DE102007047229A1

DE102007047229A1 - Verzweigte Succinimid-Dispergiermittelverbindungen und Verfahren zur Herstellung der Verbindungen

Info

Publication number: DE102007047229A1
Application number: DE102007047229A
Authority: DE
Inventors: John T. Loper
Original assignee: Afton Chemical Corp
Current assignee: Afton Chemical Corp
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: JP2008094841A; US7875747B2; GB2442844B; US8575390B2; FR2907457B1; GB2442844A; CN101234313B; GB0718838D0; US20080085845A1; US20110118479A1; CN101234313A; DE102007047229B4; FR2907457A1

Abstract

Gemäß der Offenbarung betrifft die Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Dispergiermittelverbindung, welche das Reaktionsprodukt (i) einer Hydrocarbylcarbonylverbindung, (ii) einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, und (iii) einer primären Amineinheit eines Polyamins umfasst. Verfahren zur Herstellung und Verfahren der Verwendung der Dispergiermittelverbindung werden auch offenbart.

Description

BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Anmeldung betrifft Dispergiermittelverbindungen und Verfahren zur Herstellung der Dispergiermittelverbindungen und genauer Dispergiermittelverbindungen, welche in Kraftstoff- und Schmiermittelzusammensetzungen verwendet werden können.
Hintergrund der Offenbarung
Es wurde ein beträchtlicher Aufwand betrieben, um chemische Produkte als Dispergiermitteladditive für interne Verbrennungsmotoren zu entwickeln. Öllösliche Dispergiermittel für Schmieröl wurden entwickelt, um Ablagerungs- und Lackbildung zu kontrollieren und um Schlamm und anderes feste Material, wie oxidierte Ölgrundlage, in dem Schmieröl in Suspension zu halten. Dispergiermittel, wenn sie zu Kohlenwasserstoffkraftstoffen gegeben werden, welche in den Motoren verwendet werden, verringern wirksam die Ablagerungsbildung, welche normalerweise in Vergaseröffnungen, Drosselvorrichtungen, Venturi-Vorrichtungen, Einlassöffnungen und Einlassventilen auftritt. Die Verringerung dieser Ablagerungslevels resultierte in einer erhöhten Motorleistungsfähigkeit und einer Verringerung des Levels der Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidemissionen.
Trotz der Fortschritte bei der Verwendung von Dispergiermitteln als Öl- und Kraftstoffadditive bleibt ein Bedarf für fortwährende Verbesserungen beim Vermögen der Dispergiermittel, Schlamm zu suspendieren und/oder Teilchen zu dispergieren. Folglich sind neue Verbindungen, welche verbesserte Dispergiermittelcharakteristika aufweisen, gewünscht.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß der Offenbarung betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Dispergiermittelverbindung, umfassend ein Reaktionsprodukt (i) einer Hydrocarbylcarbonylverbindung, (ii) einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, und (iii) einer primären Amineinheit eines Polyamins.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dispergiermittelverbindung. Das Verfahren umfasst das Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins, um ein Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt herzustellen. Das Zwischenprodukt wird mit einer Hydrocarbylcarbonylverbindung umgesetzt.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung, welche durch Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins hergestellt wird.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Polyamin-Polyamid-Verbindung der Formel III,
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ unabhängig aus OH, einem Polyaminrest oder einem Salz des Polyaminrests ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ ein Polyaminrest ist.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung. Das Verfahren umfasst das Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dispergiermittelverbindung. Das Verfahren umfasst das Umsetzen einer Hydrocarbylcarbonylverbindung mit einer primären Amineinheit eines Polyamins, um ein Monosuccinimidamin-Zwischenprodukt herzustellen. Das Monosuccinimidamin-Zwischenprodukt wird mit einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist, umgesetzt.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Polyamin-Polyamid-Succinimid der Formel VI:
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ unabhängig aus einem Polyaminsuccinimidrest oder einem Polyaminsuccinimidrestsalz ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ ein Polyaminsuccinimidrest ist.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Schmierzusammensetzung, welche eine Ölgrundlage; und eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung umfasst.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Ablagerungen auf einer geschmierten Oberfläche, wobei das Verfahren das Schmieren der Oberfläche mit einer Schmierzusammensetzung der vorliegenden Anmeldung umfasst, wobei eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung in der Schmierzusammensetzung in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die Menge der Ablagerungen auf der geschmierten Oberfläche zu verringern, im Vergleich zur Menge der Ablagerungen auf der Oberfläche, welche den gleichen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird und mit der gleichen Schmiermittelzusammensetzung geschmiert wird, außer dass die Zusammensetzung nicht die Dispergiermittelverbindung enthält.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Suspension von Schlamm, welches das Bereitstellen einer Schmierzusammensetzung der vorliegenden Anmeldung in einem Verbrennungssystem umfasst, wobei die Dispergiermittelverbindungen in einer ausreichenden Menge vorhanden sind, um mindestens einen Teil des Schlamms in Suspension in der Ölgrundlage für einen Zeitraum zu halten, der langer ist, als wenn die Ölgrundlage nicht die Dispergiermittelverbindungen enthält.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Schmiermitteladditivpackungszusammensetzung, welche ein Verdünnungsmittel; und eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung umfasst.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Kraftstoffzusammensetzung, welche eine Kraftstoffgrundlage; und eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung umfasst.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Ablagerungen im Kraftstoffsystem eines internen Verbrennungsmotors, wobei das Verfahren die Verwendung einer Kraftstoffzusammensetzung der vorliegenden Anmeldung als der Kraftstoff für den internen Verbrennungsmotor umfasst, wobei eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung in dem Kraftstoff in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem zu verringern, im Vergleich zur Menge der Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem, welches in der gleichen Weise betrieben wird und unter Verwendung der gleichen Kraftstoffzusammensetzung, außer dass die Kraftstoffzusammensetzung nicht die Dispergiermittelverbindung enthält.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Dispergieren von Ruß, welches das Bereitstellen einer Kraftstoffzusammensetzung der vorliegenden Anmeldung in einem Verbrennungssystem umfasst. Eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung ist in der Kraftstoffzusammensetzung in einer ausreichenden Menge vorhanden, um mindestens einen Teil des Rußes in Suspension in der Kraftstoffgrundlage für einen Zeitraum zu halten, der länger ist, als wenn die Kraftstoffgrundlage nicht die Dispergiermittelverbindung enthält.
Eine Kraftstoffadditivpackungszusammensetzung umfasst ein Verdünnungsmittel; und eine Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung.
Zusätzliche Ausführungsformen und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der Beschreibung, welche folgt, dargelegt und können aus der Praxis der Offenbarung gelernt werden. Es gilt als selbstverständlich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und zur Erklärung sind und nicht für die Offenbarung, wie beansprucht, einschränkend sind.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Anmeldung betrifft die Herstellung von neuen Dispergiermittelverbindungen und ihre Verwendungen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfassen die Dispergiermittelverbindungen das Reaktionsprodukt (i) einer Hydrocarbylcarbonylverbindung, (ii) einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, und (iii) einer primären Amineinheit eines Polyamins. Die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung weisen ausgedehnte polare Regionen auf, welche in einem oder mehr Vorteilen resultieren können, wie zum Beispiel einer verbesserten Dispergiermittelfunktion in Kraftstoff- und/oder Schmierzusammensetzungen.
In einigen Ausführungsformen werden die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung durch Herstellen eines Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukts, welches mit einer Hydrocarbylcarbonylverbindung umgesetzt wird, hergestellt. Das Zwischenprodukt kann durch Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungseinheiten aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins hergestellt werden. Andere geeignete Verfahren zur Herstellung der Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung können verwendet werden, wie nachstehend detaillierter erörtert wird.
Polycarbonylverbindungen
Die Polycarbonylreaktandverbindungen, welche zur Herstellung der Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukte der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, können jedwede geeignete organische Verbindung einschließen, welche mindestens drei Carbonylacylierungsreste aufweist und welche zu einer Umsetzung zur Herstellung von Amiden in der Lage ist. In einigen Ausführungsformen kann die Polycarbonylverbindung ein oder mehr tertiäre Stickstoffatome einschließen. Beispiele von solchen Polycarbonylverbindungen schließen Aminpolycarbonsäuren oder -ester der folgenden Formel I ein:
wobei n im Bereich von 0 bis etwa 10 liegen kann und R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ unabhängig von einem Wasserstoffatom und linearen oder verzweigten C₁- bis C₁₀-Alkylresten, wie Methyl, Ethyl und Butyl, ausgewählt sind, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Nicht-einschränkende Beispiele der Carbonylverbindungen der Formel I schließen Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure sowie Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylester dieser Säuren ein.
In einer Ausführungsform der Verbindung der Formel I ist mindestens einer oder mehr von R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ derart gewählt, dass sie lineare oder verzweigte C₁- bis C₁₀-Alkylreste sind. Zum Beispiel kann die Verbindung der Formel I ein Mono-, Di-, Tri- oder Tetraester von Ethylendiamintetraessigsäure sein. Der Ester kann durch jedwedes geeignete Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können eine Säure oder ein Salz der Formel I, wie EDTA oder ein Natriumsalz von EDTA, mit einem Alkohol in der Gegenwart einer Säure, welche als ein Veresterungskatalysator wirken kann, umgesetzt werden. Beispiele von geeigneten Alkoholen schließen Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol ein. Beispiele von geeigneten Veresterungskatalysatorsäuren schließen Schwefelsäure, Methansulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Chlorwasserstoff ein.
In anderen Ausführungsformen kann die Polycarbonylverbindung eine Verbindung, welche verschieden von den Verbindungen der Formel I ist, sein. Zum Beispiel kann die Polycarbonylverbindung in einer Ausführungsform eine Carbonsäure, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, oder Ester davon, welche keinen tertiären Stickstoff enthalten, wie Zitronensaure oder Ester von Zitronensäure, sein.
Polyaminverbindungen
In einigen Ausführungsformen kann der Polyaminreaktand, der zur Herstellung des Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukts der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, ein lineares, verzweigtes oder cyclisches Polyalkylenamin mit mindestens einer primären Amineinheit sein. Zum Beispiel kann das Polyamin ein Polyalkylenamin der folgenden Formel II sein:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit niedrigem Molekulargewicht mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen sein kann, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 sein kann und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 sein kann. Nichteinschränkende Beispiele von R⁶-Alkylresten schließen Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ein.
Nicht-einschränkende Beispiele von geeigneten Polyaminen schließen Propylendiamin, Butylendiamin, Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Hexaethylenheptamin (HEHA), Dipropylentriamin und Tripropylentetramin ein. Die Polyamine können lineare, verzweigte oder cyclische Verbindungen oder Gemische davon einschließen. In einer Ausführungsform ist das Polyamin ein Polyethylenamin, wie DETA, TETA, TEPA, PEHA und HEHA. In einer Ausführungsform kann das Polyamin ein Copolymer von jedwedem der vorstehenden Polyethylenamine mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 100 bis etwa 600 sein.
In einigen Ausführungsformen können die Polyamine Gemische von zwei oder mehr Polyaminverbindungen, wie Gemische von zwei oder mehr Verbindungen, welche aus TEPA, PEHA, HEHA und Polyethylenaminprodukten mit höherem Molekulargewicht ausgewählt sind, einschließen. In einer Ausführungsform kann das Gemisch schwere Polyamine umfassen. Ein schweres Polyamin ist ein Gemisch von Polyalkylenaminen, welche kleine Mengen an Niederaminoligomeren wie TEPA und PEHA, aber primär Oligomere mit 7 oder mehr Stickstoffatomen, 2 oder mehr primäre Amine pro Moleküle, und umfangreichere Verzweigung als herkömmliche Amingemische umfassen.
Jedwede geeigneten Reaktionsbedingungen, welche in der gewünschten Zwischenproduktverbindung resultieren, können verwendet werden. In einer Ausführungsform kann die Polycarbonylverbindung auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100°C bis etwa 125°C in einer relativ inerten Atmosphäre, wie unter Vakuum oder in Stickstoffgas, erwärmt werden. Das Polyamin kann dann mit dem erwärmten Polycarbonyl gemischt werden. In dieser Ausführungsform können die Reaktionszeiten im Bereich von etwa 1 Stunde bis etwa 5 Stunden liegen. Die Umsetzung kann unverdünnt oder mit Lösungsmitteln durchgeführt werden. Jedwedes Wasser oder Lösungsmittel kann entfernt werden, um das gewünschte Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt bereit zu stellen.
Das Verhältnis von Polycarbonylreaktand zu Polyaminreaktand kann auf das Verhältnis der Carbonyleinheiten zu den primären Amineinheiten in den Reaktanden bezogen sein. Dieses Verhältnis von Carbonyl zu primärem Amin kann jedwedes geeignete Verhältnis sein, so dass mindestens eine nicht umgesetzte primäre Amineinheit in dem Zwischenprodukt verbleibt. In einer Ausführungsform kann das Verhältnis der Polycarbonylverbindungen zu den primären Aminverbindungen im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 1:5 liegen.
Die resultierende Zwischenproduktverbindung umfasst ein Alkyl- oder Alkylamingerüst mit einem oder mehr Polyamin-Polyamid-Resten und gegebenenfalls einem oder mehr funktionellen Carboxylresten und/oder Carboxylateinheiten. Zum Beispiel kann die Zwischenproduktverbindung eine Verbindung der Formel III sein
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ unabhängig von einer Hydroxylgruppe, einem Polyaminrest oder einem Polyaminsalzrest (z. B. -P^-+H-TEPA) ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R⁹, R¹⁸, R¹¹, R¹² und R¹³ ein Polyaminrest ist. Die Polyaminreste und Polyaminsalzreste können von jedweder der vorstehend beschriebenen Polyaminverbindungen abgeleitet sein. Beispiele von solchen Resten schließen Propylendiaminreste, Butylendiaminreste, Diethylentriamin (DETA)-Reste, Triethylentetramin (TETA)-Reste, Tetraethylenpentamin (TEPA)-Reste, Pentaethylenhexamin (PEHA)-Reste, Hexaethylenheptamin (HEHA)-Reste, Dipropylentriaminreste und Tripropylentetraminreste und Salze dieser Reste ein. Wo R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² oder R¹³ ein Polyaminrest sind, bindet ein primäres Aminstickstoffatom des Polyamins mit dem entsprechenden Carbonylacylierungsrest der Formel III, wobei ein Amid hergestellt wird.
Hydrocarbylcarbonylverbindung
Die Hydrocarbylcarbonylreaktandverbindung der vorliegenden Anmeldung kann jedwede geeignete Verbindung mit einer Hydrocarbyleinheit und einer Carbonyleinheit, und welche zum Binden mit der Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung in der Lage ist, um die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung herzustellen, sein. Nichteinschränkende Beispiele von geeigneten Hydrocarbylcarbonylverbindungen schließen Hydrocarbyl-substituierte Bernsteinsäureanhydride, Hydrocarbyl-substituierte Bernsteinsäuren und Ester von Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren ein, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Spezielle Beispiele schließen solche Verbindungen wie Dodecenylbernsteinsäureanhydride, C_16-18-Alkenylbernsteinsäureanhydrid und Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid (PIBSA) ein. In einigen Ausführungsformen kann das PIBSA einen Polyisobutylenteil mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 200 bis etwa 6000 Dalton und einen Vinyliden-Gehalt im Bereich von etwa 4 % bis mehr als etwa 90 % aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis der Anzahl der Carbonylgruppen zur Anzahl der Hydrocarbyleinheiten in der Hydrocarbylcarbonylverbindung im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 6:1 liegen.
Wie hier verwendet, wird der Ausdruck „Hydrocarbylrest" oder „Hydrocarbyl" in seinem einfachen Sinn, welcher dem Fachmann bekannt ist, verwendet. Speziell betrifft er einen Rest mit einem Kohlenstoffatom, welches direkt an den Rest eines Moleküls gebunden ist, und mit einem überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter. Beispiele von Hydrocarbylresten schließen ein:

(1) Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt aliphatische (z. B. Alkyl oder Alkenyl), alicyclische (z. B. Cycloalkyl, Cycloalkenyl) Substituenten und aromatisch, aliphatisch und alicyclisch substituierte aromatische Substituenten sowie cyclische Substituenten, wobei der Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt wird (z. B. zwei Substituenten bilden zusammen einen alicyclischen Rest);
(2) substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt Substituenten, welche Nicht-Kohlenwasserstoffreste enthalten, welche im Kontext der Beschreibung hier nicht den überwiegenden Kohlenwasserstoffsubstituenten verändern (z. B. Halogen (insbesondere Chlor und Fluor), Hydroxy, Alkoxy, Mercapto, Alkylmercapto, Nitro, Nitroso und Sulfoxy);
(3) Heterosubstituenten, das heißt Substituenten, welche, während sie einen überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter aufweisen, im Kontext dieser Beschreibung andere als Kohlenstoff in einem Ring oder einer Kette, welche ansonsten aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt sind, enthalten. Heteroatome schließen Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff ein und es werden Substituenten wie Pyridyl, Furyl, Thienyl und Imidazolyl umfasst. Im Allgemeinen werden nicht mehr als zwei oder als ein weiteres Beispiel nicht mehr als ein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent pro jeweils zehn Kohlenstoffatomen in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein; wobei in einigen Ausführungsformen kein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein wird.

