DE69420933T2

DE69420933T2 - Salzzusammensetzungen und deren Verwendung in funktionellen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69420933T2
Application number: DE69420933T
Authority: DE
Inventors: Richard J. Vickerman
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2014-12-08
Also published as: AU682544B2; EP0657522A2; CA2137529A1; AU7916494A; DE69420933D1; ES2139717T3; EP0657522B1; SG55045A1; EP0657522A3; CA2137529C; JPH07233389A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Salzzusammensetzungen und funktionelle Fluidzusammensetzungen, umfassend die Salzzusammensetzungen. Die funktionellen Fluide sind im allgemeinen Öl-in-Wasser-Emulsionen, die Wasser, ein Öl, die Emulgierzusammensetzung und gegebenenfalls für die Anwendung geeignete funktionelle Komponenten enthalten. Diese funktionellen Fluide können vielfältig eingesetzt werden, z. B. bei der Metallbearbeitung, der Metall-Oberflächenveredelung, des Abschreckens von Metall, der Wärmeübertragung, des Formentrennens und hydraulischer Anwendungen. Der Nutzen wird durch die funktionelle Komponente oder die zugesetzten Komponenten bestimmt.
Es ist wichtig, die erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser-Emulsionen von Wasser-in-Öl (inversen)-Emulsionen zu unterscheiden, die in Anwendungen wie Emulsionssprengstoffen verwendet werden. Die zwei Arten von Emulsionen haben deutlich unterschiedliche Eigenschaften. Öl-in-Wasser-Emulsionen fühlen sich im allgemeinen wie Wasser an, verlieren schnell Wasser und haben im allgemeinen die Eigenschaften der wäßrigen kontinuierlichen Phase. Wasser-in-Öl-Emulsionen fühlen sich im allgemeinen wie Öl an, widerstehen dem Wasserverlust und haben im allgemeinen die Eigenschaften der kontinuierlichen Ölphase.
Hydrocarbyl-substituierte Carboxyl-Acylierungsmittel mit mindestens etwa 30 aliphatischen Kohlenstoffatomen im Substituenten sind bekannt. Beispiele solcher Acylierungsmittel schließen die Polyisobutenyl-substituierten Bernsteinsäuren und -anhydride ein. Die Verwendung solcher Carboxyl-Acylierungsmittel als Additive in gewöhnlich flüssigen Treib- bzw. Brennstoffen und Schmiermitteln ist in den US-PSen 3,288,714 und 3,346,354 beschrieben. Diese Acylierungsmittel sind auch als Zwischenprodukte zur Herstellung von Additiven geeignet, die in gewöhnlich flüssigen Treib- bzw. Brennstoffen und Schmiermitteln verwendet werden, wie es in den US-PSen 2,892,786, 3,087,936, 3,163,603, 3,172,892, 3,189,544, 3,215,707, 3,219,666, 3,231,587, 3,235,503, 3,272,746, 3,306,907, 3,306,908, 3,331,776, 3,341,542, 3,346,354, 3,374,174, 3,379,515, 3,381,022, 3,413,104, 3,450,715, 3,454,607, 3,455,728, 3,476,686, 3,513,095, 3,523,768, 3,630,904, 3,632,511, 3,697,428, 3,755,169, 3,804,763, 3,836,470, 3,862,989, 3,936,480, 3,948,909, 3,950,341, 4,234,435 und 4,471,091 und der FR-PS 2,223,415 beschrieben ist.
Die US-PS 3,216,936 beschreibt Stickstoff-enthaltende Dispersants zur Verwendung in Schmiermitteln, die durch die Umsetzung eines Alkylenamins mit einem sauren Gemisch erhalten werden, das aus einer Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäure mit mindestens etwa 50 aliphatischen Kohlenstoffatomen im Kohlenwasserstoffsubstituenten und einer aliphatischen Monocarbonsäure besteht. Es wird beschrieben, daß die aliphatischen Monocarbonsäuren gesättigte und ungesättigte Säuren einschließen, wie z. B. Essigsäure, Dodecansäure, Ölsäure, Naphthensäure, Ameisensäure, usw. Säuren mit 12 oder mehr aliphatischen Kohlenstoffatomen, insbesondere Stearinsäure und Ölsäure, werden als besonders geeignet beschrieben.
Die US-PSen 3,639,242 und 3,708,522 beschreiben Zusammensetzungen, die durch ein Nachbehandeln von Mono- und Polycarbonsäureestern mit Mono- oder Polycarbonsäure- Acylierungsmitteln hergestellt werden. Es wird berichtet, daß die so erhaltenen Zusammensetzungen als Dispersants in Schmiermitteln und Treib- bzw. Brennstoffen geeignet sind.
US-PS 4,642,330 beschreibt Dispersant-Salzzusammensetzungen, die durch Umsetzen von Phosphorfreien Carboxyl-Lösungsvermittlern mit Sulfonsäure-freien organischen Säuren oder Mineralsäuren hergestellt werden. Der Carboxyl-Lösungsvermittler ist das Produkt der Umsetzung eines Polycarbonsäure-Acylierungsmittels mit mindestens einem von Kohlenwasserstoff abgeleiteten Substituenten mit mindestens 8 bis 500 Kohlenstoffatomen mit mindestens einem Poly(alkylenamin). Diese PS zeigt, daß diese Dispersant-Salzzusammensetzungen eine gute thermische Stabilität aufweisen, wenn sie mit einem Tensid oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel gemischt werden, und daß sie mit wäßrigen Lösungen verwendet werden können, um verschiedene Füllstoffe einschließlich Ruß zu dispergieren und verschiedene Fluide löslich zu machen.
Stickstoff-enthaltende, Phosphorfreie Carboxyl-Lösungsvermittler, die in funktionellen Fluiden auf Wasserbasis geeignet sind, werden in den US-PSen 4,329,249, 4,368,133, 4,435,297, 4,447,348 und 4,448,703 beschrieben. Diese Lösungsvermittler werden durch Umsetzen von (I) mindestens einem Carbonsäure-Acylierungsmittel mit mindestens einem Hydrocarbyl-substituenten mit etwa 12 bis etwa 500 Kohlenstoffatomen mit (II) mindestens einem (a) N-(Hydroxyl-substituierten Hydrocarbyl)-amin, (b) Hydroxyl-substituierten Poly(hydrocarbyloxy)-Analogon des Amins (a), oder (c) Gemischen aus (a) und (b) hergestellt. Diese Patentschriften zeigen, daß bevorzugte Acylierungsmittel die substituierten Bernsteinsäuren oder -anhydride einschließen, wie Polyisobutenyl-substituiertes Bernstein säureanhydrid, und daß die geeigneten Amine die primären, sekundären und tertiären Alkanolamine einschließen, wie Diethylethanolamin und Gemische aus Diethylethanolamin und Ethanolamin. Diese Lösungsvermittler sind geeignet zum Dispergieren von öllöslichen, wasserunlöslichen funktionellen Additiven in funktionellen Fluiden auf Wasserbasis.
Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Salzzusammensetzung bereit, umfassend: (A) mindestens einen Salzrest, abgeleitet von (A)(I) mindestens einem Polycarbonsäure-Acylierungsmittel mit hohem Molekulargewicht, wobei das Acylierungsmittel (A)(I) mindestens einen Hydrocarbyl-substituenten mit durchschnittlich 20 bis 500 Kohlenstoffatomen aufweist, und (A)(II) Ammoniak, mindestens einem Amin, mindestens einem Alkali- oder Erdalkalimetall und/oder mindestens einer Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung; (B) mindestens einen Salzrest, abgeleitet von (B)(I) mindestens einem Polycarbonsäure-Acylierungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht, wobei das Acylierungsmittel (B)(I) gegebenenfalls mindestens einen Hydrocarbyl-substituenten mit durchschnittlich bis zu 18 Kohlenstoffatomen aufweist, und (B)(II) Ammoniak, mindestens einem Amin, mindestens einem Alkali- oder Erdalkalimetall und/oder mindestens einer Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung; wobei die Komponenten (A) und (B) miteinander gekoppelt werden durch (C) mindestens eine Verbindung mit (i) zwei oder mehr primären Aminogruppen, (ii) zwei oder mehr sekundären Aminogruppen, (iii) mindestens einer primären Aminogruppe und mindestens einer sekundären Aminogruppe, (iv) mindestens zwei Hydroxylgruppen oder (v) mindestens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer Hydroxylgruppe; mit der Maßgabe, daß das Verhältnis der Komponenten (B)(I) zu (A)(I) größer als 2 : 1 ist. Diese Salzzusammensetzungen sind als Emulgatoren in Öl-in-Wasser-Emulsionen geeignet und sie sind insbesondere zur Ausbildung von funktionellen Fluid-Emulsionen geeignet.
Verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehen beispielhaft beschrieben und sind nicht beschränkend aufzufassen.
Der Begriff "Emulsion" soll in dieser Beschreibung und in den Patentansprüchen nur Öl-in- Wasser-Emulsionen mit ausreichendem Fließvermögen bezeichnen, die als funktionelle Fluide geeignet sind. Der hier verwendeten Begriff "Hydrocarbyl" soll einschließen:
(1) Hydrocarbylreste, d. h. aliphatische (z. B. Alkyl- oder Afkenylreste), alicyclische (z. B. Cycloalkyl-, Cycloalkenylreste), aromatische, aliphatisch- und alicyclisch-substituierte aromatische Reste und ähnliche sowie cyclische Reste, wobei der Ring durch einen anderen Molekülteil vervollständigt wird (d. h. zwei der bezeichneten Reste können zusammen einen alicyclischen Rest ausbilden);
(2) substituierte Hydrocarbylreste, d. h. die Reste, die Nicht-Kohlenwasserstoffreste enthalten, die im Zusammenhang dieser Erfindung nicht die vorherrschenden Hydrocarbyl- Eigenschaften der Hydrocarbylgruppe ändern; solche Gruppen sind bekannt. Beispiele dafür schließen Ether-, Oxo-, Halogen- (z. B. Chlor- und Fluor-), Alkoxyl-, Mercapto-, Alkylmercapto-, Nitro-, Nitroso-, Sulfoxygruppen usw. ein.
(3) Heteroreste, d. h. Reste, die, während sie einen vorherrschenden Hydrocarbylcharakter im Zusammenhang dieser Erfindung aufweisen, in dem Ring oder der Kette, der/die ansonsten aus Kohlenstoffatomen aufgebaut ist, andere Atome als Kohlenstoff enthalten. Geeignete Heteroatome sind bekannt und schließen z. B. Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und Substituenten wie Pyridyl-, Furanyl-, Thiophenyl-, Imidazolylsubstituenten usw. ein.
Im allgemeinen werden pro 10 Kohlenstoffatome in einem Hydrocarbylrest nicht mehr als etwa 3 Nicht-Kohlenwasserstoffreste oder Heteroatome und vorzugsweise nicht mehr als einer vorliegen. Typischerweise wird kein solcher Rest oder kein solches Heteroatom in einem Hydrocarbylrest vorliegen und dieser Rest wird daher ein reiner Hydrocarbylrest sein.
Die Hydrocarbylreste enthalten vorzugsweise keine acetylenische Ungesättigtheit; falls eine ethylenische Ungesättigtheit vorliegt, wird diese im allgemeinen so sein, daß nicht mehr als eine Ethylenbindung pro 10 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen vorliegt. Die Hydrocarbylreste sind oft vollständig gesättigt und enthalten daher keine ethylenische Ungesättigtheit.
Der Begriff "nieder" wird hier in Verbindung mit Begriffen wie Alkyl-, Alkenyl-, Alkoxyresten und ähnlichen verwendet und soll Reste beschreiben, die insgesamt bis zu 7 Kohlenstoffatome enthalten.

