DE2548416A1 - Antistatischer zusatz fuer brenn- und treibstoffe auf kohlenwasserstoffbasis - Google Patents
Antistatischer zusatz fuer brenn- und treibstoffe auf kohlenwasserstoffbasisInfo
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Description
0R-57Ö7
E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 1Oth and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A.
Antistatischer Zusatz für Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis
Die Erfindung betrifft einen verbesserten antistatischen Zweikomponentenzusatz für Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoff
basis, um sie elektrisch leitend zu machen. Die eine Komponente ist ein Copolymerisat aus Olefin und Schwefeldioxid
(Polysulfon-Copolymerisat) und die andere ist ein besonderes polymeres Polyamino
Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis haben gewöhnlich
eine sehr schlechte elektrische Leitfähigkeit. Daher sammeln sich in dem Brenn- bzw. Treibstoff leicht elektrische
Ladungen an, die sich in Form von Funken entladen können und die Gefahr einer Explosion oder eines Feuers bedingen,
wenn sie gegebenenfalls vorhandene Gemische aus Kohlenwasserstoffen
und Luft zünden.
Es sind bereits zahlreiche Stoffe bekannt, die den Zweck haben, die elektrische Leitfähigkeit von Brenn- und Treibstoffen
auf Kohlenwasserstoffbasis zu erhöhen. Zu solchen Mitteln
- 1 809819/0988
OR-5767 i
gehören Zweikomponentenzusätze, deren eine Komponente ein Polysulfon und deren andere Komponente eine quartäre Ammoniumverbindung
ist; vgl. US-PS 3 811 848. Ein anderer bekannter Zweikomponentenzusatz enthält als eine Komponente ein Polysulfon
und als andere Komponente eine organische Verbindung eines mehrwertigen Metalls mit einer Ordnungszahl von 22 bis
29; vgl. US-PS 3 807 977.
Die verbesserten antistatischen Zweikomponentenzusätze gemäss der Erfindung sind schon in sehr geringen Konzentrationen
hochgradig wirksam und bilden beim Verbrennen keine Asche. Diese verbesserten antistatischen Zweikomponentenzusätze sind
so wirksam, dass sie schon bei recht niedrigen Konzentrationen die gewünschte Leitfähigkeit (bestimmt in pS/m) bei fast allen
Brenn- und Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis herbeiführen.
Der verbesserte antistatische Zusatz gemäss der Erfindung, dessen Komponenten im Bereich der Gewichtsverhältnisse von
100:1 bis 1:100 vorliegen, und bei dem eine Komponente ein Polysulfon-Copolymerisat ist, das im wesentlichen zu etwa
50 Molprozent aus Schwefeldioxideinheiten, zu etwa 40 bis Molprozent aus Einheiten eines oder mehrerer a-Alkene mit etwa
6 bis 24 Kohlenstoffatomen und zu etwa 0 bis 10 Molprozent aus Einheiten einer olefinischen Verbindung der allgemeinen
Formel ACH=CHB besteht, worin A eine Gruppe der allgemeinen
Formel -(CxH2x)-COOH, in der χ einen Wert von 0 bis etwa
hat, und B Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, dass, wenn B eine Carboxylgruppe ist, χ = 0 ist, ·
und wobei A und B zuscunmen eine Dicarbonsaureanhydridgruppe
bilden können,
ist dadurch gekennzeichnet, dass er in Kombination mit der Polysulfonkomponente
ein polymeres Polyamin der allgemeinen Formel -
ein polymeres Polyamin der allgemeinen Formel -
- 2 609819/0908
OR-5767 ^
HNR1 t
H χ 2-x
OH
enthält, in der
R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen,
R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, R die Bedeutung R hat oder eine aliphatische N-Kohlenwas-
1 2
serstoff-Alkylengruppe der allgemeinen Formel R NHR bedeutet,
a eine ganze Zahl von 0 bis 20, b eine ganze Zahl von 0 bis 20,
c eine ganze Zahl von 0 bis 20 bedeuten und
χ den Wert 1 oder 2 hat,
mit der Maßgabe, dass, wenn R=R ist, a eine ganze Zahl von 2 bis 20 und b = c = C- ist, und wenn R die Bedeutung R NH-R
hat, a den V/ert 0 hat und die Summe b + c eine ganze Zahl von 2 bis 20 ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind diejenigen,
bei denen das Polysulfon ausschliesslich aus Schwefeldioxideinheiten und Einheiten mindestens eines cc-Alkens mit 8 bis
12 Kohlenstoffatomen besteht. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das α-Alken Decen-(1).
Eine in bezug auf die Polyaminkomponente bevorzugte Ausfüh-
-1
rungsform der Erfindung kennzeichnet sich durch R=R, worin
1
R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, besonders wenn R die aliphatische Kohlenv/asserstoffgruppe des von Talg abgeleiteten Amins ist.
R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, besonders wenn R die aliphatische Kohlenv/asserstoffgruppe des von Talg abgeleiteten Amins ist.
- 3 609819/0908
OR-5767
Weitere bevorzugte Ausführungsformen in bezug auf die PoIyaminkomponente
sind diejenigen, bei denen R die Bedeutung
12 1
R NHR hat, wobei R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe
mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und R eine Alkylengruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist, besonders wenn R die aliphatische
Kohlenwasserstoffgruppe des von Talg abgeleiteten Amins ist.
Das besonders bevorzugte Polysulfon-Copolymerisat gemäss der Erfindung ist Decen-(1)-polysulfon mit einer inhärenten Viscosität
im Bereich von etwa 0,1 bis 1,6 dl/g (Molekulargewicht 50 000 bis 900 000), und das besonders bevorzugte polymere
Polyamin ist das polymere Reaktionsprodukt von N-11TaIg"-1,3-diaminopropan
mit Epichlorhydrin CHpCH-CHpCl im Molverhältnis
1:1,5. \f
Das Gewichtsverhältnis des Polysulfon-Copolymerisats zu dem polymeren Polyamin in den Zusätzen gemäss der Erfindung liegt
im Bereich von 100:1 bis 1:100, vorzugsweise von etwa 50:1 bis 1:1 und insbesondere von etwa 20:1 bis 1:1.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf die oben beschriebenen Zweikomponentenzusätze zusammen mit einer starken Säure (eine
öllösliche Sulfonsäure wird bevorzugt). Dabei bildet sich das Sulfonsäuresalz des Polyamine, und dieses hat eine verbesserte
Beständigkeit gegen die Niederschlagsbildung bei langzeitiger Lagerung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Zusatzkonzentrate
in einem Lösungsmittel. Ein bevorzugtes Konzentrat enthält den antistatischen Zusatz, eine Säure zur Verbesserung
der Haltbarkeit ohne Niederschlagsbildung und ein Lösungsmit- '
tel und weist die folgende Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, auf:
(i) etwa 5 bis 25 % Polysulfon,
(ii) etwa 5 bis 25 % polymeres Polyamin,
(iii) etwa 5 bis 30 % öllösliche Sulfonsäure und
(iv) etwa 20 bis 85 % Lösungsmittel.
- 4 -609819/0908
OR-5767
Die bevorzugte Sulfonsäure (iii) ist Dodecylbenzolsulfonsäure.
Die Erfindung betrifft ferner Gemische aus einem flüssigen Brenn- bzw. Treibstoff auf Kohlenwasserstoffbasis mit einem
Siedebereich von etwa 20 bis 375° C und etwa 0,01 bis 40 ppm eines der oben beschriebenen antistatischen Zweikomponentenzusätze
aus Polysulfon und Polyamin. Man kann die Zusätze zwar auch in Mengen von mehr als 40 ppm anwenden; jedoch erzielt
man dadurch keinen bedeutenden weiteren Vorteil.
Es gibt gewisse weitere, an sich bekannte Zusätze, die eine gute anfängliche elektrische Leitfähigkeit in Zusammenwirkung
mit dem Polysulfon-Copolymerisat herbeiführen, und derartige Zusätze können ebenfalls im Rahmen der Erfindung verwendet
werden. Hierzu gehören auch die in der US-PS 3 811 848 beschriebenen
quartären Ammoniumverbindungen.
Die verbesserten antistatischen Dreikomponentenzusätze gemäss der Erfindung werden durch Kombinieren des oben beschriebenen
polymeren Polyamins mit einem antistatischen Zweikomponentenzusatz hergestellt, der die folgenden beiden Komponenten enthält:
Ein Polysulfon-Copolymerisat, das im wesentlichen zu etwa 50 Molprozent aus Schwefeldioxideinheiten, zu etwa 40 bis 50
Molprozent aus Einheiten eines or-Alkens mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen
und zu 0 bis etwa 10 Molprozent aus Einheiten eines Olefins der allgemeinen Formel
A B
H Ή
besteht, in der A eine Gruppe der allgemeinen Formel -(CxH2x)-COOH, in der χ einen Wert von 0 bis etwa 17 hat, und
B Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe bedeutet, mit der Maß-
- 5 -609819/0908
OR-5767
gäbe, dass, wenn 3 eine Carboxylgruppe ist, χ = 0 ist, und
wobei A und B zusammen eine Dicarbonsäureanhydridgruppe bilden können, und
eine quartäre Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel
Alk2 \
Alkx-N-Alk
ι
/y
in der
1 2
Alk und Alk gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit
Alk und Alk gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit
1 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten,
eine Alkylgruppe mit 1 tet oder die Bedeutung
Alk eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeu-
AIk5 -(CH2CHO)nH
hat, worin Alk Wasserstoff oder den Methylrest bedeutet
und η einen Wert von 1 bis 20 hat,
Alk (a) eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
(b) eine Aralkylgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen,
(c) eine Gruppe
Alk5 -(CH2CHO)nH
der obigen Definition,
(d) eine Gruppe
0 -CH2CH2O-P-OCH2CH(OCOAIk6)CH£0C0Alk7
S *
A 7
in der Alk und Alk gleiche oder verschiedene Alkylgruppen
mit 11 bis 19 Kohlenstoffatomen bedeuten,
oder
ο ο
(e) eine -Alk -C02-Gruppe bedeutet, worin Alk eine Koh-
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OR-5767 J
lenwasserstoffgruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen
12 3 ist, mit der Maßgabe, dass, wenn Alk , Alk , Alk
und Alk Alkylgruppen sind, mindestens eine derselben eine Alkylgruppe mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen
ist,
A ein Anion bedeutet,
4 ζ den Wert 0 oder 1 hat, ζ jedoch den Wert 0 hat, wenn Alk
die Bedeutung (d) oder (e) hat, und
y mindestens den Wert 1 hat und y gleich der Ionenwertigkeit des Anions A ist, wenn ζ den Wert 1 hat. Die
Die Komponenten liegen in einem derartigen Verhältnis vor, dass auf jeden Teil Polysulfon je 0,01 bis 100 Teile polymeres
Polyamin und quartäre Ammoniumverbindung entfallen.
