DE1720446B2 - Amine phosphate ester salts and their use as detergent additives for fuels - Google Patents
Amine phosphate ester salts and their use as detergent additives for fuelsInfo
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- DE1720446B2 DE1720446B2 DE1968C0044805 DEC0044805A DE1720446B2 DE 1720446 B2 DE1720446 B2 DE 1720446B2 DE 1968C0044805 DE1968C0044805 DE 1968C0044805 DE C0044805 A DEC0044805 A DE C0044805A DE 1720446 B2 DE1720446 B2 DE 1720446B2
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Description
in welcher χ eine durchschnittliche Zahl von 1 bis 2, y eine ganze Zahl von 1 bis 5, ζ wenigstens 1 und bis zu einer 90% des titrierbaren Aminstickstoffs entspre- is chenden Menge, U eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, R einen Kohlenwasserstoffrest, der im wesentlichen frei von aromatischer Unsättigung ist, mit einem Molekulargewicht von 400 bis 5000, A eine Alkylgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und B Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeuten.in which χ an average number from 1 to 2, y an integer from 1 to 5, ζ at least 1 and up to 90% of the titratable amine nitrogen corresponding amount, U an alkylene group with 2 to 6 carbon atoms, R a hydrocarbon radical , which is essentially free of aromatic unsaturation, with a molecular weight of 400 to 5000, A is an alkyl group having 8 to 24 carbon atoms and B is hydrogen or an alkyl group having 8 to 24 carbon atoms.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß χ eine Zahl von 1 bis IA y eine Zahl von 1 bis 4, ζ eine Zahl zwischen 1 und (y— 1), R einen verzweigtkettigen aliphatischen Rest mit einem Molekulargewicht von 400 bis 3000, A eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und B Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeuten.2. A compound according to claim 1, characterized in that χ a number from 1 to IA y a number from 1 to 4, ζ a number between 1 and (y— 1), R a branched-chain aliphatic radical with a molecular weight of 400 to 3000 , A is an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms and B is hydrogen or an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms.
3. Verbindungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß B eine Mischung aus Wasserstoff und Alkyl ist3. Compounds according to claims 1 and 2, characterized in that B is a mixture of Is hydrogen and alkyl
4. Flüssiger Kraftstoff auf der Grundlage von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Benzin, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Verbindung nach Anspruch 1 enthalt4. Liquid fuel based on hydrocarbons, especially gasoline, thereby characterized in that it contains a compound according to claim 1
4040
Die Anforderungen, die an Kraftstoffe gestellt werden, gehen weit darüber hinaus, daß diese nur eine Kraftquelle darstellen. Die Treibstofföle werden mit Zusatzmitteln (Additiven) versetzt, damit ein Korrosionsschutz während der Lagerung, der Handhabung und das Transportes erreicht wird; die Zusatzmittel so dienen auch zur Verhütung der öischlammabsonderung in Verbrennungsmotoren, insbesondere im Vergaser und en anderen Stellen, die mit dem Treiböl in Berührung kommen. Zusatzmittel, die diesem letztgenannten Zweck dienen, werden als Detergent-Additive bezeichnetThe requirements that are made of fuels go far beyond the fact that these are only one Represent a source of power. The fuel oils are mixed with additives to provide protection against corrosion during storage and handling and that transport is achieved; the additives also serve to prevent the secretion of oil sludge in internal combustion engines, especially in the carburetor and in other places that are connected to the fuel oil Come into contact. Additives that serve this latter purpose are called detergent additives designated
Dem Treibstoff werden auch Zusatzmittel zugesetzt, die ein Vereisen des Vergasen während der Wintermonate verhindern. Das Eis bildet sich durch die Kühlwirkung bei der Verdampfung des Treibstoffes und die Kondensation der in der Atmosphäre enthaltenen Feuchtigkeit, wodurch der Motor — insbesondere im Leerlauf - abgewürgt wirdAdditives are also added to the fuel to prevent the gasoline from icing up during the winter months. The ice forms through the Cooling effect during the evaporation of the fuel and the condensation of those contained in the atmosphere Moisture, which stalls the engine, especially when idling
Die Zusatzmittel bzw. Additive, die in den Treibstoffen verwendet werden, müssen nicht nur die ihnen gestellte Aufgabe erfüllen; sie dürfen außerdem weder den Treibstoff noch den Motor in nachteiliger Weise beeinflussen, sie müssen mit weiteren in dem Treibstoff vorhandenen Zusatzmitteln verträglich sein und sie dürfen ihrerseits nicht zusätzliche Probleme, z. B. das Problem der Wassertoleranz, hervorrufen.The additives that are in the fuels not only have to perform the task set for them; they are also not allowed to The fuel nor the engine adversely affect it, they must have more in the fuel existing additives be compatible and they in turn must not add additional problems such. B. that Problem of water tolerance.
Es ist bekannt, daß kohlenwasserstoffsubstituierte Alkylenpolyamine wirksame Detergent-Additive für Treibstoffe, wie Diselöle und Benzin, sind. Außerdem sind Aminsalze von Alkylphosphorsäureestern, in weichen das Kohlenwasserstoffmonoamin 6 bis 24 Kohlenstoffatome, enthält, als Treibstoffzusatzmittel, die der Eisbildung entgegenwirken und einen Korrosionsschutz ergeben, bekannt (vgL US-PS 32 28 758, 2863 742).It is known that hydrocarbon-substituted alkylene polyamines are effective detergent additives for Fuels, such as disel oils and gasoline, are. aside from that are amine salts of alkyl phosphoric acid esters, in soft the hydrocarbon monoamine contains 6 to 24 carbon atoms, as a fuel additive, which counteract the formation of ice and provide corrosion protection, known (see US Pat. No. 32 28 758, 2863 742).
