DE69902747T2

DE69902747T2 - Zusammensetzung und verfahren um die brennstoffschmiereigenshaft zu verbessern

Info

Publication number: DE69902747T2
Application number: DE69902747T
Authority: DE
Inventors: J. Cappel; R. Gentry; J. Mccallum; J. Weers
Original assignee: Baker Hughes Inc
Current assignee: Baker Hughes Holdings LLC
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: WO1999036489A1; EP1047757A1; CA2316219A1; JP4383660B2; TW457293B; EP1047757B1; JP2002509181A; CA2316219C; DE69902747D1; AU2457799A; ATE223471T1; US6129772A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierfähigkeitszusätze für Destillatöle (Destillat-Kraftstoff) und betrifft spezieller in einer der Ausführungsformen Schmierfähigkeitszusätze für Kohlenwasserstoff- Kraftstoffe, worin die Additive Mischungen von monomeren und polymeren Fettsäuren aufweisen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist gut bekannt, dass in vielen Motoren der Kraftstoff das Schmiermittel für die Kraftstoff- Systemkomponenten ist, wie beispielsweise Kraftstoffpumpen und Einspritzventile. Es sind zahlreiche Untersuchungen von Kraftstoffen mit geringem Schmiervermögen in dem Bemühen ausgeführt worden, um Kraftstoffzusammensetzungen kennenzulernen, die über ein geringes Schmiervermögen vertilgen, und um Labor-Testmethoden mit dem tatsächlichen praktischen Gebrauch in Korrelation zu bringen. Dieses Problem besteht allgemein bei Dieselkraftstoffen, Kerosin und Benzinen, wobei sich jedoch die meisten Untersuchungen auf die ersten zwei Kohlenwasserstoffe konzentriert haben.
Eine frühere Arbeit hat gezeigt, dass in Dieselkraftstoffen gesättigte, monomere und dimere Fettsäuren mit 12 bis 54 Kohlenstoffatomen, die einzeln verwendet wurden, ein hervorragendes Verhalten als Kraftstoff Schmierfähigkeitszusätze zeigten. Obgleich diese Materialien hervorragende Schmiereigenschaften zeigen, sind sie in Folge ihrer geringen Löslichkeit in Kohlenwasserstoffen und Fettsäuremischungen oftmals schwer zu Produkten zu formulieren. Ein kommerzielles Produkt, TOLAD® 9103 Fuel Lubricity Aid, das von der Baker Petrolite Corporation vertrieben wird, enthält näherungsweise 3,8 Gew.-% Stearinsäure (eine gesättigte monomere Fettsäure) in einer speziellen komplizierten Mischung von ungesättigten monomeren und ungesättigten oligomeren Fettsäuren und schwerem aromatischem Lösemittel. Seine Leistungsmerkmale sind besser als die von Produkten, die nicht die hohen Mengen dieser gesättigten Säuren enthalten. Mengen von mehr als 3,8% Stearinsäure haben jedoch die Neigung, sich beim Stehen von dem Produkt abzusondern, wodurch ihre Brauchbarkeit als Additive begrenzt ist. Die einfache Erhöhung des Anteils der Stearinsäure in TOLAD 9103 Fuel Lubricity Aid auf über etwa 3,8% führt zu einem unstabilen Produkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung die Schaffung von Schmierfähigkeitszusätzen, die das Schmiervermögen gegenüber konventionellen Additiven verbessern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Schmierfähigkeitszusätze, die das Schmiervermögen gegenüber konventionellen Additiven verbessern und stabil sind.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Schmierfähigkeitszusätze, die das Schmiervermögen in Benzin verbessern, die bisher als Schmierfähigkeitszusätze nicht eingesetzt worden sind.
Dementsprechend wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatöl gewährt, die aufweist:
(a) mindestens eine monomere Fettsäurekomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
einer gesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen,
einer ungesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, und
einer synthetischen, monomeren Säure mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen; und
(b) mindestens einer oligomeren Fettsäurekomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
einer gesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen, und
einer ungesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen,
und zwar ausgenommen
bei (a): eine Mischung einer gesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen; oder
