CN106544064B - 多羟基烷基醚胺和含有其的燃料 - Google Patents

多羟基烷基醚胺和含有其的燃料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了多羟基烷基醚胺和含有其的燃料。用于改进发动机中的燃料经济性的燃料添加剂和方法。所述方法包括为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计​​约10‑约750ppm的具有下式的燃料稳定添加剂：其中R1包括具有6‑30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2‑25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2‑5个碳原子的亚烷基，R4是含有2‑3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数，以及在发动机中燃烧所述燃料组合物。

Description

多羟基烷基醚胺和含有其的燃料
技术领域：
本公开内容涉及改进燃料经济性的汽油燃料组合物和能够被配制成在低温下保持在流体状态的燃料添加剂包（package）的燃料添加剂的用途。具体地，本公开内容涉及降低发动机部件的摩擦或磨损并改进发动机的燃料经济性、同时在燃料添加剂包中保持稳定的多羟基烷基醚胺添加剂。
背景技术：
不断改进车辆的燃料组合物以提高燃料的各种特性，从而使其适应用于更新更先进的发动机，包括直喷式汽油发动机。因此，燃料组合物通常包含针对需要改进的某些特性的添加剂。例如，将摩擦改进剂，如脂肪酸酰胺添加到燃料中以降低发动机的燃料输送系统中的摩擦和磨损。但是，某些脂肪酰胺在低储存温度下在燃料的添加剂包中可能不稳定并且这样的脂肪酸酰胺的性能经常较不合乎需要。燃料添加剂在发动机运行期间可以被传送入油槽，因此也有益于发动机润滑剂的燃料添加剂是合乎需要的。尽管可以有益地将这样的添加剂添加到润滑剂而非燃料中，但这样的添加剂无法有效改善燃料输送系统中的磨损。另外，当添加到燃料而非润滑剂中时，这样的添加剂可以降低发动机的活塞环区域中的摩擦和磨损并由此改进燃料经济性。因此，将添加剂包含在燃料中是有利的，这可提供改进的燃料输送系统磨损保护以及改进的燃料经济性两者。
脂肪酸与多羟基醇的偏酯(例如单油酸甘油酯(GMO))作为润滑剂组合物的摩擦改进剂是已知的。类似地，二乙醇胺脂肪酰胺也是公知的摩擦改进剂。尽管GMO和脂肪酰胺摩擦改进剂在被加入到润滑剂中时可以改进燃料经济性，但是GMO和某些二乙醇胺脂肪酰胺在用于燃料的添加剂包中可能是不稳定的或者可能导致汽油发动机中的进气阀沉积物的增加。此外，当在燃料组合物中使用GMO或某些脂肪酰胺时，燃料经济性的改进可能低于所期望的。因此，GMO和脂肪酰胺摩擦改进剂不能被有利地加入到燃料组合物中，以改进燃料递送系统的磨损保护而没有有害的和不期望的副作用。
脂肪胺乙氧基化物作为可以降低燃料消耗的燃料添加剂也是已知的。然而，这样的脂肪胺乙氧基化物通常来源于天然来源，并且因此可以随区域和随时间变化。此外，一些脂肪胺乙氧基化物具有高的凝固点或在室温下是固体，并且可能需要加热或使用溶剂储存和处理。最后，脂肪胺乙氧基化物通常与燃料组合物具有差的低温相容性。
据信某些醚胺多烷氧基化物可用作汽油燃料中的防腐蚀添加剂。然而，这样的化合物在NACE TM0172-2001腐蚀试验中在腐蚀方面表现较差，并且可以显著地提高发动机中的进气阀沉积物的量。
已尝试许多其他摩擦改进剂，但仍然需要如下的摩擦改进剂，其能够使含有该摩擦改进剂的燃料添加剂包在低温下保持为流体，其抗水解，可以容易地被配制成提供良好的燃料经济益处的燃料添加剂包，为燃料输送系统提供磨损保护等特性。因此，持续需要制造上有成本效益以及改进燃料的多个特性的燃料添加剂。
发明内容
根据本公开内容，示例性实施方案提供了用于改进发动机中的燃料经济性的方法。所述方法包括为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的具有下式的燃料稳定添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数，以及在发动机中燃烧所述燃料组合物。