Weiterhin ist aus der US-PS 30 35 905 die Verwendung eines Salzes eines Kohlenwasserstoffdiesters der Phosphorsäure mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen in den Kohlenwasserstoffgruppen und eines aliphatischen Kohlenwasserstoffdiamins mit nicht ment als einem Kohlenwasserstoffsubstituenten mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen am Stickstoff als Mehrzweck-Additiv für Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren bekannt, das u. a. auch die Bildung von Ablagerungen verhindern solL Den Angaben dieser Patentschrift ksnn jedoch nicht entnommen werden, ob und weichen Einfluß ein Kohlenwasserstoffsubsthient am Stickstoff ausübt Man kann allenfalls schließen, daß gerade Salze von Diaminen, wie 1,2-Propylendiainin oder N-Hexyi-äthylendiamin, die keinen oder nur einen kleinen Alkylsubstituenten am Stickstoff besitzen, seht gute Detergent-Additive sein sollen. Nachstehend wird aber gezeigt werden, daß der Kohlenwasserstoffsubstituent am Stickstoff für die Wirkung als Detergent-Additrv durchaus von Bedeutung ist wobei selbst ein in dieser Patentschrift vorgeschlagener, verhältnismäßig größerer Alkylsubstituent in einem Amonphosphatestersalz noch keine Verhinderung von Schlammablagerungen bewirktFurthermore, from US-PS 30 35 905 the use of a salt of a hydrocarbon diester Phosphoric acid with 6 to 22 carbon atoms in the hydrocarbon groups and one aliphatic Hydrocarbyl diamines having no ment as a hydrocarbyl substituent of 6 to 18 carbon atoms known on nitrogen as a multipurpose additive for fuels for internal combustion engines, which inter alia. it is also intended to prevent the formation of deposits it can be seen whether and what influence a hydrocarbon substance exerts on nitrogen can at best conclude that salts of diamines, such as 1,2-propylenediamine or N-hexyi-ethylenediamine, those who have no or only a small alkyl substituent on the nitrogen see good detergent additives meant to be. However, it will be shown below that the hydrocarbon substituent on Nitrogen to act as a detergent additive is quite important, even a relatively larger one proposed in this patent specification Alkyl substituent in an ammonium phosphate ester salt does not prevent sludge deposits causes
Es wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäßen Aminphosphatestersalze, die durch langkettige Kohlenwasserstoffreste substituierte Alkylenpolyamine, die wenigstens zwei Aminostickstoffatome enthalten und teilweise mit Alkylphosphatestern neutralisiert sind, darstellen, nicht nur ausgezeichnete Detergent-Additive darstellen, sondern gleichzeitig auch wirksame der Eisbildung entgegenwirkende Mittel sowie Korrosionsschutzmittel sind. Die Alkylenpolyamine weisen 2 bis 6 Stickstoffatome mit Alkylengruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, und 1 bis 2 langkettige Kohlenwasserstoffsubstituenten auf. Die Kohlenwassefctoffsubstituenten enthalten im allgemeinen 30 bis 300 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 30 bis 150 Kohlenstoffatome. Bei dem Phosphorsäureester kann es sich um einen Mono- öder um einen Diester oder um ein Gemisch aus diesen beiden Estern handeln, die Alkylgruppen mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, aufweisen.It has now been found that the amine phosphate ester salts according to the invention, which are formed by long-chain hydrocarbon radicals substituted alkylene polyamines containing at least two amino nitrogen atoms and are partially neutralized with alkyl phosphate esters, represent, represent not only excellent detergent additives, but also effective at the same time Anti-icing agents and anti-corrosion agents are. The alkylene polyamines range from 2 to 6 Nitrogen atoms with alkylene groups with 2 to 6 carbon atoms, preferably 2 to 3 carbon atoms, and 1 to 2 long chain hydrocarbon substituents. The hydrocarbon substituents generally contain 30 to 300 carbon atoms, preferably 30 to 150 carbon atoms. In which Phosphoric acid ester can be a mono- or be a diester or a mixture of these two esters, the alkyl groups with 8 to 24 Carbon atoms, preferably 8 to 20 carbon atoms.
Bei den erfindungsgemäßen Verbindungen handelt es sich um verhältnismäßig hochmolekulare verzweigtkettige am Stickstoffatom kohlenwasserstoffsubstituierte Alkylenpolyamine mit einem Molekulargewicht von 450 bis 5000, noch besser 450 bis 3500, die teilweise mit einem Mono· oder Dialkylphosphorsäureesfer verestert sind; das Alkylenpolyamin weist 2 bis 6 Stickstoffatome, vorzugsweise 2 bis 5 Stickstoffatome auf. Vorzugsweise handelt es sich bei den kohlenwasserstoffsubstituierten Alkylenpolyaminen um bekannte Polyisobutylen-alkylenpolyamine mit 1 bis 2 Polyisobutylengruppen pro Alkylenpolyamin und 2 bis 5 Stickstoffatomen undThe compounds according to the invention are relatively high molecular weight branched chain ones alkylene polyamines with a molecular weight of 450 and hydrocarbon-substituted on the nitrogen atom up to 5000, even better 450 to 3500, some of which are esterified with a mono- or dialkylphosphoric acid ester are; the alkylene polyamine has 2 to 6 nitrogen atoms, preferably 2 to 5 nitrogen atoms. It is preferably the hydrocarbon-substituted ones Alkylene polyamines to known polyisobutylene-alkylene polyamines with 1 to 2 polyisobutylene groups per alkylene polyamine and 2 to 5 nitrogen atoms and
einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen 450 und 1500.an average molecular weight between 450 and 1500.
