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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft verbesserte Kraftstoffzusammensetzungen mit niedrigem
Schwefelgehalt, die eine verminderte statische Aufladung und gute
Schmierfähigkeit
aufweisen.
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Als
eine Folge der Raffinationsverfahren, die zur Verminderung des Dieselschwefel-
und -aromatengehalts verwendet werden, benötigt die Mehrheit von Dieselkraftstoffen
mit ultraniedrigem Schwefelgehalt (maximal 50 ppm w/w Schwefel),
die gegenwärtig
vertrieben werden, eine Behandlung mit einem Zusatz, um die Schmierfähigkeit
wieder herzustellen. Eine weitere Folge der Schwefelentfernung von
dem Kraftstoff ist eine Verminderung seiner elektrischen Leitfähigkeit.
Der höhergradig
isolierende Charakter des Kraftstoffs mit ultraniedrigem Schwefelgehalt
stellt ein zusätzliches
Risiko für
Refiner, Ölfirmen
und gleichsam Verbraucher aufgrund des möglichen Ausbildens von hohen
statischen Ladungen dar. Ein statisches Aufladen kann während Pumpvorgängen auftreten.
Bei solchen Vorgängen
kann der Fluss einer Flüssigkeit
mit niedriger Leitfähigkeit
durch Röhren
und Filter zusammen mit dem Platzen einer Flüssigkeitssäule und Spritzen während eines
Tankbefüllens
bei hoher Geschwindigkeit zu einem statischen Aufladen führen. Ein
solches statisches Aufladen kann zu einer Funkenerosion mit einem
katastrophalen Potential bei hochgradig entzündlichen Umgebungen führen.
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Die
Ableitung von statischer Ladung durch z. B. die Zugabe eines leitfähigkeitsverbessernden
Additivs zu dem Kraftstoff wird eine zunehmend wichtige Aufgabe,
da Dieselschwefelmengen stufenweise vermindert werden. Ein Feldexperiment
zeigte, dass das Leitfähigkeitsadditiv
eine verbesserte Leitfähigkeit
innerhalb des Kraftstoffs bereitstellen sollte, um die Ausbildung
einer statischen Ladung zu vermeiden, und keine ungewünschten
Nebenwirkungen aufweisen sollte. Solche Nebenwirkungen können umfassen:
Vermindern der Eigenschaften des Grundkraftstoffs, Wechselwirken
mit Kurbelgehäuseschmierölen und
Vermindern des Leistungsvorteils von Schmier- oder anderen Kraftstoffadditiven.
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Der
weltweite legislative Druck zur Verminderung von Automobilemissionen
führte
zu einer weit verbreiteten Verminderung von Schwefelmengen in Dieselkraftstoffen.
Es wurde gezeigt, dass der in Dieselkraftstoffen vorhandene Schwefel
mehrere nachteilige Folgen für
die Umwelt aufweist.
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Um
die Emissions- und Kraftstoffwirksamkeitsziele zu erfüllen, untersuchen
die Hersteller von Originalautomobilausrüstung die Verwendung von NOx-Fallen,
Partikelfallen und Direkteinspritzungsverfahren. Solche Fallen-
und Katalysatorsysteme neigen dazu, Schwefel nicht zu tolerieren,
und folglich wurde eine weitere Kategorie für einen Dieselkraftstoff für Märkte mit
erweiterten Erfordernissen für
eine Emissionssteuerung eingeführt.
