CN1129010A - 含脂肪胺、聚烯烃和聚(氧化烯)单醇的燃料添加剂组合物 - Google Patents

含脂肪胺、聚烯烃和聚(氧化烯)单醇的燃料添加剂组合物 Download PDF

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Abstract

一种燃料添加剂，包括
(a)一种有至少一个碱性氮原子的燃料溶脂肪烃基取代的胺，其中烃基数均分子量约为700到3000；
(b)一种C2到C6单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚合物的数均分子量为约350到3000；和
(c)一种平均分子量为约500到约5000的烃基终端聚(氧化烯)单醇，其中氧化烯基是C2到C5的氧化烯基和烃基是C1到C30的烃基。

Description

含脂肪胺、聚烯烃和聚(氧化烯)单醇的燃料添加剂组合物
                   发明背景
本发明涉及燃产添加剂组合物，更具体地说，本发明涉及含酯肪胺、聚烯烃和聚(氧化烯)单醇的燃料添加剂组合物。
众所周知由于烃燃料的氧化和聚合作用，汽车发动机倾向于在发动机部件的表面形成沉积物，这些部件有例如汽化器、油门、喷油嘴、进气口和进气阀。这些沉积物，即使量比较少，也常引起显著的驱动问题如抛锚和加速不足。此外，发动机沉积物能明显增加汽车燃料的消耗和废气污染物的产生。因此，开发有效的燃料去垢剂或“沉积物控制”添加剂以防止或控制这类沉积物是相当重要的而且在本领域大量的这类物质是已知的。
例如，授予Honnen等人的美国专利3,438,757公开了支链脂肪烃N-取代的胺和分子量为约425到10000，优选的450到5000的亚烷基多胺，它们在内燃机用液态烃燃料中用作去垢剂和分散剂。
授予Moore等人的美国专利3,502,451公开了含C2-C6不饱和烃的聚合物或共聚物或相应的加氢的聚合物或其聚物的马达燃料组合物，其中聚合物或共聚物的分子量为约500到3500。该专利进一步教导丙烯和丁烯的聚烯烃聚合物是特别优选的。
授予Plonsker等人的美国专利3,700,598公开含少量N-烃基取代的次氮基三乙胺的润滑油和燃料组合物，其中烃基优选是分子量为约300到20000，优选500到2000的聚烯烃基。该专利进一步教导含该添加剂的燃料组合物也优选含少量矿物油和/或平均分子量为约300到2000的合成烯烃低聚物。
授予Robinson的美国专利3,756,793公开了含少量(A)和(B)的燃料组合物：(A)一种多胺，它是平均分子量为600—2500的卤代烃与亚烷基多胺的反应产物，(B)在20℃时粘度为20到2500cs的有机物。该专利进一步公开了各种适合用作有机物的化合物，包括多胺、酰胺、和酯或酯的混合物如二元脂肪酸脂肪二酯。描述在该专利中优选用作有机物的物质是平均分子量为300到5000的聚合物或共聚物，它们选自烃、含氧取代烃和含氧和氮的取代烃。最优选的聚合化合物是聚烯化氧和聚醚二醇。
授予Scheule等人的美国专利4,173,456公开了一种燃料添加剂组合物，包括(A)烃溶的酰化多(亚烷基胺)和(B)正常的液态烃溶的C2到C6的烯烃聚合物，其中聚合物平均分子量约400到3000。
授予Graiff的美国专利4,357,148公开了马达燃料组合物，含有抑制辛烷需求增加量的(a)一种油溶性脂肪多胺，该多胺含至少一种烯属聚合物链且分子量为约600到10000和(b)一种有2到6个碳原子的单烯烃聚合物和/或共聚物，其中聚合物数均分子量为约500到1500。
授予Kummer等人的美国专利4,832,702公开了含一种或多种聚丁基或聚异丁基胺的燃料或润滑剂组合物。该专利进一步公开了因为在燃料添加剂中约50％(重)的活性物质用聚异丁烯代替而不损失效果，从成本上看，加入分子量为300到2000，优选500到1500的聚异丁烯是特别有利的。
授予Vogel等人的美国专利5004,478公开了内燃机用马达燃料，它含一种包括(a)氨基或含氨剂去垢剂和(b)一种基础油的添加剂，其中基础油是(1)以环氧丙烷或环氧丁烷为基且分子量不小于500的聚醚和(2)一元酸或多元酸和链烷醇或多元醇的酯的混合物。
授予Abramo等人的美国专利5,089,028公开了一种含一种添加剂的燃料组合物，该添加剂包括(1)多链烯基琥珀酰亚胺，(2)聚链烯烃聚合物如聚异丁烯或聚丙烯，(3)脂肪或芳羧酸的酯和(4)聚醚，如聚环氧丁烷，聚丙烯或聚丙烯/聚丁烯共聚物的组合。该添加剂也含任选量的矿物油或合成油。
授予Sakakibara等人的美国专利5,242,469公开了汽油添加剂组合物，包括(A)单酯、二酯或多酯，和(B)一种分散剂，选自(1)单琥珀酰亚胺，(2)双-琥珀酰亚胺，(3)聚烯烃聚合物作为烷基且其平均分量为500-5000的烷基胺，和(4)平均分子量为500-5000的苄基胺衍生物。该添加剂组合物还可含聚亚氧烷基二醇或其衍生物和/或润滑油馏分。
PCT国际专利申请公开No.WO 92/15656(公开在1992年9月17日)公开了汽油石油燃料添加剂，包括(A)含至少一种烯烃聚合物链的油溶性聚烯烃多胺，和(B)C2到C6单烯烃的聚合物，其中聚合物数均分子量至多2000，且优选至多500。文献进一步公开了该添加剂可与其它添加剂包括增塑剂酯如己二酸酯及其混合物、净化剂、抗氧化剂、燃烧改进剂和金属减活化剂混合使用。
欧洲专利申请公开No.0,382,159A1(公开在1990年8月16日)公开了内燃机用液态烃燃料，含除沉积和抑止残留物量的至少一种C4到C6脂肪二元酸的C1到C4二烷基酯。
欧洲专利申请公开No.0,356,726A2(公开在1990年3月7日)公开了含芳族二元、三元或四元羧酸与长链脂肪醇或醚醇的酯的燃料组合物，其中醇通过支链烯烃的加氢甲酰化来制备，酯的总碳数是至少36个碳原子且酯的分子量是550到1500，优选600到1200。
授予Campbell的美国专利4,877,416公开了一种燃料组合物，它含有(A)平均分子量为约750到10000且有至少一个碱性氮原子的烃基取代胺或多胺，和(B)平均分子量为约500到5000的烃端基聚(氧化烯)单醇。
现在发现脂肪烃基取代的胺、聚烯烃聚合物和聚(氧化烯)单醇的独特组合用作烃燃料的燃料添加剂组合物时提供了优异的阀粘着性能，同时维持良好的发动机沉积物的控制，特别是进气阀沉积物的控制。
                 发明综述
本发明提供一种新型的燃料添加剂组合物，包括：
(a)一种有至少一个碱性氮原子的燃料溶脂肪烃基取代的胺，其中烃基的数均分子量约为700到3000；
(b)一种C2到C6单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚合物的数均分子量为约350到3000；和
(c)一种平均分子量为约500到约5000的烃基终端聚(氧化烯)单醇，其中氧化烯基是C2到C5的氧化烯基和烃基是C1是C30的烃基。
本发明进一步提供一种燃料组合物，包括主要量的沸点在汽油或柴油范围的烃和有效去垢剂量的上述新型燃料添加剂组合物。
本发明也涉及一种燃料浓缩物，包括一种惰性稳定的沸点范围从约150°F到400°F的亲油有机溶剂和从约10到约70％(重量)的本发明的燃料添加剂组合物。
在其他因素中，本发明是基于下列惊人发现：脂肪胺、聚烯烃和聚(氧化烯)单醇的独特组合与脂肪胺和聚烯烃或聚(氧化烯)单醇单独组合相比提供了出乎意料优异的阀粘着性能，同时维持良好的发动机沉积的控制。
                 本发明的详细描述
如上所述，本发明燃料添加剂组合物含有脂肪烃基取代的胺，聚烯烃聚合物和聚(氧化烯)单醇。下面详细描述这些化合物。A.脂肪烃取代的胺
本发明燃料添加剂组合物的燃料溶脂肪烃基取代胺组分是有至少一个碱性氮原子的直链或支链烃基取代的胺，其中烃基数均分子量的700到3000。通常，这类脂肪胺将有足够的分子量以使其在正常发动机进气阀操作温度，通常在约175℃到300℃下是非挥发性的。
优选烃基数均分子量为约750到2200，更优选约900到1500。烃基通常为支链型的。
当使用支链烃基胺时，烃基优选衍生自C2到C6烯烃聚合物。这类支链烃基通常通过2到6个碳原子聚合来制备(乙烯与另一个烯烃聚合以提供支链型)。支链烃基通常每6个碳原子链有至少一个支链，优选每4个碳原子链有至少一个支链，更优选每2个碳原子链有至少一个支链。优选的支链烃基是聚丙烯基和聚异丁烯基。支链通常有1至2个碳原子，优选一个碳原子，即甲基。通常，支链型烃基将含约18到约214个碳原子，优选约50至约157个碳原子。
在大多数情况下，支链型烃基胺不是一个纯的单一产品而是有一个平均分子量的化合物的混合物。通常，分子量范围比较窄且峰值接近于所示分子量。
支链烃基胺的胺组分可衍生自氨、单胺或多胺。单胺或多胺组分的具体例子是一大类胺，有1至12个胺氮原子且有1至40个碳原子，碳氮比在1∶1到10∶1之间。通常，单胺将含1至40个碳原子，多胺含2至约12个胺氮原子和2至约40个碳原子。在大多数情况下，胺组分不是纯的单一的产物，而是所述胺占主要量的化合物的混合物。对于更复杂的多胺，该组分将是所示化合物作为主要产物和少量类似化合物的胺混合物。下面详细描述适宜的单胺和多胺。
当胺组分是多胺时，优选是多亚烷基多胺，包括亚烷基二胺。优选亚烷基含2到6个碳原子，更优选2到3个碳原子。这类多胺的例子包括亚乙基二胺，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。优选的多胺是亚乙基二胺和二亚乙基三胺。
特别优选的支链烃基胺包括聚异丁烯基亚乙基二胺和聚异丁基胺，其中聚异丁基是基本上饱和的且胺部分衍生自氨。
用于本发明的燃料添加剂组合物的脂肪烃基胺用本领域公知的常规方法制备。这类脂肪烃基胺和它们的制备详描述在美国专利3,438,757；3,565,804；3,574,576；3,848,056；3,960,515；和4,832,702，它们公开的内容以参考文献并入本文。
通常，用于本明中的烃基取代胺通过卤代烃如氯代烃与氨或伯胺或仲胺反应以制备烃基取代胺。
如上所述，本发明使用的烃基取代胺的胺组分衍生自含氮化合物，选自：氨，有1到140个碳原子的单胺和有2到约12个胺氮原子和2到约40个碳原子的多胺。含氮化合物与卤代烃反应以制备用于本发明中的烃取代胺燃料添加剂。胺组分提供一个烃基胺反应产物，其每分子平均有至少一个碱性氮原子即强酸可滴定的氮原子。
优选胺组分衍生自有2到约12胺氮原子和2到约40个碳原子的多胺。多胺优选的碳氮比为约1∶1到10∶1。