bei (b): eine Mischung einer gesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es sind neue Zusammensetzungen entdeckt worden, die als Kraftstoff Schmierfähigkeitszusätze verwendbar sind und die in einigen Ausführungsformen höhere Mengen an gesättigten monomeren (z. B. Stearinsäure) und oligomeren Fettsäuren enthalten können. Üblicherweise ist die Verwendung von Schmierfähigkeitszusätzen auf Dieselkraftstoffe beschränkt gewesen, die in Dieselmotoren eingesetzt werden, die über Verteiler und Kraftstoff-Einspritzpumpen vom Rotationstyp vertilgen und die zur Schmierung vollständig auf den Kraftstoff angewiesen sind. Benzinmotoren, die einen anderen Aufbau mit anderen Anforderungen haben, haben keine Schmierhilfsmittel benötigt, jedoch ist überraschend hierin entdeckt worden, dass Benzine und Benzinmotoren aus den erfindungsgemäßen Schmierhilfsmitteln Nutzen ziehen, der aufgrund der unterschiedlichen Konstruktion und des anderen Aufbaus eines Benzinmotors nicht zu erwarten gewesen wären.
Die Erfindung betrifft Schmierfähigkeitszusätze für Destillatöl im Gegensatz zu Produkten aus Erdölrückstand. Im Verständnis dei vorliegenden Erfindung sind in Destillatöle einbezogen: Dieselkraftstoff, Kerosin, Benzin und dergleichen, ohne jedoch auf diese notwendigerweise beschränkt zu sein. Es gilt als anerkannt, dass in Destillatöle Blends von konventionellen Kohlenwasserstoffen einbezogen sind, wobei unter diesen Begriffen Sauerstoff-angereicherte Substanzen zu verstehen sind, z. B. Alkohole, wie beispielsweise Methanol, sowie andere Additive oder Mischkomponenten, die gegenwärtig in diesen Destillatölen zur Anwendung gelangen, wie beispielsweise MTBE (Methyl-tert-butylether), oder wie sie in Zukunft zur Anwendung gelangen können.
Im Allgemeinen ist in einer der Ausführungsformen der Erfindung die Zusammensetzung zum Verbessern der Schmierfähigkeit von Destillatölen eine Mischung oder ein Gemisch von mindestens einer monomeren Fettsäurekomponente mit mindestens einer oligomeren Fettsäurekomponente.
Die monomeren Fettsäurekomponenten können eine gesättigte monomere Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen sein, eine ungesättigte monomere Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen oder eine synthetische monomere Fettsäure mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen. In einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung ist eine synthetische monomere Fettsäure jede beliebige monomere Fettsäure innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der Kohlenstoffzahl, die in der Natur nicht auftritt. In einer der nicht einschränkenden Ausführungsformen der Erfindung ist eine synthetische monomere Fettsäure eine solche, die aus der Modifikation einer natürlichen Fettsäure mit Hilfe eines Verfahrens resultiert, einschließend.
Alkylierung, Hydrierung, Arylierung, Isomerisierung oder Kombinationen dieser Modifikationen, ohne auf diese beschränkt zu sein. In einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung wird die synthetische monomere Fettsäure durch Dimerisieren einer beliebigen der ungesättigten monomeren Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen erzeugt, wie sie vorstehend genannt wurden, wonach diese hydriert wird.
Spezielle Beispiele für geeignete gesättigte, monomere Fettsäuren schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Laurinsäure (Dodecansäure); Myristinsäure (Tetradecansäure); Palmitinsäure (Hexadecansäure); Stearinsäure (Octadecansäure) und dergleichen. Spezielle Beispiele für geeignete, ungesättigte monomere Fettsäuren schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Oleinsäure (cis-9- Octadecensäure); Tallölfettsäure (z. B. Westvaco L-5); und dergleichen. Spezielle Beispiele für geeignete, synthetische monomere Fettsäuren schließen Union Camp Century 1105 und dergleichen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Die oligomeren Fettsäurekomponenten können eine gesättigte oligomere Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen sein oder eine ungesättigte monomere Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen. In einer der allgemeinen Ausführungsformen der Erfindung können die oligomeren Fettsäuren durch Dimerisieren oder Trimerisieren einer der ungesättigten monomeren Säuren erzeugt werden, die für die vorstehend beschriebene monomere Fettsäurekomponente geeignet ist.
Spezielle Beispiele für geeignete, gesättigte oligomere Fettsäuren schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Dimersäure (Unichema Pripol 1009); und dergleichen. Spezielle Beispiele für geeignete, ungesättigte oligomere Fettsäuren schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Dimersäure (z. B. Westvaco DTC-595); Trimersäure (z. B. Westvaco DTC-195); und dergleichen.