Diese neue Dieselkategorie wird verwendet, um die saubersten Verbrennungskraftstoffe
zu definieren, die benötigt
werden, um anspruchsvolle zu verwendende Nachbehandlungstechnologien
zu ermöglichen. Der
neue "Dieselkraftstoff
der Kategorie 4" spezifiziert "schwefelfreien" Diesel (maximal
5–10 ppm)
(Reference World-Wide Fuel Charter, April 2000, herausgegeben von
ACEA, Alliance of Automobile Manufacturers, EMA und JAMA). Dies
ist die benötigte
Spezifikation, um eine Einhaltung der Emissionserfordernisse über die
gesamte verwendbare Lebenszeit dieser neuesten technologischen Generation
von Fahrzeugen sicherzustellen. Kraftstoffe mit niedrigem Schwefelgehalt
und ultraniedrigem Schwefelgehalt werden auch zunehmend für herkömmliche
Dieselmotoren benötigt,
da Regierungen eine weitere Gesetzgebung zur Verminderung des Partikelgehalts
einbringen.
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Eine
primäre
Folge der Entfernung von Schwefel aus Kraftstoffen ist die Entfernung
von vielen natürlichen
Schmiereigenschaften des Kraftstoffs. Als eine sekundäre Folge
werden die Mengen von leitenden Spezies wie Aromaten und Heteroaromaten
während
eines Hydrodesulfurierungsverfahrens bei der Raffination vermindert.
Mit Zunahme der Konzentration an leitenden Spezies in einem Kraftstoff
nehmen allgemein sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch das Potential
einer statischen Aufladung zu. Dies setzt sich fort, bis ein maximales
Aufladungspotential erreicht ist. Da die Leitfähigkeit über diesen kritischen Wert
weiter ansteigt, wird die Aufladungswirkung durch Ableitung durch
den Kraftstoff verbessert und die Funkenerosionsneigung wird vermindert.
Ein statisches Aufladen ist daher am signifikantesten bei Kraftstoffen
mit einer Leitfähigkeit um
oder unter dem vorstehend beschriebenen kritischen Wert.
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Die
möglicherweise
katastrophalen Probleme, die mit statischem Aufladen bei Kraftstoffpumpanwendungen
in Verbindung stehen, wurden zuerst in der Düsenflugzeugindustrie in Angriff
genommen, bei der die notwendigen hohen Pumpgeschwindigkeiten des
Kraftstoffs mit niedrigem Schwefelgehalt (UK-Durchschnitt von 400 ppm w/w) zu einem
unvermeidbaren statischen Aufladen führten. Das Problem einer statischen
Aufladung ist derart, dass die Standardspezifikationen für Düsenflugzeugkraftstoffe
den Zusatz eines Additivs zum Erhöhen ihrer Leitfähigkeit
umfassen. Gewöhnlich
wird mit einem Industriestandard-spezifizierten Additiv bei einer
Menge von ~2 ppm w/w behandelt. Das Minimal-Leitfähigkeitserfordernis
für Düsenflugzeugkerosin
wird allgemein als 50 Picosiemens m–1 angegeben.
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In
Dieselanwendungen war das Vorhandensein von hohen Konzentrationen
an schwefelhaltigen Molekülen
(> 500 ppm) ausreichend,
um eine signifikante intrinsische Leitfähigkeit derart zu ergeben,
dass Probleme einer statischen Aufladung kein Problem waren. Jedoch,
als Schwefelmengen in Diesel vermindert wurden, erhöhte sich
das Risiko einer statischen Aufladung während Pumpvorgängen signifikant.
Dies führte
zu mehreren Berichten von Tanklasterexplosionen in Europa nach der
Einführung
von Diesel mit ultraniedrigem Schwefelgehalt (ULSD) trotz der Verwendung
von Erdungsanschlüssen.
Diese Zwischenfälle
waren spezifisch auf durch statische Aufladung induzierte Funkenentzündung von
Kraftstoffdampf während
Kraftstoffübertragungsvorgängen zurückzuführen.
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Zunehmend
wird die Zugabe von Schmieradditiven zu Diesel bei der Raffinerie
bewirkt. Es ist daher wünschenswert,
die Schmier- und Leitfähigkeitsprobleme,
die mit ULSD verbunden sind, mit einer einzigen Additiveinheit anzugehen.
