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"Rlussige Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis"
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Bekanntlich werden Treibstoffe für Zweitaktmotoren durch Nischen eines
Kohlenwasserstofftreibstoffs, wie Benzin, vorzugsweise mit einem Siedepunkt bzw.
Siedebereich bis höchstens 2500C mit einer kleinen Menge eines Schmieröls hergestellt.
Dabei enthält das Schmieröl In vielen Fällen Zusätze zur Verbesserung der Eigenschaften
des puls. Zu diesen Zusätzen gehören auch Amide.
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So sind beispielsweise in der US-PS 3 405 064 Mineralschmieröle mit
einem Zusatz von Amiden beschrieben, die sich von Alkylaminen, Aminoalkylamin oder
Hydroxyalkyl aminen einerseits und verzweigten Fettsäuren andererseits ableiten.
Die-verzweigten Fettsäuren enthalten eine Hauptkette mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen
und eine an der Hauptkette gebundene aliphatische Seitenkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Durch Zusatz solcher Schmieröle zu Benzin stellt man einen Treibstoff für Zweitaktmotoren
her.
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Für denselben Zweck eignen sich in der US-PS 3 192 910 beschriebene
Bis(hydroxyphenyl)methanverbindungen und deren Gemische mit Amiden, die sich von
gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 10- Kohlenstoffatomen und
Dialkylaminen
mit vorzugsweise sekundären Alkylresten mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, flüssige Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis
mit schmierender Wirkung zu schaffen, die für den Betrieb von Zweitaktmotoren geeignet
sind, jedoch kein Schmieröl enthalten.
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Es wurde nun überraschend gefunden, daß Mineralschmieröle in Treibstoffen
auf Kohlenwasserstoffbasis für Zweitaktmotoren durch Amide ersetzt werden können,
die sich von Nonoaminen mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und gesättigten oder monoolefinisch
ungesättigten aliphatischen Monocarbonsåuren mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen ableiten.
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Die Erfindung betrifft somit- den in den Ansprüchen gekennzeichneten
Gegenstand.
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An sich ist die Maßnahme, Amide in Abwesenheit von Schmieröl zu Treibstoffen
auf Kohlenwasserstoffbasis zuzusetzen, bereits bekannt. Jedoch besitzen diese Treibstoffe
entweder einen höheren Siedepunkt oder Siedebereich als die erfindungsgemäßen Treibstoffe
auf Kohlenwasserstoffbasis, oder es werden andere als die erfindungsgemäß eingesetzten
Amide verwendet.
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So ist aus der US-PS 2 736 641 bekannt Amidoalkohole mit mehr als
8 Kohlenstoffatomen zu Heizölen zuzusetzen, damit Schlamm in diesen Heizölen suspendiert
bleibt Vorzugsweise leiten sich diese Ämidoalkohole von Monocarbonsäuren mit 11
bis 19 Kohlenstoffatomen und Hydroxyalkyl-, Bis(hydroxyalkyl)- oder Hydroxyalkyl-alkylaminen,
wle Äthanolamin oder Diäthanolamin, ab.
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Aus der US-PS 2 718 503 ist bekannt>; Monoamide von primären oder
sekundären Aminen und dimerisierten Fettsäuren
åls'-K-orrosions-inhibitoren
in Schmierölen oder auch in leichten Kohlenstoffgemischen, wie Benzin oder Kerosin,
zu verwenden. Die dimersierten Fettsäuren enthalten vor der Dimerisation 6-bis 22
Kohlenstoffatome und 2 oder 3 olefinisch ungesättigte Bindungen im Molekül.
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Schließlich sind in der US-PS 3 169 980 Schmiermittel und Treibstoffe
für Motoren mit innerer Verbrennung beschrieben, bei denen Polyamide als Zusätze
mit reinigender Jirkung verwendet werden. Diese Polami-de -leiten sich von Gemischen
von Fettsäuren mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen, bestehend aus 5 bis 30 Molzprozent
unverzweigten Fettsuren und 70 bis 95 Molprozent verzweigten Fettsäuren einerseits
und Polyalkylenpolyaminen mit 2 bis 6-C2 4--Alkylenamineinheiten und 1 bis 3 Amingruppen
außerhalb der Amidgruppe andererseits ab.