Die bevorzugte Ammoniumverbindung ist Di-"kokosn-dimethylammoniumnitrit,
wobei "kokos" sich auf ein Gemisch aus Alkylresten
mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen bezieht, das im "Kokos"-amin vorkommt. Die quartäre Ammoniumverbindung liegt vorzugsweise
in Mengen von etwa 1 bis 25 Teilen auf je 100 Teile Polysulfon-Copolymerisat vor. Durch die quartäre Ammoniumverbindung
wird die elektrische Leitfähigkeit der Zusätze gemäss der Erfindung in vielen Brenn- und Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis
weiter erhöht und das Gemisch aschefrei gehalten.
Als "Kohlenwasserstoffgruppen" werden hier gerad- und verzweigtkettige
Gruppen bezeichnet, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Diese Gruppen können gesättigt sein
oder olefinisch ungesättigte Bindungen enthalten.
Die Polysulfon-Copolymerisate, die oft auch als Olefin-Schwefeldioxid-Copolymerisat,
Olefinpolysulfone oder Poly-(olefinsulfone)
bezeichnet werden, sind lineare Polymerisate, von
6Q9819/ö~908
OR-5767 °
denen angenommen wird, dass sie aus abwechselnden Olefin- und Schwefeldioxideinheiten in einem Molverhältnis von 1:1 zusammengesetzt
sind, wobei die Olefine in Kopf-Schwanzanordnung
vorliegen. Die erfindungsgemäss verwendeten Polysulfone lassen sich leicht nach bekannten Verfahren herstellen (vgl.
"Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Band 9, Verlag Interscience Publishers, Seiten 460 ff.).
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Polysulfone liegt im Bereich von etwa 10 000 bis 1 500 000, vorzugsweise
von etwa 50 000 bis 900 000, insbesondere von etwa 100 000 bis 500 000. Olefinpolysulfone mit Molekulargewichten unter etwa
10 000 erhöhen zwar die Leitfähigkeit von Kohlenwasserstoffen, aber nicht so stark v/ie Olefinpolysulfone von höheren Molekulargewichten.
Olefinpolysulfone mit Molekulargewichten über etwa 1 500 000 lassen sich schwer herstellen und handhaben.
Die Molekulargewichte der Olefinpolysulfone können nach bekannten Methoden, wie durch Lichtstreuung, bestimmt v/erden.
Im allgemeinen ist es jedoch einfacher, die inhärente Viscosität des Polymerisats zu bestimmen und daraus den ungefähren
Molekulargewichtsbereich der Polysulfone zu berechnen. Die inhärente Viscosität ist durch die Gleichung ^inU = ^-n'%rel^
definiert, in der In den natürlichen Logarithmus, % η die
relative Viscosität, d.h. das Verhältnis der Viscosität der Polymerisatlösung zur Viscosität des Lösungsmittels, und
C die Konzentration des Polymerisats in g/100 ml bedeuten. Die Einheiten der inhärenten Viscosität sind Deziliter je Gramm
(dl/g). Die inhärenten Viscositäten von Olefinpolysulfonen werden zweckmässig in Toluol bei 30 C in einer Konzentration
von 0,5 Gewichtsprozent bestimmt. Durch Vergleich mit Molekulargewichtsbestimmungen
wurde gefunden, dass Polysulfone mit inhärenten Viscositäten von etwa 0,1 bis 1,6 dl/g ein Gewichtsmittel
des Molekulargewichts im Bereich von etwa 50 000 bis 900 000 haben.
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Die Steuerung des Molekulargewichts der Olefinpolysulfone in dem gewünschten Bereich lässt sich leicht durch Steuerung der
Polyinerisationsbedingungen, wie der Menge des Initiators, der
Polymerisationstemperatur und dergleichen, oder durch Zusatz von Molekulargewichts-Modifiziermitteln, wie Dodecylmercaptan,
erreichen. Die Menge an Molekulargewichts-Modifiziermittel,
die erforderlich ist, um den gewünschten Molekulargewichtsbereich zu erzielen, hängt von dem jeweils mit dem Schwefeldioxid
zu polymerisierenden a-01efin ab und lässt sich leicht aus Versuchen bestimmen. Im allgemeinen liegt die Menge an
Modifiziermittel, wie Dodecylmercaptan, die erforderlich ist, um Molekulargewichte im Bereich von 50 000 bis 900 000 zu erhalten,
im Bereich bis etwa 0,007 Mol je Mol a-01efin.
Die zur Herstellung der Polysulfone verwendbaren cc-Olefine
sind im Handel als reine oder gemischte Olefine erhältlich, die durch Erdölspaltverfahren oder durch Polymerisation von
Äthylen bis zu einem niedrigen Polymerisationsgrad erhalten werden. Zu ihnen gehören Hexen-(1), Hepten-(1), 0cten-(1),
Nonen-(1), Decen-(1), Undecen-(1), Dodecen-(1), Tridecen-(1),
Tetradecen-(1), Pentadecen-(1), Hexadecen-(1), Heptadecen-(1),
0ctadecen-(1), Nonadecen~(1), Eicosen-(1), Heneicosen-(1),
Docosen-(1), Tricosen-(1) und Tetracosen-(1). Obwohl man auch
verzweigtkettige Alkene verwenden kann, werden geradkettige a-Alkene bevorzugt, gleich ob es sich um reine Verbindungen
oder um Gemische mit anderen geradkettigen a-Alkenen handelt.
Wenn das Polysulfon-Copolymerisat Einheiten des oben definierten Olefins AHC=CHB in Mengen bis 10 Molprozent enthält,
können A und B> zusammen eine Dicarbonsäureanhydridgruppe bilden. Die Dicarbonsäureanhydridgruppe wird durch einfache
Säurehydrolyse leicht in zwei Carboxylgruppen übergeführt. Das Olefin AHC=CH2 ist eine endständig ungesättigte Alkencarbonsäure,
die der allgemeinen Formel CH2=CH-(CxH2X)-C00H
entspricht. Die die Vinylgruppe mit der Carboxylgruppe verbindende Alkylengruppe kann 1 bis 17 Kohlenstoffatome enthalten,
- 9 S09819/Q9Ö8
OR-5767 ^
kann aber auch fortfallen, und solche Alkylengruppen können, wenn sie vorhanden sind, gerad- oder verzweigtkettig sein.
Die geeigneten Säuren sind Alkencarbonsäuren mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, in denen die Olefingruppe eine endständige
Gruppe ist. Typische Beispiele für Alkencarbonsäuren mit einer endständigen Olefingruppe sind Acrylsäure, Buten-(3)-säure,
Penten-(4)-säure, Hexen-(5)-säure, Hepten-(6)-säure,
0cten-(7)-säure, Nonen-(8)-säure, Decen-(9)-säure, Undecen-(10)-säure,
Dodecen-(11)-säure, Tetradecen-(13)-säure, Hexadecen-(15)-säure,
Octadecen-(17)-säure sowie die verzweigtkettigen Alkencarbonsäuren mit endständigen Olefingruppen,
wie 2-Äthylpenten-(4)-säure, 2,2-Dimethylpenten-(4)-säure,
3-Ä*thylhepten-(6)-säure, 2-Äthylhepten-(6)-säure, 2,2-Dimethylhepten-(6)-säure und dergleichen. Es können auch Gemische
von Alkencarbonsäuren verwendet werden.
Die zur Polysulfonbildung führende Reaktion ist ein Radikalkettenpolymerisationsverfahren.
Zum Einleiten der Polysulfonbildung kann man nahezu alle Arten von Radikalketteninitiatoren
verwenden. Radikalketteninitiatoren, wie Sauerstoff, Ozonide, tert.Butylperoxypivalat, Wasserstoffperoxid,
Ascaridol, Cumolperoxid, Benzoylperoxid, Azo-bis-isobutyronitril, sind Beispiele für einige der geeigneten Initiatoren.
Aus solchen Radikalketteninitiatoren bilden sich in Gegenwart eines Gemisches aus Schwefeldioxid und α-Alken durch thermische
Aktivierung und/oder durch Lichtaktivierung freie Radikale. Vorzugsweise wird die Polymerisation in flüssiger Phase,
zweckmässig in einem Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol oder Xylol, durchgeführt, um die Reaktion zu erleichtern. Solche
Lösungsmittel können gewünschtenfalls, z.B. durch Destillation, entfernt werden; im allgemeinen ist es jedoch zv/eckmässiger,
das Polysulfon-Copolymerisat als Konzentrat in einem derartigen Lösungsmittel zu verwenden. Im allgemeinen verwendet
man vorzugsweise das Schwefeldioxid im Überschuss, da nicht-umgesetztes Schwefeldioxid sich aus der Polymerisatlösung
leicht durch Hindurchleiten von Stickstoff abtreiben
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lässt. Man kann aber auch das α-Alken im Überschuss anwenden und den Überschuss dann abdestillieren.