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Die Öl- und Additivindustrien
entwickelten eine große
Reihe von Tests, um die Unschädlichkeitsleistung
von Additiveinheiten und -komponenten zu bewerten. Erfindungsgemäß wird eine
neue Schmier-/antistatische Additiveinheit bereitgestellt, die zum
Erfüllen
der Erfordernisse von ULSD-Kraftstoff geeignet ist.
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Die
erfindungsgemäßen Additiveinheiten
stellen einen Schutz gegen die Ausbildung von statischer Ladung
ohne signifikante unerwünschte
Wirkungen auf die Kraftstoff- oder Schmieradditivleistung bereit.
Die Möglichkeit
einer Wechselwirkung zwischen antistatischen Additiven und typischen
Schmiereinheiten und der sich ergebende mögliche Einfluss auf eine Produktleistung
und schließlich
auf eine Kraftstoffqualität
werden minimiert.
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Verschiedene
Schmieradditive sind bekannt. Die
US-PS
5,833,722 , Davies et al., 10. November 1998, beschreibt
ein Verbessern der Schmierfähigkeit
von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt durch Einbau eines
schmierverbessernden Additivs wie eines Carbonsäureesters zusammen mit einer
Stickstoffverbindung, die eine oder mehrere Substituenten der Formel >NR
13 trägt, worin
R
13 eine Hydrocarbylgruppe mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen
darstellt. Die europäische
Patentanmeldung 798 364, 1. Oktober 1997, beschreibt ein Dieselkraftstoffadditiv,
umfassend ein Salz einer Carbonsäure
und eines aliphatischen Amins oder ein Amid, das durch Dehydratisierungskondensation
davon erhalten wird. Das Additiv vermindert die Menge an Ablagerungen
und verbessert die Schmierfähigkeit
des Kraftstoffs. Es soll auch Antiverschleißeigenschaft an den Dieselkraftstoff
mit niedrigem Schwefelgehalt verleihen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird eine
Kraftstoffzusammensetzung, die verbesserte antistatische Eigenschaften aufweist,
bereitgestellt, umfassend:
einen flüssigen Kraftstoff, der weniger
als 500 Gewichtsteile pro Million Schwefel enthält,
0,001 bis 1 Gewichtsteil
pro Million mindestens eines Hydrocarbylmonoamins oder N-Hydrocarbyl-substituierten
Poly(alkylenamins) und
10 bis 500 Gewichtsteile pro Million
mindestens einer Fettsäure
mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen oder eines Esters davon mit einem
Alkohol oder Polyol mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Verschiedene
bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen
werden nachstehend durch nichtbegrenzende Veranschaulichung beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Kraftstoffkomponente
ist ein flüssiger
Kraftstoff wie ein Kohlenwasserstoffkraftstoff, obwohl alkoholhaltige
Kraftstoffe und natürliche
Esterölkraftstoffe
auch umfasst sind. Der Kraftstoff ist vorzugsweise ein Dieselkraftstoff.
Die Dieselkraftstoffe, die erfindungsgemäß verwendbar sind, können ein jeglicher
Dieselkraftstoff sein. Der Dieselkraftstoff macht typischerweise
den Hauptanteil (mindestens etwa 90 Gew.-% und in einer Ausführungsform
mindestens etwa 95 Gew.-%) der erfindungsgemäßen Dieselkraftstoffzusammensetzung
aus. Der Dieselkraftstoff umfasst diejenigen, die durch die ASTM-Spezifikation
D396 definiert sind. Ein jeglicher Kraftstoff mit einem Siedebereich
und einer Viskosität,
die für
eine Verwendung in einem Motor des Dieseltyps geeignet sind, kann
verwendet werden. Diese Kraftstoffe weisen typischerweise eine Temperatur
bei einem 90%igen Destillationspunkt von 300 bis 390°C und in
einer Ausführungsform
330 bis 350°C
auf. Die Viskosität
von Dieselkraftstoffen reicht typischerweise von 1,3 bis 24 mm2/s (Centistokes) bei 40°C. Die Dieselkraftstoffe können als
eine jegliche der Güten
Nr. 1-D, 2-D oder 4-D klassifiziert werden, wie in ASTM D 975 mit
dem Titel "Standard
Specification for Diesel Fuel Oils" spezifiziert. Diese Dieselkraftstoffe
können
Alkohole und Ester enthalten.