In einer der Ausführungsformen der Erfindung ist vorzugsweise die oligomere Fettsäurekomponente ein Dimer, obgleich Trimere akzeptabel sind. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung macht die monomere Fettsäurekomponente vorzugsweise 4% bis 90 Gew.-% der Zusammensetzung aus, bevorzugt von 4% bis 50 Gew.-% der Gesamtheit und am meisten bevorzugt von 4% bis 15 oder 10 Gew.-% der Gesamtheit.
Die stabilen Zusammensetzungen, die entdeckt worden sind, schließen die folgenden ein, ohne auf diese beschränkt zu sein:
1. Mischungen mindestens einer reinen, gesättigten monomeren Fettsäure mit mindestens einer reinen, gesättigten oligomeren Fettsäure. Ein spezielles nicht einschränkendes Beispiel für diese Ausführungsform der Erfindung schließt ein, ohne darauf beschränkt zu sein:
In Beispiel 74 ein Blend zu 75% aus 65 : 10 Unichemica PRIPOL® 1009 als hydrierte Dimersäure/Palmitinsäure, das einen Verschleißnarbenwert von 274 um ergab (Sofern nicht anders angegeben, sind die Prozentangaben hierin als Gewichtsprozent zu verstehen. Sofern nicht anders angegeben, sind die hierin angegebenen Gewichtsverhältnisse als Gewichtsverhältnisse zu verstehen).
2. Mischungen von mindestens einer reinen, gesättigten monomeren Fettsäure mit mindestens einer reinen, ungesättigten oligomeren Fettsäure. Spezielle nicht einschränkende Beispiele für diese Ausführungsform der Erfindung schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein:
In Beispiel 75 ein Blend zu 75% aus 65 : 10 Westvaco DTC-595/Palmitinsäure, das einen Verschleißnarbenwert von 382 um ergab.
In Beispiel 76 ein Blend zu 75% aus 65 : 10 Westvaco DTC-595/Palmitinsäure, das einen Verschleißnarbenwert von 363 um ergab.
3. Mischungen von mindestens einer reinen, ungesättigten monomeren Fettsäure mit mindestens einer reinen, gesättigten oligomeren Fettsäure. Eines der speziellen nicht einschränkenden Beispiele dieser Ausführungsform der Erfindung schließt ein, ohne darauf beschränkt zu sein:
In Beispiel 70 ein Blend zu 75% aus 50 : 50 Unichemica PRIPOL® 1009 als hydrierte Dimersäure/Westvaco L-5, das einen Verschleißnarbenwert von 428 um ergab.
4. Mischungen von mindestens einer reinen, ungesättigten monomeren Fettsäure mit mindestens einer reinen, gesättigten oligomeren Fettsäure. Eines der speziellen nicht einschränkenden Beispiele dieser Ausführungsform der Erfindung schließt ein, ohne darauf beschränkt zu sein:
In Beispiel 71 ein Blend zu 75% aus 50 : 50 Westvaco DTC-595/Westvaco L-5, das einen Verschleißnarbenwert von 496 um ergab.
5. Mischungen von mindestens einer synthetischen monomeren Säure mit mindestens einer reinen, gesättigten oder ungesättigten, oligomeren Fettsäure. Spezielle nicht einschränkende Beispiele dieser Ausführungsform der Erfindung schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein:
In Beispiel 72 ein Blend zu 75% aus 50 : 50 Unichema Pripol 1009/Union Camp Century, das einen Verschleißnarbenwert von 236 um ergab.
In Beispiel 73 ein Blend zu 75% aus 50 : 50 Westvaco DTC-195/Union Camp Century, das einen Verschleißnarbenwert von 378 um ergab.
Ein Blend von reiner Isostearinsäure mit Westvaco 1500, einer reinen, ungesättigten oligomeren Fettsäure.
In der Zusammensetzung zum Verbessern der Schmierfähigkeit von Destillatölen der Erfindung sind Mischungen einer gesättigten monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ausgeschlossen. Ebenfalls ausgeschlossen sind Mischungen einer gesättigten oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen.
In einer breiten Ausführungsform der Erfindung weist die Zusammensetzung ferner ein Amin auf. Das Amin kann zum Zwecke des Stabilisierens geeignet sein und kann jedes beliebige inerte Amin sein, d. h. ein Amin, das nicht mit den vorhandenen Säuren unter Erzeugung eines Amids reagiert. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Amin ein tertiäres Amin oder ein Amin in welchem der Kohlenstoff angrenzend an dem Amin-Stickstoff keine Wasserstoffatome enthält (z. B. tert-Butylamin). In einer anderen Ausführungsform kann das Amin ein Amin sein, das über mindestens eine Amin-funktionelle Gruppe vertilgt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus primären aliphatischen Aminen, sekundären aliphatischen Aminen, tertiären aliphatischen Aminen, cycloaliphatischen Aminen, heterocyclischen Aminen, aromatischen Aminen (z. B. Anilin) und oxyalkylierten Aminen. Heterocyclische Amine umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung mehrfache Strukturen, in die Strukturen eingeschlossen sind, wie beispielsweise Pyridine, Pyrimidine und Imidazole, ohne auf diese beschränkt zu sein.
In einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Verhältnis von Amin zu Säure nahezu moläquivalent, d. h. nahezu stöchiometrisch. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegt das Verhältnis von Amin zumindest einer reinen, gesättigten monomeren Fettsäure im Bereich von etwa 1 Teil Amin zu 9 Teilen Säure bis etwa 9 Teile Amin zu 1 Teil Säure bezogen auf Gewicht. In einer anderen Ausführungsform liegt der Anteil des molaren Äquivalentverhältnisses im Bereich von etwa 0,1 : 1 bis etwa 1 : 1. Die optionale Aminkomponente befindet sich mit der Monomerkomponente angenähert in stöchiometrischer Gleichheit und erlaubter Zusammensetzung mit höheren Anteilen von Monomer stabiler zu sein. In einer der nicht einschränkenden Erklärung dafür, in welcher Weise die Amine eine Stabilität vermitteln, wird angenommen, dass die Amine die gesättigten monomeren Fettsäuren vom Reagieren abhalten. Die optionale Aminkomponente enthält vorzugsweise 4 bis 36 Kohlenstoffatome.
Im typischen Fall wird in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise ein Lösemittel verwendet, wobei das Lösemittel aromatische Lösemittel sein können und reine paraffinische Lösemittel. Besonders bevorzugt sind aromatische Lösemittel. Der Anteil des Lösemittels an der Gesamtzusammensetzung des Kraftstoff-Schmierzusatzes liegt im Bereich von etwa 0% bis 50 Gew.-%. Die Verwendung eines Lösemittels ist optional. Spezielle Beispiele für geeignete Lösemittel schließen aromatisches Naphtha, Kerosin, Diesel, Benzin, Xylol, Toluol und dergleichen ein, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der in der Patentbeschreibung hierin verwendete Begriff "rein" bedeutet im Wesentlichen keine andere Komponente soweit eine solche Komponente kommerziell verfügbar ist. Im Zusammenhang mit einer gesättigten Säure bedeutet "rein", dass im Wesentlichen kein ungesättigtes Material vorhanden ist, bzw. umgekehrt. Beispielsweise ist "reine", kommerziell verfügbare Stearinsäure frei von Oleinsäure. Sofern der Begriff "nur eine" eingesetzt worden ist, bedeutet dieser, dass die entsprechende eine monomere Fettsäurekomponente im Wesentlichen die einzige monomere Fettsäure ist, die vorhanden ist und die eine oligomere Fettsäurekomponente im Wesentlichen die einzige oligomere Fettsäure ist, die vorhanden ist. In einer der besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht die Zusammensetzung bloß aus einer einzigen reinen monomeren Fettsäurekomponente und bloß aus einer einzigen reinen oligomeren Fettsäurekomponente. Es ist unerwartet entdeckt worden, dass die spezielle exemplifizierten Kombinationen einer monomeren Fettsäurekomponente und einer oligomeren Fettsäurekomponente bessere Ergebnisse liefern, als komplizierte Mischungen von gesättigten und ungesättigten monomeren Fettsäuren und Oligomeren, wie beispielsweise TOLAD® 9103 als Schmierzusatz, der von der Baker Petrolite Corporation vertrieben wird, bei dem es sich um eine komplexe Mischung von gesättigten und ungesättigten monomeren Fettsäuren und Oligomeren mit etwa 3,8% einer speziellen Fettsäure (Stearinsäure) handelt.
Wie bereits erwähnt, können die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Destillat-Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen in Konzentrationen verwendet werden, die wirksam sind, um deren Schmierfähigkeit zu verbessern, einschließlich und jedoch nicht notwendigerweise beschränkt auf Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin. Die Konzentrationen der vorgenannten Zusammensetzungen in Kohlenwasserstoffen zum Verbessern ihrer Schmierfähigkeit liegen im Bereich von 10 bis 400 ppm, bevorzugt von 10 bis 200 ppm und am meisten bevorzugt von 25 bis 100 ppm.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden nicht einschränkenden "Beispiele" weiter veranschaulicht, die lediglich gegeben werden, um die Erfindung weiter zu beleuchten.