Die Verbindungen gemäß der Erfindung entsprechen der FormelThe compounds according to the invention correspond to the formula
HO—P-OAHO-P-OA
OBIF
In dieser
Bedeutung:In this
Meaning:
χ eine Zahl von 1 bis 2 (häufig im Durchschnitt zwischen 1 und 2%
eine ganze Zahl von 1 bis 5, χ a number from 1 to 2 (often on average between 1 and 2%
an integer from 1 to 5,
wenigstens 1 und bis zu einer Menge, die 90% des; titrierbaren Aminstkkstoffs entspricht*),
Alkylen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
2 bis 3 Kohlenstoffatomen,at least 1 and up to an amount which is 90% of the; titrable amine strength *),
Alkylene having 3 to 6 carbon atoms, preferably 2 to 3 carbon atoms,
R Kohlenwasserstoffrest, der im wesentlichen frei von aromatischer Unsättigung ist und ein Molekulargewicht von 400 bis 5000 aufweist,R is a hydrocarbon radical that is essentially free of is aromatic unsaturation and is a molecular weight has from 400 to 5000,
B Wasserstoff oder eine Aikyign^ipe mit S bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei es sich um dieselbe oder um eine andere Gruppe handeln kann wie bei A.B hydrogen or an Aikyign ^ ipe with S to 24 Carbon atoms, which can be the same or a different group from A.
·) Folgende i meode wurde angewandt:
Eine Probe des Produktes von etwa 0£ g wird in 100 ml einer
Lösung aus Toluol zu isopropanol zu Wasser im Volumenverhältnis
50:45:5 gelöst umf potei>*^>metrisch mit 0,1
N-Chlorwasserstoffsäure titriert, cod zwar unter Verwendung
einer Kalomel-EIektrode gegen eine Gto -elektrode (Pt) in
einer automatischen Tariervorrichtung.·) The following i meode was used:
A sample of the product of about 0 g is dissolved in 100 ml of a solution of toluene to isopropanol to water in a volume ratio of 50: 45: 5 and titrated metrically with 0.1 N hydrochloric acid, cod using a Calomel electrode against a Gto electrode (Pt) in an automatic taring device.
Besonders gut brauchbare Verbindungen entsprechen der FormelParticularly useful compounds correspond to the formula
HO—P-OA'HO — P-OA '
OB'IF'
Alkylenpolyamin zusetzt, und zwar entweder direkt oder in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. einem Kohlenwasserstoff. Vorzugsweise verwendet man einen flüssigen Kohlenwasserstoff als Treibstoff und stellt zunächst ein Treibstoffkonzentrat her. Die Reaktion kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden und erfordert weder besondere Reaktionsbedingungen noch besondere Versichtsmaßnahmen.Alkylene polyamine, either directly or in a suitable solvent, e.g. Hydrocarbon. A liquid hydrocarbon is preferably used as the fuel and provided first a fuel concentrate. The reaction can be carried out at room temperature and does not require any special reaction conditions or special precautionary measures.
Die kohlenwasserstoffsubstituierten Alkylenpolyamine, die Verwendung finden, sind bekannt und entsprechen der FormelThe hydrocarbon-substituted alkylene polyamines which are used are known and correspond the formula
In dieser Formel haben die Symbole die folgende Bedeutung:In this formula, the symbols have the following meanings:
χ' eine Zahl von 1 bis 2, vorzugsweise von 1 bis 1,6, χ 'is a number from 1 to 2, preferably from 1 to 1.6,
y' eine Zahl von 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 4, y 'is a number from 1 to 5, preferably 1 to 4,
ζ' eine Zahl im Bereich von 1 bis /, vorzugsweise im ζ 'is a number in the range from 1 to /, preferably im
R' einen verzweigtkettigen aliphatischen Rest mit einem Molekulargewicht von 400 bis 3000, vorzugsweise 450 bis 1500,R 'is a branched chain aliphatic radical with a molecular weight of 400 to 3000, preferably 450 to 1500,
A' eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen,
B' eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 KohlenstoffatomenA 'is an alkyl group with 10 to 20 carbon atoms,
B 'is an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms
oder Wasserstoff,
U' eine Alkylengnippe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen.or hydrogen,
U 'is an alkylene group with 2 to 3 carbon atoms.
Vorzugsweise verwendet man eine Mischung aus Mono- und Diester, d.h. B' besteht zur Hälfte aus Wasserstoff und zur Hälfte aus Alkyl.A mixture of mono- and diester is preferably used, i.e. half of B 'consists of Hydrogen and half from alkyl.
Das Phosphatsalz wird hergestellt, indem man das Äquivalentgewicht des kohlenwasserstoffsubstituierten Alkylenpolyamins durch Titration mit Chlorwasserstoffsäure (in der weiter vorn beschriebenen Weise) bestimmt und dann die notwendige Menge Phosphorsäureester zu dem kohlenwasserstoffsubstituierten is in welcher die Symbole die bereits angegebene Bedeutung haben.The phosphate salt is made by adding the equivalent weight of the hydrocarbon-substituted Alkylenepolyamine by titration with hydrochloric acid (in the manner described above) determined and then the necessary amount of phosphoric acid ester to the hydrocarbon-substituted is in which the symbols have the meaning already given.
Beispiele für Kohlenwasserstoffsubstituenteu sind aliphatische und alicyclische Substituenten, die im wesentlichen frei von aromatischer Unsättigung sind.Examples of hydrocarbon substituents are aliphatic and alicyclic substituents which are im are essentially free of aromatic unsaturation.
Die Kohlenwasserstoffreste können von Oicfiupöiymeren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen stammen (bei Äthylen ist dieses im allgemeinen mit einem Olefin mit wenigstens 3 Kohlenstoffatomen mischpoiynserisiert worden) oder können von natürlich vorkommenden Produkten mit verhäiir.isir.äßig hohem Molekulargewicht, z. B. naphthenischem Brightstock oder Neutralölen, abgeleitet sein. Beispiele für Kohlenwasserstoffsubstituenten sind Polyisobutylen, Polypropylen, PoIy-4-methylpenten-1. The hydrocarbon residues can be from Oicfiupöiymeren with 2 to 6 carbon atoms (in the case of ethylene this is generally with an olefin with at least 3 carbon atoms mixed polyserized) or may be from naturally occurring Relatively high molecular weight products, e.g. B. naphthenic bright stock or neutral oils, be derived. Examples of hydrocarbon substituents are polyisobutylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1.
