汽油可以方便地包含饱和烃、烯烃、芳烃和任选的含氧烃的混合物。
以汽油计，汽油的烯烃含量通常为0-40vol%(ASTM D1319)；以汽油计，汽油的烯烃含量优选为0-30vol%；以汽油计，汽油的烯烃含量更优选为0-20vol%。
以汽油计，汽油的芳烃含量通常为0-70vol%(ASTM D1319)；例如，以汽油计，汽油的芳烃含量为10-60vol%；以汽油计，汽油的芳烃含量优选为0-50vol%；例如，以汽油计，汽油的芳烃含量为10-50vol%。
以汽油计，汽油的苯含量为至多10vol%，更优选为至多5vol%，特别是至多1vol%。
汽油优选具有低或超低的硫含量，例如至多1000ppmw(重量百万分之一份)，优选不超过500ppmw，更优选不超过100ppmw，甚至更优选不超过50ppmw，和最优选甚至不超过10ppmw。
汽油也优选具有低的总铅含量，例如至多0.005g/l，最优选为无铅的，即不向其中加入铅化合物(即无铅的)。
当汽油包含含氧烃时，至少部分非含氧烃会被含氧烃所替代。以汽油计，汽油的氧含量可以为至多35wt%(EN1601)(例如乙醇本身)。例如，汽油的氧含量可以为至多25wt%，优选至多10wt%。含氧化合物的浓度方便地具有选自如下任一项的最小浓度：0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和1.2wt%，和选自如下任一项的最大浓度：5、4.5、4.0、3.5、3.0和2.7wt%。
可以加入至汽油中的含氧烃的例子包括醇、醚、酯、酮、醛、羧酸和它们衍生物以及含氧的杂环化合物。可以加入到汽油的含氧烃优选选自醇(如甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、丁醇、叔-丁醇、异-丁醇和2-丁醇)、醚(优选为每个分子含5个或更多个碳原子的醚，例如甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚)和酯(优选为每个分子含5个或更多个碳原子的酯)；特别优选的含氧烃为乙醇。
当在汽油中存在含氧烃时，汽油中含氧烃的量可以在宽范围内变化。例如，包含较大比例含氧烃的汽油目前在如巴西和美国等国家可商购，例如乙醇本身和E85，以及包含较小比例含氧烃的汽油如E10和E5。因此，汽油可以包含至多100vol%的含氧烃。在这里也包括在巴西应用的E100燃料。在汽油中存在的含氧烃的量优选选自如下数量中的一个：至多85vol%；至多70vol%；至多65vol%；至多30vol%；至多20vol%；至多15vol%；和至多10vol%，这取决于汽油的最终理想配方。汽油可以方便地包含至少0.5、1.0或2.0vol%的含氧烃。
合适汽油的例子包括烯烃含量为0-20vol%(ASTM D1319)、氧含量为0-5wt%(EN1601)、芳烃含量为0-50vol%(ASTM D1319)和苯含量为至多1vol%的汽油。
适合在这里应用的也包括可由生物学来源衍生的汽油调合组分。这种汽油调合组分的例子可以在WO2009/077606、WO2010/028206、WO2010/000761、欧洲专利申请号09160983.4、09176879.6、09180904.6和美国专利申请序列号61/312307中找到。
虽然对本发明不是很关键，但除了上面提到的主要的燃料添加剂外，本发明的基础汽油或汽油组合物可以方便地包含一种或多种任选的燃料添加剂。可在本发明的基础汽油或汽油组合物中包含的任选的燃料添加剂的浓度和特性不是很关键。可在本发明的基础汽油或汽油组合物中包括的合适类型的燃料添加剂的非限定性例子包括抗氧化剂、防腐剂、清净剂、去雾剂、抗爆剂、金属钝化剂、阀座凹陷保护剂化合物、染料、溶剂、载体流体、稀释剂和标识剂。这些添加剂的合适例子在美国专利US5,855,629中大致有述。
燃料添加剂可以方便地与一种或多种溶剂共混以形成添加剂浓缩物，然后所述添加剂浓缩物可以与本发明的基础汽油或汽油组合物混合。
在本发明的基础汽油或汽油组合物中存在的任何任选的添加剂的(活性物质)浓度优选为至多1wt%，更优选为5-2000ppmw，有利地为300-1500ppmw，例如300-1000ppmw。
如上所述，汽油组合物也可以包含合成或矿物载体油和/或溶剂。
合适的矿物载体油的例子为在原油处理中获得的馏分，如具有粘度如SN500-2000类的光亮油或基油；以及芳烃、链烷烃和烷氧基烷醇。另外可用作矿物载体油的是在炼制矿物油中获得和被称作“加氢裂化油”(沸程为约360-500℃的真空馏分油馏分，可由已经在高压下催化加氢和异构化以及另外脱链烷烃的天然矿物油获得)的馏分。
合成载体油的合适例子有：聚烯烃(聚-α-烯烃或聚内烯烃)、(聚)酯、(聚)烷氧基化物、聚醚、脂族聚醚胺、烷基酚开始的聚醚、烷基酚开始的聚醚胺和长链链烷醇的羧酸酯。
合适的聚烯烃的例子为烯烃聚合物，特别是基于聚丁烯或聚异丁烯(氢化或未氢化)的烯烃聚合物。
合适的聚醚或聚醚胺的例子优选为包含聚氧-C2-C4-亚烷基部分的化合物，可通过使C2-C60-链烷醇、C6-C30-链烷二醇、单-或二-C2-C30-烷基胺、C1-C30-烷基环己醇或C1-C30-烷基酚与每个羟基或氨基1-30mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或环氧丁烷反应获得，和当为聚醚胺时，随后用氨、单胺或多胺还原性胺化获得。这种产品具体在EP-A-310875、EP-A-356725、EP-A-700985和US-A-4,877,416中有述。例如，所应用的聚醚胺可以为聚-C2-C6-环氧烷胺或它的官能衍生物。它的典型实例为十三烷醇丁氧化物或异十三烷醇丁氧化物、异壬基苯酚丁氧化物以及聚异丁烯醇丁氧化物和丙氧化物，以及与氨的对应反应产物。
长链链烷醇的羧酸酯的例子具体为长链链烷醇或多元醇的单-、二-或三羧酸的酯，具体如DE-A-3838918中所述。所应用的单-、二-或三羧酸可以为脂族或芳族酸；合适的酯醇或多元醇具体为具有例如6-24个碳原子的长链代表性物质。所述酯的典型代表是异辛醇、异壬醇、异癸醇和异十三烷醇的己二酸酯、邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯和偏苯三酸酯，例如邻苯二甲酸二-(正或异十三烷醇)酯。
进一步合适的载体油体系例如在DE-A-3826608、DE-A-4142241、DE-A-4309074、EP-A-0452328和EP-A-0548617中有述，它们在这里作为参考引入。
特别合适的合成载体油的例子为具有约5-35、例如约5-30个C3-C6-环氧烷单元的醇开始的聚醚，其中所述环氧烷单元例如选自环氧丙烷、环氧正丁烷和环氧异丁烷单元或它们的混合物。合适的起始醇的非限定性例子为长链链烷醇或被长链烷基取代的酚，其中所述长链烷基特别为直链或支链的C6-C18烷基。优选的例子包括十三烷醇和壬基酚。
另外合适的合成载体油为烷氧基化的烷基酚，如在DE-A-10102913.6中所述。
也可以应用矿物载体油、合成载体油及矿物和合成载体油的混合物。
可以应用适用于燃料的任何溶剂和任选的助溶剂。在燃料中应用的合适溶剂的例子包括:非极性烃熔剂如煤油、重芳烃溶剂(“solventnaphtha heavy”、“Solvesso150”)、甲苯、二甲苯、链烷烃、石油、石油溶剂、由Shell公司以商品名“SHELLSOL”出售的那些、和类似物。合适的助溶剂的例子包括:极性溶剂如酯和特别是醇(例如叔丁醇、异丁醇、己醇、2-乙基己醇、2-丙基庚醇、癸醇、异十三烷醇、丁二醇、和醇混合物如由Shell公司以商品名“LINEVOL”出售的那些，特别是为C7-9伯醇混合物的LINEVOL79，或可商购的C12-14醇混合物)。
适用于液体燃料的去雾剂/破乳剂在现有技术中是公知的。非限定性例子包括乙二醇氧代烷基化多元醇共混物(如以商品名TOLADTM9312出售的)、烷氧基化苯酚甲醛聚合物、酚/甲醛或用C1-18环氧化物和双环氧化物通过氧代烷基化作用改性的C1-18烷基酚/-甲醛树脂氧代烷基化物(如以商品名TOLADTM9308出售的)、和用双环氧化物、二酸、二酯、二醇、二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯或二异氰酸酯交联的C1-4环氧化物共聚物、和它们的共混物。乙二醇氧代烷基化多元醇共混物可以是用C1-4环氧化物氧代烷基化的多元醇。用C1-18环氧化物和双环氧化物通过氧代烷基化作用改性的C1-18烷基酚酚/甲醛树脂氧代烷基化物例如可以基于甲酚、叔丁基酚、十二烷基酚或二壬基酚或酚的混合物(如叔丁基酚和壬基酚的混合物)。去雾剂应该以足够量应用，以防止出现当没有去雾剂的汽油接触水时可能发生的成雾现象，和该量在这里将被称为“去雾量”。通常，以汽油的重量计，该量为约0.1-20ppmw(例如约0.1-10ppm)，更优选为1-15ppmw，仍更优选为1-10ppmw，有利地为1-5ppmw。
在汽油中使用的其它常用添加剂有：防腐剂，例如基于有机羧酸的铵盐，所述盐倾向于形成薄膜，或者用于非铁金属防腐的杂环芳烃；抗氧化剂或稳定剂，例如基于胺如苯二胺，例如对苯二胺、N,N′-二-仲丁基对苯二胺、二环己基胺或其衍生物、或酚如2,4-二-叔丁基酚或3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯基丙酸；抗静电剂；金属茂如二茂络铁；甲基环戊二烯基锰三羰基；润滑添加剂，如某些脂肪酸、烯基琥珀酸酯、双(羟基烷基)脂族胺、羟基乙酰胺或蓖麻油；以及染料(标识剂)。如果合适，也可以添加胺，例如在WO03/076554中所述。可以应用任选的阀座凹陷保护添加剂如聚合有机酸的钠或钾盐。
在这里汽油组合物还可以包含清净剂添加剂。合适的清净剂添加剂包括在WO2009/50287中公开的那些，它在这里作为参考引入。
在这里的汽油组合物中应用的优选清净剂添加剂通常具有至少一个数均分子量(Mn)为85-20000的疏水性烃基和至少一个选自如下的极性部分:
(A1)具有至多6个氮原子的单-或多氨基，其中至少一个氮原子具有碱性；
(A6)由羟基、单-或多氨基团或由氨基甲酸酯基团终止的聚氧-C2-至-C4-亚烷基，其中至少一个氮原子有碱性；
(A8)由琥珀酸酐衍生和具有羟基和/或氨基和/或酰胺基和/或酰亚胺基的部分；和/或
(A9)通过取代酚与醛和单-或多胺的曼尼希反应获得的部分。
上述清净添加剂中用来确保在基础流体中有足够溶解度的疏水性烃基的数均分子量(Mn)为85-20000，特别是113-10000，更特别是300-5000。典型的疏水性烃基，特别是与极性部分(A1)、(A8)和(A9)连接的疏水性烃基，包括聚烯烃(聚烯烃)，如Mn为300-5000、优选为500-2500、更优选为700-2300、和具体为700-1000的聚丙烯基、聚丁烯基和聚异丁烯基。
上述清净剂添加剂的非限定性例子包括如下：
包含单-或多胺基团(A1)的添加剂优选为基于Mn为300-5000的聚丙烯或传统(即大多数具有内部双键)的聚丁烯或聚异丁烯的聚亚烷基单-或聚亚烷基多胺。当大多数具有内部双键(通常为β和γ位)的聚丁烯或聚异丁烯被用作制备添加剂的初始材料时，可能的路线是通过氯化和随后的胺化，或者用空气或臭氧氧化双键以得到羰基或羧基化合物和随后在还原(加氢)条件下胺化。在这里用来胺化所应用的胺可以是例如氨、单胺或多胺，如二甲基氨基丙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺。基于聚丙烯的相应添加剂具体在WO-A-94/24231中有述。
包含单氨基团(A1)的其它优选添加剂为平均聚合度为5-100的聚异丁烯与氮氧化物或氮氧化物和氧的混合物的反应产物的加氢产品，具体如WO-A-97/03946中所述。
包含单氨基团(A1)的其它优选添加剂为由聚异丁烯环氧化物通过与胺反应、和随后脱水和氨基醇的还原所获得的化合物，具体在DE-A-19620262中有述。
包含聚氧-C2-C4-亚烷基部分(A6)的添加剂优选为通过如下反应获得的聚醚或聚醚胺：C2-C60-链烷醇、C6-C30-链烷二醇、单-或二-C2-C30-烷基胺、C1-C30-烷基环己醇或C1-C30-烷基酚与每个羟基或氨基1-30mol环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或环氧丁烷反应，和当为聚醚胺时，随后用氨、单胺或多胺还原胺化。这种产品具体在EP-A-310875、EP-A-356725、EP-A-700985和US-A-4877416中有述。当为聚醚时，这种产品也具有载体油的特性。这些物质的典型实例为十三烷醇丁氧化物、异十三烷醇丁氧化物、异壬基苯酚丁氧化物和聚异丁烯醇丁氧化物和丙氧化物、以及与氨的对应反应产物。
包含衍生自琥珀酸酐和具有羟基和/或氨基和/或酰胺基和/或酰亚胺基的部分(A8)的添加剂优选为聚异丁烯基琥珀酸酐的对应衍生物，它可通过用Mn为300-5000的传统的或高反应的聚异丁烯与马来酸酐通过热路线或经由氯代聚异丁烯反应获得。特别有利的是带有脂族多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺的衍生物。这种添加剂具体在US-A-4849572中有述。
包含通过取代酚与醛和单-或多胺的曼尼希反应获得的部分(A9)的添加剂优选为聚异丁烯-取代酚与甲醛和单-或多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺或二甲基氨基丙胺的反应产物。聚异丁烯基取代酚可以源自传统或高反应性的Mn为300-5000的聚异丁烯。这种“聚异丁烯曼尼希碱”具体在EP-A-831141中有述。
在本发明的汽油组合物中应用的清净剂添加剂优选包含至少一种含氮的清净剂，更优选为至少一种包含数均分子量为300-5000的疏水性烃基的含氮清净剂。含氮清净剂优选选自聚烯烃单胺、聚醚胺、聚烯烃曼尼希胺和聚烯烃琥珀酰亚胺。含氮清净剂方便地可以为聚烯烃单胺。
在本发明的液体燃料组合物中，如果所应用的基础燃料为柴油燃料，则在本发明中用作基础燃料的柴油燃料包括在汽车压燃式发动机中应用的柴油燃料，以及在其它类型发动机如越野、船用、铁路和固定式发动机中应用的柴油燃料。在本发明的液体燃料组合物中用作基础燃料的柴油燃料也可以方便地称为“柴油基础燃料”。
柴油基础燃料本身可以包含两种或更多种不同的柴油燃料组分的混合物，和/或按如下所述添加添加剂。
这种柴油燃料将包含一种或多种基础燃料，所述基础燃料通常可能包含液态烃中间馏分粗柴油如石油衍生的粗柴油。取决于等级和用途，这种燃料通常具有常规柴油范围的150-400℃的沸点。它们在15℃的密度(例如ASTM D4502或IP365)通常为750-1000kg/m3，优选为780-860kg/m3，和十六烷值(ASTM D613)为35-120，更优选为40-85。它们的初沸点通常为150-230℃和终沸点通常为290-400℃。它们在40℃下的运动粘度(ASTM D445)可以合适地为1.2-4.5mm2/s。
石油衍生的粗柴油的例子为Swedish Class1基础燃料，它在15℃的密度(SS-EN ISO3675、SS-EN ISO12185)为800-820kg/m3，T95(SS-EN ISO3405)为320℃或更低，和在40℃的运动粘度(SS-ENISO3104)为1.4-4.0mm2/s，正如瑞典国家规格EC1中所定义。
任选地，非矿物油基础燃料如生物燃料或费-托衍生燃料也可以形成或存在于柴油燃料中。这种费-托燃料例如可以衍生自天然气、液化天然气、石油或页岩油、石油或页岩油加工渣油、煤或生物质。
在柴油燃料中应用的费-托衍生燃料的量可以为全部柴油燃料的0-100vol%，优选为5-100vol%，更优选为5-75vol%。对于这种柴油燃料，可能理想的是包含10vol%或更多、更优选20vol%或更多、仍更优选30vol%或更多的费-托衍生燃料。对这种柴油燃料，特别优选的是含30-75vol%和特别地30-70vol%的费-托衍生燃料。剩余的柴油燃料由一种或多种其它柴油燃料组分组成。
这种费-托衍生燃料组分为中间馏分燃料范围的任何馏分，它可以由(任选加氢裂化的)费-托合成产品中分离出来。典型的馏分的沸点在石脑油、煤油或粗柴油范围内。优选应用沸点在煤油或粗柴油范围内的费-托产品，因为这些产品例如在国内环境中更易于处理。这种产品合适地包含大于90wt%的沸点为160-400℃、优选至约370℃的馏分。费-托衍生煤油和粗柴油的例子在以下专利文献中有述：EP-A-0583836、WO-A-97/14768、WO-A-97/14769、WO-A-00/11116、WO-A-00/11117、WO-A-01/83406、WO-A-01/83648、WO-A-01/83647、WO-A-01/83641、WO-A-00/20535、WO-A-00/20534、EP-A-1101813、US-A-5766274、US-A-5378348、US-A-5888376和US-A-6204426。
费-托产品合适地包含大于80wt%和更合适地大于95wt%的异和正链烷烃和小于1wt%的芳烃，剩余量为环烷烃化合物。硫和氮的含量非常低，和通常低于这些化合物的检测限。因为这个原因，含费-托产品的柴油燃料组合物的硫含量可能非常低。
柴油燃料组合物优选包含不大于5000ppmw的硫，更优选不大于500ppmw，或不大于350ppmw，或不大于150ppmw，或不大于100ppmw，或不大于70ppmw，或不大于50ppmw，或不大于30ppmw，或不大于20ppmw，或最优选不大于10ppmw的硫。
在这里应用的其它柴油燃料组分包括衍生自生物材料的所谓的“生物燃料”。例子包括脂肪酸烷基酯(FAAE)。这种组分的例子可以在WO2008/135602中找到。
柴油基础燃料本身可以添加添加剂(含添加剂)或未添加添加剂(不含添加剂)。如果添加添加剂，例如在炼厂添加，则它会包含少量一种或多种选自如下的添加剂，例如抗静电剂、管道减阻剂、流动改进剂(例如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物或丙烯酸酯/马来酸酐共聚物)、润滑添加剂、抗氧化剂和蜡质防沉降剂。
含清净剂的柴油燃料添加剂是已知和可商购的。这种添加剂可以以各种浓度添加到柴油燃料中，以减少、消除或减慢发动机沉积物的累积。
适用于本目的的柴油燃料添加剂的清净剂的例子包括聚烯烃取代的多胺的琥珀酰亚胺或琥珀酰胺，例如聚异丁烯琥珀酰亚胺或聚异丁烯胺琥珀酰胺、脂族胺、曼尼希碱或胺和聚烯烃(例如聚异丁烯)马来酸酐。琥珀酰亚胺分散剂添加剂例如在如下文献中有述：GB-A-960493、EP-A-0147240、EP-A-0482253、EP-A-0613938、EP-A-0557516和WO-A-98/42808。特别优选的是聚烯烃取代的琥珀酰亚胺如聚异丁烯琥珀酰亚胺。
柴油燃料添加剂共混物可以包含除清净剂之外的其它组分。例子有：润滑性增强剂；去雾剂，如烷氧基化的苯酚甲醛聚合物；消泡剂(如聚醚改性的聚硅氧烷)；点火改进剂(十六烷值改进剂)(如2-乙基己基硝酸酯(EHN)、硝酸环己酯、二-叔丁基过氧化物和在US-A-4208190的第2栏第27行至第3栏第21行公开的那些)；防锈剂(如四丙烯基琥珀酸的丙烷-1,2-二醇半酯、或琥珀酸衍生物的多元醇酯、在至少一个α碳原子上具有含20-500个碳原子的未取代或取代脂族烃基的琥珀酸衍生物,例如聚异丁烯取代的琥珀酸的季戊四醇二酯)；防腐剂；除臭剂；耐磨添加剂；抗氧化剂(如酚类如2,6-二-叔丁基酚、或苯二胺如N,N′-二-仲丁基对苯二胺)；金属钝化剂；助燃剂；抗静电添加剂；冷流动改进剂；和蜡质防沉降剂。
柴油燃料添加剂共混物可以包含润滑性增强剂，特别是当柴油燃料组合物具有低(例如500ppmw或更小)的硫含量时。在添加添加剂的柴油燃料组合物中，润滑性增强剂方便地以小于1000ppmw的浓度存在，优选为50-1000ppmw，更优选为70-1000ppmw。合适的商购润滑性增强剂包括酯基和酸基添加剂。其它润滑性增强剂在专利文献中有述，特别是与它们在低硫含量的柴油燃料中应用有关，例如：
-Danping Wei和H.A.Spikes的论文“The Lubricity of DieselFuels”,Wear,III(1986)217-235;
-WO-A-95/33805–增强低硫燃料润滑性的冷流动改进剂；
-US-A-5490864-作为低硫柴油燃料的耐磨润滑添加剂的某些二硫代磷酸二酯-二醇；和
-WO-A-98/01516-具有连在其芳核上的至少一个羧基的某些烷基芳族化合物，从而具体在低硫柴油燃料中赋予耐磨润滑效果。
对于柴油燃料组合物来说，也可能优选的是包含消泡剂，更优选的是与防锈剂和/或防腐剂和/或润滑性增强添加剂组合。
除非另有说明，在添加添加剂的柴油燃料组合物中每种所述任选的添加剂组分的(活性物质)浓度优选为至多10000ppmw，更优选为0.1-1000ppmw，有利地为0.1-300ppmw，如0.1-150ppmw。
在柴油燃料组合物中任何去雾剂的(活性物质)浓度优选为0.1-20ppmw，更优选为1-15ppmw，仍更优选为1-10ppmw，和特别地为1-5ppmw。所存在的任何点火改进剂的(活性物质)浓度优选为2600ppmw或更小，更优选为2000ppmw或更小，甚至更优选为300-1500ppmw。在柴油燃料组合物中任何清净剂的(活性物质)浓度优选为5-1500ppmw，更优选为10-750ppmw，最优选为20-500ppmw。
例如，在柴油燃料组合物的情况下，燃料添加剂共混物通常包含任选与如上所述其它组分组合的清净剂，和与柴油燃料相容的稀释剂，后者可以是矿物油、溶剂如由Shell公司以商品名“SHELLSOL”出售的那些、极性溶剂如酯和特别的醇，例如己醇、2-乙基己醇、癸醇、异十三烷醇和醇的混合物如由Shell公司以商品名“LINEVOL”出售的那些，特别是为C7-9伯醇的混合物的LINEVOL79，或可商购的C12-14醇混合物。
柴油燃料组合物中添加剂的总含量可以合适地为0-10000ppmw和优选低于5000ppmw。
在上文中，组分的量(浓度、vol%、ppmw、wt%)均为活性物质的，即不包括挥发性溶剂/稀释剂。
通过混合至少一种主要的燃料添加剂与适用于内燃机的基础燃料生产本发明的液体燃料组合物。如果与主要的燃料添加剂混合的基础燃料是汽油，则所生产的液体燃料组合物为汽油组合物；同样地，如果与燃料添加剂混合的基础燃料是柴油燃料，则所生产的液体燃料组合物为柴油燃料组合物。
已经令人惊奇地发现在液体燃料组合物中应用在100℃下运动粘度为27cSt或更小和在250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选20wt%或更小的燃料添加剂和摩擦调节剂，对于利用包含所述添加剂的液体燃料组合物作为燃料的内燃机，特别是当本发明的液体燃料组合物为汽油组合物时，相对于与应用液体基础燃料作为燃料的内燃机而言，在改进燃料经济性方面提供了益处。
因此，本发明提供一种提高适用于内燃机的液体基础燃料的燃料经济性的方法，所述方法包括使至少一种在100℃下运动粘度为27cSt或更小和在250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小的燃料添加剂和至少一种摩擦调节剂与主要部分的适用于内燃机的液体基础燃料混合。
另外，在液体燃料组合物中与摩擦调节剂组合应用至少一种在100℃下运动粘度为27cSt或更小和在250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小的燃料添加剂，对于利用本发明的液体燃料组合物作为燃料的内燃机，相对于利用液体基础燃料作为燃料的内燃机而言，也可以在改进润滑剂性能方面提供益处。
因此，本发明还提供一种提高内燃机润滑剂性能的方法，所述方法包括利用本发明的液体燃料组合物作为包含发动机润滑剂的内燃机的燃料。
另外，在液体燃料组合物中应用至少一种在100℃下运动粘度为27cSt或更小和在250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小的燃料添加剂和至少一种摩擦调节剂，还可以在提高利用本发明的液体燃料组合物作为燃料的内燃机的润滑剂的燃料经济性方面提供益处。
因此，本发明提供一种提高内燃机的润滑剂的燃料经济性的方法，所述方法包括为包含润滑剂的内燃机提供液体燃料组合物作为燃料，所述液体燃料组合物包含：
-适用于内燃机的基础燃料；和
-至少一种燃料添加剂，其具有如下性质:
(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和
(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%、优选为20wt%或更小；和
-至少一种摩擦调节剂。
润滑油
本发明的润滑油组合物包含作为基础流体的润滑油，和它适合用作发动机曲轴箱润滑剂。
相对于润滑油组合物的总重量，在润滑油组合物中包含的润滑油的总量为至少60wt%，优选为60-92wt%，更优选为75-90wt%，和最优选为75-88wt%。
对于在润滑油组合物中应用的润滑油没有特别限制，和可以方便地应用各种传统的已知矿物油和合成油。
在润滑油组合物中应用的润滑油可以方便地包括一种或多种矿物油和/或一种或多种合成油的混合物。
矿物油包括液体石油和溶剂处理后或酸处理后的链烷类、环烷类、或混合链烷/环烷类的矿物润滑油，它可以进一步通过加氢精制方法和/或脱蜡进行精制。
环烷类润滑油具有低粘度指数(VI)(通常为40-80)和低倾点。这种润滑油由富含环烷烃和低蜡含量的原料生产，和主要用于颜色和颜色稳定性很重要而VI和氧化稳定性次要的润滑剂。
链烷类润滑油具有较高的VI(通常>95)和高的倾点。所述润滑油由富含链烷烃的原料生产，和用于VI和氧化稳定性很重要的润滑剂。
费-托衍生的润滑油可以在润滑油组合物中方便地应用，费-托衍生的润滑油例如在如下专利中进行了公开：EP-A-776959、EP-A-668342、WO-A-97/21788、WO-00/15736、WO-00/14188、WO-00/14187、WO-00/14183、WO-00/14179、WO-00/08115、WO-99/41332、EP-1029029、WO-01/18156和WO-01/57166。
合成过程能够由较简单的物质构造分子或者改变分子的结构以给出所要求的精确特性。
合成润滑油包括烃油如烯烃低聚物(PAO)、二元酸酯、多元醇酯、和脱蜡后的蜡质残液。可以方便地应用由Royal Dutch/Shell Group公司以“XHVI”(商品名)出售的合成烃基础油。
润滑油优选由按ASTM D2007测量含大于80wt%、优选大于90wt%的饱和物的矿物油和/或合成油组成。
另外优选的是润滑油含有以元素硫计和按ASTM D2622、ASTMD4294、ASTM D4927或ASTM D3120测量小于1.0wt%、优选小于0.1wt%的硫。
按ASTM D2270测量，润滑油的粘度指数优选大于80，更优选大于120。
润滑油在100℃下的运动粘度优选为2-80mm2/s，更优选为3-70mm2/s，最优选为4-50mm2/s。
以润滑油的总重量计，润滑油中磷的总量优选为0.04-0.1wt%，更优选为0.04-0.09wt%，和最优选为0.045-0.09wt%。
以润滑油的总重量计，润滑油的硫酸盐灰分含量优选不大于1.0wt%，更优选不大于0.75wt%，和最优选不大于0.7wt%。
以润滑油组合物的总重量计，润滑油组合物的硫含量优选不大于1.2wt%，更优选不大于0.8wt%，和最优选不大于0.2wt%。
润滑油组合物还可以包含添加剂如抗氧化剂、耐磨添加剂、清净剂、分散剂、摩擦调节剂、粘度指数改进剂、倾点下降剂、防腐剂、消泡剂和密封固定或密封相容剂。
可以方便地应用的抗氧化剂包括选自胺类抗氧化剂和/或酚类抗氧化剂的那些。
在一个优选的实施方案中，以润滑油组合物的总重量计，所述抗氧化剂以0.1-5.0wt%的量存在，更优选的量为0.3-3.0wt%，和最优选的量为0.5-1.5wt%。
润滑油组合物可以方便地包含单种二硫代磷酸锌或者两种或更多种二硫代磷酸锌的组合作为耐磨添加剂，所述或每种二硫代磷酸锌均选自二烷基-、二芳基或烷基芳基-二硫代磷酸锌。
以润滑油组合物的总重量计，润滑油组合物通常可以包含0.4-1.0wt%的二硫代磷酸锌。
在本发明的润滑油组合物中可以方便地应用附加或替代的耐磨添加剂。
合适的替代耐磨添加剂包括含硼化合物如硼酸盐、硼酸化脂族胺、硼酸化环氧化物、碱金属(或者混合的碱金属或碱土金属)硼酸盐和硼酸化的过碱性金属盐。以润滑油组合物的总重量计，所述含硼的耐磨添加剂可以方便地以0.1-3.0wt%的量加入到润滑油中。
可以在润滑油组合物中应用的典型清净剂包括一种或多种水杨酸盐和/或酚盐和/或磺酸盐清净剂。
但因为用作清净剂的金属有机和无机碱性盐对润滑油组合物的硫酸盐灰分含量可能有贡献，因此，在本发明的优选实施方案中，使这种添加剂的量最小化。
另外，为了保持低的硫浓度，水杨酸盐清净剂是优选的。
因此，在一个优选的实施方案中，润滑油组合物可以包含一种或多种水杨酸盐清净剂。
为了使润滑油组合物的硫酸盐灰分的总含量以润滑油组合物的总重量计保持在优选不大于1.0wt%的浓度，更优选不大于0.75wt%的浓度，和最优选不大于0.7wt%的浓度，所述清净剂的用量以润滑油组合物的总重量计优选为0.05-12.5wt%，更优选为1.0-9.0wt%，和最优选为2.0-5.0wt%。
另外，优选的是所述清净剂独立地具有按ISO3771测量的10-500mg.KOH/g的TBN值(总碱值)，更优选为30-350mg.KOH/g，和最优选为50-300mg.KOH/g。
润滑油组合物可以另外包含无灰分散剂，以润滑油组合物的总重量计，它优选以5-15wt%的量混合。
可以应用的无灰分散剂的例子包括在日本专利1367796、1667140、1302811和1743435中公开的聚烯基琥珀酰亚胺和聚烯基琥珀酸酯。优选的分散剂包括硼酸化的琥珀酰亚胺。
可以在润滑油组合物中方便地应用的粘度指数改进剂的例子包括苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯星形共聚物及聚甲基丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯共聚物。以润滑油组合物的总重量计，这种粘度指数改进剂可以方便地以1-20wt%的量应用。
聚甲基丙烯酸酯可以作为有效的倾点下降剂在润滑油组合物中方便地应用。
另外，化合物如烯基琥珀酸或它的酯部分、苯并三唑基化合物和噻二唑基化合物可以作为防腐剂在润滑油组合物中方便地应用。