Komponenten (A)(I) und (B)(I):

Die Carboxyl-Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) sind aliphatische oder aromatische Polycarbonsäuren oder Säure-erzeugende Verbindungen. In der Beschreibung und in den Patentansprüchen soll der Begriff "Carboxyl-Acylierungsmittel" Carbonsäuren sowie Säureerzeugende Derivate davon einschließen, wie Anhydride, Ester, Acylhalogenide und Gemische davon, soweit nichts anderes angegeben ist.
Die Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) können polare Substituenten enthalten, mit der Maßgabe, daß die polaren Substituenten nicht in so hohen Anteilen vorliegen, daß sie den Kohlenwasserstoffcharakter des Acylierungsmittels signifikant verändern würden. Typische geeignete polare Substituenten schließen Halogen- wie Chlor- und Brom-, Oxo-, Oxy-, Formyl-, Sulfenyl-, Sulfinyl-, Thio-, Nitrosubstituenten usw. ein. Falls solche polaren Substituenten vorliegen, überschreiten sie vorzugsweise nicht etwa 10 Gew.-% des Gesamtgewichts des Kohlenwasserstoffanteils an dem Acylierungsmittel, ausschließlich der Carboxylreste.
Beispiele für Polycarbonsäuren (B)(I) mit niedrigem Molekulargewicht umfassen die Carbonsäure und Derivate wie Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Chlormaleinsäureanhydrid, Malonsäure, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Allyl-Bernsteinsäure, Cetylmalonsäure, Tetrapropylen-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid, usw. Niedere Alkylester dieser Säuren können ebenfalls verwendet werden.
Ebenfalls können mit niedermolekularen Hydrocarbylresten substituierte Bernsteinsäuren und Anhydride verwendet werden. Diese Bernsteinsäuren und -anhydride haben die allgemeinen Formeln
oder
in denen der Rest R ein Hyrocarbylrest mit 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen ist. Vorzugsweise ist der Rest R ein aliphatischer oder alicyclischer Hydrocarbylrest, wobei weniger als 10% seiner Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen ungesättigt sind. Der Rest R kann von Olefinen mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen abgeleitet sein, wobei alpha-Olefine besonders geeignet sind. Beispiele solcher Olefine umfassen Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobuten, 1- Penten, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, Styrol, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, usw. Käufliche alpha-Olefin-Fraktionen wie C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8;-alpha-Olefine, C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub6;-alpha-Olefine, C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub6;-alpha-Olefine, C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-alpha-Olefine, C&sub1;&sub6;&submin;&sub1;&sub8;-alpha-Olefine usw. sind besonders geeignet; diese käuflichen alpha-Olefin-Fraktionen schließen gewöhnlich auch geringere Mengen von alpha-Olefinen außerhalb der gegebenen Bereiche ein. Die Herstellung solcher substituierter Bernsteinsäuren und deren Derivate ist bekannt und muß hier nicht genauer erläutert werden.
Säurehalogenide der vorstehend beschriebenen Polycarbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht können als die erfindungsgemäßen Acylierungsmittel (B)(I) mit niedrigem Molekulargewicht verwendet werden. Sie können durch Umsetzen solcher Säuren oder ihrer Anhydride mit Halogenierungsmitteln wie Phosphortribromid, Phosphorpentachlorid, Phosphoroxychlorid oder Thionylchlorid hergestellt werden. Ester solcher Säuren können einfach durch Umsetzen der Säure, des Säurehalogenids oder Anhydrids mit einem Alkohol oder einer phenolischen Verbindung hergestellt werden. Besonders geeignet sind die niederen Alkyl- und Alkenylalkohole wie Methanol, Ethanol, Allylalkohol, Propanol, Cyclohexanol, usw. Veresterungen werden gewöhnlich durch Verwendung von alkalischen Katalysatoren wie Natriumhydroxid oder -alkoxid oder eines sauren Katalysators wie Schwefelsäure oder Toluolsulfonsäure gefördert.
Obwohl das Acylierungsmittel (B)(I) vorzugsweise eine aliphatische Polycarbonsäure und besonders bevorzugt eine Dicarbonsäure ist, kann das Carboxyl-Acylierungsmittei (B)(I) auch eine aromatische Polycarbonsäure oder eine -säure-erzeugende Verbindung sein. Die aromatischen Säuren sind vorzugsweise Dicarboxy-substituiertes Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenantren oder ähnliche aromatische Kohlenwasserstoffe. Sie umfassen auch die Alkyl-substituierten Derivate, und die Alkylreste können bis zu etwa 12 Kohlenstoffatome enthalten. Die aromatische Säure kann auch andere Substituenten wie Halogen-, Hydroxy-, Niederalkoxysubstituenten, usw. enthalten. Spezielle Beispiele für aromatische Polycarbonsäuren und -säure-erzeugende Verbindungen, die als Acylierungsmittel (B)(I) verwendet werden können, umfassen Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, 4- Methylbenzol-1,3-dicarbonsäure, Naphthalin-1,4-dicarbonsäure, Anthracen-dicarbonsäure, 3-Dodecylbenzol-1,4-dicarbonsäure, 2,5-Dibutylbenzol-1,4-dicarbonsäure, usw. Die Anhydride dieser Dicarbonsäuren sind ebenfalls als Carboxyl-Acylierungsmittel (B)(I) geeignet.
Die Polycarboxyl-Acylierungsmittel (A)(I) mit hohem Molekulargewicht sind bekannt und werden z. B. in den folgenden US-Patentschriften, den GB-Patentschriften und CA-Patentschriften genauer beschrieben: US-PSen 3,024,237, 3,087,936, 3,163,603, 3,172,892, 3,215,707, 3,219,666, 3,231,587, 3,245,910, 3,254,025, 3,271,310, 3,272,743, 3,272,746, 3,278,550, 3,288,714, 3,306,907, 3,307,928, 3,312,619, 3,341,542, 3,346,354, 3,367,943, 3,373,111, 3,374,174, 3,381,022, 3,394,179, 3,454,607, 3,470,098, 3,630,902, 3,652,616, 3,755,169, 3,868,330, 3,912,764, 4,234,435 und 4,368,133, GB-PSen 944,136, 1,085,903, 1,162,436 und 1,440,219 und CA-PS 956,397.
Wie in den vorstehenden Patentschriften beschrieben, gibt es mehrere Verfahren zur Herstellung dieser Acylierungsmittel (A)(I) mit hohem Molekulargewicht. Im allgemeinen beinhalten diese Verfahren das Umsetzen von (I) einem ethylenisch ungesättigten Carbonsäure-, Säurehalogenid-, Anhydrid- oder Ester-Reaktanten mit (2) einem ethylenisch unge sättigten Kohlenwasserstoff mit mindestens 20 aliphatischen Kohlenstoffatomen oder einem chlorierten Kohlenwasserstoff mit mindestens 20 aliphatischen Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von etwa 100-300ºC. Der chlorierte Kohlenwasserstoff- oder ethylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoff-Reaktant enthält vorzugsweise mindestens 30 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt mindestens 40 Kohlenstoffatome, noch mehr bevorzugt mindestens 50 Kohlenstoffatome, und kann polare Substituenten und öllösende gebundene Reste enthalten, und innerhalb der allgemeinen vorstehend erläuterten Beschränkungen ungesättigt sein.
Bei der Herstellung des Carbonsäure-Acylierungsmittels entspricht der Carbonsäure- Reaktant gewöhnlich der Formel R&sub0;-(COOH)", wobei R&sub0; durch das Vorliegen von mindestens einer kovalenten ethylenisch ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung gekennzeichnet ist und n eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 6 und vorzugsweise die Zahl 2 ist. Der saure Reaktant kann auch das entsprechende Carbonsäurehalogenid, das Anhydrid, der Ester oder ein anderes äquivalentes Acylierungsmittel sowie Gemische aus zwei oder mehreren davon sein. Gewöhnlich wird die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in dem sauren Reaktanten 20 nicht übersteigen, vorzugsweise wird diese Zahl 10 nicht übersteigen und im allgemeinen wird sie 6 nicht übersteigen, ausschließlich der Reste auf Carboxylbasis. Vorzugsweise wird der saure Reaktant mindestens eine ethylenische Bindung in einer alpha,beta-Position bezüglich mindestens einer Carboxylfunktion aufweisen. Beispiele für saure Reaktanten sind Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, Itaconsäureanhydrid, Citraconsäure, Citraconsäureanhydrid, Mesaconsäure, Chlormaleinsäure, Aconitinsäure und ähnliche. Bevorzugte saure Reaktanten schließen Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid ein.
Der zur Herstellung dieser Carboxyl-Acylierungsmittel (A)(I) mit hohem Molekulargewicht verwendete ethylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoff-Reaktant und der chlorierte Kohlenwasserstoff-Reaktant sind vorzugsweise im wesentlichen gesättigte Erdölfraktionen mit hohem Molekulargewicht und im wesentlichen gesättigte Olefinpolymere und die entsprechenden chlorierten Produkte. Die von Monoolefinen mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen abgeleiteten Polymere und chlorierten Polymere sind bevorzugt. Besonders geeignete Polymere sind die Polymere aus 1-Monoolefinen wie Ethylen, Propen, 1-Buten, Isobuten, 1-Hexen, 1-Octen, 2-Methyl-1-hepten, 3-Cyclohexyl-1-buten und 2-Methyl-5-propyl-1- hexen. Polymere aus medialen Olefinen, d. h. Olefinen, bei denen die Olefinbindung nicht in einer endständigen Position ist, sind ebenso geeignet. Beispiele dafür sind 2-Buten, 3- Penten und 4-Octen.
Copolymere aus 1-Monoolefinen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, untereinander und mit anderen copolymerisierbaren olefinischen Verbindungen wie aromatischen Olefi nen, cyclischen Olefinen und Polyolefinen, sind ebenfalls geeignete Quellen für den ethylenisch ungesättigten Reaktanten. Solche Copolymere umfassen z. B. jene, die durch Polymerisieren von Isobuten mit Styrol, Isobuten mit Butadien, Propen mit Isopren, Propen mit Isobuten, Ethylen mit Piperylen, Isobuten mit Chloropren, Isobuten mit p-Methylstyrol, 1- Hexen mit 1,3-Hexadien, 1-Octen mit 1-Hexen, 1-Hepten mit 1-Penten, 3-Methyl-1-buten mit 1-Octen, 3,3-Dimethyl-1-penten mit 1-Hexen, Isobuten mit Styrol und Piperylen, usw. hergestellt werden.
Aus Gründen der Löslichkeit des Kohlenwasserstoffs sind die zur Verwendung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Acylierungsmittel vorgesehenen Copolymere vorzugsweise im wesentlichen aliphatisch und im wesentlichen gesättigt, d. h., sie sollten mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise 95 Gew.-% Einheiten enthalten, die von aliphatischen Monoolefinen abgeleitet sind. Vorzugsweise werden sie nicht mehr als etwa 5% olefinische Bindungen in Bezug auf die Gesamtzahl der vorliegenden kovalenten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Polymere und die chlorierten Polymere durch Polymerisieren eines C&sub4;-Raffineriestroms mit einem Butengehalt von 35 bis 75 Gew.-% und einem Isobutengehalt von 30 bis 60 Gew.-% in Gegenwart eines Lewis- Säure-Katalysators wie Aluminiumchlorid oder Bortrifluorid erhalten. Diese Polyisobutene enthalten vorzugsweise vorherrschend (d. h. mehr als 80% der gesamten Wiederholungseinheiten) Isobuten-Wiederholungseinheiten der Konfiguration
Die zur Herstellung der Carboxyl-Acylierungsmittel mit höherem Molekulargewicht verwendeten chlorierten Kohlenwasserstoffe und ethylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffe enthalten vorzugsweise bis zu 500 Kohlenstoffatome pro Molekül. Bevorzugte Acylierungsmittel (A)(I) sind jene, die Hydrocarbyfreste mit 20 bis 500 Kohlenstoffatomen, mehr bevorzugt mit 30 bis 500 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt 40 bis 500 Kohlenstoffatomen und ganz besonders bevorzugt mit 50 bis 500 Kohlenstoffatomen enthalten.
Die Polycarboxyl-Acylierungsmittel (A)(I) mit hohem Molekulargewicht können auch durch Halogenieren eines Kohlenwasserstoffs mit hohem Molekulargewicht wie die vorstehend beschriebenen Olefinpolymere zur Herstellung eines polyhalogenierten Produkts, Umsetzen des polyhalogenierten Produkts zu einem Polynitril und anschließender Hydrolyse des Polynitrils hergestellt werden. Sie können durch Oxidation eines hochmolekularen Polyal kohols mit Kaliumpermanganat, Salpetersäure oder einem ähnlichen Oxidationsmittel hergestellt werden. Ein weiteres Verfahren beinhaltet die Umsetzung eines Olefins oder eines polar-substituierten Kohlenwasserstoffs wie Chlorpolyisobuten mit einer ungesättigten Polycarbonsäure wie 2-Penten-1,3,5-tricarbonsäure, die durch Dehydrieren von Citronensäure hergestellt wird.
Die Polycarbonsäure-Acylierungsmittel (A)(I) können ebenfalls erhalten werden durch Umsetzen chlorierter Polycarbonsäuren, -anhydride, -acylhalogenide und ähnlicher mit ethylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen oder ethylenisch ungesättigten substituierten Kohlenwasserstoffen wie den Polyolefinen und den substituierten Polyolefinen, die vorstehend gemäß der US-PS 3,340,281 beschrieben wurden.
Die Polycarbonsäureanhydride (A)(I) mit hohem Molekulargewicht können durch Dehydratisieren der entsprechenden Säuren erhalten werden. Die Dehydratisierung kann einfach durch Erhitzen der Säure auf eine Temperatur über etwa 70ºC erreicht werden, vorzugsweise in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels wie z. B. Essigsäureanhydrid. Cyclische Anhydride werden gewöhnlich aus Polycarbonsäuren mit durch nicht mehr als 3 Kohlenstoffatome getrennten Säuregruppen wie substituierte Bernstein- oder Glutarsäure erhalten, während lineare Anhydride gewöhnlich aus Polycarbonsäuren mit durch 4 oder mehr Kohlenstoffatome getrennten Säuregruppen erhalten werden.
Die Säurehalogenide der Polycarbonsäuren können durch Umsetzen der Säuren oder ihrer Anhydride mit einem Halogenierungsmittel wie Phosphortribromid, Phosphorpentachlorid oder Thionylchlorid hergestellt werden.
Hydrocarbyl-substituierte Bernsteinsäuren und deren Anhydrid-, Säurehalogenid- und Esterderivate sind besonders bevorzugte Acylierungsmittel (A)(I). Diese Acylierungsmittel werden vorzugsweise durch Umsetzen von Maleinsäureanhydrid mit einem hochmolekularen Olefin oder einem chlorierten Kohlenwasserstoff wie einem chlorierten Polyolefin hergestellt. Die Umsetzung beinhaltet lediglich das Erhitzen der beiden Reaktanten auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100ºC bis etwa 300ºC, vorzugsweise auf etwa 100ºC bis etwa 200ºC. Das Produkt dieser Umsetzung ist ein Hydrocarbyl-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid, in dem der Substituent von dem Olefin oder dem chlorierten Kohlenwasserstoff abgeleitet ist. Das Produkt kann gegebenenfalls hydriert werden, um alle oder einen Teil der kovalenten ethylenisch ungesättigten Bindungen mittels Standard-Hydrierverfahren zu entfernen. Die Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureanhydride können durch Behandlung mit Wasser oder Dampf zu der entsprechenden Säure hydrolysiert werden, und entweder das Anhydrid oder die Säure können zu dem entsprechenden Säurehalogenid oder Ester durch Umsetzen mit einem Phosphorhalogenid, Phenol oder Alkohol umge wandelt werden. Die Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäuren und -anhydride (A)(I) haben die allgemeinen Formeln
oder
in denen der Rest R der Hydrocarbyl-substituent ist. Vorzugsweise enthält der Rest R 20 bis 500 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt 30 bis 500 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 40 bis 500 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 50 bis 500 Kohlenstoffatome.
Obwohl das Acylierungsmittel (A)(I) vorzugsweise eine aliphatische Polycarbonsäure und besonders bevorzugt eine Dicarbonsäure ist, kann das Carboxyl-Acylierungsmittel (A)(I) auch eine aromatische Polycarbonsäure oder Säure-erzeugende Verbindung sein. Die aromatischen Säuren sind vorzugsweise Alkyl-substituiertes, Dicarboxy-substituiertes Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenantren oder ähnliche aromatische Kohlenwasserstoffe. Die Alkylreste können bis zu etwa 30 Kohlenstoffatome enthalten. Die aromatische Säure kann auch andere Substituenten wie Halogen-, Hydroxy-, Niederalkoxysubstituenten, usw. enthalten.

Komponente (C):

Die Komponente (C) dient als Brücke zwischen den Bernsteinsäuremolekülen mit niedrigem (B)(I) und hohem (A)(l) Molekulargewicht. Die nieder- und hochmolekularen Moleküle können gemischt werden und werden mit dem verbrückenden Molekül umgesetzt. Die Umsetzung verläuft derart, daß die vorherrschende Spezies im Reaktionsgemisch das Produkt ist, in dem ein (C)-Molekül als Brücke zwischen einer Spezies mit niedrigem (B) und hohem (A) Molekulargewicht wirkt. Es werden aber auch Moleküle ausgebildet, in denen zwei Bernsteinsäurereagenzien mit niedrigem Molekulargewicht verbunden werden, sowie Spezies, in denen zwei Bernsteinsäurereagenzien mit hohem Molekulargewicht verbunden werden. In diesem Fall ist das Verhältnis zwischen (B)(I) und (A)(I) größer als 2 : 1. Wenn die statistische Produktverteilung gebildet wird, ist bei einem Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) von 2 : 1 die Anzahl der Moleküle, in denen (A)(I) mit (B)(I) verbunden ist, der Anzahl der Moleküle, wo (B)(I) mit (B)(I) verbunden ist, gleich. Bei einem Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) kleiner als 2 : 1 ist die Anzahl der Moleküle, wo (A)(I) mit (B)(I) verbunden ist, größer, während bei Verhältnissen von (B)(I) zu (A)(I) größer als 2 : 1 die Spezies vorherrschend sind, bei denen (B)(I) mit (B)(I) verbunden ist.
Die Komponente (C) kann jede Verbindung sein mit (i) zwei oder mehr primären Aminogruppen, (ii) zwei oder mehr sekundären Aminogruppen, (iii) mindestens einer primären Aminogruppe und mindestens einer sekundären Aminogruppe, (iv) mindestens zwei Hydroxylgruppen oder (v) mindestens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer Hydroxylgruppe. Beispiele für Komponente (C) sind Polyamine, Polyole und Hydroxyamine ein.

(1) Als Komponente (C) geeignete Polyamine:

Die als Komponente (C) geeigneten Polyamine sind durch das Vorliegen von mindestens zwei -NH&sub2;-Gruppen, mindestens zwei > NH-Gruppen oder mindestens einer -NH&sub2;-Gruppe und mindestens einer > NH-Gruppe in ihrer Struktur gekennzeichnet.
Diese Polyamine können aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder heterocyclische, einschließlich aliphatisch-substituierte aromatische, aliphatisch-substituierte cycloaliphatische, aliphatisch-substituierte heterocyclische, cycloaliphatisch-substituierte aliphatische, cycloaliphatisch-substituierte aromatische, cycloaliphatisch-substituierte heterocyclische, aromatisch-substituierte aliphatische, aromatisch-substituierte cycloaliphatische, aromatisch-substituierte heterocyclische, heterocyclisch-substituierte aliphatische, heterocyclisch- substituierte cycloaliphatische und heterocyclisch-substituierte aromatische Amine sein. Diese Amine können gesättigt oder ungesättigt sein. Falls das Amin ungesättigt ist, ist es vorzugsweise frei von acetylenischer Ungesättigtheit. Diese Amine können auch Nicht- Kohlenwasserstoffsubstituenten oder Reste enthalten, solange diese Reste nicht signifikant die Umsetzung solcher Amine mit den Reaktanten (A)(I) und (B)(I) stören. Solche Nicht- Kohlenwasserstoffsubstituenten oder Reste schließen niedere Alkoxy-, niedere Alkyl-, Mercapto-, Nitro- und unterbrechende Gruppen wie -O- und -S- ein (z. B. wie in den Gruppen
-CH&sub2;CH&sub2;-X-CH&sub2;CH&sub2;-,
in denen X die Gruppe -O- oder -S- ist).
Die Polyamine umfassen aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Polyamine analog den aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen Monoaminen, die nachstehend beschrieben werden, jedoch liegt in ihrer Struktur mindestens eine zusätzliche > NH- oder -NH&sub2;-Gruppe vor.
Aliphatische Monoamine schließen monoaliphatisch- und dialiphatisch-substituierte Amine ein, wobei die aliphatischen Reste gesättigt oder ungesättigt und unverzweigt oder ver zweigt sein können. Daher handelt es sich um primäre oder sekundäre aliphatische Amine. Solche Amine umfassen z. B. Mono- und Dialkyl-substituierte Amine, Mono- und Dialkenylsubstituierte Amine und Amine mit einem N-Alkenylsubstituenten und einem N-Alkylsubstituenten und ähnliche. Die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen in diesen aliphatischen Monoaminen übersteigt vorzugsweise nicht 40 und übersteigt gewöhnlich nicht 20 Kohlenstoffatome. Spezielle Beispiele solcher Monoamine umfassen Ethylamin, Diethylamin, n- Butylamin, Di-n-butylamin, Allylamin, Isobutylamin, Cocoamin, Stearylamin, Laurylamin, Methyllaurylamin, Oleylamin, N-Methyloctylamin, Dodecylamin, Octadecylamin und ähnliche. Beispiele von cycloaliphatisch-substituierten aliphatischen Aminen, aromatisch-substituierten aliphatischen Aminen und heterocyclisch-substituierten aliphatischen Aminen schließen 2-(Cyclohexyl)-ethylamin, Benzylamin, Phenylethylamin und 3-(Furylpropyl)-amin ein.
Cycloalphatische Monoamine sind jene Monoamine, bei denen ein cycloaliphatischer Substituent direkt über ein Kohlenstoffatom in der Ringstruktur an das Amino-Stickstoffatom gebunden ist. Beispiele cycloaliphatischer Monoamine umfassen Cyclohexylamine, Cyclopentylamine, Cyclohexenylamine, Cyclopentenylamine, N-Ethylcyclohexylamine, Dicyclohexylamine und ähnliche. Beispiele von aliphatisch-substituierten, aromatisch-substituierten und heterocyclisch-substituierten cycloaliphatischen Monoaminen umfassen Propylsubstituierte Cyclohexylamine, Phenyl-substituierte Cyclopentylamine und Pyranyl-substituierte Cyclohexylamine.
Aromatische Monoamine schließen jene Monoamine ein, bei denen ein Kohlenstoffatom der aromatischen Ringstruktur direkt an das Amino-Stickstoffatom gebunden ist. Der aromatische Ring wird gewöhnlich ein einkerniger aromatischer Ring sein (d. h. von Benzol abgeleitet sein), aber er kann anellierte aromatische Ringe einschließen, insbesondere die von Naphthalin abgeleiteten. Beispiele aromatischer Monoamine umfassen Anilin, Di-(p- methylphenyl)-amin, Naphthylamin, N-(n-Butyl)-anilin und ähnliche. Beispiele von aliphatisch-substituierten, cycloaliphatisch-substituierten und heterocyclisch-substituierten aromatischen Monoaminen umfassen p-Ethoxyanilin, p-Dodecylamin, Cyclohexyl-substituiertes Naphthylamin und Thienyl-substituiertes Anilin.
Heterocyclische Polyamine können ebenfalls verwendet werden. Der Begriff "heterocyclisches Polyamin" beschreibt hier jene heterocyclischen Amine mit mindestens zwei primären Aminogruppen, mindestens zwei sekundären Aminogruppen oder mindestens einer jeder Gruppen, und mindestens einem Stickstoffatom als Heteroatom im heterocyclischen Ring. Solange in den heterocyclischen Polyaminen mindestens zwei primäre Aminogruppen, mindestens zwei sekundäre Aminogruppen oder mindestens eine dieser Gruppen vorliegt, kann das Hetero-Stickstoffatom in dem Ring ein tertiäres Amino-Stickstoffatom sein; d. h. eines, an dem nicht direkt ein Wasserstoffatom am Ring-Stickstoffatom gebunden ist. Das Hetero-Stickstoffatom kann eines der sekundären Aminogruppen sein; d. h. es kann ein Ring-Stickstoffatom sein, an das ein Wasserstoffatom direkt gebunden ist. Heterocyclische Amine können gesättigt oder ungesättigt sein und sie können verschiedene Substituenten enthalten wie Nitro-, Alkoxy-, AIkylmercapto-, Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylsubstituenten. Im allgemeinen wird die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen in den Substituenten nicht den Wert 20 übersteigen. Heterocyclische Amine können andere Heteroatome als Stickstoff enthalten, insbesondere Sauerstoff und Schwefel. Offensichtlich können sie mehr als ein Stickstoff-Heteroatom enthalten. Die 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Ringe sind bevorzugt.
Unter den geeigneten heterocyclischen Polyaminen befinden sich die Aziridine, Azetidine, Azolidine, Tetra- und Dihydropyridine, Pyrrole, Indole, Piperidine, Imidazole, Di- und Tetrahydroimidazole, Piperazine, Isoindole, Purine, Morpholine, Thiomorpholine, N-Aminoalkylmorpholine, N-Aminoalkylthiomorpholine, N-Aminoalkylpiperazine, N,N'-Diaminoalkylpiperazine, Azepine, Azocine, Azonine, Azecine und Tetra-, Di- und Perhydroderivate von jedem der vorstehend genannten und Gemische aus zwei oder mehr dieser heterocyclischen Amine. Geeignete heterocyclische Polyamine sind die gesättigten 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Polyamine, die lediglich Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel im Heterocyclus enthalten, insbesondere die Piperidine, Piperazine, Thiomorpholine, Morpholine, Pyrrolidine und ähnliche. Gewöhnlich sind die Aminoalkylsubstituenten an einem Stickstoffatom, das einen Teil des Heterocyclus bildet, substituiert. Spezielle Beispiele solcher heterocyclischer Amine schließen N-Aminoethylpiperazin und N,N'-Diaminoethylpiperazin ein.
Hydrazin und substituierte Hydrazine können ebenfalls verwendet werden. Die Substituenten, die sich am Hydrazin befinden können, schließen Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkarylsubstituenten und ähnliche ein. Gewöhnlich sind die Substituenten Alkyl-, insbesondere niedere Alkyl-, Phenyl- und substituierte Phenylsubstituenten wie Niederalkoxy-substituierte Phenyl- oder Niederalkyl-substituierte Phenylsubstituenten. Spezielle Beispiele substituierter Hydrazine sind Methylhydrazin, N,N-Dimethylhydrazin, N,N'-Dimethylhydrazin, Phenylhydrazin, N-Phenyl-N'-ethylhydrazin, N-(p-Tolyl)-N'-(n-butyl)-hydrazin, N-(p- Nitrophenyl)-hydrazin, N-(p-Nitrophenyl)-N-methylhydrazin, N,N'-Di-(p-chlorphenol)-hydrazin, N-Phenyl-N'-cyclohexylhydrazin und ähnliche.
Eine weitere Gruppe von erfindungsgemäß verwendbaren Aminen sind verzweigte Polyalkylenpolyamine. Die verzweigten Polyalkylenpolyamine sind Polyalkylenpolyamine, in denen der verzweigte Rest eine Seitenkette mit durchschnittlich mindestens einer Stickstoffgebundenen Aminoalkylengruppe
pro neun an der Hauptkette vorliegenden Aminoeinheiten ist; z. B. 1-4 solcher verzweigter Ketten pro neun Einheiten der Hauptkette, aber vorzugsweise eine Seitenketteneinheit pro neun Hauptketteneinheiten. Diese Polyamine enthalten also mindestens drei primäre Aminogruppen und mindestens eine tertiäre Aminogruppe. Diese Amine haben die allgemeine Formel:
in der der Rest R ein Alkylenrest wie Ethylen, Propylen, Butylen und andere Homologe (sowohl verzweigt als auch unverzweigt) usw., aber vorzugsweise Ethylen ist; und x, y und z ganze Zahlen sind; x einen Wert im Bereich von 4 bis 24 oder höher, vorzugsweise von 6 bis 18 hat; y einen Wert im Bereich von 1 bis 6 oder höher, vorzugsweise von 1 bis 3 hat; und z einen Wert im Bereich von 0 bis 6, vorzugsweise von 0 bis 1 hat. Die x- und y-Einheiten können aufeinanderfolgen, abwechselnd, geordnet oder zufällig verteilt sein. Eine geeignete Klasse solcher Polyamine hat die Formel
in der n eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 1 bis 20 oder höher, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 ist, und in der der Rest R vorzugsweise Ethylen ist, aber auch Propylen, Butylen, usw. (unverzweigt oder verzweigt) sein kann. Geeignete Ausführungsformen haben die allgemeine Formel
in der n eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 1 bis 3 ist. Die Gruppen innerhalb der Klammern können in einer Kopf-Kopf- oder Kopf-Schwanz-Anordnung verknüpft sein: Diese Polyamine sind in den US-Patentschriften 3,200,106 und 3,259,578 beschrieben.
Geeignete Polyamine schließen auch Polyoxyalkylenpolyamine ein, z. B. Polyoxyalkylendiamine und Polyoxyalkylentriamine mit durchschnittlichen Molekulargewichten im Bereich von 200 bis 4000, vorzugsweise von 400 bis 2000. Beispiele dieser Polyoxyalkylenpolyamine schließen die Amine mit der allgemeinen Formel
NH&sub2;-Alkylen-(-O-Alkylen-)-mNH&sub2;
ein, in der m einen Wert von 3 bis 70, vorzugsweise von 10 bis 35 hat, sowie die mit der allgemeinen Formel
R-[Alkylen-(-O Alkylen-)-nNH&sub2;]&sub3;&submin;&sub6;
in der n eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 1 bis 40 ist, mit der Maßgabe, daß die Summe aller Zahlen n einen Wert von 3 bis 70 und im allgemeinen von 6 bis 35 hat, und der Rest R ein polyvalenter gesättigter Hydrocarbylrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und mit einer Valenz von 3 bis 6 ist. Die Alkylengruppen können unverzweigte oder verzweigte Ketten sein und enthalten 1 bis 7 Kohlenstoffatome und gewöhnlich 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Die verschiedenen in den vorstehenden Formeln vorliegenden Alkylengruppen können gleich oder verschieden sein.
Speziellere Beispiele dieser Polyamine schließen ein:
wobei x einen Wert von 3 bis 10 hat, vorzugsweise von 10 bis 35; und
wobei x + y + z einen Gesamtwert im Bereich von 3 bis 30 haben, vorzugsweise von 5 bis 10.
Geeignete Polyoxyalkylenpolyamine umfassen die Polyoxyethylen- und Polyoxypropylendiamine und die Polyoxypropylentriamine mit durchschnittlichen Molekulargewichten im Bereich von 200 bis 2000. Die Polyoxyalkylenpolyamine sind von Texaco unter dem Handelsnamen "Jeffamine" käuflich. Die US-Patentschriften 3,804,763 und 3,948,800 beschreiben solche Polyoxyalkylenpolyamine.
Geeignete Polyamine sind die Alkylenpolyamine einschließlich der Polyalkylenpolyamine, wie sie nachstehend genauer beschrieben werden. Die Alkylenpolyamine umfassen jene mit der Formel
in der n einen Wert von 1 bis 10 hat, vorzugsweise von 1 bis 7; und in der jeder Rest R und R' unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Hydrocarbylrest oder ein Hydroxy-substituierter Hydrocarbylrest mit bis zu 700 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise bis zu 100 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt bis zu 50 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt bis zu 30 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste R und mindestens einer der Reste R' ein Wasserstoffatom ist; und in der die "Alkylen"-gruppe 1 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome, wobei das bevorzugte Alkylen Ethylen oder Propylen ist. Geeignete Alkylenpolyamine sind die, bei denen jeder Rest R und jeder Rest R' ein Wasserstoffatom ist, wobei die Ethylenpolyamine und Gemische aus Ethylenpolyaminen besonders bevorzugt sind. Solche Alkylenpolyamine umfassen Methylenpolyamine, Ethylenpolyamine, Butylenpolyamine, Propylenpolyamine, Pentylenpolyamine, Hexylenpolyamine, Heptylenpolyamine. Die höheren Homologen solcher Amine und verwandte Aminoalkyl-substituierte Piperazine sind ebenfalls eingeschlossen.
Geeignete Alkylenpolyamine umfassen Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, Propylendiamin, Trimethylendiamin, Hexamethylendiamin, Decamethylendiamin, Octamethylendiamin, Di-(heptamethylen)-triamin, Tripropylentetramin, Tetraethylenpentamin, Trimethylendiamin, Pentaethylenhexamin, Di- (trimethylen)-triamin, N-(2-Aminoethyl)-piperazin, 1,4-Bis-(2-aminoethyl)-piperazin. Höhere Homologe, wie sie durch Kondensation von zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Alkylenamine erhalten werden, eignen sich als erfindungsgemäß verwendete Amine, genauso wie Gemische aus zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Polyamine.
Ethylenpolyamine wie die vorstehend erwähnten, werden genau unter der Überschrift "Diamines and Higher Amines, Aliphatic" in The Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Auflage, Kirk-Othmer, Bd. 7, Seiten 580-602, Wiley-Interscience, John Wiley and Sons, 1979, beschrieben. Solche Verbindungen werden sehr einfach durch Umsetzen eines Alkylenchlorids mit Ammoniak oder durch Umsetzen eines Ethylenimins mit einem Ringöffnungsreagenz wie Ammoniak hergestellt. Diese Umsetzungen führen zur Herstellung der komplizierten Gemische aus Alkylenpolyaminen, einschließlich cyclischer Kondensationsprodukte wie Piperazinen.
Alkoxylierte Alkylenpolyamine (z. B. N,N-1-(Diethanol)-ethylendiamin) können verwendet werden. Solche Polyamine können durch Umsetzen von Alkylenaminen (z. B. Ethylendiamin) mit einem oder mehreren Alkylenoxiden (z. B. Ethylenoxid, Octadecenoxid) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Ähnliche Alkylenoxid-Alkanolamin-Reaktionsprodukte können ebenfalls verwendet werden, wie die durch Umsetzen der vorstehend beschriebenen primären, sekundären oder tertiären Alkanolamine mit Ethylen, Propylen oder höheren Epoxiden in einem Molverhältnis von 1 : 1 oder 1 : 2 hergestellten Produkte. Die Verhältnisse der Reaktanten und die Temperaturen zum Durchführen solcher Umsetzungen sind bekannt.
Spezielle Beispiele alkoxylierter Alkylenpolyamine umfassen N-(2-Hydroxyethyl)-ethylendiamin, N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-ethylendiamin, 1-(2-Hydroxyethyl)-piperazin, Mono- (hydroxypropyl)-substituiertes Diethylentriamin, Di-(hydroxypropyl)-substituiertes Tetraethylenpentamin, N-(3-Hydroxybutyl)-tetramethylendiamin, usw. Höhere Homologe, die durch Kondensation der vorstehend beschriebenen Hydroxyalkylenpolyamine durch Aminogruppen oder durch Hydroxygruppen erhalten werden, sind ebenfalls geeignet. Die Kondensation durch Aminogruppen führt zu einem höheren Amin, begleitet von dem Entfernen von Ammoniak, während die Kondensation durch Hydroxygruppen zu Produkten mit Etherbindungen führt, begleitet von dem Entfernen von Wasser. Gemische aus zwei oder mehr der vorstehend bezeichneten Polyamine sind ebenfalls geeignet.