在另一个实施方案中，提供了用于改进发动机中的燃料经济性的方法。所述方法包括为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的燃料稳定添加剂，所述燃料稳定添加剂是多羟基烷基醚胺，其中所述多羟基烷基醚胺含有一个或多个叔氮原子且不含伯氮原子和仲氮原子，以及在发动机中燃烧所述燃料组合物。
另一个实施方案提供了燃料组合物，其包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的具有下式的添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的直链亚烷基，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
本文描述的方法的一个优点是所述燃料组合物的添加剂不仅可以改进燃料的摩擦或磨损特性，而且所述添加剂还可以有效改进燃料经济性而不会不利地影响包含所述添加剂组分的燃料添加剂包的低温稳定性。
在一个实施方案中，所述添加剂衍生自与环氧化物反应的烃基取代的醚胺。在另一个实施方案中，所述烃基取代的醚胺的烃基含有6-30个碳原子。
在一个实施方案中，所述烃基醚胺是具有下式的化合物：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
在进一步的实施方案中，所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm、例如按重量计40-约500ppm、或按重量计50-约250ppm的多羟基烷基醚胺。
因此，本文公开了以下实施方案：
1. 用于改进发动机中的燃料经济性的方法，所述方法包括：
为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的具有下式的燃料稳定添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数，以及
在发动机中燃烧所述燃料组合物。
方案1的方法，其中所述发动机包括直接燃料喷射汽油发动机。
方案1的方法，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约40-约250ppm的所述燃料稳定添加剂。
方案1的方法，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
方案1的方法，其中R2包括含有2-10个碳原子的亚烷基或亚(烷氧基烷基)。
方案5的方法，其中x是0且R2包括-CH2CH2CH2-。
方案5的方法，其中x是1且R4包括-CH2CH2CH2-。
方案1的方法，其中所述燃料组合物进一步包含脂肪胺二乙氧基化物，其中燃料稳定添加剂与脂肪胺二乙氧基化物的重量比为约1:1-约2:1。
用于改进发动机中的燃料经济性的方法，所述方法包括：
为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的燃料稳定添加剂，所述燃料稳定添加剂是多羟基烷基醚胺，其中所述多羟基烷基醚胺含有一个或多个叔氮原子且不含伯氮原子和仲氮原子，以及
在发动机中燃烧所述燃料组合物。
方案9的方法，其中所述多羟基烷基醚胺包括具有下式的化合物：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
方案10的方法，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
方案10的方法，其中R2包括含有2-10个碳原子的亚烷基或亚(烷氧基烷基)。
方案10的方法，其中x是0且R2包括-CH2CH2CH2-。
方案10的方法，其中x是1且R4包括-CH2CH2CH2-。
方案9的方法，其中所述发动机包括燃料喷射汽油发动机。
方案9的方法，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约40-约250ppm的所述燃料稳定添加剂。
方案9的方法，其中含有多羟基烷基醚胺的燃料添加剂包在一周或更长时间在-20℃下保持为透明流体。