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Die
erfindungsgemäßen Kraftstoffe
sind Kraftstoffe mit niedrigem Schwefelgehalt oder schwefelfreie Kraftstoffe.
Diese enthalten weniger als 500 oder 400 Teile pro Million Schwefel,
vorzugsweise weniger als 200 oder 100 Teile pro Million. Die bevorzugten
Kraftstoffe mit ultraniedrigem Schwefelgehalt enthalten weniger
als 70 ppm, 50 ppm oder 40 ppm Schwefel und mehr bevorzugt weniger
als 30 oder 20 Teile pro Million. Die so genannten schwefelfreien
Kraftstoffe enthalten weniger als 10 oder 5 ppm oder sogar 1 ppm
Schwefel. Der Schwefelgehalt kann durch das Testverfahren bestimmt
werden, das in ASTM D 2622-87 mit dem Titel "Standard Test Method for Sulfur in Petroleum
Products by X-Ray Spectrometry" spezifiziert
ist.
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Die
erfindungsgemäßen Dieselkraftstoffe
mit niedrigem Schwefelgehalt umfassen diejenigen, die durch Verfahren
wie der Hydrodesulfurierung der Dieselkraftstofffraktion (die durch
die atmosphärische
Destillation von Rohöl
erhalten wird) bei einer hohen Reaktionstemperatur unter einem hohen
Wasserstoffpartialdruck oder unter Verwendung eines hochgradig aktiven
Hydrodesulfurierungskatalysators erhalten werden, aber das Desulfurierungsverfahren
ist nicht spezifisch begrenzt. Zusätzlich umfassen die erfindungsgemäßen Kraftstoffe
mit niedrigem Schwefelgehalt Kraftstoffe, die aus Komponenten mit
niedrigem Schwefelgehalt gemischt sind, "Biodiesel"-Kraftstoffe und Kraftstoffe, die aus
verschiedenen Gas-zu-Flüssigkeits-Verfahren
abstammen.
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Ein
Leitfähigkeitstesten
von Kraftstoffproben erfolgt gemäß ASTM 2624
unter Verwendung eines EmceeTM-Digital-Leitfähigkeitsmessgeräts (Modell
1152), das einen Bereich von 0–2000
Picosiemens m–1 (pSm–1) aufweist.
Das Instrument ist selbstkalibrierend und nullabgleichend und wird
gemäß dem Verwenderhandbuch und
Experimentierverfahren verwendet. Alle Leitfähigkeitswerte werden innerhalb
des Temperaturbereichs von 17,3 bis 20,8°C gemessen. Alle Leitfähigkeitsmessungen
sind in Picosiemens m–1 angegeben, die auch als
CU oder Leitfähigkeitseinheiten
bekannt sind.
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Die
Variationen der Leitfähigkeit
aufgrund der Konzentration und Art einer antistatischen Komponente (ASC)
wird auf zwei Wegen bewertet. Anfangsexperimente erfolgen, in denen
eine Leistung der einzelnen Komponenten alleine in dem additivfreien
ULSD getestet wird. Diese Tests werden ohne die erfindungsgemäßen Schmieradditive
abgeschlossen, um die Hauptfunktion und -leistung der Testkomponenten
zu bewerten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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In
Tabelle 1 sind die Komponenten 1 und 2 käufliche antistatische Additivzusammensetzungen,
die als ToladTM 3511 bzw. ToladTM 3512
erhältlich
sind. Es wird angenommen, dass Komponente 1 eine Formulierung von
1–5% N-Alkylpropylendiamin
zusammen mit 1–5%
Ethandiol, 10–30%
2-Butoxyethanol und 30–60%
leichtem aromatischem Lösungsmittelnaphtha
ist. Es wird angenommen, dass Komponente 2 eine Formulierung von
1–5% Cocoalkylamin
zusammen mit 1–5%
Ethandiol, 5–10%
Methylisobutylketon, 10–30%
2-Butoxyethanol und 30–60%
Alkylbenzolen (C9-C10)
ist.