Das Verhältnis von α-Alken zu Schwefeldioxid scheint bedeutungslos
zu sein, da das entstehende Polysulfon-Copolymerisat die cc-Alkeneinheiten und die Schwefeldioxideinheiten immer im
Molverhältnis 1:1 enthält, gleich mit welchem Verhältnis der Ausgangsverbindungen man gearbeitet hat. Im Interesse der
wirksamen Ausnutzung der Reaktionsteilnehmer und der Anlage
wird jedoch ein geringer Überschuss an Schwefeldioxid bevorzugt. Die Polymerisation kann bei Atmosphärendruck oder Überdruck
durchgeführt werden; sie verläuft unabhängig vom Druck. Als Polymerisationstemperatur kann man jede geeignete Temperatur
unterhalb der oberen Grenztemperatur des betreffenden
a-Alkens anwenden. Die obere Grenztemperatur ist diejenige
Temperatur, bei der die Polymerisationsgeschwindigkeit gleich der Depolymerisationsgeschwindigkeit ist, so dass sich überhaupt
kein Polymerisat bildet. In der oben erwähnten "Encyclopedia of Polymer Science and Technology" sind auf Seite
466 obere Grenzteraperaturen für verschiedene oc-Alkene zusammengestellt.
Im allgemeinen liegen geeignete Polymerisationstemperaturen im Bereich von etwa 0 bis 50 C.
Die Polyaminkomponente des antistatischen Zusatzes gemäss der
Erfindung ist ein polymeres Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin mit einem aliphatischen primären Monoamin oder einem
aliphatischen N-Kohlenwasserstoff-alkylendiamin. Die polymeren
Reaktionsprodukte werden hergestellt, indem man ein Amin mit Epichlorhydrin in Molverhältnissen von 1:1 bis 1:1,5 im
Temperaturbereich von 50 bis 100 C erhitzt. Im allgemeinen beträgt bei Anwendung aliphatischer Monoamine R NH2 das Molverhältnis
etwa 1:1. Es wird angenommen, dass als anfängliches Reaktionsprodukt ein Anlagerungsprodukt entsteht, wie es nachstehend
für die Umsetzung mit einem primären Monoamin R NHo
erläutert ist:
- 11 ~ 609819/0908
-j 2546416
OR-5767
CH9-CH-CH9-Cl + R1NH9 R1NH-CH9-CH-CH9
^/ 2 2 22
O OH Cl
(D
Bei der Umsetzung mit einer anorganischen Base bildet sich
aus dem Aminochlorhydrin (I) ein Aminoepoxid
R1NH-CH2-CH-CH2 + Base R1NH-CH2-CH-CH2 (II)
Oh ei - \>
-
Das Aminoepoxid (II), das eine reaktionsfähige Epoxidgruppe und ein reaktionsfähiges Aminowasserstoffatom enthält, polymerisiert
zu einer polymeren Verbindung mit mehreren Aminogruppen. Das Verhältnis von Epichlorhydrin zu Amin und die
Reaktionstemperatur werden so bemessen, dass das polymere Reaktionsprodukt 2 bis 20 wiederkehrende Einheiten des Amino
epoxids (II) enthält.
Das polymere Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und einem aliphatischen primären Monoamin entspricht der allgemeinen
Formel (A)
in der a eine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet und χ den Wert
1 oder 2 hat.
Die zur Herstellung der polymeren Reaktionsprodukte mit Epichlorhydrin
verwendbaren aliphatischen primären Monoamine können geradkettig oder verzweigtkettig sein.und umfassen unter
anderem Octylamin, Nonylamin, Decylamin, Undecylamin, Dodecylamin,
Tridecylamin, Tetradecylamin, Pentadecylamin, Hexadecylamin, Heptadecylamin, Octadecylamin, Nonadecylamin, Eicosylamin,
Heneicosylamin, Docosylamin, Tricosylamin, Tetracosylamin und die entsprechenden Alkenylanalogen. Um polymere Reak-
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tionsprodukte von hinreichender Löslichkeit in Kohlenwasserstoffen
zu erhalten, soll das aliphatische primäre Amin mindestens etwa 8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise etwa 12 bis 18
Kohlenstoffatome, aufweisen. Man kann zwar auch aliphatische
primäre Amine mit mehr als 24 Kohlenstoffatomen verwenden; derartige Amine stehen jedoch nur in beschränktem Ausmaße zur
Verfügung.
Auch Gemische aus aliphatischen primären Aminen können verwendet werden und werden sogar bevorzugt, da Gemische von primären
Aminen, die sich von Tallöl, Talg, Sojabohnenöl, Kokosnussöl, Baumwollsaatöl und anderen pflanzlichen und tierischen
Ölen ableiten, im Handel preiswerter erhältlich sind als die einzelnen Amine. Die obigen Amingemische enthalten im allgemeinen
Alkyl- und Alkenylamine mit etwa 12 bis 18 Kohlenstoff-. atomen; jedoch enthält mitunter ein besonderes Amingemisch je
nach seiner Herkunft geringe Mengen an primären Aminen mit weniger oder mehr Kohlenstoffatomen im Molekül. Ein bevorzugtes
Beispiel für ein im Handel erhältliches Gemisch aus primären Monoaminen ist hydriertes "Talg"-amin, welches vorwiegend
Hexadecyl- und Octadecylamin und geringere Mengen Tetradecylamin enthält.
Wenn das mit dem Epichlorhydrin umgesetzte Amin ein N-Kohlenwasserstoff-alkylendiamin
ist, entspricht das polymere Reaktionsprodukt der allgemeinen Formel (B)
HNR
R1
r1-NH-R2-N
,2
(CH2-CH-CH2-N-R2-NH)b(CH2-CH-CH2-N)
OH OH
in der R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
bedeutet, b und c ganze Zahlen von 0 bis 20
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fl 2 5 A 8 A 1 6
OR-5767
sind und. die Summe b + c eine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet,
während χ den Y/ert 1 oder 2 hat.
Es ist anzunehmen, dass bei der Umsetzung von Epichlorhydrin mit einem aliphatischen N-Kohlenwasserstoff-alkylendiamin
(wegen der bekannten stärkeren Reaktionsfähigkeit des primären Aminowasserstoffatoms im Vergleich zu dem sekundären
Aminowasserstoffatom) sich zu Anfang ein Aminochlorhydrin der allgemeinen Formel
R1NH-R2-NH-CH9-CH-CHQ ,Tqn
2 , ,2 (Ia)
OH Cl
bildet, und dass das anschliessend entstehende Aminoepoxid die allgemeine Formel
R1NH-R2-NH-CH2-CH-CH2 (Ha)
hat. Wenn. Ha eine weitere Kondensation erleidet, können die
wiederkehrenden Einheiten in dem Produkt die Struktur
HNR1 '
Rl R2
' 2
-OT-CH-CH2-N-Ir-NH-, -OT2-CH-CH2-N-
OH . OH
oder beide Strukturen haben, da (Ha) zwei reaktionsfähige
sekundäre Aminowasserstoffatome enthält. Daher hat in der obigen allgemeinen Formel (B) b einen Wert von 0 bis 20,
c einen V/ert von 0 bis 20 und die Summe b + c einen Wert von 2 bis 20.
Typische Beispiele für geeignete aliphatische N-Kohlenwasserstoff-alkylendiamine
sind N-Octyl-, N~Nonyl-, N-Decyl-, N-Undecyl-, N-Bodecyl-, N-Tridecyl-, N-Tetradecyl-, N-Pentadecyl-,
N-Hexadecyl-, N-Heptadecyl-, N-Octadecyl-, N-Nona-
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oR-5767 1S
25A8416
decyl-, N-Eicosyl-, N-Uneicosyl-, N-Docosyl-, N-Tricosyl-,
N-Tetracosyl~ sowie die entsprechenden N-Alkenylderivate von
Äthylendiamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Pentylendiamin und Hexylendiamin. Das bevorzugte aliphatische N-Kohlenwasserstoff-alkylendiamin
ist aliphatisches N-Kohlenwasserstoff-1,3-propylendiamin. Die aliphatischen N-Kohlenwasserstoff-1,3-propylendiamine
sind im Handel erhältlich und lassen sich leicht aus aliphatischen primären Monoaminen, wie den oben beschriebenen,
durch Cyanäthylierung mit Acrylnitril und Hydrierung des cyanäthylierten Amins herstellen. Vorteilhaft
kann man auch Gemische aus aliphatischen N-Kohlenwasserstoff-1,3-propylendiaminen
verwenden. Das bevorzugte Gemisch ist N-"Talg"-1,3-propylendiamin, das im Handel als "Duomeen T"
erhältlich ist, wobei der Ausdruck "Talg" sich auf Gemische bezieht, die vorwiegend aus Alkyl- und Alkenylgruppen mit 16
bis 18 Kohlenstoffatomen bestehen und ausserdem geringe Mengen an Alkyl- und Alkenylgruppen mit 14 Kohlenstoffatomen enthalten
können.
Die Reaktion zwischen den (oben definierten) Aminen und Epichlorhydrin
wird vorteilhaft in Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Benzol, Toluol oder Xylol, durchgeführt, das auch
eine Hydroxylverbindung, wie Äthanol, Propanol, Butanol und dergleichen, enthalten kann. Nach der anfänglichen Umsetzung
zwischen dem Amin und dem Epichlorhydrin zu einem Aminochlorhydrin
als Zwischenprodukt, wie es oben durch die Produkte I und Ia erläutert ist, wird die Reaktionsmasse mit einer starken
anorganischen Base, wie Natrium-, Kalium- oder Lithiumhydroxid, behandelt, um das Aminoepoxid der Formel II oder
Ha zu erhalten, das beim weiteren Erhitzen Polymerisation zu dem gewünschten Produkt erleidet, welches letztere der allgemeinen
Formel A bzw. B entspricht. Anorganisches Chlorid, das sich bei der Reaktion bildet, wird abfiltriert. Gegebenenfalls
kann man das zur Erleichterung der Umsetzung verwendete Lösungsmittel, z.B. durch Destillation, entfernen; im allgemeinen
ist es jedoch zweckmässiger, das polymere Polyamin in Form
einer Lösung zu verwenden.