多胺可被选自下列的取代基取代：(A)氢，(B)1到约10个碳原子的烃基，(C)2到约10个碳原子的酰基，和(D)(B)和(C)的单酮基，单羟基、单硝基、单氰基，低级烷基和低级烷氧基的衍生基。用在低级烷基或低级烷氧基中的“低级”是指含1到6个碳原子的基团。多胺的碱性氮原子之一上的至少一个取代基是氢例如多胺的至少一个氮原子是伯或仲氨基氮。
在本发明中使用的脂肪胺上多胺部分的烃基表示由碳和氢组成的有机基团，它可为脂肪烃基、脂环烃基、芳基或它们的组合，例如芳烷基。优选，烃基基本上无脂肪不饱和键，例如乙烯和乙酰，特别是乙酰不饱和键。本发明的取代多胺通常但不必须是N-取代的多胺。示例性的烃基和取代的烃基包括烷基如甲基，乙基，丙基，丁基，异丁基，戊基，己基，辛基等；链烯基如丙烯基，异丁烯基，己烯基，辛烯基等；羟烷基如2-羟己基，3-羟丙基，羟异丙基，4-羟基丁基等；酮基烷基如2-酮基丙基，6-酮基辛基等，烷氧基和低级链烯氧基烷基如乙氧基乙基，乙氧基丙基，丙氧基乙基，丙氧基丙基，二乙烯氧基甲基，三乙烯氧基乙基，四乙烯氧基乙基，二乙烯氧基己基，等。上述酰基(C)是如丙酰基，乙酰基，等。更优选的取代基是氢，C1-C6烷基和C1-C6羟烷基。
在取代多胺中，取代基可在能接收它们的任何原子上。取代原子例如取代的氮原子通常是几何上不对称的，因而可用于本发明中的取代的胺可为在对称和/或不对称原子上具有取代基的单和多取代多胺的混合物。
可用于本发明中的更优选的多胺是多亚烷基多胺，包括亚烷基二胺且包括取代的多胺，例如，烷基和羟烷基取代的多亚烷基多胺。优选亚烷基含2到6个碳原子，优选在氮原子之间有2到3个碳原子。这类基团的例子是1，2-亚乙基，1，2-亚丙基，2，2-二甲基亚丙基，三亚甲基，1，3，2-羟亚丙基等。这类多胺的例子包括亚乙基二胺，二亚乙基三胺，二(三亚甲基)三胺，二亚丙基三胺，三亚乙基四胺，三亚丙基四胺，四亚乙基五胺，和五亚基六胺。这类胺包括异构体如支链多胺和上述取代的多胺，包括羟基和烃基取代的多胺。在多亚烷多胺中，含2-12个氨基氮原子和2-24碳原子的多烷基多胺是特别优选的，C2-C3亚烷基多胺是最优选的，即亚乙基二胺，多亚乙基多胺，亚丙基二胺和多亚丙基多胺，特别是低级亚烷基多胺，例如亚乙基二胺，二亚丙基三胺等。特别优选的亚烷基多胺是亚乙基二胺和二亚乙基三胺。
本发明使用的脂肪胺燃料添加剂的胺组分也可衍生自杂环多胺，杂环取代的胺和取代的杂环化合物，其中杂环包括含氧和/或氮的一个或多5-6元环。这类杂环可为饱和或不饱和且可被选自上述(A)(B)，(C)和(D)的基团取代。杂环化合物的例子是哌嗪如2-甲基哌嗪，N-(2-羟基乙基)哌嗪，1，2-双-(N-哌嗪基)乙烷和N，N’-双(N-哌嗪基)哌嗪，2-甲基咪唑啉，3-氨基哌啶，3-氨基吡啶，N-(3-氨基丙基)吗啉等。在这些杂环化合物中，哌嗪是优选的。
能用来通过与卤代烃反应形成用于本发明中脂肪胺添加剂的典型的多胺包括：亚乙基二胺，1，2-亚丙基二胺，1，3-亚丙基二胺，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，六亚甲基二胺，四亚乙基五胺，二甲基氨基亚丙基二胺，N-(β-氨基乙基)哌嗪，N-(β-氨基乙基)哌啶，3-氨基-N-乙基哌啶，N-(β-氨基乙基)吗啉，N，N’-二(β-氨基乙基)哌嗪，N，N’-二(β-氨基乙基)咪唑啉酮-2，N-(β-氰基乙基)乙烷-1，2-二胺，1-氨基-3，6，9-三氮杂十八烷，1-氨基-3，6-二氮杂-9-氧杂癸烷，N-(β-氨基乙基)二乙醇胺，N’-乙酰基甲基-N-(β-氨基乙基)乙烷-1，2-二胺，N-丙酮基-1，2-丙二胺，N-(β-硝基乙基)-1，3-丙二胺，1，3-二甲基-5-(β-氨基乙基)六氢三嗪，N-(β-氨基乙基)六氢三嗪，5-(β-氨基乙基)-1，3，5-二噁嗪，2-(2-氨基乙基氨基)乙醇，和2-〔2-(2-氨基乙基胺基)乙基氨基〕乙醇。
另外，本发明使用的脂肪烃基取代的胺的胺组分可衍生自下式胺：其中R1和R2独立地选自氢和有1到约10碳原子的烃基，且R1和R2可一起形成含至多20个碳原子的1个或多个5元或6元环。优选R1是氢和R2是有1到约10个碳原子的烃基。更优选R1和R2是氢。烃基可为直链或支链且可为脂肪、脂环、芳族或其组合基团。烃基也可含一个或多个氧原子。
当R1和R2是烃基时，上式的胺为“仲胺”。当R1是氢和R2是烃基时，该胺为“伯胺”，和当R1和R2皆为氢时，该胺为氨。
用于制备本发明脂肪烃基取代的胺燃料添加剂的伯胺含1个氮原子和1到约20个碳原子，优选1到10个碳原子。伯胺也可含一个或多个氧原子。
优选伯胺的烃基是甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，辛基，2-羟基乙基或2-甲氧基乙基。更优选烃基是甲基，乙基或丙基。
典型的伯胺的例子为N-甲基胺，N-乙基胺，N-正丙基胺，N-异丙基胺，N-正丁基胺，N-异丁基胺，N-仲丁基胺，N-叔丁基胺，N-正戊基胺，N-环戊基胺，N-正己基胺，N-环己基胺，N-辛基胺，N-癸基胺，N-十二烷基胺，N-十八烷基胺，N-苄基胺，N-(2-苯基乙基)胺，2-氨基乙醇，3-氨基-1-丙醇，2-(2-氨基乙氧基)乙醇，N-(2-甲氧基乙基)胺，N-(2-乙氧基乙基)胺等。优选的伯胺是N-甲基胺，N-乙基胺和N-正丙基胺。
本发明使用的脂肪烃基取代胺燃料添加剂的胺组分也可衍生自仲胺。仲胺的烃基可相同或不同且通常含2到约20个碳原子，优选1到约10个碳原子。一个或两个烃基也可含一个或多个氧原子。
优选，仲胺的烃基独立地选自甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，2-羟基乙基和2-甲氧基乙基。更优选，烃基是甲基，乙基或丙基。
可用于本发明中的典型仲胺包括N，N-二甲基胺，N，N-二乙基胺，N，N-二正丙基胺，N，N-二异丙基胺，N，N-二正丁基胺，N，N-二仲丁基胺，N，N-二正戊基胺，N，N-二正己基胺，N，N-二环己基胺，N，N-二辛基胺，N-乙基-N-甲基胺，N-甲基-N-正丙基胺，N-正丁基-N-甲基胺，N-甲基-N-辛基胺，N-乙基-N-异丙基胺，N-乙基-N-辛基胺，N，N-二(2-羟乙基)胺，N，N-二(3-羟丙基)胺，N，N-二(乙氧基乙基)胺，N，N-二(丙氧基乙基)胺等。优选的仲胺是N，N-二甲基胺，N，N-二乙基胺和N，N-二正丙基胺。
环仲胺也可用来形成本发明的脂肪胺添加剂。在这类环状化合物中，上式中的R1和R2一起形成含至多20个碳原子的一个或多个5元或6元环。该含胺氮原子的环通常是饱和的，但也可稠合到一个或多个饱和或不饱和环上。该环可用有1到约10个碳原子的烃基取代且可含一个或多个氧原子。
适宜的环仲胺包括哌啶，4-甲基哌啶，吡咯烷，吗啉，2，6-二甲基吗啉等。
在许多情况下，胺组分不是单个化合物而是具有所示平均组成的以一个或几个化合物为主的混合物。例如通过氮丙啶聚合或二氯乙烯和氨反应制备的四亚乙基五胺既可有低级胺也可有高级胺例如三亚乙基甲胺，取代的哌嗪和五亚乙基六氨，但组成主要是四亚乙基，总胺组成的经验式将接近于四亚乙基五胺。最后，在使用多胺(其中多胺的各种氮原子是几何上不对称的)制备本发明化合物时，几个取代的异构体是可能的且包括在最终的产品中。胺的制备方法和它们的反应详细描述在Sidgewick的“The organicChemistry of Nitrogen”，Clarendon Press，oxford，1966；Noller的“Chemistry of Organrc Compounds”，Saunders，Philadelphia，2nd Ed.1957；和Kirk-Othmer的“Encylopedia of ChemicalTechnology”，2nd Ed.，特别是Volume 2，pp99-116。
适合用于本发明的优选的脂肪烃基取代的胺是下式的烃基取代的多亚烷多胺：
其中R3是数均分子量为约700到32000的烃基；R4是2到6个碳原子的亚烷基；和n是0到约10的整数。
优选R3是数均分子量的750到2200，更优选约900到1500的烃基。优选R4是2至3个碳原子的亚烷基和n是优选1到6的整数B聚烯烃聚合物
本发明燃料添加剂组合物的聚烯聚合物组分是C2到C6的单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚烯烃聚合物数均分子量是为约350到3000。聚烯烃聚合物可以是均聚物或共聚物。嵌段共聚物也适合用于本发明。
通常，聚烯烃聚合物数均分子量约为350到3000，优选约350到1500，更优选350到500。特别优选聚烯烃聚合物数均分子量为约375到450。
用于本发明的聚烯烃聚合物是通常的聚烯烃，它们是单烯烃、特别是1-单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯等的聚合物或共聚物。优选，所用的单烯烃有2到约4个碳原子，且更优选约3到4个碳原子。更优选单烯烃包括丙烯和丁烯，特别是异丁烯。由这类单烯烃制备的聚烯烃包括聚丙烯和聚丁烯，特别是聚异丁烯。
适合用于本发明的聚异丁烯包括含至少约20％活性更高的甲基亚乙烯基异构体，优选至少50％且更优选至少70％的聚异丁烯。适宜的聚异丁烯包括用BF3催化剂制得的。美国专利4,152,499和4,605,808详细描述了这类聚异丁烯的制备，其中甲基亚乙烯基异构体占整个组分的高百分数。
有高烷基亚乙烯基含量的适宜的聚异丁烯的例子包括Ultravis 30，一种数均分子量为约1300和甲基亚乙烯基含量约为74％的聚异丁烯，和Ultravis 10，一种分子量为950且甲基亚乙烯基含量约为76％的聚异丁烯，两者皆可从British Petro leum商购。
优选的聚异丁烯包括数均分子量为约375到450的聚异丁烯，如Parapol450，一种数均分子量约为420的聚异丁烯，可从Exxon Chemical Company商购。C烃基终端聚(氧化烯)单醇