In einigen Ausführungsformen kann die Hydrocarbylcarbonylverbindung ein Polyalkylenbernsteinsäureanhydridreaktand mit der folgenden Formel IV sein:
wobei R¹⁴ eine Hydrocarbyleinheit, wie zum Beispiel ein Polyolefinrest mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa 350 bis etwa 10.000 Dalton, ist. Zum Beispiel kann das Zahlenmittel des Molekulargewichts von R¹⁴ im Bereich von etwa 1000 bis etwa 5000 Dalton, wie durch GPC gemessen, liegen. Wenn nicht Anderweitiges angegeben ist, sind Molekulargewichte in der vorliegenden Beschreibung Zahlenmittel der Molekulargewichte.
In einigen Ausführungsformen kann R¹⁴ ein Polyolefinrest, welcher eine oder mehr Polymereinheiten umfasst, die aus linearen oder verzweigten Alkenyleinheiten ausgewählt sind, sein. In einigen Ausführungsformen können die Alkenyleinheiten etwa 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatome aufweisen. Zum Beispiel kann der Polyolefinrest eine oder mehr lineare oder verzweigte Polymereinheiten, welche aus Ethylengruppen, Propylengruppen, Butylengruppen, Pentengruppen, Hexengruppen, Octengruppen und Decengruppen ausgewählt sind, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann R¹⁴ ein Polyolefinrest in der Form von zum Beispiel einem Homopolymer, Copolymer oder Terpolymer sein. Zum Beispiel kann der Polyolefinrest ein Copolymer von Ethylen und Propylen sein. In einem anderen Beispiel ist der Polyolefinrest ein Homopolymer von Polyisobutylen. Die Polyolefinverbindungen, welche zur Bildung der R¹⁴-Polyolefinreste verwendet werden, können durch jedwede geeigneten Verfahren, wie durch herkömmliche katalytische Oligomerisierung von Alkenen, hergestellt werden.
In einigen Ausführungsformen können Polyisobutene mit hoher Reaktivität und mit relativ hohen Anteilen an Polymermolekülen mit einer terminalen Vinylidengruppe zur Herstellung des Hydrocarbylsubstituenten verwendet werden. In einem Beispiel können mindes tens 4 % der gesamten terminalen olefinischen Doppelbindungen in solchen Polyisobutenen mit hoher Reaktivität ein Methylvinylidenisomer sein. In anderen Beispielen können 50 % oder mehr der gesamten terminalen olefinischen Doppelbindungen Methylvinylidenisomere, wie mindestens 70 %, sein. Bekannte Polyisobutene mit hoher Reaktivität werden zum Beispiel in U.S. Pat. Nr. 4,152,499 , dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird, offenbart.
Die Hydrocarbylcarbonylverbindungen können unter Verwendung von jedwedem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung von Hydrocarbylcarbonylverbindungen sind auf dem Fachgebiet bekannt. Ein Beispiel eines bekannten Verfahrens zur Herstellung einer Hydrocarbylcarbonylverbindung umfasst das Mischen eines Polyolefins und Maleinsäureanhydrid. Die Polyolefin- und Maleinsäureanhydridreaktanden werden auf Temperaturen von zum Beispiel etwa 150°C bis etwa 250°C, gegebenenfalls mit der Verwendung eines Katalysators, wie Chlor oder Peroxid, erwärmt.
Die Hydrocarbylcarbonylverbindung kann mit dem Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt unter jedweden geeigneten Reaktionsbedingungen, welche in der gewünschten Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung resultieren, kombiniert werden. Zum Beispiel kann das Hydrocarbylcarbonyl auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100°C bis etwa 160°C unter Stickstoff erwärmt werden. Das Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt kann dann zugegeben werden. Das Reaktandengemisch kann bei Temperaturen im Bereich von etwa 140°C bis etwa 200°C unter verringertem Druck für etwa 2 Stunden bis etwa 6 Stunden gerührt und erwärmt werden. Die Umsetzung kann unverdünnt oder mit Lösungsmitteln und/oder Verdünnungsmitteln, wie Verfahrensöl, durchgeführt werden. Nachdem die Umsetzung vollständig abgelaufen ist, kann das Gemisch mit Verfahrensöl verdünnt und filtriert werden, um das gewünschte Dispergiermittel zu erhalten.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Umsetzung der Polycarbonyl-, Polyamin- und Hydrocarbylcarbonylverbindungen in einer unterschiedlichen Reihenfolge wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Zum Beispiel können anstelle der Umsetzung einer Polycarbonylverbindung und einer Polyaminverbindung zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukts die vorstehend beschriebenen Hydrocarbylcarbonylverbindungen mit den vorstehend beschriebenen Polyaminverbindungen zur Herstellung eines Monosuccinimidamin-Zwischenprodukts umgesetzt werden. Beispiele von solchen Monosuccinimidamin-Zwischenprodukten können die folgende Formel V aufweisen.
wobei R⁶, R¹⁴, m und n wie vorstehend definiert sind.
Die Umsetzung der Hydrocarbylcarbonyl- und Polyaminverbindungen kann unter jedweden Bedingungen, welche in den gewünschten Monosuccinimidverbindungen resultieren, durchgeführt werden. Zum Beispiel kann ein 1:1-Moläquivalent einer Hydrocarbylcarbonylverbindung und eines Polyamins gemischt und auf Temperaturen im Bereich von zum Beispiel etwa 120°C bis etwa 250°C erwärmt werden.
Das Monosuccinimidamin-Zwischenprodukt kann dann mit den vorstehend beschriebenen Polycarbonylesterverbindungen, wie den Ester der Formel I oder den Ester der Carbonsäuren, umgesetzt werden, um die gewünschten Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung herzustellen. Die Umsetzung kann durch Mischen von jedweden geeigneten Mengen des Monosuccinimidamin-Zwischenprodukts und der Polycarbonylesterverbindungen unter geeigneten Verfahrensbedingungen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Verhältnis des Monosuccinimidamin-Zwischenprodukts zur Polycarbonylesterverbindung im Bereich von etwa 2,7:1 bis etwa 4:1 liegen. Die Umsetzung kann unter Bedingungen durchgeführt werden, welche zum Umsetzen eines Amins mit einem Ester notwendig ist, um eine Amidbindung zu bilden. Zum Beispiel kann die Umsetzung unverdünnt oder in einem Verfahrensöl bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100°C bis etwa 180°C durchgeführt werden.
Polyamin-Polyamid-Succinimidverbindungen
In einigen Ausführungsformen können die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung Polyamin-Polyamid-Succinimidverbindungen umfassen. Die Polyamin-Polyamid-Succinimid-Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung umfassen ein Alkyl- oder Alkylamingerüst mit einem oder mehr Polyamin-Polyamid-Succinimidresten und gegebenenfalls einem oder mehr funktionellen Carboxylatresten und/oder Polyamin-Polyamid-Succinimidsalzen. Nicht-einschränkende Beispiele der Polyamin-Polyamid-Succinimidverbindungen schließen Verbindungen der Formel VI ein:
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ unabhängig von einem Polyaminsuccinimidrest oder einem Polyaminsuccinimidrestsalz (z. B. -O^-+H-TEPA-Succinimidrest) ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ ein Polyaminsuccinimidrest ist.
In einer Ausführungsform der Anmeldung sind R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ unabhängig von Polyaminsuccinimidresten der Formel VII und Salzen davon ausgewählt:
wobei R⁶, R¹⁴, m und n wie vorstehend definiert sind. Nicht-einschränkende Beispiele von solchen Polyaminsuccinimidresten schließen Propylendiaminsuccinimidreste, Butylendiaminsuccinimidreste, Diethylentriamin (DETA)-Succinimidreste, Triethylentetramin (TETA)-Succinimidreste, Tetraethylenpentamin (TEPA)-Succinimidreste, Pentaethylenhexamin (PEHA)-Succinimidreste, Hexaethylenheptamin (HEHA)-Succinimidreste, Dipropylentriaminsuccinimidreste und Tripropylentetraminsuccinimidreste und Salze dieser Reste ein.
Die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung sind als Dispergiermittel in Schmierzusammensetzungen nützlich. Demgemäß betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Schmierölzusammensetzung, welche eine Hauptmenge eines Öls mit Schmiermittelviskosität und eine ausreichende Menge einer Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung zur Bereitstellung von Dispergiervermögen umfasst. Der Ausdruck „Hauptmenge", wie hier verwendet, bedeutet eine Menge von höher als oder gleich 50 Gew.-%, relativ zum Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Wenn die Dispergiermittelverbindungen dieser Anmeldung in Schmiermittelzusammensetzungen verwendet werden, können sie in jedweder geeigneten Menge vorhanden sein. In einem Beispiel können die Dispergiermittelverbindungen in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, wie etwa 0,5 bis etwa 15 Gew.-%, und in einem anderen Beispiel etwa 1 bis etwa 7 Gew.-%, vorhanden sein.
Die hier offenbarten Schmierzusammensetzungen können eine Ölgrundlage umfassen. Ölgrundlagen, welche zur Verwendung bei der Formulierung der offenbarten Zusammensetzungen geeignet sind, können zum Beispiel aus synthetischen oder Mineralölen oder Gemischen davon ausgewählt sein.
Die Ölgrundlage kann in einer Hauptmenge vorhanden sein, wobei man unter „Hauptmenge" mehr als oder gleich 50 Gew.-% der Schmiermittelzusammensetzung, wie etwa 80 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-% der Schmiermittelzusammensetzung, versteht. Die Ölgrundlage weist typischerweise eine Viskosität von zum Beispiel etwa 2 bis etwa 15 cSt und als ein weiteres Beispiel etwa 2 bis etwa 10 cSt bei 100°C auf.