Äthylendiamin, Diäthylentriamin,
Tetraäthylenpentamin, 1,3-Propylendiamin,
1,2-Propylendiamin, Tetramethylendiamin,
Dipropylentriamin.Ethylenediamine, diethylenetriamine,
Tetraethylene pentamine, 1,3-propylenediamine,
1,2-propylenediamine, tetramethylenediamine,
Dipropylenetriamine.
Die Phosphorsäureester, die für die Zwecke dar Erfindung brauchbar sind, sind bekannt und entsprechen der FormelThe phosphoric acid esters which are useful for the purposes of the invention are known and correspond the formula
O
HO—P-OAO
HO-P-OA
OBIF
in welcher die Symbole die bereits angegebene Bedeutung haben.
Beispiele für geeignete Phosphatester sind:in which the symbols have the meaning already given.
Examples of suitable phosphate esters are:
Monodecyl-, Didecyl-, Didodecyl-,
Ditridecyl-, Monotridecyl-, Octyldecyl-,
DecyldodecylphosphatMonodecyl, didecyl, didodecyl,
Ditridecyl, monotridecyl, octyldecyl,
Decyl dodecyl phosphate
Wie weiter vorn bereits gesagt, können die Diesteralkylgruppen gleich oder verschieden seia Vorzugsweise verwendet man Mischungen aus Mono- und Diestern, wobei das Molverhältnis von Monoester zu Diester im Bereich von etwa 1 :0,8 -1,2 liegtAs already said above, the diester alkyl groups identical or different seia Mixtures of mono- and diesters are preferably used, the molar ratio of monoester to diester being in the range of about 1: 0.8-1.2
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.
Beispiel 1
Herstellung des Polyalkylenpolyaminsexample 1
Production of the polyalkylene polyamine
In einen Kolben gab man 1580 g einer 75% aktiven Lösung von Polyisobutenylchlorid (Molekulargewicht ungefähr 1100, 1,2 Mol), 494 g (43 Mol) Diäthylentriamin und 300 g Butylalkohol. Unter einer Stickstoff-In a flask was placed 1580 g of a 75% active solution of polyisobutenyl chloride (molecular weight about 1100, 1.2 moles), 494 g (43 moles) diethylenetriamine and 300 g of butyl alcohol. Under a nitrogen
atmosphäre wurde das Gemisch 5 Stunden auf 135° C erhitzt, wobei das Lösungsmittel überdestillierte. Am Ende dieser Zeit wurde das Reaktionsgemisch in 800 ml Toluol aufgenommen; das Gemisch wurde auf 75° C erhitzt und mit 105 g 95%igen Alkohol und 400 g Wasser versetzt Das Gemisch wurde abgekühlt, die Phasen abgetrennt und die wäßrige Phase verworfen. Der Waschvorgang wurde dreimal wiederholt Die organische Phase wurde durch langsames Erhitzen der Lösung auf 123° C abdestilliert wobei Wasser und Toluol Überkopf abgezogen wurden. Der Rückstand betrug 1801 g. Der aktive Teil (bestimmt durch Stickstoffanalyse) betrug 55,25 Gewichtsprozent Titration mit 0,103 n-Chlorwasserstoffsäure (unter der Annahme, daß nur 2 Stickstoffatome titrierbar sind) zeigte, daß die Lösung 49,7%ig aktiv war.atmosphere the mixture was at 135 ° C for 5 hours heated, the solvent distilled over. At the At the end of this time, the reaction mixture was taken up in 800 ml of toluene; the mixture was raised to 75 ° C heated and treated with 105 g of 95% alcohol and 400 g of water. The mixture was cooled, the Separated phases and discarded the aqueous phase. The washing process was repeated three times organic phase was distilled off by slowly heating the solution to 123 ° C, water and Toluene was withdrawn overhead. The residue was 1801 g. The active part (determined by Nitrogen analysis) was 55.25 percent by weight titration with 0.103 n-hydrochloric acid (below the Assumption that only 2 nitrogen atoms can be titrated) showed that the solution was 49.7% active.
2020th
Zu einem Teil dieser Lösung gat> man eine ausreichende Menge einer Mischung von Mono- und Ditridecylphosphat im Molverhältnis 1:)., so daß sich eine Mischung des Polyisobutenyldiäthylentriamins mit den Phcsphsissicm im Mcivernäitnis 1:1 ergab.Part of this solution is one sufficient amount of a mixture of mono- and ditridecyl phosphate in the molar ratio 1 :)., so that a mixture of the polyisobutenyl diethylenetriamine with the Phcsphsissicm in the ratio 1: 1 resulted.
Eine Reihe von Verbindungen wurde in ähnlicher Weise hergestellt, über die in den folgenden Tabellen berichtet wird.A number of compounds were made in a manner similar to that in the tables below is reported.
Die Verbindungen dieser Erfindung können in einer großen Zahl von flüssigen Kohlenwasserstoffen verwendet werden, und zwar immer, wenn die Anwesenheit kleinerer Mengen Wasser Korrosionsprobleme bedingt Die Verbindungen dieser Erfindung finden insbesondere Verwendung in Treibstoffen, bei welchen sie nicht nur einen Korrosionsschutz ergeben, sondern auch als Detergent-Additive und die Eisbildung verhindernde Mittel wirken. Die Treibstoffe umfassen Dieselöle, Benzin und Kerosin.The compounds of this invention can be used in a wide variety of liquid hydrocarbons whenever the presence of small amounts of water causes corrosion problems The compounds of this invention find particular use in fuels in which they not only result in corrosion protection, but also as detergent additives and prevent ice formation Means work. The fuels include diesel oils, gasoline and kerosene.