燃料组合物，其包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约10-约750ppm的具有下式的添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的直链亚烷基，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
方案18的燃料组合物，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计约40-约250ppm的所述添加剂。
方案18的燃料组合物，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
方案18的燃料组合物，其中R2包括-CH2CH2CH2-。
方案18的燃料组合物，其中x是1且R2和R4包括-CH2CH2CH2-。
方案18的燃料组合物，其中所述燃料组合物进一步包含脂肪胺二乙氧基化物，其中添加剂与脂肪胺二乙氧基化物的比为约1:1-约20:1。
方案18的燃料组合物，其中用于所述燃料组合物的添加剂包包含所述添加剂、清净剂和载体流体并且所述添加剂包在-20℃或更低的温度下保持为透明流体。
本公开内容的其他实施方案和优点将部分地阐述于随后的详细描述中，和/或可以通过本公开内容的实践而得知。应该理解，前述总体描述和以下详细描述两者都只是示例性和说明性的，并不限制所要求保护的本公开内容。
示例性实施方案的详细描述
本申请的燃料添加剂组分可以被少量地用于大量的燃料中，并且可以直接加入到燃料中或作为添加剂浓缩物的组分加入到燃料中。用于改进内燃机的运行的合适的燃料添加剂组分可以通过使醚胺或醚二胺与环氧化物反应制得。
如本文所用，术语“烃基基团”或“烃基”以其普通意义使用，这是本领域技术人员公知的。具体而言，它指具有与分子的其余部分直接相连的碳原子并具有主要的烃特性的基团。烃基的实例包括：
(1)烃取代基，即，脂族(例如，烷基或烯基)、脂环族(例如，环烷基、环烯基)取代基和芳族、脂族和脂环族取代的芳族取代基，以及环状取代基，其中所述环通过分子的其他部分完成(例如两个取代基一起形成脂环族基团)；
(2)取代的烃取代基，即，含有非烃基团的取代基，在本文描述的上下文中，所述非烃基团不改变主要的烃取代基(例如，卤素(特别是氯和氟)、羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基、氨基、烷基氨基和硫氧基（sulfoxy）)；
(3)杂取代基，即，尽管在本说明书的上下文中具有主要的烃特性，但在由碳原子组成的环或链中含有非碳的取代基。杂原子包括硫、氧、氮，并且包括诸如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基的取代基。通常，对于每10个碳原子而言，不多于两个，或作为进一步的实例，不多于一个的非烃取代基将存在于烃基中；在一些实施方案中，在烃基中将不存在非烃取代基。
如本文所用，术语“大量”应理解为是指相对于所述组合物的总重量大于或等于50wt.%、例如约80-约98wt.%的量。此外，如本文所用，术语“少量”应理解为是指相对于所述组合物的总重量小于50wt.%的量。
醚-胺化合物
根据本公开内容，任何合适的醚-胺或醚-二胺可用于制备具有下式的化合物：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。在一个实施方案中，所述胺可以是具有下式的化合物：
R1-O-R2-(NH-R4)x-NH2
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是含有2-25个碳原子的亚烷基、多亚烷基、亚(烷氧基烷基)或亚(多烷氧基烷基)，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
代表性的醚胺可以包括但不限于异己氧基乙胺、异己氧基丙胺、2-乙基己氧基乙胺、2-乙基己氧基丙胺、辛氧基/癸氧基乙胺、辛氧基/癸氧基丙胺、异癸氧基乙胺、异癸氧基丙胺、异十二烷氧基乙胺、异十二烷氧基丙胺、异十三烷氧基乙胺、异十三烷氧基多亚丙氧基丙胺、异十三烷氧基多-C2-C4-亚烷基氧基丙胺、异十三烷氧基丙胺、C12-C15-烷氧基乙胺、C12-C15-烷氧基丙胺、C16-C18-烷氧基乙胺、C16-C18-烷氧基丙胺、异癸氧基乙基-1,3-二氨基丙烷、异癸氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、异十二烷氧基乙基-1,3-二氨基丙烷、异十二烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、异十三烷氧基乙基-1,3-二氨基丙烷、异十三烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷等。