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Bei Zusatz der obengenannten Amide von Monoaminen von4 bis 30 Kohlenstoffatomen
und gesättigten oder monoolefinisch ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren
mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen zu Treibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis zeigen
diesT-'Treibstoffe in Abwesenheit von Mineralschmierölen in Zweitaktmotoren eine
ausgezeichnete schmierende Wirkung, was in einem sehr geringen Verschleiß der Zylinder
und dem vollständigen oder nahezu vollständigen Fehlen von Kohlenstoffabscheidungen
in den verwendeten Motoren zum Ausdruck kommt. Weiterhin sind die Amide mit in solchen
Treibstoffen üblichen Zusätzen, wie Dispergiermittel, Antioxydantien und Korrosionsinhibitoren
ausgezeichnet verträglich. Auch sind die erfindungsgemäß verwendeten Amide biologisch
abbaubar und deshalb umweltfreudlich.
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Vorzugsweise sind die Monoamine, von -denen sich die erfindungsgemäß
verwendeten Amide ableiten, primäre und sekundäre Amine mit insbesondere 4 bis 20
Kohlenstoffatomen.
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Beispiele für Monoamine sind n-Butylamin, -Di-n-butylamin, Diäthanolamin,
2-Äthylhexylamin, Kokosfettamine, Dikokos-
fettamine und Oleylamin.
Besonders bevorzugt sind 2-Äthylhexylamin und Diäthanolamin.
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Beispiele für Carbonsäuren, von denen sich die Amide ableiten, sind
EokosölfeCtsäuren, Tallölfettsäuren, Ölsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, isopalmitinsäure,
Isostearinsäure und Laurinsäure. Besonders bevorzugt sind Ölsäure, Isopalmitinsäure
und Isostearinsäure.
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Bevorzugt verwendete Amide sind die von 2-ithylhexylamin und folsäure,
Isopalmitinsäure bzw. Isostearinsäure und von Diäthanolamin und Ölsäure abgeleiteten
Amide. Bei Verwendung dieser Amide erfolgt keine oder eine vernachlässigbar geringe
Kohlenstoffabscheidung im Motor. Bei Verwendung von gesättigten geradkettigen Fettsäuren
enthalten die Aminteile im Amid im allgemeinen eine ziemlich große Anzahl Kohlenstoffatome,
um die Löslichkeit der Amide zu erhöhen.
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Die erfindungsgemä verwendeten Amide können in an sich bekannter eise
hergestellt werden, z.B. indem ein Gemisch der Carbonsäure und des Amins in Xylol
erhitzt und das gebildete Reaktionswasser abdestilliert wird.
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Das Amid kann in einem verhältnismäßig breiten Mengenbereich eingesetzt
werden. In einer Anzahl von Fällen genügen schon 0,2 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile
Kohlenwasserstoffe. Das ist eine im Vergleich mit den üblicherweise verwendeten
Mengen von Mineralschmieröl in Treibstoffen für Zweitaktmotoren äußerst geringe
Menge. Im allgemeinen sind aber mindestens 0,5 Gewichtsteile Amid pro 100 Gewichtsteile
Kohlenwasserstoffe erforderlich. Vorzugsweise verwendet man 0,5 bis 3 Gewichteile
Amid pro 100 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe.
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Als Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis sind die üblichen Mineralkohlenwass
ers toffmischungen mit einem Maximalsiedepunkt von 2500C geeignet.
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Die erfindungsgemäßen Treibstoffe sind besonders geeignet für die
Verwendung in Motoren von leichten Motorrädern, Mopeds, Außenbordmotoren für Boot,
Rasenmähern, Motorsägen und dergleichen. Die Treibstoffe können gegebenenfalls noch
andere Zusätze, wie Dispergiermittel, Antioxydantien, Korrosionsinhibitorren enthalten.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung Beispiel 1 Mit einem Zweizylinder-
Außenbordmotor (Leistung 8 PS, Gesamtzylinderinhalt 168 cm3, wassergekühlt) winde
der nachfolgende Versuch durchgeführt.
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Während 14 Versuchszyklen : wird der Motor gemäß dem nachfolgenden
Schema pro Zyklus verwendet: 4 Stunden Vollgas, 2 Stunden Stillstand, 2 Stunden
Vollgas, 16 Stunden Stillstand. Als Treibstoff wird Normalbenzin verwendet, zu dem
pro 100 Gewichtsteile 0,5 Gewichtsteile Olelyldiäthanolamid, 1 Gewichtsteil Oleyldiäthanolamid
bzw. 2 Gewichtsteile Mineralzweitaktschmieröl zugesetzt wurden. Nach dem Versuch
wird der Motor zerlegt und geprüft. Die Ergebnisse'sind in Tabelle I zusammengefaßt.
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Tabelle I Zusätze 0,5 Gewichts- 1 Gewichts- 2 Gewichts teile Oleyl-
teil Oleyl- teile diäthanolamid diäthanol- Schmieröl amid Zustand der Kolbenringe,
der Zylinderlauffläche und des Kolbens sauber sauber sauber Verschleiß des oberen
Zylinders in mm oberhalb des Auslasses 0,01 0,008 0,012 oberhalb der Spülschlitze
0,01 0,000 0,002 Verschleiß des unteren Zylinders in mm oberhalb des Auslasses 0,01
0,005 0,025 oberhalb der Spülschlitze 0,01 0,000 0,010.
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Die Tabelle I zeigt klar, daß das Oleyldiathanolanid eine besser schmierende
Wirkung als das Mineralschmieröl hat.
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Beispiel 2 Mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Motor wird ein Versuch
mit 40 Versuchs zyklen gemäß dem nachfolgenden Schema pro Zyklus durchgeführt: 15
Minuten Lauf mit einer Drehzahl von 1000 U/min und anschließend 105 Minuten Lauf
mit einer Drehzahl von 2750 U/min. 100 Gewichtsteilen Normalbenzin werden 0,2, 0,33
bzw. 0,5- Gewichtsteile des aus Ölsäure und 2-Athylhexylamin hergestellten Amids
zugesetzt.
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Nach den Versuchen wird der Motor zerlegt. Dabei wurde festgestellt,
daß der Motor frei von Kohlenstoffabscheidungen war, aber daß eine geringe Lackabscheidung
auf dem Kolben stattgefunden hatte. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.
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Tabelle II Zugesetzte Menge des Amids, Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile
Benzin 0,5 0,33 0,2 Kolbenringe sauber leichte Ab- Abscheischeidung dung von Blei-
von Bleisalzen salzen Kleben der Kolbenringe nein teilweise äa Verschleiß des oberen
Zylinders in mm 0,01 0,01 0,01 Verschleiß des unteren Zylinders in mm 0,01 0,01
0,01 Beispiel 3 Gemäß Beispiel 2 wird mit demselben Motor ein Versuch mit Normalbenzin
durchgefülirt, zu dem pro 100 Gewichtsteile 0,5 Gewichtsteile eines Schmiermittels
zugesetzt wurden. Dieses Schmiermittel bestand aus 90 Gewichtsprozent des aus Isostearinsäure
und 2-Åthylhexylamin hergestellten Amids und 10 Gewichtsprozent Oloa 340 (Oloa 340
ist ein Polyamid von Fettsäuren und Tetraäthylenpentamin, erhalten gemäß US-PS 3
169 980). Nach dem Versuch wird der Motor7-zerlegt und geprüft. Die Ergebnisse sind
in Tabelle III zusammengefaßt.
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Tabelle III Kolbenringe sauber Kleben der Kolbenringe nein Verschleiß
des oberen Zylinders 0,006 mm Verschleiß des unteren Zylinders 0,007 mm Zustand
des Kolbens keine Kohlenstoffabscheidung keine Lackbildung.