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Die oben beschriebenen Reaktionen von Epichlorhydrin mit Aminen zu polymeren Produkten sind an sich bekannt und werden
in der Technik der Epoxidharze allgemein angewandt (vgl. "Epoxy Resins" von Henry Lee und Kris Neville, Verlag The
McGraw-Hill Book Company, 1957). Die polymeren Reaktionsprodukte aus Epichlorhydrin und Aminen sind kompliziert zusammengesetzte
Gemische; die oben angegebenen allgemeinen Formeln für die polymeren Polyamine dürften aber die Zusammensetzung
und die Strukturen einigermassen richtig wiedergeben.
Polymere Polyamine sind oben als im Handel erhältliche Produkte erwähnt worden. Ein solches Produkt, das wahrscheinlich
ein polymeres Reaktionsprodukt von N-uTalg"-1,3-propylendiamin
und Epichlorhydrin ist, wird von der Universal Oil Company unter dem Handelsnamen "Polyflo 130" in den Handel gebracht und
eignet sich für die Zwecke der Erfindung.
Die normalerweise flüssigen Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoff
basis, denen die Zusätze beigegeben werden, um die Kohlenwasserstoffe elektrisch leitend zu machen, sieden im Bereich
von etwa 20 bis 375° C und umfassen z.B. Fliegerbenzin, Motorenbenzin, Düsentreibstoffe, Schwerbenzin, Leuchtöl, Dieseltreibstoff
und Destillat-Brennerheizöl. Die Zusätze gemäss der Erfindung können diesen Kohlenwasserstoffen in beliebiger
Weise beigegeben werden. Jede einzelne Komponente des Zusatzes kann dem Brenn- bzw. Treibstoff gesondert zugesetzt werden,
oder das ganze Mittel kann einfach in Form eines Gemisches oder einer Lösung in einem Lösungsmittel, wie Benzol,
Toluol, Xylol, Isopropanol, Cyclohexan, Heizöl oder Gemischen dieser Lösungsmittel, zugesetzt werden. Es ist zweckmässig,
sowohl das Polysulfon-Copolymerisat als auch das polymere Polyamin in einem Lösungsmittel, wie einem oder mehreren der
oben genannten, zu lösen. Es wird daher bevorzugt, solche Lösungen von Polysulfon und polymerem Polyamin zu verwenden und
miteinander zu vereinigen. Das Lösungsgemisch, das als Konzentrat bezeichnet werden kann, kann dann dem Brenn- bzw.
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Treibstoff zugesetzt werden. Solche Konzentrate enthalten zweckraässig etwa 1 bis 40 Gewichtsprozent Polysulfon-Copolymerisat,
etwa 1 bis 40 Gewichtsprozent polymeres Polyamin und etwa 20 bis 98 Gewichtsprozent Lösungsmittel. Vorzugsweise
enthält das Konzentrat etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent PoIysulfon-Copolymerisat,
etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent polymeres Polyamin und etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent Lösungsmittel.
Bei der Herstellung von Konzentraten wird das polymere Polyamin vorzugsweise in Form eines Salzes, besonders eines SuI-fonsäuresalzes,
verv/endet, weil dadurch eine verbesserte Beständigkeit gegen die Niederschlagsbildung bei der Lagerung
erzielt wird. Wenn z.B. ein Konzentrat, das das polymere Polyamin in Form der freien Base enthält, bei erhöhten Temperaturen
von etwa 44 C vier Wochen gelagert wird, bildet sich oft etwas Niederschlag. Geringe Mengen an Niederschlag
in den Konzentraten haben zwar kaum einen Einfluss auf den Wert der Zusätze gemäss der Erfindung als antistatische Mittel,
sind aber unerwünscht, wenn auch nur vom ästhetischen Gesichtspunkt. Es wurde gefunden, dass starke Säuren, wie
Salzsäure, Schwefelsäure oder Sulfonsäuren, zur Unterdrückung der Niederschlagsbildung in den Konzentraten verwendet werden
können. Öllösliche Sulfonsäuren werden bevorzugt, weil sie die Niederschlagsbildung wirksam unterdrücken, ohne die
elektrische Leitfähigkeit der Zusätze zu beeinträchtigen. Es können beliebige öllösliche Sulfonsäuren, wie Alkansulfonsäuren
oder Alkarylsulfonsäuren, verwendet werden. Eine geeignete
Sulfonsäure ist Erdölsulfonsäure, die durch Behandeln
von Erdöl mit Schwefelsäure entsteht.
Gewöhnlich wird die Sulfonsäure dem Konzentrat in einer äquivalenten
Menge zugesetzt, d.h. in solcher Menge, dass die Sulfonsäure alle Amingruppen in dem polymeren- Polyamin neutralisiert;
man kann jedoch auch geringere oder grössere Mengen als die äquivalente Menge zusetzen. Die besonders bevorzugte
Form des Konzentrats gemäss der Erfindung enthält daher
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etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent Polysulfon-Copolymerisat, etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent polymeres Polyamin, etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent
von beispielsweise Dodecylbenzolsulfonsäure und etwa 20 bis 85 Gewichtsprozent Lösungsmittel.
Wenn der Dreikomponentenzusatz verwendet wird (dessen dritte Komponente eine quartäre Ammoniumverbindung ist), enthält das
Konzentrat, bezogen auf sein Gesamtgewicht, etwa 5 bis 25 % Polysulfon, etwa 5 bis 25 % Polyamin, etwa 0,5 bis 5 % quartäre
Ammoniumverbindung, etwa 5 bis 25 % Sulfonsäure, wie
Dodecylbenzolsulfonsäure, und etwa 20 bis 84,5 % Lösungsmittel.
Der Wert der Zusätze gemäss der Erfindung als hochgradig
wirksame antistatische Mittel für Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis ergibt sich aus dem Umstand, dass
schon 0,00003 Gewichtsprozent (0,3 Teile je Million, ppm)
Polysulfon-Copolymerisat und 0,00002 Gewichtsprozent (0,2 ppm) polymeres Polyamin genügen, um fast allen Brenn- und Treibstoffen
auf Kohlenwasserstoffbasis, die untersucht worden sind, elektrische Leitfähigkeiten von mindestens 100 CU.
(Leitfähigkeitseinheiten) zu verleihen. Bei gewissen, gut auf das Mittel ansprechenden Brenn- bzw. Treibstoffen genügen
schon 0,0000018 Gewichtsprozent (0,018 ppm) Polysulfon-Copolymerisat und 0,0000013 Gewichtsprozent (0,013 ppm) polymeres
Polyamin, um eine Leitfähigkeit von mindestens 100 CU. zu erzielen. Die Erfindung stellt daher einen hochgradig wirksamen,
aschefreien antistatischen Zusatz zur Verfügung, der Brenn- und Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis schon in sehr geringen
Konzentrationen eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit verleiht.
Die antistatische Wirksamkeit der Zusätze gemäss der Erfindung
ist überraschend, da Kombinationen aus Polysulfon-Copolymerisaten
und verschiedenen Aminen, wie "Talg"-amin, N-"Talg"-1,3-diaminopropan oder Tetraäthylenpentamin, den Koh-
lenwasserstoffen eine elektrische Leitfähigkeit verleihen,
die geringer ist als diejenige, die man mit dem Polysulfon-Copolymerisat
allein erzielt.
Die Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis, die
die Zusätze gemäss der Erfindung enthalten, zeigen zufriedenstellende
Wasser-Wechselwirkungseigenschaften, indem sie bei dem Wasserabtrennversuch gemäss der ASTM-Prüfnorm D-225O-66T
zufriedenstellende Ergebnisse liefern. Die das Mittel gemäss der Erfindung enthaltenden Brenn- und Treibstoffe auf Kohlenwasserstoff
basis können ausserdem noch andere übliche Zusätze, wie Antiklopfmittel, Oxidationsverzögerer, Korrosionsinhibitoren,
Metalldeaktivatoren, Rostschutzmittel, Farbstoffe, Vereisungsschutzmittel und dergleichen, enthalten.
Herstellungsvorschriften A-1 bis A-15
für die Polysulfon-Copolymerisate
Präparat A-1
Ein 3 1 fassender, mit Rührer, Rückflusskühler, Thermometer und Gaseinleitungsrohr ausgestatteter Polymerisationskolben
wird mit trockenem Stickstoff ausgespült. Dann wird der Kolben mit 400 g Decen-(1), 1430 g Toluol und 2,8 g Dodecylmercaptan
beschickt. Der Kolbeninhalt ist eine Lösung, die auf 5 bis 10 C gekühlt wird, worauf man 200 g Schwefeldioxid in die
Lösung einleitet. Nach Zusatz von 2,8 g Azo-bis-isobutyronitril wird die Lösung mit einer Quecksilberdampflampe bestrahlt.
Der Ansatz wird unter Rühren auf 5 bis 15° C gehalten,
wobei man ständig Schwefeldioxid mit solcher Geschwindigkeit einleitet, dass immer ein Überschuss an Schwefeldioxid
vorhanden ist. In Zeitabständen von 4, 8, 12 und 16 Stunden werden je weitere 1,4 g Azo-bis-isobutyronitril zugesetzt.