环氧化合物
合适的环氧化合物可选自：
1,3-丁二烯二环氧化物
环己烯氧化物
环戊烯氧化物
双环戊二烯二氧化物
1,2,5,6-二环氧环辛烷
1,2,7,8-二环氧辛烷
1,2-环氧丁烷
顺式-2,3-环氧丁烷
3,4-环氧-1-丁烯
3,4-环氧环己基甲酸3,4-环氧环己基甲酯
1,2-环氧十二烷
1,2-环氧十六烷
1,2-环氧己烷
1,2-环氧-5-己烯
1,2-环氧-2-甲基丙烷
外-2,3-环氧降冰片烷
1,2-环氧辛烷
1,2-环氧戊烷
1,2-环氧-3-苯氧基丙烷
(2,3-环氧丙基)苯
N-(2,3-环氧丙基)邻苯二甲酰亚胺
1,2-环氧十四烷
外-3,6-环氧-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐
3,4-环氧四氢噻吩-1,1-二氧化物
异佛尔酮氧化物
甲基-1,2-环戊烯氧化物
2-甲基-2-乙烯基环氧乙烷
α-蒎烯氧化物
环氧乙烷
(±)-环氧丙烷
聚异丁烯氧化物
顺式均二苯代乙烯氧化物
氧化苯乙烯
缩水甘油
缩水甘油醚
四氰基环氧乙烷
三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯和前述的两种或更多种的组合。特别合适的环氧化物可以选自环氧乙烷、环氧丙烷和缩水甘油。
所述多羟基醚胺可在一个阶段或两个阶段中制得。该反应可以通过将醇或醚醇与环氧化物接触和混合以形成烷氧基化醇、在催化剂的存在下用氨胺化所述烷氧基化醇以形成烷氧基化烷基胺、且随后使所述烷氧基化烷基胺与环氧化物反应以形成烷氧基化醚胺来进行。醇与环氧化物的摩尔比可为约1-约8，例如醇与环氧化物的摩尔比为约2-约4。氨或胺与烷氧基化醇的摩尔比可为约1-约10。环氧化物与烷氧基化烷基胺的摩尔比可为约1-约5。在一个实施方案中，仅一个环氧基团被添加到每个NH基。该反应可以在约0℃-约160℃的温度下进行。在另一个实施方案中，所述醚胺可通过使烃基醚与丙烯腈反应、随后还原所得的中间体制得。
一种或多种其他任选的化合物可以存在于所公开的实施方案的燃料组合物中。例如，所述燃料可含有常规量的辛烷改进剂、腐蚀抑制剂、冷流改进剂(CFPP添加剂)、倾点下降剂、溶剂、破乳剂、润滑添加剂、其他的摩擦改进剂、胺稳定剂、燃烧改进剂、分散剂、清净剂、抗氧化剂、热稳定剂、导电性改进剂、金属钝化剂、载体流体、标记染料、有机硝酸盐点火促进剂、圈三羰基锰化合物（cyclomatic manganese tricarbonyl compounds）等。在一些方面中，本文所述的组合物可含有基于所述添加剂浓缩物的总重量的约10wt%或更少、或在其他方面中约5wt%或更少的一种或多种上述添加剂。类似地，所述燃料可含有合适量的常规燃料掺混（blending）组分，例如甲醇、乙醇、二烷基醚、2-乙基己醇等。
在一个实施方案中，燃料添加剂包可包含上述多羟基烷基醚胺添加剂，其与载体流体和选自脂肪胺乙氧基化物；一种或多种选自曼尼希碱、多烷基胺、多烷基多胺、多烯基琥珀酰亚胺和季铵盐清净剂的清净剂的其他成分组合。季铵盐清净剂可选自具有下式的化合物：
其中R1、R2、R3和R4各自选自含有1-50个碳原子的烃基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个并且不超过三个是含有1-4个碳原子的烃基并且R1、R2、R3和R4中的至少一个是含有8-50个碳原子的烃基，M-选自羧酸根、硝酸根、氮离子（nitride）、亚硝酸根、连二次硝酸根(hyponitrites)、酚盐根（phenate）、氨基甲酸根、碳酸根及其混合物，其中所述羧酸根不是草酸根或甲酸根；衍生自环氧化物、叔胺和任选的质子化剂的烷氧基化的季铵盐；含有至少一个叔氨基的酰氨基胺或酰化胺和环氧化物的反应产物；烃基取代的酸酐、叔胺和含羟基的环氧化物的反应产物；衍生自叔胺、环氧化物、质子供体和酸酐的酯化的季铵盐；含有至少一个叔氨基，选自C10-C30烷基或烯基取代的酰氨基丙基二甲胺和C12-C200烷基或烯基取代的琥珀羰基二甲胺的烃基取代的化合物和卤素取代的C2-C8羧酸、酯、酰胺或其盐的反应产物；和前述两种或更多种清净剂的混合物。