Je nach dem Verwendungszweck können Mengen von nur 2JS Teilen pro Million (TPM) Phosphatsalz zur wirksamen Verhinderung einer Korrosion verwendet werden; im allgemeinen verwendet man jedoch wenigstens etwa 5, jedoch nicht mehr als etwa 50 Teile pro Million zur Erzielung einer Korrosionsverhinderung. 2ur Verhinderung der Schlommbildung und der Eisbildung verwendet man wenigstens 15 Teile pro Million und im allgemeinen nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent Ausgezeichnete Ergebnisse erzielt man am häufigsten nut Additivkonzentrationen von 100 bis 5000 TPM.Depending on the intended use, amounts as low as 2½ parts per million (TPM) phosphate salt can be used to effectively prevent corrosion; however, generally at least about 5 but not more than about 50 parts per million will be used to achieve corrosion prevention. At least 15 parts per million and generally no more than 0.1 weight percent are used to prevent sludge and ice formation. Excellent results are most often obtained with additive concentrations of 100 to 5000 TPM.
Die äüusatzmittel gemäß der Erfindung sind besonders fur fluchtige Treib- und Kraftstoffe verwendbar, die Dampfdrücke nach Reid Ober etwa 9 aufweisen. Dabei handelt es sich im allgemeinen um Wintertyp-Benzine, die in nördlichen Gegenden verwendet werden, wo die Reid-Dampfdrucke der Treibstoffe zwischen etwa 9 und 13,5 liegen.The additives according to the invention are special Can be used for volatile fuels and fuels that have vapor pressures according to Reid Ober about 9. Included they are generally winter-type petrol used in northern areas where the Reid vapor pressures of the propellants are between approximately 9 and 13.5.
Die Zusatzmittel bzw. Additive gemäß der Erfindung sind mit anderen Treibstoffzusatzmitteln verträglich. Beispiele für solche weiteren Zusatzmittel sind Antiklopfmittel, z.B. Tetramethylblei oder Tetraäthylblei, Bleispülmittel, wie Alkyl- und Arylhalogenide, zusätzliche Korrosionsschutzmittel, Ablagerungsmodifikatoren, Oxidatioiuinhibitoren und Metalldeaktivatoren, Vergaserdetergentien.The additives according to the invention are compatible with other fuel additives. Examples of such additional additives are anti-knock agents, e.g. tetramethyl lead or tetraethyl lead, Lead detergents such as alkyl and aryl halides, additional Corrosion inhibitors, deposit modifiers, oxidation inhibitors and metal deactivators, Carburetor detergents.
Ein nicht flüchtigt j leichtes Schmieröl, wie Petroleumsprühöl, ist ebenfalls ein geeignetes Zusatzmittel für Treibstoffe, in denen die Zusatzmittel der Erfindung verwendet werden; sie werden bevorzugt zusammen mit diesen eingesetzt Es wird angenommen, daß diese öle als Träger für die aktiven Verbindungen gemäß der Erfindung wirken und die Entfernung von Ablagerungen unterstützen sowie die Wiederablagerung derselben verhindern. Sie werden in Mengen von 0,05 bis 0,5 Volumenprozent bezogen auf das fertige Benzingemisch, verwendetA non-volatile j light lubricating oil, such as petroleum spray oil, is also a suitable additive for fuels in which the additives of the invention be used; they are preferably used together with these. It is believed that these Oils act as carriers for the active compounds according to the invention and remove deposits support as well as prevent the redeposition of the same. They come in amounts from 0.05 to 0.5 Percentage by volume based on the finished gasoline mixture
Die Wirksamkeit der Verbindungen gemäß der Erfindung als Korrosionsschutzmittel wurde wie folgt bestimmt Die beiden als Beispiele ausgewählten Verbindungen, d. h. die von Beispiel 1 und eine Verbindung mit 2 Mol gemischten Phosphatestern pro Mol Polyisobutenyldiäthylentriamin wurden in einem — was die Korrosionsinhibierung betrifft — besonders schwierigen Treibstoff geprüft: ein Benzin mit einer unverbleiten Octanzahl von etwa 90 mit hohem Gehalt sowohl an Aromaten als auch Reformaten wurde verwendet Der Test wurde ii*db ASTM D 665-60 vorgenommen, wobei synthetisches &eewasser verwendet und das Zusatzmittel in einer Konzentration von 30 TPM eingesetzt wurde. Die Beurteilung erfolgte anhand einer Vergleichstabelle von 1 Ins 7, wobei 7 vollständiger Verrostung und 1 keiner Rostbildung entsprach. Während die Basistreibstoffe einer Bewertung von 7 entsprachen, ergaben die beiden Zusatzmittel, & h. das eine mit einem Mol und das andere mit zwei Mol gemischten Phosphatestern je eine Bewertung von 1. (Mit dem Zusatzmittel mit nur einem Mol gemischten Phosphatester zeigte sich eine Spur Rost)The effectiveness of the compounds according to the invention as corrosion inhibitors was as follows determined The two compounds selected as examples, i. H. those of Example 1 and a Compound with 2 moles of mixed phosphate esters per mole of polyisobutenyl diethylenetriamine were in a - as far as corrosion inhibition is concerned - particularly difficult fuel tested: a gasoline with a unleaded octane number of around 90 with a high content of both aromatics and reformates The test was used ii * db ASTM D 665-60 made using synthetic & eewater and the additive was used at a concentration of 30 TPM. The assessment was based on a comparison table of 1 ins 7, with 7 more complete Rusting and 1 corresponded to no rust formation. While the base fuels have a rating of 7 the two additives resulted in & h. the one with one mole and the other with two moles of mixed phosphate esters each have a rating of 1. (There was a trace of rust with the additive with only one mole of mixed phosphate ester)