Nach 20-stündiger Bestrahlung wird die Quecksilberdampflampe abgeschaltet, das Einleiten von Schwefeldioxid unterbrochen
und das überschüssige Schwefeldioxid aus der zähflüssigen Lö-
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sung mit Stickstoff abgetrieben. Nach dem Abtreiben des Schwefeldioxids hinterbleibt eine klare, zähflüssige Lösung,
die 1820 g wiegt. Ein abgewogener Teil der Lösung wird abgezogen; nach dem Abdampfen des Toluols und des nicht umgesetzten
Decens-(1) in einem rotierenden Vakuumverdampfer erhält man Decen-(1)-polysulfon. Die Ausbeute an Decen-(1)-polysulfon,
bezogen auf das nach dem obigen Verfahren isolierte Polymerisat, beträgt 279 g (82 %). Das Decen-(1)-polysulfon
hat eine inhärente Viscosität von 0,36, bestimmt an einer 0,5-prozentigen Lösung in Toluol bei 30° C. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts dieses Polymerisats, bestimmt
durch Lichtstreuung, beträgt 400 000.
Nach dem gleichen Verfahren werden andere Polysulfone hergestellt.
Diese Polysulfone und ihre inhärenten Viscositäten sind in Tabelle I zusammengefasst. Die Viscositäten werden an
0,5-prozentigen Lösungen in Toluol bei 30 C bestimmt.
Olefin | ) | Inhärente | |
Präparat | Hexen-(1) | 1) und | Viscosität |
A-2 | 0cten-(1) | 0,97 | |
A-3 | Octen-(i) | 1) und | 0,29 |
A-4 | Octen-(1) | (10:1) | 0,45 |
A-5 | Decen-(1) | 0,87 | |
A-6 | Decen-(1) | 0,14 | |
A-7 | Decen-(1) Decen-(1) |
0,58 | |
A-8 | Decen-(1) Decen-(1) |
0,90 | |
A-9 | Dodecen-(1) | 1,24 | |
A-10 | Hexadecen-(1 | 1,40 | |
A-11 | Gemisch aus Octen-( | 1,57 | |
A-12 | Octadecen (10:1) | 0,39 | |
A-13 | Gemisch aus Decen-( | 0,86 | |
A-14 | Male ins äure anhydrid | ||
0,70 | |||
A-15 | |||
0,68 | |||
- 20 -
6 0 9819/0908
OR-5767 "
Präparat A-16
Ein 19 1 fassender Autoklav wird mit 2940 g Decen-(1),
5250 g Toluol, 59 g Dodecylmercaptan und 88 g einer 75-prozentigen Lösung von tert.Butylperoxypivalat in neutralem Testbenzin
("Lupersol 11") beschickt. Der Autoklav wird verschlossen, zweimal mit Stickstoff ausgespült und evakuiert. Dann setzt
man 1984 g Schwefeldioxid zu. Das Reaktionsgemisch wird 10 Stunden unter Rühren auf 38 bis 42° C gehalten. Bei der Polymerisation
entwickelt sich ein Maximaldruck von 1 atü. Der Autoklav wird dann auf Raumtemperatur gekühlt und das nichtumgesetzte
SO2 durch Einleiten von Stickstoff abgetrieben.
Durch Filtrieren des Reaktionsgemisches erhält man 9150 g einer klaren, blassgelben, zähflüssigen Lösung, die 40 Gewichtsprozent
Decen-(1)-polysulfon enthält. Das Decen-(1)-polysulfon
hat eine inhärente Viscosität von 0,17, bestimmt an einer 0,5-prozentigen Lösung in Toluol bei 30 C. Durch Zusatz
von 1300 g Isopropanol und 4215 g Toluol zu der 40-prozentigen Lösung erhält man eine 25-prozentige Lösung von
Decen-(1)-polysulfon in dem Lösungsmittelgemisch aus Toluol
und Isopropanol.
Herstellungsvorschriften B-1 bis B-3 für polymere Polyamine
Präparat B-1
Ein mit Rührer, Rückflusskühler, Thermometer und Zusatztrichter ausgestatteter Reaktionskolben wird mit 46,3 g (0,5 Mol)
Epichlorhydrin, 100 ml Xylol und 50 ml Isopropanol beschickt. Das Gemisch wird auf 55 bis 60° C erhitzt und im Verlaufe von
20 Minuten mit einer Lösung von 64 g (0,25 Mol) hydriertem MTalg"-amin in 80 ml Xylol versetzt. Das Reaktionsgemisch
wird 2,5 Stunden auf 55 bis 60° C gehalten und dann mit weiteren 64 g (0,25 Mol) hydriertem nTalg»-amin in 80 ml Xylol
versetzt. Hierauf erhitzt man auf 80° C und hält das Reaktionsgemisch
2 Stunden auf dieser Temperatur. Nach Zusatz von 10 g Natriumhydroxidtabletten wird die Temperatur auf
88° C erhöht. Nach 2 Stunden bei 88° C setzt man weitere 10 g
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OR-5767
Natriumhydroxidtabletten zu und setzt die Reaktion noch
1,5 Stunden fort. Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur erkalten gelassen und filtriert. Man erhält eine gelbe, etv/as
zähflüssige Lösung. Durch Abtreiben der Lösungsmittel unter vermindertem Druck erhält man ein gelbes, wachsartiges polymeres
Polyamin, das (bestimmt durch Dünnschichtchromatographie) kein "Talg"-amin mehr enthält und bei der Infrarotspektroskopie
die Anwesenheit von Hydroxylgruppen zeigt.
Präparat B-2
Ein mit Rührer, Rückflusskühler, Thermometer und Zusatztrichter ausgestatteter Reaktionskolben wird zunächst mit 110 g
(0,33 Mol) N-"Talg"-1,3-diaminopropan ("Duomeen T"), 110 ml Xylol und 30 ml Isopropanol versetzt. Nach dem Erhitzen auf
55 bis 60° C setzt man 31 g (0,33 Mol) Epichlorhydrin in 75 ml
Xylol zu. Das Reaktionsgemisch wird 1,5 Stunden auf 55 bis 60° C gehalten. Dann erhitzt man auf 80° C und hält diese Temperatur
2,5 Stunden inne. Nach Zusatz von 13,3 g festem Natriumhydroxid wird die Temperatur auf 90° C erhöht und 2 Stunden
auf dieser Höhe gehalten. Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur gekühlt und filtriert, wobei man eine bernsteingelbe
Lösung erhält. Nach dem Abdestillieren der Lösungsmittel unter vermindertem Druck fällt das polymere Polyamin als zähflüssiges
Polymerisat an.
Präparat B-3
Nach der für das Präparat B-2 beschriebenen Herstellungsvorschrift
wird ein polymeres Polyamin aus Epichlorhydrin und
N-"Talg"-1,3-diaminopropan bei einem Molverhältnis von Epichlorhydrin
zu N-"Talg"-1,3-diaminopropan von 1,5:1 hergestellt.
- 22 -
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Es werden die in Tabelle II aufgeführten Stoffzusammensetzungen
hergestellt. Als Polysulfon wird das nach der Herstellungsvorschrift
A-16 erhaltene Decen-(1)-polysulfon verwendet.
Als Lösungsmittel dient Toluol, das jedoch bei Verwendung von Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit ausserdem etwa 0,7 % Isopropanol
enthält. Es ist zu beachten, dass das in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 verwendete N-"Talg"-1,3-diaminopropan
und das in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 verwendete Triäthylenpentamin keine polymeren Polyamine gemäss der Erfindung
sind.
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O
iO
OO
,α
2
3
'
ho
ω 6
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 3
Beispiel 2
Beispiel 3
Polysulfon, Gew.%
24,0
20,3
19,5 22,3 21,4 19,5 21,4 21,4
Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit, Gew.%
2,7 2,2
2,4 2,2 2,4 2,4
■A. JU | Lösungsmittel, Gew.% |
O I |
Polyamin, Gew.% | 75 | ■5767 |
keines | 73,3 | |
keines | 61 | |
N-"Talg"-1,3-diamino- propan 18,7 |
59,6 | |
N-»Talg"-1,3-diamino- propan 18,7 |
67 | |
Triäthylenpentamin 10,7 |
65,5 | |
Triäthylenpentamin 10,7 |
59,6 | |
Präparat B-1 18,7 |
65,5 | < |
Präparat B-2 10,7 |
65,5 | |
Präparat B-3 10,7 |
||
OR-5767
Die in Tabelle II genannten Zusätze werden einem durch Ton filtrierten, ungespaltenen leichten Gasöl und einem durch Ton
filtrierten Düsentreibstoff (JP-5) beigegeben. Der Zusatz von 2,85 g/m entspricht einer Konzentration des Polysulfon-Copolymerisats
im Bereich von etwa 0,00008 bis 0,0001 Gewichtsprozent (0f8 bis 1 ppm) und einer Polyaminkonzentration im
Bereich von etwa 0,00004 bis 0,00008 Gewichtsprozent (0,4 bis 0,8 ppm). 2,85 g Wirkstoff je m Brenn- bzw. Treibstoff entspricht
0,0004 Gewichtsprozent oder 4 ppm.
Ohne Zusätze haben die durch Ton filtrierten Kohlenwasserstoffe elektrische Leitfähigkeiten im Bereich von 0 bis 5 Leitfähigkeitseinheiten.
Alle Leitfähigkeitsmessungen erfolgen bei 21,1° C mit dem Maihak-Leitfähigkeitsanzeiger (H. Maihak AG,
Hamburg). Diese Vorrichtung legt ein Gleichstrompotential von 6 V an zwei mit Chrom beschichtete Elektroden an, die in die
zu untersuchende Flüssigkeit eintauchen. Die sich aus diesem Potential ergebende Stromstärke, die in der Grössenordnung
-9 -8
von 10 bis 10 A liegt, wird verstärkt und betätigt dann ein Anzeigegerät, dessen Skala für Leitfähigkeitseinheiten geeicht ist. Eine Leitfähigkeitseinheit (CU.) ist gleich 1 pS/m (1 Piko-Siemens je Meter)".
von 10 bis 10 A liegt, wird verstärkt und betätigt dann ein Anzeigegerät, dessen Skala für Leitfähigkeitseinheiten geeicht ist. Eine Leitfähigkeitseinheit (CU.) ist gleich 1 pS/m (1 Piko-Siemens je Meter)".