合适的载体流体可以选自与汽油相容并且能够溶解或分散添加剂包的组分的任何合适的载体流体。典型地，所述载体流体是烃基聚醚或烃流体，例如石油或合成润滑油基础油料（basestock），包括矿物油、合成油，例如聚酯或聚醚或其他多元醇，或加氢裂化或加氢异构化的基础油料。或者，所述载体流体可以是在汽油范围内沸腾的馏出物。添加剂包中所含的载体流体的量可以为基于所述添加剂包的总重量的10-80wt%，优选20-75wt%，并且更优选30-60wt%。发现含有所述多羟基烷基醚胺添加剂、清净剂和载体流体的这样的添加剂包即使在低至-20℃至-30℃的温度下仍保持为透明流体。
包含上述多羟基烷基醚胺的本申请的添加剂和在配制本发明燃料中使用的任选的添加剂可以被单独地或以各种子组合掺混入基础燃料中。在一些实施方案中，可以使用添加剂浓缩物同时将本申请的添加剂组分掺混至燃料中，因为当以添加剂浓缩物的形式时，这利用了通过成分的组合提供的相互的相容性和便利性。另外，浓缩物的使用可以减少掺混时间并减少掺混错误的可能性。
本申请的燃料可以应用于汽油发动机的运行。所述发动机包括固定式发动机(例如，在发电设施、泵站等中使用的发动机)和移动式发动机(例如，用作汽车、卡车、道路平整设备、军用车辆等中的原动机的发动机)两者。
具体实施方式
以下实施例是本公开内容的示例性实施方案的说明。除非另有说明，在这些实施例以及本申请中的其他地方中，所有的份数和百分数均按重量计。意图是仅用于举例说明的目的而呈现这些实施例，并且不意在限制本文所公开的本发明的范围。
在下面的实施例中，根据ASTM D6079在20Hz、70℃、100℃和130℃下、以1毫米的冲程距离在4N负荷下使用高频往复试验机(HFRR) 基于不含摩擦改进剂的GF-5润滑油进行摩擦试验。所述基础润滑油含有不含摩擦改进剂的GF-5分散剂/抑制剂(DI)包。
如下制备本发明的添加剂：
本发明添加剂1
将通过C13OH与环氧丙烷的反应制得的烷基胺乙氧基化物C13O(PO)3N(EO)2随后还原性胺化，然后与2当量的环氧乙烷反应，以产生本发明添加剂1。
本发明添加剂2
使用本发明实施例1的方法制得本发明添加剂2，除了用C16醇和C18醇的混合物代替C13OH。
本发明实施例3
本发明实施例3是双(2-羟乙基)异十三烷氧基丙胺。
本发明实施例4
本发明实施例4是十二烷氧基/十四烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷与三当量的环氧乙烷的反应产物。
所述添加剂的处理率和结果在下表中给出。
表1 - 油HFRR数据
序号 添加剂 处理率(wt.%) 在130℃下的摩擦系数
1 基础润滑剂加DI包 0 0.159
2 1号加本发明实施例1的添加剂 0.125 0.123
3 1号加本发明实施例2的添加剂 0.125 0.116
4 1号加本发明实施例3的添加剂 0.125 0.139
燃料中的一些添加剂转移至衬套（liner）和环之间的活塞区域内的润滑剂中并随时间在油槽中的润滑剂中积聚。因此，本发明实施例在降低如表1所示的摩擦系数方面的性能是本发明对活塞环区域中的摩擦和磨损以及降低其他发动机组件中的摩擦的有益效果的表征。如上述实施例所示，相比于不含摩擦改进剂的基础润滑剂(运行1)，本发明实施例(运行2-4)在润滑剂组合物中表现出降低的摩擦。
改进的序列（sequence）VIE功率计测试
下面的结果来自于将摩擦改进剂顶处理（top-treat）添加至序列VIE机油(表2)和燃料(表3)中，同时发动机在高温和高负荷下运行。使用配备有双顶置凸轮轴且每气缸具有四个阀门、还配备有具有94x85.6mm的孔和具有10.2：1的压缩比的冲程的双级增压进气歧管的General Motors 3.6L(LY7)V6 4-循环发动机进行改进的序列VIE测试。测试燃料是序列VIE参考燃料并且机油是含有所有标准发动机油组分但不含摩擦改进剂的配制的SAE0W-20轿车发动机油。为了制得顶处理的润滑剂，将待测试的摩擦改进剂溶解在序列VIE机油中。FM在顶处理中的浓度足以在曲轴箱润滑剂中提供0.125wt.%的摩擦改进剂浓度。所述发动机采用基线（baseline）发动机油在1500rpm、150N-m的转矩、115℃的油温和109℃的冷却剂温度下运行，直到温度稳定。在稳定后测量制动比燃料消耗(BSFC)约一小时。然后将含有摩擦改进剂的顶处理的润滑剂加入到曲轴箱。当加入顶处理的润滑剂时，所述BSFC经约五分钟的过程降低。在BSFC稳定后，测量燃料消耗约一小时。由加入顶处理摩擦改进剂之前和之后的平均BSFC计算燃料经济性改进。
表2 - 燃料经济性提高
运行号 发动机油中的摩擦改进剂 %燃料经济性提高
1 基础油，不加顶处理添加剂 0
2 基础油加单油酸甘油酯 0.42
3 基础油加衍生自脂肪酸和二乙醇胺的二乙醇胺脂肪酰胺 0.24
4 基础油加本发明实施例1 1.19
5 基础油加本发明实施例2 1.08
6 基础油加本发明实施例3 0.93
7 基础油加本发明实施例4 1.02
表3中的结果由加料（dose）有摩擦改进剂的燃料获得。燃料加料有480ppm的测试的摩擦改进剂并以与顶处理的润滑剂运行相同的方式确定燃料经济性。
表3 - 燃料经济性提高
运行号 以480ppm的浓度加料入燃料中的摩擦改进剂 %燃料经济性提高
8 燃料加衍生自脂肪酸和二乙醇胺的二乙醇胺脂肪酰胺 <0.2
9 燃料加本发明实施例1 0.4
如在上述表中所示，相比于不含本发明的摩擦改进剂的基础油组合物，所有的本发明实施例在发动机油组合物中提供了显著的燃料经济性提高。加料有本发明实施例1的摩擦改进剂的燃料比运行2的含有二乙醇胺脂肪酰胺的燃料提供了明显更好的燃料经济提高。
本公开内容的燃料添加剂的一个重要特性是含有上述多羟基醚胺的燃料添加剂包的低温稳定性。在燃料添加剂包而不是在润滑剂组合物中提供所述添加剂的一个优点是所述添加剂随时间不断被更新，因为燃料在发动机中燃烧。与此相反，由于润滑剂老化，由润滑剂提供的添加剂通常随时间而被耗尽。因此，为了给燃料提供足够的添加剂以改进发动机的燃料经济性，含有前述多羟基醚胺的添加剂包必须在燃料添加剂包中是稳定的。对于“稳定的”，是指所述添加剂包在一段时间内在低至-20℃的温度下保持为透明流体。
在下面的实施例中，将含有本发明实施例1-3的常规的汽油燃料添加剂包(实验号4-6)的储存稳定性与含有常规摩擦改进剂的添加剂包进行了比较。下表中的所有样品都含有53.85wt.%的常规的汽油燃料添加剂包以及所示量的添加剂和溶剂。
表4 -在-20℃下的储存稳定性
实验号 添加剂 处理率(wt.%) 溶剂 Wt.% 1天 1周
1 芳族溶剂中的椰油胺二乙氧基化物 30.77 15.38 冻结 冻结
2 芳族溶剂中的牛油胺二乙氧基化物 30.77 15.38 冻结 冻结
3 衍生自脂肪酸和二乙醇胺的二乙醇胺脂肪酰胺 30.77 15.38 透明且明亮 透明且明亮
4 芳族溶剂中的本发明实施例1 30.77 15.38 透明且明亮 透明且明亮
5 芳族溶剂中的本发明实施例2 30.77 15.38 透明且明亮 透明且明亮
6 芳族溶剂中的本发明实施例3 30.77 15.38 透明且明亮 透明且明亮
7 芳族溶剂中的椰油胺二乙氧基化物和本发明实施例1的混合物(1:2的重量比) 10.26/20.5 15.38 透明且明亮 透明且明亮
8 芳族溶剂中的椰油胺二乙氧基化物和本发明实施例1的混合物(1:1的重量比) 15.38/15.38 15.38 透明且明亮 透明且明亮
如上表中所示，相比于常规的摩擦改进剂(实验号1-2)，所有的本发明实施例1-3在一周后、在-20℃的温度下保持为透明且明亮(实验号4-6)。此外，显示本发明的摩擦改进剂和常规的摩擦改进剂的组合的实验号7-8可用于改进燃料添加剂组合物中的常规摩擦改进剂的低温储存稳定性。
要指出，除非特意并明确地限定为一个对象，本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“这个”包括复数对象。因此，例如，提及“一种抗氧化剂”时，包括两种或更多种不同的抗氧化剂。本文所用的术语“包括”及其语法变型意为非限制性的，以使列表中的项目的列举不排除可以取代或添加到所列项目中的其它类似项目。