Nicht-einschränkende Beispiele von Mineralölen, welche als Ölgrundlagen geeignet sind, schließen Tieröle und Pflanzenöle (z. B. Castoröl, Lardöl) sowie andere Mineralschmieröle wie Leichtöle auf Erdölbasis und Lösungsmittel-behandelte oder Säure-behandelte Mineralschmieröle der Paraffin-, Naphthen- und Paraffin-Naphthen-Gemisch-Typen ein. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle sind auch geeignet. Ferner sind auch Öle, welche von einem Gas-Flüssigkeit-Verfahren abgeleitet sind, geeignet.
Nicht-einschränkende Beispiele von synthetischen Ölen schließen Kohlenwasserstofföle wie polymerisierte und interpolymerisierte Olefine (z. B. Polybutylene, Polypropylene, Propylen-Isobutylen-Copolymere, usw.); Poly-alpha-olefine wie Poly(1-hexene), Poly(1-octene), Poly(1-decene), usw. und Gemische davon; Alkylbenzene (z. B. Dodecylbenzene, Tetradecylbenzene, Dinonylbenzene, Di(2-ethylhexyl)benzene, usw.); Polyphenyle (z. B. Biphenyle, Terphenyl, alkylierte Polyphenyle, usw.); alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und die Derivate, Analoga und Homologen davon und dergleichen ein.
Alkylenoxidpolymere und -interpolymere und Derivate davon, wobei die terminalen Hydroxylgruppen durch Veresterung, Veretherung, usw. modifiziert wurden, stellen eine andere Klasse von bekannten synthetischen Ölen, welche verwendet werden können, dar. Solche Öle werden durch die Öle, welche durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Propylenoxid hergestellt werden, die Alkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylenpolymere (z. B. Methylpolyisopropylenglykolether mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000, Diphenylether von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 500 bis 1000, Diethylether von Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 bis 1500, usw.) oder Mono- und Polycarboxylester davon, zum Beispiel die Essigsäureester, gemischten C_3-8-Fettsäureester oder die C₁₃-Oxosäurediester von Tetraethylenglykol, beispielhaft dargestellt.
Eine andere Klasse von synthetischen Ölen, welche verwendet werden können, schließt die Ester von Dicarbonsäuren (z. B. Phthalsäure, Bernsteinsäure, Alkylbernsteinsäuren, Alkenylbernsteinsäuren, Maleinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Linolsäuredimer, Malonsäure, Alkylmalonsäuren, Alkenylmalonsäure, usw.) mit einer Vielzahl von Alkoholen (z. B. Butylalkohol, Hexylalkohol, Dodecylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykolmonoether, Propylenglykol, usw.) ein. Spezielle Beispiele dieser Ester schließen Dibutyladipat, Di(2-ethylhexyl)sebacat, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacat, Diisooctylazelat, Diisodecylazelat, Dioctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacat, den 2-Ethylhexyldiester des Linolsäuredimers, den Komplexester, der durch Umsetzen von einem Mol Sebacinsäure mit zwei Mol Tetraethylenglykol und zwei Mol 2-Ethylhexansäure gebildet wird, und dergleichen ein.
Ester, welche als synthetische Öle nützlich sind, schließen auch jene ein, welche aus C_5-12-Monocarbonsäuren und Polyolen und Polyolethern wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, usw. hergestellt werden.
Folglich kann die Ölgrundlage, welche zur Herstellung der Zusammensetzungen, wie hier beschrieben, verwendet wird, aus jedweder der Ölgrundlagen in den Gruppen I bis V, wie in den American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines spezifiziert, ausgewählt sein. Solche Ölgrundlagengruppen sind wie folgt:
Gruppe I enthält weniger als 90 % gesättigte Stoffe und/oder mehr als 0,03 % Schwefel und weist einen Viskositätsindex von höher als oder gleich 80 und niedriger als 120 auf; Gruppe II enthält mehr als oder gleich 90 % gesättigte Stoffe und weniger als oder gleich 0,03 % Schwefel und weist einen Viskositätsindex von höher als oder gleich 80 und niedriger als 120 auf; Gruppe III enthält mehr als oder gleich 90 % gesättigte Stoffe und weniger als oder gleich 0,03 % Schwefel und weist einen Viskositätsindex von höher als oder gleich 120 auf; Gruppe IV sind Poly-alpha-olefine (PAO); und Gruppe V schließt alle anderen Grundlagen, welche nicht in Gruppe I, II, III oder IV eingeschlossen sind, ein.
Die Testverfahren, welche bei der Definierung der vorstehenden Gruppen verwendet werden, sind ASTM D2007 für gesättigte Stoffe; ASTM D2270 für den Viskositätsindex; und eines von ASTM D2622, 4294, 4927 und 3120 für Schwefel.
Gruppe IV-Grundlagen, d. h. Poly-alpha-olefine (PAO), schließen hydrierte Oligomere eines alpha-Olefins ein, wobei die wichtigsten Oligomerisierungsverfahren Radikalverfahren, Ziegler-Katalyse und kationische Friedel-Crafts-Katalyse sind.
Die Poly-alpha-olefine weisen typischerweise Viskositäten im Bereich von 2 bis 100 cSt bei 100°C, zum Beispiel 4 bis 8 cSt bei 100°C, auf. Sie können zum Beispiel Oligomere von verzweigten oder geradkettigen alpha-Olefinen mit etwa 2 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen sein; wobei nicht-einschränkende Beispiele Polypropene, Polyisobutene, Poly-1-butene, Poly-1-hexene, Poly-1-octene und Poly-1-decen einschließen. Eingeschlossen sind Homopolymere, Interpolymere und Gemische.
Hinsichtlich des Rests der Grundlage, auf welche vorstehend Bezug genommen wurde, schließt eine „Gruppe I-Grundlage" auch eine Gruppe I-Grundlage ein, mit welcher eine Grundlagen) von einer oder mehr anderen Gruppen gemischt werden kann, mit der Maßgabe, dass das resultierende Gemisch Charakteristika aufweist, welche in jene fallen, die vorstehend für Gruppe I-Grundlagen spezifiziert wurden.
Beispielhafte Grundlagen schließen Gruppe I-Grundlagen und Gemische von Gruppe II-Grundlagen mit einer Gruppe I-Grundlage ein.
Grundlagen, welche zur Verwendung hier geeignet sind, können unter Verwendung einer Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren, welche Destillation, Lösungsmittelraffination, Wasserstoffverarbeitung, Oligomerisation, Veresterung und erneute Raffination einschließen, aber nicht darauf eingeschränkt sind, hergestellt werden.
Die Ölgrundlage kann ein Öl sein, welches von Fischer-Tropsch-synthetisierten Kohlenwasserstoffen abgeleitet ist. Fischer-Tropsch-synthetisierte Kohlenwasserstoffe können aus Synthesegas, welches H₂ und CO enthält, unter Verwendung eines Fischer-Tropsch-Katalysators hergestellt werden. Solche Kohlenwasserstoffe erfordern typischerweise weiteres Verarbeiten, um als die Ölgrundlage nützlich zu sein. Zum Beispiel können die Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von in U.S. Pat. Nr. 6,103,099 oder 6,180,575 offenbarten Verfahren hydroisomerisiert; unter Verwendung von in U.S. Pat. Nr. 4,943,672 oder 6,096,940 offenbarten Verfahren hydrogekrackt und hydroisomerisiert; unter Verwendung von in U.S. Pat. Nr. 5,882,505 offenbarten Verfahren entwachst; oder unter Verwendung von in U.S. Pat. Nr. 6,013,171 ; 6,080,301 oder 6,165,949 offenbarten Verfahren hydroisomerisiert und entwachst werden.
Nicht raffinierte, raffinierte und erneut raffinierte Öle, entweder vom hier vorstehend offenbarten Mineral- oder synthetischen (sowie Gemische von zwei oder mehr von jedweden von diesen) Typ, können in den Ölgrundlagen verwendet werden. Nicht raffinierte Öle sind jene, welche direkt von einer Mineral- oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung erhalten werden. Zum Beispiel wäre ein Schieferöl, welches direkt aus Retorten schwelvorgängen erhalten wird, ein Öl auf Erdölbasis, welches direkt aus einer primären Destillation erhalten wird, oder ein Esteröl, welches direkt aus einem Veresterungsverfahren erhalten wird, und welche ohne weitere Behandlung verwendet werden, ein nicht raffiniertes Öl. Raffinierte Öle sind ähnlich zu den nicht raffinierten Ölen, außer dass sie weiter in einem oder mehr Reinigungsschritten behandelt wurden, um eine oder mehr Eigenschaften zu verbessern. Viele solche Reinigungstechniken sind dem Fachmann bekannt, wie Lösungsmittelextraktion, sekundäre Destillation, Säure- oder Baseextraktion, Filtration, Perkolation, usw. Erneut raffinierte Öle werden durch Verfahren erhalten, welche zu jenen ähnlich sind, die zum Erhalten von raffinierten Ölen verwendet werden, wobei die Verfahren bei raffinierten Ölen angewendet werden, welche bereits im Betrieb verwendet wurden. Solche erneut raffinierten Öle sind auch als regenerierte oder wiederaufgearbeitete Öle bekannt und werden oft zusätzlich durch Techniken verarbeitet, welche auf die Entfernung von verbrauchten Additiven, Verunreinigungen und Ölabbauprodukten ausgerichtet sind.
Die Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung können in jedwedem Motor oder anderen Verbrennungssystemen oder mechanischen Vorrichtungen, welche daraus einen Vorteil ziehen, verwendet werden. Zum Beispiel können die Schmiermittelzusammensetzungen zur Verwendung im Kurbelgehäuse eines internen Verbrennungsmotors geeignet sein.
In einigen Ausführungsformen können die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung zu der Schmiermittelzusammensetzung in der Form einer Schmiermitteladditivpackung gegeben werden. Schmiermitteladditivpackungen schließen Konzentrate, welche in einem Verdünnungsmittel gelöst sind, wie Mineralöl, synthetische Kohlenwasserstofföle und Gemische davon, ein. Wenn mit der Ölgrundlage gemischt wurde, können diese Konzentratadditivzusammensetzungen eine wirksame Konzentration der Additive in der Ölgrundlage bereitstellen. Die Menge der Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung in den Schmiermitteladditivpackungen kann von etwa 5 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% der Konzentratadditivzusammensetzung, wie von etwa 5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, variieren.