Die zusatzhaltigen Kohlenwasserstoffe, deren Leitfähigkeitswerte den maximalen Ausschlag des Instruments (1000 CU.)
übersteigen, werden in Tabelle III durch Leitfähigkeitswerte, gemessen in CU., von 1000+ gekennzeichnet; die Leitfähigkeitsmessungen mit den verschiedenen Zusätzen gemäss "Tabelle II
sind in Tabelle III zusammengefasst.
- 25 -
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OR-5767 | :Τ a be | lie III | 2 5 4841,6 |
Konzentration, | Leitfähigkeit, | ||
g/m3 | Gas-öl" | CU. bei 21,1° C | |
Beispiel | 1,425 | 35 | JP-5 |
1 | 1,425 | 35 | 50 |
L* | 1,853 | 10 | 50 |
O 0) -ζ | 1,853 | 10 | 10 |
0> ft . H W 4 bO-H |
1,625 | 10 | 10 |
till) κ Φ χι -> |
1,625 | 10 | 10 |
> 6 | 0,941 | 185 | 10 |
Beispiel 1 | 1,853 | 240 | 260 |
3,705 | 390 | 470 | |
7,410 | 570 | 700 | |
0,827 | 75 | 1000+ | |
Beispiel 2 | 1,653 | 155 | 190 |
3,306 | 240 | 350 | |
6,555 | 415 | 600 | |
0,827 | 190 | 1000+ | |
Beispiel 3 | 1,653 | 295 | 450 |
3,306 | 500 | 770 | |
6,555 | 830 | 1000+ | |
1000+ | |||
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass der Zusatz von N-11TaIg"- '
1,3-diaminopropan (Vergleichsbeispiele3 und 4) oder von
Tetraäthylenpentarain (Vergleichsbeispiele 5 und 6) zu dem Polysulfon (Vergleichsbeispiel 1) oder zu dem eine quartäre
Ammoniumverbindung enthaltenden Polysulfon (Vergleichsbeispiel 2) die elektrische Leitfähigkeit nicht nur nicht erhöht,
sondern sogar vermindert. Im Gegensatz dazu erhöhen die Zusätze gemäss der Erfindung (Beispiele 1, 2 und 3) in sehr
ausgesprochener Weise die elektrische Leitfähigkeit. Ähnliche synergistische Wirkungen erhält man mit allen Kombinationen
der Polysulfon-Copolymerisate der Präparate A-1 bis A-16 mit
den polymeren Polyaminen der Präparate B-1 bis B-3.
- 26 -
SÖ9819/0908
0E-5767
Beispiele
k
bis 8 und Vergleichsbeispiele
Die in Tabelle IV angegebenen Zusätze werden hergestellt und auf ihre Lagerbeständigkeit untersucht. Die Untersuchung erfolgt,
indem die Gemische vier Wochen bei 43,3° C gelagert und dann durch Augenschein auf die Anwesenheit oder Abwesenheit
von Niederschlagen begutachtet werden. Wie man sieht, wird die Niederschlagsbildung sowohl durch Salzsäure als auch
durch Sulfonsäuren in wirksamer Weise verhindert.
- 27 609819/0908
IV
ro 00 |
Bei | .4 | Poly- Mx | Di-»kokos"- | Polymeres | Säure, Gew.% | Lösungs-/ -ζ> | Nieder- | |
spiel | 5 | sulfon^ ' | dimethyl- | PoIy-Z2N | - | mittel κ:>' | I schlagsbil- | ||
I | H ft 1 bO W |
6 | Gew. 96 | ammonium- | amiri , | - | Gew.% | , dung bei | |
φ φ 2 | 25 | , nitrit, | Gew. % | - | 75 | der Lagerung | |||
Beisp | 7 | 24 | Gew.% | - | - | 73,3 | nein | ||
18,8 | - | - | Chlorwasserstoff | 68,7 | nein | ||||
8 | 18,0 | 2,7 | 12,5 | 1,7 | 67,5 | da | |||
17,7 | - | 12,5 | Erdölsulfon-/<\ säure ^ ' |
66,3 | Ja | ||||
ο | 2,0 | 12,3 | 10 | nein | |||||
to OO |
14,4 | 2,0 | Dodecylbenzol- | 64 | |||||
«A | 10 | sulfonsäure | nein | ||||||
to | 15,6 | 1,6 | 13,5 | 58,3 | |||||
10,8 | nein | ||||||||
O co |
1,8 | ||||||||
Präparat A-16.
Auf 100-prozentiger Basis "Polyflo 130" (Universal Oil Co.), das wahrscheinlich eine
50-prozentige Lösung des polymeren Kondensationsprodukts von N-"Talg"-1,3-diaminopropan
und Epichlorhydrin in Kohlenwasserstoffen ist.
^ ^Vorwiegend Toluol, welches, wenn ein quartäres Salz anwesend ist, weniger als 1 %
Isopropanol enthält.
Sulfonic Acid 90".
OR-5767
Leitfähigkeitsmessungen an Brenn- bzw. Treibstoffen auf Kohlenwassers
toff basis, die die Zusätze des Vergleichsbeispiels bzw. der Beispiele 6 und 7 enthalten, sind in Tabelle V zusammengefasst.
Als Kohlenwasserstoffe werden durch Ton filtriertes, ungespaltenes leichtes Gasöl und durch Ton filtrierter
Düsentreibstoff JP-5, wie oben beschrieben, verwendet. Die Leitfähigkeitsmessungen werden, wie beschrieben, durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Zusatz des Beispiels demjenigen des Beispiels 6 überlegen ist, indem die verbesserte
elektrische Leitfähigkeit (im Vergleich zu derjenigen, die in dem Vergleichsbeispiel 2 erzielt wird) erhalten
bleibt.
Beispiel Vergleichsbeispiel 2
Leitfähigkeit, | bei 21,1 C | |
Konzentration, | CU. | JP-5 |
g/m3 | Gasöl | 35 |
0,713 | 25 | 50 |
1,425 | 35 | 90 |
2,850 | 40 | 160 |
5,700 | 50 | 75 |
0,713 | 30 | 135 |
1,425 | 45 | 200 |
2,850 | 70 | 335 |
5,700 | 110 | 315 |
0,713 | 90 | 475 |
1,425 | 190 | 920 |
2,850 | 360 | 1000+ |
5,700 | 720 |
Die Ergebnisse der Tabelle V zeigen, dass die die Sulfonsäure enthaltende Kombination (Beispiel 7) die beste Beschaffenheit
hat, indem sie die elektrische Leitfähigkeit von Brenn- und Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis aufrechterhält.
- 29 S09819/0908
Leitfähigkeitsmessungen an 13 verschiedenen Treib- bzw. Brennstoffen
auf Kohlenwasserstoffbasis, die Zusätze gemäss der Erfindung
enthalten, sind in Tabelle VI zusammengefasst. Die Tabelle gibt ferner Leitfähigkeitsmessungen mit Vergleichszusätzen
an. In den Vergleichsbeispielen werden die folgenden Zusätze verwendet:
Handelsüblicher antistatischer Zusatz, der wahrscheinlich aus einer 50-prozentigen Lösung eines Gemisches aus Chromsalzen
von Mono- und Dialkylsalicylsäure, Calciumdodecylsulfosuccinat
und einem basischen Polymerisat in Kohlenwasserstoffen besteht;
Handelsüblicher Treibstoffzusatz "Polyflo 130", der wahrscheinlich
aus einer 50-prozentigen Lösung eines polymeren Kondensationsproduktes aus N-11TaIg"-1,3-diaminopropan und
Epichlorhydrin in aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht;
24-prozentige Lösung von Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16)
und 2,7-prozentige Lösung von Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit
in Toluol.
Als Zusätze gemäss der Erfindung werden die folgenden verwendet:
18,7 % Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16), 2,0 % Di-»kokos"-dimethylammoniumnitrit
und 12,5 % polymeres Polyamin (Präparat B-3) in Toluol;
18,7 % Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16) und 12,5 % polyme-
- 30 609819/0908
OR-5767 '
res Polyamin in Form von "Polyflo 130" in aromatischen Kohlenwasserstoffen,
die zu 90 % aus Toluol bestehen;
18.5 % Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16), 2,1 % Di-"kokos»-
dimethylammoniumnitrit und 12,5 % polymeres Polyamin in Form
von "Polyflo 130" in aromatischen Lösungsmitteln, die zu 90 % aus Toluol bestehen;
von "Polyflo 130" in aromatischen Lösungsmitteln, die zu 90 % aus Toluol bestehen;
14,4 % Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16), 1,6 % Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit,
10 % polymeres Polyamin in Form von
"Polyflo 130" und 10 % Erdölsulfonsäure ("Bryton Sulfonic
Acid 90") in aromatischen Lösungsmitteln, die zu 90 % aus
Toluol bestehen;
"Polyflo 130" und 10 % Erdölsulfonsäure ("Bryton Sulfonic
Acid 90") in aromatischen Lösungsmitteln, die zu 90 % aus
Toluol bestehen;
15.6 % Decen-(1)-polysulfon (Präparat A-16), 1,8 % Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit,
10,8 % polymeres Polyamin in Form von "Polyflo 130" und 13,5 % Dodecylbenzolsulfonsäure in aromatischen
Lösungsmitteln, die zu etwa 90 % aus Toluol bestehen.