BEISPIEL 1

LÖSLICHKEIT VON STEARINSÄURE IN UNICHEMICA PRIPOL 1009-DIMERSÄURE

25 g Gesamtprobe (Gew.)
1,25 g Witco HYSTRENE® 9718-Stearinsäure
23,75 g PRIPOL 1009-Dimersäure (äußerst viskos)
5% HYSTRENE 9718 bezogen auf Gewicht
Die Probe wurde zum Erhitzen in einen Ofen von 49ºC (120ºF) gegeben. Die Probe ließ sich nur langsam mischen, einige wenige Partikel waren nach 65 Minuten noch in Suspension. Nach 5 Minuten in einem Ofen bei 82ºC (180ºF) war die gesamte Stearinsäure zu der Dimersäure aufgelöst. Die Probe ließ man auf Raumtemperatur (24ºC, 75ºF) abkühlen und gab 1,5 g (näherungsweise 5%) weitere Stearinsäure zu, um auf insgesamt 10,37 Gew.-% aufzufüllen. Die Probe wurde bei 82ºC (180ºF) in einen Ofen gegeben, um das Solubilisieren der Mischung zu unterstützen. Beim Abkühlen über eine Stunde begann die Probe trüb zu werden. Die Probe wurde erneut bis 82ºC (180ºF) erwärmt und weitere 8,5 g Dimersäure zugesetzt, womit der Anteil der Stearinsäure auf 7,85 Gew.-% herabgesetzt wurde.

BEISPIEL 2

LÖSLICHKEIT VON STEARINSÄURE IN UNICHEMICA PRIPOL 1013-DIMERSÄURE

25 g Gesamtprobe (Gew.)
1,25 g Witco HYSTRENE® 9718-Stearinsäure
23,75 g PRIPOL 1013-Dimersäure (äußerst viskos)
Die Probe wurde bei 82ºC (180ºF) in einen Ofen gegeben, um das Solubilisieren der Stearinsäure in der viskosen Dimersäure zu unterstützen.

BEISPIEL 3

LÖSLICHKEIT VON GESÄTTIGTEM MONOMER (STEARINSÄURE) IN ALIPHATISCHEM PRIMÄREN AMIN (PRIMENE 81R)

2 g (10 Gew.-%) Witco HYSTRENE® 9718-Stearinsäure
18 g Primene 81R
Bei Raumtemperatur (24ºC, 75ºF) war die Stearinsäure aufgelöst.
Der Anteil der Stearinsäure wurde in einem separaten Gang auf 20 Gew.-% erhöht:
4 g (10 Gew.-%) Witco HYSTRENE® 9718-Stearinsäure
16 g Primene 81R
Bei Raumtemperatur (24ºC, 75ºF) war die Stearinsäure aufgelöst. Diese Probe ließ man bei Raumtemperatur stehen, um zu sehen, ob ein Absetzen folgt, was nicht der Fall war. Die Mischung der Stearinsäure von 20 Gew.-% in Primene 81R wurde getestet, um zu sehen, wieviel (%) in Pripol 1009- Dimersäure löslich ist:
10 g Pripol-Dimersäure
10 g 20 Gew.-% Stearinsäure in Primene 81R (10 Gew.-% Stearinsäure in der Gesamtlösung)
Die Probe wurde bei 49ºC (120ºF) in einen Ofen gegeben und danach für 30 Minuten bei 82ºC (180ºF) in einen Ofen. Alle Komponenten mischten sich gut. Die Probe ließ man auf Raumtemperatur kühlen (24ºC, 75ºF).

BEISPIEL 4

LÖSLICHKEIT VON GESÄTTIGTEM MONOMER (STEARINSÄURE) IN ALIPHATISCHEM PRIMÄREN AMIN (PRIMENE 81R), FAS 150 UND PRIPOL 1009

28,0 g FAS 150, als erstes zugesetzt
38,4 g Primene 81R, als zweites zugesetzt
9,6 g Stearinsäure, als drittes zugesetzt
24,0 g Pripol 1009-Dimersäure, als viertes zugesetzt
100 g Gesamtprobe
Die Probe mischte sich bei 24ºC (75ºF) gut. Es wurde etwas Wärme freigesetzt. Die Probe wurde lediglich gerührt und nicht erwärmt und zeigte eine klare gelbe Farbe.

BEISPIEL 5

LÖSLICHKEIT VON OLEINSÄURE IN DIMERSÄURE

10 g Priolene 6933 Oleinsäure (50 Gew.-%)
10 g Pripol 1009 (50 Gew.-%)
20 g Gesamtprobe (100 Gew.-%)
Die Probe mischte sich bei Raumtemperatur (24ºC, 75ºF) gut und sah nach 24 Stunden noch immer gut aus.

BEISPIEL 6

LÖSLICHKEIT VON STEARINSÄURE IN WESTVACO 1500

1 g Stearinsäure als gesättigtes Monomer (10 Gew.-%)
9 g Westvaco 1500 als ungesättigte oligomere Fettsäure (90 Gew.-%)
10 g Gesamtprobe (100 Gew.-%)
Die Probe wurde bei 82ºC (180ºF) in einen Ofen gegeben, wo sie sich gut mischte. Man ließ sie bis 24ºC (75ºF) kühlen, wonach sie zu einem dunkelbraunen Feststoff wurde.

BEISPIEL 7

LÖSLICHKEIT VON PRIOLENE 6933-OLEINSÄURE IN WESTVACO 1500

10 g PRIOLENE 6933-Oleinsäure (50 Gew.-%)
10 g Westvaco 1500 als ungesättigte oligomere Fettsäure (50 Gew.-%)
20 g Gesamtprobe (100 Gew.-%)
Die Probe mischte sich gut bei 24ºC (75ºF).

BEISPIEL 8

LÖSLICHKEIT VON PRIOLENE 6933-OLEINSÄURE IN PRIPOL 1009-DIMERSÄURE

10 g PRIOLENE 6933-Oleinsäure (50 Gew.-%)
10 g PRIPOL 1009-Dimersäure (50 Gew.-%).
20 g Gesamtgrobe (100 Gew.-%)
Die Probe mischte sich bei 24ºC (75ºF) gut. Sie war etwas viskos, blieb jedoch gemischt.

BEISPIEL 9 BIS 26

LÖSLICHKEIT VON MISCHUNGEN EINER SYNTHETISCHEN MONOMEREN SÄURE MIT EINER OLIGOMEREN FETTSÄURE

Unter Verwendung eines MX-Dimers, verfügbar bei Sylva Chemicals Co., wurden verschiedene Proben zubereitet, die 30 Gew.-% Solvent 14 (aromatisches Naphtha-Lösemittel), 38,5 Gew.-% Dimersäure und Rest 31,5 Gew.-% enthielt, der soviel Stearinsäure wie möglich erhielt, gemischt mit Isostearinsäure oder Xylylstearinsäure als synthetische monomere Säurekomponenten. Die Dimersäure beträgt in der Menge das 1,28-fache des Solvent 14; die Dimersäure beträgt das 1,22-fache der anderen Säure.

BEISPIEL 9

Dimersäure 20,07 g Diese Mischung wurde erhitzt, bis sie flüssig war
Solvent 14 15,67 g Dieses ließ man kühlen, und es verfestigte sich
Stearinsäure 16,51 g

BEISPIEL 10

Dimersäure 23,32g
Solvent 14 18,21g
Stearinsäure 9,58g
Isostearinsäure 9,62g
Diese Mischung wurde erhitzt, bis sie flüssig war. Sie wurde abkühlen gelassen und verfestigte sich.

BEISPIEL 11

Dimersäure 12,49g
Solvent 14 9,79g
Stearinsäure 5,14g
Xylylstearinsäure 5,12g
Diese Mischung wurde erhitzt, bis sie flüssig war. Sie wurde abkühlen gelassen und verfestigte sich.

BEISPIEL 12

Dimersäure 16,55g
Solvent 14 12,92g
Stearinsäure 3,39g
Isostearinsäure 10,17g
Diese Mischung wurde erhitzt, bis sie flüssig war. Man ließ sie über Nacht abkühlen. Es wurde ein gewisser Niederschlag beobachtet. BEISPIEL 13
Die Mischung blieb über Nacht klar. Am nächsten Tag bildete sich etwas Niederschlag. TABELLE VI Löslichkeit von Mischungen einer synthetischen monomeren Säure mit einer oligomeren Fettsäure
* Bei Verwendung des Begriffes "fest" verhielt sich die gesamte Mischung als ein Feststoff und ließ sich nicht ausgießen. Bei Verwendung des Begriffes "flüssig" war die Mischung eine gießfähige flüssige Mischung, obgleich sich ein Niederschlag gebildet hätte.

ZUSAMMENSETZUNG VON BEISPIEL 19

Dimersäure 38,5 Gew.-%
Solvent 14 30,0 Gew.-%
Stearinsäure 7,9 Gew.-%
Isostearinsäure 11,8 Gew.-%
Xylylstearinsäure 11,8 Gew.-%
EY706 ein Tropfen TABELLE VII Löslichkeit von Mischungen einer synthetischen monomeren Säure mit einer oligomeren Fettsäure
* Eine Spatelspitze ist als eine geringe Menge Feststoff festes Additiv am Ende eine kleinen Spatels definiert.

ZUSAMMENSETZUNG VON BEISPIEL 26

Dimersäure 38,5 Gew.-%
Solvent 14 30,0 Gew.-%
Oleinsäure (Pamolyn 100, vertrieben von Arizona Chemical) 31,5 Gew.-%
Diese Zusammensetzung von Beispiel 26 war flüssig und blieb flüssig.

ZUSAMMENSETZUNG VON BEISPIEL 27

Dimersäure 38,5 Gew.-%
Solvent 14 30,0 Gew.-%
Xylylstearinsäure 31,5 Gew.-%
Diese Zusammensetzung von Beispiel 27 war flüssig und blieb flüssig.

BEISPIELE 28-78

Zahlreiche andere Gemische und Mischungen innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung in den Beispielen 70 bis 76 im Gegensatz zu den Vergleichsbeispielen 28 bis 69 und 77 verwendet, wo zahlreiche Komponenten einzeln oder zahlreiche kommerzielle Schmierzusätze mit den in Tabelle VIII zusammengestellten Ergebnissen verwendet wurden. Die Schmierzusätze wurden getestet in NARL Blend #1 Fuel ("Eastern Canadian Blend").
Die Verschleißnarben-Daten wurden unter Anwendung des Standards ASTM-6079 IIFRR erhalten. Wie aus Tabelle VIII zu entnehmen ist, waren die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in den Beispielen 70 bis 76 erhaltenen Verschleißnarben-Daten besser als diejenigen, die unter Verwendung konventioneller Schmierzusätze oder unter Verwendung der Fettsäurekomponenten allein erhalten wurden. TABELLE VIII Schmierzusätze im NARL-Blend # 1-Kraftstoff (Esstern Canadian Blend)
worin (C) ein Vergleichsbeispiel bezeichnet.
Im der vorangegangenen Beschreibung ist die Erfingung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen davon beschrieben worden und als wirksam demonstriert, die Schmierfähigkeit von Kraftstoffen zu verbessern. Wie jedoch offensichtlich sein wird, kühnen zahlreiche Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist. Dementsprechend ist die Beschreibung in einem veranschaulichenden und nicht in einem einschränkenden Zusammenhang zu betrachten. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass spezielle Kombinationen von monomeren Fettsäuren und oligomeren Fettsäuren und optionalen Aminen, die unter die beanspruchten Parameter fallen, jedoch nicht speziell in einer speziellen Zusammensetzung zur Verbesserung der Schmierfähigkeit von Kraftstoffen hierin identifiziert oder ausprobiert wurden, sich innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung befinden.
Es wird davon ausgegangen, dass die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung außerdem den Maschinen, in denen sie als Kraftstoff-Schmierzusätze zur Anwendung gelangen, als Ergebnis einer geringeren Reibung unabhängig davon, ob sie in Diesel- oder Benzinmotoren verwendet werden, eine größere Leistung verleihen, geringere Emissionen bewirken und eine bessere Kraftstoffausnutzung.

GLOSSAR

1500 Dimersäure, verfügbar bei Westvaco
AEAE Aminoethylaminoethanol oder 2-(2-Aminoethylamino)-ethanol
Amine CS 1246 ein von Angus Chemical Co. vertriebenes heterocyclisches Amin
Century 1105 bei Union Camp. verfügbare synthetische, gesättigte monomere Säure
Century 1164 bei Union Camp. verfügbare gemischte monomere Säuren
Century D-75 bei Union Camp. verfügbare gemischte Monomer/Dimersäuren
Century MO-5 bei Union Camp, verfügbare gemischte Monomersäuren
CRO-111 von Baker Petrolite vertriebenes Fettsäureimidazolin
CRO-290 von Baker Petrolite vertriebenes Isostearinsäureimidazolin
CRO-4080 von Baker Petrolite vertriebener Tallölfettsäureanhydridester
CS1246® von der Angus Chemical Company vertriebenes heterocyclisches Amin
DEA Diethanolamin
DTC-155 bei Westvaco verfügbare gemischte Monomer/Dimersäuren
DTC-195 bei Westvaco verfügbare Trimersäuren
DTC-595 bei Westvaco verfügbare Dimersäuren
EXXATE® 1300 Solvent ein von Exxon Chemical vertriebener gesättigter Ester
EY702 ein von der Quantum Chemical Co. vertriebenes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer
FA-2 Tallölfettsäure, verfügbar bei Arizona Chemical
FAS® 150 ein von der Fina vertriebenes schweres aromatisches Naphtha
Hamposil C Cocoamin-Derivat von Sarcosin (bildet eine Aminosäure), vertrieben von Hampshire Chemical Co.
Hamposil O Ein Oleylamin-Derivat von Sarcosin (bildet eine Aminosäure), vertrieben von Hampshire Chemical Co.
HOAc Essigsäure (Eisessig)
L-5 Tallölfettsäure, vertrieben von Westvaco
M-15 gemischte Dimersäure/Harzsäuren, verfügbar bei Westvaco
M-28 gemischte Dimersäure/Harzsäuren, verfügbar bei Westvaco
M-1849 Tetrapropenylsuccinsäure, verfügbar bei Baker Petrolite
Neo-Fat 94-06 Oleinsäure, verfügbar bei Akzo
OCD-128 gemischte Monomersäuren, verfügbar bei Westvaco
PRIMENE 81R® ein aliphatisches primäres C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub4;-Amin, vertrieben von Rohm&Haas
PRIOLENE® 6900 Oleinsäure, vertrieben von Unichemica
PRIOLENE® 6933 Oleinsäure, vertrieben von Unichemica
PRIPOL® 1009 hydrierte Dimersäure, vertrieben von Unichemica
PRIPOL® 1013 destillierte Dimersäure, vertrieben von Unichemica
PRIPOL® 1040 Trimersäure, vertrieben von Unichemica
PROPOMEEN® T/12 propoxyliertes Amin, vertrieben von Akzo Chemical
Rosin R Harzsäure, verfügbar bei Westvaco
SW-1 schwedischer Dieselkraftstoff Klasse 1 - Testkraftstoff
T-3972 TOLAD® 3792, ein Ester eines Olefin/Maleinsäureanhydrid-Copolymers, vertrieben von der Baker Petrolite Corporation
TOLAD® 9103 ein kommerzieller Schmierzusatz, vertrieben von der Baker. Petrolite Corporation, bei dem es sich um komplexe Mischungen von gesättigten und ungesättigten monomeren Fettsäuren und Oligomeren mit etwa 3,8% Stearinsäure handelt
TOMAH E-17-2® ein oxyalkyliertes Amin, vertrieben von der Tomah-Chemical Company
Unitol PDT gemischte Monomer/Dimersäuren, verfügbar bei Union Camp
Westvaco 1500 eine ungesättigte oligomere Fettsäure, vertrieben von der Westvaco
WITCAMIDE® 5138 Alkanolamid von Oleinsäure und Monoethanolamin

Claims

1. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen, aufweisend:

(a) mindestens eine monomere Fettsäurekomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:

einer gesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen,

einer ungesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen,

einer synthetischen, monomeren Säure mit 12 bis 40 Kohlenstoffatomen; und

(b) mindestens einer oligomeren Fettsäurekomponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:

einer gesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen,

einer ungesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen,

und zwar ausgenommen

bei (a): eine Mischung einer gesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten, monomeren Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen; oder

bei (b): eine Mischung einer gesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen mit einer ungesättigten, oligomeren Fettsäure mit 24 bis 66 Kohlenstoffatomen.

2. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen nach Anspruch 1, wobei die monomere Fettsäurekomponente (a) etwa 4% bis 90 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung ausmacht.

3. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen nach Anspruch 1, wobei lediglich eine Komponente (a) und lediglich eine Komponente (b) vorhanden sind und die Komponenten (a) und (b) rein sind.

4. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die monomere Fettsäurekomponente (a) eine gesättigte, monomere Fettsäure aufweist und die Zusammensetzung zusätzlich ein Amin aufweist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus tertiären Aminen und Aminen, bei denen der zum Amin-Stickstoff benachbarte Kohlenstoff keine Wasserstoffatome enthält.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus primären aliphatischen Aminen, sekundären aliphatischen Aminen, tertiären aliphatischen Aminen, cycloaliphatischen Aminen, heterocyclischen Aminen, aromatischen Aminen und oxyalkylierten Aminen.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 4, 5 oder 6, bei der das Moläquivalentverhältnis von Amin zu gesättigter monomerer Fettsäure (a) in der Gesamtzusammensetzung im Bereich von etwa 0,1 : 1 bis etwa 1 : 1 liegt.

8. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen nach einem der vorgenannten Ansprüche, ferner aufweisend ein aromatisches Lösemittel.

9. Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatölen nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Anteil von aromatischem Lösemittel in der Gesamtzusammensetzung bis zu 50 Gewichtsprozent reicht.

10. Destillatöl mit verbessertem Schmiervermögen, aufweisend:

(A) Kohlenwasserstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dieselöl, Kerosin und Benzin; und

(B) eine Zusammensetzung nach einem der vorgenannten Ansprüche.

11. Destillatöl nach Anspruch 10, bei welcher der Anteil der Zusammensetzung zum Verbessern des Schmiervermögens des Brennstoffes (B) in dem gesamten Kohlenwasserstoff-Brennstoff im Bereich von 10 ppm bis 400 ppm liegt.

12. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 9 zum Verbessern des Schmiervermögens von Destillatöl, wobei das Destillatöl einen Kohlenwasserstoff aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dieselöl, Kerosin und Benzin.