Um die Verwendbarkeit der erfmdungsgemäßen Verbindungen als Mittel zur Verhinderung des Vereisens von Motoren zu zeigen, wurde eine Anzahl der Verbindungen in einem Laboratoriums-Motortest wie folgt geprüft:About the usability of the compounds according to the invention as a means of preventing icing of engines was shown a number of the compounds in a laboratory engine test like is checked as follows:
Bei dem benutzten Vergaser handelte es sich um den für den 1965er Plymouth 3687 cm3 Motor entwickelten Vergasern, der an einem Plyroouth-Kopf 3769 cm3 Motor betrieben wurde. Der Vergaser ist thermisch von dem Motor isoliert und wird während der Versuche durch ein kontrolliertes Heizelement in angewärmtem Zustand gehalten. Sobald sich in dem Vsrgaser eine Gleichgewichtstemperatur eingestellt hat wird der Motor angelassen und auf 2400 UpM beschleunigt — keine Belastung — und so 30 Sekunden in Betrieb gehalten. Die Motorgeschwcndigkeh wird dann bis auf den Leerlauf (525-550UpM) herabgesetzt und zwar 15 Sekunden lang. Sobald der Motor aussetzt oder nach 15 Sekunden wird erneut auf 2400 Umdrehungen pro Minute beschleunigt — keine Belastung. Dieser Zyklus wird 14mal wiederholt; während dieser Zeit erwärmen sich die zugeführte Luft und der Vergaser allmählich. Die zugeführte Luft hat anfänglich eine Temperatur von 4,44°C und eine relative Feuchtigkeit vcn 100%; die Temperatur steigt während der Bestimmung allmählich auf 21,1°C.The carburetor used was the one developed for the 1965 Plymouth 3687 cm 3 engine, which was operated on a Plyroouth head 3769 cm 3 engine. The carburetor is thermally isolated from the engine and is kept in a heated state during the tests by a controlled heating element. As soon as an equilibrium temperature has been established in the Vsrgaser the engine is started and accelerated to 2400 rpm - no load - and thus kept in operation for 30 seconds. The engine speed is then reduced to idle (525-550rpm) for 15 seconds. As soon as the engine fails or after 15 seconds, it accelerates again to 2400 revolutions per minute - no load. This cycle is repeated 14 times; during this time the air supplied and the carburetor gradually heat up. The air supplied initially has a temperature of 4.44 ° C and a relative humidity of 100%; the temperature rises gradually to 21.1 ° C during the determination.
In der folgenden Tabelle ist die Wirkung- der erfindungsgemäßen Zusätze gegen die Eisbildung bei der Verminderung der Häufigkeit des Aussetzens des Motors mit schwierigen Wintertreibstoffen zusammengestellt Die Zusatzmittel bzw. Additives waren in Mengen von 30 TPM vorhanden.The table below shows the effect of the additives according to the invention against ice formation on reducing the frequency of engine outages with difficult winter fuels The additives were present in amounts of 30 TPM.
7,4
6,9
6,27.4
6.9
6.2
8,28.2
7.5
7,3
8,87.5
7.3
8.8
3
3
3
3
Il3
3
3
3
Il
) H l'nlyisohutcnyldiiilhylcntriamin (f'olyisobulenyl mil
etwa 570 Molekulargewicht; % N, 6,25).
Ml l'olyisohulenyltriäthylentetramin (l'cilyisohutenyl mit
etwa (>5() Molekulargewicht; % N, 5,11).
") Molvcrhältnis I : I.) H l'nlyisohutynyldiilhyltriamine (f'olyisobulenyl mil about 570 molecular weight;% N, 6.25).
Ml l'olyisohulenyltriethylenetetramine (l'cilyisohutenyl with about ( > 5 () molecular weight;% N, 5.11).
") Molar ratio I: I.
Um die ausgezeichnete Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen bei der Verhinderung der Schlammablagerung zu zeigen, wurde folgender Versuch durchgeführt: Man benutzte einen Plymouth-L-Kopfmotor sowie einen sauberen Glasansaugstutzen und betrieb den Motor zunächst eine Stunde mit einem Kraftstoff ohne Zusätze, wobei das Kraftstoffgemisch unter doppelter Komprimierung zum Verjasereingang geführt wurde und wobei das Lufi-Kraftstoff-Gemisch luftreich war. Die Bedingungen waren folgende: Manteltemperatur 7ΓC; öltemperatur ungefähr 540C; Motorgeschwindigkeit 500 UpM, die alle 7'/2 Minuten fünfmal hintereinander auf 2000 UpM beschleunigt wurde; keine Belastung. Im Anschluß daran wurde der Motor mit einem Kraftstoff, der ein Additiv enthielt, vier Stunden betrieben, wobei das Kraftstoffgemisch ohne doppelte Komprimierung zum Vergaser geleitet wurde und wobei das Luft-Kraft-Stoff-Verhältnis normal war. Ein Vergleich des Ansaugstutzens am Ende der ersten einstündigen Periode und am Ende der zweiten Periode, während welcher der ein Additiv enthaltende Kraftstoff verwendet wurde, ermöglicht die Bestimmung der prozentualen Menge der Ablagerungen, die durch den additivhaltigen Kraftstoff entfernt worden sind.In order to show the excellent effect of the compounds according to the invention in preventing sludge deposition, the following experiment was carried out: A Plymouth L-head engine and a clean glass intake port were used and the engine was initially operated for one hour with a fuel without additives, the fuel mixture being less than twice Compression was fed to the vas inlet and the air-fuel mixture was air-rich. The conditions were as follows: jacket temperature 7ΓC; oil temperature about 54 0 C; Engine speed 500 RPM accelerated to 2000 RPM five times in succession every 7 1/2 minutes; no burden. The engine was then run on fuel containing an additive for four hours, the fuel mixture being fed to the carburetor without double compression and the air / fuel ratio being normal. A comparison of the intake manifold at the end of the first one hour period and at the end of the second period during which the additive-containing fuel was used enables the percentage of deposits removed by the additive-containing fuel to be determined.