用于本发明中的烃基终端聚(氧化烯)聚合物是单羟基化合物，即，醇，常称为单羟基聚醚或聚链烷二醇单烃基醚，或“封端的”聚(氧化烯)二醇并应与不是烃基终端的即不封端的聚(氧化烯)二醇(二元醇)或多元醇相区别。烃基终端的聚(氧化烯)醇通过在聚合条件下将低级烯化氧如环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷或环氧戊烷加到羟基化合物R5OH中来制备，其中R5是将聚(氧化烯)链封端的烃基。这些聚合物制备方法和性能公开在美国专利2,841,479和2,782,240和Kirt-Othmer’s“Encyclopedia of ChemicalTechnology”，2nd Ed.Vilume 19，P.507中。在聚合反应中，单一类型的烯化氧可以使用，例如，环氧丙烷，在这种情况下，产物是均聚物，例如，聚(氧化烯)丙醇。但共聚物同样令人满意且无规共聚物很容易通过含羟基化合物与烯化氧的混合物如环氧丙烷和环氧丁烷的混合物接触来制备。氧化烯单元的嵌段共聚物也提供了用来实施本发明的令人满意的聚(氧化烯)聚合物。当烯化氧的反应性比较接近时，制备无规共聚物更容易。在某些情况下，当环氧乙烷与其他氧化物共聚时，环氧乙烷较高的反应速率难以制备无规共聚物。在每种情况下，都能制得嵌段共聚物。嵌段共聚物通过在聚合反应条件下将含羟基化合物首先与环氧乙烷接触，然后与其他氧化物以任何次序接触或反复接触来制备。一个具体的嵌段共聚物是通过环氧丙烷在一适宜的单羟基化合物上聚合以形成聚(氧化丙烯)醇，然后将环氧丁烷在聚(氧化烯)醇上聚合来制得。
通常，聚(氧化烯)聚合物是聚合物链长度不同的化合物的混合物。但它们的性质与平均组成和平均分子量的聚合物的性质很相近。
用于本发明中的聚醚可用下式表示其中R5是有1到30个碳原子的烃基；R6是C2-C5的亚烷基；和p是使该聚醚分子量为约500到约5000的整数。
优选R6是C3或C4亚烷基。
优选R5是C7-C30烷基苯基。最优选R5是十二烷基苯基。
优选聚醚的分子量为约750到约30000；更优选为约900到约1500。
                     燃料组合物
本发明燃料添加剂组合物通常用于沸点在汽油或柴油范围的烃馏出燃料中，为完成所需的去垢和分散作用的该添加剂组合物的适宜浓度可根据所用燃料类型，是否存在其他去垢剂、分散剂和其他添加剂等而变化。但为获得最佳结果通常每份重量的基础燃料中加入180到7500ppm，优选300到2500ppm的本发明添加剂组合物。
用各个组分表示，含本发明添加剂的燃料组合物通常含约50到500ppm(重量)的脂肪胺，约50到100ppm(重量)的聚烯烃，和约50到1000ppm(重量)的聚(氧化烯)单醇。脂肪胺：聚烯烃：聚(氧化烯)单醇(胺∶聚烯烃∶单醇)通常在1∶(0.5—10)∶(0.5—10)，优选约1∶(1—5)∶(1—5)，更优选1∶1∶1。
使用沸点在约150°下到400°F(约65℃到205℃)惰性稳定的亲油(即溶在汽油中)有机溶剂，可将沉积控制燃料添加剂组合物配成浓缩物。优选使用脂肪或芳香烃溶剂，如苯，甲苯，二甲苯或高沸点芳烃或芳烃稀料。3到8个碳原子的脂肪醇如异丙醇，异丁基甲醇，正丁醇等与烃溶剂混合也适合与去垢—分散添加剂一起使用。在该缩物中，本发明添加剂的量通常为至少10％(重量)，一般不超过90％(重量)，优选40—85％(重量)，最优选50—80％(重量)。
在汽油燃料中，其他燃料添加剂也可与本发明添加剂一起使用，包括例如含氧物，如叔丁基甲基醚，防爆剂和甲基环戊二烯基三羰基锰和其他分散剂/去垢剂如各种烃基胺，烃基聚(氧化烯)胺或琥珀酰亚胺。也可包括铅清除剂如芳基卤化物如二氯苯或烷基卤化物如二溴乙烷。另外，抗氧化剂，金属减活剂，倾点抑制剂，腐蚀抑制剂和破乳剂也可存在。汽油燃料也可含其他燃料如甲醇。
可存在的附加的燃料添加剂包括燃料注射抑制剂，低分子量燃料注射去垢剂，和汽化器去垢剂如低分子量烃基胺包括分子量低于700的多胺如油胺或低分子量聚异丁烯基亚乙基二胺如其中聚异丁烯基数均分子量为约420。
在柴油燃料中，其他公知的添加剂也可使用如倾点抑制剂，流动改进剂，辛烷值改进剂等。柴油燃料也可包括其他燃料如甲醇。
油溶性非挥发性载体流体或也可与本发明燃料添加剂组合物一起使用。载体流体是化学惰性的烃溶性液体赋形剂，它显著地提高了非挥发残留(NVR)，或燃料添加剂组合物无溶剂液体馏分，同时没有过分地提高对辛烷值的要求。载体流体可为天然或合成油如矿物油或精制石油油。
载体流体据信是对本发明燃料添加剂起载体作用并有助于除去和抑制沉积物。当与本发明燃料添加剂组合物混合使用时，载体流体也可呈现出协同沉积控制性能。
载体流体的使用量为烃燃料的约50到约2000ppm(重量)，优选100到800ppm(重量)，优选载体流体与沉积物控制添加剂的比通常为约0.5∶1到约10∶1，更优选从约1∶1到4∶1。
当用于燃料浓缩物中时，载体流体通常为约10—60％(重量)，优选20到40％(重量)。
下列实施例用来说明本发明具体实施方案但不打算以任何方式限制本发明的范围。
                    实施例
                   实施例A1
发动机试验是使用常规的商业无铅汽油以测量进气阀和使用燃料的燃烧室的沉积物。试验发动机是2.3升，Port Fuel Injected(PFI)，双火花塞，四缸发动机，由Ford Motor Company制造。主要尺寸给出在表1。
                         表1
                     发动机尺寸
    缸径     96mm
    冲程     79.3mm
    排气量     2.3升
    压缩比     10.3∶1
发动机试验在按Coordinating Research Concil规定的负载和速度下按吸气阀沉积物试验的标准条件操作100小时(每天24小时)。发动机操作循环给出在表2
                          表2
                     发动机操作循环
   步骤    方式     时间〔分〕1  发动机转速〔RPM〕  集气管压力〔mm Hg绝压〕
    1    空转     4.5     2000     223
    2    负载     8.5     2800     522
1每一步包括30秒过渡升速。
在每个试验结束时，拆下吸气阀，用己烷洗涤并称重。将试验结束时阀的重量减去事先测重的清洁阀的重量。这两个重量差即为吸气阀沉积物(IVD)的重量。对于每个汽缸，将活塞顶和气缸头啮合面刮削并将除去的沉积物称重，作为燃烧室沉积物(CCD)的度量。结果给出在下表3中。
                      实施例A2
试样燃料组合物A2通过加：
(1)125ppm(重量)的平均分子量约1500的十二烷基苯基终端的聚(氧化丁烯)单醇和
(2)125ppm(每百分份活性物之份数)(重量)的烃基胺，其中聚异丁烯基部分为1300MW和胺部分为亚乙基二胺到实施例A1的汽油中来制备。
使用该燃料组合物进行与实施例A1相同的实验，且结果示出在表3中。
实施例A3
试样燃料组合物A3通过加：
(1)125ppm(重量)的数均分子量为420的聚异丁烯，和
(2)125ppm(重量)的有1300MW聚异丁烯基部分和亚乙基二胺部分的烃基胺到实施例A1的汽油中来制备。
使用该燃料组合物进行与实施例A1相同的实验，结果给出在下表3中。
                 实施例A4
试样燃料组合物A4通过加：
(1)125ppm(重量)的数均分子量为420的聚异丁烯；和
(2)125ppm(重量)的平均分子量为1500的十二烷基苯基终端的聚(氧化丁烯)单醇和
(3)125ppm(重量)有1300MW的聚异丁烯基部分和亚乙基二胺部分的烃基胺到实施例A1的汽油中来制备。
使用该燃料组合物并进行与实施例A1相同的实验，结果给出在表3中。
                            表3
                   福特2.3升发动机试验结果
 试验燃料去垢剂组     每部汽缸的平均重量
   IVD(mg)    CCD(mg)
  基础燃料A1     419      949
  燃料组合物A2     147     1278
  燃料组合物A3     580     1201
  燃料组合物A4     78     1190
表3的结果表明与实施例A2和A3的双组分添加剂燃料相比，本发明的燃料组合物(实施例A4)表现出显著改进的吸气阀的沉积物控制性能，同时维持了较低的燃烧室沉积物。
                  实施例B
也可制备含下列组分的本发明的燃料添加剂组合物：
(1)125ppm(重量)的数均分子量为420的聚异丁烯，和
(2)125ppm(重量)的平均分子量约为1500的十二烷基苯基终端的聚(氧化丁烯)单醇和
(3)125ppm(重量)有1300MW聚异丁烯基部分和亚乙基二胺部分的烃基胺；和至少一种下列组分：
(4)125-250ppm的矿物油载体流体，和/或
(5)10-50ppm，优选20ppm低分子量烃基胺汽化器或喷油嘴去垢剂如油胺或聚异丁烯基(420MW)亚乙基二胺。

Claims (63)

1.一种燃料添加剂，包括
(a)一种有至少一个碱性氮原子的燃料溶脂肪烃基取代的胺，其中烃基数均分子量约为700到3000；
(b)一种C2到C6单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚合物的数均分子量为约350到3000；和
(c)一种平均分子量为约500到约5000的烃基终端聚(氧化烯)单醇，其中氧化烯基是C2到C5的氧化烯基和烃基是C1到C30的烃基。
2.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约750到2200。
3.按照权利要求2的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约900到1500。
4.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺是支链烃基取代的胺。
5.按照权利要求4的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺是聚异丁烯基胺。
6.按照权利要求4的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺的胺部分衍生自有2到12个胺氮原子和2到40个碳原子的多胺。
7.按照权利要求6的燃料添加剂组合物，其中多胺是有2到12个胺氮原子和2到24碳原子的多亚烷基多胺。
8.按照权利要求7的燃料添加剂组合物，其中多亚烷基多胺选自亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。