对本说明书和所附权利要求书而言，除非另行指明，说明书和权利要求书中所用的表示量、百分数或比例的所有数字和其它数值应被理解为在所有情况下都由术语“大约”修饰。因此，除非作出相反的指示，下列说明书和所附权利要求书中所阐述的数值参数是可随本公开试图获得的所需特性而变的近似值。至少并且不是试图限制对权利要求书的范围应用等同原则，各数值参数应至少依据所报道的有效数字的数字和通过应用普通舍入技术来解释。
尽管已经描述了具体实施方案，但申请人或本领域其它技术人员可以想到目前是或可能是不可预见的替代方案、修改、变动、改进和实质等同物。因此，所提交的和可修订的所附权利要求书意在包括所有这样的替代方案、修改、变动、改进和实质等同物。

Claims (19)

1.用于改进发动机中的燃料经济性的方法，所述方法包括：
为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计10-750ppm的具有下式的燃料稳定添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是亚(多丙氧基丙基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数，以及
在发动机中燃烧所述燃料组合物。
2.权利要求1的方法，其中所述发动机包括直接燃料喷射汽油发动机。
3.权利要求1的方法，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计40-250ppm的所述燃料稳定添加剂。
4.权利要求1的方法，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
5.权利要求1的方法，其中x是0。
6.权利要求1的方法，其中x是1且R4包括-CH2CH2CH2-。
7.权利要求1的方法，其中所述燃料组合物进一步包含脂肪胺二乙氧基化物，其中燃料稳定添加剂与脂肪胺二乙氧基化物的重量比为1:1-2:1。
8.用于改进发动机中的燃料经济性的方法，所述方法包括：
为发动机提供燃料组合物，其中所述燃料组合物包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计10-750ppm的燃料稳定添加剂，所述燃料稳定添加剂是多羟基烷基醚胺，其中所述多羟基烷基醚胺含有一个或多个叔氮原子且不含伯氮原子和仲氮原子，
在发动机中燃烧所述燃料组合物，以及
其中所述多羟基烷基醚胺包括具有下式的化合物：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是亚(多丙氧基丙基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
9.权利要求8的方法，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
10.权利要求8的方法，其中x是0。
11.权利要求8的方法，其中x是1且R4包括-CH2CH2CH2-。
12.权利要求8的方法，其中所述发动机包括燃料喷射汽油发动机。
13.权利要求8的方法，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计40-250ppm的所述燃料稳定添加剂。
14.燃料组合物，其包含汽油和基于所述燃料组合物的总重量的按重量计10-750ppm的具有下式的添加剂：
其中R1包括具有6-30个碳原子的饱和烃基，R2是亚(多丙氧基丙基)，R3是含有2-5个碳原子的亚烷基，R4是含有2-3个碳原子的直链亚烷基，并且x是选自0和1的整数。
15.权利要求14的燃料组合物，其中所述燃料组合物含有基于所述燃料组合物的总重量的按重量计40-250ppm的所述添加剂。
16.权利要求14的燃料组合物，其中R1包括具有8-18个碳原子的饱和烃基。
17.权利要求14的燃料组合物，其中x是1且R4包括-CH2CH2CH2-。
18.权利要求14的燃料组合物，其中所述燃料组合物进一步包含脂肪胺二乙氧基化物，其中添加剂与脂肪胺二乙氧基化物的比为1:1-20:1。
19.权利要求14的燃料组合物，其中用于所述燃料组合物的添加剂包包含所述添加剂、清净剂和载体流体并且所述添加剂包在-20℃或更低的温度下保持为透明流体。
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