(2) Als Komponente (C) geeignete Polyole:

Die als Komponente (C) geeigneten Polyole oder Polyalkohole schließen die Verbindungen mit der allgemeinen Formel
R&sub1;(OH)m
ein, in der der Rest R&sub1; ein monovalenter oder polyvalenter organischer Rest ist, der durch Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen mit den -OH-Gruppen verbunden ist (d. h., die Gruppe -COH, in der das Kohlenstoffatom nicht Teil einer Carbonylgruppe ist), und in der m eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 2 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 ist. Diese Alkohole können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch und heterocyclisch sein, einschließlich aliphatisch-substituierter cycloaliphatischer Alkohole, aliphatisch-substituierter aromatischer Alkohole, aliphatisch-substituierter heterocyclischer Alkohole, cycloaliphatisch-substituierter aliphatischer Alkohole, cycloaliphatisch-substituierter heterocyclischer Alkohole, heterocyclisch-substituierter aliphatischer Alkohole, heterocyclisch-substituierter cycloaliphatischer Alkohole und heterocyclisch-substituierter aromatischer Alkohole. Außer den Polyoxyalkylenalkoholen enthalten die Polyalkohole mit der Formel R&sub1;(OH)m vorzugsweise nicht mehr als 40 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt nicht mehr als 20 Kohlenstoffatome. Die Alkohole können Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten oder Reste enthalten, die nicht die Umsetzung der Alkohole mit den erfindungsgemäßen Hydrocarbyl-substituierten Carbonsäuren oder -Anhydriden stören. Solche Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten oder Reste umfassen niedere Alkoxy-, niedere Alkyl-, Mercapto-, Nitro- und unterbrechende Reste wie die Gruppen -O- und -S- (z. B. wie in -CH&sub2;CH&sub2;-X-CH&sub2;CH&sub2;-, wobei X die Gruppe -O- oder -S- ist).
Geeignete Polyoxyalkylenalkohole und ihre Derivate schließen die Hydrocarbylether und die Carbonsäureester ein, die durch Umsetzen der Alkohole mit verschiedenen Carbonsäuren erhalten werden. Beispielhafte Hydrocarbylreste sind Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylaryl-, Aralkyl-, Alkylarylalkylreste, usw. mit bis zu 40 Kohlenstoffatomen. Spezielle Hydrocarbylreste umfassen Methyl-, Butyl-, Dodecyl-, Tolyl-, Phenyl-, Naphthyl-, Dodecylphenyl-, p- Octylphenylethyl- und Cyclohexylreste. Geeignete Carbonsäuren zur Herstellung der Esterderivate sind Mono- oder Polycarbonsäuren wie Essigsäure, Valeriansäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Bernsteinsäure und Alkyl- oder Alkenyl-substituierte Bernsteinsäuren, bei denen die Alkyl- oder Alkenylgruppe bis zu etwa 20 Kohlenstoffatome enthält. Alkohole dieser Klasse sind von verschiedenen Quellen erhältlich, z. B. PLURONICS, von Wyandotte Chemicals Corporation erhältliche Polyole; POLYGLYCOL 112-2, ein von Dow Chemical Co. erhältliches flüssiges Triol, abgeleitet aus Ethylenoxid und Propylenoxid; und TERGITOLS, von der Union Carbide Corporation erhältliches Dodecylphenyl- oder Nonyl phenylpolyethylenglykolether sowie UCONS, von der Union Carbide Corporation erhältliche Polyalkylenglykole und verschiedene Derivate davon. Die verwendeten Alkohole müssen aber durchschnittlich mindestens eine freie alkoholische Hydroxylgruppe pro Molekül Polyoxyalkylenalkohol enthalten. Um diese Polyoxyalkylenalkohole zu beschreiben, wird eine alkoholische Hydroxylgruppe an ein Kohlenstoffatom gebunden, das nicht Teil eines aromatischen Kerns ist.
Für die Zwecke dieser Erfindung geeignete Alkohole umfassen auch Alkylenglykole und Polyoxyalkylenalkohole wie Polyoxyethylenalkohole, Polyoxypropylenalkohole, Polyoxybutylenalkohole und ähnliche. Diese Polyoxyalkylenalkohole (zuweilen als Polyglykole bezeichnet) können bis zu 150 Oxyalkylenreste enthalten, wobei der Alkylenrest 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthält. Solche Polyoxyalkylenalkohole sind im allgemeinen Dialkohole. Das bedeutet, daß jedes Ende des Moleküls mit einer OH-Gruppe abschließt. Damit solche Polyoxyalkylenalkohole geeignet sind, müssen sie mindestens zwei OH-Gruppen enthalten.
Die für die Zwecke dieser Erfindung geeigneten Polyalkohole schließen Polyhydroxy-aromatische Verbindungen ein. Polyphenole und -naphthole sind geeignete Hydroxy-aromatische Verbindungen. Diese Hydroxy-substituierten aromatischen Verbindungen können zusätzlich zu den Hydroxysubstituenten andere Substituenten enthalten wie Halogen-, Alkyl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Alkylmercapto-, Nitro- und ähnliche Substituenten. Gewöhnlich wird die aromatische Hydroxy-Verbindung 2 bis 4 Hydroxygruppen enthalten. Die aromatischen Hydroxyverbindungen werden anhand der folgenden speziellen Beispiele veranschaulicht: Resorcin, Brenzcatechin, pp'-Dihydroxybiphenyl, Hydrochinon, Pyrogallol, Phloroglucin, Hexylresorcin, Orcin.
Die Polyalkohole enthalten vorzugsweise 2 bis 10 Hydroxygruppen. Beispiele dafür sind die vorstehend erwähnten Alkylenglykole und Polyoxyalkylenglykole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropyfenglykol, Dibutylenglykol, Tributylenglykol und andere Alkylenglykole und Polyoxyalkylenglykole, bei denen die Alkylengruppen 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten.
Andere geeignete Polyalkohole umfassen Glycerin, Glycerin-Monooleat, Glycerin-Monostearat, Monomethylether von Glycerin, Pentaerythrit, N-Butylester von 9,10-Dihydroxystearinsäure, Methylester von 9,10-Dihydroxystearinsäure, 1,2-Butandiol, 2,3-Hexandiol, 2,4-Hexandiol, Pinacol, Erythrit, Arabit, Sorbit, Mannit, 1,2-Cyclohexandiol und Xylolglykol sowie Kohlenhydrate wie Zucker, Stärken und Cellulosen. Als Beispiele für die Kohlenhydrate dienen Glucose, Fructose, Saccharose, Rhamnose, Mannose, Glyceraldehyd und Galactose.
Polyalkohole mit mindestens 3 Hydroxylgruppen, bei denen einige, aber nicht alle, mit einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen wie Octansäure, Ölsäure, Stearinsäure, Linolsäure, Dodecansäure, Tallölsäure verestert wurden, sind auch geeignet. Weitere spezielle Beispiele solcher teilweise veresterten Polyalkohole sind das Monooleat von Sorbit, das Distearat von Sorbit, das Monooleat von Glycerin, das Monostearat von Glycerin und das Didodecanoat von Erythrit.
Geeignete Alkohole schließen auch jene Polyalkohole mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen ein, und insbesondere diejenigen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Diese Alkoholklasse schließt Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Gluconsäure, Glyceraldehyd, Glucose, Arabinose, 1,7-Heptandiol, 2,4-Heptandiol, 1,2,3-Hexantriol, 1,2,4-Hexantriol, 1,2,5- Hexantriol, 2,3,4-Hexantriol, 1,2,3-Butantriol, 1,2,4-Butantriol, Chinasäure, 2,2,6,6-Tetrakis- (hydroxymethyl)-cyclohexanol, 1,10-Decandiol und Digitalose ein. Aliphatische Alkohole mit mindestens 3 Hydroxylgruppen und bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind geeignet.
Geeignete Polyalkohole sind die Polyalkanole mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und insbesondere die mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und mit mindestens drei Hydroxylgruppen. Beispiele für solche Alkohole sind Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Mannit, Sorbit, 2-Hydroxymethyl-2-methyl-1,3-propandiol-(trimethylolethan), 2-Hydroxymethyl-2-ethyl-1,3-propandiol- (trimethylpropan) und 1,2,4-Hexantriol.

(3) Als Komponente (C) geeignete Hydroxyamine:

Die Hydroxyamine können primäre oder sekundäre Amine sein. Sie können auch tertiäre Amine sein, mit der Maßgabe, daß die tertiären Amine auch mindestens zwei Hydroxylgruppen enthalten. Diese Hydroxyamine enthalten mindestens zwei > NH-Gruppen, mindestens zwei -NH&sub2;-Gruppen, mindestens eine -OH-Gruppe und mindestens eine > NH- oder -NH&sub2;-Gruppe oder mindestens zwei -OH-Gruppen. Die Begriffe "Hydroxyamin" und "Aminoalkohol" beschreiben dieselbe Verbindungsklasse und können daher ausgetauscht werden.
Die Hydroxyamine können primäre oder sekundäre Alkanolamine oder Gemische daraus sein. Solche Amine haben die jeweiligen allgemeinen Formeln
H&sub2;N-R'-OH
und
in denen der Rest R ein Hydrocarbylrest mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen oder ein Hydroxyl-substituierter Hydrocarbylrest mit 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen und R ein divalenter Hydrocarbylrest mit etwa 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist. Die Gruppe -R'-OH stellt in solchen Formeln den Hydroxyl-substituierten Hydrocarbylrest dar. Der Rest R' kann ein acyclischer, alicyclischer oder aromatischer Rest sein. Typischerweise ist R' ein acyclischer unverzweigter oder verzweigter Alkylenrest wie ein Ethylen-, 1,2-Propylen-, 1,2-Butylen-, 1,2-Octadecylenrest. Typischerweise ist R ein niederer Alkylrest mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen.
Die Hydroxyamine können ebenfalls N-(Hydroxy-substituierte Hydrocarbyl)-etheramine sein. Diese sind Hydroxyl-substituierte Poly(hydrocarbyloxy)-Analoga der vorstehend beschrieben primären und sekundären Alkanolamine (diese Analoga schließen auch Hydroxyl-substituierte Oxyalkylen-Analoga ein). Solche N-(Hydroxyl-substituierten Hydrocarbyl)-amine können einfach durch Umsetzen von Epoxiden mit den vorstehend beschriebenen Aminen hergestellt werden und haben die allgemeinen Formeln
H&sub2; N-(R'O)X H
und
in denen x eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 15 ist und die Reste R und R' die vorstehend angegebene Bedeutung haben.
Polyamin-Analoga dieser Hydroxyamine, insbesondere alkoxylierte Alkylenpolyamine (z. B. N,N-(Diethanol)-ethylendiamin) können ebenfalls verwendet werden. Solche Polyamine können durch Umsetzen von Alkylenaminen (z. B. Ethylendiamin) mit einem oder mehreren Alkylenoxiden (z. B. Ethylenoxid, Octadecenoxid) mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Ähnliche Alkylenoxid-Alkanolamin-Reaktionsprodukte können ebenfalls verwendet werden wie z. B. die Produkte, die durch Umsetzen der vorstehend beschriebenen primären oder sekundären Alkanolamine mit Ethylen, Propylen oder höheren Epoxiden in Molver hältnissen von 1 : 1 oder 1 : 2 hergestellt werden. Die Verhältnisse der Reaktanten und die Temperaturen zur Durchführung solcher Umsetzungen sind bekannt.
Spezielle Beispiele von alkoxylierten Alkylenpolyaminen umfassen N-(2-Hydroxyethyl)- ethylendiamin, N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-ethylendiamin, 1-(2-Hydroxyethyl)-piperazin, Mono-(hydroxypropyl)-substituiertes Diethylentriamin, Di-(hydroxypropyl)-substituiertes Tetraethylenpentamin, N-(3-Hydroxybutyl)-tetramethylendiamin. Höhere Homologe, die durch Kondensation der vorstehend beschriebenen Hydroxyalkylenpolyamine durch Aminogruppen oder durch Hydroxygruppen erhalten werden, sind ebenfalls geeignet. Die Kondensation durch Aminogruppen führt zu einem höheren Amin, begleitet von dem Entfernen von Ammoniak, während die Kondensation durch Hydroxygruppen zu Produkten mit Etherbindungen führt, begleitet von dem Entfernen von Wasser. Gemische aus zwei oder mehreren der vorstehend bezeichneten Mono- oder Polyamine sind ebenfalls geeignet.
Beispiele der N-(Hydroxyl-substituierten Hydrocarbyl)-amine umfassen Mono-, Di- und Triethanolamin, Diethylethanolamin, Di-(3-hydroxylpropyl)-amin, N-(3-Hydroxylbutyl)-amin, N-(4-Hydroxylbutyl)-amin, N,N-Di-(2-hydroxylpropyl)-amin, N-(2-Hydroxylethyl)-morpholin und sein Schwefel-Analogon, N-(2-Hydroxylethyl)-cyclohexylamin, N-3-Hydroxylcyclopentylamin, o-, m- und p-Aminophenol, N-(Hydroxylethyl)-piperazin und N,N'-Di-(hydroxylethyl)-piperazin.
Weitere Hydroxyamine sind die in der US-Patentschrift 3,576,743 durch die allgemeine Formel
RaNH&sub2;
beschriebenen Hydroxy-substituierten primären Amine, wobei der Rest Ra in der Formel ein monovalenter organischer Rest mit mindestens einer alkoholischen Hydroxygruppe ist. Die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen in Ra übersteigt vorzugsweise nicht den Wert 20. Hydroxy-substituierte aliphatische primäre Amine mit insgesamt bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind geeignet. Die primären Polyhydroxy-substituierten Alkanolamine, in denen nur eine Aminogruppe vorliegt (d. h. eine primäre Aminogruppe) mit einem Alkylsubstituenten mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und bis zu 6 Hydroxylgruppen sind geeignet. Diese primären Alkanolamine entsprechen der Formel Ra-NH&sub2;, in der Ra ein Mono- oder Polyhydroxysubstituierter Alkylrest ist. Spezielle Beispiele der Hydroxy-substituierten primären Amine umfassen 2-Amino-1-butanol, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, p-(beta-Hydroxyethyl)-anilin, 2-Amino-1-propanol, 3-Amino-1-propanol, 2-Aminomethyl-1,3-propandiol, 2-Amino-2-ethyl- 1,3-propandiol, N-(beta-Hydroxypropyl)-N'-(beta-aminoethyl)-piperazin, Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan (auch bekannt als Trismethylolaminomethan), 2-Amino-1-butanol, Ethanolamin, beta-(beta-Hydroxyethoxy)-ethylamin, Glucamin, Glucosamin, 4-Amino-3- hydroxy-3-methyl-1-buten (das gemäß bekannter Verfahren durch Umsetzen von Isoprenoxid mit Ammoniak hergestellt werden kann), N-3-(Aminopropyl)-4-(2-hydroxyethyl)-piperidin, 2-Amino-6-methyl-6-heptanol, 5-Amino-1-pentanol, N-(beta-Hydroxyethyl)-1,3-diaminopropan, 1,3-Diamino-2-hydroxypropan, N-(beta-Hydroxyethoxyethyl)-ethylendiamin und Trismethylolaminomethan, vgl. die US-Patentschrift 3,576,743.
Hydroxyalkylalkylenpolyamine mit einem oder mehreren Hydroxyalkylsubstituenten an den Stickstoffatomen sind ebenfalls geeignet. Geeignete Hydroxyalkyl-substituierte Alkylenpolyamine schließen jene ein, bei denen der Hydroxyalkylrest ein niedrer Hydroxyalkylrest ist, d. h. weniger als 8 Kohlenstoffatome enthält. Beispiele solcher Hydroxyalkyl-substituierter Polyamine umfassen N-(2-Hydroxyethyl)-ethylendiamin, N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-ethylendiamin, 1-(2-Hydroxyethyl)-piperazin, Monohydroxypropyl-substituiertes Diethylentriamin, Dihydroxypropyl-substituiertes Tetraethylenpentamin, N-(3-Hydroxybutyl)-tetramethylendiamin. Höhere Homologe, wie sie durch Kondensation der vorstehend bezeichneten Hydroxyalkylenpolyamine durch Aminogruppen oder durch Hydroxygruppen erhalten werden, sind ebenso geeignet. Die Kondensation durch Aminogruppen führt zu einem höheren Amin, begleitet von dem Entfernen von Ammoniak, und die Kondensation durch Hydroxygruppen führt zu Etherbindungen enthaltenden Produkten, begleitet von dem Entfernen von Wasser.

Komponenten (A)(II) und (B)(II):

Die Komponenten (A)(II) und (B)(11) können gleich oder verschieden sein, vorzugsweise sind sie aber gleich. Die als Komponente (A)(II) und (B)(II) geeigneten Amine zur Herstellung der erfindungsgemäßen Salzzusammensetzungen schließen Ammoniak und die primären, sekundären und Hydroxyamine ein, die vorstehend als Komponente (C) geeignet beschrieben wurden. Zusätzlich zu Ammoniak, den primären Aminen, den sekundären Aminen und den Hydroxyaminen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, schließen die als Komponenten (A)(II) und (B)(II) geeigneten Amine primäre und sekundäre Monoamine und tertiäre Mono- und Polyamine ein. Die als Komponenten (A)(II) und (B)(II) geeigneten primären und sekundären Monoamine werden vorstehend unter dem Untertitel "(I) Als Komponente (C) geeignete Polyamine" als Analoga der vorstehend beschriebenen Polyamine beschrieben. Diese primären und sekundären Monoamine schließen die aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen Monoamine ein, die vorstehend beschrieben wurden. Die tertiären Amine sind den vorstehend diskutierten primären, sekundären und Hydroxyaminen analog, jedoch können sie entweder Monoamine oder Polyamine sein, und Wasserstoffatome in den H-N< oder -NH&sub2;-Gruppen werden durch Hydrocarbylreste ersetzt.
Die tertiären Amine können aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder heterocyclische, einschließlich aliphatisch-substituierter aromatischer, aliphatisch-substituierter cycloaliphatischer, aliphatisch-substituierter heterocyclischer, cycloaliphatisch-substituierter aliphatischer, cycloaliphatisch-substituierter aromatischer, cycloaliphatisch-substituierter heterocyclischer, aromatisch-substituierter aliphatischer, aromatisch-substituierter cycloaliphatischer, aromatisch-substituierter heterocyclischer, heterocyclisch-substituierter aliphatischer, heterocyclisch-substituierter cycloaliphatischer und heterocyclisch-substituierter aromatischer Amine sein. Diese tertiären Amine können gesättigt oder ungesättigt sein. Wenn das Amin ungesättigt ist, ist es vorzugsweise frei von acetylenischer Ungesättigtheit. Die tertiären Amine können auch Nicht-Köhlenwasserstoffsubstituenten oder -Reste enthalten, solange diese Gruppen nicht signifikant die Umsetzung der Komponente (B) mit der Komponente (A) stören. Solche Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten oder -Reste schließen niedere Alkoxy-, niedere Alkyl-, Mercapto-, Nitro- und unterbrechende Reste wie -O- und -S- ein (z. B. wie in -CH&sub2;CH&sub2;-X-CH&sub2;CH&sub2;-, in denen X die Gruppe -O- oder -S- ist).
Die Monoamine haben die allgemeine Formel
in der die Reste R', R² und R³ gleiche oder unterschiedliche Hydrocarbylreste sind. Vorzugsweise sind R', R² und R³ unabhängig Hydrocarbylreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Beispiele geeigneter tertiärer Amine umfassen Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Monomethyldiethylamin, Monoethyldimethylamin, Dimethylpropylamin, Dimethylbutylamin, Dimethylpentylamin, Dimethylhexylamin, Dimethylheptylamin, Dimethyloctylamin, Dimethylnonylamin, Dimethyldecylamin, Dimethylphenylamin, N,N- Dioctyl-1-octanamin, N,N-Didodecyl-1-dodecanamin, Tricocoamin, trihydriertes Talgamin, N-Methyl-dihydriertes Talgamin, N,N-Dimethyl-1-dodecanamin, N,N-Dimethyl-1-tetradecanamin, N,N-Dimethyl-1-hexadecanamin, N,N-Dimethyl-1-octadecanamin, N,N-Dimethylcocoamin, N,N-Dimethylsojaamin, N,N-Dimethyl-hydriertes Talgamin.
Geeignete tertiäre Alkanolamine haben die allgemeine Formel
in der jeder Rest R unabhängig ein Hydrocarbylrest mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen oder ein Hydroxyl-substituierter Hydrocarbylrest mit 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen ist und der Rest R' ein divalenter Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist. Die Gruppe -R'-OH in dieser Formel bezeichnet den Hydroxyl-substituierten Hydrocarbylrest. R' kann ein acyclischer, alicyclischer oder aromatischer Rest sein. Typischerweise ist R' ein acyclischer unverzweigter oder verzweigter Alkylenrest wie ein Ethylen-, 1,2-Propylen-, 1,2-Butylen-, 1,2-Octadecylenrest, usw. Wenn in demselben Molekül zwei Reste R vorliegen, können sie durch eine direkte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung oder durch ein Heteroatom (z. B. Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel) verbunden werden, um eine 5-, 6-, 7- oder 8-gliedrige Ringstruktur auszubilden. Beispiele solcher heterocyclischer Amine umfassen N-(Hydroxyl-niederalkyl)-morpholine, -thiomorpholine, -piperidine, -oxazolidine und -thiazolidine. Typischerweise ist aber jeder Rest R ein niederer Alkylrest mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen. Die Hydroxyamine können auch ein N-(Hydroxy-substituiertes Hydrocarbyl)-etheramin sein. Diese sind Hydroxyl-substituierte Poly(hydrocarbyloxy)-Analoga der vorstehend beschriebenen Hydroxyamine (diese Analoga schließen auch Hydroxyl-substituierte Oxyalkylen-Analoga ein). Solche N-(Hydroxyl-substituierten Hydrocarbyl)-amine können einfach durch Umsetzung von Epoxiden mit den vorstehend beschriebenen Aminen hergestellt werden und haben die allgemeine Formel
in der x eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 2 bis 15 ist und die Reste R und R' die vorstehend angegebene Bedeutung haben.
Geeignete Polyamine schließen die vorstehend erläuterten Alkylenpolyamine sowie Alkylenpolysmine mit nur einem oder keinem an die Stickstoffatome gebundenen Wasserstoffatom ein. Daher umfassen die als Komponenten (A)(II) und (B)(II) geeigneten Alkylenpolyamine jene mit der allgemeinen Formel
in der n eine ganze Zahl mit einem Wert im Bereich von 1 bis 10 ist, vorzugsweise von 1 bis 7, jeder Rest R unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Hydrocarbylrest oder ein Hydroxy-substituierter Hydrocarbylrest mit bis zu 700 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit bis zu 100 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt bis zu 50 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt bis zu 30 Kohlenstoffatomen, ist; und der "Alkylen"-rest 1 bis 18 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, wobei das bevorzugte Alkylen Ethylen oder Propylen ist.
Die als Komponenten (A)(II) und (B)(II) geeigneten Alkali- und Erdalkalimetalle können jedes Alkali- oder Erdalkalimetall sein. Die Alkalimetalle sind bevorzugt. Natrium und Kalium sind besonders bevorzugt. Die geeigneten Alkali- und Erdalkalimetallverbindungen schließen z. B. die Oxide, Hydroxide und Carbonate ein. Natrium und Kaliumhydroxid sind besonders bevorzugt.