Dieser Versuch wird im allgemeinen wenigstens viermal durchgeführt; die Ergebnisse sind als Durchschnittswerte aus allen Versuchen angegeben.This experiment is generally carried out at least four times; the results are as averages given from all experiments.
Bei den benutzten Proben handelte es sich um das Stammarnin und das Basisamin, welches teilweise mit einem Gemisch von Mono- und Di(tridecy!)phosphat im Molverhältnis ! : 1 neutralisiert war. Die angegebenen Ergebnisse steilen die prozentuale Verbesserung des Phosphatsalzes über das Stammarnin dar, d.h. die Differenz in der prozentualen Entfernung der Ablagerungen. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt:The samples used were the parent amine and the basic amine, some of which were included a mixture of mono- and di (tridecy!) phosphate im Molar ratio! : 1 was neutralized. The results given show the percentage improvement in the Phosphate salt over the parent amine, i.e. the difference in the percentage removal of the deposits. The results are summarized in the following table:
23
2223
22nd
Weitere Versuche zur Verhinderung von Ablagerungen wurden wie folgt ausgeführt: Ein Einzylinder-CRF-Motor, der mit einem Ansaugstutzen ausgestattet war, wurde unter den folgenden Betriebsbedingungen 3 eingesetzt:Further attempts to prevent deposits were carried out as follows: A single cylinder CRF engine, which was equipped with an intake manifold, was under the following operating conditions 3 inserted:
Die Auswertung wurde auf die sich auf dem Einlaßventil bildenden Ablagerungen bezogen. Bei Beendigung des Versuches wurden öl und Fett sorgfältig von der Ventilspindel entfernt. Verbrennungsablagerungen wurden mit einer Drahtbürste entfernt, und das Ventil wurde gewogen. Anschließend wurde die Unterseite des Ventils mit Hexan gewaschen, bis das Hexan kiar ablief, und sodann wurde das Ventil in einem Ofen bei 9? bis 116°C getrocknet. Nach dem Abkühlen wurde das Ventil gewogen, alle Ablagerungen wurden entfernt, und das Eigengewicht des Ventils wurde bestimmt. Drei Proben wurden unter Anwendung eines handelsüblichen Benzins und ZusaU von 100 TPM der zu testenden Mittel sowie 400 TPM eines mit Hilfe eines Lösungsmittels raffinierten Neutralöls mit einer Dichte von 0,922 g/cm3 und einer Viskosität von 363,6 cSt hergestellt.The evaluation was based on the deposits forming on the inlet valve. At the end of the experiment, the oil and grease were carefully removed from the valve stem. Burn deposits were removed with a wire brush and the valve was weighed. The underside of the valve was then washed with hexane until the hexane cleared, and then the valve was placed in an oven at 9? dried up to 116 ° C. After cooling, the valve was weighed, all debris was removed, and the weight of the valve was determined. Three samples were prepared using a commercially available gasoline and an addition of 100 TPM of the agents to be tested and 400 TPM of a neutral oil refined with the aid of a solvent with a density of 0.922 g / cm 3 and a viscosity of 363.6 cSt.
B e i s ρ i eIe 4 und 5B e i s ρ i eIe 4 and 5
Als Amine in den Additiven wurden die folgenden Verbindungen eingesetzt:The following compounds were used as amines in the additives:
Verbindung IV: (Vergleich)Compound IV: (comparison)
ein bekanntes N-A!ky!propan-!,3 diarnin,
Alkylgruppe von Talgsäuren abgeleitet ist;a well-known NA! ky! propane - !, 3 diarnin,
Alkyl group is derived from tallow acids;
dessenwhose
) vgl. Tabelle I.) see table I.
Verbindung V:Connection V:
ein durch eine Polyisobutenylgruppe substituierU-s Tetraäthylenpentamin, dessen Polyisobutenylgruppe ein (durch Viskositätsmessung bestimmtes) durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 1000 aufweist;a substituted by a polyisobutenyl group Tetraethylene pentamine, the polyisobutenyl group of which is a (determined by viscosity measurement) has an average molecular weight of about 1,000;
Verbindung VI:Compound VI:
ein durch eine Polyisobutenylgruppe substituiertes Äthylendiamin, dessen Polyisobutenylgruppe ein (durch Viskositätsmessung bestimmtes) durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 1400 aufweistan ethylenediamine substituted by a polyisobutenyl group, the polyisobutenyl group thereof Average molecular weight (determined by viscosity measurement) of about 1400 having
Die drei vorstehenden Verbindungen wurden jeweils, bezogen auf die Basenzahl des Amins und die Säurezahl der Säure, zu 90% neutralisiert mit einem Gemisch aus Mono- und Ditridecylphosphat im Molverhältnis 1:1. Die mit diesen Additiven erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:The above three compounds were each based on the base number of the amine and the acid number the acid, 90% neutralized with a mixture of Mono- and ditridecyl phosphate in a molar ratio of 1: 1. The results obtained with these additives are in the following table III compiled:
auf dem Ventil, mgWeight of the deposit
on the valve, mg
bleites Benzin)Fuel tank base (un
leaded gasoline)
Aus den Ergebnissen der Tabelle IH ist ersichtlich, daß das als Vergleichssubstanz eingesetzte Aminphosphatestersalz der Verbindung IV in einer Menge von 100 TPM zur Verhinderung von VentilablagerungenIt can be seen from the results in Table IH that the amine phosphate ester salt used as a comparison substance of Compound IV at 100 TPM to prevent valve scale
offensichtlich sind aber die erfindungsgemäßen Aminphosphatestersalze der Verbindungen V und VI mit höherem Molekulargewicht wirksam zur Verminderung der Menge der Ablagerungen.however, the amine phosphate ester salts according to the invention are obvious the higher molecular weight compounds V and VI are effective in reducing the amount of deposits.
Es wurden vier weitere Aminphosphatestersalze in gleicher Weise wie die Aminphosphatestersalze des vorstehenden Beispiels in einem Einzylinder-CFR-Motor unter folgenden Betriebsbedingungen getestet:There were four more amine phosphate ester salts in the same manner as the amine phosphate ester salts of the in the example above in a single cylinder CFR engine under the following operating conditions:
öltemperatur,°C 66-82oil temperature, 66-82 ° C
Luft, 0C 35Air, 0 C 35
0BTC 15 0 BTC 15
Die Versuche wurden in handelsüblichem Benzin mit einem Zusatz von 100 TPM des zu testenden Additivs und unter Zusat2 von 400 TPM eines mit Hilfe eines Lösungsmittels raffinierten Neutralöls mit einer Dichte von 0,922 g/cm-' und einer Viskosität von 363,6 cSt durchgeführtThe tests were carried out in commercial gasoline with an addition of 100 TPM of the additive to be tested and with the addition of 400 TPM of a solvent-refined neutral oil with a density of 0.922 g / cm- 'and a viscosity of 363.6 cSt carried out
Als Amine in den Additiven wurden die folgenden Verbindungen eingesetzt:The following compounds were used as amines in the additives:
ein durch eine Polyisobutenylgruppe substituiertes Äthylendiamin, dessen Polyisobutenylgruppe ein (durch Viskositätsmessung bestimmtes) durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 560 aufweist;an ethylenediamine substituted by a polyisobutenyl group, the polyisobutenyl group thereof Average molecular weight (determined by viscosity measurement) of about 560 having;
ein bekanntes N-Alkylpropan-l^-diamin, dessen Alkylgruppe von Talgsäuren abgeleitet ist;a well-known N-alkylpropane-l ^ -diamine, its Alkyl group is derived from tallow acids;
ι Verbindung IX:ι Connection IX:
ein durch eine Polyisobutenylgruppe substituiertes Tetraäthylenpentamin, dessen Polyisobutenylgruppe ein (durch Viskositätsmessung bestimmtes) durchschnittliches Molekulargewicht von etwaa tetraethylene pentamine substituted by a polyisobutenyl group, its polyisobutenyl group an average molecular weight (determined by viscosity measurement) of about
in 1000 aufweist;has in 1000;
ein durch eine Polyisobutenylgruppe substituiertes Äthylendiamin, dessen Polyisobutenylgruppe ein ΙΊ (durch Viskositätsmessung bestimmtes) durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 640 aufweist.an ethylenediamine substituted by a polyisobutenyl group, the polyisobutenyl group thereof ΙΊ (determined by viscosity measurement) average Has molecular weight of about 640.
t-flX. TlUl VWlJtUIIbIlUbIl T Ul UlIlUUI IgCIl W Ul UCII JC W Cl 13, t-flX. TlUl VWlJtUIIbIlUbIl T Ul UlIlUUI IgCIl W Ul UCII JC W Cl 13,
.Mi bezogen auf die Basenzahl des Amins und die Säurezahl der Säure, zu 90% neutralisiert mit einem Gemisch aus Mono- und Ditridecylphosphat im Mol verhältnis 1:1. Die mit diesen Additiven erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt:.Mi based on the base number of the amine and the acid number the acid, 90% neutralized with a mixture of mono- and ditridecyl phosphate in a molar ratio of 1: 1. The results obtained with these additives are summarized in Table IV below:
Additiv aus
Verbindung:Additive
Link:
Gewicht der Ablagerungen
auf dem Ventil, mgWeight of the deposit
on the valve, mg
ungewaschenunwashed
gewaschenwashed
VII
VIIIVII
VIII
Aus den Ergebnissen der Tabelle IV ist ersichtlich, daß das als Vergieichssubstanz eingesetzte Aminphosphatestersalz der Verbindung VIII in einer Menge von 100 TPM zur Verhinderung von Ventilablagerungen nicht wirksam ist Im Gegensatz dazu sind die erfindungsgemäßen Aminphosphatestersalze der Verbindungen VH, IX und X mit höherem Molekulargewicht sehr wirksam zur Verminderung der Ablagerungen. From the results in Table IV it can be seen that the amine phosphate ester salt used as the comparative substance of Compound VIII at 100 TPM to prevent valve deposits In contrast, the amine phosphate ester salts of the compounds of the present invention are not effective Higher molecular weight VH, IX and X are very effective in reducing deposits.
Es ergibt sich deutlich aus den vorstehenden Resultaten, daß die Verbindungen gemäß der Erfindung den Kraftstoffen ein breites Spektrum verbesserter Eigenschaften verleihen. Die ausgezeichnete Detersivwirkung bleibt nicht nur erhalten, sondern sie wird überraschenderweise noch verbessert; aber auch der Korrosionsschutz, insbesondere der Rostschutz und die Anti-Eiswirkung ist verstärkt Darüber hinaus sind die Verbindungen mit anderen Additiven, die üblicherweise in Kraftstoffen vorhanden sind, verträglich.It is clear from the above results that the compounds according to the invention give fuels a wide range of improved properties. The excellent detergent effect Not only is it preserved, it is surprisingly improved; but also the Corrosion protection, in particular the rust protection and the anti-ice effect, are also reinforced Compounds with other additives that are usually present in fuels, compatible.
Claims (1)
1. Aminphosphatestersalze der FormelPatent claims:
1. Amine phosphate ester salts of the formula
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---|---|---|---|
US62179667A | 1967-03-09 | 1967-03-09 |
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-
1968
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- 1968-03-09 JP JP1497568A patent/JPS4812844B1/ja active Pending
Also Published As
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---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |