DE10322163A1 - Fuel compositions containing terpolymers with improved cold flow properties - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Terpolymeren, umfassend als Monomerkomponenten a) wenigstens ein Niedrigalken, b) wenigstens ein langkettiges alpha-Olefin und c) wenigstens ein polares polymerisierbares Monomer, als Additiv für Brennstofföle und Schmierstoffe und insbesondere als Kaltfließverbesserer in Brennstoffölen; die mit diesen Terpolymeren additivierte Brennstofföle und Schmierstoffe; sowie Additivpakete, enthaltend derartige Terpolymere.The invention relates to the use of terpolymers comprising as monomer components a) at least one lower alkene, b) at least one long-chain alpha olefin and c) at least one polar polymerizable monomer, as an additive for fuel oils and lubricants and in particular as a cold flow improver in fuel oils; the fuel oils and lubricants added with these terpolymers; and additive packages containing such terpolymers.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Terpolymeren, umfassend als Monomerkomponenten a) wenigstens ein Niedrigalken, b) wenigstens ein langkettiges alpha-Olefin und c) wenigstens ein polares polymerisierbares Monomer, als Additiv für Brennstofföle und Schmierstoffe und insbesondere als Kaltfließverbesserer in Brennstoffölen; die mit diesen Terpolymeren additivierten Brennstofföle und Schmierstoffe; sowie Additivpakete, enthaltend derartige Terpolymere.The Invention relates to the use of terpolymers comprising as Monomer components a) at least one lower alkene, b) at least a long-chain alpha-olefin and c) at least one polar polymerizable Monomer, as an additive for fuel oils and lubricants and in particular as cold flow improvers in fuel oils; the with these terpolymers additive fuel oils and lubricants; such as Additive packages containing such terpolymers.
Stand der Technik:State of the art:
Paraffinische Wachse enthaltende Mineralöle, wie Mitteldestillate, Diesel und Heizöle, zeigen bei Temperaturerniedrigung eine deutliche Verschlechterung der Fließeigenschaften. Die Ursache hierfür liegt in der ab der Temperatur des Cloud Points auftretenden Kristallisation längerkettiger Paraffine, die große, plättchenförmige Wachskristalle bilden. Diese Wachskristalle besitzen eine schwammartige Struktur und führen zu einem Einschluss anderer Kraftstoffbestandteile in den Kristallverbund. Das Auftreten dieser Kristalle führt schnell zur Verklebung von Kraftstofffiltern sowohl in Tanks als auch in Kraftfahrzeugen. Bei Temperaturen unterhalb des Pour Points (PP) findet schließlich kein Fluss des Kraftstoffs mehr statt.paraffinic Mineral oils containing waxes, like middle distillates, diesel and heating oils, show when the temperature drops a significant deterioration in the flow properties. The cause therefor lies in the crystallization occurring from the temperature of the cloud point of longer Paraffins, the great, platelet-shaped wax crystals form. These wax crystals have a sponge-like structure and lead to include other fuel components in the crystal composite. The appearance of these crystals leads quickly for gluing fuel filters both in tanks and in Motor vehicles. At temperatures below the pour point (PP) finally finds no more flow of fuel instead.
Zur Behebung dieser Probleme werden schon seit langer Zeit Kraftstoffadditive in kleinen Konzentrationen zugesetzt, die häufig aus Kombinationen von Nukleatoren zur frühen Bildung von Kleinstkristalliten der Paraffine mit den eigentlichen Kaltfließverbesserern (auch als CFI oder MDFI bezeichnet) bestehen. Diese wiederum zeigen ähnliche Kristallisationseigenschaften wie die Paraffine des Kraftstoffs, verhindern jedoch deren Wachstum, so dass ein Passieren des Filters bei im Vergleich zum unadditivierten Kraftstoff deutlich niedrigeren Temperaturen möglich ist. Als Maß dafür wird der sogenannte Cold Filter Plugging Point (CFPP) bestimmt. Als weiteres Additiv können sogenannte Wax Anti Settling Additive (WASA) eingesetzt werden, die das Absinken der Kleinstkristallite im Kraftstoff verhindern.to Resolving these problems has been used as a fuel additive for a long time added in small concentrations, often from combinations of Early nucleators Formation of tiny crystallites of the paraffins with the actual ones cold flow improvers (also known as CFI or MDFI). These in turn show similar ones Crystallization properties like the paraffins of the fuel, however prevent their growth, so that a passage through the filter at significantly lower compared to the unadditized fuel Temperatures possible is. As a measure of this, the so-called cold filter plugging point (CFPP). As another Can additive so-called wax anti-settling additives (WASA) are used, which prevent the smallest crystallites in the fuel from sinking.
Raffineriebedingt ist die Zusammensetzung eines Kraftstoffs in der Regel jedoch nicht konstant, sondern mehr oder minder stark variierend, so dass die ideale Kraftstoffkombination für jeden Kraftstoff neu angepasst werden muss. Hierbei besteht ein hohes wirtschaftliches Interesse an neuen Fließverbesserern, die bei geringer Dosierung des Middle Distillate Flow Improver (MDFI) zu guten Kaltfließeigenschaften führen. Aufgrund der chemischen Struktur der MDFI müssen diese häufig bei erhöhten Temperaturen den Raffinerieströmen zugesetzt werden, um ein Zupumpen des MDFI und eine vollständige Auflösung im Kraftstoff zu ermöglichen. Diese – auch als untere Einmisch-Temperatur bekannte – Größe (s. "Überprüfung neuer MDFI/WASA-Additive zur Produktion von Dieselkraftstoff im Tauschkreis", ARAL-Forschung, QSAA FKL 103, 11/1998) soll vorteilhafterweise möglichst niedrig sein, um ein kostenintensives Heizen des MDFI-Tanks in den Raffinerien zu verhindern. Eine weitere Anforderung liegt in einer möglichst niedrigen Viskosität des MDFI. Ein MDFI mit einer hohen Viskosität erfordert entweder einen beheizten und dadurch kostenintensiven Transport, oder aber der Behälterinhalt wird am Bestimmungsort aufgeschmolzen, um ein Zupumpen zu ermöglichen. Diese Variante ist ebenfalls kostenintensiv und birgt zusätzlich das Risiko, dass durch lokale Überhitzung die Produkteigenschaften negativ beeinflusst werden. Ein MDFI mit niedriger Viskosität muss bei deutlich niedriger Temperatur transportiert werden bzw. behält eine zum Pumpen hinreichende Viskosität auch bei niedrigeren Temperaturen.refinery Limited However, the composition of a fuel is usually not constant, but more or less varying, so that the ideal fuel combination for every fuel has to be adjusted. There is a great economic interest in new flow improvers, with less Dosage of the Middle Distillate Flow Improver (MDFI) for good cold flow properties to lead. Due to the chemical structure of MDFI, these often have to be added increased Temperatures the refinery streams added to pump the MDFI and complete dissolution in the Allow fuel. These too known as the lower mixing-in temperature - size (see "Checking new MDFI / WASA additives for the production of diesel fuel in the exchange circuit ", ARAL research, QSAA FKL 103, 11/1998) should advantageously be as low as possible to a prevent costly heating of the MDFI tank in the refineries. Another requirement is the lowest possible viscosity of the MDFI. A high viscosity MDFI requires either one heated and therefore expensive transport, or the container capacity is melted at the destination to enable pumping. This Variant is also expensive and also hides that Risk of local overheating the product properties are negatively influenced. An MDFI with low viscosity must be transported at a significantly lower temperature or reserves sufficient viscosity for pumping even at lower temperatures.
Kaltfließverbesserer werden je nach Beschaffenheit des Grundkraftstoffs und des Additivs in Mengen von etwa 50 bis 500 ppm zudosiert. Es sind aus dem Stand der Technik verschiedene CFI-Produkte bekannt (vgl. z.B. US-A-3,038,479, 3,627,838 und 3,961,961, EP-A-0,261,957 oder DE-A-31 41 507 und 25 15 805). Gängige CFI sind gewöhnlich polymere Verbindungen, insbesondere Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymere, wie z.B. einige unter dem Handelsnamen Keroflux von der BASF AG vertriebene Produkte.cold flow improvers depending on the nature of the base fuel and the additive dosed in amounts of about 50 to 500 ppm. They are from a standing start various CFI products are known in the art (see, for example, US-A-3,038,479, 3,627,838 and 3,961,961, EP-A-0,261,957 or DE-A-31 41 507 and 25 15 805). Common CFIs are usually polymeric Compounds, especially ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymers, such as e.g. some sold by BASF AG under the trade name Keroflux Products.
Die WO-A-00/69998 beschreibt EVA/Isobuten/Terpolymere in Kombination mit Copolymeren bestehend aus α-Olefinen und MSA als Kalifließverbesserer für Destillatbrennstoffe.The WO-A-00/69998 describes EVA / isobutene / terpolymers in combination with copolymers consisting of α-olefins and MSA as potash flow improver for distillate fuels.
Die US-A-5,681,359 beschreibt Copolymere bestehend aus Ethylen, VAC und Isobuten als Pour Point Depressant (PPD).The US-A-5,681,359 describes copolymers consisting of ethylene, VAC and isobutene as a pour point depressant (PPD).
Die US-A-5,256,166 beschreibt PPD auf Basis von Ethylen, VAC und Isobuten.The US-A-5,256,166 describes PPD based on ethylene, VAC and isobutene.
EP-A-1116781 beschreibt Kraftstoffaddtive zur Verbesserung der Kaltfließ- und Schmiereigenschaften, auf Basis von Mischungen aus amphiphilen Paraffindispergatoren und MDFI, wobei der MDFI ein Terpolymere aus Ethylen, Vinylacetat und C5-C7-Olefin ist.EP-A-1116781 describes fuel additives for improving the cold flow and lubrication properties, based on mixtures of amphiphilic paraffin dispersants and MDFI, the MDFI being a terpolymer of ethylene, vinyl acetate and C 5 -C 7 olefin.
Die DE-A-19620119 beschreibt Terpolymere bestehend aus Ethylen, Vinylacetat und Norbornen als CFI.The DE-A-19620119 describes terpolymers consisting of ethylene, vinyl acetate and norbornene as CFI.
Die WO-A-91/15562 beschreibt Terpolymere aus Ethylen, alpha-Olefin und einem davon verschiedenen Olefin oder Dien, welche in Kombination mit Ethylen/ungesättigter Ester-Copolymeren und Kammpolymeren die Tieftemperatureigenschaften von Brennstoffölen beeinflussen sollen.The WO-A-91/15562 describes terpolymers of ethylene, alpha-olefin and a different olefin or diene, which in combination with ethylene / unsaturated Ester copolymer and comb polymers affect the low temperature properties of fuel oils should.
Die EP-A-0184083 beschreibt spezielle Ethylen/Vinylacetat/1-Hexen-Terpolymere als CFI für Mitteldestillate.The EP-A-0184083 describes special ethylene / vinyl acetate / 1-hexene terpolymers as CFI for Middle distillates.
Die EP-A-0203554 beschreibt Ethylen/Vinylacetat/Diisobuten-Terpolymere als Mineralöladditive zur Verbesserung des Kälteverhaltens der Mineralöle.The EP-A-0203554 describes ethylene / vinyl acetate / diisobutene terpolymers as mineral oil additives to improve the cold behavior of mineral oils.
Die DE-A-2515805 beschreibt Copolymere mit Ethylenrückgrat, die als Fließverbesserer für Destillatöle brauchbar sind. Das von Ethylen verschiedene Comonomer ist vorzugsweise ein ungesättigter Mono- oder Diester. Dieser kann auch ein Gemisch von 30 bis 99 Mol-% Ester und 70 bis 1 Mol.-% C3-C16-alpha-Monoolefin sein. Als Beispiele für solche Olefine sind Propylen, n-Octen-1 und n-Decen-1 genannt. Herstellungsbeispiele oder Testergebnisse für Terpolymere, insbesondere solcher mit längerer Kohlenstoffkette, finden sich darin nicht. Außerdem findet der Fachmann keinen Hinweis auf die Möglichkeit einer gezielten Verbesserung der unteren Einmischtemperatur von Kaltfließverbesserern. Diese Druckschrift befasst sich vielmehr mit einer Verbesserung der Herstellung obiger Copolymere durch geeignete Wahl des Polymerisationsinitiators. Das darin beschriebene Verfahren ist eine radikalische Polymerisation in Lösung (z. B. Cyclohexan).DE-A-2515805 describes copolymers with ethylene backbone which are useful as flow improvers for distillate oils. The comonomer other than ethylene is preferably an unsaturated mono or diester. This can also be a mixture of 30 to 99 mol% ester and 70 to 1 mol% C 3 -C 16 alpha monoolefin. Examples of such olefins are propylene, n-octene-1 and n-decene-1. There are no manufacturing examples or test results for terpolymers, especially those with a longer carbon chain. In addition, the expert does not find any indication of the possibility of a targeted improvement in the lower mixing temperature of cold flow improvers. Rather, this document deals with an improvement in the production of the above copolymers by a suitable choice of the polymerization initiator. The process described therein is radical polymerization in solution (e.g. cyclohexane).
Es besteht daher weiterhin Bedarf an zusätzlichen Additiven mit CFI-Eigenschaften, insbesondere solchen, welche eine verbesserte Performance und ein vereinfachtes Handling aufweisen.It there is therefore still a need for additional additives with CFI properties, especially those that have improved performance and a have simplified handling.
Kurze Beschreibung der Erfindung:Brief description of the Invention:
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung verbesserte Additive bereitzustellen. Insbesondere sollten solche Additive bereitgestellt werden, die in Bezug auf Viskosität und/oder unterer Einmischtemperatur in Brennstoffölzusammensetzung, bei gleicher Additivmenge, eine besserer Performance als herkömmliche Additive aufweisen und gleichzeitig zumindest im wesentlichen vergleichbare CFPP- und/oder CP-Werte wie herkömmliche Fließverbesserer bewirken.It is therefore an object of the present invention improved additives provide. In particular, such additives should be provided be in relation to viscosity and / or lower mixing temperature in Fuel oil composition, with the same amount of additive, better performance than conventional additives have and at the same time at least essentially comparable CFPP and / or CP values like conventional ones flow improvers cause.
Überraschenderweise konnte diese Aufgabe gelöst werden durch die unerwartete Beobachtung, dass Terpolymere des eingangs bezeichneten Typs als CFI-Additive brauchbar sind und außerdem eine bessere Performance als herkömmliche EVA-CFI's besitzen.Surprisingly was able to solve this task are unexpectedly observed that terpolymers of the beginning designated type are useful as CFI additives and also a better performance than conventional ones Own EVA-CFI's.
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung eines Terpolymers, umfassend als Monomerkomponenten a) wenigstens ein Niedrigalken, b) wenigstens ein langkettiges alpha-Olefin und c) wenigstens ein polares polymerisierbares Monomer, als Additiv für Brennstofföle und Schmierstoffe, wobei die Monomerkomponenten vorzugsweise statistisch verteilt einpolymerisiert sind.On The first object of the invention relates to the use of a terpolymer, comprising as monomer components a) at least one lower alkene, b) at least one long chain alpha olefin and c) at least one polar polymerizable monomer, as an additive for fuel oils and lubricants, wherein the monomer components are preferably randomly polymerized are.
Bevorzugt
verwendet man Terpolymere, die im wesentlichen aufgebaut sind aus
Monomeren, umfassend die Monomere M1, M2 und M3, wobei M1, M2 und
M3 die folgenden allgemeinen Formeln besitzen worin
R1 für H oder
C1-C5-Hydrocarbyl,
vorzugsweise H, steht;
R2, R3, R4 und R5 gleich oder verschieden sind und für H, C1-C40-Hydrocarbyl,
wie z.B. C1-C20-, insbesondere C1-C10-, vorzugsweise
C1-C4-Hydrocarbyl,
-COOR7 oder -COOR7 stehen,
wobei R1 für C1-C40-Hydrocarbyl, wie z.B. C1-C20-, insbesondere C1-C10-, vorzugsweise C1-C4-Hydrocarbyl,
steht und wobei wenigstens einer der Reste R2,
R3, R4 und R5 für
-COOR7 oder -OCOR7 steht;
und
R6 für C6-C40-Hydrocarbyl, wie z.B. C8-C40- oder C8-C30-, C10-C40- oder C10-C30-, C12-C40-, C12-C30-,
oder C16-C40- oder
C16-C30-, oder C18-C40- oder C18-C30-, insbesondere
C12-C24-, vorzugsweise
C16-C24- oder C18-C24-Hydrocarbyl
steht;
wobei die Hydrocarbylgruppen gegebenenfalls ein- oder
mehrfach substituiert sein können
durch C1-C4-Alkyl, Hydroxy,
C1-C4-Alkoxy, Amino,
Mono- oder Di-C1-C4-alkylamino,
Carboxy, (CO)R1 oder ein oder mehrere Heteroatome,
ausgewählt
unter N, O und S in der Kohlen stoffkette enthalten können.Terpolymers which are essentially composed of monomers comprising the monomers M1, M2 and M3, M1, M2 and M3 having the following general formulas, are preferably used wherein
R 1 is H or C 1 -C 5 hydrocarbyl, preferably H;
R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same or different and are H, C 1 -C 40 hydrocarbyl, such as C 1 -C 20 -, in particular C 1 -C 10 -, preferably C 1 -C 4 -Hydrocarbyl, -COOR 7 or -COOR 7 , where R 1 is C 1 -C 40 -hydrocarbyl, such as C 1 -C 20 -, especially C 1 -C 10 -, preferably C 1 -C 4 -hydrocarbyl, and at least one of the radicals R 2 , R 3 , R 4 and R 5 represents -COOR 7 or -OCOR 7 ; and
R 6 for C 6 -C 40 hydrocarbyl, such as C 8 -C 40 - or C 8 -C 30 -, C 10 -C 40 - or C 10 -C 30 -, C 12 -C 40 -, C 12 -C 30 -, or C 16 -C 40 - or C 16 -C 30 -, or C 18 -C 40 - or C 18 -C 30 -, in particular C 12 -C 24 -, preferably C 16 -C 24 - or C 18 -C 24 hydrocarbyl;
where the hydrocarbyl groups can optionally be mono- or polysubstituted by C 1 -C 4 alkyl, hydroxy, C 1 -C 4 alkoxy, amino, mono- or di-C 1 -C 4 alkylamino, carboxy, (CO) R 1 or one or more heteroatoms selected from N, O and S can be contained in the carbon chain.
In
den erfindungsgemäß eingesetzten
Terpolymeren können
die Monomeren M1, M2 und M3 in folgenden molaren Anteilen (Mx/(M1
+ M2 + M3) im Terpolymer enthalten sein:
M1: 0,6 bis 0,98,
vorzugsweise 0,7 bis 0,95 , insbesondere 0,8 bis 0,95;
M2:
0,0001 bis 0,1, vorzugsweise 0,0005 bis 0,05, insbesondere 0,001
bis 0,01;
M3: 0,01 bis 0,2, vorzugsweise 0,01 bis 0,15, insbesondere
0,05 bis 0,15The terpolymers used according to the invention may contain the monomers M1, M2 and M3 in the following molar proportions (Mx / (M1 + M2 + M3) in the terpolymer:
M1: 0.6 to 0.98, preferably 0.7 to 0.95, in particular 0.8 to 0.95;
M2: 0.0001 to 0.1, preferably 0.0005 to 0.05, in particular 0.001 to 0.01;
M3: 0.01 to 0.2, preferably 0.01 to 0.15, in particular 0.05 to 0.15
Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Terpolymere auch wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen.
- a) das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn liegt im Bereich von etwa 500 bis etwa 10000; vorzugsweise 500 bis 5000 , insbesondere 500 bis 3000;
- b) das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw liegt im Bereich von etwa 1500 bis etwa 20000; vorzugsweise 2000 bis 15000, insbesondere 2000 bis 10000;
- c) das Verhältnis Mw/Mn liegt im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 6,0; vorzugsweise 1,8 bis 5,0, insbesondere 2,0 bis 5,0; und
- d) die (kinematische) Viskosität bestimmt nach DIN 51562 liegt bei 120 °C im Bereich von 2 bis etwa 10000, vorzugsweise 10 bis 5000, insbesondere 20 bis 1000;
- e) die untere Einmischtemperatur in Dieselkraftstoff, bestimmt nach ARAL-Forschung, QSAA FKL 103, 11/98, liegt bei etwa 10 bis 30°C, vorzugsweise bei 10 bis 20 °C, insbesondere bei 15 bis 20 °C;
- a) the number average molecular weight Mn is in the range from about 500 to about 10,000; preferably 500 to 5000, in particular 500 to 3000;
- b) the weight average molecular weight Mw is in the range from about 1500 to about 20,000; preferably 2,000 to 15,000, in particular 2,000 to 10,000;
- c) the Mw / Mn ratio ranges from about 1.5 to about 6.0; preferably 1.8 to 5.0, in particular 2.0 to 5.0; and
- d) the (kinematic) viscosity determined according to DIN 51562 is at 120 ° C. in the range from 2 to about 10,000, preferably 10 to 5000, in particular 20 to 1000;
- e) the lower mixing temperature in diesel fuel, determined according to ARAL research, QSAA FKL 103, 11/98, is about 10 to 30 ° C, preferably 10 to 20 ° C, in particular 15 to 20 ° C;
Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Terpolymere erhältlich durch, vorzugsweise radikalische, Polymerisation, insbesondere Hochdruckpolymerisation, der Monomeren M1, M2, und M3. Bevorzugt wird dabei die Polymerisation ohne Lösungsmittel durchgeführt.Prefers are the terpolymers according to the invention available by, preferably radical, polymerization, in particular high-pressure polymerization, of the monomers M1, M2, and M3. Polymerization is preferred without solvent carried out.
Die Monomere M1, M2 und M3 können grundsätzlich als Reinsubstanz oder Gemisch aus zwei oder mehreren Monomeren des gleichen Typs eingesetzt werden. Die oben angegebenen Kohlenstoffzahlen verstehen sich daher als zahlenmäßige Mittelwerte.The Monomers M1, M2 and M3 can in principle as a pure substance or a mixture of two or more monomers of same type can be used. The carbon numbers given above therefore understand themselves as numerical averages.
Bevorzugte Monomere M1 sind ausgewählt unter Ethylen, Propylen und 1-Buten und Gemischen davon.preferred Monomers M1 are selected among ethylene, propylene and 1-butene and mixtures thereof.
Bevorzugte Monomere M2 sind ausgewählt unter geradkettigen oder ein- oder mehrfach verzweigten alpha-Olefinen mit einer Anzahl von 8 bis 40 C-Atomen, Oligomeren mit einer Anzahl von 8 bis 40 C-Atomen und terminaler Doppelbindung, abgeleitet von C2-C6-Olefinen- Monomeren, und Gemischen davon.Preferred monomers M2 are selected from straight-chain or mono- or poly-branched alpha-olefins with a number of 8 to 40 carbon atoms, oligomers with a number of 8 to 40 carbon atoms and terminal double bond derived from C 2 -C 6 olefin monomers, and mixtures thereof.
Bevorzugte Monomere M3 sind ausgewählt unter Vinyl-C1-C20-carbonsäuren oder C1-C20-Hydrocarbyl-(meth)acrylaten und Gemischen davon.Preferred monomers M3 are selected from vinyl C 1 -C 20 carboxylic acids or C 1 -C 20 hydrocarbyl (meth) acrylates and mixtures thereof.
Bevorzugt verwendete Terpolymere sind ausgewählt unter Ethylen/Vinylacetat/1-Icosen-, Ethylen/Vinylacetat/Pentaisobuten-, Ethylen/Vinylacetat/C20-C24-alpha-Olefin- und Ethylen/Vinylacetat/1-Octen-TerpolymerenTerpolymers used with preference are selected from ethylene / vinyl acetate / 1-icosen, ethylene / vinyl acetate / pentaisobutene, ethylene / vinyl acetate / C 20 -C 24 -alpha-olefin and ethylene / vinyl acetate / 1-octene terpolymers
Die oben beschriebenen Terpolymere werden alleine oder in Kombination mit anderen Polymeren, vorzugsweise alleine in Mengen eingesetzt, um eine Wirkung als Kaltfließverbesserer im additivierten Brennstoff oder Schmierstoff zu zeigen. Insbesondere sollten die erfindungsgemäßen Additive in Mengen eingesetzt werden, die die untere Einmischtemperatur in Brennstoffölzusammensetzungen, wie Dieselkraftstoffen, deutlich verringern. Darüber hinaus kann der Pour Point von Additiv-Paketen, welche ein erfindungsgemäßes Terpolymer enthalten in vorteilhafter Weise abgesenkt werden.The Terpolymers described above are used alone or in combination with other polymers, preferably used alone in amounts, an effect as a cold flow improver to show in the additive fuel or lubricant. In particular the additives according to the invention be used in amounts that the lower mixing temperature in Fuel oil compositions such as diesel fuels. In addition, the Pour Point of additive packages which contain a terpolymer according to the invention in advantageously be lowered.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft Brennstoffölzusammensetzungen, enthaltend einen größeren Gewichtsanteil eines im Bereich von etwa 120–500 °C siedenden Mitteldestillatbrennstoffs und einen kleineren Gewichtsanteil wenigstens eines Kaltfließverbesserers gemäß obigerer Definition.On The invention further relates to fuel oil compositions, containing a larger proportion by weight one boiling in the range of about 120-500 ° C Middle distillate fuel and at least a smaller proportion by weight of a cold flow improver according to the above Definition.
Derartige Brennstoffölzusammensetzungen können weiterhin als Brennstoffkomponente Biodiesel (aus tierischer und/oder pflanzlicher Produktion) in Anteilen von 0–30 Gew.-% umfassen.such Fuel oil compositions can still as a fuel component biodiesel (from animal and / or vegetable production) in proportions of 0-30% by weight.
Bevorzugte Brennstoffölzusammensetzungen sind ausgewählt unter Dieselkraftstoffen, Kerosin und Heizöl, wobei der Dieselkraftstoff durch Raffination, Kohlevergasung oder Gasverflüssigung erhältlich sein kann, ein Gemisch solcher Produkte darstellen und gegebenenfalls mit regenerativen Kraftstoffen vermischt sein kann. Solche Brennstoffölzusammensetzungen sind bevorzugt, wobei der Schwefelgehalt der Mischung höchstens 500 ppm beträgt.preferred Fuel oil compositions are selected among diesel fuels, kerosene and heating oil, the diesel fuel may be obtainable by refining, coal gasification or gas liquefaction, a mixture represent such products and if necessary with regenerative Fuels can be mixed. Such fuel oil compositions are preferred, the sulfur content of the mixture being at most Is 500 ppm.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft Schmierstoffzusammensetzungen, enthaltend einen größeren Gewichtsanteil eines herkömmlichen Schmierstoffs und einen kleineren Gewichtsanteil wenigstens eines Kaltfließverbesserers gemäß obiger Definition.On The invention further relates to lubricant compositions, containing a larger proportion by weight a conventional one Lubricant and a smaller proportion by weight of at least one cold flow improver according to the above Definition.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Terpolymere in Kombination mit weiteren herkömmlichen Kaltfließverbesserern und/oder weiteren Schmier- und Brennstofföladditiven verwendet werden.in the Within the scope of the present invention, the terpolymers can be used in combination with other conventional ones cold flow improvers and / or other lubricating and fuel oil additives can be used.
Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft außerdem Additivpakete, umfassend ein Terpolymer gemäß obiger Definition in Kombination mit wenigstens einem weiteren konventionellen Schmier- und Brennstofföladditiv.On last subject of the invention also relates to additive packages comprising a terpolymer according to the above Definition in combination with at least one other conventional Lubricant and fuel oil additive.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:Detailed description the invention:
a) Terpolymerea) Terpolymers
Die erfindungsgemäßen Terpolymere sind im wesentlichen aus den oben definierten Monomeren M1, M2 und M3 aufgebaut. Herstellungsbedingt können gegebenenfalls geringe Anteile des als Regler (Ketten-Terminators) eingesetzten Verbindung enthalten sein.The terpolymers according to the invention are essentially from the monomers M1, M2 and M3 built. Depending on the manufacturing process, small amounts may be required Proportion of the connection used as a controller (chain terminator) be included.
Werden
keine anderen Angaben gemacht so gelten folgende allgemeine Definitionen:
C1-C40-Hydrocarbyl
steht insbesondere für
geradkettiges oder verzweigtes C1-C40-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl,
n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl,
Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl,
Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Eicosyl,
Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl,
Octacosyl, Nonacosyl, Squalyl und die höheren Homologen sowie die dazugehörigen Stellungsisomere.
Analoges gilt für
C1-C20-Hydrocarbylreste.If no other information is given, the following general definitions apply:
C 1 -C 40 hydrocarbyl is in particular straight-chain or branched C 1 -C 40 alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, Heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacyl, octayl, hepta the higher homologues and the corresponding positional isomers. The same applies to C 1 -C 20 hydrocarbyl radicals.
C1-C4-Alkylenreste sind insbesondere Methylen, Ethylen, 1,2- oder 1,3-Propylen, 1,2-, 1,3-, 2,3-, 2,4-, 3,4- oder 1,4-Butylen.C 1 -C 4 alkylene radicals are in particular methylene, ethylene, 1,2- or 1,3-propylene, 1,2-, 1,3-, 2,3-, 2,4-, 3,4- or 1 , 4-butylene.
Als Beispiel für geeignete Monomer M1 sind zu nennen: Mono-Alkene mit nicht-terminaler oder vorzugsweise terminaler Doppelbindung, insbesondere Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen und 1-Decen, sowie die höheren einfach ungesättigten Homologen mit bis zu 40 C-Atomen.Examples of suitable monomers M1 are: mono-alkenes with a non-terminal or preferably terminal double bond, in particular ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-hep ten, 1-octene, 1-nonen and 1-decene, as well as the higher monounsaturated homologues with up to 40 carbon atoms.
Als Beispiele für bevorzugte alpha-Olefine M2 sind zu nennen geradkettige oder ein- oder mehrfach verzweigten alpha-Olefine mit 8 bis 40 C-Atomen, Oligomere mit 8 bis 40 C-Atomen und terminaler Doppelbindung, abgeleitet von C2-C6-Olefin-Monomeren oder Mischungen davon. Als Beispiel sind insbesondere zu nennen Mischungen von alpha-Olefinen mit 16 bis 30, insbesondere 20 bis 24 Kohlenstoffatomen, beispielsweise aus Ethylen- Oligomerisierungsprozessen oder nativen Ursprungs. Weiterhin können genannt werden Oligomerisierungsprodukte von Isobuten, welche Mischungen von Isobuten-Dimeren, -Trimeren, -Tetrameren und/oder -Pentameren darstellen. Die Kettenlänge beträgt dabei etwa 8 bis 20 Kohlenstoffatome.Examples of preferred alpha-olefins M2 are straight-chain or mono- or poly-branched alpha-olefins with 8 to 40 carbon atoms, oligomers with 8 to 40 carbon atoms and terminal double bond, derived from C 2 -C 6 -olefin Monomers or mixtures thereof. Mixtures of alpha-olefins having 16 to 30, in particular 20 to 24, carbon atoms, for example from ethylene oligomerization processes or of native origin, are to be mentioned in particular as examples. Oligomerization products of isobutene, which are mixtures of isobutene dimers, trimers, tetramers and / or pentamers, may also be mentioned. The chain length is about 8 to 20 carbon atoms.
Als
Beispiele für
geeignete Monomere M3 sind zu nennen:
Vinyl-C1-C20-Carbonsäuren, insbesondere die Vinylester
von Ameisensäure,
Essigsäure,
Propionsäure,
Buttersäure,
Valeriansäure,
Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure und Melissinsäure; und
C1-C20-Alkylacrylaten
und C1-C20-Alkylmethacrylate,
worin C1-C20-Alkyl
für Methyl,
Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl,
sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl,
Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl,
Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl oder Eicosyl steht.Examples of suitable monomers M3 are:
Vinyl-C 1 -C 20 carboxylic acids, especially the vinyl esters of formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, oenanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachic acid, behenic acid, lignotinic acid melissinic; and C 1 -C 20 alkyl acrylates and C 1 -C 20 alkyl methacrylates, where C 1 -C 20 alkyl represents methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, Pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl or eicosyl.
Besonders
bevorzugte Terpolymere sind aufgebaut aus den Monomeren Ethylen,
Vinylacetat (VAC) und C18-C24-Olefin
bzw. Olefingemisch. Bezogen auf das Polymer beträgt der Gewichtsanteil der Monomere unanhängig voneinander:
Ethylen:
50 bis 95 Gew.-%, wie insbesondere 60 bis 85 Gew.-%;
VAC: 10–40 Gew.-%,
wie insbesondere 12–35
Gew. %;
alpha-Olefin: 0,1 bis 20 Gew.-%, wie insbesondere 0,1
bis 10 Gew.-%, 0,1 bis 5 Gew. % oder 0,1 bis 1 Gew.-%. Ein alpha-Olefingehalt
von weniger als 1 Mol-%, wie z.B. 0,1 bis 0,9 Mol-% oder 0,1 bis
0,5 Mol-% ist ebenfalls bevorzugt.Particularly preferred terpolymers are composed of the monomers ethylene, vinyl acetate (VAC) and C 18 -C 24 olefin or olefin mixture. Regarding the polymer, the weight fraction of the monomers is independent of one another:
Ethylene: 50 to 95% by weight, such as in particular 60 to 85% by weight;
VAC: 10-40% by weight, such as in particular 12-35% by weight;
alpha-olefin: 0.1 to 20% by weight, such as in particular 0.1 to 10% by weight, 0.1 to 5% by weight or 0.1 to 1% by weight. An alpha olefin content of less than 1 mole percent, such as 0.1 to 0.9 mole percent or 0.1 to 0.5 mole percent, is also preferred.
Die Viskosität derartiger Copolymere (bestimmt nach Ubbelohde DIN 51562) liegt bei etwa 2 –10000 mm2/s, insbesondere etwa 20 bis 1000 mm2/s jeweils bei einer Temperatur von etwa 120 °C.The viscosity of such copolymers (determined according to Ubbelohde DIN 51562) is approximately 2 to 10000 mm 2 / s, in particular approximately 20 to 1000 mm 2 / s, in each case at a temperature of approximately 120 ° C.
b) Herstellung der Terpolymereb) Preparation of the terpolymers
Die erfindungsgemäßen Terpolymere werden nach an sich bekannten Verfahren hergestellt, vorzugsweise nach dem aus dem Stand der Technik (vgl. z.B. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5. Auflage, Stichwort: Waxes, Bd. A 28, S. 146 ff., VCH Weinheim, Basel, Cambridge, New York, Tokio, 1996) bekannten Verfahren zur direkten radikalischen Hochdruck-Copolymerisation ungesättigter Verbindungen.The terpolymers according to the invention are produced by methods known per se, preferably according to the state of the art (see e.g. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 5th edition, keyword: Waxes, Vol. A 28, p. 146 ff., VCH Weinheim, Basel, Cambridge, New York, Tokyo, 1996) known methods for direct radical high-pressure copolymerization unsaturated Links.
Die Herstellung der Terpolymere erfolgt bevorzugt in gerührten Hochdruckautoklaven oder in Hochdruckrohrreaktoren oder Kombinationen aus beiden. Bei ihnen verhält sich überwiegend das Verhältnis Länge/Durchmesser in Bereichen von 5:1 bis 30:1, bevorzugt 10:1 bis 20:1.The The terpolymers are preferably produced in stirred high-pressure autoclaves or in high pressure tube reactors or combinations of both. at behaves to them predominantly The relationship Length / diameter in the range from 5: 1 to 30: 1, preferably 10: 1 to 20: 1.
Geeignete Druckbedingungen für die Polymerisation sind 1000 bis 3000 bar, bevorzugt 1500 bis 2000 bar. Die Reaktionstemperaturen liegen z.B. im Bereich von 160 bis 320 °C, bevorzugt im Bereich von 200 bis 280 °C.suitable Printing conditions for the polymerization is 1000 to 3000 bar, preferably 1500 to 2000 bar. The reaction temperatures are e.g. in the range of 160 to 320 ° C, preferred in the range of 200 to 280 ° C.
Als Regler zur Einstellung des Molekulargewichts der Terpolymere verwendet man beispielsweise einen aliphatischen Aldehyd oder ein aliphatisches Keton der allgemeinen Formel I oder Mischungen derselben.An aliphatic aldehyde or an aliphatic ketone of the general formula I is used, for example, as a regulator for adjusting the molecular weight of the terpolymers or mixtures thereof.
Dabei sind die Reste Ra und Rb gleich oder verschieden und ausgewählt unter
- – Wasserstoff;
- – C1-C6-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl; besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
- – C3-C12-Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl und Cyclododecyl; bevorzugt sind Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl;.
- - hydrogen;
- - C 1 -C 6 alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, sec. -Pentyl, neo-pentyl, 1,2-dimethylpropyl, iso-amyl, n-hexyl, iso-hexyl, sec-hexyl; special preferably C 1 -C 4 alkyl, such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and tert-butyl;
- - C 3 -C 12 cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl; cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl are preferred.
Die Reste Ra und Rb können auch miteinander unter Bildung eines 4- bis 13-gliedrigen Rings kovalent verbunden sein. So können Ra und Rb beispielsweise gemeinsam folgende Alkylengruppen bilden: -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)- oder -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-.The radicals R a and R b can also be covalently bonded to one another to form a 4- to 13-membered ring. For example, R a and R b can together form the following alkylene groups: - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 5 -, - (CH 2 ) 6 , - (CH 2 ) 7 -, -CH (CH 3 ) -CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) - or -CH (CH 3 ) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) -.
Die Verwendung von Propionaldehyd oder Ethylmethylketon als Regler ist ganz besonders bevorzugt.The Use of propionaldehyde or ethyl methyl ketone as a regulator very particularly preferred.
Weitere gut geeignete Regler sind unverzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Propan oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit tertiären H-Atomen, wie beispielsweise Isobutan, Isopentan, Isooctan oder Isododekan (2,2,4,6,6-Pentamethylheptan). Als weitere zusätzliche Regler können höhere Olefine, wie beispielsweise Propylen, eingesetzt werden.Further well-suited regulators are unbranched aliphatic hydrocarbons, such as propane or branched aliphatic hydrocarbons with tertiary H atoms, such as isobutane, isopentane, isooctane or Isododecane (2,2,4,6,6-pentamethylheptane). As another additional Regulators can higher olefins, such as propylene.
Auch Mischungen der obigen Regler mit Wasserstoff oder Wasserstoff alleine sind ebenfalls bevorzugt.Also Mixtures of the above regulators with hydrogen or hydrogen alone are also preferred.
Die Menge an verwendetem Regler entspricht den für das Hochdruckpolymerisationsverfahren üblichen Mengen.The The amount of regulator used corresponds to that customary for the high-pressure polymerization process Amounts.
Als Starter für die radikalische Polymerisation können die üblichen Radikalstarter, wie beispielsweise organische Peroxide, Sauerstoff oder Azoverbindungen, eingesetzt werden. Auch Mischungen mehrerer Radikalstarter sind geeignet. Als Radikalstarter können z.B. ein oder mehrere Peroxide, ausgewählt unter folgenden kommerziell erhältlichen Substanzen eingesetzt werden:
- – Didekanoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexan, tert.-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.Butylperoxydiethylacetat, tert.Butylperoxydiethylisobutyrat, 1,4-Di(tert.-butylperoxycarbo)-cyclohexan als Isomerengemisch, tert.-Butylperisononanoat, 1,1-Di-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Di-(tert.-butylperoxy)-cyclohexan, Methyl-isobutylketonperoxid, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,2-Di-tert.-butylperoxy)butan oder tert.-Butylperoxacetat;
- – tert.-Butylperoxybenzoat, Di-tert.-amylperoxid, Dicumylperoxid, die isomeren Di-(tert.-butylperoxyisopropyl)benzole, 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.-butylperoxyhexan, tert.-Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)-hex-3-in, Di-tert.-butylperoxid, 1,3-Diisopropylmonohydroperoxid, Cumolhydroperoxid oder tert.-Butylhydroperoxid; oder
- – dimere oder trimere Ketonperoxide, so wie sie z.B. aus der EP-A-0 813 550 bekannt sind
- - Didekanoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, tert.-amylperoxy-2-ethylhexanoate, dibenzoyl peroxide, tert.-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert.butylperoxydiethylacetate, tert.butylperoxydiethylisobutyrate, , 4-Di (tert-butylperoxycarbo) cyclohexane as a mixture of isomers, tert-butyl perisononanoate, 1,1-di- (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di- (tert. -butylperoxy) -cyclohexane, methyl-isobutylketone peroxide, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, 2,2-di-tert-butylperoxy) butane or tert-butylperoxacetate;
- Tert-butyl peroxybenzoate, di-tert-amyl peroxide, dicumyl peroxide, the isomeric di- (tert-butylperoxyisopropyl) benzenes, 2,5-dimethyl-2,5-di-tert-butyl peroxyhexane, tert-butyl cumyl peroxide, 2 , 5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hex-3-yne, di-tert-butyl peroxide, 1,3-diisopropyl monohydroperoxide, cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide; or
- - Dimeric or trimeric ketone peroxides, as are known for example from EP-A-0 813 550
Als Peroxide sind Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperoxypivalat, tert.-Butylperoxyisononanoat oder Dibenzoylperoxid oder Gemische derselben besonders geeignet. Als Azoverbindung sei Azobisisobutyronitril ("AIBN") beispielhaft genannt. Die Radikalstarter werden in für Polymerisationen üblichen Mengen dosiert.As Peroxides are di-tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxyisononanoate or dibenzoyl peroxide or mixtures thereof are particularly suitable. Azobisisobutyronitrile ("AIBN") is an azo compound mentioned as an example. The radical initiators are used in polymerizations Amounts dosed.
In einer bevorzugten Fahrweise werden die erfindungsgemäßen Terpolymere so hergestellt, dass man eine Mischung der Monomeren M1, M2 (vorzugsweise gelöst z. B. in Toluol) und M3 in Gegenwart des Reglers bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20 bis 50°C, wie z.B. von 30°C, vorzugsweise kontinuierlich durch einen Rührautoklaven leitet, welcher auf einem Druck im Bereich von etwa 1500 bis 2000 bar, wie z.B. von etwa 1700 bar, gehalten wird. Durch die vorzugsweise kontinuierliche Zugabe von Initiator, der in der Regel in einem geeigneten Lösemittel, wie z.B. Isododekan, gelöst ist, wird die Temperatur im Reaktor auf der gewünschten Reaktionstemperatur, wie z.B. bei 200 bis 250°C, gehalten. Das nach der Entspannung des Reaktionsgemisches anfallende Polymerisat wird dann in herkömmlicher Weise isoliert.In The terpolymers according to the invention are a preferred mode of operation prepared so that a mixture of the monomers M1, M2 (preferably solved z. B. in toluene) and M3 in the presence of the controller at one temperature in the range of about 20 to 50 ° C, such as. from 30 ° C, preferably continuously through a stirred autoclave, which at a pressure in the range of about 1500 to 2000 bar, e.g. of about 1700 bar. Due to the preferably continuous Addition of initiator, which is usually in a suitable solvent, such as. Isododecane, solved the temperature in the reactor is at the desired reaction temperature, such as. at 200 to 250 ° C, held. That after the relaxation of the reaction mixture Polymer is then in conventional Way isolated.
Abwandlungen dieser Fahrweise sind natürlich möglich und können vom Fachmann ohne unzumutbaren Aufwand vorgenommen werden. So können beispielsweise die Comonomere und der Regler getrennt dem Reaktionsgemisch zudosiert werden, die Reaktionstemperatur kann während des Verfahrens variiert werden, um nur einige Beispiele zu nennen.modifications this way of driving are natural possible and can be carried out by a specialist without undue effort. For example the comonomers and the regulator are metered into the reaction mixture separately the reaction temperature can be varied during the process to name just a few examples.
c) Brennstoffzusammensetzungenc) fuel compositions
Unter Brennstoffölzusammensetzungen versteht man erfindungsgemäß vorzugsweise Kraftstoffe. Geeignete Kraftstoffe sind Ottokraftstoffe und Mitteldestillate, wie Dieselkraftstoffe, Heizöl oder Kerosin, wobei Dieselkraftstoff und Heizöl besonders bevorzugt sind.According to the invention, fuel oil compositions are preferably understood to mean fuels. Ge Suitable fuels are petrol and middle distillates, such as diesel fuels, heating oil or kerosene, with diesel fuel and heating oil being particularly preferred.
Bei den Heizölen handelt es sich beispielsweise um schwefelarme oder schwefelreiche Erdölraffinate oder um Stein- oder Braunkohledestillate, die üblicherweise einen Siedebereich von 150 bis 400 °C aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Heizölen um schwefelarme Heizöle, beispielsweise um solche mit einem Schwefelgehalt von höchstens 0,01 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,005 Gew.-%, und insbesondere von höchstens 0,001 Gew.-%. Als Beispiele für Heizöl sei insbesondere Heizöl für häusliche Ölfeuerungsanlagen oder Heizöl EL genannt. Die Qualitätsanforderungen für solche Heizöle sind beispielsweise in DIN 51-603-1 festgelegt (vgl. auch Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistn, 5. Auflage, Bd. A12, S. 617 ff., worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird).at the heating oils it is, for example, low or high sulfur Oil refines or around hard coal or brown coal distillates, which usually have a boiling range from 150 to 400 ° C exhibit. The heating oils are preferably low-sulfur heating oils, for example those with a sulfur content of at most 0.01% by weight, preferably at most 0.05% by weight, particularly preferably of at most 0.005% by weight, and in particular of at most 0.001% by weight. As examples of heating oil be especially heating oil for domestic oil firing systems or heating oil Called EL. The quality requirements for such Fuel oils are specified, for example, in DIN 51-603-1 (see also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistn, 5th edition, Vol. A12, p. 617 ff., Whereupon herewith expressly Is referred to).
Bei den Dieselkraftstoffen handelt es sich beispielsweise um Erdölraffinate, die üblicherweise einen Siedebereich von 100 bis 400 °C haben. Dies sind meist Destillate mit einem 95%-Punkt bis zu 360 °C oder auch darüber hinaus. Dies können aber auch sogenannte "Ultra low sulfur diesel" oder "City diesel" sein, gekennzeichnet durch einen 95%-Punkt von beispielsweise maximal 345 °C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,005 Gew.-% oder durch einen 95%-Punkt von beispielsweise 285 °C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,001 Gew.-%. Neben den durch Raffination erhältlichen Dieselkraftstoffen sind solche, die durch Kohlevergasung oder Gasverflüssigung ("gas to liquid" (GTL) Kraftstoffe) erhältlich sind, geeignet. Geeignet sind auch Mischungen der vorstehend genannten Dieselkraftstoffe mit regenerativen Kraftstoffen, wie Biodiesel oder Bioethanol.at diesel fuels are, for example, petroleum refined, the usual have a boiling range of 100 to 400 ° C. These are mostly distillates with a 95% point up to 360 ° C or even above out. You can but also so-called "Ultra low sulfur diesel "or" city diesel " by a 95% point of, for example, a maximum of 345 ° C and one Sulfur content of up to 0.005% by weight or through a 95% point of, for example, 285 ° C and a sulfur content of at most 0.001% by weight. In addition to through Refining available Diesel fuels are those produced by coal gasification or gas liquefaction ("gas to liquid" (GTL) fuels) available are suitable. Mixtures of the above are also suitable Diesel fuels with renewable fuels, such as biodiesel or bioethanol.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Additiv zur Additivierung von Dieselkraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt, das heißt mit einem Schwefelgehalt von weniger als 0,05 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,02 Gew.-%, insbesondere von weniger als 0,005 Gew.-% und speziell von weniger als 0,001 Gew.-% Schwefel oder zur Additivierung von Heizöl mit einem niedrigen Schwefelgehalt, beispielsweise mit einem Schwefelgehalt von höchstens 0,1 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 0.05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,005 Gew.-%, und insbesondere von höchstens 0,001 Gew.-%, verwendet.Especially the additive according to the invention is preferred for the additivation of diesel fuels with low sulfur content, this means with a sulfur content of less than 0.05 wt .-%, preferably of less than 0.02% by weight, in particular less than 0.005% by weight and especially less than 0.001% by weight sulfur or for additives of heating oil with a low sulfur content, for example with a sulfur content of at most 0.1% by weight, preferably at most 0.05% by weight, particularly preferably of at most 0.005% by weight, and in particular of at most 0.001% by weight.
Das erfindungsgemäße Additiv wird vorzugsweise in einem Mengenanteil, bezogen auf die Gesamtmenge der Brennstoffölzusammensetzung, eingesetzt, der für sich gesehen einen im wesentlichen ausreichenden Einfluss auf die Kaltfließeigenschaften der Brennstoffölzusammensetzungen besitzt. Besonders bevorzugt wird das Additiv in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-%, insbesondere von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Brennstoffölzusammensetzung, eingesetzt.The additive according to the invention is preferably in a proportion, based on the total amount the fuel oil composition, used the for seen an essentially sufficient influence on the Cold flow properties of fuel oil compositions has. The additive is particularly preferred in an amount of 0.001 to 1 wt .-%, in particular from 0.01 to 0.1 wt .-%, based on the total amount of fuel oil composition used.
d) Co-Additived) Co-additives
Die erfindungsgemäßen Terpolymere können einzeln oder als Gemisch solcher Copolymere und gegebenenfalls in Kombination mit weiteren an sich bekannten Zusatzstoffen den Brennstoffölzusammensetzungen zugegeben werden.The terpolymers according to the invention can individually or as a mixture of such copolymers and optionally in Combination with other additives known per se, the fuel oil compositions be added.
Geeignete Zusatzstoffe, die in erfindungsgemäßen Brennstoffölen neben den erfindungsgemäßen Terpolymeren enthalten sein können, insbesondere für Dieselkraftstoffe und Heizöle, umfassen Detergentien, Korrosionsinhibitoren, Dehazer, Demulgatoren, Schaumverhinderer ("Antifoam"), Antioxidantien, Metalldesaktivatoren, multifunktionelle Stabilisatoren, Cetanzahlverbesserer, Verbrennungsverbesserer, Farbstoffe, Marker, Lösungsvermittler, Antistatika, Schmierfähigkeitsverbesserer, sowie weitere die Kälteeigenschaften des Brenn stofts verbessernde Additive, wie Nukleatoren, weitere herkömmliche Fließverbesserer ("MDFI"), Paraffindispergatoren ("WASA") und die Kombination der beiden zuletzt genannten Additive ("WAFI") (vgl. auch Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistn , 5. Auflage, Bd.A16, S.719 ff; oder die eingangs zitierten Patentschriften zur Fließverbesserern).suitable Additives that are present in fuel oils according to the invention the terpolymers according to the invention may be included especially for Diesel fuels and heating oils, include detergents, corrosion inhibitors, dehazers, demulsifiers, Anti-foaming agents ("Antifoam"), antioxidants, Metal deactivators, multifunctional stabilizers, cetane number improvers, Combustion improvers, dyes, markers, solubilizers, antistatic agents, lubricity, as well as the cold properties fuel-improving additives, such as nucleators, and others conventional flow improvers ("MDFI"), paraffin dispersants ("WASA") and the combination of the last two additives mentioned ("WAFI") (see also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistn, 5th edition, Vol.A16, p.719 ff; or the above-mentioned patent specifications for flow improvers).
Als weitere konventionelle Kaltfließverbesserer sind insbesondere zu nennen:
- a) Copolymere von Ethylen mit wenigstens einem weiteren ethylenisch ungesättigten Monomer;
- b) Kammpolymere;
- c) Polyoxyalkylene;
- d) polare Stickstoffverbindungen;
- e) Sulfocarbonsäuren oder Sulfonsäuren oder deren Derivate; und
- f) Poly(meth)acrylsäureester.
- a) copolymers of ethylene with at least one further ethylenically unsaturated monomer;
- b) comb polymers;
- c) polyoxyalkylenes;
- d) polar nitrogen compounds;
- e) sulfocarboxylic acids or sulfonic acids or their derivatives; and
- f) poly (meth) acrylic acid ester.
Bei den Copolymeren von Ethylen mit wenigstens einem weiteren ethylenisch ungesättigten Monomer a) ist das Monomer vorzugsweise ausgewählt unter Alkenylcarbonsäureestern, (Meth)Acrylsäureestern und Olefinen.In the copolymers of ethylene with at least one other ethylenically unsaturated monomer a) the monomer is preferably selected from alkenyl carboxylic acid esters, (meth) acrylic acid esters and olefins.
Geeignete Olefine sind beispielsweise solche mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen sowie mit 1 bis 3, vorzugsweise mit 1 oder 2, insbesondere mit einer, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Im zuletzt genannten Fall kann die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung sowohl terminal (α-Olefine) als auch intern angeordnet sein kann. Bevorzugt sind jedoch α-Olefine, besonders bevorzugt α-Olefine mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Propen, 1-Buten, 1-Penten und 1-Hexen.suitable Olefins are, for example, those with 3 to 10 carbon atoms and with 1 to 3, preferably with 1 or 2, in particular with one, Carbon-carbon double bond. In the latter case, the carbon-carbon double bond both terminal (α-olefins) can also be arranged internally. However, α-olefins are particularly preferred preferably α-olefins with 3 to 6 carbon atoms, such as propene, 1-butene, 1-pentene and 1-hexene.
Geeignete (Meth)Acrylsäureester sind beispielsweise Ester der (Meth)Acrylsäure mit C1-C10-Alkanolen, insbesondere mit Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec-Butanol, Isobutanol, tert-Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, Octanol, 2-Ethylhexanol, Nonanol und Decanol.Suitable (meth) acrylic acid esters are, for example, esters of (meth) acrylic acid with C 1 -C 10 -alkanols, in particular with methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, pentanol, hexanol, Heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonanol and decanol.
Geeignete Alkenylcarbonsäureester sind beispielsweise die Vinyl- und Propenylester von Carbonsäuren mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, deren Kohlenwasserstoffrest linear oder verzweigt sein kann. Bevorzugt sind hierunter die Vinylester. Unter den Carbonsäuren mit verzweigtem Kohlenwasserstoffrest sind solche bevorzugt, deren Verzweigung sich in der α-Position zur Carboxylgruppe befindet, wobei das α-Kohlenstoffatom besonders bevorzugt tertiär ist, d. h. die Carbonsäure eine sogenannte Neocarbonsäure ist. Vorzugsweise ist der Kohlenwasserstoffrest der Carbonsäure jedoch linear.suitable alkenylcarboxylic are, for example, the vinyl and propenyl esters of carboxylic acids 2 to 20 carbon atoms, the hydrocarbon radical of which is linear or can be branched. Among these, the vinyl esters are preferred. Under the carboxylic acids with branched hydrocarbon radical are preferred those whose Branching in the α position to the carboxyl group is located, with the α-carbon atom particularly preferably tertiary is, d. H. the carboxylic acid a so-called neocarboxylic acid is. However, the hydrocarbon residue of the carboxylic acid is preferred linear.
Beispiele für geeignete Alkenylcarbonsäureester sind Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Neopentansäurevinylester, Hexansäurevinylester, Neononansäurevinylester, Neodecansäurevinylester und die entsprechenden Propenylester, wobei die Vinylester bevorzugt sind. Ein besonders bevorzugter Alkenylcarbonsäureester ist Vinylacetat.Examples for suitable alkenylcarboxylic are vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, neopentanoate, hexanoate, neononanoate, neodecanoate and the corresponding propenyl esters, the vinyl esters being preferred are. A particularly preferred alkenyl carboxylic acid ester is vinyl acetate.
Besonders bevorzugt ist das ethylenisch ungesättigte Monomer ausgewählt unter Alkenylcarbonsäureestern.Especially the ethylenically unsaturated monomer is preferably selected from Alkenylcarboxylic esters.
Geeignet sind auch Copolymere, die zwei oder mehrere voneinander verschiedene Alkenylcarbonsäureester einpolymerisiert enthalten, wobei diese sich in der Alkenylfunktion und/oder in der Carbonsäuregruppe unterscheiden. Ebenfalls geeignet sind Copolymere, die neben dem/den Alkenylcarbonsäureester(n) wenigstens ein Olefin und/oder wenigstens ein (Meth)Acrylsäureester einpolymerisiert enthalten.Suitable are also copolymers that are two or more different from each other alkenylcarboxylic contain in copolymerized form, these being in the alkenyl function and / or differentiate in the carboxylic acid group. Also suitable are copolymers which, in addition to the alkenyl carboxylic acid ester (s) at least one olefin and / or at least one (meth) acrylic acid ester polymerized included.
Das ethylenisch ungesättigte Monomer ist im Copolymer in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 50 Mol.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 50 Mol.-% und insbesondere von 5 bis 20 Mol.-%, bezogen auf das Gesamtcopolymer, einpolymerisiert.The ethylenically unsaturated Monomer is in the copolymer in an amount of preferably 1 to 50 mol%, particularly preferably from 10 to 50 mol% and in particular from 5 up to 20 mol%, based on the total copolymer, copolymerized.
Das Copolymer a) weist vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1000 bis 20000, besonders bevorzugt von 1000 bis 10000 und insbesondere von 1000 bis 6000, auf.The copolymer a) preferably has a number average molecular weight M n from 1000 to 20,000, particularly preferably from 1000 to 10,000 and in particular from 1000 to 6000.
Kammpolymere
b) sind beispielsweise solche, die in "Comb-Like Polymers. Structure and Properties", N. A. Platé und V.
P. Shibaev, J. Poly. Sci. Macromolecular Revs. 8, Seiten 117 bis
253 (1974) beschrieben sind. Von den dort beschriebenen sind beispielsweise
Kammpolymere der Formel II geeignet worin
D für R17, COOR17, OCOR17, R18, OCOR17 oder OR17 steht,
E
für H,
CH3, D oder R18 steht,
G
für H oder
D steht,
J für
H, R18, R18COOR17, Aryl oder Heterocyclyl steht,
K
für H,
COOR18, OCOR18,
OR18 oder COOH steht,
L für H, R18COOR18, OCOR18, COOH oder Aryl steht,
wobei
R17 für
einen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, steht,
R18 für
einen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens einem Kohlenstoffatom,
vorzugsweise mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, steht,
m für einen
Molenbruch im Bereich von 1,0 bis 0,4 steht und
n für einen
Molenbruch im Bereich von 0 bis 0,6 steht.Comb polymers b) are, for example, those described in "Comb-Like Polymers. Structure and Properties", NA Platé and VP Shibaev, J. Poly. Sci. Macromolecular Revs. 8, pages 117 to 253 (1974). Of the compounds described there, comb polymers of the formula II are suitable, for example wherein
D represents R 17 , COOR 17 , OCOR 17 , R 18 , OCOR 17 or OR 17 ,
E represents H, CH 3 , D or R 18 ,
G represents H or D,
J represents H, R 18 , R 18 COOR 17 , aryl or heterocyclyl,
K represents H, COOR 18 , OCOR 18 , OR 18 or COOH,
L represents H, R 18 COOR 18 , OCOR 18 , COOH or aryl,
in which
R 17 represents a hydrocarbon radical with at least 10 carbon atoms, preferably with 10 to 30 carbon atoms,
R 18 represents a hydrocarbon radical with at least one carbon atom, preferably with 1 to 30 carbon atoms,
m stands for a mole fraction in the range from 1.0 to 0.4 and
n stands for a mole fraction in the range from 0 to 0.6.
Bevorzugte Kammpolymere sind beispielsweise durch die Copolymerisation von Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäure mit einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer, beispielsweise mit einem α-Olefin oder einem ungesättigten Ester, wie Vinylacetat, und anschließende Veresterung der Anhydrid- bzw. Säurefunktion mit einem Alkohol mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen erhältlich. Weitere bevorzugte Kammpolymere sind Copolymere von α-Olefinen und veresterten Comonomeren, beispielsweise veresterte Copolymere von Styrol und Maleinsäureanhydrid oder veresterte Copolymere von Styrol und Fumarsäure. Auch Gemische von Kammpolymeren sind geeignet. Kammpolymere können auch Polyfumarate oder Polymaleinate sein. Außerdem sind Homo- und Copolymere von Vinylethern geeignete Kammpolymere.preferred Comb polymers are, for example, by the copolymerization of Maleic anhydride or fumaric acid with another ethylenically unsaturated monomer, for example with an α-olefin or an unsaturated Esters, such as vinyl acetate, and subsequent esterification of the anhydride or acid function available with an alcohol with at least 10 carbon atoms. Other preferred comb polymers are copolymers of α-olefins and esterified comonomers, for example esterified copolymers of styrene and maleic anhydride or esterified copolymers of styrene and fumaric acid. Mixtures of comb polymers are suitable. Comb polymers can also be polyfumarates or polymaleinates. They are also homo- and copolymers comb polymers suitable for vinyl ethers.
Geeignete
Polyoxyalkylene c) sind beispielsweise Polyoxyalkylenester, -ether,
-ester/ether und Gemische davon. Bevorzugt enthalten die Polyoxyalkylenverbindungen
wenigstens eine, besonders bevorzugt wenigstens zwei lineare Alkylgruppen
mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und eine Polyoxyalkylengruppe mit
einem Molekulargewicht von bis zu 5000. Die Alkylgruppe des Polyoxyalkylenrestes
enthält
dabei vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Derartige Polyoxyalkylenverbindungen
sind beispielsweise in der EP-A-0 061 895 sowie in der
R19 und
R20 jeweils unabhängig voneinander für R21, R21-CO-, R21-O-CO(CH2)z- oder R21-O-CO(CH2)z-CO- stehen, wobei R21 für lineares
C1-C30-Alkyl steht,
y
für eine
Zahl von 1 bis 4 steht,
x für
eine Zahl von 2 bis 200 steht, und
z für eine Zahl von 1 bis 4 steht.Suitable polyoxyalkylenes c) are, for example, polyoxyalkylene esters, ethers, esters / ethers and mixtures thereof. The polyoxyalkylene compounds preferably contain at least one, particularly preferably at least two linear alkyl groups with 10 to 30 carbon atoms and a polyoxyalkylene group with a molecular weight of up to 5000. The alkyl group of the polyoxyalkylene radical preferably contains 1 to 4 carbon atoms. Such polyoxyalkylene compounds are described, for example, in EP-A-0 061 895 and in US Pat
R 19 and R 20 each independently represent R 21 , R 21 -CO-, R 21 -O-CO (CH 2 ) z - or R 21 -O-CO (CH 2 ) z -CO-, where R 21 represents linear C 1 -C 30 alkyl,
y represents a number from 1 to 4,
x represents a number from 2 to 200, and
z represents a number from 1 to 4.
Bevorzugte Polyoxyalkylenverbindungen der Formel III, in denen sowohl R19 als auch R20 für R21 stehen, sind Polyethylenglykole und Polypropylenglykole mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 100 bis 5000. Bevorzugte Polyoxyalkylene der Formel III, in denen einer der Reste R19 für R21 und der andere für R21-CO- steht, sind Polyoxyalkylenester von Fettsäuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie Stearinsäure oder Behensäure. Bevorzugte Polyoxyalkylenverbindungen, in denen sowohl R19 als auch R20 für einen Rest R21-CO- stehen, sind Diester von Fettsäuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von Stearin- oder Behensäure.Preferred polyoxyalkylene compounds of the formula III, in which both R 19 and R 20 are R 21 , are polyethylene glycols and polypropylene glycols with a number average molecular weight of 100 to 5000. Preferred polyoxyalkylenes of the formula III, in which one of the radicals R 19 is R 21 and the other stands for R 21 -CO-, are polyoxyalkylene esters of fatty acids with 10 to 30 carbon atoms, such as stearic acid or behenic acid. Preferred polyoxyalkylene compounds in which both R 19 and R 20 represent a radical R 21 -CO- are diesters of fatty acids having 10 to 30 carbon atoms, preferably stearic or behenic acid.
Die polaren Stickstoffverbindungen d), die geeigneterweise öllöslich sind, können sowohl ionisch als auch nicht ionisch sein und besitzen vorzugsweise wenigstens einen, besonders bevorzugt wenigstens 2 Substituenten der Formel > NR22, worin R22 für einen C8-C40-Kohlenwasserstoffrest steht. Die Stickstoffsubstituenten können auch quaternisiert, das heißt in kationischer Form, vorliegen. Ein Beispiel für solche Stickstoffverbindungen sind Ammoniumsalze und/oder Amide, die durch die Umsetzung wenigstens eines mit wenigstens einem Kohlenwasserstoffrest substituierten Amins mit einer Carbonsäure mit 1 bis 4 Carboxylgruppen bzw. mit einem geeignetem Derivat davon erhältlich sind. Vorzugsweise enthalten die Amine wenigstens einen linearen C8-C40-Alkylrest. Geeignete primäre Amine sind beispielsweise Octylamin, Nonylamin, Decylamin, Undecylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin und die höheren linearen Homologen. Geeignete sekundäre Amine sind beispielsweise Dioctadecylamin und Methylbehenylamin. Geeignet sind auch Amingemische, insbesondere großtechnisch zugänglicher Amingemische, wie Fettamine oder hydrierte Tallamine, wie sie beispielsweise in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, 2000 electronic release, Kapitel "Amines, aliphatic" beschrieben werden. Für die Umsetzung geeignete Säuren sind beispielsweise Cyclohexan-1,2-Dicarbonsäure, Cyclohexen-1,2-Dicarbonsäure, Cyclopentan-1,2-Dicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und mit langkettigen Kohlenwasserstoffresten substituierte Bernsteinsäuren.The polar nitrogen compounds d), which are suitably oil-soluble, can be both ionic and non-ionic and preferably have at least one, particularly preferably at least 2, substituents of the formula> NR 22 , where R 22 is a C 8 -C 40 -hydrocarbon radical. The nitrogen substituents can also be quaternized, that is to say in cationic form. An example of such nitrogen compounds are ammonium salts and / or amides which can be obtained by reacting at least one amine substituted with at least one hydrocarbon radical with a carboxylic acid having 1 to 4 carboxyl groups or with a suitable derivative thereof. The amines preferably contain at least one linear C 8 -C 40 alkyl radical. Suitable primary amines are, for example, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tetradecylamine and the higher linear homologues. Suitable secondary amines are, for example, dioctadecylamine and methylbehenylamine. Amine mixtures, in particular amine mixtures which are commercially available, such as fatty amines or hydrogenated tallamines, as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, 2000 electronic release, chapter "Amines, aliphatic", are also suitable. Acids suitable for the reaction are, for example, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and succinic acids substituted with long-chain hydrocarbon radicals.
Ein weiteres Beispiel für polare Stickstoffverbindungen sind Ringsysteme, die wenigstens zwei Substituenten der Formel -A-NR23R24 tragen, worin A für eine lineare oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe steht, die gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen, die ausgewählt sind unter O, S, NR und CO, unterbrochen ist, und R23 und R24 für einen C9-C40-Kohlenwasserstoffrest stehen, der gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen, die ausgewählt sind unter O, S, NR35 und CO, unterbrochen und/oder durch einen oder mehrere Substituenten, die ausgewählt sind unter OH, SH und NR35R36 substituiert ist, wobei R35 für C1-C40-Alkyl, das gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppierungen, die ausgewählt sind unter CO, NR35, O und S, unterbrochen, und/oder durch einen oder mehrere Reste, die ausgewählt sind unter NR37R38, OR37, SR37, COR7, COOR37, CONR37R38, Aryl oder Heterocyclyl substituiert ist, wobei R37 und R38 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind unter H oder C1 bis C4-Alkyl; und R36 für H oder R35 steht.Another example of polar nitrogen compounds are ring systems which carry at least two substituents of the formula -A-NR 23 R 24 , in which A stands for a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, which may be replaced by one or more groups which are selected from O, S , NR and CO, is interrupted, and R 23 and R 24 stand for a C 9 -C 40 hydrocarbon radical which, if appropriate interrupted by one or more groups which are selected from O, S, NR 35 and CO and / or by one or more substituents which are selected from OH, SH and NR 35 R 36 , where R 35 is C 1 -C 40 alkyl which is optionally interrupted by one or more groupings which are selected from CO, NR 35 , O and S, and / or by one or more radicals which are selected from NR 37 R 38 , OR 37 , SR 37 , COR 7 , COOR 37 , CONR 37 R 38 , aryl or heterocyclyl, where R 37 and R 38 are each independently selected from H or C 1 to C 4 alkyl; and R 36 represents H or R 35 .
Vorzugsweise ist A eine Methylen- oder Polymethylengruppe mit 2 bis 20 Methyleneinheiten. Beispiele für geeignete Reste R23 und R24 sind 2-Hydroxy-ethyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, 2-Ketopropyl, Ethoxyethyl und Propoxypropyl. Bei dem cyclischen System kann es sich sowohl um homocyclische, heterocyclische, kondensierte polycyclische oder nicht kondensierte polycyclische Systeme handeln. Vorzugsweise ist das Ringsystem carbo- oder heteroaromatisch, insbesondere carboaromatisch. Beispiele für derartige polycyclische Ringsysteme sind kondensierte benzoide Strukturen, wie Naphthalin, Anthracen, Phenanthren und Pyren, kondensierte nichtbenzoide Strukturen, wie Azulen, Inden, Hydrinden und Fluoren, nicht kondensierte Polycyclen, wie Diphenyl, Heterocyclen, wie Chinolin, Indol, Dihydroindol, Benzofuran, Cumarin, Isocumarin, Benzthiophen, Carbazol, Diphenylenoxid und Diphenylensulfid, nicht aromatische oder teilweise gesättigte Ringsysteme, wie Decalin, und dreidimensionale Strukturen, wie α-Pinen, Camphen, Bornylen, Norbonan, Norbonen, Bicyclooctan und Bicycloocten.A is preferably a methylene or polymethylene group having 2 to 20 methylene units. Examples of suitable radicals R 23 and R 24 are 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl, 2-ketopropyl, ethoxyethyl and propoxypropyl. The cyclic system can be both homocyclic, heterocyclic, condensed polycyclic or uncondensed polycyclic systems. The ring system is preferably carbo- or heteroaromatic, in particular carboaromatic. Examples of such polycyclic ring systems are condensed benzoid structures, such as naphthalene, anthracene, phenanthrene and pyrene, condensed nonbenzoic structures, such as azulene, indene, hydrindens and fluorene, uncondensed polycycles, such as diphenyl, heterocycles, such as quinoline, indole, dihydroindole, benzofuran, Coumarin, isocoumarin, benzthiophene, carbazole, diphenylene oxide and diphenylene sulfide, non-aromatic or partially saturated ring systems, such as decalin, and three-dimensional structures, such as α-pinene, camphene, bornylene, norbonane, norbones, bicyclooctane and bicyclooctene.
Ein weiteres Beispiel für geeignete polare Stickstoffverbindungen sind Kondensate von langkettigen primären oder sekundären Aminen mit Carboxylgruppen-haltigen Polymeren.On another example of suitable polar nitrogen compounds are condensates of long-chain primary or secondary Amines with polymers containing carboxyl groups.
Die hier genannten polaren Stickstoffverbindungen sind in der WO 00/44857 sowie in den darin genannten Literaturstellen beschrieben, worauf hiermit im vollem Umfang Bezug genommen wird.The Polar nitrogen compounds mentioned here are in WO 00/44857 as well as in the literature cited therein, whereupon reference is hereby made in full.
Geeignete polare Stickstoffverbindungen sind z.B. auch in der DE-A-198 48 621 der DE-A-196 22 052 oder der EP-B-398 101 beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.suitable polar nitrogen compounds are e.g. also in DE-A-198 48 621 of DE-A-196 22 052 or EP-B-398 101, to which reference is hereby made becomes.
Geeignete
Sulfocarbonsäuren/Sulfonsäuren bzw.
deren Derivate e) sind beispielsweise solche der allgemeinen Formel
IV worin
Y für SO3 –(NR25 3R26)+,
SO3 –(NHR25 2R26)+,
SO3 –(NH2R25R26), SO3 –(NH3R26) oder SO2NR25R26 steht,
X
für Y,
CONR25R27, CO2 –(NR25 3R27)+,
CO2 –(NHR25 2R27)+,
R28-COOR27, NR25COR27, R28OR27,
R28OCOR27, R28R27, N(COR25)R27 oder Z–(NR25 3R27)+ steht,
wobei
R25 für einen
Kohlenwasserstoffrest steht,
R26 und
R27 für
Alkyl, Alkoxyalkyl oder Polyalkoxyalkyl mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen
in der Hauptkette stehen,
R28 für C2-C5-Alkylen steht,
Z– für ein Anionenäquivalent
steht und
A und B für
Alkyl, Alkenyl oder zwei substituierte Kohlenwasserstoffreste stehen
oder gemeinsam mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind,
ein aromatisches oder cycloaliphatisches Ringsystem bilden.Suitable sulfocarboxylic acids / sulfonic acids or their derivatives e) are, for example, those of the general formula IV wherein
Y for SO 3 - (NR 25 3 R 26 ) + , SO 3 - (NHR 25 2 R 26 ) + , SO 3 - (NH 2 R 25 R 26 ), SO 3 - (NH 3 R 26 ) or SO 2 NR 25 R 26 stands,
X for Y, CONR 25 R 27 , CO 2 - (NR 25 3 R 27 ) + , CO 2 - (NHR 25 2 R 27 ) + , R 28 -COOR 27 , NR 25 COR 27 , R 28 OR 27 ,
R 28 OCOR 27 , R 28 R 27 , N (COR 25 ) R 27 or Z - (NR 25 3 R 27 ) + ,
in which
R 25 represents a hydrocarbon radical,
R 26 and R 27 represent alkyl, alkoxyalkyl or polyalkoxyalkyl with at least 10 carbon atoms in the main chain,
R 28 represents C 2 -C 5 alkylene,
Z - stands for an anion equivalent and
A and B represent alkyl, alkenyl or two substituted hydrocarbon radicals or together with the carbon atoms to which they are attached form an aromatic or cycloaliphatic ring system.
Derartige Sulfocarbonsäuren bzw. Sulfonsäuren und ihre Derivate sind in der EP-A-0 261 957 beschrieben, worauf hiermit im vollem Umfang Bezug genommen wird.such sulfocarboxylic or sulfonic acids and their derivatives are described in EP-A-0 261 957, whereupon reference is hereby made in full.
Geeignete Poly(meth)acrylsäureester f) sind sowohl Homo- als auch Copolymere von Acryl- und Methacrylsäureestern. Bevorzugt sind Copolymere von wenigstens zwei voneinander verschiedenen (Meth)Acrylsäureestern, die sich bezüglich des einkondensierten Alkohols unterscheiden. Gegebenenfalls enthält das Copolymer noch ein weiteres, davon verschiedenes olefinisch ungesättigtes Monomer einpolymerisiert. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polymers beträgt vorzugsweise 50000 bis 500000. Ein besonders bevorzugtes Polymer ist ein Copolymer von Methacrylsäure und Methacrylsäureestern von gesättigten C1 4- und C15-Alkoholen, wobei die Säuregruppen mit hydriertem Tallamin neutralisiert sind. Geeignete Poly(meth)acrylsäureester sind beispielsweise in der WO 00/44857 beschrieben, worauf hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.Suitable poly (meth) acrylic acid esters f) are both homo- and copolymers of acrylic and methacrylic acid esters. Copolymers of at least two mutually different (meth) acrylic acid esters which differ with respect to the condensed alcohol are preferred. Optionally, the copolymer contains another, different olefinically unsaturated monomer copolymerized. The weight average molecular weight of the polymer is preferably 50,000 to 500,000. A particularly preferred polymer is a copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid esters of saturated C 1 4 and C 15 alcohols, the acid groups being neutralized with hydrogenated tallamine. Suitable poly (meth) acrylic Acid esters are described, for example, in WO 00/44857, to which reference is hereby made in full.
e) Additivpaketee) Additive packages
Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ein Additivkonzentrat, enthaltend ein wie vorstehend definiertes Terpolymer und wenigstens ein Verdünnungsmittel sowie gegebenenfalls mindestens einen weiteren Zusatzstoff, insbesondere ausgewählt unter obigen Co-Additiven.Finally is The present application contains an additive concentrate a terpolymer as defined above and at least one diluent and optionally at least one further additive, in particular selected among the above co-additives.
Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise bei der Erdölverarbeitung anfallende Fraktionen, wie Kerosin, Naphtha oder Brightstock. Geeignet sind darüber hinaus aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe und Alkoxyalkanole. Bei Mitteldestillaten, insbesondere bei Dieselkraftstoffen und Heizölen bevorzugt verwendete Verdünnungsmittel sind Naphtha, Kerosin, Dieselkraftstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Solvent Naphtha schwer, SolvessoR oder ShellsolR sowie Gemische dieser Lösungs- und Verdünnungsmittel.Suitable diluents are, for example, fractions obtained in petroleum processing, such as kerosene, naphtha or brightstock. Aromatic and aliphatic hydrocarbons and alkoxyalkanols are also suitable. In the case of middle distillates, particularly preferred diluents for diesel fuels and heating oils, naphtha, kerosene, diesel fuels, aromatic hydrocarbons such as heavy solvent naphtha, Solvesso R or Shellsol R and mixtures of these solvents and diluents.
Das erfindungsgemäße Terpolymer liegt in den Konzentraten vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 70 Gew.-% und insbesondere von 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Konzentrats, vor.The terpolymer according to the invention is preferably in an amount of 0.1 to 80 in the concentrates % By weight, particularly preferably from 1 to 70% by weight and in particular from 20 to 60% by weight, based on the total weight of the concentrate, in front.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden nichtlimitierenden Beispiele näher erläutert.The Invention will now be illustrated by the following non-limiting examples explained in more detail.
Experimenteller Teil:Experimental part:
a) Herstellungsbeispiele 1 bis 15a) Manufacturing examples 1 to 15
Es wurden insgesamt fünfzehn verschiedene Terpolymere durch Hochdruckpolymerisation von Ethylen, Vinylacetat (VAC) und einem alpha-Olefingemisch mit 20 bis 24 Kohlenstoffatomen hergestellt.It were fifteen in total various terpolymers by high pressure polymerization of ethylene, Vinyl acetate (VAC) and an alpha-olefin mixture with 20 to 24 carbon atoms manufactured.
Die Monomere wurden unter Zusatz von Propionaldehyd als Regler in einem Hochdruckautoklaven, wie er in der Literatur beschrieben wird (M. Buback et al., Chem. Ing. Tech. 1994, 66, 510), polymerisiert.The Monomers were added in one with the addition of propionaldehyde as a regulator High pressure autoclaves as described in the literature (M. Buback et al., Chem. Ing. Tech. 1994, 66, 510), polymerized.
Eine Mischung von 12 kg/h Ethylen, 6,099 kg/h Vinylacetat, 0,2 kg/h C20-C24-Olefin (gelöst in Toluol) und 1,183 kg/h Propionaldehyd wird bei einer Temperatur von 30 °C kontinuierlich durch einen auf einen Druck von 1700 bar gehaltenen 1l-Rührautoklaven geleitet. Durch die kontinuierliche Zugabe von 9,06 g tert.-Butylperoxypivalat (TBPP) pro Stunde (in der Regel in einem geeigneten Lösemittel z. B. Isodekan) wird die Temperatur im Autoklavenreaktor auf 221 °C gehalten. Das nach der Entspannung des Reaktionsgemisches in einer Menge von 4,2 kg/h anfallende Polymerisat entspricht einem Gesamtumsatz aller Einsatzstoffe von ca. 23 %. Es enthält 68 Gew.-% Ethylen, 31 Gew.-% Vinylacetat und 1 Gew.-% C20-C24-Olefin. Die Viskosität liegt bei 60 mm2/s bei 120 °C.A mixture of 12 kg / h of ethylene, 6.099 kg / h of vinyl acetate, 0.2 kg / h of C 20 -C 24 olefin (dissolved in toluene) and 1.183 kg / h of propionaldehyde is continuously passed through at a temperature of 30 ° C. passed to a pressure of 1700 bar 1l stirred autoclave. The temperature in the autoclave reactor is kept at 221 ° C. by the continuous addition of 9.06 g of tert-butyl peroxypivalate (TBPP) per hour (usually in a suitable solvent, for example isodecane). The polymer obtained after the expansion of the reaction mixture in an amount of 4.2 kg / h corresponds to a total conversion of all starting materials of approximately 23%. It contains 68% by weight of ethylene, 31% by weight of vinyl acetate and 1% by weight of C 20 -C 24 olefin. The viscosity is 60 mm 2 / s at 120 ° C.
In Tabelle 1 sind die Polymerisationsbedingungen und in der Tabelle 2 die analytischen Daten der erhaltenen Polymerisate zusammengestellt.In Table 1 are the polymerization conditions and in the table 2 compiled the analytical data of the polymers obtained.
Der Monomergehalt wurde NMR-spektroskopisch bestimmt. Die Viskositäten wurden bestimmt nach Ubbelohde DIN 51562.The The monomer content was determined by NMR spectroscopy. The viscosities were determined according to Ubbelohde DIN 51562.
Tabelle 2 Table 2
b) Testbeispiele 1 bis 3b) Test examples 1 to 3
In den Tests wurde der Cloud Point (CP) nach ASTM D 2500 und der Cold Filter Plugging Point (CFPP) nach DIN EN 116 bestimmt.In The tests were based on the Cloud Point (CP) according to ASTM D 2500 and the Cold Filter plugging point (CFPP) determined according to DIN EN 116.
Folgende erfindungsgemäßen Polymere, wurden in den Testbeispielen eingesetzt: The following polymers according to the invention were used in the test examples:
Zu
Vergleichszwecken wurden folgende herkömmliche MDFI verwendet:
Keroflux
ES 6100, Keroflux ES 6103, Keroflux ES 6202, kommerzielles Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVC) und
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Mischung (EVCM);
Folgende Prüföle wurden
verwendet:
Prüföl 1: Dieselkraftstoff
schwefelfrei, CP = –10°C, CFPP = –12°C, d = 830,6
kg/m3
Prüföl 2: Light Heating Oil, CP
= 0,5°C,
CFPP = 0°C,
d = 861,1 kg/m3
Prüföl 3: Dieselkraftstoff, CP = –3,8°C, CFPP = –7°C, d = 834
kg/m3
Prüföl 4: Dieselkraftstoff, CP = –8,6°C, CFPP = –9°C, d = 838
kg/m3 The following conventional MDFI were used for comparison purposes:
Keroflux ES 6100, Keroflux ES 6103, Keroflux ES 6202, commercial ethylene-vinyl acetate copolymer (EVC) and ethylene-vinyl acetate copolymer mixture (EVCM);
The following test oils were used:
Test oil 1: sulfur-free diesel fuel, CP = –10 ° C, CFPP = –12 ° C, d = 830.6 kg / m 3
Test oil 2: Light Heating Oil, CP = 0.5 ° C, CFPP = 0 ° C, d = 861.1 kg / m 3
Test oil 3: Diesel fuel, CP = -3.8 ° C, CFPP = -7 ° C, d = 834 kg / m 3
Test oil 4: diesel fuel, CP = –8.6 ° C, CFPP = –9 ° C, d = 838 kg / m 3
Testbeispiel 1: CFPP-Vergleich Test example 1: CFPP comparison
Die Versuche zeigen, dass die erfindungsgemäßen Polymere vergleichbare CFPP-Ergebnisse wie handelsübliche MDFI liefem.The Experiments show that the polymers according to the invention are comparable CFPP results like commercial ones MDFI delivered.
Testbeispiel 2: Untere Einmisch-TemperaturTest Example 2: Lower Einmisch temperature
Die
Durchführung
erfolgt analog zu QSAA FKL 103, Abschnitt 5.4.2 (Aral-Forschung):
„In den
auf 10 °C ± 2 °C abgekühlten Kraftstoff
wird das auf 40 °C ± 2 °C erwärmte Additiv
durch leichtes Schütteln
(kein mechanisches Rühren)
eingemischt. Danach wird sofort die Filtration in der SEDAB-Prüfapparatur (s.
QSAA FKL 005) durchgeführt.
Der Test gilt als bestanden, wenn bei dieser Temperatur (10 °C) 500 ml
des additivierten Kraftstoffs innerhalb von 2 Minuten das Filter
unter den festgelegten Bedingungen passieren. Die unterste zulässige Einmischtemperatur
für das überprüfte Additiv
beträgt
dann 10 °C.
Diese Temperatur ist auf der Freigabeliste entsprechend zu vermerken.
Ist die Mischung bei 10 °C
nicht innerhalb von 2 Minuten filtrierbar, so ist eine erneute Mischung/Prüfung jeweils
in 5 °C-Schritten
oberhalb 10 °C
durchzuführen.
Die Temperatur, bei der die Mischung filtrierbar ist, ist als die
unterste zulässige
Einmischtemperatur für
das überprüfte Additiv
festzulegen und in der Freigabeliste anzugeben. Niedrigere Einmischtemperaturen
können
dadurch erreicht werden, dass das zu prüfende Additiv vorverdünnt in den
Dieselkraftstoff eingemischt wird. Die Art der Vorverdünnung ist
den jeweiligen Bedingungen der Raffinerie, in der das Additiv eingesetzt
werden soll, anzupassen".The procedure is analogous to QSAA FKL 103, Section 5.4.2 (Aral research):
"The additive heated to 40 ° C ± 2 ° C is mixed into the fuel, which has cooled to 10 ° C ± 2 ° C, by shaking it gently (no mechanical stirring). The filtration is then carried out immediately in the SEDAB test apparatus (see QSAA FKL 005). The test is passed if at this temperature (10 ° C) 500 ml of the additive fuel passes the filter within 2 minutes under the specified conditions. The lowest admissible mixing temperature for the checked additive is then 10 ° C. This temperature must be noted accordingly on the approval list. If the mixture cannot be filtered at 10 ° C within 2 minutes, a new mixing / test must be carried out in 5 ° C steps above 10 ° C. The temperature at which the mixture can be filtered must be defined as the lowest admissible mixing temperature for the checked additive and specified in the approval list. Lower mixing temperatures can be achieved by premixing the additive to be tested with the diesel fuel. The type of predilution must be adapted to the particular conditions of the refinery in which the additive is to be used ".
Die Untere Einmisch-Temperatur ist dabei die Temperatur, bei der innerhalb von höchstens zwei Minuten 500 ml additivierter Dieselkraftstoff gerade noch durch den Filter laufen. Die Temperatur ist in °C angegeben. The lower mixing-in temperature is the temperature at which 500 ml of additive diesel fuel can just pass through the filter within a maximum of two minutes. The temperature is given in ° C.
Die Dosierung beträgt 500 ppm.The Dosage is 500 ppm.
Die Ergebnisse zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen Polymeren deutlich niedrigere untere Einmisch-Temperaturen erzielt werden können als mit handelsüblichen MDFI.The Results show that the polymers according to the invention are significantly lower lower mixing temperatures can be achieved than with commercially available MDFIs.
Testbeispiel 3: ViskositätenTest Example 3: Viscosities
Gemessen wurden die Ubbelohde-Viskositäten (DIN 51562;kinematische Viskositäten) der erfindungsgemäßen Polymere im Vergleich zu handelsüblichen MDFI. Die Werte sind in mm2/s angegeben. The Ubbelohde viscosities (DIN 51562; kinematic viscosities) of the polymers according to the invention were measured in comparison to commercially available MDFI. The values are given in mm2 / s.
Die Ergebnisse zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen Polymeren überraschend niedrigere Viskositäten als mit handelsüblichen MDFI erzielt werden können.The results show that with the polymers according to the invention surprisingly lower viscosity than can be achieved with commercially available MDFI.
Mit den erfindungsgemäßen Polymeren gelingt es also, eine ebenso gute Kaltfließeigenschaft des Kraftstoffs wie mit handelsüblichen Additiven einzustellen, wobei gleichzeitig die untere Einmisch-Temperatur und die Viskosität des Additivs deutlich herabgesetzt und somit deutliche Handling- und damit Kostenvorteile ermöglicht werden.With the polymers of the invention So it succeeds in an equally good cold flow property of the fuel like with commercial ones Adjust additives, while the lower mixing temperature and the viscosity of the additive significantly reduced and thus significant handling and thus enables cost advantages become.
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