Bei Zusatz von 2,85 g je m zu Kohlenwasserstoffen enthalten
die Gemische der Beispiele 9 bis 11 etwa 0,00007 % (0,7 ppm)
Polysulfon-Copolymerisat und etwa 0,00003 % (0,3 ppm) polymeres Polyamin, während die Gemische der Beispiele 12 und 13 etwa 0,00006 % (0,6 ppm) Polysulfon und 0,00004 % (0,4 ppm) polymeres Polyamin enthalten.
die Gemische der Beispiele 9 bis 11 etwa 0,00007 % (0,7 ppm)
Polysulfon-Copolymerisat und etwa 0,00003 % (0,3 ppm) polymeres Polyamin, während die Gemische der Beispiele 12 und 13 etwa 0,00006 % (0,6 ppm) Polysulfon und 0,00004 % (0,4 ppm) polymeres Polyamin enthalten.
Leitfähigkeitsmessungen werden, wie oben beschrieben, bei
21,1 C durchgeführt. Für die mit Zusätzen versehenen Kohlenwasserstoffe, deren Leitfähigkeit die Maximalablesung der
Skala (1000 CU.) übersteigt, wird die Leitfähigkeit in Leitfähigkeitseinheiten (CU.) mit 1000+ angegeben.
21,1 C durchgeführt. Für die mit Zusätzen versehenen Kohlenwasserstoffe, deren Leitfähigkeit die Maximalablesung der
Skala (1000 CU.) übersteigt, wird die Leitfähigkeit in Leitfähigkeitseinheiten (CU.) mit 1000+ angegeben.
- 31 -
S09819/0908
I | Beispiel | 7 | Tab | eil | e VI | . bei 21,1° C | 0,285 | 0,713 1 | ,425 | 2,85 | 190 | 360 | 200 | 400 | 1 | 5,7 | Q | |
VjJ N) |
8 | Konzentration, g/m^ | Brennstoff | 1: Durch | Ton | filtrierter | 70 | 120 | 35 | 55 | I VJl |
|||||||
I | 9 | Mindestkonzen tration für , loo CU., g/nr |
Leitfähigkeit, CU | Düsentreibstoff JP-5 | 100 | 130 | 580 | 1000+ | 767 | |||||||||
• Vergleichsbeispiel | 0,143 | 40 | 100 | 800 | 1000+ | 280 | 530 | 600 | ||||||||||
Vergleichsbeispiel | 15 | 40 | 610 | 1000+ | 310 | 600 | 170 | |||||||||||
Vergleichsbeispiel | 0,713 | 30 | 70 | 000+ | 1000+ | 450 | 800 | 190 | ||||||||||
Beispiel 9 | 2,138 | 20 | 190 | 430 | 700 | 1000+ | 1000+ | |||||||||||
Beispiel 10 | 1,425 | 10 | 140 | 320 | 880 | 1000+ | 1000+ | |||||||||||
cn | Beispiel 11 | 0,143 | 20 | 260 | 600 1 | Ton | filtriertes | 1000+ | ||||||||||
ο to |
Beispiel 12 | 0,228 | 100 | 130 | 275 | Isoparaffingemisch »Isopar M" |
1000+ | |||||||||||
co | Beispiel 13 | 7 | 0,143 | 50 | 180 | 470 | 100 | 1000+ | ||||||||||
to | 9 | 0,200 | 100 | Brennstoff | 2: Durch | 20 | ||||||||||||
O | 0,143 | 75 | 300 | |||||||||||||||
co O |
Vergleichsbeispiel | 100 | 40 | 160 | 800 | |||||||||||||
00 | Vergleichsbeispiel | 10 | 190 | 120 | ||||||||||||||
Beispiel 10 | 0,713 | .100 | 270 | 1000+ | ||||||||||||||
Beispiel 11 | 4,988 | 20 | 70 | 960 | ||||||||||||||
Beispiel 12 | 0,285 | 5 | 80 | 920 | ||||||||||||||
Beispiel 13 | 0,428 | 50 | 120 | 1000+ | ||||||||||||||
0,428 | 30 | |||||||||||||||||
0,228 | 40 | |||||||||||||||||
60 | ||||||||||||||||||
-P-CO
VX
V>J
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 12
Beispiel 13
Beispiel 13
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 12
Beispiel 13
Beispiel 13
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 11
Beispiel 12
Beispiel 13
Beispiel 12
Beispiel 13
Mindestkonzentration für
Tabelle VI (Fortsetzung)
Konzentration,
tration tür ,
100 CU., g/nr* 0,143 0,285 0,715 1,425 2,85 5,7
0,08 0,45 0,03 0,03
0,15 0,85 0,08 0,05
0,45
3,0
0,13
0,17
0,15 Brennstoff 3: Durch Ton filtrierter
130 | Düsentreibstoff JP-4 | 600 | 1000+ | 70 | 115 | 190 | 1000+ | LJl -P- |
|
60 | 30 | 300 | 110 | 195 | 550 | 1000+ | 25 | 360 | OO |
20 | 280 | 55 | 000+ | 1000+ | 630 | 1000+ | 730 | 1000+ | |
160 | 280 | 650 1 | 000+ | 1000+ | Ton | filtriertes | 445 | 1000+ | cn |
160 | Brennstoff | 640 1 | Ton | filtrierter | . Nr. | 2 | 720 | ||
70 | 4: Durch | Düsentreibstoff Jet A 180 350 650 |
120 | 1000+ | |||||
30 | 20 | 40 | 15 | 170 | |||||
10 | 130 | 300 | 390 | 1000+ | |||||
70 | 170 | 340 · . | 280 | 1000+ | |||||
100 | Brennstoff | 5: Durch | 350 | ||||||
Heizöl | |||||||||
30 | 60 | 330 | |||||||
15 | 10 | 10 | 40 | ||||||
5 | 90 | 110 | 1000+ | ||||||
40 | 70 | 145 | 950 | ||||||
40 | 80 | 170 | 1000+ | ||||||
40 | |||||||||
Tabelle VI (Fortsetzung)
Beispiel | 7 | Mindestkonzen- | 0,143 | Leitfähigkeit, | CU. bei 21,1° C | 0,285 | 0,713 | 50 | 50 | 1,425 | 2,85 | 5,7 | |
8 | traxion tür ^ | Konzentration, g/m·^ | Brennstoff 6: | 35 | 70 ■ | Heizöl Nr | . 2 | ||||||
Vergleichsbeispiel | 9 | 100 CU., g/m^ | 10 | 25 | 60 | 210 | 100 | 175 | 330 | ||||
Vergleichsbeispiel | 5 | 10 | 80 | 210 | 60 | 110 | 195 | ||||||
Vergleichsbeispiel | 0,50 | 20 | 35 | 90 | 85 | 70 | 100 | 130 | |||||
Beispiel 10 | 0,90 | 10 | 30 | 65 | 80 | 160 | 380 | 830 | |||||
Beispiel 11 | 1,0 | 20 | 40 | 75 | 180 | 420 | 970 | ||||||
m | Beispiel 12 | 0,35 | 15 | 25 | 110 | 220 | 550 | ||||||
to | Beispiel 13 | 0,30 | 15 | 25 | Brennstoff 7: | 115 | 230 | 440 | |||||
7 | 0,50 | 20 | |||||||||||
cö · | 9 | 0,45 | 40 | Heizöl Nr | . 2 | ||||||||
"*·· OJ α ■*> |
Vergleichsbeispiel | 10 | 120 | 80 | 130 | 250 | |||||||
«> , | Vergleichsbeispiel | 20 | 80 | 110 | 130 | 160 | |||||||
ο en |
Beispiel 10 | 0,70 | 70 | 35 | 330 | 520 | 850 | ||||||
Beispiel 11 | 0,45 | 30 | 35 | 430 | 860 | 1000+ | |||||||
Beispiel 12 | 0,08 | 20 | 170 | 300 | 560 | ||||||||
Beispiel'13 | 0,12 | 20 | 150 | 310 | 550 | ||||||||
0,35 | |||||||||||||
0,35 | |||||||||||||
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 12
Beispiel 13
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11
Vergleichsbeispiel 7 Vergleichsbeispiel 9 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11
T a | bell | e VI | (Fortsetzune) | CU. bei 21,1° | 0,285 | 0,713 | 60 | 70 | 40 | 1,425 | 2,85 | C | 5,7 | . W Ui |
Leitfähigkeit, | Konzentration, g/m^ | Brennstoff 8: | 50 | 30 | 70 | Heizöl | Nr. 2 | CTv -O |
||||||
Mindestkonzen tration für * |
30 | 90 | 130 | 100 | 90 | 170 | 310 | |||||||
100 CU., g/m^ | 0,143 | 30 | 175 | 130 | 70 | 70 | 100 | 130 | ||||||
40 | Brennstoff 9: | 150 | 90 | 175 | 280 | 650 | ||||||||
0,55 | 20 | 60 | 30 | Brennstoff 10: | 235 | 420 | 830 | |||||||
1,0 | 20 | 20 | 30 | Heizöl | Nr. 2 | |||||||||
0,30 | 20 | 70 | 30 | 120 | 250 | 490 | ||||||||
■ 0,20 | 30 | 60 | 50 | 50 | 70 | 110 | ||||||||
70 | 30 | 280 | 540 | 970 | ||||||||||
0,40 | 10 | 40 | 260 | 660 | 1000+ | c*< | ||||||||
1,60 | 10 | 290 | 580 | 1000+ | ||||||||||
0,20 | 50 | : Heizöl | Nr. 2 | |||||||||||
0,15 | 30 | 60 | 100 | 160 | ||||||||||
0,15 | 30 | 90 | 120 | 150 | ||||||||||
170 | 350 | * 860 |
||||||||||||
1,0 | 10 | 110 | 200 | 370 | ro | |||||||||
0,6 | 20 | 160 | 300 | 520 | cn | |||||||||
0,25 | 40 | 4- GO |
||||||||||||
0,45 | 10 | -P- | ||||||||||||
0,30 | 20 |
Beispiel . | 7 | Tab | eil | e VI | (Fortsetzung) | 21,1° | 0,285 | 0,713 1,425 | 50 100 | 65 100 | 2,85 | C | 5,7 | 70 | leich- | O | |
9 | Leitfähigkeit, CU. bei | Konzentration, g/m^ | Brennstoff 11: Heizöl | 80 100 | 85 125 | Nr. 2 | 60 | 140 | P3 I VJI |
||||||||
Vergle ichsbeispiel | Mindestkonzen tration für , 100 CU., g/m-' |
20 | 110 235 | 100 180 | 210 | 390 | 560 | 75 | σ | ||||||||
Vergleichsbeispiel | 0,143 | 50 | 90 210 | Brennstoff 13: Durch : | 120 | 145 | 320 | 970 . | |||||||||
Beispiel 12 | 0,5 | 60 | Brennstoff 12: Heizöl | 425 | 780 | 300 | 630 | ||||||||||
Beispiel 13 | 7 | 0,5 | 10 | 50 | 40 | 20 | 390 | 720 | . 350 | ■ 580 | |||||||
9 | 0,20 | 30 | 40 | 20 | Nr. 2 | 430 | 660 | ||||||||||
Vergleichsbeispiel | 0,25 | 30 | 40 | 100 | 150 | 285 | 790 | ||||||||||
O 60 |
Vergleichsbeispiel | 30 | 20 | 180 | 240 | ||||||||||||
00 | Beispiel 12 | 0,5 | 40 | 330 | 600 | ||||||||||||
ta ι | 7 | 0,35 | 20 | 40 | Con filtriertes | ||||||||||||
O ' | 9 | 0,25 | 20 | 70 | ungespaltenes tes Gasöl |
||||||||||||
^3 03 |
Vergleichsbeispiel | 20 | 30 50 | ||||||||||||||
Vergleichsbeispiel | 30 50 | ||||||||||||||||
Beispiel 9 | 1,3 | 190 340 | |||||||||||||||
Beispiel 10 | 3,0 | 10 | 60 140 | ||||||||||||||
Beispiel 11 | ' 0,10 | 10 | 90 160 | ||||||||||||||
Beispiel 12 | 0,40 | 50 | 90 155 | ||||||||||||||
Beispiel 13 | 0,30 | 10 | 180 260 | ||||||||||||||
0,30 | 20 | ||||||||||||||||
0,15 | 20 | ||||||||||||||||
50 | |||||||||||||||||
OR-5767
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Zusätze gemäss der Erfindung
den untersuchten Kohlenwasserstoffen aussergewöhnliche antistatische Eigenschaften verleihen. Selbst in dem am
wenigsten auf die Zusätze ansprechenden Brennstoff (Brennstoff 6) genügen schon 1,425 g Zusatz gemäss Beispiel 12
je m , was 0,3 ppm Polysulfon-Copolymerisat und 0,2 ppm polymerem
Polyamin entspricht, um dem Brennstoff eine elektrische Leitfähigkeit von 100 CU. zu verleihen. In allen Fällen
genügen Konzentrationen an den Zusätzen gemäss der Erfindung von 1,425 g/m , um die Leitfähigkeit auf mindestens 100 CU.
zu erhöhen. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass die Leitfähigkeiten, die man durch Kombination des Polysulfon-Copolymerisats
mit dem polymeren Polyamin erzielt, bedeutend höher sind, als sie auf Grund der Leitfähigkeiten zu erwarten gewesen wären,
die durch alleinigen Zusatz des Polysulfon-Copolymerisats oder des polymeren Polyamins erzielbar sind.
- 37 -
609819/0908
Claims (14)
- PatentansprücheAntistatischer Zusatz für Brenn- bzw. Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis, der zwei Komponenten im Gewichtsverhältnis von 100:1 bis 1:100 enthält, wobei die eine Komponente ein Polysulfon-Copolymerisat ist, das im wesentlichen zu etwa 50 Molprozent aus Schwefeldioxideinheiten, zu etwa 40 bis 50 Molprozent aus Einheiten eines oder mehrerer a-Alkene mit etwa 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und zu etwa bis 10 Molprozent aus Einheiten einer olefinischen Verbindung der allgemeinen Formel ACH=CHB besteht, worin A eine Gruppe der allgemeinen Formel -(C Hp )-COOH bedeutet, wobei χ einen Wert von 0 bis 17 hat, und B Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, dass, wenn B eine Carboxylgruppe ist, χ = 0 ist, und wobei A und B zusammen eine Dicarbonsäureanhydridgruppe bilden können,dadurch gekennzeichnet, dass er in Kombination mit der Polysulfonkomponenteein polymeres Polyamin der allgemeinen Formel-(CH2-CH-CH2-N-RS-NH)b-OHR eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis 24R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeu-enthält, in dereine aliphate Kohlenstoffatomen,eine tet,- 38 609819/0908OR-5767R die Bedeutung R hat oder eine aliphatische N-Kohlenwas-1 2serstoff-alkylengruppe der allgemeinen Formel R NHR bedeutet,a eine ganze Zahl von 0 bis 20,b eine ganze Zahl von 0 bis 20,c eine ganze Zahl von 0 bis 20 bedeutet undχ den Wert 1 oder 2 hat,mit der Maßgabe, dass, wenn R = R ist, a eine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet und b = c = 0 ist, und wenn R die Be-1 2
deutung R NH-R hat, a den Wert 0 hat und die Summe b + ceine ganze Zahl von 2 bis 20 bedeutet. - 2. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysulfon-Copolymerisat im wesentlichen zu etwa 50 Molprozent aus Schwefeldioxideinheiten und zu etwa 50 Molprozent aus Einheiten mindestens eines cc-Alkens mit
8 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht. - 3. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das α-Alken Decen-(1) ist.
- 4. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R in der Polyaminkomponente gleich R ist undR eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet.
- 5. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe von "Talg"-amin ist.
- 6. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-1 2
net, dass R in dem Polyamin die Bedeutung R NHR hat, wo-bei R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 122
bis 18 Kohlenstoffatomen und R eine Alkylengruppe mit3 Kohlenstoffatomen bedeuten.- 39 609819/0908 - 7. Antistatischer Zusatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass R die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe von MTalg"-amin bedeutet.
- 8. Antistatischer Zusatz gemäss Anspruch 1 in Form eines Konzentrats, dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf sein Gesamtgewicht,(i) etwa 5 bis 25 % Polysulfon,
(ii) etwa 5 bis 25 % polymeres Polyamin und (iii) etwa 50 bis 90 % Benzol, Toluol, Xylol, Isopropanol, Cyclohexan und/oder Heizöl als Lösungsmittel enthält. - 9. Antistatisches Zusatzkonzentrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es, bezogen auf sein Gesamtgewicht,(i) etwa 5 bis 25 % Polysulfon,(ii) etwa 5 bis 25 % polymeres Polyamin,(iii) etwa 5 bis 30 % Dodecylbenzolsulfonsäure und(iv) etwa 20 bis 85 % Lösungsmittel enthält.
- 10. Brenn- oder Treibstoff auf Kohlenwasserstoffbasis mit einem Siedebereich von etwa 20 bis 375° C, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Zusatz gemäss Anspruch 1 in Konzentrationen von etwa 0,01 bis 40 Teilen je Million enthält.
- 11. Antistatischer Zusatz gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als weiteren Bestandteil eine quartäre Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel(z)'' 1 2
enthält, in der Alk und Alk gleiche oder verschiedene Al kylgruppen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten, Alk eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder-AO- $03819/0908OR-5767eine GruppeAlk
-(CH2CHO)nHbedeutet, wobei Alk Wasserstoff oder ein Methylrest ist und η einen Wert von 1 bis 20 hat,Alk (a) eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen*(b) eine Aralkylgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen,(c) eine GruppeAlk5
-(CH2CHO)nHgemäss der obigen Definition, (d) eine Gruppe0
-CH9CH3O-P-OCHoCH(OCOAIk6)CHoOCOAIk7O 'worin Alk und Alk gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit 11 bis 19 Kohlenstoffatomen bedeuten, oder (e) eine Gruppe -Alk -CO2 bedeutet, worin Alk eine Kohlenwasserstoff gruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen ist, mit der12 3 4 Maßgabe, dass, wenn Alk t Alk , Alk und Alk Alkylgruppen sind, mindestens eine derselben eine Alkylgruppe mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen sein muss,A ein Anion bedeutet,ζ den Wert O oder 1, jedoch dann den Wert O hat, wennAlk die Bedeutung gemäss (d) oder (e) hat, und y einen Wert von mindestens 1 hat und, wenn ζ = 1 ist, gleich der Ionenwertigkeit des Anions A ist,wobei die drei Komponenten im Verhältnis von je 0,01 bis 100 Gewichtsteilen Polyamin und quartäre Ammoniumverbindung je Gewichtsteii Polysulfon vorliegen. - 12. Brenn- bzw. Treibstoff auf Kohlenwasserstoffbasis mit einem Siedebereich von etwa 20 bis 375° C, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Zusatz gemäss Anspruch 11 in Konzentrationen von etwa 0,01 bis 40 Teilen je Million enthält.- 41 -603819/0908
- 13. Antistatischer Zusatz gemäss Anspruch 11 in Form eines Konzentrats, dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf sein Gesamtgewicht,(i) etwa 5 bis 25 % Polysulfon, (ii) etwa 5 bis 25 % Polyamin,(iii) etwa 0,5 bis 5 % quartäre Ammoniumverbindung, (iv) etwa 5 bis 25 % Dodecylbenzolsulfonsäure und (v) etwa 20 bis 84,5 % Benzol, Toluol, Xylol, Iso-propanol, Cyclohexan und/oder Heizöl als lösungsmittel enthält.
- 14. Zusatzkonzentrat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die quartäre Ammoniumverbindung Di-"kokos"-dimethylammoniumnitrit ist.. - 42 609819/0908
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