化合物如聚硅氧烷、二甲基聚环己烷和聚丙烯酸酯可以作为消泡剂在润滑油组合物中方便地应用。
可以作为密封固定或密封相容剂在润滑油组合物中方便地应用的化合物包括例如商购的芳族酯。
由如下实施例可以进一步理解本发明。除非另有说明，在实施例中公开的所有量和浓度均以完全配制的燃料组合物的重量为基准。
实施例
实施例1
在如下实施例中，应用了三种商购的摩擦调节剂(FM):
FM10-为按WO2009/50287的实施例4油酸和氨基乙基乙醇胺按3:1的摩尔比的反应产物。
FM11-为C8-C18脂肪酸和C18不饱和脂肪酸与二乙醇胺和环氧丙烷的反应产物(如WO2010/05720中所公开)。
FM14-由Sanzheng Polymer Company商购的CH-5。
在下面的实施例中，按如下应用商购的粘度控制剂(VCA):
VCA2-由Chevron商购的Synfluid PAO-5。
表1给出了在每一种添加剂共混物中存在的各种添加剂(清净剂添加剂包、VCA、FM和溶剂)的相对量(wt%)。
在一些实施例中，溶剂如由Shell商购的Shellsol A150和2-乙基己醇也被共混入添加剂包中以提高添加剂包的稳定性和处理。
表1
Figure BDA0000425484510000411
1.按对应于ASTM D445的标准测试方法IP71(Energy InstituteUK)测量的以mm2/s表示的在40℃下的运动粘度
2.按对应于ASTM D445的标准测试方法IP71(Energy InstituteUK)测量的以mm2/s表示的在100℃下的运动粘度
n.d.=未定
表1中给出的添加剂共混物具有改进的可处理性特性如改进的粘度特性。
以总汽油燃料组合物计，表1中的添加剂共混物每一种均以10-6000ppmw的量共混入EN228汽油燃料中。
实施例的燃料组合物通过流体动力学和边界润滑效果提供了改进的燃料经济性益处、好的清洁性和降低的摩擦。
实施例2-5
可用作第一燃料添加剂和第二燃料添加剂的多个商购组分的组成和特性在下面给出。这些组分中的一些在实施例2-5中应用。
Durasyn165，由INEOS Oligomers商购的PAO-5。
Durasyn162，由INEOS Oligomers商购的PAO-2。
Priolube3970，由Croda Europe Limited商购的三羟甲基丙烷的C7-C9酯。
FM10-为按WO2009/50287的实施例4油酸和氨基乙基乙醇胺按3:1的摩尔比的反应产物。
Ethomeen T12e，由牛油胺与平均2摩尔环氧乙烷产生的乙氧化胺，由AkzoNobel商购。
FM11-为C8-C18脂肪酸和C18不饱和脂肪酸与二乙醇胺和环氧丙烷的反应产物(如WO2010/05720中所公开)。
Figure BDA0000425484510000431
实施例2
产品1-18使用改性的HFRR(ISO12156)方法测试以允许在汽油中测试。使用改性的HFRR测试确定汽油组合物的润滑性。改性的HFRR测试基于ISO12156-1，使用由PCS Instruments GasolineConversion Kit补充的PCS Instruments HFRR，和使用的流体体积为15.0ml(+/-0.2ml)和流体温度为25.0℃(+/-1℃)，和其中使用PTFE盖子覆盖测试样品，以使蒸发最小化。
在符合EN228规格、不含乙醇(E0)的无铅汽油中以200mg/L测试添加剂。较低的润滑性和摩擦系数结果表明较好的摩擦调节效果和更好的燃料经济性。这由下表2中的摩擦调节剂d-j证明。
表2
Figure BDA0000425484510000441
该实施例表明设计用于清净剂性能的分子(a-c)不具有摩擦调节性能，和设计用于VCA性能的分子(k-r)不具有摩擦调节性能。
实施例3
5种类型的三辆车(参见表3)完成了10,000英里的路上混合驾驶风格的里程积累。车辆使用标准的ULG95，这是一种符合标准规格EN228的无乙醇基础燃料。在每种情况下，基础燃料用相同的商购清净剂添加剂包预处理，和每种燃料另外以表4中所列浓度包含测试添加剂。
表3
VW Golf 1.61tr S
Ford Mondeo 2.01tr Edge
Mitsubishi Lancer 1.81tr GS2
GM Zafira 1.6 16v Active
Honda Civic 1.8 SE
表4测试燃料组合物
在稳态条件下测试燃料组合物(32km/h第二档)。针对每辆车在10,000英里时进行两次排放测试。
10,000英里后润滑剂中的测试添加剂浓度用GC-气相色谱(PAO5)或NMR(CH-2C和CH-5)测定。
摩擦调节剂CH-2C和CH-5由Shanghai Sanzheng PolymerCompany商购。
PAO-5为由Chevron Philips商购的Synfluid PAO5。
实施例4
测试两种燃料以研究添加剂向润滑剂的转移。
在里程表为约22,000英里的两辆Ford Focus ST-22.51tr汽车上进行测试。所使用的润滑剂为由Shell Lubricants商购的Helix UltraExtra5W-30。基础燃料为EN228汽油基础燃料。所述汽车利用包含添加剂包、摩擦调节剂和粘度控制添加剂的添加添加剂的燃料运行。
在测试开始时和在高速循环底盘测力程序上12,000里程积累结束时对润滑剂取样。不许加满油。在测试开始和结束时测量润滑剂中添加剂的量，PAO5利用GC测量和FM10利用Priolube3970或LC-MS(液相色谱-质谱)测量。
表5
实施例3和4确定了摩擦调节剂和VCA化学组分均可以由燃料转移到润滑剂中，和由实施例3可知，二者均提供了燃料经济益处。
实施例5
应用实验台发动机测试，如实施例4所示，将直接加入发动机油箱润滑剂中以模拟添加剂和添加剂组合积累的不同添加剂的燃料消耗和燃料经济益处与使用无添加剂润滑剂的结果进行比较。测试应用Ford Zetec1.988升4缸内嵌DOHC汽油发动机。所应用的燃料为EN228低硫E5汽油。所应用的润滑剂为Shell Helix5W-30或ShellHelix Plus10W40。
发动机是清洁的和没有超常浓度的吸入阀沉积物(IVD)和燃烧室沉积物(CCD)。测试基于连续重复一组速度/负荷点(测试周期)进行。所述周期经过大约21小时的总时间段(16小时一整夜的润滑剂脱绿和5小时的燃料消耗测量)，其间定期中断以获取润滑剂样品和向曲轴箱中注入添加剂。在油箱加料之前和之后制动燃料比耗(BSFC)测量值的变化百分比在下表中给出，为了便于比较，其中所述数据表示为测试条件的平均值。
表6
该实施例确定了当在润滑剂中存在时，摩擦调节剂和VCA化学组分均可以使燃料消耗益处增加%。摩擦调节剂和VCA组分组合显示出的燃料消耗益处增加%超出和高于添加剂增加。
实施例3和5的组合结果表明，在燃料添加剂制剂中使用摩擦调节剂和VCA具有改进燃料消耗的益处，地即改进了燃料经济。

Claims (15)

1.液体燃料组合物，其包含：
(a)适用于内燃机的基础燃料；
(b)选自一种或多种具有如下特性的粘度控制剂的第一燃料添加剂：
(i)100℃下运动粘度为27cSt或更小；和
(ii)250℃下NOACK挥发度为100wt%或更小；和
(c)选自一种或多种摩擦调节剂的第二燃料添加剂。
2.权利要求1的液体燃料组合物，其中所述一种或多种摩擦调节剂选自烷氧基胺的酯或氮衍生物、聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物、具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物、聚(羟基羧酸)衍生物、聚醚胺、羟基多元羧酸的酯或氮衍生物、羧酸的氮衍生物、羧酸的酯衍生物、烷基琥珀酸的酯、烷氧基化的醇、烷氧基化的胺、烷氧基化的酰胺或酯、和它们的混合物。
3.权利要求2的液体燃料组合物，其中所述一种或多种摩擦调节剂选自聚(羟基羧酸)酰胺盐衍生物、具有终端酸基的聚(羟基羧酸)衍生物、聚(羟基羧酸)衍生物、聚醚胺、烷氧基胺的酯或氮衍生物、烷氧基化的酰胺或酯、和烷氧基化的胺。
4.权利要求1-3任一项的液体燃料组合物，其中以液体燃料组合物的总重量计，液体燃料组合物中存在的第二燃料添加剂的量为至少10ppmw，和优选为至多2wt%。
5.权利要求1-4任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂在250℃下的NOACK挥发度为20wt%或更小，优选15wt%或更小。
6.权利要求1-5任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂在250℃下的NOACK挥发度为10wt%或更小，优选6wt%或更小。
7.权利要求1-6任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂在100℃下的运动粘度为17cSt或更小。
8.权利要求1-7任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂在100℃下的运动粘度为2-8cSt，优选为3-8cSt，更优选为4-6cSt。
9.权利要求1-8任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂为聚α-烯烃。
10.权利要求9的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂为PAO-5。
11.权利要求1-8任一项的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂为酯。
12.权利要求11的液体燃料组合物，其中第一燃料添加剂为三甲基丙烷酯。
13.权利要求1-12任一项的液体燃料组合物，其中以液体燃料组合物的总重量计，液体燃料组合物中存在的第一燃料添加剂的量为5ppmw至2wt%。
14.权利要求1-13任一项的液体燃料组合物，其中基础燃料为汽油。
15.一种提高内燃机燃料经济性的方法，所述方法包括为包含润滑剂的内燃机提供权利要求1-14任一项的液体燃料组合物作为燃料。
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