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Tabelle
1: Leitfähigkeit
in Picosiemens m
–1 -
Es
wird festgestellt, dass die Leitfähigkeit des ULSD signifikant
unter diejenige fällt,
die für
Düsenflugzeugkraftstoffanwendungen
(50 Picosiemens m–1) benötigt wird,
und dass sie als solche zu Ableitungsproblemen von statischer Ladung
während
einer Übertragung
führen
kann. Jede ASC erhöht
eventuell die Kraftstoffleitfähigkeit
auf annehmbare Niveaus. Weitere Tests erfolgen, in denen die käuflichen
antistatischen Komponenten 1 und 2 zusammen mit den erfindungsgemäßen Schmiereinheiten
(LP) in ULSD verwendet werden. Die Schmiereinheiten werden ausgewählt, um
diejenigen darzustellen, die eine Vielzahl von Leis tungsniveaus in
dem Diesel-HFRR-Schmiertest (nachstehend beschrieben) bereitstellen.
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Die
Schmiereinheit wird an die Formulierung 10 bis 500 Gewichtsteile
pro Million, vorzugsweise 20 bis 300 ppm und mehr bevorzugt 25 bis
210 ppm mindestens einer Fettsäure
mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen oder eines Esters davon mit einem
Alkohol oder Polyol mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen zuführen. Die
Fettsäure
kann ein Gemisch von Fettsäuren
sein und vorzugsweise enthält
sie durchschnittlich 16 bis 20 Kohlenstoffatome, d. h. etwa 18 Kohlenstoffatome.
Die Fettsäure
oder -säuren
können
lineare oder verzweigte und gesättigte
oder ungesättigte
Säuren
sein. Ein Beispiel für
ein geeignetes käufliches
Säurematerial
ist Tallölfettsäure, von
dem angenommen wird, dass es ein Gemisch von vorherrschend Öl- und Linolsäuren ist.
Beispiele für
Ester umfassen Methyl- und Ethylester und Glycerinester wie Glycerinmonooleat
und -dioleat.
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Drei
Schmiereinheiten werden als beispielhaft dargestellt.
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LP-A
ist eine Zusammensetzung von mehr als 60 Gew.-% Tallölfettsäure (TOFA)
zusammen mit Lösungsmittel,
Korrosionsinhibitor und Demulgator.
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LP-B
ist eine Zusammensetzung aus 15–40%
Tallölfettsäure zusammen
mit Antioxidationsmittel, Korrosionsinhibitor und Lösungsmitteln.
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LP-C
ist eine weitere Zusammensetzung aus 15–40% Tallölfettsäure zusammen mit Antioxidationsmittel,
Korrosionsinhibitor, Dispergiermittel, Demulgator, Antischaummittel
und Lösungsmitteln.
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Die
Testergebnisse von Zusammensetzungen, die diese Schmiereinheiten
(dargestellt als Menge an Tallölfettsäure ["TOFA"]) enthalten, sind
in Tabelle 2 angegeben.
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Tabelle
2: Leitfähigkeit
(in pSm
–1)
von ULSD in Gegenwart von Kombinationen von Schmiereinheiten und
antistatischen Zusammensetzungen
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LP-A
weist einen geringen Einfluss auf die Leitfähigkeit des ULSD ohne eine
antistatische Zusammensetzung auf. Die Reaktion auf jede ASC ist ähnlich zu
derjenigen, die bei den Anfangstests mit ULSD allein festgestellt
wurde, ist aber in jedem Fall gemäßigt.