Die Schmiermitteladditivpackungszusammensetzungen und fertigen Schmiermittel der vorliegenden Anmeldung können andere zusätzliche Additive enthalten. Beispiele von solchen zusätzlichen Additiven schließen Dispergiermittel, welche von den Dispergiermitteln der vorliegenden Anmeldung unterschiedlich sind, Detergenzien, Antiverschleißmittel, ergänzen de Antioxidationsmittel, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Fließpunkterniedrigungsmittel, Korrosionsinhibitoren, Rostinhibitoren, Schauminhibitoren und Reibungsmodifizierungsmittel ein. Solche Additive sind auf dem Fachgebiet bekannt und das Auswählen von wirksamen Mengen an zusätzlichen Additiven in Schmiermittelzusammensetzungen wird innerhalb des Standes der Technik liegen.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Verringerung von Ablagerungen auf einer geschmierten Oberfläche, wobei das Verfahren die Verwendung eines Schmieröls, welches die Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, als das Schmieröl für die Oberfläche umfasst. Die Dispergiermittelverbindung kann in einer ausreichenden Menge vorhanden sein, um die Menge der Ablagerungen auf der Oberfläche zu verringern, im Vergleich zur Menge der Ablagerungen, welche auf der Oberfläche gebildet werden würden, wenn sie den gleichen Betriebsbedingungen unterworfen würde und unter Verwendung des gleichen Schmieröls, außer dass das Öl keine Dispergiermittelverbindung enthält. Repräsentative Beispiele der Ablagerungen, welche unter Verwendung der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verringert werden können, schließen Kolbenablagerungen, Ringstegablagerungen, Deckelanschlussflächenablagerungen und Kopfflächenablagerungen ein.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Verbessern der Suspension von Schlamm in einem Schmieröl. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung der Schmieröle der vorliegenden Anmeldung in einem Verbrennungssystem, wobei die Dispergiermittelverbindung in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um mindestens einen Teil des Schlamms in Suspension in dem Öl für einen Zeitraum zu halten, der langer ist, als wenn das Öl die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung sind auch als Dispergiermittel in Kraftstoffen nützlich. Folglich ist eine andere Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Kraftstoffzusammensetzung, welche eine Hauptmenge eines Kraftstoffes und eine ausreichende Nebenbestandteilmenge an Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung, um ein gewünschtes Dispergiervermögen bereit zu stellen, umfasst. Die Konzentration des Additivs in einem Kraftstoff hängt von einer Vielzahl an Faktoren ab, einschließlich dem Typ des verwendeten Kraftstoffes, der Gegenwart von anderen Dispergiermitteln oder anderen Additiven und dergleichen. Nicht-einschränkende Beispielkonzentratio nen können im Bereich von etwa 10 bis etwa 10.000 Gewichtsteile pro Million oder etwa 30 bis etwa 5.000 Gewichtsteile pro Million liegen.
Die Kraftstoffgrundlagen, welche bei der Formulierung der Kraftstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen jedwede Kraftstoffgrundlagen ein, welche zur Verwendung im Betrieb von funkengezündeten oder kompressionsgezündeten internen Verbrennungsmotoren geeignet sind, wie Dieselkraftstoff, Düsentreibstoff, Kerosin, bleihaltige oder bleifreie Motor- und Flugbenzine und so genannte reformulierte Benzine, welche sowohl Kohlenwasserstoffe des Benzinsiedebereichs als auch kraftstofflösliche Oxygenate, wie Alkohole, Ether und andere geeignete Sauerstoff-enthaltende organische Verbindungen, enthalten können. Beispiele von Oxygenaten, welche zur Verwendung in der vorliegenden Anmeldung geeignet sind, schließen Methanol, Ethanol, Isopropanol, t-Butanol, C₁- bis C₅-Alkoholgemische, Methyl-tertiär-butylether, tertiär-Amylmethylether, Ethyltertiär-butylether und gemischte Ether ein. Oxygenate können, wenn verwendet, in der Kraftstoffgrundlage in einer Menge von unter zum Beispiel etwa 25 Vol-% vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen können die Oxygenate in einer Menge vorhanden sein, welche einen Sauerstoffgehalt im gesamten Kraftstoff im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 5 Volumenprozent bereitstellt.
Die Kraftstoffgrundlagen, welche beim Formulieren der Kraftstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können zum Beispiel kompressionsgezündete Kraftstoffe mit einem Schwefelgehalt von bis zu etwa 0,2 Gew.-%, wie bis zu etwa 0,05 Gew.-%, einschließen, wie durch das in ASTM D 2622-98 spezifizierte Testverfahren bestimmt. In einigen Ausführungsformen sind geeignete kompressionsgezündete Kraftstoffe zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung Dieselkraftstoffe mit niedrigem Schwefelgehalt.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung sind die Dispergiermittelverbindungen als Kraftstoffadditivkonzentrate nützlich. Die Kraftstoffkonzentrate können ein inertes stabiles organisches Lösungsmittel für ein Verdünnungsmittel und etwa 5 bis 50 Gewichtsprozent einer Dispergiermittelverbindung der vorliegenden Anmeldung umfassen. Nicht-einschränkende Beispiele von geeigneten Verdünnungsmitteln schließen Benzol, Toluol, Xylol oder höher siedende Aromaten ein.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Verringerung von Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem eines internen Verbrennungsmotors, wobei das Verfahren die Verwendung der vorstehend beschriebenen Kraftstoffzusammensetzungen als der Kraftstoff für den internen Verbrennungsmotor umfasst. Die Dispergiermittelverbindungen der vorliegenden Anmeldung können in dem Kraftstoff in einer ausreichenden Menge vorhanden sein, um die Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem zu verringern. Ablagerungen können, im Vergleich zu der Menge an Ablagerungen, welche im gleichen Kraftstoffsystem auftreten würde, welches in der gleichen Weise und unter Verwendung der gleichen Kraftstoffzusammensetzung betrieben wird, wenn die Kraftstoffzusammensetzung die Dispergiermittelverbindung nicht enthält, verringert werden.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Dispergieren von Ruß in einer Kraftstoffgrundlage. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen der Kraftstoffzusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung in einem Verbrennungssystem, wobei die Dispergiermittelverbindung in der Kraftstoffgrundlage in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um mindestens einen Teil des Rußes in Suspension in der Kraftstoffgrundlage für einen Zeitraum zu halten, welcher länger ist, als wenn die Kraftstoffgrundlage die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um diese Erfindung speziell zu veranschaulichen. Diese Beispiele und Veranschaulichungen sollen nicht in irgendeiner Weise als einschränkend auf den Umfang dieser Erfindung ausgelegt werden.
BEISPIELE
Beispiel 1A
In einen 1 l-Harzkessel wurden 43,8 g Ethylendiamintetraessigsäure und 370 ml Wasser gegeben. Die resultierende Suspension wurde gerührt und bei 100°C erwärmt. TEPA (113,4 g) wurde über einen Zugabetrichter zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff für 3 Stunden gerührt und erwärmt. Die Suspension veränderte sich durch die Zugabe des Amins zu einer gelben Lösung. Das Wasser wurde im. Vakuum von dem Reaktionsgemisch entfernt, wobei 156 g gelbes viskoses Öl erhalten wurden. Dieses Zwischenprodukt wurde mit 100 g Wasser verdünnt und in ein Gefäß überführt.
Ein vorgeschlagenes Zwischenprodukt für das Verfahren von Beispiel 1A wird als das Produkt der nachstehend gezeigten Umsetzung gezeigt:
wobei R²⁰ und R²¹ unabhängig von OH, TEPA und TEPA-Salz (O^-+H-TEPA) ausgewählt sein können.
Beispiel 1B
In einen 3 l-Harzkessel, welcher mit einem Überkopfrührer ausgerüstet war, wurden 951 g eines 1250 Mn PIBSA gegeben. Das PIBSA wurde auf 160°C erwärmt und unter Stickstoff gerührt. Dann wurden 248,1 g des Zwischenprodukts von Beispiel 1A über einen Zugabetrichter über eine Zeitdauer von 1 Stunde zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde für 3 Stunden unter verringertem Druck gerührt und erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 880 g Verfahrensöl verdünnt und filtriert, wobei 1800 g des gewünschten Produkts erhalten wurden.
Eine vorgeschlagene Umsetzung für das Verfahren von Beispiel 1B wird nachstehend gezeigt:
wobei 'R²⁰ und 'R²¹ unabhängig von TEPA-Succinimid und TEPA-Succinimidsalz ausgewählt werden können.
Beispiel 2
Das Additiv von Beispiel 1B wurde unter Verwendung von anderen Komponenten, einschließlich metallhaltigen Sulfonaten, Zinkdithiophosphat-Verschleißinhibitoren, Schwefel-enthaltenden Antioxidationsmitteln, Diarylamin- und phenolischen Antioxidationsmitteln, Oleat- und Molybdän-Reibungsmodifizierungsmitteln, einem Fließpunkterniedrigungsmittel, einem Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex (HiTEC^®5751) und einer Schmierölgrundlage, in eine Personenwagenmotorölformulierung gemischt. Diese anderen Komponenten lagen in Kombinationen, welche typischerweise in vollständig formulierten Mehrbereichspersonenwagenmotorölen gefunden werden, vor.
Die kinematische Viskosität bei 100°C (KV 100) (mm²/s) und die Kurbelsimulatorkaltviskosität bei 30°C (CCS-30) (Centipoise) wurden bestimmt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt. Tabelle 1 Ergebnisse der 5W 30-Mischungsstudie

Dispergiermittel KV100 CCS-30

Beispiel 1B 11,28 5895
Beispiel 3
In Tabelle 2 nachstehend wurden die Schlamm-enthaltenden Eigenschaften eines Schmiermittels, welches das Dispergiermittel von Beispiel 1B, wie vorstehend beschrieben, enthielt, und eines Vergleichsschmiermittels, welches ein kommerziell erhältliches Dispergiermittel enthielt, unter Verwendung des Sequenz VG-Motortests (ein Dispergiermittelschlamm-Industrietest) verglichen, um den durchschnittlichen Motorschlamm („AES"), Kipphebelabdeckungsschlamm („RCS"), Kolbenmantellack (PSV") und durchschnittlichen Motorlack („AEV") zu bestimmen. Die verwendeten Schmiermittel waren vollständig formulierte Schmiermittel. In jeder Probe waren die Bestandteile des Schmiermittels genau die gleichen, außer das Dispergiermittel.
Der Sequenz VG-Motorschlamm- und Lackablagerungstest ist ein betriebener Motor-Dynamometer-Test, der die Fähigkeit eines Schmiermittels zur Minimierung der Bildung von Schlamm- und Lackablagerungen bewertet. Das Testverfahren ist ein zyklischer Test mit einer Gesamtlaufzeit von 216 Stunden, welche aus 54 Zyklen von jeweils 4 Stunden besteht. Der Testmotor war ein funkengezündeter Ford-4,6 l-Viertaktmotor mit acht Zylindern der Konfiguration „V". Merkmale dieses Motors schließen zwei oben liegende Nockenwellen, ein Querstromschnellverbrennungs-Zylinderkopfdesign, zwei Ventile pro Zylinder und eine elektronische Kraftstoffeinspritzung ein. Ein Schema mit 90-minütigen Unterbrechungen vor jedem Test wurde eingehalten, da ein neu zusammengebauter Motor für jeden Test verwendet wurde. Nach der Vollendung des Tests wurde der Motor auseinandergebaut und der Schlamm wurde eingestuft. Der durchschnittliche Motorschlamm wurde für jede Probe berechnet.
Die Ergebnisse dieser Testung sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Grenzwerte für jedes Leistungsmaß sind auch in der Tabelle gezeigt. Tabelle 2 Ergebnisse des Sequenz VG-Motortests

Dispergiermittelcode AES RCS AEV PSV

Beispiel 1B 8,91 9,54 9,22 8,02

Vergleich 7,91 9,25 8,90 7,64

Grenzwerte 7,80 8,00 8,90 7,50
Wie in Tabelle 2 vorstehend gezeigt, erfüllte das Schmiermittel, welches das Dispergiermittel von Beispiel 1B enthielt, nicht nur jedes Leistungsmaß, sondern resultierte in höheren AES-, RCS-, AEV- und PSV-Testeinstufungen als das Vergleichsbeispiel A. Die Ergebnisse dieses Tests zeigen die verbesserte Leistung des Dispergiermittels der vorliegenden Anmeldung.
Für die Zwecke dieser Beschreibung und der angefügten Patentansprüche sollen alle Zahlen, welche Mengen, Prozentangaben oder Anteile ausdrücken, und anderen Zahlenwerte, welche in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet werden, als in allen Fällen durch den Ausdruck „etwa" modifiziert angesehen werden, wenn nicht Anderweitiges angegeben ist. Demgemäß sind die numerischen Parameter, welche in der folgenden Beschreibung und den angefügten Patentansprüchen dargelegt sind, Näherungen, welche abhängig von den gewünschten Eigenschaften, welche versucht werden durch die vorliegende Offenbarung zu erhalten, variieren können, wenn nicht Gegenteiliges angegeben ist. Schließlich und nicht als ein Versuch, die Anwendung des Äquivalentprinzips auf den Umfang der Patentansprüche einzuschränken, sollte jeder numerische Parameter mindestens unter Berücksichtigung der Anzahl der angegebenen signifikanten Stellen und durch Verwenden von einfachen Rundungstechniken ausgelegt werden.
Es wird angemerkt, dass die Einzahlformen „ein", „einer", „eines" und „der", „die", „das", wie in dieser Beschreibung und den angefügten Patentansprüchen verwendet, Mehrzahlbezugnahmen einschließen, wenn nicht ausdrücklich und eindeutig auf eine Bezugnahme eingeschränkt ist. So schließt zum Beispiel eine Bezugnahme auf „eine Säure" zwei oder mehr unterschiedliche Säuren ein. Wie hier verwendet, ist mit dem Ausdruck „einschließen" und seinen grammatikalischen Varianten beabsichtigt, nicht einschränkend zu sein, so dass das Aufführen von Punkten in einer Liste nicht für den Ausschluss von anderen ähnlichen Punkten, welche bei den aufgelisteten Punkten substituiert oder hinzugefügt werden können, steht.
Obwohl besondere Ausführungsformen beschrieben wurden, können Alternativen, Modifizierungen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente, welche momentan nicht gesehen werden oder gesehen werden können, für die Anmelder oder andere, welche Fachmann sind, entstehen. Demgemäß ist beabsichtigt, dass die angefügten Patentansprüche, wie sie eingereicht wurden und geändert werden können, alle solche Alternativen, Modifizierungen, Variationen, Verbesserungen und wesentlichen Äquivalente umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 4152499 [0035]
- US 6103099 [0059]
- US 6180575 [0059]
- US 4943672 [0059]
- US 6096940 [0059]
- US 5882505 [0059]
- US 6013171 [0059]
- US 6080301 [0059]
- US 6165949 [0059]

Claims

Dispergiermittelverbindung, umfassend das Reaktionsprodukt (i) einer Hydrocarbylcarbonylverbindung, (ii) einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, und (iii) einer primären Amineinheit eines Polyamins.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Polycarbonylverbindung ein oder mehr tertiäre Stickstoffatome umfasst.
Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei die Polycarbonylverbindung eine Verbindung der Formel I ist:
wobei n im Bereich von 0 bis etwa 10 liegt und wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ unabhängig von einem Wasserstoffatom und linearen oder verzweigten C₁- bis C₁₀-Alkylresten ausgewählt sind.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polycarbonylverbindung von Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure und Estern dieser Säuren ausgewählt ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polycarbonylverbindung Zitronensäure ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyamin ein lineares, verzweigtes oder cyclisches Polyalkylenamin mit mindestens einer primären Amineinheit ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyamin eine Verbindung der Formel II ist:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit niedrigem Molekulargewicht mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 ist und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyamin aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Propylendiamin, Butylendiamin, Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Hexaethylenheptamin (HEHA), Dipropylentriamin und Tripropylentetramin besteht.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyamin ein Copolymer von zwei oder mehr Polyethylenaminen ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung ein Reaktionsprodukt der Hydrocarbylcarbonylverbindung und eines Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukts, welches durch Umsetzen der Polycarbonylverbindung mit dem Polyamin hergestellt wird, ist.
Verbindung nach Anspruch 10, wobei das Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt durch Umsetzen der Polycarbonylverbindung mit einem Gemisch von zwei oder mehr unterschiedlichen Polyaminen hergestellt wird.
Verbindung nach den Ansprüchen 10 bis 11, wobei das Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt mindestens eine nicht umgesetzte primäre Amineinheit umfasst.
Verbindung nach den Ansprüchen 10 bis 12, wobei das Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt eine Verbindung der Formel III ist,
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ unabhängig aus OH, einem Polyaminrest oder einem Salz des Polyaminrests ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ ein Polyaminrest ist.
Verbindung nach Anspruch 13, wobei der Polyaminrest aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Propylendiaminresten, Butylendiaminresten, Diethylentriamin (DETA)-Resten, Triethylentetramin (TETA)-Resten, Tetraethylenpentamin (TEPA)-Resten, Pentaethylenhexamin (PEHA)-Resten, Hexaethylenheptamin (HEHA)-Resten, Dipropylentriaminresten und Tripropylentetraminresten besteht.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydrocarbylcarbonylverbindungen aus Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureanhydriden, Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren und Estern von Hydrocarbylsubstituierten Bernsteinsäuren ausgewählt sind.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Anzahl der Carbonylgruppen zur Anzahl der Hydrocarbyleinheiten in der Hydrocarbylcarbonylverbindung im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 6:1 liegt.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydrocarbylcarbonylverbindung eine Verbindung der folgenden Formel IV ist:
wobei R¹⁴ ein Hydrocarbylrest ist.
Verbindung nach Anspruch 17, wobei R¹⁴ ein Polyolefinrest mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 350 bis etwa 10.000 ist.
Verbindung nach den Ansprüchen 17 bis 18, wobei R¹⁴ Polyisobuten ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung ein Reaktionsprodukt der Polycarbonylesterverbindung und eines Monosuccinimidamin-Zwischenprodukts, welches durch Umsetzen der Hydrocarbylcarbonylverbindung mit dem Polyamin hergestellt wird, ist.
Schmierzusammensetzung, umfassend: eine Ölgrundlage; und eine Dispergiermittelverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 20.
Schmierzusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die Konzentration der Dispergiermittelverbindung im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung liegt.
Verfahren zur Verringerung von Ablagerungen auf einer geschmierten Oberfläche, wobei das Verfahren das Schmieren der Oberfläche mit der Schmierzusammensetzung nach den Ansprüchen 21 bis 22 umfasst, wobei die Dispergiermittelverbindung in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die Menge der Ablagerungen auf der geschmierten Oberfläche zu verringern, im Vergleich zu der Menge der Ablagerungen auf der Oberfläche, welche den gleichen Betriebsbedingungen ausgesetzt und mit der gleichen Schmiermittelzusammensetzung geschmiert wird, außer dass die Zusammensetzung die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Verfahren zur Verbesserung der Suspension von Schlamm, umfassend das Bereitstellen der Schmierzusammensetzung nach den Ansprüchen 21 bis 22 in einem Verbrennungssystem, wobei die Dispergiermittelverbindung in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um mindestens einen Teil des Schlamms in Suspension in der Ölgrundlage für einen Zeitraum zu halten, welcher langer ist, als wenn die Ölgrundlage die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Schmiermitteladditivpackungszusammensetzung, umfassend: ein Verdünnungsmittel; und eine Dispergiermittelverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 20.
Additivpackung nach Anspruch 25, wobei die Konzentration der Dispergiermittelverbindung im Bereich von etwa 5 bis etwa 75 Gewichtsprozent der gesamten Additivpackungszusammensetzung liegt.
Schmiermitteladditivpackung nach den Ansprüchen 25 bis 26, ferner umfassend ein oder mehr zusätzliche Additive, welche aus Dispergiermitteln, die unterschiedlich von der Dispergiermittelverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 20 sind, Detergenzien, Antiverschleißmitteln, ergänzenden Antioxidationsmitteln, Mitteln zur Verbesserung des Viskositätsindex, Fließpunkterniedrigungsmitteln, Korrosionsinhibitoren, Rostinhibitoren, Schauminhibitoren und Reibungsmodifizierungsmitteln ausgewählt sind.
Kraftstoffzusammensetzung, umfassend: eine Kraftstoffgrundlage; und eine Dispergiermittelverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 20.
Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 28, wobei die Kraftstoffgrundlage Benzin ist.
Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 28, wobei die Kraftstoffgrundlage Dieselkraftstoff ist.
Kraftstoffzusammensetzung nach den Ansprüchen 28 bis 30, wobei die Konzentration der Dispergiermittelverbindung im Bereich von etwa 10 bis etwa 10.000 Gewichtsteile pro Million liegt.
Verfahren zum Verringern von Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem eines internen Verbrennungsmotors, wobei das Verfahren die Verwendung der Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 28 als den Kraftstoff für den internen Verbrennungsmotor umfasst, wobei die Dispergiermittelverbindung in dem Kraftstoff in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem zu verringern, im Vergleich mit der Menge der Ablagerungen in dem Kraftstoffsystem, welches in der gleichen Weise und unter Verwendung der gleichen Kraftstoffzusammensetzung betrieben wird, außer dass die Kraftstoffzusammensetzung die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Verfahren zum Dispergieren von Ruß, umfassend das Bereitstellen der Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 28 in einem Verbrennungssystem, wobei die Dispergiermittelverbindung in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um mindestens einen Teil des Rußes in Suspension in der Kraftstoffgrundlage für einen Zeitraum zu halten, der länger ist, als wenn die Kraftstoffgrundlage die Dispergiermittelverbindung nicht enthält.
Kraftstoffadditivpackungszusammensetzung, umfassend: ein Verdünnungsmittel; und eine Dispergiermittelverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 20.
Kraftstoffadditivpackungszusammensetzung nach Anspruch 34, wobei das Verdünnungsmittel aus Benzol, Toluol und Xylol ausgewählt ist.
Kraftstoffadditivpackungszusammensetzung nach den Ansprüchen 34 bis 35, wobei die Konzentration der Dispergiermittelverbindung im Bereich von etwa 5 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent der gesamten Kraftstoffadditivpackungszusammensetzung liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Dispergiermittelverbindung, umfassend: (i) das Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins, wobei ein Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukt hergestellt wird; und (ii) das Umsetzen des Polyamin-Polyamid-Zwischenprodukts mit einer Hydrocarbylcarbonylverbindung.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die Polycarbonylverbindung eine Verbindung der Formel I ist:
wobei n im Bereich von 0 bis etwa 10 liegt und wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ unabhängig von einem Wasserstoffatom und linearen oder verzweigten C₁- bis C₁₀-Alkylresten ausgewählt sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 37 bis 38, wobei das Polyamin eine Verbindung der Formel II ist:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 ist und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 37 bis 39, wobei Hydrocarbylcarbonylverbindungen aus Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureanhydriden, Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren und Ester von Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren ausgewählt sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 37 bis 40, wobei die Hydrocarbylcarbonylverbindung eine Verbindung der folgenden Formel IV ist:
wobei R¹⁴ ein Hydrocarbylrest ist.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei R¹⁴ Polyisobuten ist.
Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung, welche durch Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins hergestellt wird.
Polyamin-Polyamid-Verbindung der Formel III,
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ unabhängig aus OH, einem Polyaminrest oder einem Salz des Polyaminrests ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ ein Polyaminrest ist.
Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung nach Anspruch 44, wobei die Polyaminreste aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Propylendiaminresten, Butylendiaminresten, Diethylentriamin (DETA)-Resten, Triethylentetramin (TETA)-Resten, Tetraethylenpentamin (TEPA)-Resten, Pentaethylenhexamin (PEHA)-Resten, Hexaethylenheptamin (HEHA)-Resten, Dipropylentriaminresten und Tripropylentetraminresten und Salzen dieser Reste besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Polyamin-Polyamid-Zwischenproduktverbindung, wobei das Verfahren das Umsetzen einer Polycarbonylverbindung, welche mindestens drei Carbonylacylierungsfunktionen aufweist, mit einer primären Amineinheit eines Polyamins umfasst.
Verfahren nach Anspruch 46, wobei die Polycarbonylverbindung ein oder mehr tertiäre Stickstoffatome umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 47, wobei die Polycarbonylverbindung eine Verbindung der Formel I ist:
wobei n im Bereich von 0 bis etwa 10 liegt und wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ unabhängig von einem Wasserstoffatom und linearen oder verzweigten C₁- bis C₁₀-Alkylresten ausgewählt sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 48, wobei die Polycarbonylverbindung aus Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure und Ester dieser Säuren ausgewählt ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 49, wobei die Polycarbonylverbindung Zitronensäure ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 50, wobei das Polyamin ein lineares, verzweigtes oder cyclisches Polyalkylenamin mit mindestens einer primären Amineinheit ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 51, wobei das Polyamin eine Verbindung der Formel II ist:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit niedrigem Molekulargewicht mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 ist und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 46 bis 52, wobei das Polyamin aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Propylendiamin, Butylendiamin, Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Hexaethylenheptamin (HEHA), Dipropylentriamin und Tripropylentetramin besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Dispergiermittelverbindung, umfassend: (iii) das Umsetzen einer Hydrocarbylcarbonylverbindung mit einer primären Amineinheit eines Polyamins, wobei ein Monosuccinimidamin-Zwischenprodukt hergestellt wird; und (iv) das Umsetzen des Monosuccinimiamin-Zwischenprodukts mit einer Polycarbonylverbindung, welches mindestens drei Carbonylfunktionen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 54, wobei die Polycarbonylverbindung eine Verbindung der Formel I ist:
wobei n im Bereich von 0 bis etwa 10 liegt und wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ unabhängig von einem Wasserstoffatom und linearen oder verzweigten C₁- bis C₁₀-Alkylresten ausgewählt sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 54 bis 55, wobei das Polyamin eine Verbindung der Formel II ist:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 ist und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 54 bis 56, wobei die Hydrocarbylcarbonylverbindungen aus Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureanhydriden, Hydrocarbylsubstituierten Bernsteinsäuren und Ester von Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren ausgewählt sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 54 bis 57, wobei die Hydrocarbylcarbonylverbindung eine Verbindung der folgenden Formel IV ist:
wobei R¹⁴ ein Hydrocarbylrest ist.
Verfahren nach Anspruch 58, wobei R¹⁴ Polyisobuten ist.
Polyamin-Polyamid-Succinimid der Formel VI:
wobei n im Bereich von 0 bis 10 liegt und R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ unabhängig von einem Polyaminsuccinimidrest oder einem Polyaminsuccinimidrestsalz ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ ein Polyaminsuccinimidrest ist.
Polyamin-Polyamid-Succinimid nach Anspruch 60, wobei R²⁵, R²⁶, R²⁷, R²⁸ und R²⁹ unabhängig von Polyaminsuccinimidresten der Formel VII und Salzen davon ausgewählt sind:
wobei R⁶ ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit etwa 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen ist, R¹⁴ ein Hydrocarbylrest ist, m eine ganze Zahl im Bereich von etwa 1 bis etwa 3 ist und n eine ganze Zahl im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 ist.