9.按照权利要求8的燃料添加剂组合物，其中多亚烷基多胺是亚乙基二胺或二亚乙基三胺。
10.按照权利要求9的燃料添加剂组合物，其中组分(a)的脂肪胺是聚异丁烯基亚乙基二胺。
11.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是C2到C4单烯烃的聚合物。
12.按照权利要求11的燃料添加剂组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚丙烯或聚丁烯。
13.按照权利要求12的燃料添加剂组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚异丁烯。
14.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到1500。
15.按照权利要求14的燃料添加剂组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到500。
16.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(c)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的平均分子量约为900到1500。
17.按照权利要求16的燃料添加剂组合物，其中组分(c)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3到C4氧化烯基。
18.按照权利要求17的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3氧化烯基。
19.按照权利要求17的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C4氧化烯基。
20.按照权利要求17的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的烃基是C7到C30烷基苯基。
21.按照权利要求1的燃料添加剂组合物，其中组分(a)是聚异丁烯基胺，其中胺部分衍生自亚乙基二胺或二亚乙基三胺，组分(b)是聚异丁烯，和组分(c)是C7到C30烷基苯基终端的聚(氧化烯)单醇。
22.一种燃料组合物，包括主要量的沸点在汽油或柴油范围的烃和有效去垢剂量的含下列组分的添加剂组合物：
(a)一种有至少一个碱性氮原子的燃料溶脂肪烃基取代的胺，其中烃基数均分子量约为700到3000；
(b)一种C2到C6单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚合物的数均分子量为约350到3000；和
(c)一种平均分子量为约500到约5000的烃基终端聚(氧化烯)单醇，其中氧化烯基是C2到C5的氧化烯基和烃基是C1到C30的烃基。
23.按照权利要求22的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约750到2200。
24.按照权利要求23的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约900到1500。
25.按照权利要求22的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺是支链烃基取代的胺。
26.按照权利要求25的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺聚异丁烯基胺。
27.按照权利要求25的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺的胺部分衍生自有2到12个胺氮原子和2到40个碳原子的多胺。
28.按照权利要求27的燃料组合物，其中多胺是有2到12个胺氮原子和2到24碳原子的多亚烷基多胺。
29.按照权利要求28的燃料组合物，其中多亚烷基多胺选自亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。
30.按照权利要求29的燃料组合物，其中多亚烷基多胺是亚乙基二胺或二亚乙基三胺。
31.按照权利要求30的燃料组合物，其中组分(a)的脂肪胺是聚异丁烯基亚乙基二胺。
32.按照权利要求22的燃料组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是C2到C4单烯烃的聚合物。
33.按照权利要求32的燃料组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚丙烯或聚丁烯。
34.按照权利要求33的燃料组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚异丁烯。
35.按照权利要求22的燃料组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到1500。
36.按照权利要求35的燃料组合物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到500。
37.按照权利要求22的燃料组合物，烃基终端的聚(氧化烯)单醇的平均分子量约为900到1500。
38.按照权利要求35的燃料组合物，烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3到C4氧化烯基。
39.按照果求38的燃料组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3氧化烯基。
40.按照权利要求38的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C4氧化烯基。
41.按照权利要求22的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的烃基是C7到C30烷基苯基。
42.按照权利要求22的燃料组合物，其中组分(a)是聚异丁烯基胺，其中胺部分衍生自亚乙基二胺或二亚乙基三胺，组分(b)是聚异丁烯，和组分(c)是C7到C30烷基苯基终端的聚(氧化烯)单醇。
43.一种燃料浓缩物，包括一种惰性稳定的沸点范围从约150°F到400°F的亲油有机溶剂和从约10到90％(重量)的含下列组分的添加剂组合物：
(a)一种有至少一个碱性氮原子的燃料溶脂肪烃基取代的胺，其中烃基数均分子量约为700到3000；
(b)一种C2到C6单烯烃的聚烯烃聚合物，其中聚合物的数均分子量为约350到3000；和
(c)一种平均分子量为约500到约5000的烃基终端聚(氧化烯)单醇，其中氧化烯基是C2到C5的氧化烯基和烃基是C1到C30的烃基。
44.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约750到2200。
45.按照权利要求44的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺上的烃基取代基的数均分子量为约900到1500。
46.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺是支链烃基取代的胺。
47.按照权利要求46的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺是聚异丁烯基胺。
48.按照权利要求46的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺的胺部分衍生自有2到12个胺氮原子和2到40个碳原子的多胺。
49.按照权利要求48的燃料浓缩物，其中多胺是有2到12个胺氮原子和2到24碳原子的多亚烷基多胺。
50.按照权利要求49的燃料浓缩物，其中多亚烷基多胺选自亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。
51.按照权利要求50的燃料浓缩物，其中多亚烷基多胺是亚乙基二胺或二亚乙基三胺。
52.按照权利要求51的燃料浓缩物，其中组分(a)的脂肪胺是聚异丁烯基亚乙基二胺。
53.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是C2到C4单烯烃的聚合物。
54.按照权利要求53的燃料浓缩物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚丙烯或聚丁烯。
55.按照权利要求54的燃料浓缩物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物是聚异丁烯。
56.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到1500。
57.按照权利要求56的燃料浓缩物，其中组分(b)的聚烯烃聚合物的数均分子量约为350到500。
58.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(c)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的平均分子量约为900到1500。
59.按照权利要求43的燃料添加剂组合物，其中组分(c)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3到C4氧化烯基。
60.按照权利要求43的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C3氧化烯基。
61.按照权利要求59的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的氧化烯基是C4氧化烯基。
62.按照权利要求43的燃料添加剂组合物，其中组分(C)的烃基终端的聚(氧化烯)单醇的烃基是C7到C30烷基苯基。
63.按照权利要求43的燃料浓缩物，其中组分(a)是取异丁烯基胺，其中胺部分衍生自亚乙基二胺或二亚乙基三胺，组分(b)是聚异丁烯，和组分(c)是C3-C30烷基苯基终端的聚(氧化烯)单醇。
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