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In
dem Fall von LP-B ist die Leitfähigkeit
des ULSD ohne eine antistatische Zusammensetzung bei Einbau der
LP leicht erhöht.
Die Reaktion des sich ergebenden ULSD mit Additiv auf die antistatischen
Additive steht im Gegensatz zu derjenigen, die für den gleichen ULSD festgestellt
wird, wenn er mit LP-A behandelt wird. Mit LP-B sind ASC-1 und ASC-2
beim Erhöhen
der Leitfähigkeit
des ULSD bei den gegebenen Behandlungsmengen wirksam. Ein Vergleich
zwischen der Leitfähigkeit
des ULSD und des mit LP-B behandelten ULSD, wenn beide mit ASC-1
und ASC-2 bei 2 ppm behandelt werden, zeigt, dass die Kombination
von LP-B und den antistatischen Komponenten eine synergistische
Wirkung auf eine Erhöhung
der Leitfähigkeit
aufweist.
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Die
antistatische Zusammensetzung umfasst im Allgemeinen mindestens
ein Hydrocarbylmonoamin oder N-Hydrocarbyl-substituiertes Poly(alkylenamin).
Der Hydrocarbylsubstituent ist vorzugsweise eine Alkylgruppe, die
linear, verzweigt oder cyclisch sein kann. Der Hydrocarbylsubstituent
enthält
ausreichend Kohlenstoffatome, um die Aminverbindung in geeigneten
Kohlenwasserstofflösungsmitteln
und Dieselkraftstoff löslich zu
machen. Er enthält
typischerweise 5 bis 20 oder vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatome.
Das Poly(alkylenamin) kann einen oder mehrere solcher Hydrocarbylsubstituenten
bis maximal zu der Zahl an austauschbaren Wasserstoffatomen tragen,
die ansonsten in dem Molekül
vorhanden sein würden.
Vorzugsweise ist ein solcher Substituent vorhanden.
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Die
Kohlenwasserstoffgruppe kann auch Gemische von Alkylgruppen umfassen,
die für
natürlich
vorkommende Materialien charakteristisch sind. Die Alkylgruppen
können
linear, verzweigt oder cyclisch sein und können gesättigt oder ungesättigt sein.
In einer Ausführungsform
ist das Hydrocarbylamin Cocoamin, von dem angenommen wird, dass
es ein Gemisch von C8- bis C18-Aminen
ist, einschließlich
insbesondere C14- bis C18-Aminen.
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Das
Poly(alkylenamin), das den Hydrocarbylsubstituenten trägt, kann
2 bis 6 Stickstoffatome enthalten. Es ist vorzugsweise ein Alkylendiamin,
mehr bevorzugt ein Propylendiamin wie 1,3-Propylendiamin oder 1,2-Propylendiamin.
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Die
wirksame Menge der aktiven antistatischen Chemikalie, die in einer
gegebenen Formulierung bereitgestellt wird, wird sowohl von der
Menge an zugesetzter antistatischer Zusammensetzung als auch der Menge
an aktiver Chemikalie in dieser Zusammensetzung abhängen. Erfindungsgemäß beträgt die Menge
an antistatischer Zusammensetzung am allgemeinsten 0,1 bis 5 Gewichtsteile
pro Million, vorzugsweise 0,5 bis 4 Teile pro Million, mehr bevorzugt
1 bis 3 Teile pro Million. Da die Menge an aktiven Komponenten in
ASC-1 und ASC-2 1 bis 5% beträgt,
wird dies einer tatsächlichen
Behandlungsmenge von 0,001 bis 0,25 oder sogar 1 Teil pro Million
in einer breiten Ausführungsform
entsprechen. Dementsprechend würden
mehr bevorzugte Ausführungsformen
Behandlungsmengen der aktiven Komponente von 0,005 bis 0,2 ppm,
0,01 bis 0,15 ppm, 0,02 bis 0,1 ppm und 0,04 bis 0,08 ppm widerspiegeln.
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Die
wirksame Menge des Schmieradditivs wird in ähnlicher Weise sowohl von der
Menge der zugesetzten Additivzusammensetzung als auch der Menge
der aktiven Chemikalie in dieser Zusammensetzung abhängen. Erfindungsgemäß beträgt die Menge
des Schmieradditivs, ausgedrückt
als die Menge an aktiver Komponente (wie Tallölfettsäure), am allgemeinsten 10 bis
500 Gewichtsteile pro Million, vorzugsweise 20 oder 40 bis 300 ppm,
50 bis 250 ppm oder 60 bis 210 ppm.
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Erfindungsgemäß sind auch
die antistatischen Additive und Schmieradditive in einer Konzentratform umfasst,
die zu einem flüssigen
Kraftstoff gegeben werden kann, um die vorstehend beschriebenen
Gemische zu erhalten. Konzentrate sind bekannt und umfassen im Allgemeinen
die aktiven chemischen Komponenten in einem Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel
in einer konzentratbildenden Menge. Das Verdünnungsmittel für eine Kraftstoffanwendung
ist normalerweise ein verbrennbares Lösungsmittel. Dessen Menge wird
den Rest des Konzentrats nach Berücksichtigen der antistatischen
Formulierung, der Schmieradditivformulierungen und jeglicher anderer
herkömmlicher
Komponenten, die in dem Konzentrat vorhanden sein können, umfassen.
Typischerweise wird ein Konzentrat zu einem Kraftstoff bei einer
Menge von etwa 0,1% nach Gewicht oder nach Volumen gegeben. Dementsprechend
kann die Konzentration der Komponenten innerhalb des Konzentrats
etwa dreimal größer sein
als in der endgültigen
Kraftstoffzusammensetzung. Das heißt, die Menge des Hydrocarbylmonoamins
oder N-Hydrocarbyl-substituierten Poly(alkylenamins) kann 1 bis
1000 Gewichtsteile pro Million betragen und die Menge der Fettsäure oder
des Esters kann 1 bis 50 Gew.-% des Konzentrats betragen.
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Die
meisten Dieselkraftstoffe, die eine Behandlung mit einem antistatischen
Additiv benötigen,
müssen
auch mit einem Schmieradditiv behandelt werden. Eine Hauptbewertung
von antistatischen Additiven muss daher die Untersuchung der Wirkung
des antistatischen Additivs auf die Leistung von typischen Schmiereinheiten
sein. In diesem Test wird die Wirkung der antistatischen Komponenten
1 und 2 auf die Leistung jeder der drei Schmiereinheiten A, B und
C bewertet.
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Ein
HFRR-Schmiertesten erfolgt gemäß dem Testverfahren
CEC RF-06-A-96 unter Verwendung des gleichen additivfreien ULSD-Kraftstoffs,
wie er bei dem Leitfähigkeitstest
verwendet wird. Die antistatischen Formulierungen werden bei einer
Konzentration einer oberen Behandlungsmenge von 2 ppm getestet.
Die Menge der Schmiereinheit ist die gleiche wie bei dem Test für Tabelle
2. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 3 als berichtigte
Verschleißkratzerdurchmesser
(WSD) in μm
angegeben. Die HFRR-Testvarianz beträgt etwa ±30 μm. Der europäische Standard für Dieselkraftstoff,
EN590, spezifiziert einen Maximalwert für WSD von 460 μm.
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Tabelle
3: Verschleißkratzerdurchmesser
in μm
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Der
Zusatz einer jeden LP führt
zu signifikanten Verbesserungen der Antiverschleißleistung
des ULSD-Kraftstoffs, der ohne die Additivbehandlung den EN590-Standard
nicht erfüllt.
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Wie
hierin verwendet, wird der Begriff "Hydrocarbylsubstituent" oder "Hydrocarbylgruppe" in seiner herkömmlichen
Bedeutung verwendet, die dem Fachmann bekannt ist. Insbesondere
betrifft er eine Gruppe, die ein Kohlenstoffatom, das direkt an
den Rest des Moleküls
gebunden ist, und einen vorherrschenden Kohlenwasserstoffcharakter
aufweist. Beispiele für
Hydrocarbylgruppen umfassen:
Hydrocarbylsubstituenten, d. h.
aliphatische (z. B. Alkyl- oder Alkenyl-), alicyclische (z. B. Cycloalkyl-,
Cycloalkenyl-) Substituenten und aromatisch-, aliphatisch- und alicyclisch-substituierte
aromatische Substituenten als auch cyclische Substituenten, wobei
der Ring durch einen weiteren Teil des Moleküls vervollständigt wird (z.
B. bilden zwei Substituenten zusammen einen Ring),
substituierte
Kohlenwasserstoffsubstituenten, d. h. Substituenten mit Nicht-Kohlenwasserstoffgruppen,
die im Zusammenhang mit der Erfindung den vorherrschenden Kohlenwasserstoffsubstituenten
nicht verändern
(z. B. Halogen-(insbesondere
Chlor- und Fluor-), Hydroxy-, Alkoxy-, Mercapto-, Alkylmercapto-,
Nitro-, Nitroso- und Sulfoxygruppen),
Heterosubstituenten,
d. h. Substituenten, die, während
sie einen vorherrschenden Kohlenwasserstoffcharakter im Zusammenhang
mit der Erfindung aufweisen, von Kohlenstoffatomen verschiedene
Atome in einem Ring oder einer Kette enthalten, der/die ansonsten
aus Kohlenstoffatomen aufgebaut ist. Heteroatome umfassen Schwefel-,
Sauerstoff-, Stickstoffatome und umfassen Substituenten wie Pyridyl-,
Furyl-, Thienyl- und Imidazolylsubstituenten. Im Allgemeinen werden
nicht mehr als zwei, vorzugsweise nicht mehr als ein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent
für jeweils
10 Kohlenstoffatome in der Hydrocarbylgruppe vor handen sein. Typischerweise
wird kein Nicht-Korlenwasserstoffsubstituent in der Hydrocarbylgruppe
vorhanden sein.
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Es
ist bekannt, dass einige der vorstehend beschriebenen Materialien
in der Endformulierung wechselwirken können, so dass die Komponenten
der Endformulierung von denjenigen, die anfangs zugesetzt werden,
verschieden sind. Zum Beispiel können
Metallionen (von z. B. einem Detergenz) zu anderen sauren Stellen
anderer Moleküle
wandern. Die dadurch gebildeten Produkte, einschließlich der
Produkte, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in ihrer
beabsichtigten Verwendung gebildet werden, können einer einfachen Beschreibung
nicht zugänglich
sein. Nichtsdestotrotz sind alle solche Modifikationen und Reaktionsprodukte
innerhalb des Umfangs der Erfindung eingeschlossen. Erfindungsgemäß ist diejenige Zusammensetzung
eingeschlossen, die durch Mischen der vorstehend beschriebenen Komponenten
hergestellt wird.
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Wenn
nicht anders angegeben, soll jede Chemikalie oder Zusammensetzung,
auf die hierin Bezug genommen wird, als ein Material von käuflicher
Güte angesehen
werden, das die Isomere, Nebenprodukte, Derivate und andere solche
Materialien enthalten kann, von denen normalerweise verstanden wird,
dass sie in der käuflichen
Güte vorhanden
sind. Jedoch wird die Menge einer jeden chemischen Komponente ausschließlich eines
jeglichen Lösungsmittels
oder Verdünnungsöls angegeben,
das herkömmlich
in dem käuflichen
Material vorhanden sein kann, wenn nicht anders angegeben. Es soll
verstanden werden, dass die oberen und unteren Mengen-, Bereichs-
und Verhältnisgrenzen,
die hierin angegeben sind, unabhängig
kombiniert werden können.