Bildung der Salzzusammensetzungen:

Die erfindungsgemäßen Salzzusammensetzungen können durch anfängliches Umsetzen der Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) mit der Komponente (C) zu einem Zwischenprodukt und nachfolgendem Umsetzen des Zwischenprodukts mit den Komponenten (A)(II) und (B)(II) zu dem gewünschten Salz hergestellt werden. Ein alternatives Verfahren zur Herstellung dieser Salzzusammensetzungen beinhaltet das Umsetzen der Komponenten (A)(I) und (A)(II) miteinander zu einem ersten Salzrest, getrenntes Umsetzen der Komponenten (B)(I) und (B)(II) miteinander zu einem zweiten Salzrest, und schließlich Umsetzen eines Gemisches dieser beiden Salzreste mit der Komponente (C).
Das Verhältnis der in der Herstellung der erfindungsgemäßen Salzzusammensetzungen verwendeten Reaktanten kann über einen weiten Bereich variiert werden. Im allgemeinen wird pro Äquivalent von jedem der Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) mindestens ein Äquivalent der Komponente (C) verwendet. Etwa 0,1 bis etwa 2 Äquivalente oder mehr der Komponenten (A)(II) und (B)(II) werden pro Äquivalent der Komponenten (A)(I) bzw. (B)(I) verwendet. Die obere Grenze für Komponente (C) liegt bei 2 Äquivalenten der Komponente (C) pro Äquivalent der Komponente (A)(I), und bei etwa 2 Äquivalenten der Komponente (C) pro Äquivalent der Komponente (B)(I). Bevorzugte Mengen der Reaktanten sind 2 Äquivalente der Komponente (C) und 0,1 bis 2 Äquivalente von jeder der Komponenten (A)(II) und (B)(II) pro Äquivalent jeder Komponente (A)(I) und (B)(I). Das Äquivalentverhältnis der Komponenten (B)(I) zu (A)(I) ist größer als 2 : 1. Wie vorstehend angemerkt, führt dieses Verhältnis zu einem Überwiegen der Moleküle, bei denen (B)(I) mit (B)(I) verbunden ist. Das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) kann in einem Bereich von 2 : 1 bis 10 : 1, oder von 2,5 : 1 bis 10 : 1 liegen, bevorzugte Bereiche sind 2 : 1 bis 5 : 1 oder 2,5 : 1 bis 5 : 1, und 2 : 1 bis 4 : 1 oder 2,5 : 1 bis 4 : 1. Ein besonders bevorzugter Bereich ist 2 : 1 bis 3 : 1 oder 2,5 : 1 bis 3 : 1.
Die Äquivalentzahl der Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) hängt von der Gesamtzahl der jeweils vorliegenden Carboxylfunktionen ab. Bei der Bestimmung der Äquivalentzahfen für jedes der Acylierungsmittel (A)(I) und (A)(II) werden die Carboxylfunktionen ausgeschlos sen, die nicht als Carbonsäure-Acylierungsmittel reagieren können. Im allgemeinen ist ein Äquivalent Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) pro Carboxlygruppe in diesen Acylierungsmitteln vorhanden. Zum Beispiel würden 2 Äquivalente in einem Anhydrid vorliegen, das aus der Umsetzung von 1 Mol Olefinpolymer und 1 Mol Maleinsäureanhydrid entsteht. Zur Bestimmung der Anzahl an Carboxylfunktionen (z. B. Säurezahl, Verseifungszahl) gibt es herkömmliche Verfahren und daher kann die Äquivalentzahl von jedem der Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) gemäß bekannter Verfahren bestimmt werden.
Ein Äquivalentgewicht eines Polyamins ist das Molekulargewicht des Polyamins geteilt durch die Gesamtzahl der in dem Molekül vorhandenen Stickstoffatome. Wenn das Polyamin als Komponente (C) verwendet wird, werden tertiäre Aminogruppen nicht gezählt. Wenn das Polyamin andererseits als Komponente (A)(II) oder (B)(II) verwendet werden soll, werden die tertiären Aminogruppen gezählt. Daher hat Ethylendiamin ein Äquivalentgewicht, das halb so groß wie sein Molekulargewicht ist; Diethylentriamin besitzt ein Äquivalentgewicht, das ein Drittel seines Molekulargewichts beträgt. Das Äquivalentgewicht eines käuflichen Gemisches von Polyalkylenpolyamin kann durch Teilen des Atomgewichts von Stickstoff (14) durch die in dem Polyamin enthaltenen Prozent Stickstoff bestimmt werden; daher würde ein Polyamingemisch mit 34% Stickstoff ein Äquivalentgewicht von 41,2 haben. Ein Äquivalentgewicht von Ammoniak oder einem Monoamin ist dessen Molekulargewicht.
Ein Äquivalentgewicht eines Polyalkohols ist sein Molekulargewicht geteilt durch die Gesamtzahl der in dem Molekül vorhandenen Hydroxylgruppen. Daher ist ein Äquivalentgewicht von Ethylenglykol die Hälfte seines Molekulargewichts.
Ein Äquivalentgewicht eines Hydroxyamins, das als Komponente (C) verwendet werden soll, ist sein Molekulargewicht geteilt durch die Gesamtzahl der -OH-, > NH- und -NH&sub2;- Gruppen, die in dem Molekül vorhanden sind. Daher hat Ethanolamin, wenn es als Komponente (C) verwendet wird, ein Äquivalentgewicht, das der Hälfte seines Molekulargewichts entspricht. Wenn das Hydroxyamin andererseits als Komponente (A)(II) oder (B)(II) verwendet werden soll, würde sein Äquivalentgewicht sein Molekulargewicht geteilt durch die Gesamtzahl der in dem Molekül vorhandenen Stickstoffgruppen sein. Daher würde Dimethylethanolamin, wenn es als Komponente (A)(II) oder (B)(II) verwendet wird, ein Äquivalentgewicht haben, das seinem Molekulargewicht entspricht; Ethanolamin würde ebenfalls ein Äquivalentgewicht haben, das seinem Molekulargewicht entspricht.
Ein Äquivalentgewicht eines Alkali- oder Erdalkalimetalls ist sein Molekulargewicht. Ein Äquivalentgewicht einer Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung ist ihr Molekulargewicht geteilt durch die Anzahl der im Molekül vorliegenden Alkali- oder Erdalkalimetallatome.
Die Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) können mit der Komponente (C) gemäß herkömmlicher Ester- und/oder Amid-bildender Verfahren umgesetzt werden. Dies beinhaltet üblicherweise das Erhitzen der Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) mit der Komponente (C), gegebenenfalls in Gegenwart eines gewöhnlich flüssigen, im wesentlichen inerten organischen flüssigen Lösungsmittels/Verdünnungsmittels. Temperaturen von mindestens etwa 30ºC bis zur Zersetzungstemperatur der Reaktionskomponente und/oder des Reaktionsprodukts mit der niedrigsten dieser Temperaturen kann verwendet werden. Diese Temperatur liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 50ºC bis etwa 130ºC, besonders bevorzugt von etwa 80ºC bis etwa 100ºC, wenn die Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) Anhydride sind. Wenn die Acylierungsmittel (A)(I) und (B)(I) andererseits Säuren sind, liegt diese Temperatur vorzugsweise im Bereich von etwa 100ºC bis etwa 300ºC, wobei Temperaturen im Bereich von etwa 125ºC bis etwa 250ºC oft angewendet werden.
Die Umsetzungen der Komponenten (A)(I) und (B)(I) sowie (A)(II) und (B)(II) werden unter Salzbildungsbedingungen unter Verwendung herkömmlicher Verfahren durchgeführt. Typischerweise werden die Komponenten (A)(I) und (A)(II) sowie (B)(I) und (B)(II) gemischt und auf eine Temperatur im Bereich von etwa 20ºC bis zur Zersetzungstemperatur der Reaktionskomponente und/oder des Reaktionsprodukts mit der niedrigsten solchen Temperatur erhitzt, vorzugsweise auf etwa 50ºC bis etwa 130ºC, besonders bevorzugt auf etwa 80ºC bis etwa 110ºC; gegebenenfalls in Anwesenheit eines gewöhnlich flüssigen, im wesentlichen inerten organischen flüssigen Lösungsmittels/Verdünnungsmittels, bis sich das erwünschte Produkt gebildet hat.
Das Produkt der Umsetzung der Komponenten (A)(I) und (B)(I) bzw. (A)(II) und (B)(II) muß mindestens eine Salzbindung enthalten, um ein erfindungsgemäß als Emulgator wirkendes Produkt zu bilden. Vorzugsweise mindestens 10%, mehr bevorzugt mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 50%, ganz besonders bevorzugt mindestens 70% und vorteilhafterweise bis zu 100% der Komponenten (A)(II) und (B)(II), die mit dem Acylierungsmittel (A)(I) bzw. (B)(I) reagieren, bilden eine Salzbindung.
Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der erfindungsgemäßen Salzzusammensetzungen. Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich in den folgenden Beispielen und an anderen Stellen der Beschreibung und der Ansprüche alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht, und alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.

Beispiel 1

1120 Teile Polyisobutylen (Zahlenmittel des Molekulargewichts = 950)-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid, das durch Direktalkylierung von Maleinsäureanhydrid (ohne Verwendung von Chlor) hergestellt wird, und 812 Teile eines Hydrocarbyl-substituierten Bernsteinsäureanhydrids mit niedrigem Molekulargewicht, das aus 1 Mol eines C&sub1;&sub6;-alpha-Olefins und 1 Mol Maleinsäureanhydrid abgeleitet ist, werden unter Rühren auf eine Temperatur von 93ºC erhitzt und 1 Stunde lang bei dieser Temperatur gehalten. 108 Teile Ethylenglykol werden dem Gemisch zugesetzt. Das Gemisch wird 2 Stunden lang bei 93-105ºC erhitzt. 312 Teile Dimethylethanolamin werden über eine Zeitspanne von 0,5 Stunden dem Gemisch zugesetzt. Das Gemisch wird 2,5 Stunden lang bei 93-104ºC erhitzt und dann auf 70ºC abgekühlt, wobei das gewünschte Produkt erhalten wird.

Funktionelle Fluidzusammensetzungen:

Die erfindungsgemäßen funktionellen Zusammensetzungen sind Öl-in-Wasser-Emulsionen, die eine kontinuierliche Wasserphase, eine diskontinuierliche organische Phase, die emulgierende Zusammensetzung und Additive, betreffend die durch das funktionelle Fluid ausgeübte Wirkung enthalten. Die diskontinuierliche organische Phase liegt vorzugsweise in einer Menge von mindestens 1 Gew.-% vor, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Die kontinuierliche Wasserphase liegt vorzugsweise in einer Menge von 99 Gew.-% vor, mehr bevorzugt in einer Menge im Bereich von 50 bis 99 Gew.-% und besonders bevorzugt von 80 bis 99 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Die erfindungsgemäßen Salzzusammensetzungen liegen vorzugsweise in einer Menge im Bereich von etwa 1 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 bis 80 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der organischen Phase vor. Wenn der Emulgator 100% der organischen Phase darstellt, wirkt der Emulgator so, daß er eine Emulsion aus sich selbst in der Wasserphase bildet, und die organische Phase der Emulgator ist.
Das Öl kann die meisten flüssigen Kohlenwasserstoffe einschließen, z. B. paraffinische, olefinische, naphthenische, aromatische, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Im allgemeinen ist das Öl ein mit Wasser nicht mischbarer, emulgierfähiger Kohlenwasserstoff, der bei Raumtemperatur flüssig ist. Es können Öle aus einer Vielzahl von Quellen einschließlich natürlicher und synthetischer Öle und Gemische davon verwendet werden.
Natürliche Öle schließen tierische und pflanzliche Öle (z. B. Rizinusöl, Specköl) sowie Lösungsmittel-raffinierte oder Säure-raffinierte Mineralöle der paraffinischen, naphthenischen oder gemischt paraffinisch-naphthenischen Arten ein. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle sind ebenfalls geeignet. Synthetische Öle umfassen Kohlenwasserstofföle und Halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle wie polymerisierte und copolymerisierte Olefine, z. B. Polybutylene, Polypropylene, Propylen-Isobutylen-Copolymere, chlorierte Polybutylene; Alkylbenzole, z. B. Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole, Di- (2-ethylhexyl)-benzole, usw.
Eine andere geeignete Klasse verwendbarer synthetischer Öle umfaßt die Ester von Dicarbonsäuren (z. B. Phthalsäure, Bernsteinsäure, Alkylbernsteinsäure, Maleinsäure, Azelainsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Linolsäure-Dimer, Malonsäure, Alkylmalonsäuren, Alkenylmalonsäuren, usw.) und eine Vielzahl von Alkoholen (z. B. Butylalkohol, Hexylalkohol, Dodecylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykolmonoether, Propylenglykol, Pentaerythrit, usw.). Spezielle Beispiele dieser Ester schließen Dibutyladipat, Di-(2-ethylhexyl)-sebacat, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacat, Diisooctylazelat, Diisodecylazelat, Dioctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacat, den 2-Ethylhexyldiester des Linolsäure-Dimers, den komplexen Ester, der durch Umsetzen eines Mols Sebacinsäure mit 2 Mol Tetraethylenglykol und 2 Mol Ethylhexansäure gebildet wird, ein.
Als synthetische Öle verwendbare Ester schließen auch diejenigen ein, die aus C&sub5;-C&sub1;&sub2;- Monocarbonsäuren und Polyolen sowie Polyolethern wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit hergestellt werden.
Öle auf Siliciumbasis wie die Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkoxy- oder Polyaryloxysiloxanöle und Silikatöle umfassen eine andere Klasse geeigneter Öle. Diese umfassen Tetraethylsilikat, Tetraisopropylsilikat, Tetra-(2-ethylhexyl)-silikat, Tetra-(4-methylhexyl)-silikat, Tetra-(p- t-butylphenyl)-silikat, Hexyl-(4-methyl-2-pentoxy)-disiloxan, Poly(methyl)-siloxane, Poly(methylphenyl)-siloxane, usw. Andere geeignete synthetische Öle schließen flüssige Ester von Phosphor-enthaltenden Säuren (z. B. Tricresylphosphat, Trioctylphosphat, Diethylester von Decanphosphonsäure, usw.) und polymere Tetrahydrofurane ein.
Unraffinierte, raffinierte und reraffinierte Öle (und Gemische untereinander) des vorstehend beschriebenen Typs können verwendet werden. Unraffinierte Öle sind solche, die direkt aus einer natürlichen oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung erhalten werden. Ein unraffiniertes Öl wäre z. B. ein Schieferöl, das direkt aus einem Retortenverfahren erhalten wurde, ein Petroleumöl, das direkt aus der Destillation erhalten wurde, oder ein Esteröl, das direkt aus einem Veresterungsverfahren und ohne weitere Behandlung erhalten wurde. Raffinierte Öle sind den unraffinierten Ölen ähnlich, jedoch wurden sie in einem oder mehreren Reinigungsschritten weiterbehandelt, um eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Viele solcher Reinigungsverfahren sind bekannt, wie z. B. Lösungsmittelextraktion, Destillation, Säure- oder Basenextraktion, Filtration, Perkolation, usw. Reraffinierte Öle werden durch Verfahren erhalten, die denen zum Gewinnen von raffinierten Ölen ähnlich sind, angewendet auf raffinierte Öle, die bereits in Gebrauch waren. Solche reraffinierten Öle sind auch bekannt als rückgewonnene oder wiederaufbereitete Öle und sind oft zusätzlich mit Verfahren zur Entfernung verbrauchter Additive und Ölabbauprodukte behandelt.
Beispiele geeigneter Öle umfassen ein Weißmineralöl, das von Witco Chemical Company unter dem Handelsnamen KAYDOL erhältlich ist, ein Weißmineralöl, das von Shell unter dem Handelsnamen ONDINA erhältlich ist und ein Mineralöl, das von Pennzoil unter dem Handelsnamen N-750-HT erhältlich ist.
Gegebenenfalls zusätzliche Materialien können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einverleibt sein. Typische fertige Zusammensetzungen können Schmiermittel, Antiverschleißmittel, Dispersants, Korrosionsschutzmittel, andere oberflächenaktive Wirkstoffe wie Erdöl- oder synthetische Alkylsulfonate und Metalldeaktivatoren einschließen. Die erfindungsgemäßen Emulsionen sind lagerstabil, was bedeutet, daß sie mindestens 6 Monate und typischerweise 1 Jahr oder länger stabil gelagert werden können.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen umfaßt die Schritte (I) Mischen des Emulgators mit der Ölphase, (2) Mischen der Additive mit der Ölphase, (3) Rühren der Ölphase mit der Wasserphase zur Ausbildung einer Öl-in-Wasser- Emulsion. Das Mischen des Öls mit den geeigneten Additiven kann in jeder geeigneten Mischvorrichtung durchgeführt werden. Jede Art einer Vorrichtung, die entweder mit niedrigem oder hohem Schereintrag mischt, kann verwendet werden, um die Öl- und Wasserphasen zu mischen, um diese Öl-in-Wasser-Emulsionen herzustellen.

BEISPIELE FUNKTIONELLER FLUIDE

Nachstehend wird eine erfindungsgemäße funktionelle Fluid-Öl-in-Wässer-Emulsion beschrieben:

Beispiel A

Ein konzentrierter Emulgator wurde hergestellt durch Mischen des Produkts aus Beispiel 1 (70,0%), eines Salzes, das durch Umsetzen eines Gemisches aus C&sub9;-C&sub1;&sub4;-Dicarbonsäuren, Monoethanolamin und Borsäure ausgebildet wurde (11,3%), Borsäure (3,75%), exylenglykol (7,0%), Ethomeen T-15 (ein Talgamin, das mit 5 Mol Ethylenoxid ethoxyliert wurde) (11,65%), und des Natriumsalzes der Ethylendiamintetraessigsäure (4,0%). 5 Teile des konzentrierten Emulgators wurden mit 95 Teilen Wasser gemischt, um die Metallbearbeitungsfluidemulsion auszubilden.

Claims

1. Zusammensetzung, umfassend:

(A) mindestens einen Salzrest, abgeleitet von (A)(I) mindestens einem Polycarbonsäure- Acylierungsmittel mit hohem Molekulargewicht, wobei das Acylierungsmittel (A)(I) mindestens einen Hydrocarbyl-substituenten mit durchschnittlich 20 bis 500 Kohlenstoffatomen aufweist, und (A)(II) Ammoniak, mindestens einem Amin, mindestens einem Alkali- oder Erdalkalimetall und/oder mindestens einer Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung;

(B) mindestens einen Salzrest, abgeleitet von (B)(I) mindestens einem Polycarbonsäure- Acylierungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht, wobei das Acylierungsmittel (B)(I) gegebenenfalls mindestens einen Hydrocarbyl-substituenten mit durchschnittlich bis zu 18 Kohlenstoffatomen aufweist, und (B)(II) Ammoniak, mindestens einem Amin, mindestens einem Alkali- oder Erdalkalimetall und/oder mindestens einer Alkali- oder Erdalkalimetallverbindung;

wobei die Komponenten (A) und (B) miteinander gekoppelt werden durch (C) mindestens eine Verbindung mit (i) zwei oder mehr primären Aminogruppen, (ii) zwei oder mehr sekundären Aminogruppen, (iii) mindestens einer primären Aminogruppe und mindestens einer sekundären Aminogruppe, (iv) mindestens zwei Hydroxylgruppen oder (v) mindestens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer Hydroxylgruppe; mit der Maßgabe, daß das Verhältnis der Äquivalente der Komponenten (B)(I) zu (A)(I) größer als 2 : 1 ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei (A)(I) die allgemeine Formel

oder

hat, in der der Rest R der Hydrocarbyl-substituent von (A)(I) ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hydrocarbyl-substituent von (A) (I) durchschnittlich 30 bis 500 Kohlenstoffatome aufweist.

4. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hydrocarbylsubstituent von (A)(I) durchschnittlich 40 bis 500 Kohlenstoffatome aufweist.

5. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hydrocarbylsubstituent von (A)(I) durchschnittlich 50 bis 500 Kohlenstoffatome aufweist.

6. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) mindestens ein Polyamin umfaßt.

7. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) mindestens ein primäres, sekundäres und/oder tertiäres Amin umfaßt.

8. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) mindestens ein primäres, sekundäres oder tertiäres Hydroxyamin umfaßt.

9. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) Dimethylethanolamin umfaßt.

10. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) Ammoniak umfaßt.

11. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (A)(II) mindestens ein Alkalimetall, mindestens ein Erdalkalimetall, mindestens ein Alkalimetalloxid, -hydroxid oder -carbonat und/oder mindestens ein Erdalkalimetalloxid, -hydroxid oder - carbonat umfaßt.

12. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(I) mindestens eine Verbindung ist ausgewählt aus Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Chlormaleinsäureanhydrid, Malonsäure, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Allylbernsteinsäure, Cetylmalonsäure, Tetrapropylen-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid, Verbindungen der allgemeinen Formel:

und Verbindungen der allgemeinen Formel

worin der Rest R der Hydrocarbyl-substituent von (B)(I) ist.

13. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hydrocarbylsubstituent von (B)(I) abgeleitet ist von mindestens einer Verbindung ausgewählt aus Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobuten, 1-Penten, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, Styrol, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1- Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-, C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub6;-, C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub6;-, C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-, und C&sub1;&sub6;- &sub1;&sub8;-alpha-Olefinfraktionen.

14. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) mindestens ein Polyamin umfaßt.

15. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) mindestens ein primäres, sekundäres und/oder tertiäres Amin umfaßt.

16. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) mindestens ein primäres, sekundäres oder tertiäres Hydroxyamin umfaßt.

17. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) Dimethylethanolamin umfaßt.

18. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) Ammoniak umfaßt.

19. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (B)(II) mindestens ein Alkalimetall, mindestens ein Erdalkalimetall, mindestens ein Alkalimetalloxid, -hydroxid oder -carbonat und/oder mindestens ein Erdalkalimetalloxid, -hydroxid oder -carbonat umfaßt.

20. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (C) mindestens ein Polyamin umfaßt.

21. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (C) mindestens ein Polyol umfaßt.

22. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (C) mindestens eine aromatische Polyhydroxyverbindung umfaßt.

23. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (C) Ethylenglykol umfaßt.

24. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (C) mindestens ein primäres oder sekundäres Hydroxyamin umfaßt.

25. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2 : 1 bis 10 : 1 liegt.

26. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2,5 : 1 bis 10 : 1 liegt.

27. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2 : 1 bis 5 : 1 liegt.

28. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2,5 : 1 bis 5 : 1 liegt.

29. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2 : 1 bis 4 : 1 liegt.

30. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2,5 : 1 bis 4 : 1 liegt.

31. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2 : 1 bis 3 : 1 liegt.

32. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) im Bereich von 2,5 : 1 bis 3 : 1 liegt.

33. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei (A)(I) ein Polyisobutylen (Zahlenmittel des Molekulargewichts = 950)-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid ist, (B)(I) ein Hydrocarbylsubstituiertes Bernsteinsäureanhydrid mit einer von einem C&sub1;&sub6;-alpha-Olefin abgeleiteten Hydrocarbylgruppe ist; (C) Ethylenglykol ist; (A)(II) und (B)(II) beide Dimethylethanolamin sind und das Verhältnis von (B)(I) zu (A)(I) 2,5 : 1 beträgt.

34. Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine funktionelle Komponente, ausgewählt aus Petroleum-Alkylsulfonaten oder synthetischen Alkylsulfonaten.

35. Eine wäßrige funktionelle Öl-in-Wasser-Emulsionsflüssigkeit, umfassend Wasser, ein Öl und eine emulgierende Menge einer Zusammensetzung nach jedem der vorstehenden Ansprüche.

36. Eine wäßrige funktionelle Öl-in-Wasser-Emulsionsflüssigkeit, umfassend:

Wasser, ein Öl und eine emulgierende Menge einer Salzzusammensetzung, umfassend: