EP2726580A1 - Quaternized nitrogen compounds and use thereof as additives in fuels and lubricants - Google Patents

Quaternized nitrogen compounds and use thereof as additives in fuels and lubricants

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EP2726580A1
EP2726580A1 EP12737233.2A EP12737233A EP2726580A1 EP 2726580 A1 EP2726580 A1 EP 2726580A1 EP 12737233 A EP12737233 A EP 12737233A EP 2726580 A1 EP2726580 A1 EP 2726580A1
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EP
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fuel
compound
acid
quaternizable
polycarboxylic acid
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Wolfgang Grabarse
Hannah Maria KÖNIG
Markus Hansch
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BASF SE
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    • C10L10/18Use of additives to fuels or fires for particular purposes use of detergents or dispersants for purposes not provided for in groups C10L10/02 - C10L10/16

Definitions

  • Quaternized nitrogen compounds and their use as additives in fuels and lubricants are used as additives in fuels and lubricants.
  • the present invention relates to novel quaternized nitrogen compounds, their preparation and use as a fuel and lubricant additive, in particular as a detergent additive additive packages containing these compounds; as well as with it additized fuels and lubricants. Furthermore, the present invention relates to the use of these quaternized nitrogen compounds as a fuel additive for reducing or preventing deposits in the injection systems of direct injection diesel engines, especially in common rail injection systems, to reduce the fuel consumption of direct injection diesel engines, especially common rail diesel engines Injection systems, and to minimize the power loss in direct injection diesel engines, especially in diesel engines with common rail injection systems.
  • direct-injection diesel engines the fuel is injected through a multi-hole injection nozzle directly into the combustion chamber of the engine and finely distributed (atomized) instead of being introduced into a vortex or swirl chamber as in the classic (chamber) diesel engine.
  • the advantage of direct-injection diesel engines lies in their high performance for diesel engines and yet low consumption. In addition, these engines achieve a very high torque even at low speeds.
  • the diesel fuel is pumped from a pump with pressures up to 2000 bar into a high-pressure line, the common rail.
  • spur lines run to the various injectors, which inject the fuel directly into the combustion chamber.
  • the full pressure is always applied to the common rail, which allows a multiple injection or a special injection form. In the other injection systems, however, only a smaller variation of the injection is possible.
  • Injection in the common rail is essentially subdivided into three groups: (1) pre-injection, which essentially achieves softer combustion, so that hard combustion noises ("nails") are reduced and engine running appears quiet; (2.) main injection, which is responsible in particular for a good torque curve; and (3.) post-injection, which provides in particular for a low NO x value.
  • pre-injection which essentially achieves softer combustion, so that hard combustion noises ("nails") are reduced and engine running appears quiet
  • main injection which is responsible in particular for a good torque curve
  • post-injection which provides in particular for a low NO x value.
  • the fuel is not burned in the rule, but evaporated by residual heat in the cylinder.
  • the exhaust gas / fuel mixture formed during this process is transported to the exhaust gas system, where the fuel acts as a reducing agent for the nitrogen oxides NO x in the presence of suitable catalysts.
  • the pollutant emissions of the engine eg the emission of nitrogen oxides (NO x ), carbon monoxide (CO) and particulate matter (soot) can be positively influenced in the common-rail injection system.
  • NO x nitrogen oxides
  • CO carbon monoxide
  • particulate matter particulate matter
  • deposits is further enhanced by structural developments of the injectors, in particular by the change in the geometry of the nozzles (narrower, conical openings with rounded outlet). For a permanently optimal functioning of engine and injectors such deposits must be prevented or reduced in the nozzle openings by suitable fuel additives
  • 4,171,959 describes quaternized ammonium salts of hydrocarbyl-substituted succinimides which are suitable as detergent additives for gasoline fuel compositions.
  • alkyl halides are preferably used.
  • the quaternized ammonium salts provided by the teachings have as counterion either a halide or a C 2 -C 8 hydrocarbyl carboxylate or a C 2 -C 8 hydrocarbyl sulfonate group.
  • PI BSA with low bismaleination levels ⁇ 20% is also not described therein.
  • cold flow improvers which are prepared by quaternization of special tertiary monoamines which carry at least one C8-C4o-alkyl radical with a Ci-C4-alkyl ester of special carboxylic acids.
  • carboxylic acid esters are dimethyloxalate, dimethyl maleate, dimethyl phthalate and dimethyl fumarate.
  • WO 2006/135881 describes quaternized ammonium salts prepared by condensation of a hydrocarbyl-substituted acylating agent and an oxygen- or nitrogen-containing tertiary-amino-containing compound followed by quaternization by means of hydrocarbyl epoxide in combination with stoichiometric amounts of an acid such as in particular acetic acid.
  • Further quaternizing agents claimed in WO 2006/135881 are dialkyl sulfates, benzyl halides and hydrocarbyl-substituted carbonates, dimethyl sulfate, benzyl chloride and dimethyl carbonate being investigated experimentally.
  • the quaternizing agents preferably used in WO 2006/135881 have serious disadvantages, such as: toxicity or carcinogenicity (eg dimethyl sulfate and alkylene oxides and benzyl halides), no residue-free combustion (eg dimethyl sulfate and alkyl halides), as well as insufficient reactivity, which is too incomplete Quaternization or non-economic reaction conditions (long reaction times, high reaction temperatures, excess of quaternizing agent, eg dimethyl carbonate).
  • toxicity or carcinogenicity eg dimethyl sulfate and alkylene oxides and benzyl halides
  • no residue-free combustion eg dimethyl sulfate and alkyl halides
  • insufficient reactivity which is too incomplete Quaternization or non-economic reaction conditions (long reaction times, high reaction temperatures, excess of quaternizing agent, eg dimethyl carbonate).
  • the additives according to the invention produced in this way are superior to the conventionally prepared additives according to the prior art in a number of respects: they have low toxicity (owing to the targeted choice of the quaternizing agent, burn off ashless), show a high content of quaternized product, and allow an economic reaction during their production and surprisingly have improved handling properties, such as in particular improved solubility, such as in particular in diesel performance additive packages, at the same time show the additives of the invention an improved effect on the prevention of deposits in diesel engines, as illustrated in particular by the enclosed application examples.
  • a fuel or lubricant composition in particular a fuel composition, containing in a major amount of a conventional fuel or lubricant a proportion (in particular an effective amount) of at least one reaction product comprising a quaternized nitrogen compound (or a partial fraction containing a quaternized nitrogen compound obtained by purification from the reaction product thereof), wherein the reaction product is obtainable by
  • quaternizing agent which converts the at least one quaternizable, such as tertiary, amino group into a quaternary ammonium group
  • the quaternizing agent being the alkyl esters of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid).
  • a fuel or lubricant composition in particular a fuel composition, containing in a main amount of a conventional fuel or lubricant a proportion (in particular an effective amount) of at least one reaction product comprising a quaternized nitrogen compound (or a reaction product obtained by purification containing a quaternized nitrogen compound). partial fraction thereof), wherein the reaction product is obtainable by Reacting a quaternizable high molecular weight hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound containing at least one quaternizable amino group with a quaternizing agent which converts the at least one quaternizable, such as tertiary, amino group into a quaternary ammonium group,
  • the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid).
  • a fuel composition according to any one of the preceding claims wherein from about 1.1 to about 2.0 or about 1.25 to about 2.0 equivalents per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom, e.g. 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1, 6, 1, 7, 1, 8, or 1.9 equivalents of quaternizing agent.
  • hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound is a polyisobutenylic acid or an anhydride thereof, which has a bis-maleic degree equal to or less than about 20% or equal to or less than about 15%, such as e.g. 15, 14, 13, 12, 1, 1, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, or 0.1%.
  • Low levels of bismaleination can contribute to a significant improvement in the solubility of the additive and / or compatibility of the ingredients in the formulation of additive packages.
  • a fuel or lubricant composition in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternizing agent is a compound of general formula 1
  • Ri is a low molecular weight hydrocarbyl radical, such as alkyl or alkenyl radical, in particular a lower alkyl radical, in particular methyl or ethyl
  • R 2 is an optionally substituted mononuclear cyclic hydrocarbyl radical, in particular an aryl or cycloalkyl or cycloalkenyl radical, in particular aryl, such as phenyl, where the substituent is selected from OH, NH 2, NO 2, C (O) OR 3, and R iOC (0) -, wherein R1 has the meanings given above and R3 is H or R1, where the substituent is in particular OH.
  • the quaternizing agent is a phthalate or a salicylate, such as dimethyl phthalate, or methyl salicylate.
  • Fuel or lubricant composition in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternization agent is a compound of the general formula 2
  • R1 and Ria independently of one another represent a low molecular weight hydrocarbyl radical, such as an alkyl or alkenyl radical, in particular a lower alkyl radical, and
  • A represents hydrocarbylene (in particular C 1 -C 6 -alkylene or C 2 -C 7 -alkenylene).
  • Fuel or lubricant composition in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternized nitrogen compound has a number average molecular weight in the range of 400 to 5000, in particular 800 to 3000 or 900 to 1500.
  • a fuel or lubricant composition in particular a fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternizing agent is selected from alkyl salicylates, dialkyl phthalates and dialkyl oxalates; wherein alkylsalicylates, especially Niedrigalkylsalicylate, such as methyl, ethyl and n-propyl salicylates are particularly mentioned.
  • the reactive with the polycarboxylic acid (addable or condensable), an oxygen or nitrogen group and at least one quaternizable amino group-containing compound is selected from
  • a Hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group
  • b straight-chain or branched, cyclic, heterocyclic, aromatic or nonaromatic polyamines having at least one primary or secondary amino group and having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group;
  • a Hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary monoamines and hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary diamines.
  • b straight-chain or branched aliphatic diamines having two primary amino groups; Di- or polyamines having at least one primary and at least one secondary amino group; Di- or polyamines having at least one primary and at least one tertiary amino group; aromatic carbo-cyclic diamines having two primary amino groups; aromatic heterocyclic polyamines having two primary amino groups; aromatic or non-aromatic heterocycles having a primary and a tertiary amino group;
  • Fuel composition according to one of the preceding embodiments selected from diesel fuels, biodiesel fuels, gasoline fuels, and alkanol-containing gasolines.
  • a fuel or lubricant composition in particular a fuel composition, according to any one of the preceding embodiments, wherein the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound is a polyisobutenyl succinic acid or anhydride (PIBSA) thereof, which has a low bismaleination degree, in particular 10% or less than 10%, such as 2 to 9, or 3 to 7%.
  • PIBSAs are derived from HR-PIB having an Mn in the range of about 400 to 3,000.
  • compositions are fuel compositions, especially diesel fuels. 13.
  • Reaction product obtainable by a process according to the definition in one of the preceding embodiments, in particular according to embodiment 3, 4, 5, 6 and especially embodiment 8, 9 or 10, or from the reaction product obtained by partial or complete purification quaternized nitrogen compound.
  • quaternized reaction products which are prepared from polyisobutenyl succinic acid or an anhydride thereof, said compound having a bis-maleination degree equal to or less than about 20% or equal to or less than about 15%, e.g. 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, or 0.1%.
  • This polyisobutenyl succinic acid compound is reacted (by addition or condensation) with a compound comprising at least one oxygen or nitrogen group which is reactive (in particular can be added or condensed) with the polyisobutenyl succinic acid compound and then quaternized.
  • quaternized reaction products are obtained, which are obtained by quaternization using an excess of quaternizing agent.
  • quaternizing agent for each equivalent of quaternizable tertiary nitrogen, about 1.1 to about 2.0, or about 1.25 to about 2.0 equivalents, e.g. 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1, 6, 1, 7, 1, 8 or 1, 9 equivalents of quaternizing used.
  • Particularly useful quaternizing agents are those of formula (1), in particular the lower alkyl esters of salicylic acid such as methyl salicylate, ethyl salicylate, n- and i-propyl salicylate, and n-, i- or tert-butyl salicylate.
  • embodiments (A) and (B) are combined, i. the quaternizable compounds prepared from the above polyisobutenylsuccinic acid compounds according to embodiment (A) are quaternized according to embodiment (B).
  • the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid).
  • reaction product or a quaternized nitrogen compound according to embodiment 13 or a compound prepared according to embodiment 14 as a fuel additive or lubricant additive, in particular Kraftstoffaddi- tiv, in particular diesel fuel additive.
  • a “condensation” or “condensation reaction” in the context of the present invention describes the reaction of two molecules with elimination of a smaller molecule, in particular a water molecule. If such cleavage is not detectable analytically, especially in stoichiometric amounts undetectable, and the two molecules nevertheless react, e.g. under addition, the respective conversion of the two molecules takes place "without condensation.” Unless otherwise indicated, the following general meanings apply:
  • Hydrocarbon radicals which may optionally additionally contain heteroatoms, such as, for example, O, N, NH, S, in their chain.
  • “Long-chain” or “high molecular weight” hydrocarbyl radicals have a number-average molecular weight (M n ) of 85 to 20,000, such as 13 to 10,000, or 200 to 10,000 or 350 to 5,000, such as 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500, or 800 to 1, 500.
  • M n number-average molecular weight
  • They are composed essentially of C 2-6, in particular C 2-4, monomer units, such as ethylene, propylene, n- or isobutylene or mixtures thereof, it being possible for the various monomers to be randomly distributed or incorporated in polymerized form as blocks.
  • Such long-chain hydrocarbyl radicals are also referred to as polyalkylene radicals or P0IV-C2-6 or poly-C2-4-alkylene radicals. Suitable long-chain hydrocarbyl radicals and their preparation are also described, for example, in WO2006 / 135881 and the literature cited therein.
  • polystyrene radicals examples include polyisobutenyl radicals derived from so-called “highly reactive” polyisobutenes (HR-PI B), which are distinguished by a high content of terminal double bonds (cf., for example, also Rath et al, Lubrication Science (1999 ), 1-2, 175-185). Terminal arranged double bonds are alpha-olefinic double bonds of the type
  • Suitable highly reactive polyisobutenes are, for example, polyisobutenes which have a proportion of vinylidene double bonds of greater than 70 mol%, in particular greater than 80 mol% or greater than 85 mol%. Particular preference is given to polyisobutenes which have uniform polymer skeletons. Uniform polymer skeletons have, in particular, those polyisobutenes which are composed of at least 85% by weight, preferably at least 90% by weight and more preferably at least 95% by weight, of isobutene units. Preferably, such highly reactive polyisobutenes have a number average molecular weight in the range mentioned above.
  • the highly reactive polyisobutenes may have a polydispersity in the range from 1:05 to 7, in particular from about 1, 1 to 2.5, for example of less than 1, 9 or less than 1.5.
  • polydispersity is meant the quotient of weight average molecular weight Mw divided by the number average molecular weight Mn.
  • Other number average molecular weights can be adjusted in a manner known in principle by mixing polyisobutenes of different number average molecular weights or by extractive enrichment of polyisobutenes of specific molecular weight ranges.
  • PIBSA is prepared in a manner known in principle by reacting PI B with maleic anhydride (MSA), which in principle produces a mixture of PIBSA and bismaleized PIBSA (BM PIBSA, see Scheme 1, below), which is generally not separated, but instead is used as such in subsequent reactions.
  • MSA maleic anhydride
  • BM PIBSA bismaleized PIBSA
  • the ratio of the two components to one another can be indicated by the "degree of bismeralization" (BMG)
  • BMG degree of bismeralization
  • the BMG is known per se (see also US 5,883,196)
  • the BMG can also be determined according to the following formula:
  • Hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds having a "low degree of bismalization”, in particular corresponding polyisobutenylsuccinic acids or anhydrides thereof (altogether also referred to as PIBSA), are known from the prior art, in particular bis-maleation grades of 20% or less, or 15% or less, such as 14, 13, 12, or 10%, or 10% or less, such as 2-9, 3-8, 4-7, 5, or 6%, their targeted preparation is described, for example, in US 5,883,196.
  • Particularly suitable for their preparation are the above highly reactive polyisobutenes having an Mn in the range from about 500 to 2500, such as 550 to 3000, 1000 to 2000 or 1000 to 1500.
  • "Short-chain hydrocarbyl” or “low molecular weight hydrocarbyl” is especially straight-chain or branched alkyl or alkenyl, optionally interrupted by one or more, for example 2, 3 or 4 heteroatom groups, such as -O- or -NH-. or optionally mono- or polysubstituted, such as 2, 3 or 4-times substituted.
  • Alkyl or “lower alkyl” in particular represents saturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having 1 to 4, 1 to 6, 1 to 8, or 1 to 10 or 1 to 20 carbon atoms, such as.
  • Hydroxyalkyl is in particular the mono- or polysubstituted, in particular simply hydroxylated, analogs of the above-mentioned alkyl radicals, for example the monohydroxylated analogs of the above straight-chain or branched alkyl radicals, for example the linear hydroxyalkyl groups having primary hydroxyl groups, such as hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 3 Hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl.
  • Alkenyl is mono- or polysubstituted, in particular monounsaturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having 2 to 4, 2 to 6, 2 to 8 2 to 10 or 2 or to 20 carbon atoms and a double bond in any position, for example C 2 -C 6 alkenyl, such as ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methylethenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl , 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-methyl-1-butenyl, 2-methyl-1-butenyl, 3 -Methyl-1-butenyl, 1-methyl-2-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-methyl-3-butenyl,
  • Alkylene is straight-chain or mono- or poly-branched hydrocarbon bridging groups having 1 to 10 carbon atoms, such as Ci-Cz-alkylene groups selected from -CH 2 -, - (CH 2 ) 2 -, - (CH 2 ) 3 -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -, -CH (CH 3 ) -CH 2 -, - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 2 -CH (CH 3 ) -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 -, (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 5 -, - (CH 2 ) 6 , - (CH 2 ) 7 -, -CH (CH 3 ) - CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) - or - CH (CH 3 ) -CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) - or C 1
  • Cyclic hydrocarbyl radicals include in particular:
  • Cycloalkyl carbocyclic radicals having 3 to 20 carbon atoms, such as C 3 -C 2 - cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctene tyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl; Cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and also cyclopropylmethyl, cyclopropylethyl, cyclobutylmethyl, cyclobutylethyl, cyclopentylmethyl, cyclopentylethyl, cyclohexylmethyl or C 3 -C 7 -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclobutyl, are preferred , Cyclopentyl, cyclohex
  • Cycloalkenyl monocyclic, monounsaturated hydrocarbon groups having 5 to 8, preferably to 6 carbon ring members, such as cyclopentene-1-yl, cyclopenten-3-yl, cyclohexene-1-yl, cyclohexen-3-yl and cyclohexene-4-yl;
  • Aryl mononuclear or polynuclear, preferably mono- or binuclear, optionally substituted aromatic radicals having from 6 to 20, such as, for example, From 6 to 10 ring carbon atoms, e.g. Phenyl, biphenyl, naphthyl, such as 1- or 2-naphthyl, tetrahydronaphthyl, fluorenyl, indenyl and phenanthrenyl. These aryl radicals may optionally carry 1, 2, 3, 4, 5 or 6 identical or different substituents.
  • Substituents for radicals specified herein are, in particular, unless otherwise specified, are selected from keto groups, - COOH, -COO-alkyl, - OH, -SH, -CN, amino, -NO 2 , alkyl, or alkenyl groups
  • the term "about” in the context of a number or a range of values denotes deviations from the values actually disclosed. This is it usually by usual deviations. These may deviate, for example, by ⁇ 10% to ⁇ 0.1% from the specified values. Typically, such deviations are about ⁇ 8% to ⁇ 1% or ⁇ 5%, ⁇ 4%, ⁇ 3% or ⁇ 2%.
  • A3 Polycarboxylic acid compounds, and hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds:
  • the polycarboxylic acid compounds used are aliphatic di- or polyvalent (such as 3- or 4-valent), in particular of di-, tri- or tetracarboxylic acids, and analogs thereof, such as anhydrides or lower alkyl esters (partially or completely esterified), and optionally one or more (such as 2 or 3), in particular a long-chain alkyl radical and / or a high molecular weight hydrocarbyl radical, in particular a polyalkylene radical substituted.
  • di- or polyvalent such as 3- or 4-valent
  • di-, tri- or tetracarboxylic acids and analogs thereof, such as anhydrides or lower alkyl esters (partially or completely esterified), and optionally one or more (such as 2 or 3), in particular a long-chain alkyl radical and / or a high molecular weight hydrocarbyl radical, in particular a polyalkylene radical substituted.
  • Examples are C3-C10 polycarboxylic acids, such as the dicarboxylic acids malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and their branched analogues; and the tricarboxylic acid citric acid; and anhydrides or lower alkyl esters thereof.
  • the polycarboxylic acid compounds may also be prepared from the corresponding monounsaturated acids and addition of at least one long chain alkyl group and / or high molecular weight hydrocarbyl group. Examples of suitable monounsaturated acids are fumaric acid, maleic acid, itaconic acid.
  • the hydrophobic "long chain” or “high molecular weight” hydrocarbyl moiety which provides sufficient solubility of the quaternized product in the fuel has a number average molecular weight (M n ) of from 85 to 20,000, such as 1 to 10,000, or 200 to 10,000 or 350 up to 5,000, such as 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500, or 800 to 1,500.
  • Typical hydrophobic hydrocarbyl radicals include polypropenyl, polybutenyl and polyisobutenyl radicals, for example having a number average molecular weight M n of 3,500 to 5,000, 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500 and 800 to 1,500.
  • Suitable hydrocarbyl substituted compounds are e.g. described in DE 43 19 672 and WO2008 / 138836.
  • Suitable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds also include polymeric, especially dimeric, forms of such hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds.
  • dimeric forms contain two acid anhydride groups which can be reacted independently of one another in the production process according to the invention with the quaternizable nitrogen compound.
  • Suitable quaternizing agents are in principle all suitable as such alkyl esters of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid) into consideration.
  • the quaternization of the at least one quaternizable tertiary nitrogen atom is carried out with at least one quaternizing agent selected from a) compounds of general formula 1 wherein
  • Ri is a lower alkyl radical
  • R 2 is an optionally substituted mononuclear aryl or cycloalkyl radical, the substituent being selected from OH, NH 2 , NO 2 , C (O) OR 3 ; RiaOC (O) -, wherein Ri a has the meanings given above for R 1, and R 3 is H or R 1; or
  • R1 and Ria independently of one another represent a lower alkyl radical
  • A represents hydrocarbylene (such as alkylene or alkenylene)
  • R 2 is a substituted phenyl radical, where the substituent for HO or an ester radical of the formula R i a OC (O) - which is in the para, meta or in particular ortho position to the radical R i OC (O) - on the aromatic ring ,
  • Particularly suitable quaternizing agents are the lower alkyl esters of salicylic acid, such as methyl salicylate, ethyl salicylate, n- and i-propyl salicylate, and n-, i- or tert-butyl salicylate.
  • salicylic acid such as methyl salicylate, ethyl salicylate, n- and i-propyl salicylate, and n-, i- or tert-butyl salicylate.
  • the quaternizable nitrogen compounds reactive with the polycarboxylic acid compound are selected from
  • Hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines having at least one quaternized (for example choline) or quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group,
  • the quaternizable nitrogen compounds are selected from d. Hydroxyalkyl-substituted primary, secondary, tertiary or quaternary monoamines and hydroxyalkyl-substituted primary, secondary, tertiary or quaternary diamines.
  • hydroxyalkyl-substituted polyamines and especially “hydroxyalkyl-substituted diamines” may be mentioned: (N-hydroxyalkyl) alkylenediamines, ⁇ , ⁇ -dihydroxyalkylalkylenediamines wherein the hydroxyalkyl groups are the same or different and are also as defined above.
  • Hydroxyalkyl stands in particular for 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl or 4-hydroxybutyl
  • Alkylene stands in particular for ethylene, propylene or butylene.
  • Suitable “diamines” are alkylenediamines and also the N-alkyl-substituted analogs thereof, such as N-monoalkylated alkylenediamines and the N, N or N, N'-dialkylated alkylenediamines.
  • Alkylene in particular represents straight-chain or branched C 1-7 or C 1-4 -alkylene.
  • Alkylene as defined above, is in particular C 1 -C 4 -alkyl as defined above
  • Examples are, in particular, ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butylenediamine and isomers thereof, pentanediamine and isomers thereof, Hexanediamine and isomers thereof, heptanediamine and isomers thereof, and mono- or polysubstituted, for example mono- or di-C 1 -C 4 -alkylated, for example methylated, derivatives of the abovementioned diamine compounds, such as 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA ), ⁇ , ⁇ -diethylaminopropylamine, and N, N-dimethylaminoethylamine.
  • DMAPA 3-dimethylamino-1-propylamine
  • DMAPA 3-dimethylamino-1-propylamine
  • DMAPA 3-di
  • Suitable straight-chain “polyamines” are, for example, dialkylenetriamine, triallenetetramine, tetraalkylenepentamine, pentaalkylenehexamine and the N-alkyl-substituted analogs thereof, such as N-monoalkylated and the N, N or N, N'-dialkylated alkylene polyamines branched C1-7 or C1-4-alkylene, as defined above.
  • Alkyl is in particular C1-4-alkyl as defined above.
  • Examples are in particular diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, tetrapropylenepentamine, pentapropylenhexamine, dibutylenetriamine, tributylenetetramine, tetrabutylenepentamine, pentabutylenhexamine; and the ⁇ , ⁇ -dialkyl derivatives thereof, in particular the N, N-di-Ci-4-alkyl derivatives thereof. Examples which may be mentioned are: N, N-dimethyldimethylenetriamine, ⁇ , ⁇ -diethyldimethylenetriamine, N, N-
  • Dipropyldimethylenetriamine N, N-dimethyldiethylene-1,2-triamine, N, N-diethyldiethylene-1,2-triamine, N, N-dipropyldiethylene-1,2-triamine, N, N-dimethyldipropylene-1,3-triamine ( ie DMAPAPA), N, N-diethyl-dipropylene-1,3-triamine, N, N-dipropyl-dipropylene-1,3-triamine, N, N-dimethyl-dibutylene-1,4-triamine, N, N-diethyl-dibutylene-1, 4- triamine, N, N-
  • Aromatic carbocyclic diamines having two primary amino groups are the di-amino substituted derivatives of benzene, biphenyl, naphthalene, tetrahydronaphthalene, fluorene, indene, and phenanthrene.
  • Aromatic or non-aromatic heterocyclic polyamines having two primary amino groups are the derivatives of the following heterocycles substituted with two amino groups:
  • 5- or 6-membered saturated or monounsaturated heterocycles containing one to two nitrogen atoms and / or one oxygen or sulfur atom or one or two oxygen and / or sulfur atoms as ring members eg.
  • tetrahydrofuran pyrrolidine, isoxazolidine, isothiazolidine, pyrazolidine, oxazolidine, thiazolidine, imidazolidine, pyrroline, piperidine, piperidinyl, 1, 3-dioxane, tetrahydropyran, hexahydropyridazine, hexahydropyrimidine, piperazine;
  • 5-membered aromatic heterocycles containing, in addition to carbon atoms, one, two or three nitrogen atoms or one or two nitrogen atoms and one sulfur or oxygen atom as ring members, e.g. Furan, thian, pyrrole, pyrazole, oxazole, thiazole, imidazole and 1, 3,4-triazole; Isoxazole, isothiazole, thiadiazole, oxadiazole 6-membered heterocycles containing in addition to carbon atoms one or two or one, two or three nitrogen atoms as ring members, for.
  • Aromatic or non-aromatic heterocycles containing one primary and one tertiary amino group include the above-mentioned N-heterocycles which are aminoalkylated at least one ring N atom and in particular an amino Ci-4 _ alkyl group carry.
  • Aromatic or non-aromatic Heterocycles having a tertiary amino group and a hydroxyalkyl group are, for example, the abovementioned N-heterocycles which are hydroxyalkylated on at least one ring N atom and in particular carry a hydroxy-C 1-4 -alkyl group.
  • the following groups of individual classes of quaternizable nitrogen compounds may be mentioned in particular:
  • the reaction of the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound with the quaternizable nitrogen compound according to the present invention can be carried out under thermally controlled conditions so that substantially no condensation reaction occurs. In particular, no formation of water of reaction is observed. In particular, such a reaction takes place at a temperature in the range of 10 to 80, in particular 20 to 60 or 30 to 50 ° C.
  • the reaction time may be in the range of a few minutes or a few hours, e.g. about 1 minute to about 10 hours.
  • the reaction can be carried out at about 0.1 to 2 atm pressure, but especially at about atmospheric pressure.
  • an inert gas atmosphere such as e.g. Nitrogen, appropriate
  • the reaction can also be carried out under elevated, condensation-promoting temperatures, eg. B. in the range of or 90 to 100 ° C or 100 to 170 ° C.
  • the reaction time may be in the range of a few minutes or a few hours, e.g. about 1 minute to about 10 hours.
  • the reaction can be carried out at about 0.1 to 2 atm pressure, but especially at about atmospheric pressure.
  • the reactants are presented in particular in approximately equimolar amounts, optionally a lower, z. B. 0.05 to 0.5 times, such as 0.1 to 0.3 times, more molar Excess of the polycarboxylic acid compound desirable.
  • the reactants may be presented in a suitable inert organic aliphatic or aromatic solvent or a mixture thereof. Typical examples include Solvesso series solvents, toluene or xylene.
  • the solvent can also serve, for example, to azeotrope condensation water from the reaction mixture. In particular, however, the reactions are carried out without solvent.
  • reaction product thus formed can theoretically be further purified or the solvent removed. Usually, however, this is not absolutely necessary, so that the reaction product can be converted into the next synthesis step, the quaternization, without further purification. b) Quaternization
  • the reaction product or reaction mixture from stage a) is mixed with at least one compound of the above formula 1 or 2, in particular in the required stoichiometric amounts, in order to achieve the desired quaternization.
  • Per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom can be e.g. 0.1 to 2.0, 0.2 to 1, 5, or 0.5 to 1, 25 equivalents, to Quater- nhnesstoff use. In particular, however, approximately equimolar proportions of the compound are used to quaternize a tertiary amine group. Correspondingly, higher amounts are required to quaternize a secondary or primary amine group.
  • the quaternizing agent is added in excess, such. For example, per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom 1, 1 to 2.0, 1, 25 to 2 or 1, 25 to 1, 75 equivalents of quaternizing.
  • reaction time can be in the range of a few minutes or a few hours, such as about 10 minutes to about 24 hours.
  • the reaction can be carried out at about 0.1 to 20 bar, such as 1 to 10 or 1, 5 to 3 bar pressure, but especially at about atmospheric pressure.
  • the reactants may be presented in a suitable inert organic aliphatic or aromatic solvent or a mixture thereof for quaternization, or there may still be a sufficient amount of solvent from reaction step a).
  • suitable inert organic aliphatic or aromatic solvent or a mixture thereof for quaternization or there may still be a sufficient amount of solvent from reaction step a).
  • Typical examples include Solvesso series solvents, toluene or xylene.
  • the quaternization can also be carried out in the absence of a solvent
  • an acid may be expedient.
  • the quaternization can also be carried out in the presence of a Lewis acid.
  • the quaternization can also be carried out in the absence of any acid.
  • the final reaction product thus formed can theoretically be further purified or the solvent removed.
  • solvents may also be added after the reaction, e.g. Solvesso series solvent, 2-ethylhexanol, or substantially aliphatic solvents. Usually, however, this is not absolutely necessary, so that the reaction product can be used without further purification as an additive, if appropriate after mixing with further additive components (see below).
  • the fuel additized with the quaternized additive according to the invention is a gasoline fuel or, in particular, a middle distillate fuel, especially a diesel fuel.
  • the fuel may contain other conventional additives to improve the effectiveness and / or wear suppression.
  • these are primarily conventional detergent additives, carrier oils, cold flow improvers, lubricity improvers, Corrosion inhibitors, demulsifiers, dehazers, antifoam agents, cetane number improvers, combustion improvers, antioxidants or stabilizers, antistatic agents, metallocenes, metal deactivators, dyes and / or solvents.
  • these are mainly friction modifiers, corrosion inhibitors, demulsifiers, dehazers, antifoams, combustion improvers, antioxidants or stabilizers, antistatic agents, metallocenes, metal deactivators, dyes and / or solvents.
  • suitable co-additives are listed in the following section:
  • the usual detergent additives are preferably amphiphilic substances which have at least one hydrophobic hydrocarbon radical with a number-average molecular weight (M n ) of from 85 to 20 000 and at least one polar group selected from:
  • Polyoxy-C 2 to C 4 -alkylene groups terminated by hydroxyl groups, mono or polyamino groups, wherein at least one nitrogen atom has basic properties, or terminated by carbamate groups; (Dg) carboxylic acid ester groups; (Ie) derived from succinic anhydride moieties having hydroxy and / or amino and / or amido and / or imido groups; and or
  • the hydrophobic hydrocarbon residue in the above detergent additives which provides sufficient solubility in the fuel, has a number average molecular weight (M n ) of from 85 to 20,000, preferably from 13 to 10,000, more preferably from 300 to 5,000, more preferable from 300 to 3,000, more preferably from 500 to 2,500 and especially from 700 to 2,500, especially from 800 to 1500.
  • M n number average molecular weight
  • hydrophobic hydrocarbon radical in particular in conjunction with the polar in particular polypropenyl, polybutenyl and polyisobutenyl radicals having a number average molecular weight M n is preferably from 300 to 5,000 in each case, more preferably from 300 to 3,000, more preferably from 500 to 2,500, even more preferably from 700 to 2,500 and in particular from 800 to 1,500.
  • Such additives based on highly reactive polyisobutene, which from the polyisobutene, the up to 20 wt .-% n Can be produced by hydroformylation and reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines such as dimethylaminopropylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine, are known in particular from EP-A 244 616 known.
  • monoamino (Da) -containing additives are the compounds obtained from polyisobutene epoxides by reaction with amines and subsequent dehydration and reduction of the amino alcohols, as described in particular in DE-A 196 20 262.
  • these reaction products are mixtures of pure nitropolyisobutenes (for example ⁇ , ⁇ -dinitropolyisobutene) and mixed hydroxynitropolyisobutenes (for example ⁇ -nitro- ⁇ -hydroxypolyisobutene).
  • Carboxyl groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (Dd) containing additives are preferably copolymers of C2 to C 4 o-olefins with maleic anhydride having a total molecular weight of 500 to 20,000, the carboxyl groups wholly or partly to the alkali metal or alkaline earth metal salts and a remaining radical of the carboxyl groups are reacted with alcohols or amines.
  • Such additives are known in particular from EP-A 307 815.
  • Such additives are primarily used to prevent valve seat wear and, as described in WO-A 87/01 126, can be advantageously used in combination with conventional fuel detergents such as poly (iso) buteneamines or polyetheramines.
  • Sulfonic acid groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (De) containing additives are preferably alkali metal or alkaline earth metal salts of a Sulfobern- steinklaklalesters, as described in particular in EP-A 639 632.
  • Such additives are mainly used to prevent valve seat wear and can be used to advantage in combination with conventional fuel detergents such as poly (iso) buteneamines or polyetheramines.
  • Polyoxy-C2-C4-alkylene (Df) containing additives are preferably lyether or polyetheramines, which by reaction of C2 to C6o-alkanols, C6 to C3o-alkanediols, mono- or D1-C2 to C3o-alkylamines, C 1 -C 30 -alkylcyclohexanols or C 1 -C 30 -alkylphenols with 1 to 30 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide per hydroxyl group or amino group and, in the case of polyetheramines, by subsequent reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines are available.
  • Such products are described in particular in EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 and US-A 4,877,416.
  • polyethers such products also meet carrier oil properties. Typical examples thereof are tridecanol or isotridecanol butoxylates, isononylphenol butoxylates and also polyisobutenol butoxylates and propoxylates and the corresponding reaction products with ammonia.
  • Carboxylic ester groups (Dg) containing additives are preferably esters of mono-, di- or tricarboxylic acids with long-chain alkanols or polyols, especially those having a minimum viscosity of 2 mm 2 / s at 100 ° C, as described in particular in DE-A 38 38 918 are described.
  • mono-, di- or tricarboxylic acids it is possible to use aliphatic or aromatic acids, especially suitable ester alcohols or polyols are long-chain representatives having, for example, 6 to 24 C atoms.
  • esters are adipates, phthalates, isophthalates, terephthalates and trimellitates of iso-octanol, iso-nonanol, iso-decanol and of isotridecanol. Such products also fulfill carrier oil properties.
  • the groups having hydroxyl and / or amino and / or amido and / or imido groups are, for example, carboxylic acid groups, acid amides of monoamines, acid amides of di- or polyamines which, in addition to the amide function, also have free amine groups , Succinic acid derivatives having an acid and an amide function, carboximides with monoamines, carboximides with di- or polyamines which, in addition to the imide function, still have free amine groups, or diimides which are formed by reacting di- or polyamines with two succinic acid derivatives.
  • the further detergent additive for the purposes of the present invention is used only up to a maximum of 100% of the amount by weight of compounds having betaine structure.
  • Such fuel additives are well known and described, for example, in documents (1) and (2). Preference is given to the reaction products of alkyl- or alkenyl-substituted succinic acids or derivatives thereof with amines and particularly preferably to the reaction products of polyisobutenyl-substituted succinic acids or derivatives thereof with amines.
  • reaction products with aliphatic polyamines in particular ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and hexaethyleneheptamine, which have an imide structure.
  • Mannich reaction of substituted phenols with aldehydes and mono- or polyamines generated moieties containing (Di) additives are preferably reaction products of polyisobutene-substituted phenols with formaldehyde and mono- or polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine or dimethylaminopropylamine.
  • Such "polyisobutene-Mannich bases" are described in particular in EP-A 831 141.
  • One or more of said detergent additives may be added to the fuel in such an amount that the dosage rate of these detergent additives is preferably from 25 to 2500 ppm by weight, in particular from 75 to 1500 ppm by weight, especially from 150 to 1000% by weight . ppm. B2) carrier oils
  • Co-used carrier oils may be mineral or synthetic.
  • Suitable mineral carrier oils are fractions obtained in petroleum processing, such as bright stock or base oils with viscosities such as from class SN 500 to 2000, but also aromatic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons and alkoxyalkanols. It is also useful as a "hydrocrack oil” known and obtained in the refining of mineral oil fraction (Vakuumdestillatites with a boiling range of about 360 to 500 ° C, available from high pressure catalytically hydrogenated and isomerized and dewaxed natural mineral oil). Also suitable are mixtures of the abovementioned mineral carrier oils.
  • suitable synthetic carrier oils are polyolefins (polyalphaolefins or polyinternalolefins), (poly) esters, poly) alkoxylates, polyethers, aliphatic polyetheramines, alkylphenol-initiated polyethers, alkylphenol-initiated polyetheramines and carboxylic acid esters of long-chain alkanols.
  • suitable polyethers or polyetheramines are preferably compounds containing polyoxy-C 2 - to C 4 -alkylene groups which are prepared by reacting C 2 - to C 6 -alkanols, C 6 - to C 3 -oxanediols, mono- or C 1 - to C 20 -alkylamines, C 1 -C 30 -alkylcyclohexanols or C 1 -C 30 -alkylphenols with 1 to 30 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide per hydroxyl group or amino group and, in the case of polyetheramines, by subsequent reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines are available.
  • P0IV-C2 to C6 alkylene oxide amines or functional derivatives thereof may be used as the polyether amines.
  • these are tridecanol or Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxylate and Polyisobutenolbutoxylate and propoxylates and the corresponding reaction products with ammonia.
  • carboxylic acid esters of long-chain alkanols are in particular esters of mono-, di- or tricarboxylic acids with long-chain alkanols or polyols, as described in particular in DE-A 38 38 918.
  • mono-, di- or tricarboxylic acids it is possible to use aliphatic or aromatic acids, especially suitable ester alcohols or polyols are long-chain representatives having, for example, 6 to 24 carbon atoms.
  • suitable representatives of the esters are adipates, phthalates, isophthalates, terephthalates and trimellitates of isooctanol, isononanol, isodecanol and of isotridecanol, eg. B.
  • di- (n- or isotridecyl) phthalate di- (n- or isotridecyl) phthalate.
  • suitable carrier oil systems are described, for example, in DE-A 38 26 608, DE-A 41 42 241, DE-A 43 09 074, EP-A 452 328 and EP-A 548 617.
  • suitable synthetic carrier oils are alcohol-started polyethers with about 5 to 35, preferably about 5 to 30, particularly preferably 10 to 30 and in particular 15 to 30 C3 to C6 alkylene oxide units, for.
  • suitable starter alcohols are long-chain alkanols or long-chain alkyl-substituted phenols, where the long-chain alkyl radical is, in particular, a straight-chain or branched C 6 - to C 18 -alkyl radical.
  • Specific examples include tridecanol and nonylphenol.
  • Particularly preferred alcohol-started polyethers are the reaction products (polyetherification products) of monohydric C6- to Cis-aliphatic alcohols with C3- to C6-alkylene oxides.
  • monohydric C6-C18 aliphatic alcohols are hexanol, heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonyl alcohol, decanol, 3-propylheptanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, octadecanol and their constitution and positional isomers.
  • the alcohols can be used both in the form of pure isomers and in the form of technical mixtures.
  • a particularly preferred alcohol is tridecanol.
  • C3 to C6 alkylene oxides are propylene oxide, such as 1, 2-propylene oxide, butylene oxide, such as 1, 2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide or tetrahydrofuran, pentylene oxide and hexylene oxide.
  • Particularly preferred among these are C3 to C4 alkylene oxides, i.
  • Propylene oxide such as 1, 2-propylene oxide and butylene oxide such as 1, 2-Buty- lenoxid, 2,3-butylene oxide and isobutylene oxide.
  • butylene oxide is used.
  • suitable synthetic carrier oils are alkoxylated alkylphenols, as described in DE-A 10 102 913.
  • Particular carrier oils are synthetic carrier oils, the alcohol-initiated polyethers described above being particularly preferred.
  • the carrier oil or the mixture of different carrier oils is added to the fuel in an amount of preferably from 1 to 1000 ppm by weight, more preferably from 10 to 500 ppm by weight and in particular from 20 to 100 ppm by weight.
  • Suitable cold flow improvers are in principle all organic compounds which are able to improve the flow behavior of middle distillate fuels or diesel fuels in the cold. Conveniently, they must have sufficient oil solubility. Particularly suitable for this purpose are the middle distillates of fossil origin, ie conventional mineral diesel fuels, used cold flow improvers ("middle distillate flow improvers", "MDFI"). However, it is also possible to use organic compounds which, when used in conventional diesel fuels, have in part or predominantly the properties of a wax anti-settling additive ("WASA"). Also, they can act partly or predominantly as nucleators. However, it is also possible to use mixtures of organic compounds which are active as MDFI and / or which act as WASA and / or as nucleators.
  • WASA wax anti-settling additive
  • the cold flow improver is selected from:
  • Suitable C2 to C4o-olefin monomers for the copolymers of class (K1) are for example those having 2 to 20, in particular 2 to 10 carbon atoms and having 1 to 3, preferably 1 or 2, in particular having a carbon-carbon double bond. In the latter case, the carbon-carbon double bond can be arranged both terminally (a-olefins) and internally.
  • ⁇ -olefins more preferably ⁇ -olefins having 2 to 6 carbon atoms, for example propene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and especially ethylene.
  • the at least one further ethylenically unsaturated monomer is preferably selected from carboxylic alkenyl esters, (meth) acrylic esters and further olefins.
  • further olefins are polymerized in, these are preferably higher molecular weight than the abovementioned C 2 - to C 4 -olefin base monomers. If, for example, ethylene or propene is used as the olefin base monomer, suitable further olefins are, in particular, C 10 -C 4 -olefins. Other olefins are polymerized in most cases only when monomers with carboxylic acid ester functions are used.
  • Suitable (meth) acrylic esters are, for example, esters of (meth) acrylic acid with Cr to C 2 alkanols, in particular C 1 to C 1 alkanols, especially with methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert Butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonanol and decanol and structural isomers thereof.
  • Suitable carboxylic alkenyl esters are, for example, C 2 - to C 6 -alkenyl esters, for example the vinyl and propenyl esters, of carboxylic acids having 2 to 21 carbon atoms, whose hydrocarbon radical may be linear or branched. Preferred among these are the vinyl esters.
  • carboxylic acids with a branched hydrocarbon radical preference is given to those whose branching is in the ⁇ -position to the carboxyl group, the ⁇ -carbon atom being particularly preferably tertiary, ie the carboxylic acid being a so-called neocarboxylic acid.
  • the hydrocarbon radical of the carboxylic acid is linear.
  • carboxylic alkenyl esters examples include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl neopentanoate, vinyl hexanoate, Vinyl neononanoate, vinyl neodecanoate and the corresponding propenyl esters, the vinyl esters being preferred.
  • a particularly preferred carboxylic acid alkenyl ester is vinyl acetate; typical resulting copolymers of group (K1) are the most commonly used ethylene-vinyl acetate copolymers ("EVA").
  • copolymers of class (K1) are those which contain two or more mutually different carboxylic acid alkenyl esters in copolymerized form, these differing in the alkenyl function and / or in the carboxylic acid group. Also suitable are copolymers which, in addition to the carboxylic acid alkenyl ester (s), contain at least one olefin and / or at least one (meth) acrylic acid ester in copolymerized form.
  • Such terpolymers are described in WO 2005/054314.
  • a typical such terpolymer is composed of ethylene, 2-ethylhexyl acrylate and vinyl acetate.
  • the at least one or the other ethylenically unsaturated monomers are present in the copolymers of class (K1) in an amount of preferably from 1 to 50% by weight, in particular from 10 to 45% by weight and especially from 20 to 40% by weight. %, based on the total copolymer, copolymerized.
  • the majority by weight of the monomer units in the copolymers of class (K1) thus usually comes from the C2 to C 4 o-based olefins.
  • the copolymers of class (K1) preferably have a number average molecular weight M n of from 1000 to 20,000, particularly preferably from 1000 to 10,000 and in particular from 1000 to 8000.
  • Typical comb polymers of component (K2) are, for example, by the copolymerization of maleic anhydride or fumaric acid with another ethylenically unsaturated monomer, for example with an ⁇ -olefin or an unsaturated one Esters such as vinyl acetate, and subsequent esterification of the anhydride or acid function with an alcohol having at least 10 carbon atoms available.
  • Further suitable comb polymers are copolymers of ⁇ -olefins and esterified comonomers, for example esterified copolymers of styrene and maleic anhydride or esterified copolymers of styrene and fumaric acid.
  • Suitable comb polymers may also be polyfumarates or polymaleinates.
  • homopolymers and copolymers of vinyl ethers are suitable comb polymers.
  • Comb polymers suitable as a component of class (K2) are, for example, those described in WO 2004/035715 and in "Comb-Like Polymers, Structure and Properties", NA Plate and VP Shibaev, J. Poly. Be. Macromolecular Revs. 8, pages 1 17 to 253 (1974). "Mixtures of comb polymers are also suitable.
  • polyoxyalkylenes examples include polyoxyalkylene esters, polyoxyalkylene ethers, mixed polyoxyalkylene ester ethers and mixtures thereof.
  • These polyoxyalkylene compounds preferably comprise at least one, preferably at least two, linear alkyl groups each having from 10 to 30 carbon atoms and a polyoxyalkylene group having a number average molecular weight of up to 5,000.
  • Such polyoxyalkylene compounds are described, for example, in EP-A 061 895 and in US Pat. No. 4,491,455.
  • Particular polyoxyalkylene compounds are based on polyethylene glycols and polypropylene glycols having a number average molecular weight of from 100 to 5,000.
  • Polar nitrogen compounds suitable as a component of class (K4) may be of both ionic and nonionic nature, and preferably have at least one, especially at least two, tertiary nitrogen substituent of the general formula> NR 7 , wherein R 7 is Cs to C 40 Hydrocarbon residue.
  • the nitrogen substituents may also be quaternized, that is in cationic form.
  • nitrogen compounds are ammonium salts and / or amides obtainable by reacting at least one amine substituted with at least one hydrocarbyl radical with a carboxylic acid having 1 to 4 carboxyl groups or with a suitable derivative thereof.
  • the amines contain at least one linear Cs to C4o-alkyl radical.
  • Primary amines suitable for the preparation of said polar nitrogen compounds are, for example, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tetradecylamine lamin and the higher linear homologues
  • secondary amines suitable for this purpose are, for example, dioctadecylamine and methylbehenylamine.
  • amine mixtures in particular industrially available amine mixtures such as fatty amines or hydrogenated tallamines, as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, in the chapter "Amines, aliphatic".
  • Suitable acids for the reaction are, for example, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and succinic acids substituted by long-chain hydrocarbon radicals.
  • the component of class (K4) is an oil-soluble reaction product of at least one tertiary amino group-containing poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) with primary or secondary amines.
  • the poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) which have at least one tertiary amino group and are based on this reaction product preferably contain at least 3 carboxyl groups, in particular 3 to 12, especially 3 to 5, carboxyl groups.
  • the carboxylic acid units in the polycarboxylic acids preferably have 2 to 10 carbon atoms, in particular they are acetic acid units.
  • the carboxylic acid units are suitably linked to the polycarboxylic acids, usually via one or more carbon and / or nitrogen atoms. Preferably, they are attached to tertiary nitrogen atoms, which are connected in the case of several nitrogen atoms via hydrocarbon chains.
  • the component of class (K4) is preferably an oil-soluble reaction product based on poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) of general formula IIa or IIb having at least one tertiary amino group
  • variable A is a straight-chain or branched C 2 - to C 6 -alkylene group or the grouping of the formula III HOOC ' ⁇ N ' 0 " 2'0 " 2 '
  • the preferred oil-soluble reaction product of component (K4) in particular that of general formula IIa or IIb, is an amide, an amide ammonium salt or an ammonium salt in which no, one or more carboxylic acid groups are converted into amide groups.
  • Straight-chain or branched C 2 - to C 6 -alkylene groups of the variable A are, for example, 1, 1-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 2-butylene, 1, 3-butylene, 1, 4-butylene ethylene, 2-methyl-1, 3-propylene, 1, 5-pentylene, 2-methyl-1,4-butylene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 1,6-hexylene (hexamethylene) and especially 1, 2-ethylene.
  • the variable A preferably comprises 2 to 4, in particular 2 or 3, carbon atoms.
  • Cr to Ci9-alkylene groups of the variable B are, for example, 1, 2-ethylene, 1, 3-propylene, 1, 4-butylene, hexamethylene, octamethylene, decamethylene, dodecamethylene, tetradecamethylene, hexadecamethylene, octadecamethylene, Nonadecamethylen and especially methylene.
  • the variable B comprises 1 to 10, in particular 1 to 4, carbon atoms.
  • the primary and secondary amines as reaction partners for the polycarboxylic acids to form the component (K4) are usually monoamines, in particular aliphatic monoamines. These primary and secondary amines may be selected from a variety of amines bearing hydrocarbon radicals, optionally linked together.
  • amines which are the oil-soluble reaction products of component (K4) are secondary amines and have the general formula HN (R 8 ) 2 in which the two variables R 8 independently of one another each represent straight-chain or branched C 10 - to C 30 -alkyl radicals, in particular C 14 - to C24-alkyl radicals mean.
  • These longer-chain alkyl radicals are preferably straight-chain or only slightly branched.
  • the abovementioned secondary amines are derived with regard to their longer-chain alkyl radicals from naturally occurring fatty acid or from its derivatives.
  • the two radicals R 8 are the same.
  • the abovementioned secondary amines can be bound to the polycarboxylic acids by means of amide structures or in the form of the ammonium salts, and only one part can be present as amide structures and another part as ammonium salts. Preferably, only a few or no free acid groups are present.
  • the oil-soluble reaction products of component (K4) are preferably completely in the form of the amide structures.
  • Typical examples of such components (K4) are reaction products of nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid or propylene-1,2-diaminetetraacetic acid with in each case 0.5 to 1.5 mol per carboxyl group, in particular 0.8 to 1.2 mol per carboxyl group, dioleylamine, dipalmitinamine, dicoco fatty amine, distearylamine, dibehenylamine or, in particular, Ditaigfettamin.
  • a particularly preferred component (K4) is the reaction product of 1 mole of ethylenediaminetetraacetic acid and 4 moles of hydrogenated dithiol fatty amine.
  • component (K4) include the N, N-dialkylammonium salts of 2-N ', ⁇ '-dialkylamidobenzoates, for example the reaction product of 1 mole of phthalic anhydride and 2 moles of diethfamine, the latter being hydrogenated or unhydrogenated , and the reaction product of 1 mole of a Alkenylspirobislac- tons with 2 moles of a dialkylamine, for example, Ditaigfettamin and / or tallow fatty amine, the latter two may be hydrogenated or unhydrogenated, called.
  • N, N-dialkylammonium salts of 2-N ', ⁇ '-dialkylamidobenzoates for example the reaction product of 1 mole of phthalic anhydride and 2 moles of diethfamine, the latter being hydrogenated or unhydrogenated
  • the reaction product of 1 mole of a Alkenylspirobislac- tons with 2 moles of a dialkylamine for example, Dit
  • component of the class (K4) are cyclic compounds having tertiary amino groups or condensates of long-chain primary or secondary amines with carboxylic acid-containing polymers, as described in WO 93/181 15.
  • Sulfocarboxylic acids, sulfonic acids or their derivatives which are suitable as cold flow improvers of the component of the class (K5) are, for example, the oil-soluble carboxylic acid amides and carboxylic esters of ortho-sulfobenzoic acid in which the sulfonic acid function is present as a sulfonate with alkyl-substituted ammonium cations, as described in EP -A 261 957.
  • suitable poly (meth) acrylic acid esters are both homo- and copolymers of acrylic and methacrylic acid esters.
  • copolymers of at least two mutually different (meth) acrylic acid esters which differ with respect to the fused alcohol.
  • the copolymer contains a further, different of which olefinically unsaturated monomer copolymerized.
  • the weight-average molecular weight of the polymer is preferably 50,000 to 500,000.
  • a particularly preferred polymer is a copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid esters of saturated C14 and Cis alcohols wherein the acid groups are neutralized with hydrogenated tallamine. Suitable poly (meth) acrylic esters are described, for example, in WO 00/44857.
  • the middle distillate fuel or diesel fuel is the cold flow improver or the mixture of various cold flow improvers in a total amount of preferably 10 to 5000 ppm by weight, more preferably from 20 to 2000 ppm by weight, more preferably from 50 to 1000 ppm by weight and in particular from 100 to 700 ppm by weight, for example from 200 to 500 ppm by weight, added.
  • Suitable lubricity improvers are usually based on fatty acids or fatty acid esters. Typical examples are tall oil fatty acid, as described, for example, in WO 98/004656, and glycerol monooleate.
  • the reaction products of natural or synthetic oils, for example triglycerides, and alkanolamines described in US Pat. No. 6,743,266 B2 are also suitable as such lubricity improvers.
  • Suitable corrosion inhibitors are succinic esters, especially with polyols, fatty acid derivatives, for example oleic esters, oligomerized fatty acids, substituted ethanolamines and products sold under the trade name RC 4801 (Rhein Chemie Mannheim, Germany) or HiTEC 536 (Ethyl Corporation).
  • RC 4801 Rhein Chemie Mannheim, Germany
  • HiTEC 536 Ethyl Corporation
  • Suitable demulsifiers are e.g. the alkali or alkaline earth salts of alkyl-substituted phenol and naphthalenesulfonates and the alkali or alkaline earth salts of fatty acids, as well as neutral compounds such as alcohol alkoxylates, e.g. Alcohol ethoxylates, phenol alkoxylates, e.g. tert-butylphenol ethoxylate or tert-pentylphenol ethoxylate, fatty acids, alkylphenols, condensation products of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO), e.g. also in the form of EO / PO block copolymers, polyethyleneimines or polysiloxanes.
  • EO ethylene oxide
  • PO propylene oxide
  • Suitable dehazers are e.g. alkoxylated phenol-formaldehyde condensates such as the NALCO 7D07 (Nalco) and TOLAD 2683 (Petrolite) products available under the tradename.
  • Suitable antifoams are e.g. Polyether-modified polysiloxanes, such as, for example, the TEGOPREN 5851 (Goldschmidt), Q 25907 (Dow Corning) and RHODOSIL (Rhone Poulenc) products available under the tradename.
  • Polyether-modified polysiloxanes such as, for example, the TEGOPREN 5851 (Goldschmidt), Q 25907 (Dow Corning) and RHODOSIL (Rhone Poulenc) products available under the tradename.
  • Cetane number improvers are e.g. aliphatic nitrates such as 2-ethylhexyl nitrate and cyclohexyl nitrate and peroxides such as di-tert-butyl peroxide.
  • antioxidants are, for example, substituted phenols, such as 2,6-di-tert-butylphenol and 6-di-tert-butyl-3-methylphenol, and also phenylenediamines, such as N, N'-di-sec-butyl-p - phenylenediamine.
  • phenylenediamines such as N, N'-di-sec-butyl-p - phenylenediamine.
  • Suitable metal deactivators are e.g. Salicylic acid derivatives such as N, N'-disalicylidene-1, 2-propanediamine.
  • Suitable ones are e.g. non-polar organic solvents such as aromatic and aliphatic hydrocarbons, for example toluene, xylenes, "white spirit" and products sold under the trade name SHELLSOL (Royal Dutch / Shell Group) and EXXSOL (ExxonMobil), and polar organic solvents, in particular For example, alcohols such as 2-ethylhexanol, decanol and isotridecanol. Such solvents usually arrive together with the aforementioned additives and co-additives which they are intended to dissolve or dilute for better handling into the diesel fuel.
  • non-polar organic solvents such as aromatic and aliphatic hydrocarbons, for example toluene, xylenes, "white spirit” and products sold under the trade name SHELLSOL (Royal Dutch / Shell Group) and EXXSOL (ExxonMobil)
  • polar organic solvents in particular For example, alcohols such as 2-ethylhex
  • the additive of the invention is outstandingly suitable as a fuel additive and can be used in principle in any fuels. It has a number of beneficial effects on the operation of internal combustion engines with fuels.
  • the quaternized additive according to the invention is preferably used in middle distillate fuels, in particular diesel fuels.
  • the present invention therefore also fuels, especially middle distillate fuels, with an effective as an additive to achieve beneficial effects in the operation of internal combustion engines, such as diesel engines, especially direct injection diesel engines, especially of diesel engines with common rail injection systems, effective content on the quaternized additive according to the invention.
  • This effective content is generally from 10 to 5000 ppm by weight, preferably from 20 to 1500 ppm by weight, in particular from 25 to 1000 ppm by weight, especially from 30 to 750 ppm by weight, each based on the total amount of fuel.
  • Middle distillate fuels such as diesel fuels or fuel oils
  • mineral middle distillate mineral fuels or diesel fuels available through refining
  • those produced by coal gasification or gas liquefaction [GTL] or by biomass to liquid (BTL) fuels are also included. are available, suitable. Also suitable are mixtures of the abovementioned middle distillate fuels or diesel fuels with regenerative fuels, such as biodiesel or bioethanol.
  • the quaternized additive according to the invention can also be used in mixtures of such middle distillates with biofuel oils (biodiesel).
  • biofuel oils biodiesel
  • such mixtures are also encompassed by the term "middle distillate fuel”. They are commercially available and usually contain the biofuel oils in minor amounts, typically in amounts of 1 to 30 wt .-%, in particular from 3 to 10 wt .-%, based on the total amount of middle distillate of fossil, vegetable or animal origin and biofuel.
  • Biofuel oils are generally based on fatty acid esters, preferably substantially on alkyl esters of fatty acids derived from vegetable and / or animal oils and / or fats.
  • Alkyl esters are usually lower alkyl esters, especially C 1 to C 4 alkyl esters, understood by transesterification of occurring in vegetable and / or animal oils and / or fats glycerides, especially triglycerides, by means of lower alcohols, for example ethanol or especially methanol (“ FAME ”) are available.
  • Typical lower alkyl esters based on vegetable and / or animal oils and / or fats which are used as biofuel oil or components thereof are, for example, sunflower methyl ester, palm oil methyl ester ("PME”), soybean oil methyl ester (“SME”) and especially rapeseed oil methyl ester ("RME ").
  • the middle distillate fuels or diesel fuels are those with a low sulfur content, that is to say with a sulfur content of less than 0.05% by weight, preferably less than 0.02% by weight, in particular of less than 0.005% by weight and especially less than 0.001% by weight of sulfur.
  • gasoline fuels are all commercially available gasoline fuel compositions into consideration.
  • a typical representative here is the market-standard basic fuel of Eurosuper according to EN 228.
  • gasoline compositions of the specification according to WO 00/47698 are also possible fields of use for the present invention.
  • the quaternized additive according to the invention is particularly suitable as a fuel additive in fuel compositions, in particular in diesel fuels, to overcome the initially described problems in direct injection diesel engines, especially in those with common rail injection systems.
  • test methods described herein are not limited to the specific embodiments but are part of the general disclosure of the description and generally applicable in the context of the present invention.
  • the power loss (power loss) based on the official test method CEC F-098-08.
  • the power loss is a direct measure of the formation of deposits in the injectors.
  • the Keep Clean Test is based on the CEC Test Procedure F-098-08 Issue 5.
  • the same test setup and motor type (PEUGEOT DW10) are used as in the CEC procedure.
  • the test period was 12h without shutdown periods.
  • the one-hour test cycle (see following table) from the CEC F-098-08 was traversed 12 times.
  • the initial power (Po, KC [kW]) is calculated from the measured torque at 4,000 rpm full load immediately after the engine starts and warms up.
  • the procedure is described in issue 5 of the test procedure CEC F-98-08.
  • the same test setup and the PEUGEOT DW10 motor type are used.
  • the final power (P en d, KC) is determined in the 12th cycle in step 12, (see table above). Again, the operating point is 4000 / min full load. P en d, KC [kW] is calculated from the measured torque.
  • the power loss in the KC is calculated as follows:
  • PIBSA Made from maleic anhydride and PIB 1000 in a known manner.
  • grades having saponification numbers in the range of 84-95 mg KOH / g were used.
  • DMAPA was used with the respective PI BSA quality in a molar ratio of 1: 1 corresponding to the saponification number.
  • the PIBSA grades used had a degree of bismeralization (BMG) of less than 15%.
  • Polyisobutylene succinic anhydride (1659 g) is dissolved in Solvent Naphta Heavy (SNH, Exxon Mobil, CAS 64742-95-5) (1220 g) and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 153 g) is added.
  • the reaction solution is stirred for 8 h at 170 ° C, with formed condensation water is distilled off continuously.
  • the PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a solution in Solvent Naphta Heavy (TBN 0.557 mmol / g).
  • Polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA, 2198 g) is heated to 110 ° C and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 182 g) is added within 40 min. added, with the reaction mixture heated to 140 ° C. The reaction mixture is heated to 170 ° C and held for 3 h at this temperature, with 28 g of distillate are collected.
  • PI BSA-DMAPA succinimide is obtained as a viscous oil (TBN 0.735 mmol / g).
  • Polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA, 2198 g) is heated to 110 ° C and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 182 g) is added within 40 min. added, with the reaction mixture heated to 140 ° C. The reaction mixture is heated to 170 ° C and held for 3 h at this temperature, with 28 g of distillate are collected.
  • PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a viscous oil (TBN 0.735 mmol / g).
  • the additives are used either as a pure substance (as synthesized in the above preparation examples) or in the form of an additive package.
  • M1 additive according to preparation example 2 (invention, quaternized with methyl salicylate)
  • M2 additive according to preparation example 4 (comparison, quaternized with dimethyl sulfate)
  • M3 additive according to preparation example 5 (comparison, quaternized with dimethycarbonate)
  • the power loss was determined on the basis of the official test method CEC -098-08 as described above.
  • the power loss is a direct measure of the formation of deposits in the injectors.
  • a common direct-injection diesel engine with common-rail system was used.
  • the fuel used was a commercial diesel fuel from Garrmann (RF-06-03).
  • To this was added 1 wt ppm zinc in the form of a zinc didodecanoate solution to artificially stimulate the formation of deposits on the injectors.
  • the table below shows the results of relative power loss (powerloss) at 4000 rpm after 12 hours of continuous operation without interruption.
  • the value Po indicates the power after 10 minutes and the value P en d the power at the end of the measurement:
  • the test results are shown in Table 2.
  • Table 2 Results of the DW10 test
  • the additive M1 according to the invention has an improved effect compared with the basic value and has an improved effect at least in comparison with the example M3.

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Abstract

The invention relates to novel quaternized nitrogen compounds, to the production thereof, and to the use thereof as fuel additives and lubricant additives, such as in particular detergent additives, additive packages that contain said compounds, and fuels and lubricants to which said additive packages have been added. The invention further relates to the use of said quaternized nitrogen compounds as a fuel addition for reducing or preventing deposits in the injection systems of direct-injection diesel engines, in particular in common-rail injection systems, for reducing the fuel consumption of direct-injection diesel engines, in particular diesel engines having common-rail injection systems, and for minimizing the power loss in direct-injection diesel engines, in particular in diesel engines having common-rail injection systems.

Description

Quaternisierte Stickstoffverbindungen und deren Verwendung als Additive in Kraft- und Schmierstoffen  Quaternized nitrogen compounds and their use as additives in fuels and lubricants
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige quaternisierte Stickstoffverbindungen, de- ren Herstellung und Verwendung als Kraft- und Schmierstoffadditiv, wie insbesondere als Detergensadditiv Additivpakete, welche diese Verbindungen enthalten; sowie damit additivierte Kraft- und Schmierstoffe. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung dieser quaternisierten Stickstoffverbindungen als Kraftstoffzusatz zur Verringerung oder Verhinderung von Ablagerungen in den Einspritzsystemen von direkt- einspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen, zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches von direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere von Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen, und zur Minimierung des Leistungsverlustes (powerloss) in direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen. The present invention relates to novel quaternized nitrogen compounds, their preparation and use as a fuel and lubricant additive, in particular as a detergent additive additive packages containing these compounds; as well as with it additized fuels and lubricants. Furthermore, the present invention relates to the use of these quaternized nitrogen compounds as a fuel additive for reducing or preventing deposits in the injection systems of direct injection diesel engines, especially in common rail injection systems, to reduce the fuel consumption of direct injection diesel engines, especially common rail diesel engines Injection systems, and to minimize the power loss in direct injection diesel engines, especially in diesel engines with common rail injection systems.
Stand der Technik: State of the art:
Bei direkteinspritzenden Dieselmotoren wird der Kraftstoff durch eine direkt in den Brennraum des Motors reichende Mehrloch-Einspritzdüse eingespritzt und feinst ver- teilt (vernebelt), anstatt wie beim klassischen (Kammer-) Dieselmotor in eine Vor- oder Wirbelkammer eingeführt zu werden. Der Vorteil der direkteinspritzenden Dieselmotoren liegt in ihrer für Dieselmotoren hohen Leistung und einem dennoch geringen Verbrauch. Außerdem erreichen diese Motoren ein sehr hohes Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen. In direct-injection diesel engines, the fuel is injected through a multi-hole injection nozzle directly into the combustion chamber of the engine and finely distributed (atomized) instead of being introduced into a vortex or swirl chamber as in the classic (chamber) diesel engine. The advantage of direct-injection diesel engines lies in their high performance for diesel engines and yet low consumption. In addition, these engines achieve a very high torque even at low speeds.
Zur Zeit werden im Wesentlichen drei Verfahren eingesetzt, um den Kraftstoff direkt in den Brennraum des Dieselmotors einzuspritzen: die konventionelle Verteilereinspritzpumpe, das Pumpe-Düse-System (Unit-Injector-System bzw. Unit-Pump-System) und das Common-Rail-System. Essentially, three methods are currently used to inject the fuel directly into the combustion chamber of the diesel engine: the conventional distributor injection pump, the unit-injector system and the common-rail system. System.
Beim Common-Rail-System wird der Dieselkraftstoff von einer Pumpe mit Drücken bis zu 2000 bar in eine Hochdruckleitung, die Common-Rail gefördert. Ausgehend von der Common-Rail laufen Stichleitungen zu den verschiedenen Injektoren, die den Kraftstoff direkt in den Brennraum injizieren. Dabei liegt auf der Common-Rail stets der volle Druck an, was eine Mehrfacheinspritzung oder eine spezielle Einspritzform ermöglicht. Bei den anderen Injektionssystemen ist dagegen nur eine geringere Variation der Einspritzung möglich. Die Einspritzung beim Common-Rail wird im Wesentlichen in drei Gruppen unterteilt: (1 .) Voreinspritzung, durch die im Wesentlichen eine weichere Verbrennung erreicht wird, so dass harte Verbrennungsgeräusche (" Nageln" ) ver- mindert werden und der Motorlauf ruhig erscheint; (2.) Haupteinspritzung, die insbesondere für einen guten Drehmomentverlauf verantwortlich ist; und (3.) Nacheinspritzung, die insbesondere für einen geringen NOx-Wert sorgt. Bei dieser Nacheinspritzung wird der Kraftstoff in der Regel nicht verbrannt, sondern durch Restwärme im Zylinder verdampft. Das dabei gebildete Abgas-/Kraftstoffgemisch wird zur Abgasanla- ge transportiert, wo der Kraftstoff in Gegenwart geeigneter Katalysatoren als Reduktionsmittel für die Stickoxide NOx wirkt. In the common-rail system, the diesel fuel is pumped from a pump with pressures up to 2000 bar into a high-pressure line, the common rail. Starting from the common rail, spur lines run to the various injectors, which inject the fuel directly into the combustion chamber. In this case, the full pressure is always applied to the common rail, which allows a multiple injection or a special injection form. In the other injection systems, however, only a smaller variation of the injection is possible. Injection in the common rail is essentially subdivided into three groups: (1) pre-injection, which essentially achieves softer combustion, so that hard combustion noises ("nails") are reduced and engine running appears quiet; (2.) main injection, which is responsible in particular for a good torque curve; and (3.) post-injection, which provides in particular for a low NO x value. In this post injection, the fuel is not burned in the rule, but evaporated by residual heat in the cylinder. The exhaust gas / fuel mixture formed during this process is transported to the exhaust gas system, where the fuel acts as a reducing agent for the nitrogen oxides NO x in the presence of suitable catalysts.
Durch die variable, zylinderindividuelle Einspritzung kann beim Common-Rail-Einspritz- system der Schadstoffausstoß des Motors, z.B. der Ausstoß von Stickoxiden (NOx), Kohlenmonoxid (CO) und insbesondere von Partikeln (Ruß), positiv beeinflusst werden. Dies ermöglicht beispielsweise, dass mit Common-Rail-Einspritzsystemen ausgerüstete Motoren der Euro 4-Norm theoretisch auch ohne zusätzlichen Partikelfilter genügen können. In modernen Common-Rail-Dieselmotoren können sich unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Verwendung von biodieselhaltigen Kraftstoffen oder von Kraftstoffen mit Metall-Verunreinigungen wie Zink-Verbindungen, Kupfer-Verbindungen, Bleiverbindungen und weiteren Metallverbindungen, an den Injektoröffnungen Ablagerungen bilden, die das Einspritzverhalten des Kraftstoffs negativ beeinflussen und da- durch die Performance des Motors beeinträchtigen, d.h. insbesondere die Leistung verringern, aber zum Teil auch die Verbrennung verschlechtern. Die Bildung von Ablagerungen wird durch bauliche Weiterentwicklungen der Injektoren, insbesondere durch die Veränderung der Geometrie der Düsen (engere, konische Öffnungen mit abgerundetem Auslass) noch verstärkt. Für eine dauerhaft optimale Funktionsweise von Motor und Injektoren müssen solche Ablagerungen in den Düsenöffnungen durch geeignete Kraftstoffadditive verhindert oder reduziert werden Due to the variable, cylinder-specific injection, the pollutant emissions of the engine, eg the emission of nitrogen oxides (NO x ), carbon monoxide (CO) and particulate matter (soot), can be positively influenced in the common-rail injection system. This allows, for example, that equipped with common-rail injection systems engines of Euro 4 standard can theoretically meet without additional particulate filter. In modern common-rail diesel engines deposits can form under certain conditions, for example when using biodiesel-containing fuels or fuels with metal impurities such as zinc compounds, copper compounds, lead compounds and other metal compounds, the injection behavior of the Negatively affect the performance of the engine, ie in particular reduce the performance, but in part also deteriorate the combustion. The formation of deposits is further enhanced by structural developments of the injectors, in particular by the change in the geometry of the nozzles (narrower, conical openings with rounded outlet). For a permanently optimal functioning of engine and injectors such deposits must be prevented or reduced in the nozzle openings by suitable fuel additives
In den Einspritzsystemen modernen Dieselmotoren verursachen Ablagerungen signifikante Performance-Probleme. Weit verbreitet ist die Erkenntnis, dass derartige Ablagerungen in den Sprühkanälen zu einer Verringerung des Kraftstoffflusses und damit zu Leistungsverlusten (power loss) führen können. Ablagerungen an der Injektorspitze beeinträchtigen dagegen die optimale Ausbildung von Kraftstoff-Sprühnebel und bedingen dadurch eine verschlechterte Verbrennung und damit verbunden höhere Emissionen und vermehrten Kraftstoffverbrauch. Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen, „ äußeren" Ablagerungsphänomenen bereiten auch „ interne" Ablagerungen (zu- sammengefasst als innere Diesel-Injektor-Ablagerungen (I DI D)) in bestimmten Teilen der Injektoren, wie an der Düsennadel, am Steuerkolben, am Ventilkolben, am Ventilsitz, an der Ansteuereinheit und an den Führungen dieser Komponenten zunehmend Performance-Probleme. Herkömmliche Additive zeigen eine unzureichende Wirkung gegen diese IDIDs. In the injection systems modern diesel engines cause deposits significant performance problems. It is widely recognized that such deposits in the spray channels can lead to a reduction of the fuel flow and thus to power losses. Deposits on the injector tip On the other hand, they impair the optimum formation of fuel spray and thus cause deteriorated combustion and, associated with this, higher emissions and increased fuel consumption. In contrast to these conventional, "outer" deposition phenomena, "internal" deposits (summarized as internal diesel injector deposits (I DI D)) in certain parts of the injectors, such as on the nozzle needle, the control piston, the valve piston, Performance problems are increasingly on the valve seat, on the drive unit and on the guides of these components. Conventional additives show insufficient activity against these IDIDs.
Aus der US 4,248,719 sind quaternisierte Ammoniumsalze beschrieben, welche durch Umsetzung eines Alkenylsuccinimids mit einem Monocarbonsäureester hergestellt werden und als Dispergiermittel in Schmierölen zur Verhinderung von Schlammbildung Anwendung finden. Insbesondere ist beispielsweise die Umsetzung von Polyisobutyl- bernsteinsäureanhydrid (PI BSA) m it Ν , Ν-Dimethylaminopropylamin (DMAPA) und Quaternisierung mit Methylsalicylat beschrieben. Eine Anwendung in Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, wird darin jedoch nicht vorgeschlagen. Die Verwendung von PIBSA mit niedrigen Bismaleinierungsgraden < 20 % wird darin nicht beschrieben. Aus der US 4,171 ,959 sind quaternisierte Ammoniumsalze von hydrocarbylsubstituier- ten Succinimiden beschrieben, welche als Detergensadditive für Ottokraftstoffzusammensetzungen geeignet sind. Zur Quaternisierung werden bevorzugt Alkylhalogenide eingesetzt. Erwähnt sind außerdem organische C2-C8-Hydrocarbyl-Carboxylate und - Sulfonate. Folglich weisen die gemäß dortiger Lehre bereitgestellten quaternisierten Ammoniumsalze als Gegenion entweder ein Halogenid oder ein C2-C8-Hydrocarbyl- Carboxylat oder ein C2-C8-Hydrocarbyl-Sulfonat-Gruppe auf. Die Verwendung von PI BSA mit niedrigen Bismaleinierungsgraden <20 % wird darin ebenfalls nicht beschrieben. Aus der EP-A-2 033 945 sind Kaltfließverbesserer bekannt, welche durch Quaternisierung spezieller tertiärer Monoamine, die wenigstens einen C8-C4o-Alkylrest tragen, mit einem Ci-C4-Alkylester spezieller Carbonsäuren hergestellt werden. Beispiele solcher Carbonsäureester sind Dimethyloxalat, Dimethylmaleat, Dimethylphthalat und Di- methylfumarat. Andere Anwendungen als zur Verbesserung des CFPP Werts von Mit- teldestillaten sind in der EP-A-2 033 945 nicht belegt. Die WO 2006/135881 beschreibt quaternisierte Ammoniumsalze, hergestellt durch Kondensation eines Hydrocarbyl-substituierten Acylierungsmittels und einer Sauerstoffoder Stickstoffatom-haltigen Verbindung mit tertiärer Aminogruppe, und anschließender Quaternisierung mittels Hydrocarbylepoxid in Kombination mit stöchiometrischen Mengen einer Säure, wie insbesondere Essigsäure. Weitere in der WO 2006/135881 beanspruchte Quaternisierungsmittel sind Dialkylsulfate, Benzylhalogenide und hydro- carbylsubstituierte Carbonate, wobei Dimethylsulfat, Benzylchlorid und Dimethylcarbo- nat experimentell untersucht wurden. Die in der WO 2006/135881 bevorzugt verwendeten Quaternisierungsmittel weisen jedoch gravierende Nachteile auf, wie: Toxizität bzw. Carcinogenität (z.B. bei Dimethylsulfat und Alkylenoxiden und Benzylhalogeniden), keine rückstandsfreie Verbrennung (z.B. bei Dimethylsulfat und Alkylhalogeniden), sowie unzureichende Reaktivität, welche zu unvollständiger Quaternierung oder nicht-ökonomischen Reaktionsbedingungen (lange Reaktionszeiten, hohe Reaktionstemperaturen, Überschuss an Quaternie- rungsmittel; z.B. bei Dimethylcarbonat) führt. US Pat. No. 4,248,719 describes quaternized ammonium salts which are prepared by reacting an alkenyl succinimide with a monocarboxylic acid ester and are used as dispersants in lubricating oils to prevent sludge formation. In particular, the reaction of polyisobutylsuccinic anhydride (PI BSA) with Ν, Ν-dimethylaminopropylamine (DMAPA) and quaternization with methyl salicylate is described, for example. However, an application in fuels, in particular diesel fuels, is not proposed therein. The use of PIBSA with low bis-malalination <20% is not described therein. US Pat. No. 4,171,959 describes quaternized ammonium salts of hydrocarbyl-substituted succinimides which are suitable as detergent additives for gasoline fuel compositions. For quaternization, alkyl halides are preferably used. Mention is also made of organic C 2 -C 8 hydrocarbyl carboxylates and sulfonates. Thus, the quaternized ammonium salts provided by the teachings have as counterion either a halide or a C 2 -C 8 hydrocarbyl carboxylate or a C 2 -C 8 hydrocarbyl sulfonate group. The use of PI BSA with low bismaleination levels <20% is also not described therein. From EP-A-2 033 945 cold flow improvers are known which are prepared by quaternization of special tertiary monoamines which carry at least one C8-C4o-alkyl radical with a Ci-C4-alkyl ester of special carboxylic acids. Examples of such carboxylic acid esters are dimethyloxalate, dimethyl maleate, dimethyl phthalate and dimethyl fumarate. Applications other than improving the CFPP value of middle distillates are not documented in EP-A-2 033 945. WO 2006/135881 describes quaternized ammonium salts prepared by condensation of a hydrocarbyl-substituted acylating agent and an oxygen- or nitrogen-containing tertiary-amino-containing compound followed by quaternization by means of hydrocarbyl epoxide in combination with stoichiometric amounts of an acid such as in particular acetic acid. Further quaternizing agents claimed in WO 2006/135881 are dialkyl sulfates, benzyl halides and hydrocarbyl-substituted carbonates, dimethyl sulfate, benzyl chloride and dimethyl carbonate being investigated experimentally. However, the quaternizing agents preferably used in WO 2006/135881 have serious disadvantages, such as: toxicity or carcinogenicity (eg dimethyl sulfate and alkylene oxides and benzyl halides), no residue-free combustion (eg dimethyl sulfate and alkyl halides), as well as insufficient reactivity, which is too incomplete Quaternization or non-economic reaction conditions (long reaction times, high reaction temperatures, excess of quaternizing agent, eg dimethyl carbonate).
Es bestand daher die Aufgabe, verbesserte quaternisierte Kraftstoffadditive, insbesondere auf der Basis von Hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäureverbindungen, be- reitzustellen, welche die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweisen. It is an object of the present invention to provide improved quaternized fuel additives, in particular those based on hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds, which no longer have the stated disadvantages of the prior art.
Kurze Beschreibung der Erfindung: Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass obige Aufgabe durch Bereitstellung spezieller quaternisierter Stickstoffverbindungen bzw. damit additivierter Kraft- und Schmierstoffzusammensetzungen gelöst wird. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION: It has now surprisingly been found that the above object is achieved by providing special quaternized nitrogen compounds or additive and fuel compositions.
Überraschenderweise sind die so hergestellten erfindungsgemäßen Additive den in konventioneller Weise hergestellten Additive gemäß Stand der Technik in mehrfacher Hinsicht überlegen: Sie besitzen geringe Toxizität (bedingt durch die gezielte Wahl des des Quaternierungsmittels, verbrennen rückstandsfrei (ashless), zeigen einen hohen Gehalt an quaterniertem Produkt, und erlauben eine ökonomische Reaktionsführung bei deren Herstellung und weisen überraschenderweise verbesserte Handling- Eigenschaften, wie insbesondere verbesserte Löslichkeit, wie insbesondere in Diesel Performance Additiv-Paketen, auf. Gleichzeitig zeigen die erfindungsgemäßen Additive eine verbesserte Wirkung bezüglich Vermeidung von Ablagerungen in Dieselmotoren, wie insbesondere durch die beiliegenden Anwendungsbeispiele veranschaulicht. Surprisingly, the additives according to the invention produced in this way are superior to the conventionally prepared additives according to the prior art in a number of respects: they have low toxicity (owing to the targeted choice of the quaternizing agent, burn off ashless), show a high content of quaternized product, and allow an economic reaction during their production and surprisingly have improved handling properties, such as in particular improved solubility, such as in particular in diesel performance additive packages, at the same time show the additives of the invention an improved effect on the prevention of deposits in diesel engines, as illustrated in particular by the enclosed application examples.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung: A1) Spezielle Ausführungsformen Detailed Description of the Invention: A1) Specific Embodiments
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere folgende spezielle Ausführungsformen: The present invention particularly relates to the following specific embodiments:
1 . Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, enthaltend in einer Hauptmenge eines üblichen Kraft- oder Schmierstoffs einen Anteil (insbesondere eine wirksame Menge) wenigstens eines eine quaternisierte Stickstoffverbindung umfassenden Reaktionsprodukts (oder eine aus dem Reaktions- produkt durch Aufreinigung erhaltene, eine quaternisierte Stickstoffverbindung enthaltende Teilfraktion davon), wobei das Reaktionsprodukt erhältlich ist durch 1 . A fuel or lubricant composition, in particular a fuel composition, containing in a major amount of a conventional fuel or lubricant a proportion (in particular an effective amount) of at least one reaction product comprising a quaternized nitrogen compound (or a partial fraction containing a quaternized nitrogen compound obtained by purification from the reaction product thereof), wherein the reaction product is obtainable by
a. Umsetzung einer mit hochmolekularem Hydrocarbyl substituierten Poly- carbonsäureverbindung, mit einer Verbindung umfassend wenigstens eine mit der Po- lycarbonsäure reaktiven (insbesondere addierbaren oder kondensierbaren) Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie enthaltend wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe, wobei man eine quaternisierbaren hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäurever- bindung (durch Addition oder Kondensation) erhält, und a. A reaction of a polycarboxylic acid compound substituted by high molecular weight hydrocarbyl compounds with a compound comprising at least one oxygen or nitrogen group which is reactive (especially additionable or condensable) with the polycarboxylic acid and containing at least one quaternizable amino group, wherein a quaternizable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound ( by addition or condensation), and
b. deren anschließende Umsetzung mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine quaternisierbare, wie z.B. tertiäre, Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt, wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polycarbonsäure (insbesondere einer Mono- oder Dicarbonsäure) oder einer aliphatischen Polycarbonsäure (insbesondere Dicarbonsäure) ist. 2. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, enthaltend in einer Hauptmenge eines üblichen Kraft- oder Schmierstoffs einen Anteil (insbesondere eine wirksame Menge) wenigstens eines eine quaternisierte Stickstoffverbindung umfassenden Reaktionsprodukts (oder eine aus dem Reaktionsprodukt durch Aufreinigung erhaltene, eine quaternisierte Stickstoffverbindung enthal- tende Teilfraktion davon), wobei das Reaktionsprodukt erhältlich ist durch Umsetzung einer quaternisierbaren mit hochmolekularem Hydrocarbyl substituierten Polycarbonsäureverbindung, enthaltend wenigstens eine quaternisierbare Aminogrup- pe mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine quaternisierbare, wie z.B. tertiäre, Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt, b. their subsequent reaction with a quaternizing agent which converts the at least one quaternizable, such as tertiary, amino group into a quaternary ammonium group, the quaternizing agent being the alkyl esters of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid ( especially dicarboxylic acid). 2. A fuel or lubricant composition, in particular a fuel composition, containing in a main amount of a conventional fuel or lubricant a proportion (in particular an effective amount) of at least one reaction product comprising a quaternized nitrogen compound (or a reaction product obtained by purification containing a quaternized nitrogen compound). partial fraction thereof), wherein the reaction product is obtainable by Reacting a quaternizable high molecular weight hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound containing at least one quaternizable amino group with a quaternizing agent which converts the at least one quaternizable, such as tertiary, amino group into a quaternary ammonium group,
wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloa- liphatischen Mono- oder Polycarbonsäure (insbesondere einer Mono- oder Dicarbon- säure) oder einer aliphatischen Polycarbonsäure (insbesondere Dicarbonsäure) ist. wherein the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid).
3. Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei pro Äquivalent an quaternisierbarem tertiären Stickstoffatom etwa 1 ,1 bis etwa 2,0 oder etwa 1 ,25 bis etwa 2,0 Äquivalente, wie z.B. 1 ,3, 1 ,4, 1 ,5, 1 ,6, 1 ,7, 1 ,8 oder 1 ,9 Äquivalente an Quaternisierungsmittel eingesetzt werden. Durch Erhöhung des Anteils an Quaternierungsmittel im beanspruchten Bereich können deutlich verbesserte Produktausbeuten erzielt werden. A fuel composition according to any one of the preceding claims wherein from about 1.1 to about 2.0 or about 1.25 to about 2.0 equivalents per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom, e.g. 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1, 6, 1, 7, 1, 8, or 1.9 equivalents of quaternizing agent. By increasing the proportion of quaternizing agent in the claimed range significantly improved product yields can be achieved.
4. Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrocarbyl-substituierte Polycarbonsäureverbindung eine Polyisobutenylberstein- säure oder ein Anhydrid davon ist, wobei diese einen Bismaleinierungsgrad von gleich oder weniger als etwa 20% oder gleich oder weniger als etwa 15%, wie z.B. 15, 14, 13, 12, 1 1 ,10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 , oder 0,1 % .aufweist. 4. A fuel composition according to any one of the preceding claims, wherein the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound is a polyisobutenylic acid or an anhydride thereof, which has a bis-maleic degree equal to or less than about 20% or equal to or less than about 15%, such as e.g. 15, 14, 13, 12, 1, 1, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, or 0.1%.
Niedriger Bismaleinierungsgrade können zu einer deutlichen Verbesserung der Löslichkeit des Additivs und/ oder Verträglichkeit der Bestandteile bei der Formulierung von Additivpaketen beitragen. Low levels of bismaleination can contribute to a significant improvement in the solubility of the additive and / or compatibility of the ingredients in the formulation of additive packages.
5. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Quaternisierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel 1 ist 5. A fuel or lubricant composition, in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternizing agent is a compound of general formula 1
worin wherein
Ri für einen niedermolekularen Hydrocarbylrest, wie Alkyl- oder Alkenylrest, insbesondere einen Niedrigalkylrest, wie insbesondere Methyl oder Ethyl, steht und R2 für einen gegebenenfalls substituierten einkernigen cyclischen Hydrocarbylrest, insbesondere einen Aryl- oder Cycloalkyl- oder Cycloalkenylrest , insbesondere Aryl, wie Phenyl, steht, wobei der Substituent ausgewählt ist unter OH, NH2, NO2, C(0)OR3, und RiOC(0)-, worin R1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt und R3 für H oder R1 steht, wobei der Substituent insbesondere OH ist. Insbesondere ist das Quaternisie- rungsmittel ein Phthalat oder ein Salicylat, wie Dimethyl-Phthalat, oder Methylsalicylat. Ri is a low molecular weight hydrocarbyl radical, such as alkyl or alkenyl radical, in particular a lower alkyl radical, in particular methyl or ethyl, and R 2 is an optionally substituted mononuclear cyclic hydrocarbyl radical, in particular an aryl or cycloalkyl or cycloalkenyl radical, in particular aryl, such as phenyl, where the substituent is selected from OH, NH 2, NO 2, C (O) OR 3, and R iOC (0) -, wherein R1 has the meanings given above and R3 is H or R1, where the substituent is in particular OH. In particular, the quaternizing agent is a phthalate or a salicylate, such as dimethyl phthalate, or methyl salicylate.
6. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Quaterni- sierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel 2 ist 6. Fuel or lubricant composition, in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternization agent is a compound of the general formula 2
RiOC(0)-A-C(0)ORia (2) worin RiOC (O) -A-C (0) ORia (2) wherein
R1 und Ria unabhängig voneinander für einen niedermolekularen Hydrocarbylrest, wie einen Alkyl- oder Alkenylrest, insbesondere einen Niedrigalkylrest steht und R1 and Ria independently of one another represent a low molecular weight hydrocarbyl radical, such as an alkyl or alkenyl radical, in particular a lower alkyl radical, and
A für Hydrocarbylen (wie insbesondere Ci-Cz-Alkylen oder C2-C7-Alkenylen) steht. A represents hydrocarbylene (in particular C 1 -C 6 -alkylene or C 2 -C 7 -alkenylene).
7. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusam- mensetzung, nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die quaterni- sierte Stickstoffverbindung ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 5000 insbesondere 800 bis 3000 oder 900 bis 1500 aufweist. 7. Fuel or lubricant composition, in particular fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternized nitrogen compound has a number average molecular weight in the range of 400 to 5000, in particular 800 to 3000 or 900 to 1500.
8. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusam- mensetzung, nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Quaterni- sierungsmittel ausgewählt ist unter Alkylsalicylaten, Dialkylphthalaten und Dialkyloxala- ten; wobei Alkylsalicylate, insbesondere Niedrigalkylsalicylate , wie Methyl-, Ethyl- und n-Propylsalicylate besonders zu nennen sind . 9. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, nach Ausführungsform 1 , wobei die mit der Polycarbonsäure reaktive (addierbare oder kondensierbare), eine Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthaltende Verbindung ausgewählt ist unter 8. A fuel or lubricant composition, in particular a fuel composition, according to one of the preceding embodiments, wherein the quaternizing agent is selected from alkyl salicylates, dialkyl phthalates and dialkyl oxalates; wherein alkylsalicylates, especially Niedrigalkylsalicylate, such as methyl, ethyl and n-propyl salicylates are particularly mentioned. 9. Fuel or lubricant composition, in particular fuel composition, according to embodiment 1, wherein the reactive with the polycarboxylic acid (addable or condensable), an oxygen or nitrogen group and at least one quaternizable amino group-containing compound is selected from
a. Hydroxyalkyl-substituierten Mono- oder Polyaminen mit wenigstens einer quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe b. geradkettigen oder verzweigtem, cyclischen, heterocyclischen, aromatischen oder nichtaromatischen Polyaminen mit wenigstens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mit wenigstens einer quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe; a. Hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group b. straight-chain or branched, cyclic, heterocyclic, aromatic or nonaromatic polyamines having at least one primary or secondary amino group and having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group;
c. Piperazinen, c. piperazines,
wobei Gruppe a. besonders zu nennen ist where group a. especially to call
10. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 9, wobei die mit der Polycarbonsäure reaktive, insbesondere addierbare oder kondensierbare, eine Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthaltende Verbindung ausgewählt ist unter 10. A fuel or lubricant composition according to embodiment 9, wherein the reactive with the polycarboxylic acid, in particular addable or condensable, an oxygen or nitrogen group and at least one quaternizable amino group-containing compound is selected from
a. Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären oder tertiären Mono- aminen und Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären oder tertiären Diaminen. b. geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Diaminen mit zwei primä- ren Aminogruppen; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer sekundären Aminogruppe; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer tertiären Aminogruppe; aromatischen carbo-cyclischen Diaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen heterocyclischen Polyaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen oder nichtaromatischen Heterozyklen mit einer primären und einer tertiären Aminogruppe; a. Hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary monoamines and hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary diamines. b. straight-chain or branched aliphatic diamines having two primary amino groups; Di- or polyamines having at least one primary and at least one secondary amino group; Di- or polyamines having at least one primary and at least one tertiary amino group; aromatic carbo-cyclic diamines having two primary amino groups; aromatic heterocyclic polyamines having two primary amino groups; aromatic or non-aromatic heterocycles having a primary and a tertiary amino group;
wobei Gruppe a. besonders zu nennen ist where group a. especially to call
1 1 . Kraftstoffstoffzusammensetzung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, ausgewählt unter Dieselkraftstoffen, Biodieselkraftstoffen, Ottokraftstoffen, und Alkanol-haltigen Ottokraftstoffen. 1 1. Fuel composition according to one of the preceding embodiments, selected from diesel fuels, biodiesel fuels, gasoline fuels, and alkanol-containing gasolines.
12. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzung, insbesondere Kraftstoffzusammensetzung, nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die hydrocar- byl-substituierte Polycarbonsäureverbindung eine Polyisobutenylbersteinsäure oder ein Anhydrid (PIBSA) davon ist, wobei diese einen niedrigen Bismaleinierungsgrad, insbesondere 10% oder weniger als 10% , wie z.B. 2 bis 9, oder 3 bis 7 %, aufweist. Insbesondere sind derartige PIBSAs von HR-PIB mit einem Mn im Bereich von etwa 400 bis 3000 abgeleitet. 12. A fuel or lubricant composition, in particular a fuel composition, according to any one of the preceding embodiments, wherein the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound is a polyisobutenyl succinic acid or anhydride (PIBSA) thereof, which has a low bismaleination degree, in particular 10% or less than 10%, such as 2 to 9, or 3 to 7%. In particular, such PIBSAs are derived from HR-PIB having an Mn in the range of about 400 to 3,000.
Insbesondere sind obige Zusammensetzungen Kraftstoffzusammensetzungen, allem Dieselkraftstoffe. 13. Reaktionsprodukt erhältlich nach einem Verfahren gemäß der Definition in einer der vorhergehenden Ausführungsformen, insbesondere gemäß Ausführungsform 3, 4, 5, 6 und vor allem Ausführungsform 8, 9 oder 10, oder aus dem Reaktionsprodukt durch teilweise oder vollständige Aufreinigung gewonnene quaternisierte Stickstoffverbindung. In particular, the above compositions are fuel compositions, especially diesel fuels. 13. Reaction product obtainable by a process according to the definition in one of the preceding embodiments, in particular according to embodiment 3, 4, 5, 6 and especially embodiment 8, 9 or 10, or from the reaction product obtained by partial or complete purification quaternized nitrogen compound.
In einer besonderen Ausgestaltung (A) der Erfindung werden quaternisierte Reaktionsprodukte bereitgestellt, welche man ausgehend von Polyisobutenylbersteinsäure oder einem Anhydrid davon herstellt, wobei diese Verbindung einen Bismaleinierungsgrad von gleich oder weniger als etwa 20% oder gleich oder weniger als etwa 15%, wie z.B. 15, 14, 13, 12, 1 1 ,10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 , oder 0,1 %, aufweist. Diese Polyisobute- nylbersteinsäure-Verbindung wird mit einer Verbindung, umfassend wenigstens eine mit der Polyisobutenylbersteinsäure-Verbindung reaktiven (insbesondere addierbaren oder kondensierbaren) Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie enthaltend wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe, umgesetzt (durch Addition oder Kondensation) und anschließend quaternisiert. In a particular aspect (A) of the invention there are provided quaternized reaction products which are prepared from polyisobutenyl succinic acid or an anhydride thereof, said compound having a bis-maleination degree equal to or less than about 20% or equal to or less than about 15%, e.g. 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, or 0.1%. This polyisobutenyl succinic acid compound is reacted (by addition or condensation) with a compound comprising at least one oxygen or nitrogen group which is reactive (in particular can be added or condensed) with the polyisobutenyl succinic acid compound and then quaternized.
In einer besonderen Ausgestaltung (B) der Erfindung werden quaternisierte Reaktions- produkte bereitgestellt, welche man durch Quaternisierung unter Anwendung eines Überschusses an Quaternisierungsmittel erhält. Insbesondere werden pro Äquivalent an quaternisierbarem tertiären Stickstoffatom etwa 1 ,1 bis etwa 2,0 oder etwa 1 ,25 bis etwa 2,0 Äquivalente, wie z.B. 1 ,3, 1 ,4, 1 ,5, 1 ,6, 1 ,7, 1 ,8 oder 1 ,9 Äquivalente an Quaternisierungsmittel eingesetzt. Besonders brauchbare Quaternisierungsmittel sind sol- che der Formel (1 ), insbesondere die Niedrigalkylester der Salicylsäure wie Methylsali- cylat, Ethylsalicylat, n- und i-Propylsalicylat, und n-, i- oder tert-Butylsalicylat. In a particular embodiment (B) of the invention, quaternized reaction products are obtained, which are obtained by quaternization using an excess of quaternizing agent. In particular, for each equivalent of quaternizable tertiary nitrogen, about 1.1 to about 2.0, or about 1.25 to about 2.0 equivalents, e.g. 1, 3, 1, 4, 1, 5, 1, 6, 1, 7, 1, 8 or 1, 9 equivalents of quaternizing used. Particularly useful quaternizing agents are those of formula (1), in particular the lower alkyl esters of salicylic acid such as methyl salicylate, ethyl salicylate, n- and i-propyl salicylate, and n-, i- or tert-butyl salicylate.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung (C) werden Ausgestaltung (A) und (B) kombiniert, d.h. die aus obigen Polyisobutenylbersteinsäure-Verbindungen gemäß Ausgestaltung (A) hergestellten quaternisierbaren Verbindungen werden gemäß Ausgestaltung (B) quaternisiert. In another particular embodiment (C), embodiments (A) and (B) are combined, i. the quaternizable compounds prepared from the above polyisobutenylsuccinic acid compounds according to embodiment (A) are quaternized according to embodiment (B).
14. Verfahren zur Herstellung einer quaternisierter Stickstoffverbindung nach Ausführungsform 13, 14. A method of producing a quaternized nitrogen compound according to Embodiment 13,
umfassend die Umsetzung einer quaternisierbaren hydrocarbyl-substituierten Polycar- bonsäureverbindung, enthaltend wenigstens eine tertiäre, quaternisierbare Aminogrup- pe mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine tertiäre Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt, comprising the reaction of a quaternizable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound containing at least one tertiary, quaternizable amino group pe with a quaternizing agent which converts the at least one tertiary amino group into a quaternary ammonium group,
wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloa- liphatischen Mono- oder Polycarbonsäure (insbesondere einer Mono- oder Dicarbon- säure) oder einer aliphatischen Polycarbonsäure (insbesondere Dicarbonsäure) ist. wherein the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid).
15. Verwendung eines Reaktionsprodukten oder einer quaternisierten Stickstoffverbindung nach Ausführungsform 13 oder einer Verbindung hergestellt nach Ausführungsform 14 als Kraftstoffadditiv oder Schmierstoffadditiv insbesondere Kraftstoffaddi- tiv, insbesondere Dieselkraftstoffadditiv,. 15. Use of a reaction product or a quaternized nitrogen compound according to embodiment 13 or a compound prepared according to embodiment 14 as a fuel additive or lubricant additive, in particular Kraftstoffaddi- tiv, in particular diesel fuel additive.
16. Verwendung nach Ausführungsform 15 als Additiv zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches von direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere von Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen, wie z. B. bestimmt in einem XU D9 Test nach CEC-F-23-01 , und/oder zur Minimierung des Leistungsverlustes (powerloss) in direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Dieselmotoren mit Common-Rail- Einspritzsystemen, wie z.B. bestimmt in einem DW10 Test in Anlehnung an CEC F- 098-08. 17. Verwendung nach Ausführungsform 15 als Ottokraftstoffadditiv zur Verringerung von Ablagerungen im Einlasssystem eines Ottomotors, wie insbesondere DISI (Direct Injection Spark lgniton)und PFI (Port Fuel Injector) - Motoren . 16. Use according to embodiment 15 as an additive for reducing the fuel consumption of direct-injection diesel engines, in particular of diesel engines with common-rail injection systems, such. B. determined in an XU D9 test according to CEC-F-23-01, and / or to minimize the power loss in direct injection diesel engines, especially in diesel engines with common rail injection systems, such as. determined in a DW10 test based on CEC F-098-08. 17. Use according to embodiment 15 as a gasoline additive for reducing deposits in the intake system of a gasoline engine, in particular DISI (Direct Injection Spark Ignition) and PFI (Port Fuel Injector) engines.
18. Verwendung nach Ausführungsform 15 als Dieselkraftstoffadditiv, insbesondere als Kaltfließverbesserer, als Wachs-Anti-Settling Additiv (WASA) oder als Additiv zur Verringerung und/oder Vermeidung von Ablagerungen in den Einspritzsystemen, wie insbesondere der Internal Diesel Injector Deposits (IDID) und / oder von Ventilkleben in direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen. 19. Additivkonzentrat, enthaltend in Kombination mit weiteren Diesel- oder Ottokraftstoffadditiven, insbesondere Dieselkraftstoffadditiven, wenigstens eine quaternisierte Stickstoffverbindung gemäß der Definition in Ausführungsform 13 oder hergestellt nach Ausführungsform 14. A2) Allgemeine Definitionen 18. Use according to embodiment 15 as a diesel fuel additive, in particular as a cold flow improver, as a wax anti-settling additive (WASA) or as an additive for reducing and / or avoiding deposits in the injection systems, in particular the Internal Diesel Injector Deposits (IDID) and / or or valve sticking in direct injection diesel engines, especially in common rail injection systems. 19. Additive concentrate containing in combination with further diesel or petrol additives, in particular diesel fuel additives, at least one quaternized nitrogen compound as defined in embodiment 13 or prepared according to embodiment 14. A2) General definitions
Eine „ Kondensation" oder„ Kondensationsreaktion" im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreibt die Umsetzung von zwei Molekülen unter Abspaltung eines klei- neren Moleküls, insbesondere eines Wasser-Moleküls. Ist eine derartige Abspaltung analytisch nicht nachweisbar, insbesondere in stöchiometrischen Mengen nicht nachweisbar, und die beiden Moleküle reagieren trotzdem, z.B. unter Addition, so erfolgt die betreffende Umsetzung der beiden Moleküle„ ohne Kondensation" . Werden keine gegenteiligen Angaben gemacht, so gelten folgende allgemeine Bedeutungen: A "condensation" or "condensation reaction" in the context of the present invention describes the reaction of two molecules with elimination of a smaller molecule, in particular a water molecule. If such cleavage is not detectable analytically, especially in stoichiometric amounts undetectable, and the two molecules nevertheless react, e.g. under addition, the respective conversion of the two molecules takes place "without condensation." Unless otherwise indicated, the following general meanings apply:
„ Hydrocarbyl" ist breit auszulegen und umfasst sowohl langkettige als auch kurzket- tige, gerade oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste, welche ggf. zusätzlich Hetero- atome, wie z.B. O, N, NH,S, in ihrer Kette enthalten können. "Hydrocarbyl" is to be interpreted broadly and encompasses both long-chain and short-chain, straight or branched hydrocarbon radicals, which may optionally additionally contain heteroatoms, such as, for example, O, N, NH, S, in their chain.
„ Langkettige" oder„ hochmolekulare" Hydrocarbylreste haben ein zahlengemittel- tes Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20.000, wie z.B. 1 13 bis 10.000, oder 200 bis 10.000 oder 350 bis 5.000, wie z.B. 350 bis 3.000, 500 bis 2.500, 700 bis 2.500, oder 800 bis 1 .500. Sie sind insbesondere im Wesentlichen aus C2-6-, insbesondere C2-4- Monomerbausteinen, wie Ethylen, Propylen, n- oder iso-Butylen oder Mischungen davon aufgebaut, wobei die verschiedenen Monomere statistisch verteilt oder als Blöcke einpolymerisiert enthalten sein können. Derartige langkettige Hydrocarbylreste werden auch als Polyalkylenreste oder P0IV-C2-6- oder Poly-C2-4-alkylenreste bezeichnet. Ge- eignete langkettige Hydrocarbylreste und deren Herstellung sind beispielsweise auch beschreiben in der WO2006/135881 und der dort zitierten Literatur. "Long-chain" or "high molecular weight" hydrocarbyl radicals have a number-average molecular weight (M n ) of 85 to 20,000, such as 13 to 10,000, or 200 to 10,000 or 350 to 5,000, such as 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500, or 800 to 1, 500. In particular, they are composed essentially of C 2-6, in particular C 2-4, monomer units, such as ethylene, propylene, n- or isobutylene or mixtures thereof, it being possible for the various monomers to be randomly distributed or incorporated in polymerized form as blocks. Such long-chain hydrocarbyl radicals are also referred to as polyalkylene radicals or P0IV-C2-6 or poly-C2-4-alkylene radicals. Suitable long-chain hydrocarbyl radicals and their preparation are also described, for example, in WO2006 / 135881 and the literature cited therein.
Beispiele für besonders brauchbare Polyalkylen-Reste sind Polyisobutenyl-Reste, abgeleitet von sogenannten "hochreaktiven" Polyisobutenen (HR-PI B), die sich durch einen hohen Gehalt an terminal angeordneten Doppelbindungen auszeichnen (vgl. z.B. auch Rath et al, Lubrication Science (1999), 1 1-2, 175-185). Terminal angeordnete Doppelbindungen sind dabei alpha-olefinische Doppelbindungen des Typs Examples of particularly useful polyalkylene radicals are polyisobutenyl radicals derived from so-called "highly reactive" polyisobutenes (HR-PI B), which are distinguished by a high content of terminal double bonds (cf., for example, also Rath et al, Lubrication Science (1999 ), 1-2, 175-185). Terminal arranged double bonds are alpha-olefinic double bonds of the type
Polymer welche zusammen auch als Vinyliden-Doppelbindungen bezeichnet werden. Geeignete hochreaktive Polyisobutene sind beispielsweise Polyisobutene, die einen Anteil an Vinyliden-Doppelbindungen von größer 70 Mol-%, insbesondere größer 80 Mol-% oder größer 85 Mol-% aufweisen. Bevorzugt sind insbesondere Polyisobutene, die einheitli- che Polymergerüste aufweisen. Einheitliche Polymergerüste weisen insbesondere solche Polyisobutene auf, die zu wenigstens 85 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 90 Gew.-% und besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-% aus Isobuteneinheiten aufgebaut sind. Vorzugsweise weisen solche hochreaktiven Polyisobutene ein zahlenmittleres Molekulargewicht in dem oben genannten Bereich auf. Darüber hinaus kön- nen die hochreaktiven Polyisobutene eine Polydispersität im Bereich von 1 ,05 bis 7, insbesondere von etwa 1 ,1 bis 2,5, wie z.B. von kleiner 1 ,9 oder kleiner 1 ,5, aufweisen. Unter Polydispersität versteht man den Quotienten aus gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw geteilt durch das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn. Besonders geeignete hochreaktive Polyisobutene sind z.B. die Glissopal-Marken der BASF SE, insbesondere Glissopal® 1000 (Mn = 1000), Glissopal ®V 33 (Mn = 550), Glissopal ® 1300 (Mn = 1300) und Glissopal ® 2300 (Mn = 2300) und deren Mischungen. Andere zahlenmittlere Molekulargewichte können nach im Prinzip bekannter Weise durch Mischen von Polyisobutenen unterschiedlicher zahlenmittlerer Molekularge- wichte oder durch extraktive Anreicherung von Polyisobutenen bestimmter Molekulargewichtsbereiche eingestellt werden. polymer which together are also referred to as vinylidene double bonds. Suitable highly reactive polyisobutenes are, for example, polyisobutenes which have a proportion of vinylidene double bonds of greater than 70 mol%, in particular greater than 80 mol% or greater than 85 mol%. Particular preference is given to polyisobutenes which have uniform polymer skeletons. Uniform polymer skeletons have, in particular, those polyisobutenes which are composed of at least 85% by weight, preferably at least 90% by weight and more preferably at least 95% by weight, of isobutene units. Preferably, such highly reactive polyisobutenes have a number average molecular weight in the range mentioned above. In addition, the highly reactive polyisobutenes may have a polydispersity in the range from 1:05 to 7, in particular from about 1, 1 to 2.5, for example of less than 1, 9 or less than 1.5. By polydispersity is meant the quotient of weight average molecular weight Mw divided by the number average molecular weight Mn. Particularly suitable highly reactive polyisobutenes are, for example, the Glissopal brands from BASF SE, in particular Glissopal ® 1000 (Mn = 1000), Glissopal ® V 33 (Mn = 550), Glissopal ® 1300 (Mn = 1300) and Glissopal ® 2300 (Mn = 2300 ) and their mixtures. Other number average molecular weights can be adjusted in a manner known in principle by mixing polyisobutenes of different number average molecular weights or by extractive enrichment of polyisobutenes of specific molecular weight ranges.
PIBSA wird in prinzipiell bekannter Weise durch Umsetzung von PI B mit Maleinsäureanhydrid (MSA) hergestellt, wobei prinzipiell ein Gemisch von PIBSA und bismalei- niertem PIBSA (BM PIBSA, vgl. Schema 1 , unten) entsteht, das in der Regel nicht getrennt, sondern als solches in Folgereaktionen eingesetzt wird. Das Verhältnis der beiden Komponenten zueinander kann durch den„ Bismaleinierungsgrad" (BMG) angegeben werden. Der BMG ist an sich bekannt (Siehe auch US 5,883,196). Der BMG kann auch nach folgender Formel bestimmt werden: PIBSA is prepared in a manner known in principle by reacting PI B with maleic anhydride (MSA), which in principle produces a mixture of PIBSA and bismaleized PIBSA (BM PIBSA, see Scheme 1, below), which is generally not separated, but instead is used as such in subsequent reactions. The ratio of the two components to one another can be indicated by the "degree of bismeralization" (BMG) The BMG is known per se (see also US 5,883,196) The BMG can also be determined according to the following formula:
BMG = 100% x [(wt-%(BM PIBSA)/(wt-%(BM PIBSA)+wt-%(PIBSA))] wobei wt-%(X) für den Gewichtsanteil der Komponente X (X = PIBSA oder BM PIBSA) im Umsetzungsprodukt von PIB mit MSA steht Schema 1 BMG = 100% x [(wt% (BM PIBSA) / (wt% (BM PIBSA) + wt% (PIBSA))] where wt% (X) for the weight fraction of component X (X = PIBSA or BM PIBSA) in the reaction product of PIB with MSA Scheme 1
MSA PIBSA BM PIBSA  MSA PIBSA BM PIBSA
Hydrocarbyl-substituierte Polycarbonsäureverbindung mit einen„ niedrigen Bismalei- nierungsgrad" , insbesondere entsprechende Polyisobutenylbersteinsäuren oder Anhydride davon (insgesamt auch bezeichnet als PIBSA) sind aus dem Stand der Technik bekannt. Vorteilhaft sind insbesondere Bismaleinierungsgrade von 20 % oder weni- ger, oder 15% oder weniger, wie z.B. 14, 13, 12, oder 10%; oder 10% oder weniger, wie z.B. 2-9, 3-8, 4-7, 5 oder 6 %. Deren gezielte Herstellung ist z.B. beschrieben in der US 5,883,196. Zu deren Herstellung eignen sich insbesondere obige hochreaktive Polyisobutene, mit einem Mn im Bereich von etwa 500 bis 2500, wie z.B. 550 bis 3000, 1000 bis 2000 oder 1000 bis 1500. Hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds having a "low degree of bismalization", in particular corresponding polyisobutenylsuccinic acids or anhydrides thereof (altogether also referred to as PIBSA), are known from the prior art, in particular bis-maleation grades of 20% or less, or 15% or less, such as 14, 13, 12, or 10%, or 10% or less, such as 2-9, 3-8, 4-7, 5, or 6%, their targeted preparation is described, for example, in US 5,883,196. Particularly suitable for their preparation are the above highly reactive polyisobutenes having an Mn in the range from about 500 to 2500, such as 550 to 3000, 1000 to 2000 or 1000 to 1500.
Als nichtlimitierendes Beispiel für ein entsprechendes PIBSA kann Glissopal ® SA, abgeleitet von HR-PIB (Mn=1000), mit einem Bismaleinierungsgrad von 9% genannt werden. „ Kurzkettiges Hydrocarbyl" oder„ niedermolekulares Hydrocarbyl" steht i nsbesondere für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl, gegebenenfalls unterbrochen durch eine oder mehrere, wie z.B. 2, 3 oder 4 Heteroatomgruppen, wie -O- oder - NH-. oder gegebenenfalls ein- oder mehrfach, wie z.B. 2, 3 oder 4-fach substituiert. As a non-limiting example of such a PIBSA can Glissopal ® SA derived from HR-PIB (Mn = 1000), are called with a Bismaleinierungsgrad of 9%. "Short-chain hydrocarbyl" or "low molecular weight hydrocarbyl" is especially straight-chain or branched alkyl or alkenyl, optionally interrupted by one or more, for example 2, 3 or 4 heteroatom groups, such as -O- or -NH-. or optionally mono- or polysubstituted, such as 2, 3 or 4-times substituted.
„ Alkyl" oder„ Niedrigalkyl" steht insbesondere für gesättigte, geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4, 1 bis 6, 1 bis 8, oder 1 bis 10 oder 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, 1 -Methylethyl, n-Butyl, 1 - Methyl-propyl, 2-Methylpropyl, 1 ,1 -Dimethylethyl, n-Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2- Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Di-methylpropyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1 ,1 - Dimethylpropyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4- Methylpentyl, 1 ,1 -Dimethylbutyl, 1 ,2-Dimethylbutyl, 1 ,3-Dimethylbutyl, 2,2- Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 ,1 ,2- Trimethylpropyl, 1 ,2,2-Trimethylpropyl, 1 -Ethyl-1 -methylpropyl und 1 -Ethyl-2- methylpropyl; sowie n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl und n-Decyl, sowie die ein- oder mehrfach verzweigten Analoga davon. "Alkyl" or "lower alkyl" in particular represents saturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having 1 to 4, 1 to 6, 1 to 8, or 1 to 10 or 1 to 20 carbon atoms, such as. Methyl, ethyl, n -propyl, 1-methylethyl, n-butyl, 1-methyl-propyl, 2-methylpropyl, 1, 1-dimethylethyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2- Dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-trimethylpropyl, 1, 2,2-trimethylpropyl, 1-ethyl-1-methylpropyl and 1-ethyl 2-methylpropyl; and n-heptyl, n-octyl, n-nonyl and n-decyl, as well as the mono- or polysubstituted analogs thereof.
„ Hydroxyalkyl" steht insbesondere für die ein- oder mehrfach, insbesondere einfach hydroxylierten Analoga obiger Alkylreste, wie z.B. die monohydroxylierten Analoga obiger geradkettiger oder verzweigter Alkylreste, wie z.B. die linearen Hydroxyal- kylgruppen mit primärer Hydroxylgruppe, wie Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 3- Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl. "Hydroxyalkyl" is in particular the mono- or polysubstituted, in particular simply hydroxylated, analogs of the above-mentioned alkyl radicals, for example the monohydroxylated analogs of the above straight-chain or branched alkyl radicals, for example the linear hydroxyalkyl groups having primary hydroxyl groups, such as hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 3 Hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl.
„ Alkenyl" steht für ein- oder mehrfach, insbesondere einfach ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 4, 2 bis 6, 2 bis 8 2 bis 10 oder 2 oder bis 20 Kohlenstoffatomen und einer Doppelbindung in einer beliebigen Position, z. B. C2-C6-Alkenyl wie Ethenyl, 1 -Propenyl, 2-Propenyl, 1 -Methylethenyl, 1 -Butenyl, 2- Butenyl, 3-Butenyl, 1 -Methyl-1 -propenyl, 2-Methyl-1 -propenyl, 1 -Methyl-2-propenyl, 2- Methyl-2-propenyl, 1 -Pentenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, 1 -Methyl-1 -butenyl, 2-Methyl-1 -butenyl, 3-Methyl-1 -butenyl, 1 -Methyl-2-butenyl, 2-Methyl-2-butenyl , 3- Methyl-2-butenyl, 1 -Methyl-3-butenyl, 2-Methyl-3-butenyl, 3-Methyl-3-butenyl, 1 ,1 - Dimethyl-2-propenyl, 1 ,2-Dimethyl-1 -propenyl, 1 ,2-Dimethyl-2-propenyl , 1 -Ethyl-1 - propenyl, 1 -Ethyl-2-propenyl, 1 -Hexenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl, 5-Hexenyl, 1 -Methyl-1 -pentenyl, 2-Methyl-1 -pentenyl, 3-Methyl-1 -pentenyl, 4-Methyl-1 -pentenyl, 1 -Methyl-2-pentenyl, 2-Methyl-2-pentenyl, 3-Methyl-2-pentenyl, 4-Methyl-2-pentenyl, 1 -Methyl-3-pentenyl, 2-Methyl-3pentenyl, 3-Methyl-3-pentenyl, 4-Methyl-3-pentenyl, 1 -Methyl-4-pentenyl, 2-Methyl-4-pentenyl, 3-Methyl-4-pentenyl, 4-Methyl-4-pentenyl,"Alkenyl" is mono- or polysubstituted, in particular monounsaturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having 2 to 4, 2 to 6, 2 to 8 2 to 10 or 2 or to 20 carbon atoms and a double bond in any position, for example C 2 -C 6 alkenyl, such as ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methylethenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl , 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-methyl-1-butenyl, 2-methyl-1-butenyl, 3 -Methyl-1-butenyl, 1-methyl-2-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-methyl-3-butenyl, 2-methyl-3-butenyl, 3-methyl 3-butenyl, 1,1-dimethyl-2-propenyl, 1, 2-dimethyl-1-propenyl, 1, 2-dimethyl-2-propenyl, 1-ethyl-1-propenyl, 1-ethyl-2-propenyl , 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl, 1-methyl-1-pentenyl, 2-methyl-1-pentenyl, 3-methyl-1-pentenyl, 4-methyl-1 pentenyl, 1-methyl-2-pentenyl, 2-Me ethyl 2-pentenyl, 3-methyl-2-pentenyl, 4-methyl-2-pentenyl, 1-methyl-3-pentenyl, 2-methyl-3-pentenyl, 3-methyl-3-pentenyl, 4-methyl-3 pentenyl, 1-methyl-4-pentenyl, 2-methyl-4-pentenyl, 3-methyl-4-pentenyl, 4-methyl-4-pentenyl,
1 .1 - Dimethyl-2-butenyl, 1 ,1 -Dimethyl-3-b u t e n y I , 1 , 2-Dimethyl-1 -butenyl,1: 1 - dimethyl-2-butenyl, 1, 1-dimethyl-3-b u t e n y I, 1, 2-dimethyl-1-butenyl,
1 .2- Dimethyl-2-butenyl, 1 ,2-Dimethyl-3-b u t e n y I , 1 , 3-Dimethyl-1 -butenyl,1, 2-dimethyl-2-butenyl, 1, 2-dimethyl-3-b u t e y y, 1, 3-dimethyl-1-butenyl,
1 .3- Dimethyl-2-butenyl, 1 ,3-Dimethyl-3-butenyl, 2,2-Dimethyl-3-butenyl, 2,3-Dimethyl-1 -butenyl, 2,3-Dimethyl-2-butenyl, 2,3-Dimethyl-3-butenyl, 3, 3-Dimethyl-1 -butenyl, 3,3-Dimethyl-2-butenyl, 1 -Ethyl-1 -butenyl, 1 -Ethyl-2-butenyl, 1 -Ethyl-3-butenyl, 2-Ethyl-1 -butenyl, 2-Ethyl-2-butenyl, 2-Ethyl-3-butenyl, 1 , 1 ,2-Trimethyl-2-propenyl, 1 -Ethyl-1 -methyl-2-propenyl, 1 -Ethyl-2-methyl-1 -propenyl und 1 -Ethyl-2-methyl-2-propenyl. 1, 3-dimethyl-2-butenyl, 1, 3-dimethyl-3-butenyl, 2,2-dimethyl-3-butenyl, 2,3-dimethyl-1-butenyl, 2,3-dimethyl-2-butenyl, 2,3-dimethyl-3-butenyl, 3,3-dimethyl-1-butenyl, 3,3-dimethyl-2-butenyl, 1-ethyl-1-butenyl, 1-ethyl-2-butenyl, 1-ethyl 3-butenyl, 2-ethyl-1-butenyl, 2-ethyl-2-butenyl, 2-ethyl-3-butenyl, 1, 1, 2-trimethyl-2-propenyl, 1-ethyl-1-methyl-2- propenyl, 1-ethyl-2-methyl-1-propenyl and 1-ethyl-2-methyl-2-propenyl.
„ Alkylen" steht für geradkettige oder ein- oder mehrfach verzweigte Kohlenwasserstoff-Brückengruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Ci-Cz-Alkylengruppen ausgewählt unter -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -CH2-CH(CH3)-, -CH(CH3)-CH2-, -(CH2)4-, - (CH2)2-CH(CH3)-, -CH2-CH(CH3)-CH2- , (CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)- CH2-CH2-CH(CH3)- oder - CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)- oder Ci-C4- Alkylengruppen ausgewählt unter -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -CH2-CH(CH3)-, "Alkylene" is straight-chain or mono- or poly-branched hydrocarbon bridging groups having 1 to 10 carbon atoms, such as Ci-Cz-alkylene groups selected from -CH 2 -, - (CH 2 ) 2 -, - (CH 2 ) 3 -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -, -CH (CH 3 ) -CH 2 -, - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 2 -CH (CH 3 ) -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 -, (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 5 -, - (CH 2 ) 6 , - (CH 2 ) 7 -, -CH (CH 3 ) - CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) - or - CH (CH 3 ) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) - or C 1 -C 4 -alkylene groups selected from -CH 2 -, - (CH 2 ) 2 -, - (CH 2 ) 3 -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -,
-CH(CH3)-CH2-, -(CH2)4-, -(CH2)2-CH(CH3)-, -CH2-CH(CH3)-CH2-. -CH (CH 3 ) -CH 2 -, - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 2 -CH (CH 3 ) -, -CH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 -.
„ Alkenylen" steht für die ein- oder mehrfach, insbesondere einfach ungesättigten Analoga obiger Alkylengruppen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere für C2- C7-Alkenylene oder C2-C4-Alkenylen, wie -CH=CH-, -CH=CH-CH2-, - CH2-CH=CH-, -CH=CH-CH2-CH2-, -CH2-CH=CH-CH2-, -CH2-CH2-CH=CH-, -CH(CH3)-CH=CH-, -CH2-C(CH3)=CH-. "Alkenylene" refers to the mono- or polysubstituted, in particular mono-unsaturated analogs of the above alkylene groups having 2 to 10 carbon atoms, in particular C 2 - C 7 -Alkenylene or C 2 -C 4 alkenylene, such as -CH = CH-, -CH = CH-CH 2 -, - CH 2 -CH = CH-, -CH = CH-CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH = CH-CH 2 -, -CH 2 -CH 2 -CH = CH -, -CH (CH 3 ) -CH = CH-, -CH 2 -C (CH 3 ) = CH-.
„ Zyklische Hydrocarbylreste" umfassen insbesondere:  "Cyclic hydrocarbyl radicals" include in particular:
Cycloalkyl: carbocyclische Reste mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z.B. C3-Ci2- Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooc- tyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl und Cyclododecyl; bevorzugt sind Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, sowie Cyclopropyl-methyl, Cyclopropyl-ethyl, Cyclobutyl- methyl, Cyclobutyl-ethyl, Cyclopentyl-methyl, Cyclopentyl-ethyl, Cyclohexyl-methyl o- der C3-C7-Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopropyl-methyl, Cyclopropyl-ethyl, Cyclobutyl-methyl, Cyclopentyl-ethyl, Cyc- lohexyl-methyl, wobei die Anbindung an den Rest des Moleküls über jegliches geeignetes C-Atom erfolgen kann. Cycloalkyl: carbocyclic radicals having 3 to 20 carbon atoms, such as C 3 -C 2 - cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctene tyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl; Cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and also cyclopropylmethyl, cyclopropylethyl, cyclobutylmethyl, cyclobutylethyl, cyclopentylmethyl, cyclopentylethyl, cyclohexylmethyl or C 3 -C 7 -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclobutyl, are preferred , Cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopropyl-methyl, cyclopropyl-ethyl, cyclobutyl-methyl, cyclopentyl-ethyl, cyclohexyl-methyl, wherein the attachment to the rest of the molecule can take place via any suitable carbon atom.
Cycloalkenyl: monocyclische, einfach ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 5 bis 8, vorzugsweise bis 6 Kohlenstoffringgliedern, wie Cyclopenten-1 -yl, Cyclopenten-3-yl, Cyclohexen-1 -yl, Cyclohexen-3-yl und Cyclohexen-4-yl;  Cycloalkenyl: monocyclic, monounsaturated hydrocarbon groups having 5 to 8, preferably to 6 carbon ring members, such as cyclopentene-1-yl, cyclopenten-3-yl, cyclohexene-1-yl, cyclohexen-3-yl and cyclohexene-4-yl;
- Aryl: ein- oder mehrkernige, vorzugsweise ein- oder zweikernige, gegebenenfalls substituierte aromatische Reste mit 6 bis 20 wie z.B. 6 bis 10 Ring-Kohlenstoffatomen, wie z.B. Phenyl, Biphenyl, Naphthyl wie 1 - oder 2-Naphthyl, Tetrahydronaphthyl, Fluo- renyl, Indenyl und Phenanthrenyl. Diese Arylreste können gegebenenfalls 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 gleiche oder verschiedene Substituenten tragen. Aryl: mononuclear or polynuclear, preferably mono- or binuclear, optionally substituted aromatic radicals having from 6 to 20, such as, for example, From 6 to 10 ring carbon atoms, e.g. Phenyl, biphenyl, naphthyl, such as 1- or 2-naphthyl, tetrahydronaphthyl, fluorenyl, indenyl and phenanthrenyl. These aryl radicals may optionally carry 1, 2, 3, 4, 5 or 6 identical or different substituents.
„ Substituenten" für hierin angegebene Reste, sind insbesondere, wenn keine anderen Angaben gemacht werde, ausgewählt sind unter Ketogruppen, - COOH, -COO- Alkyl, - OH, -SH, -CN, Amino, -N02, Alkyl, oder Alkenylgruppen. Der Begriff „ etwa" im Kontext einer Zahlenangabe oder eines Wertebereiches bezeichnet Abweichungen von den konkret offenbarten Werten. Hierbei handelt es sich gewöhnlich um üblichen Abweichungen. Diese können um beispielsweise um ±10% bis ±0, 1 % von den konkret angegebenen Werten abweichen. Typischerweise liegen solche Abweichungen bei etwa ±8% bis ±1 % oder ±5%, ±4%, ±3% oder ±2%. A3) Polycarbonsäure-Verbindungen, und Hydrocarbyl-substituierte Polycarbonsäure- Verbindungen: "Substituents" for radicals specified herein are, in particular, unless otherwise specified, are selected from keto groups, - COOH, -COO-alkyl, - OH, -SH, -CN, amino, -NO 2 , alkyl, or alkenyl groups The term "about" in the context of a number or a range of values denotes deviations from the values actually disclosed. This is it usually by usual deviations. These may deviate, for example, by ± 10% to ± 0.1% from the specified values. Typically, such deviations are about ± 8% to ± 1% or ± 5%, ± 4%, ± 3% or ± 2%. A3) Polycarboxylic acid compounds, and hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds:
Die eingesetzten Polycarbonsäure-Verbindungen ist aliphatische zwei- oder mehrwertige (wie z.B. 3- oder 4-wertig), insbesondere von Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren, sowie Analoga davon, wie Anhydride oder Niedrigalkylester (teilweise oder vollständig verestert), und gegebenenfalls durch einen oder mehrere (wie z.B. 2 oder 3), insbesondere einem langkettigen Alkylrest und/oder einem hochmolekularen Hydrocarbyl- rest, insbesondere einem Polyalkylenrest substituiert. Beispiele sind C3 - C10 Polycar- bonsäuren, wie die Dicarbonsäuren Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipin- säure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure und Sebacinsäure, und deren verzweigte Analoga; sowie die Tricarbonsäure Citronensäure; sowie Anhydride oder Niedrigalkylester davon von. Die Polycarbonsäure-Verbindungen können auch aus den entsprechenden einfach ungesättigten Säuren und Addition wenigstens eines langkettigen Alkylrests und/oder hochmolekularen Hydrocarbylrests erzeugt werden. Beispiele geeigneter einfach ungesättigter Säuren sind Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure. The polycarboxylic acid compounds used are aliphatic di- or polyvalent (such as 3- or 4-valent), in particular of di-, tri- or tetracarboxylic acids, and analogs thereof, such as anhydrides or lower alkyl esters (partially or completely esterified), and optionally one or more (such as 2 or 3), in particular a long-chain alkyl radical and / or a high molecular weight hydrocarbyl radical, in particular a polyalkylene radical substituted. Examples are C3-C10 polycarboxylic acids, such as the dicarboxylic acids malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid, and their branched analogues; and the tricarboxylic acid citric acid; and anhydrides or lower alkyl esters thereof. The polycarboxylic acid compounds may also be prepared from the corresponding monounsaturated acids and addition of at least one long chain alkyl group and / or high molecular weight hydrocarbyl group. Examples of suitable monounsaturated acids are fumaric acid, maleic acid, itaconic acid.
Der hydrophobe„ langkettige" oder ,, hochmolekulare" Hydrocarbylrest, welcher für die ausreichende Löslichkeit des quaternisierten Produkts im Kraftstoff sorgt, hat ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20.000, wie z.B. 1 13 bis 10.000, oder 200 bis 10.000 oder 350 bis 5.000, wie z.B. 350 bis 3.000, 500 bis 2.500, 700 bis 2.500, oder 800 bis 1.500. Als typische hydrophobe Hydrocarbylreste sind zu nennen Polypropenyl-, Polybutenyl- und Polyisobutenylreste, z.B. mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn von 3.500 bis 5.000, 350 bis 3.000, 500 bis 2.500, 700 bis 2.500 und 800 bis 1 .500. The hydrophobic "long chain" or "high molecular weight" hydrocarbyl moiety which provides sufficient solubility of the quaternized product in the fuel has a number average molecular weight (M n ) of from 85 to 20,000, such as 1 to 10,000, or 200 to 10,000 or 350 up to 5,000, such as 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500, or 800 to 1,500. Typical hydrophobic hydrocarbyl radicals include polypropenyl, polybutenyl and polyisobutenyl radicals, for example having a number average molecular weight M n of 3,500 to 5,000, 350 to 3,000, 500 to 2,500, 700 to 2,500 and 800 to 1,500.
Geeignete Hydrocarbyl substituierte Verbindungen sind z.B. beschrieben in der DE 43 19 672 und der WO2008/138836. Suitable hydrocarbyl substituted compounds are e.g. described in DE 43 19 672 and WO2008 / 138836.
Geeignete Hydrocarbyl-substituierte Polycarbonsäure-Verbindungen umfassen auch polymere, insbesondere dimere Formen solcher Hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäure-Verbindungen. Dimere Formen enthalten z.B. zwei Säureanhydridgruppen welche unabhängig voneinander im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren mit der quaternisierbaren Stickstoffverbindung umgesetzt werden können. Suitable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds also include polymeric, especially dimeric, forms of such hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compounds. For example, dimeric forms contain two acid anhydride groups which can be reacted independently of one another in the production process according to the invention with the quaternizable nitrogen compound.
A4) Quaternisierungsmittel: A4) Quaternizing agent:
Als Quaternisierungsmittel kommen im Prinzip alle als solche geeigneten Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polycarbonsäure (insbesondere einer Mono- oder Dicarbonsäure) oder einer aliphatischen Polycarbonsäure (insbesondere Dicarbonsäure) in Betracht. Suitable quaternizing agents are in principle all suitable as such alkyl esters of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid (especially a mono- or dicarboxylic acid) or an aliphatic polycarboxylic acid (especially dicarboxylic acid) into consideration.
In einer besonderen Ausführungsform erfolgt die Quaternisierung des mindestens einen quaternisierbaren tertiären Stickstoffatoms jedoch mit mindestens einem Quaternisierungsmittel ausgewählt unter a) Verbindungen der allgemeinen Formel 1 ist worin In a particular embodiment, however, the quaternization of the at least one quaternizable tertiary nitrogen atom is carried out with at least one quaternizing agent selected from a) compounds of general formula 1 wherein
Ri für einen Niedrigalkylrest steht und  Ri is a lower alkyl radical and
R2 für einen gegebenenfalls substituierten einkernigen Aryl- oder Cycloalkylrest steht, wobei der Substituent ausgewählt ist unter OH, NH2, N02, C(0)OR3; RiaOC(O)-, worin Ria die oben für R1 angegebenen Bedeutungen besitzt, und R3 für H oder R1 steht; oder R 2 is an optionally substituted mononuclear aryl or cycloalkyl radical, the substituent being selected from OH, NH 2 , NO 2 , C (O) OR 3 ; RiaOC (O) -, wherein Ri a has the meanings given above for R 1, and R 3 is H or R 1; or
b) Verbindungen der allgemeinen Formel 2 Ri OC(0)-A-C(0)ORia (2) worin b) Compounds of general formula 2 Ri OC (O) -A-C (0) ORia (2) wherein
R1 und Ria unabhängig voneinander für einen Niedrigalkylrest steht und  R1 and Ria independently of one another represent a lower alkyl radical and
A für Hydrocarbylen (wie Alkylen oder Alkenylen) steht A represents hydrocarbylene (such as alkylene or alkenylene)
Besonders geeignet sind Verbindungen der Formel 1 , worin Ri für einen d-, C2- oder C3-Alkylrest steht und Particularly suitable compounds of formula 1, wherein Ri is a d, C2 or C3 alkyl radical and
R2 für einen substituierten Phenylrest steht, wobei der Substituent für HO- oder einen Esterrest der Formel RiaOC(0)- steht der sich in para-, meta- oder insbesondere ortho-Stellung zum Rest RiOC(O)- am aromatischen Ring befindet. R 2 is a substituted phenyl radical, where the substituent for HO or an ester radical of the formula R i a OC (O) - which is in the para, meta or in particular ortho position to the radical R i OC (O) - on the aromatic ring ,
Als insbesondere geeignete Quaternisierungsmittel sind die Niedrigalkylester der Sali- cylsäure zu nennen sich, wie Methylsalicylat, Ethylsalicylat, n- und i-Propylsalicylat, und n-, i- oder tert-Butylsalicylat. A5) Quartern isierte oder Quaternisierbare Stickstoff-Verbindungen Particularly suitable quaternizing agents are the lower alkyl esters of salicylic acid, such as methyl salicylate, ethyl salicylate, n- and i-propyl salicylate, and n-, i- or tert-butyl salicylate. A5) Quaternized or quaternizable nitrogen compounds
Die mit der Polycarbonsäure-Verbindung reaktiven, quaternisierbaren Stickstoff- Verbindungen sind ausgewählt unter The quaternizable nitrogen compounds reactive with the polycarboxylic acid compound are selected from
a. Hydroxyalkyl-substituierten Mono- oder Polyaminen mit wenigstens einer quarter- nisierten (z.B. Cholin) oder quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe, a. Hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines having at least one quaternized (for example choline) or quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group,
b. geradkettigen oder verzweigtem, cyclischen, heterocyclischen, aromatischen oder nichtaromatischen Polyaminen mit wenigstens einer primären oder sekundären (anhydridreaktiven) Aminogruppe und mit wenigstens einer quarternisierten oder quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe; b. straight-chain or branched, cyclic, heterocyclic, aromatic or nonaromatic polyamines having at least one primary or secondary (anhydride-reactive) amino group and having at least one quaternized or quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group;
c. Piperazinen. c. Piperazines.
Insbesondere ausgewählt sind die quaternisierbaren Stickstoff-Verbindungen unter d. Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären, tertiären oder quartären Mono- aminen und Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären, tertiären oder quartären Diaminen. In particular, the quaternizable nitrogen compounds are selected from d. Hydroxyalkyl-substituted primary, secondary, tertiary or quaternary monoamines and hydroxyalkyl-substituted primary, secondary, tertiary or quaternary diamines.
e. geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Diaminen mit zwei primären Ami- nogruppen; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer sekundären Aminogruppe; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primä- ren und wenigstens einer tertiären Aminogruppe; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer quartären Aminogruppe; aromatischen carbo-cyclischen Diaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen heterocyclischen Polyaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen oder nichtaromatischen Heterozyklen mit einer primären und einer tertiären Ami- nogruppe; Beispiele für geeignete„ hydroxyalkyl-substituierte Mono- oder Polyamine" sind solche die mit wenigstens einem, wie z.B. 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6, Hydroxyalkyl-Substituierten ausgestattet sind. Als Beispiele für„ Hydroxyalkyl-substituierte Monoamine" können genannt werden: N-Hydroxyalkyl-monoamine, Ν,Ν-Dihydroxyalkyl-monoamine und Ν,Ν,Ν- Trihydroxyalkyl-monoamine, wobei die Hydroxyalkylgruppen gleich oder verschieden sind und außerdem wie oben definiert sind. Hydroxyalkyl steht dabei insbesondere für 2-Hydroxyethyl, 3-Hydroxypropyl oder 4-Hydroxybutyl. e. straight-chain or branched aliphatic diamines having two primary amino groups; Di- or polyamines having at least one primary and at least one secondary amino group; Di- or polyamines having at least one primary and at least one tertiary amino group; Di- or polyamines having at least one primary and at least one quaternary amino group; aromatic carbo-cyclic diamines having two primary amino groups; aromatic heterocyclic polyamines having two primary amino groups; aromatic or non-aromatic heterocycles having a primary and a tertiary amino group; Examples of suitable "hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines" are those which are endowed with at least one, such as 1, 2, 3, 4, 5 or 6, hydroxyalkyl substituents Examples of "hydroxyalkyl-substituted monoamines" may be mentioned N-hydroxyalkyl-monoamines, Ν, Ν-dihydroxyalkyl-monoamines and Ν, Ν, Ν-trihydroxyalkyl-monoamines, wherein the hydroxyalkyl groups are the same or different and are also as defined above. Hydroxyalkyl stands in particular for 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl or 4-hydroxybutyl.
Beispielsweise können folgende„ Hydroxyalkyl-substituierte Polyamine" und insbesondere „ Hydroxyalkyl-substituierte Diamine" genannt werden: (N-Hydroxyalkyl)- alkylendiamine, Ν,Ν-Dihydroxyalkyl-alkylendiamine, wobei die Hydroxyalkylgruppen gleich oder verschieden sind und außerdem wie oben definiert sind. Hydroxyalkyl steht dabei insbesondere für 2-Hydroxyethyl, 3-Hydroxypropyl oder 4-Hydroxybutyl; Alkylen steht dabei insbesondere für Ethylen, Propylen oder Butylen. For example, the following "hydroxyalkyl-substituted polyamines" and especially "hydroxyalkyl-substituted diamines" may be mentioned: (N-hydroxyalkyl) alkylenediamines, Ν, Ν-dihydroxyalkylalkylenediamines wherein the hydroxyalkyl groups are the same or different and are also as defined above. Hydroxyalkyl stands in particular for 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl or 4-hydroxybutyl; Alkylene stands in particular for ethylene, propylene or butylene.
Geeignete„Diamine" sind Alkylendiamine, sowie die N-alkylsubstituierten Analoga davon, wie N-monoalkylierten Alkylendiamine und die N,N- oder N, N' -dialkylierten Alkylendiamine. Alkylen steht insbesondere für geradkettiges oder verzweigtes C1-7 oder Ci-4-Alkylen, wie oben definiert. Alkyl steht insbesondere für Ci-4-Alkyl gemäß obiger Definition. Beispiele sind insbesondere Ethylendiamin, 1 ,2-Propylendiamin, 1 ,3- Propylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin und Isomere davon, Pentandiamin und Isomere davon, Hexandiamin und Isomere davon, Heptandiamin und Isomere davon, sowie ein- oder mehrfach, wie z.B. ein - oder zweifach Ci-C4-alkylierte, wie z.B. methylierte, Derivate der vorher genannten Diamin-Verbindungen, wie 3-Dimethylamino-1 -propylamin (DMAPA), Ν,Ν-Diethylaminopropylamin, und N,N-Dimethylaminoethylamin. Suitable "diamines" are alkylenediamines and also the N-alkyl-substituted analogs thereof, such as N-monoalkylated alkylenediamines and the N, N or N, N'-dialkylated alkylenediamines. Alkylene in particular represents straight-chain or branched C 1-7 or C 1-4 -alkylene. Alkylene, as defined above, is in particular C 1 -C 4 -alkyl as defined above Examples are, in particular, ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butylenediamine and isomers thereof, pentanediamine and isomers thereof, Hexanediamine and isomers thereof, heptanediamine and isomers thereof, and mono- or polysubstituted, for example mono- or di-C 1 -C 4 -alkylated, for example methylated, derivatives of the abovementioned diamine compounds, such as 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA ), Ν, Ν-diethylaminopropylamine, and N, N-dimethylaminoethylamine.
Geeignete geradkettige„Polyamine" sind beispielsweise Dialkylentriamin, Trialky- lentetramin, Tetraalkylenpentamin, Pentaalkylenhexamin, sowie die N- alkylsubstituierten Analoga davon, wie N-monoalkylierten und die N,N- oder N, N' - dialkylierten Alkylenpolyamine. Alkylen steht insbesondere für geradkettiges oder verzweigtes C1-7 oder Ci-4-Alkylen, wie oben definiert. Alkyl steht insbesondere für C1-4- Alkyl gemäß obiger Definition. Beispiele sind insbesondere Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpenta- min, Pentaethylenhexamin, Dipropylentriamin, Tripropylenetetramin, Tetrapropylenpen- tamin, Pentapropylenhexamin, Dibutylentriamin, Tributylentetramin, Tetrabutylenpen- tamin, Pentabutylenhexamin; sowie die Ν , Ν-Dialkylderivate davon, insbesondere die N,N-Di-Ci-4-alkylderivate davon. Als Beispiele können genannt werden: N,N- Dimethyldimethylentriamin, Ν,Ν-Diethyldimethylentriamin, N,N-Suitable straight-chain "polyamines" are, for example, dialkylenetriamine, triallenetetramine, tetraalkylenepentamine, pentaalkylenehexamine and the N-alkyl-substituted analogs thereof, such as N-monoalkylated and the N, N or N, N'-dialkylated alkylene polyamines branched C1-7 or C1-4-alkylene, as defined above.Alkyl is in particular C1-4-alkyl as defined above. Examples are in particular diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, tetrapropylenepentamine, pentapropylenhexamine, dibutylenetriamine, tributylenetetramine, tetrabutylenepentamine, pentabutylenhexamine; and the Ν, Ν-dialkyl derivatives thereof, in particular the N, N-di-Ci-4-alkyl derivatives thereof. Examples which may be mentioned are: N, N-dimethyldimethylenetriamine, Ν, Ν-diethyldimethylenetriamine, N, N-
Dipropyldimethylentriamin, N,N-Dimethyldiethylen-1 ,2-triamin, N,N-Diethyldiethylen- 1 ,2-triamin, N,N-Dipropyldiethylen-1 ,2-triamin, N,N-Dimethyldipropylen-1 ,3-triamin (i.e. DMAPAPA), N,N-Diethyldipropylen-1 ,3-triamin, N,N-Dipropyldipropylen-1 ,3-triamin, N,N-Dimethyldibutylen-1 ,4-triamin, N,N-Diethyldibutylen-1 ,4-triamin, N,N-Dipropyldimethylenetriamine, N, N-dimethyldiethylene-1,2-triamine, N, N-diethyldiethylene-1,2-triamine, N, N-dipropyldiethylene-1,2-triamine, N, N-dimethyldipropylene-1,3-triamine ( ie DMAPAPA), N, N-diethyl-dipropylene-1,3-triamine, N, N-dipropyl-dipropylene-1,3-triamine, N, N-dimethyl-dibutylene-1,4-triamine, N, N-diethyl-dibutylene-1, 4- triamine, N, N-
Dipropyldibutylen-1 ,4-triamin, N,N-Dimethyldipentylen-1 ,5-triamin, N,N-Dipropyldibutylene-1,4-triamine, N, N-dimethyldipentylene-1,5-triamine, N, N-
Diethyldipentylen-1 ,5-triamin, N,N-Dipropyldipentylen-1 ,5-triamin, N,N-Diethyldipentylene-1, 5-triamine, N, N-dipropyldipentylene-1,5-triamine, N, N-
Dimethyldihexylen-1 ,6-triamin, N,N-Diethyldihexylen-1 ,6-triamin und N,N- Dipropyldihexylen-1 ,6-triamin, Dimethyldihexylene-1,6-triamine, N, N-diethyldihexylene-1,6-triamine and N, N-dipropyldihexylene-1,6-triamine,
„ Aromatische carbocyclischen Diamine" mit zwei primären Aminogruppen sind die di-aminosubstituierten Derivate von Benzol, Biphenyl, Naphthalin, Tetrahydronaphtha- lin, Fluoren, Inden und Phenanthren. "Aromatic carbocyclic diamines" having two primary amino groups are the di-amino substituted derivatives of benzene, biphenyl, naphthalene, tetrahydronaphthalene, fluorene, indene, and phenanthrene.
„ Aromatische oder nicht-aromatische heterocyclische Polyamine" mit zwei primären Aminogruppen sind die mit zwei Aminogruppen substituierten Derivate von folgenden Heterocyclen: "Aromatic or non-aromatic heterocyclic polyamines" having two primary amino groups are the derivatives of the following heterocycles substituted with two amino groups:
5- oder 6-gliedriges gesättigtes oder einfach ungesättigtes Heterocyclen, enthal- tend ein bis zwei Stickstoffatome und/oder ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder ein oder zwei Sauerstoff- und/oder Schwefelatome als Ringglieder, z. B. Tetra hydrofu ran, Pyrrolidin, Isoxazolidin, Isothiazolidin, Pyrazolidin, Oxazolidin, Thiazolidin, Imidazolidin, Pyrrolin, Piperidin, Piperidinyl , 1 , 3- Dioxan, Tetrahydropyran, Hexahydropyridazin, Hexahydropyrimidin, Piperazin; 5- or 6-membered saturated or monounsaturated heterocycles containing one to two nitrogen atoms and / or one oxygen or sulfur atom or one or two oxygen and / or sulfur atoms as ring members, eg. As tetrahydrofuran, pyrrolidine, isoxazolidine, isothiazolidine, pyrazolidine, oxazolidine, thiazolidine, imidazolidine, pyrroline, piperidine, piperidinyl, 1, 3-dioxane, tetrahydropyran, hexahydropyridazine, hexahydropyrimidine, piperazine;
5-gliedrige aromatische Heterocyclen, enthaltend neben Kohlenstoffatomen ein, zwei oder drei Stickstoffatome oder ein oder zwei Stickstoffatome und ein Schwefeloder Sauerstoffatom als Ringglieder, z. B. Furan, Thian, Pyrrol, Pyrazol, Oxazol, Thia- zol, Imidazol und 1 ,3,4-Triazol; Isoxazol, Isothiazol, Thiadiazol, Oxadiazol 6-glied rige Heterocyclen enthaltend neben Kohlenstoffatomen ein oder zwei bzw. ein, zwei oder drei Stickstoffatome als Ringglieder, z. B. Pyridinyl, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazinyl, 1 ,2,4-Triazin , 1 ,3,5-Triazin-2-yl; „ Aromatische oder nichtaromatische Heterozyklen mit einer primären und einer tertiären Aminogruppe" sind beispielsweise die oben genannten N-Heterocyclen, welche an wenigstens einem Ring-N-Atom aminoalkyliert sind, und insbesondere eine Amino- Ci-4_alkylgruppe tragen. „ Aromatischen oder nichtaromatischen Heterozyklen mit einer tertiären Aminogruppe und einer Hydroxyalkylgruppe" sind beispielsweise die oben genannten N- Heterocyclen, welche an wenigstens einem Ring-N-Atom hydroxyalkyliert sind, und insbesondere eine Hydroxy-Ci-4-alkylgruppe tragen. Folgende Gruppen einzelner Verbindungsklassen quaternisierbarer Stickstoffverbindungen seien insbesondere genannt: 5-membered aromatic heterocycles containing, in addition to carbon atoms, one, two or three nitrogen atoms or one or two nitrogen atoms and one sulfur or oxygen atom as ring members, e.g. Furan, thian, pyrrole, pyrazole, oxazole, thiazole, imidazole and 1, 3,4-triazole; Isoxazole, isothiazole, thiadiazole, oxadiazole 6-membered heterocycles containing in addition to carbon atoms one or two or one, two or three nitrogen atoms as ring members, for. Pyridinyl, pyridazine, pyrimidine, pyrazinyl, 1, 2,4-triazine, 1, 3,5-triazin-2-yl; "Aromatic or non-aromatic heterocycles containing one primary and one tertiary amino group" include the above-mentioned N-heterocycles which are aminoalkylated at least one ring N atom and in particular an amino Ci-4 _ alkyl group carry. "Aromatic or non-aromatic Heterocycles having a tertiary amino group and a hydroxyalkyl group "are, for example, the abovementioned N-heterocycles which are hydroxyalkylated on at least one ring N atom and in particular carry a hydroxy-C 1-4 -alkyl group. The following groups of individual classes of quaternizable nitrogen compounds may be mentioned in particular:
Gruppe 1 : Group 1 :
Gruppe 2: Group 2:
Gruppe 3: Group 3:
3-Diethylamino-1 -propanol 3-diethylamino-1-propanol
2-Dimethylamino-1 -ethanol N 2-dimethylamino-1-ethanol N
4-Diethylamino-1 -butanol4-diethylamino-1-butanol
A6) Herstellung erfindungsgemäßer Additive: a) Reaktion mit Sauerstoff oder Stickstoffgruppe: A6) Preparation of additives according to the invention: a) Reaction with oxygen or nitrogen group:
Die Umsetzung der Hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäure-Verbindung mit der quaternisierbaren Stickstoffverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter thermisch kontrollierten Bedingungen erfolgen, so dass im Wesentlichen keine Kondensationsreaktion erfolgt. Insbesondere ist dann keine Bildung von Reaktionswasser zu beobachten. Insbesondere erfolgt eine derartige Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80, insbesondere 20 bis 60 oder 30 bis 50 °C. Die Reaktionsdauer kann dabei im Bereich von wenigen Minuten oder einigen Stunden, wie z.B. etwa 1 Minute bis zu etwa 10 Stunden liegen. Der Umsetzung kann dabei bei etwa 0,1 bis 2 atm Druck, insbesondere aber etwa bei Normaldruck erfolgen. Beispielsweise ist eine Inertgas-Atmosphäre, wie z.B. Stickstoff, zweckmäßig The reaction of the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound with the quaternizable nitrogen compound according to the present invention can be carried out under thermally controlled conditions so that substantially no condensation reaction occurs. In particular, no formation of water of reaction is observed. In particular, such a reaction takes place at a temperature in the range of 10 to 80, in particular 20 to 60 or 30 to 50 ° C. The reaction time may be in the range of a few minutes or a few hours, e.g. about 1 minute to about 10 hours. The reaction can be carried out at about 0.1 to 2 atm pressure, but especially at about atmospheric pressure. For example, an inert gas atmosphere, such as e.g. Nitrogen, appropriate
Insbesondere kann die Reaktion auch unter erhöhten, eine Kondensation begünsti- genden Temperaturen, z. B. im Bereich von oder 90 bis 100 °C oder 100 bis 170 °C erfolgen. Die Reaktionsdauer kann dabei im Bereich von wenigen Minuten oder einigen Stunden, wie z.B. etwa 1 Minute bis zu etwa 10 Stunden liegen. Der Umsetzung kann dabei bei etwa 0,1 bis 2 atm Druck, insbesondere aber etwa bei Normaldruck erfolgen. In particular, the reaction can also be carried out under elevated, condensation-promoting temperatures, eg. B. in the range of or 90 to 100 ° C or 100 to 170 ° C. The reaction time may be in the range of a few minutes or a few hours, e.g. about 1 minute to about 10 hours. The reaction can be carried out at about 0.1 to 2 atm pressure, but especially at about atmospheric pressure.
Die Reaktanden werden insbesondere in etwa äquimolaren Mengen vorgelegt, gegebenenfalls ist ein geringer, z. B. 0,05 bis 0,5-facher, wie z.B. 0,1 bis 0,3 facher, molarer Überschuss der Polycarbonsäureverbindung wünschenswert. Falls erforderlich können die Reaktanden in einem geeigneten inerten organischen aliphatischen oder aromatischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon, vorgelegt werden. Typischen Beispiele sind z.B. Lösungsmittel der Solvesso Serie, Toluol oder Xylol. Das Lösungsmit- tel kann beispielsweise auch dazu dienen, Kondensationswasser azeotrop aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen. Insbesondere werden die Reaktionen aber ohne Lösungsmittel durchgeführt. The reactants are presented in particular in approximately equimolar amounts, optionally a lower, z. B. 0.05 to 0.5 times, such as 0.1 to 0.3 times, more molar Excess of the polycarboxylic acid compound desirable. If necessary, the reactants may be presented in a suitable inert organic aliphatic or aromatic solvent or a mixture thereof. Typical examples include Solvesso series solvents, toluene or xylene. The solvent can also serve, for example, to azeotrope condensation water from the reaction mixture. In particular, however, the reactions are carried out without solvent.
Das so gebildete Reaktionsprodukt kann theoretisch weiter aufgereinigt oder das Lö- sungsmittel entfernt werden. Gewöhnlich ist dies aber nicht zwingend notwendig, so dass das Reaktionsprodukt ohne weitere Aufreinigung in den nächsten Syntheseschritt, der Quaternisierung, überführt werden kann. b) Quaternisierung The reaction product thus formed can theoretically be further purified or the solvent removed. Usually, however, this is not absolutely necessary, so that the reaction product can be converted into the next synthesis step, the quaternization, without further purification. b) Quaternization
Die Quaternisierung gemäß Reaktionsschritt (b) wird nun in an sich bekannter Weise durchgeführt The quaternization according to reaction step (b) is now carried out in a conventional manner
Zur Durchführung der Quaternisierung versetzt man das Reaktionsprodukt oder Reak- tionsgemisch aus Stufe a) mit wenigstens einer Verbindung obiger Formel 1 oder 2, insbesondere in den erforderlichen stöchiometrischen Mengen, um die gewünschte Quaternisierung zu erreichen. Pro Äquivalent an quaternisierbarem tertiären Stickstoffatom kann man z.B. 0,1 bis 2,0, 0,2 bis 1 ,5, oder 0,5 bis 1 ,25 Äquivalente, an Quater- nisierungsmittel einsetzen. Insbesondere werden aber etwa annähernd äquimolare Anteile der Verbindung eingesetzt, um eine tertiäre Amingruppe zu quaternisieren. Entsprechend höhere Einsatzmengen sind erforderlich, um eine sekundäre oder primäre Amingruppe zu quaternisieren. In einer weiteren Variante wird das Quaternisie- rungsmittel im Überschuss zugesetzt, wie z. B. pro Äquivalent an quaternisierbarem tertiären Stickstoffatom 1 ,1 bis 2,0, 1 ,25 bis 2 oder 1 ,25 bis 1 ,75 Äquivalente an Qua- ternisierungsmittel. To carry out the quaternization, the reaction product or reaction mixture from stage a) is mixed with at least one compound of the above formula 1 or 2, in particular in the required stoichiometric amounts, in order to achieve the desired quaternization. Per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom can be e.g. 0.1 to 2.0, 0.2 to 1, 5, or 0.5 to 1, 25 equivalents, to Quater- nisierungsmittel use. In particular, however, approximately equimolar proportions of the compound are used to quaternize a tertiary amine group. Correspondingly, higher amounts are required to quaternize a secondary or primary amine group. In a further variant, the quaternizing agent is added in excess, such. For example, per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom 1, 1 to 2.0, 1, 25 to 2 or 1, 25 to 1, 75 equivalents of quaternizing.
Man arbeitet hierbei typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 180°C, wie z.B. 90 bis 160 °C oder 100 bis 140 °C. Die Reaktionsdauer kann dabei im Bereich von wenigen Minuten oder einigen Stunden, wie z.B. etwa 10 Minuten bis zu etwa 24 Stunden liegen. Der Umsetzung kann dabei bei etwa 0,1 bis 20 bar, wie z.B. 1 bis 10 oder 1 ,5 bis 3 bar Druck, insbesondere aber etwa bei Normaldruck erfolgen. Falls erforderlich können die Reaktanden in einem geeigneten inerten organischen aliphatischen oder aromatischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon, für die Quaternisierung vorgelegt werden, oder es ist noch eine ausreichender Anteil an Lö- sungsmittel aus Reaktionsschritt a) vorhanden. Typischen Beispiele sind z.B. Lösungsmittel der Solvesso Serie, Toluol oder Xylol. Die Quaternisierung kann aber auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden In this case, one typically works at temperatures in the range of 50 to 180 ° C, such as 90 to 160 ° C or 100 to 140 ° C. The reaction time can be in the range of a few minutes or a few hours, such as about 10 minutes to about 24 hours. The reaction can be carried out at about 0.1 to 20 bar, such as 1 to 10 or 1, 5 to 3 bar pressure, but especially at about atmospheric pressure. If necessary, the reactants may be presented in a suitable inert organic aliphatic or aromatic solvent or a mixture thereof for quaternization, or there may still be a sufficient amount of solvent from reaction step a). Typical examples include Solvesso series solvents, toluene or xylene. The quaternization can also be carried out in the absence of a solvent
Zur Durchführung der Quaternisierung kann die Zugabe katalytisch wirksamer Mengen einer Säure zweckmäßig sein. Bevorzugt sind dabei aliphatische Monocarbonsäuren, wie z.B. C1-C18- Monocarbonsäuren wie insbesondere Laurinsäure, Isononansäure oder Neodecansäure. Die Quaternisierung kann auch in Anwesenheit einer Lewis- Säure durchgeführt werden. Die Quaternisierung kann aber auch in Abwesenheit jeglicher Säure durchgeführt werden. c) Aufarbeitung des Reaktionsgemisches To carry out the quaternization, the addition of catalytically effective amounts of an acid may be expedient. Preferred are aliphatic monocarboxylic acids, e.g. C1-C18 monocarboxylic acids, in particular lauric acid, isononanoic acid or neodecanoic acid. The quaternization can also be carried out in the presence of a Lewis acid. The quaternization can also be carried out in the absence of any acid. c) work-up of the reaction mixture
Das so gebildete Reaktionsendprodukt kann theoretisch weiter aufgereinigt oder das Lösungsmittel kann entfernt werden. Um die weitere Prozessierbarkeit der Produkte zu verbessern kann aber auch nach der Reaktion Lösungsmittel zugesetzt werden, wie z.B. Lösungsmittel der Solvesso Reihe, 2-Ethylhexanol, oder im wesentlichen aliphatische Lösungsmittel. Gewöhnlich ist dies aber nicht zwingend notwendig, so dass das Reaktionsprodukt ohne weitere Aufreinigung als Additiv, gegebenenfalls nach Abmi- schung mit weiteren Additivkomponenten (s. unten) einsetzbar ist. The final reaction product thus formed can theoretically be further purified or the solvent removed. However, in order to improve the further processability of the products, solvents may also be added after the reaction, e.g. Solvesso series solvent, 2-ethylhexanol, or substantially aliphatic solvents. Usually, however, this is not absolutely necessary, so that the reaction product can be used without further purification as an additive, if appropriate after mixing with further additive components (see below).
B) Weitere Additivkomponenten B) Further additive components
Der mit dem erfindungsgemäßen quaternisierten Additiv additivierte Kraftstoff ist ein Ottokraftstoff oder insbesondere ein Mitteldestillat-Kraftstoff, vor allem ein Dieselkraft- stoff. The fuel additized with the quaternized additive according to the invention is a gasoline fuel or, in particular, a middle distillate fuel, especially a diesel fuel.
Der Kraftstoff kann weitere übliche Additive zur Wirksamkeitsverbesserung und/oder Verschleißunterdrückung enthalten. Im Falle von Dieselkraftstoffen sind dies in erster Linie übliche Detergens-Additive, Trägeröle, Kaltfließverbesserer, Schmierfähigkeitsverbesserer (Lubricity Improver), Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Dehazer, Antischaummittel, Cetanzahlverbesse- rer, Verbrennungsverbesserer, Antioxidantien oder Stabilisatoren, Antistatika, Metallo- cene, Metalldeaktivatoren, Farbstoffe und/oder Lösungsmittel. Im Falle von Ottokraftstoffen sind dies vor allem Schmierfahigkeitsverbesserer (Friction Modifier), Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Dehazer, Antischaummittel, Verbrennungsverbesserer, Antioxidantien oder Stabilisatoren, Antistatika, Metallocene, Metalldeaktivatoren, Farbstoffe und/oder Lösungsmittel. Typische Beispiele geeigneter Co-Additive sind im folgenden Abschnitt aufgeführt: The fuel may contain other conventional additives to improve the effectiveness and / or wear suppression. In the case of diesel fuels, these are primarily conventional detergent additives, carrier oils, cold flow improvers, lubricity improvers, Corrosion inhibitors, demulsifiers, dehazers, antifoam agents, cetane number improvers, combustion improvers, antioxidants or stabilizers, antistatic agents, metallocenes, metal deactivators, dyes and / or solvents. In the case of gasoline fuels, these are mainly friction modifiers, corrosion inhibitors, demulsifiers, dehazers, antifoams, combustion improvers, antioxidants or stabilizers, antistatic agents, metallocenes, metal deactivators, dyes and / or solvents. Typical examples of suitable co-additives are listed in the following section:
B1 ) Detergens-Additive B1) detergent additives
Vorzugsweise handelt es sich bei den üblichen Detergens-Additiven um amphiphile Substanzen, die mindestens einen hydrophoben Kohlenwasserstoffrest mit einem zah- lengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20.000 und mindestens eine polare Gruppierung besitzen, die ausgewählt ist unter: The usual detergent additives are preferably amphiphilic substances which have at least one hydrophobic hydrocarbon radical with a number-average molecular weight (M n ) of from 85 to 20 000 and at least one polar group selected from:
(Da) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat; (Da) mono- or polyamino groups having up to 6 nitrogen atoms, wherein at least one nitrogen atom has basic properties;
(Db) Nitrogruppen, gegebenenfalls in Kombination mit Hydroxylgruppen; (Db) nitro groups, optionally in combination with hydroxyl groups;
(De) Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei min- destens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat; (De) hydroxyl groups in combination with mono- or polyamino groups, where at least one nitrogen atom has basic properties;
(Dd) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen; (Dd) carboxyl groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts;
(De) Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen; (De) sulfonic acid groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts;
Polyoxy-C2- bis C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono oder Polyaminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigen Schäften hat, oder durch Carbamatgruppen terminiert sind; (Dg) Carbonsäureestergruppen; (Dh) aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen; und/oder Polyoxy-C 2 to C 4 -alkylene groups terminated by hydroxyl groups, mono or polyamino groups, wherein at least one nitrogen atom has basic properties, or terminated by carbamate groups; (Dg) carboxylic acid ester groups; (Ie) derived from succinic anhydride moieties having hydroxy and / or amino and / or amido and / or imido groups; and or
(Di) durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mo- no- oder Polyaminen erzeugten Gruppierungen. (Di) by Mannich reaction of substituted phenols with aldehydes and mono- or polyamines generated groupings.
Der hydrophobe Kohlenwasserstoffrest in den obigen Detergens-Additiven, welcher für die ausreichende Löslichkeit im Kraftstoff sorgt, hat ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20.000, vorzugsweise von 1 13 bis 10.000, besonders bevor- zugt von 300 bis 5.000, stärker bevorzugt von 300 bis 3.000, noch stärker bevorzugt von 500 bis 2.500 und insbesondere von 700 bis 2.500, vor allem von 800 bis 1500. Als typischer hydrophober Kohlenwasserstoffrest, insbesondere in Verbindung mit den polaren insbesondere Polypropenyl-, Polybutenyl- und Polyisobutenylreste mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn von vorzugsweise jeweils 300 bis 5.000, beson- ders bevorzugt 300 bis 3.000, stärker bevorzugt 500 bis 2.500 noch stärker bevorzugt 700 bis 2.500 und insbesondere 800 bis 1 .500 in Betracht. The hydrophobic hydrocarbon residue in the above detergent additives, which provides sufficient solubility in the fuel, has a number average molecular weight (M n ) of from 85 to 20,000, preferably from 13 to 10,000, more preferably from 300 to 5,000, more preferable from 300 to 3,000, more preferably from 500 to 2,500 and especially from 700 to 2,500, especially from 800 to 1500. As a typical hydrophobic hydrocarbon radical, in particular in conjunction with the polar in particular polypropenyl, polybutenyl and polyisobutenyl radicals having a number average molecular weight M n is preferably from 300 to 5,000 in each case, more preferably from 300 to 3,000, more preferably from 500 to 2,500, even more preferably from 700 to 2,500 and in particular from 800 to 1,500.
Als Beispiele für obige Gruppen von Detergens-Additiven seien die folgenden genannt: Mono- oder Polyaminogruppen (Da) enthaltende Additive sind vorzugsweise Polyal- kenmono- oder Polyalkenpolyamine auf Basis von Polypropen oder von hochreaktivem (d.h. mit überwiegend endständigen Doppelbindungen) oder konventionellem (d.h. mit überwiegend mittenständigen Doppelbindungen) Polybuten oder Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000, besonders bevorzugt 500 bis 2500 und insbesondere 700 bis 2500. Der- artige Additive auf Basis von hochreaktivem Polyisobuten, welche aus dem Polyisobuten, das bis zu 20 Gew.-% n-Buten-Einheiten enthalten kann, durch Hydroformylierung und reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen wie Dimethyl- aminopropylamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethy- lenpentamin hergestellt werden können, sind insbesondere aus der EP-A 244 616 be- kannt. Geht man bei der Herstellung der Additive von Polybuten oder Polyisobuten mit überwiegend mittenständigen Doppelbindungen (meist in der ß- und γ-Position) aus, bietet sich der Herstellweg durch Chlorierung und anschließende Aminierung oder durch Oxidation der Doppelbindung mit Luft oder Ozon zur Carbonyl- oder Carboxyl- verbindung und anschließende Aminierung unter reduktiven (hydrierenden) Bedingun- gen an. Zur Aminierung können hier Amine, wie z. B. Ammoniak, Monoamine oder die oben genannten Polyamine, eingesetzt werden. Entsprechende Additive auf Basis von Polypropen sind insbesondere in der WO-A 94/24231 beschrieben. The following may be mentioned as examples of the above groups of detergent additives: Mono- or polyamino (Da) -containing additives are preferably polyalkene mono- or polyalkene polyamines based on polypropene or of highly reactive (ie predominantly terminal double bonds) or conventional (ie predominantly mid-double bonds) polybutene or polyisobutene having M n = 300 to 5000, more preferably 500 to 2500 and in particular 700 to 2500. Such additives based on highly reactive polyisobutene, which from the polyisobutene, the up to 20 wt .-% n Can be produced by hydroformylation and reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines such as dimethylaminopropylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine, are known in particular from EP-A 244 616 known. If one starts with the preparation of the additives of polybutene or polyisobutene with predominantly intermediate double bonds (usually in the β and γ position), the preparation route by chlorination and subsequent amination or by oxidation of the double bond with air or ozone to carbonyl or Carboxyl compound and subsequent amination under reductive (hydrogenating) conditions on. For amination here amines, such as. As ammonia, monoamines or the Polyamines used above. Corresponding additives based on polypropene are described in particular in WO-A 94/24231.
Weitere besondere Monoaminogruppen (Da) enthaltende Additive sind die Hydrie- rungsprodukte der Umsetzungsprodukte aus Polyisobutenen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff, wie sie insbesondere in der WO-A 97/03946 beschrieben sind. Other special monoamine (Da) containing additives are the hydrogenation products of the reaction products of polyisobutenes having an average degree of polymerization P = 5 to 100 with nitrogen oxides or mixtures of nitrogen oxides and oxygen, as described in particular in WO-A 97/03946.
Weitere besondere Monoaminogruppen (Da) enthaltende Additive sind die aus Poly- isobutenepoxiden durch Umsetzung mit Aminen und nachfolgender Dehydratisierung und Reduktion der Aminoalkohole erhältlichen Verbindungen, wie sie insbesondere in der DE-A 196 20 262 beschrieben sind. Further special monoamino (Da) -containing additives are the compounds obtained from polyisobutene epoxides by reaction with amines and subsequent dehydration and reduction of the amino alcohols, as described in particular in DE-A 196 20 262.
Nitrogruppen (Db), gegebenenfalls in Kombination mit Hydroxylgruppen, enthaltende Additive sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte aus Polyisobutenen des mittleren Polymerisationsgrades P = 5 bis 100 oder 10 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff, wie sie insbesondere in der WO-A96/03367 und in der WO-A 96/03479 beschrieben sind. Diese Umsetzungsprodukte stellen in der Regel Mischungen aus reinen Nitropolyisobutenen (z. B. α ,ß -Dinitropolyisobuten) und ge- mischten Hydroxynitropolyisobutenen (z. B. α -Nitro-ß -hydroxypolyisobuten) dar. Nitro groups (Db), optionally in combination with hydroxyl groups, containing additives are preferably reaction products of polyisobutenes of average degree of polymerization P = 5 to 100 or 10 to 100 with nitrogen oxides or mixtures of nitrogen oxides and oxygen, as described in particular in WO-A96 / 03367 and in WO-A 96/03479 are described. As a rule, these reaction products are mixtures of pure nitropolyisobutenes (for example α, β-dinitropolyisobutene) and mixed hydroxynitropolyisobutenes (for example α-nitro-β-hydroxypolyisobutene).
Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen (De) enthaltende Additive sind insbesondere Umsetzungsprodukte von Polyisobutenepoxiden, erhältlich aus vorzugsweise überwiegend endständige Doppelbindungen aufweisendem Polyiso- buten mit Mn = 300 bis 5000 mit Ammoniak, Mono- oder Polyaminen, wie sie insbesondere in der EP-A 476 485 beschrieben sind. Hydroxyl groups in combination with mono- or polyamino groups (De) -containing additives are in particular reaction products of polyisobutene epoxides obtainable from preferably predominantly terminal double bonds polyisobutene having M n = 300 to 5000 with ammonia, mono- or polyamines, as described in particular in EP -A 476 485 are described.
Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (Dd) enthaltende Additive sind vorzugsweise Copolymere von C2- bis C4o-Olefinen mit Maleinsäurean- hydrid mit einer Gesamt-Molmasse von 500 bis 20.000, deren Carboxylgruppen ganz oder teilweise zu den Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen und ein verbleibender Rest der Carboxylgruppen mit Alkoholen oder Aminen umgesetzt sind. Solche Additive sind insbesondere aus der EP-A 307 815 bekannt. Derartige Additive dienen hauptsächlich zur Verhinderung von Ventilsitzverschleiß und können, wie in der WO-A 87/01 126 beschrieben, mit Vorteil in Kombination mit üblichen Kraftstoffdetergenzien wie Poly(iso)-butenaminen oder Polyetheraminen eingesetzt werden. Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (De) enthaltende Additive sind vorzugsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze eines Sulfobern- steinsäurealkylesters, wie er insbesondere in der EP-A 639 632 beschrieben ist. Derar- tige Additive dienen hauptsächlich zur Verhinderung von Ventilsitzverschleiß und können mit Vorteil in Kombination mit üblichen Kraftstoffdetergenzien wie Poly(iso)buten- aminen oder Polyetheraminen eingesetzt werden. Carboxyl groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (Dd) containing additives are preferably copolymers of C2 to C 4 o-olefins with maleic anhydride having a total molecular weight of 500 to 20,000, the carboxyl groups wholly or partly to the alkali metal or alkaline earth metal salts and a remaining radical of the carboxyl groups are reacted with alcohols or amines. Such additives are known in particular from EP-A 307 815. Such additives are primarily used to prevent valve seat wear and, as described in WO-A 87/01 126, can be advantageously used in combination with conventional fuel detergents such as poly (iso) buteneamines or polyetheramines. Sulfonic acid groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (De) containing additives are preferably alkali metal or alkaline earth metal salts of a Sulfobern- steinsäurealkylesters, as described in particular in EP-A 639 632. Such additives are mainly used to prevent valve seat wear and can be used to advantage in combination with conventional fuel detergents such as poly (iso) buteneamines or polyetheramines.
Polyoxy-C2-C4-alkylengruppierungen (Df) enthaltende Additive sind vorzugsweise Po- lyether oder Polyetheramine, welche durch Umsetzung von C2- bis C6o-Alkanolen, C6- bis C3o-Alkandiolen, Mono- oder D1-C2- bis C3o-alkylaminen, Cr bis C3o-Alkylcyclo- hexanolen oder Cr bis C3o-Alkylphenolen mit 1 bis 30 mol Ethylenoxid und/oder Propy- lenoxid und/oder Butylenoxid pro Hydroxylgruppe oder Aminogruppe und, im Falle der Polyetheramine, durch anschließende reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoami- nen oder Polyaminen erhältlich sind. Derartige Produkte werden insbesondere in der EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 und US-A 4 877 416 beschrieben. Im Falle von Polyethern erfüllen solche Produkte auch Trägeröleigenschaften. Typische Beispiele hierfür sind Tridecanol- oder Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxy- late sowie Polyisobutenolbutoxylate und -propoxylate sowie die entsprechenden Um- Setzungsprodukte mit Ammoniak. Polyoxy-C2-C4-alkylene (Df) containing additives are preferably lyether or polyetheramines, which by reaction of C2 to C6o-alkanols, C6 to C3o-alkanediols, mono- or D1-C2 to C3o-alkylamines, C 1 -C 30 -alkylcyclohexanols or C 1 -C 30 -alkylphenols with 1 to 30 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide per hydroxyl group or amino group and, in the case of polyetheramines, by subsequent reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines are available. Such products are described in particular in EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 and US-A 4,877,416. In the case of polyethers, such products also meet carrier oil properties. Typical examples thereof are tridecanol or isotridecanol butoxylates, isononylphenol butoxylates and also polyisobutenol butoxylates and propoxylates and the corresponding reaction products with ammonia.
Carbonsäureestergruppen (Dg) enthaltende Additive sind vorzugsweise Ester aus Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit langkettigen Alkanolen oder Polyolen, insbesondere solche mit einer Mindestviskosität von 2 mm2/s bei 100 °C, wie sie insbesondere in der DE-A 38 38 918 beschrieben sind. Als Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren können aliphatische oder aromatische Säuren eingesetzt werden, als Esteralkohole bzw. -polyole eignen sich vor allem langkettige Vertreter mit beispielsweise 6 bis 24 C-Atomen. Typische Vertreter der Ester sind Adipate, Phthalate, iso-Phthalate, Terephthalate und Tri- mellitate des iso-Octanols, iso-Nonanols, iso-Decanols und des iso-Tridecanols. Derar- tige Produkte erfüllen auch Trägeröleigenschaften. Carboxylic ester groups (Dg) containing additives are preferably esters of mono-, di- or tricarboxylic acids with long-chain alkanols or polyols, especially those having a minimum viscosity of 2 mm 2 / s at 100 ° C, as described in particular in DE-A 38 38 918 are described. As mono-, di- or tricarboxylic acids it is possible to use aliphatic or aromatic acids, especially suitable ester alcohols or polyols are long-chain representatives having, for example, 6 to 24 C atoms. Typical representatives of the esters are adipates, phthalates, isophthalates, terephthalates and trimellitates of iso-octanol, iso-nonanol, iso-decanol and of isotridecanol. Such products also fulfill carrier oil properties.
Aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleitete Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder Amido- und/oder insbesondere Imidogruppen (Dh) enthaltende Additive sind vorzugsweise entsprechende Derivate von Alkyl- od er Al kenyl-substituiertem Bernsteinsäureanhydrid und insbesondere die entsprechenden Derivate von Polyiso- butenylbernsteinsäureanhydrid, welche durch Umsetzung von konventionellem oder hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = vorzugsweise 300 bis 5000, besonders bevorzugt 300 bis 3000, stärker bevorzugt 500 bis 2500, noch stärker bevorzugt 700 bis 2500 und insbesondere 800 bis 1500, mit Maleinsäureanhydrid auf thermischem Weg in einer En-Reaktion oder über das chlorierte Polyisobuten erhältlich sind. Bei den Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen handelt es sich beispielsweise um Carbonsäuregruppen, Säureamide von Monoami- nen, Säure-amide von Di- oder Polyaminen, die neben der Amidfunktion noch freie Amingruppen aufweisen, Bernsteinsäurederivate mit einer Säure- und einer Amidfunktion, Carbonsäureimide mit Monoaminen, Carbonsäureimide mit Di- oder Polyaminen, die neben der Imidfunktion noch freie Amingruppen aufweisen, oder Diimide, die durch die Umsetzung von Di- oder Polyaminen mit zwei Bernsteinsäurederivaten gebildet werden. Beim Vorliegen von Imidogruppierungen D(h) wird das weitere Detergens- Additiv im Sinne der vorliegenden Erfindung jedoch nur bis maximal 100 % der Gewichtsmenge an Verbindungen mit Betainstruktur eingesetzt. Derartige Kraftstoffadditi- ve sind allgemein bekannt und beispielsweise in den Dokumenten (1 ) und (2) beschrieben. Bevorzugt handelt es sich um die Umsetzungsprodukte von Alkyl- oder Al- kenyl-substituierten Bernsteinsäuren oder Derivaten davon mit Aminen und besonders bevorzugt um die Umsetzungsprodukte von Polyisobutenyl-substituierten Bernsteinsäuren oder Derivaten davon mit Aminen. Von besonderem Interesse sind hierbei Um- Setzungsprodukte mit aliphatischen Polyaminen (Polyalkylenimine) wie insbesondere Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethy- lenhexamin und Hexaethylenheptamin, welche eine Imidstruktur aufweisen. Succinic anhydride-derived groupings containing hydroxyl and / or amino and / or amido and / or imido groups (Dh) containing additives are preferably corresponding derivatives of alkyl od he Al kenyl-substituted succinic anhydride and in particular the corresponding derivatives of polyisobutenylsuccinic anhydride , which by conversion of conventional or highly reactive polyisobutene having M n = preferably 300 to 5000, more preferably 300 to 3000, more preferably 500 to 2500, even more preferably 700 to 2500 and especially 800 to 1500, with maleic anhydride by thermal means in an ene reaction or via the chlorinated polyisobutene are available. The groups having hydroxyl and / or amino and / or amido and / or imido groups are, for example, carboxylic acid groups, acid amides of monoamines, acid amides of di- or polyamines which, in addition to the amide function, also have free amine groups , Succinic acid derivatives having an acid and an amide function, carboximides with monoamines, carboximides with di- or polyamines which, in addition to the imide function, still have free amine groups, or diimides which are formed by reacting di- or polyamines with two succinic acid derivatives. In the presence of imido groups D (h), however, the further detergent additive for the purposes of the present invention is used only up to a maximum of 100% of the amount by weight of compounds having betaine structure. Such fuel additives are well known and described, for example, in documents (1) and (2). Preference is given to the reaction products of alkyl- or alkenyl-substituted succinic acids or derivatives thereof with amines and particularly preferably to the reaction products of polyisobutenyl-substituted succinic acids or derivatives thereof with amines. Of particular interest in this context are reaction products with aliphatic polyamines (polyalkyleneimines), in particular ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and hexaethyleneheptamine, which have an imide structure.
Durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- o- der Polyaminen erzeugte Gruppierungen (Di) enthaltende Additive sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte von Polyisobuten-substituierten Phenolen mit Formaldehyd und Mono- oder Polyaminen wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin oder Dimethylaminopropylamin. Die Polyisobutenyl-substituierten Phenole können aus konventionellem oder hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000 stammen. Derartige "Polyisobuten-Mannichbasen" sind insbesondere in der EP-A 831 141 beschrieben. By Mannich reaction of substituted phenols with aldehydes and mono- or polyamines generated moieties containing (Di) additives are preferably reaction products of polyisobutene-substituted phenols with formaldehyde and mono- or polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine or dimethylaminopropylamine. The polyisobutenyl-substituted phenols may be derived from conventional or highly reactive polyisobutene having M n = 300 to 5,000. Such "polyisobutene-Mannich bases" are described in particular in EP-A 831 141.
Dem Kraftstoff können ein oder mehrere der genannten Detergens-Additive in solch einer Menge zugegeben werden, dass die Dosierrate an diesen Detergens-Additiven vozugsweise 25 bis 2500 Gew.-ppm, insbesondere 75 bis 1500 Gew.-ppm, vor allem 150 bis 1000 Gew.-ppm, beträgt. B2) Trägeröle One or more of said detergent additives may be added to the fuel in such an amount that the dosage rate of these detergent additives is preferably from 25 to 2500 ppm by weight, in particular from 75 to 1500 ppm by weight, especially from 150 to 1000% by weight . ppm. B2) carrier oils
Mitverwendete Trägeröle können mineralischer oder synthetischer Natur sein. Geeig- nete mineralische Trägeröle sind bei der Erdölverarbeitung anfallende Fraktionen, wie Brightstock oder Grundöle mit Viskositäten wie beispielsweise aus der Klasse SN 500 bis 2000, aber auch aromatische Kohlenwasserstoffe, paraffinische Kohlenwasserstoffe und Alkoxyalkanole. Brauchbar ist ebenfalls eine als "hydrocrack oil" bekannte und bei der Raffination von Mineralöl anfallende Fraktion (Vakuumdestillatschnitt mit einem Siedebereich von etwa 360 bis 500 °C, erhältlich aus unter Hochdruck katalytisch hydriertem und isomerisiertem sowie entparaffiniertem natürlichen Mineralöl). Ebenfalls geeignet sind Mischungen oben genannter mineralischer Trägeröle. Co-used carrier oils may be mineral or synthetic. Suitable mineral carrier oils are fractions obtained in petroleum processing, such as bright stock or base oils with viscosities such as from class SN 500 to 2000, but also aromatic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons and alkoxyalkanols. It is also useful as a "hydrocrack oil" known and obtained in the refining of mineral oil fraction (Vakuumdestillatschnitt with a boiling range of about 360 to 500 ° C, available from high pressure catalytically hydrogenated and isomerized and dewaxed natural mineral oil). Also suitable are mixtures of the abovementioned mineral carrier oils.
Beispiele für geeignete synthetische Trägeröle sind Polyolefine (Polyalphaolefine oder Polyinternalolefine), (Poly)ester, Poly)alkoxylate, Polyether, aliphatische Polyetherami- ne, alkylphenolgestartete Polyether, alkylphenolgestartete Polyetheramine und Carbonsäureester langkettiger Alkanole. Examples of suitable synthetic carrier oils are polyolefins (polyalphaolefins or polyinternalolefins), (poly) esters, poly) alkoxylates, polyethers, aliphatic polyetheramines, alkylphenol-initiated polyethers, alkylphenol-initiated polyetheramines and carboxylic acid esters of long-chain alkanols.
Beispiele für geeignete Polyolefine sind Olefinpolymerisate mit Mn = 400 bis 1800, vor allem auf Polybuten- oder Polyisobuten-Basis (hydriert oder nicht hydriert). Examples of suitable polyolefins are olefin polymers having M n = 400 to 1800, especially based on polybutene or polyisobutene (hydrogenated or non-hydrogenated).
Beispiele für geeignete Polyether oder Polyetheramine sind vorzugsweise Polyoxy-C2- bis C4-alkylengruppierungen enthaltende Verbindungen, welche durch Umsetzung von C2- bis C6o-Alkanolen, C6- bis C3o-Alkandiolen, Mono- oder D1-C2- bis C3o-alkylaminen, Cr bis C3o-Alkyl-cyclohexanolen oder Cr bis C3o-Alkylphenolen mit 1 bis 30 mol Ethy- lenoxid und/ oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid pro Hydroxylgruppe oder Amino- gruppe und, im Falle der Polyetheramine, durch anschließende reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen erhältlich sind. Derartige Produkte werden insbesondere in der EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 und der US-A 4,877,416 beschrieben. Beispielsweise können als Polyetheramine P0IV-C2- bis C6- Alkylenoxidamine oder funktionelle Derivate davon verwendet werden. Typische Beispiele hierfür sind Tridecanol- oder Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxylate sowie Polyisobutenolbutoxylate und -propoxylate sowie die entsprechenden Umsetzungsprodukte mit Ammoniak. Beispiele für Carbonsäureester langkettiger Alkanole sind insbesondere Ester aus Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit langkettigen Alkanolen oder Polyolen, wie sie insbesondere in der DE-A 38 38 918 beschrieben sind. Als Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren können aliphatische oder aromatische Säuren eingesetzt werden, als Esteralkohole bzw. -polyole eignen sich vor allem langkettige Vertreter mit beispielsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen. Typische Vertreter der Ester sind Adipate, Phthalate, iso-Phthalate, Terephthalate und Trimellitate des Isooctanols, Isononanols, Isodecanols und des Iso- tridecanols, z. B. Di-(n- oder lsotridecyl)phthalat. Weitere geeignete Trägerölsysteme sind beispielsweise in der DE-A 38 26 608, DE-A 41 42 241 , DE-A 43 09 074, EP-A 452 328 und der EP-A 548 617 beschrieben. Examples of suitable polyethers or polyetheramines are preferably compounds containing polyoxy-C 2 - to C 4 -alkylene groups which are prepared by reacting C 2 - to C 6 -alkanols, C 6 - to C 3 -oxanediols, mono- or C 1 - to C 20 -alkylamines, C 1 -C 30 -alkylcyclohexanols or C 1 -C 30 -alkylphenols with 1 to 30 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide per hydroxyl group or amino group and, in the case of polyetheramines, by subsequent reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines are available. Such products are described in particular in EP-A 310 875, EP-A 356 725, EP-A 700 985 and US-A 4,877,416. For example, P0IV-C2 to C6 alkylene oxide amines or functional derivatives thereof may be used as the polyether amines. Typical examples of these are tridecanol or Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxylate and Polyisobutenolbutoxylate and propoxylates and the corresponding reaction products with ammonia. Examples of carboxylic acid esters of long-chain alkanols are in particular esters of mono-, di- or tricarboxylic acids with long-chain alkanols or polyols, as described in particular in DE-A 38 38 918. As mono-, di- or tricarboxylic acids it is possible to use aliphatic or aromatic acids, especially suitable ester alcohols or polyols are long-chain representatives having, for example, 6 to 24 carbon atoms. Typical representatives of the esters are adipates, phthalates, isophthalates, terephthalates and trimellitates of isooctanol, isononanol, isodecanol and of isotridecanol, eg. B. di- (n- or isotridecyl) phthalate. Further suitable carrier oil systems are described, for example, in DE-A 38 26 608, DE-A 41 42 241, DE-A 43 09 074, EP-A 452 328 and EP-A 548 617.
Beispiele für besonders geeignete synthetische Trägeröle sind alkoholgestartete Poly- ether mit etwa 5 bis 35, vorzugsweise etwa 5 bis 30, besonders bevorzugt 10 bis 30 und insbesondere 15 bis 30 C3- bis C6-Alkylenoxideinheiten, z. B. Propylenoxid-, n- Butylenoxid- und Isobutylenoxid-Einheiten oder Gemischen davon, pro Alkoholmolekül. Nichtlimitierende Beispiele für geeignete Starteralkohole sind langkettige Alkanole oder mit langkettigem Alkyl-substituierte Phenole, wobei der langkettige Alkylrest insbesondere für einen geradkettigen oder verzweigten C6- bis Cis-Alkylrest steht. Als besonde- re Beispiele sind zu nennen Tridecanol und Nonylphenol. Besonders bevorzugte alkoholgestartete Polyether sind die Umsetzungsprodukte (Polyveretherungsprodukte) von einwertigen aliphatischen C6- bis Cis-Alkoholen mit C3- bis C6-Alkylenoxiden. Beispiele für einwertige aliphatische C6-Ci8-Alkohole sind Hexanol, Heptanol, Octanol, 2-Ethyl- hexanol, Nonylalkohol, Decanol, 3-Propylheptanol, Undecanol, Dodecanol, Tridecanol, Tetradecanol, Pentadecanol, Hexadecanol, Octadecanol und deren Konstitutions- und Stellungsisomere. Die Alkohole können sowohl in Form der reinen Isomere als auch in Form technischer Gemische eingesetzt werden. Ein besonders bevorzugter Alkohol ist Tridecanol. Beispiele für C3- bis C6-Alkylenoxide sind Propylenoxid, wie 1 ,2-Propylen- oxid, Butylenoxid, wie 1 ,2-Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid, Isobutylenoxid oder Tetra- hydrofuran, Pentylenoxid und Hexylenoxid. Besonders bevorzugt sind hierunter C3- bis C4-Alkylenoxide, d.h. Propylenoxid wie 1 ,2-Propylenoxid und Butylenoxid wie 1 ,2-Buty- lenoxid, 2,3-Butylenoxid und Isobutylenoxid. Speziell verwendet man Butylenoxid. Examples of particularly suitable synthetic carrier oils are alcohol-started polyethers with about 5 to 35, preferably about 5 to 30, particularly preferably 10 to 30 and in particular 15 to 30 C3 to C6 alkylene oxide units, for. For example, propylene oxide, n-butylene oxide and isobutylene oxide units or mixtures thereof, per alcohol molecule. Nonlimiting examples of suitable starter alcohols are long-chain alkanols or long-chain alkyl-substituted phenols, where the long-chain alkyl radical is, in particular, a straight-chain or branched C 6 - to C 18 -alkyl radical. Specific examples include tridecanol and nonylphenol. Particularly preferred alcohol-started polyethers are the reaction products (polyetherification products) of monohydric C6- to Cis-aliphatic alcohols with C3- to C6-alkylene oxides. Examples of monohydric C6-C18 aliphatic alcohols are hexanol, heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonyl alcohol, decanol, 3-propylheptanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, octadecanol and their constitution and positional isomers. The alcohols can be used both in the form of pure isomers and in the form of technical mixtures. A particularly preferred alcohol is tridecanol. Examples of C3 to C6 alkylene oxides are propylene oxide, such as 1, 2-propylene oxide, butylene oxide, such as 1, 2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide or tetrahydrofuran, pentylene oxide and hexylene oxide. Particularly preferred among these are C3 to C4 alkylene oxides, i. Propylene oxide such as 1, 2-propylene oxide and butylene oxide such as 1, 2-Buty- lenoxid, 2,3-butylene oxide and isobutylene oxide. Specifically, butylene oxide is used.
Weitere geeignete synthetische Trägeröle sind alkoxylierte Alkylphenole, wie sie in der DE-A 10 102 913 beschrieben sind. Besondere Trägeröle sind synthetische Trägeröle, wobei die zuvor beschriebenen alkoholgestarteten Polyether besonders bevorzugt sind. Further suitable synthetic carrier oils are alkoxylated alkylphenols, as described in DE-A 10 102 913. Particular carrier oils are synthetic carrier oils, the alcohol-initiated polyethers described above being particularly preferred.
Das Trägeröl bzw. das Gemisch verschiedener Trägeröle wird dem Kraftstoff in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 1000 Gew.-ppm, besonders bevorzugt von 10 bis 500 Gew.-ppm und insbesondere von 20 bis 100 Gew.-ppm zugesetzt. The carrier oil or the mixture of different carrier oils is added to the fuel in an amount of preferably from 1 to 1000 ppm by weight, more preferably from 10 to 500 ppm by weight and in particular from 20 to 100 ppm by weight.
B3) Kaltfließverbesserer Geeignete Kaltfließverbesserer sind im Prinzip alle organischen Verbindungen, welche in der Lage sind, das Fließverhalten von Mitteldestillat-Kraftstoffen bzw. Dieselkraftstoffen in der Kälte zu verbessern. Zweckmäßigerweise müssen sie eine ausreichende Öllöslichkeit aufweisen. Insbesondere kommen hierfür die üblicherweise bei Mitteldestillaten aus fossilem Ursprung, also bei üblichen mineralischen Dieselkraftstoffen, ein- gesetzten Kaltfließverbesserer (" middle distillate flow improvers" , " MDFI" ) in Betracht. Jedoch können auch organische Verbindungen verwendet werden, die beim Einsatz in üblichen Dieselkraftstoffen zum Teil oder überwiegend die Eigenschaften eines Wax Anti-Settling Additivs (" WASA" ) aufweisen. Auch können sie zum Teil oder überwiegend als Nukleatoren wirken. Es können aber auch Mischungen aus als MDFI wirksamen und/oder als WASA wirksamen und/oder als Nukleatoren wirksamen organischen Verbindungen eingesetzt werden. B3) Cold flow improvers Suitable cold flow improvers are in principle all organic compounds which are able to improve the flow behavior of middle distillate fuels or diesel fuels in the cold. Conveniently, they must have sufficient oil solubility. Particularly suitable for this purpose are the middle distillates of fossil origin, ie conventional mineral diesel fuels, used cold flow improvers ("middle distillate flow improvers", "MDFI"). However, it is also possible to use organic compounds which, when used in conventional diesel fuels, have in part or predominantly the properties of a wax anti-settling additive ("WASA"). Also, they can act partly or predominantly as nucleators. However, it is also possible to use mixtures of organic compounds which are active as MDFI and / or which act as WASA and / or as nucleators.
Typischerweise wird der Kaltfließverbesserer ausgewählt aus: Typically, the cold flow improver is selected from:
(K1 ) Copolymeren eines C2- bis C4o-Olefins mit wenigstens einem weiteren ethyle- nisch ungesättigten Monomer;  (K1) copolymers of a C2- to C4o-olefin with at least one further ethylenically unsaturated monomer;
(K2) Kammpolymeren;  (K2) comb polymers;
(K3) Polyoxyalkylenen;  (K3) polyoxyalkylenes;
(K4) polaren Stickstoffverbindungen;  (K4) polar nitrogen compounds;
(K5) Sulfocarbonsäuren oder Sulfonsäuren oder deren Derivaten; und  (K5) sulfocarboxylic acids or sulfonic acids or their derivatives; and
(K6) Poly(meth)acrylsäureestern. (K6) poly (meth) acrylic acid esters.
Es können sowohl Mischungen verschiedener Vertreter aus einer der jeweiligen Klassen (K1 ) bis (K6) als auch Mischungen von Vertretern aus verschiedenen Klassen (K1 ) bis (K6) eingesetzt werden. Geeignete C2- bis C4o-Olefin-Monomere für die Copolymeren der Klasse (K1 ) sind beispielsweise solche mit 2 bis 20, insbesondere 2 bis10 Kohlenstoffatomen sowie mit 1 bis 3, vorzugsweise mit 1 oder 2, insbesondere mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Im zuletzt genannten Fall kann die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung sowohl terminal (a -Olefine) als auch intern angeordnet sein kann. Bevorzugt sind jedoch α -Olefine, besonders bevorzugt α -Olefine mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Propen, 1 -Buten, 1 -Penten, 1 -Hexen und vor allem Ethylen. Mixtures of different representatives from one of the respective classes (K1) to (K6) as well as mixtures of representatives from different classes (K1) to (K6) can be used. Suitable C2 to C4o-olefin monomers for the copolymers of class (K1) are for example those having 2 to 20, in particular 2 to 10 carbon atoms and having 1 to 3, preferably 1 or 2, in particular having a carbon-carbon double bond. In the latter case, the carbon-carbon double bond can be arranged both terminally (a-olefins) and internally. However, preferred are α-olefins, more preferably α-olefins having 2 to 6 carbon atoms, for example propene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and especially ethylene.
Bei den Copolymeren der Klasse (K1 ) ist das wenigstens eine weitere ethylenisch un- gesättigte Monomer vorzugsweise ausgewählt unter Carbonsäurealkenylestern, (Meth)Acrylsäureestern und weiteren Olefinen. In the copolymers of class (K1), the at least one further ethylenically unsaturated monomer is preferably selected from carboxylic alkenyl esters, (meth) acrylic esters and further olefins.
Werden weitere Olefine mit einpolymerisiert, sind dies vorzugsweise höhermolekulare als das oben genannte C2- bis C4o-Olefin-Basismonomere. Setzt man beispielsweise als Olefin-Basismonomer Ethylen oder Propen ein, eignen sich als weitere Olefine insbesondere C10- bis C4o-a -Olefine. Weitere Olefine werden in den meisten Fällen nur dann mit einpolymerisiert, wenn auch Monomere mit Carbonsäureester-Funktionen eingesetzt werden. Geeignete (Meth)Acrylsäureester sind beispielsweise Ester der (Meth)Acrylsäure mit Cr bis C2o-Alkanolen, insbesondere Cr bis Cio-Alkanolen, vor allem mit Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, Pen- tanol, Hexanol, Heptanol, Octanol, 2-Ethylhexanol, Nonanol und Decanol sowie Strukturisomeren hiervon. If further olefins are polymerized in, these are preferably higher molecular weight than the abovementioned C 2 - to C 4 -olefin base monomers. If, for example, ethylene or propene is used as the olefin base monomer, suitable further olefins are, in particular, C 10 -C 4 -olefins. Other olefins are polymerized in most cases only when monomers with carboxylic acid ester functions are used. Suitable (meth) acrylic esters are, for example, esters of (meth) acrylic acid with Cr to C 2 alkanols, in particular C 1 to C 1 alkanols, especially with methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert Butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonanol and decanol and structural isomers thereof.
Geeignete Carbonsäurealkenylester sind beispielsweise C2- bis C-u-Alkenylester, z.B. die Vinyl- und Propenylester, von Carbonsäuren mit 2 bis 21 Kohlenstoffatomen, deren Kohlenwasserstoffrest linear oder verzweigt sein kann. Bevorzugt sind hierunter die Vinylester. Unter den Carbonsäuren mit verzweigtem Kohlenwasserstoffrest sind sol- che bevorzugt, deren Verzweigung sich in der α-Position zur Carboxylgruppe befindet, wobei das α-Kohlenstoffatom besonders bevorzugt tertiär ist, d. h. die Carbonsäure eine sogenannte Neocarbonsäure ist. Vorzugsweise ist der Kohlenwasserstoffrest der Carbonsäure jedoch linear. Beispiele für geeignete Carbonsäurealkenylester sind Vinylacetat, Vinylpropionat, Vi- nylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Neopentansäurevinylester, Hexansäurevinylester, Neononansäurevinylester, Neodecansäurevinylester und die entsprechenden Prope- nyl-ester, wobei die Vinylester bevorzugt sind. Ein besonders bevorzugter Carbonsaurealkenylester ist Vinylacetat; typische hieraus resultierende Copolymere der Gruppe (K1 ) sind die mit am häufigsten eingesetzten Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (" EVA" ). Suitable carboxylic alkenyl esters are, for example, C 2 - to C 6 -alkenyl esters, for example the vinyl and propenyl esters, of carboxylic acids having 2 to 21 carbon atoms, whose hydrocarbon radical may be linear or branched. Preferred among these are the vinyl esters. Among the carboxylic acids with a branched hydrocarbon radical, preference is given to those whose branching is in the α-position to the carboxyl group, the α-carbon atom being particularly preferably tertiary, ie the carboxylic acid being a so-called neocarboxylic acid. Preferably, however, the hydrocarbon radical of the carboxylic acid is linear. Examples of suitable carboxylic alkenyl esters are vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl 2-ethylhexanoate, vinyl neopentanoate, vinyl hexanoate, Vinyl neononanoate, vinyl neodecanoate and the corresponding propenyl esters, the vinyl esters being preferred. A particularly preferred carboxylic acid alkenyl ester is vinyl acetate; typical resulting copolymers of group (K1) are the most commonly used ethylene-vinyl acetate copolymers ("EVA").
Besonders vorteilhaft einsetzbare Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und ihre Herstellung sind in der WO 99/29748 beschrieben.  Particularly advantageous ethylene-vinyl acetate copolymers and their preparation are described in WO 99/29748.
Als Copolymere der Klasse (K1 ) sind auch solche geeignet, die zwei oder mehrere voneinander verschiedene Carbonsaurealkenylester einpolymerisiert enthalten, wobei diese sich in der Alkenylfunktion und/oder in der Carbonsäuregruppe unterscheiden. Ebenfalls geeignet sind Copolymere, die neben dem/den Carbonsäurealkenylester(n) wenigstens ein Olefin und/oder wenigstens ein (Meth)Acrylsäureester einpolymerisiert enthalten. Also suitable as copolymers of class (K1) are those which contain two or more mutually different carboxylic acid alkenyl esters in copolymerized form, these differing in the alkenyl function and / or in the carboxylic acid group. Also suitable are copolymers which, in addition to the carboxylic acid alkenyl ester (s), contain at least one olefin and / or at least one (meth) acrylic acid ester in copolymerized form.
Auch Terpolymere aus einem C2- bis C4o-a -Olefin, einem C bis C2o-Alkylester einer ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäure mit 3 bis 15 Kohlenstoffatomen und einem C2- bis Ci4-Alkenylester einer gesättigten Monocarbonsäure mit 2 bis 21 Kohlenstoffatomen sind als Copolymere der Klasse (K1 ) geeignet. Derartige Terpolymere sind in der WO 2005/054314 beschrieben. Ein typisches derartiges Terpolymer ist aus Ethy- len, Acrylsäure-2-ethylhexylester und Vinylacetat aufgebaut. Terpolymers of a C2 to C 4 oa olefin, a C to C2o alkyl ester of an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid having 3 to 15 carbon atoms and a C 2 to C 4 alkenyl ester of a saturated monocarboxylic acid having 2 to 21 carbon atoms as copolymers of the class (K1). Such terpolymers are described in WO 2005/054314. A typical such terpolymer is composed of ethylene, 2-ethylhexyl acrylate and vinyl acetate.
Das wenigstens eine oder die weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren sind in den Copolymeren der Klasse (K1 ) in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 10 bis 45 Gew.-% und vor allem von 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtcopolymer, einpolymerisiert. Der gewichtsmäßige Hauptanteil der Monomereinheiten in den Copolymeren der Klasse (K1 ) stammt somit in der Regel aus den C2- bis C4o-Basis-Olefinen. Die Copolymere der Klasse (K1 ) weisen vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1000 bis 20.000, besonders bevorzugt von 1000 bis 10.000 und insbesondere von 1000 bis 8000 auf. The at least one or the other ethylenically unsaturated monomers are present in the copolymers of class (K1) in an amount of preferably from 1 to 50% by weight, in particular from 10 to 45% by weight and especially from 20 to 40% by weight. %, based on the total copolymer, copolymerized. The majority by weight of the monomer units in the copolymers of class (K1) thus usually comes from the C2 to C 4 o-based olefins. The copolymers of class (K1) preferably have a number average molecular weight M n of from 1000 to 20,000, particularly preferably from 1000 to 10,000 and in particular from 1000 to 8000.
Typische Kammpolymere der Komponente (K2) sind beispielsweise durch die Copoly- merisation von Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäure mit einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomer, beispielsweise mit einem α -Olefin oder einem ungesättigten Ester wie Vinylacetat, und anschließende Veresterung der Anhydrid- bzw. Säurefunktion mit einem Alkohol mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen erhältlich. Weitere geeignete Kammpolymere sind Copolymere von α -Olefinen und veresterten Comonomeren, beispielsweise veresterte Copolymere von Styrol und Maleinsäureanhydrid oder ve- resterte Copolymere von Styrol und Fumarsäure. Geeignete Kammpolymere können auch Polyfumarate oder Polymaleinate sein. Außerdem sind Homo- und Copolymere von Vinylethern geeignete Kammpolymere. Als Komponente der Klasse (K2) geeignete Kammpolymere sind beispielsweise auch solche, die in der WO 2004/035715 und in " Comb-Like Polymers. Structure and Properties" , N. A. Plate und V. P. Shibaev, J. Poly. Sei. Macromolecular Revs. 8, Seiten 1 17 bis 253 (1974)" beschrieben sind. Auch Gemische von Kammpolymeren sind geeignet. Typical comb polymers of component (K2) are, for example, by the copolymerization of maleic anhydride or fumaric acid with another ethylenically unsaturated monomer, for example with an α-olefin or an unsaturated one Esters such as vinyl acetate, and subsequent esterification of the anhydride or acid function with an alcohol having at least 10 carbon atoms available. Further suitable comb polymers are copolymers of α-olefins and esterified comonomers, for example esterified copolymers of styrene and maleic anhydride or esterified copolymers of styrene and fumaric acid. Suitable comb polymers may also be polyfumarates or polymaleinates. In addition, homopolymers and copolymers of vinyl ethers are suitable comb polymers. Comb polymers suitable as a component of class (K2) are, for example, those described in WO 2004/035715 and in "Comb-Like Polymers, Structure and Properties", NA Plate and VP Shibaev, J. Poly. Be. Macromolecular Revs. 8, pages 1 17 to 253 (1974). "Mixtures of comb polymers are also suitable.
Als Komponente der Klasse (K3) geeignete Polyoxyalkylene sind beispielsweise Poly- oxyalkylenester, Polyoxyalkylenether, gemischte Polyoxyalkylenesterether und Gemi- sehe davon. Bevorzugt enthalten diese Polyoxyalkylenverbindungen wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei lineare Alkylgruppen mit jeweils 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und eine Polyoxyalkylengruppe mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von bis zu 5000. Derartige Polyoxyalkylenverbindungen sind beispielsweise in der EP- A 061 895 sowie in der US 4 491 455 beschrieben. Besondere Polyoxyalkylenverbin- düngen basieren auf Polyethylenglykolen und Polypropylenglykolen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 100 bis 5000. Weiterhin sind Polyoxyalkylenmono- und -diester von Fettsäuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen wie Stearinsäure oder Behen- säure geeignet. Als Komponente der Klasse (K4) geeignete polare Stickstoffverbindungen können sowohl ionischer als auch nicht ionischer Natur sein und besitzen vorzugsweise wenigstens einen, insbesondere wenigstens zwei Substituenten in Form eines tertiären Stickstoffatoms der allgemeinen Formel >NR7, worin R7 für einen Cs- bis C4o-Kohlenwas- serstoffrest steht. Die Stickstoffsubstituenten können auch quaternisiert, das heißt in kationischer Form, vorliegen. Beispiele für solche Stickstoffverbindungen sind Ammoniumsalze und/oder Amide, die durch die Umsetzung wenigstens eines mit wenigstens einem Kohlenwasserstoffrest substituierten Amins mit einer Carbonsäure mit 1 bis 4 Carboxylgruppen bzw. mit einem geeignetem Derivat davon erhältlich sind. Vorzugsweise enthalten die Amine wenigstens einen linearen Cs- bis C4o-Alkylrest. Zur Herstel- lung der genannten polaren Stickstoffverbindungen geeignete primäre Amine sind beispielsweise Octylamin, Nonylamin, Decylamin, Undecylamin, Dodecylamin, Tetradecy- lamin und die höheren linearen Homologen, hierzu geeignete sekundäre Amine sind beispielsweise Dioctadecylamin und Methylbehenylamin. Geeignet sind hierzu auch Amingemische, insbesondere großtechnisch zugängliche Amingemische wie Fettamine oder hydrierte Tallamine, wie sie beispielsweise in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, im Kapitel " Amines, aliphatic" beschrieben werden. Für die Umsetzung geeignete Säuren sind beispielsweise Cyclohexan-1 ,2-dicarbonsäure, Cyc- lohexen-1 ,2-dicarbonsäure, Cyclopentan-1 ,2-dicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und mit langkettigen Kohlenwasserstoffresten substituierte Bernsteinsäuren. Examples of suitable polyoxyalkylenes as component of class (K3) are polyoxyalkylene esters, polyoxyalkylene ethers, mixed polyoxyalkylene ester ethers and mixtures thereof. These polyoxyalkylene compounds preferably comprise at least one, preferably at least two, linear alkyl groups each having from 10 to 30 carbon atoms and a polyoxyalkylene group having a number average molecular weight of up to 5,000. Such polyoxyalkylene compounds are described, for example, in EP-A 061 895 and in US Pat. No. 4,491,455. Particular polyoxyalkylene compounds are based on polyethylene glycols and polypropylene glycols having a number average molecular weight of from 100 to 5,000. Polyoxyalkylene mono- and diesters of fatty acids having from 10 to 30 carbon atoms, such as stearic acid or behenic acid, are also suitable. Polar nitrogen compounds suitable as a component of class (K4) may be of both ionic and nonionic nature, and preferably have at least one, especially at least two, tertiary nitrogen substituent of the general formula> NR 7 , wherein R 7 is Cs to C 40 Hydrocarbon residue. The nitrogen substituents may also be quaternized, that is in cationic form. Examples of such nitrogen compounds are ammonium salts and / or amides obtainable by reacting at least one amine substituted with at least one hydrocarbyl radical with a carboxylic acid having 1 to 4 carboxyl groups or with a suitable derivative thereof. Preferably, the amines contain at least one linear Cs to C4o-alkyl radical. Primary amines suitable for the preparation of said polar nitrogen compounds are, for example, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tetradecylamine lamin and the higher linear homologues, secondary amines suitable for this purpose are, for example, dioctadecylamine and methylbehenylamine. Also suitable for this purpose are amine mixtures, in particular industrially available amine mixtures such as fatty amines or hydrogenated tallamines, as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, in the chapter "Amines, aliphatic". Suitable acids for the reaction are, for example, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and succinic acids substituted by long-chain hydrocarbon radicals.
Insbesondere ist die Komponente der Klasse (K4) ein öllösliches Umsetzungsprodukt aus mindestens eine tertiäre Aminogruppe aufweisenden Poly(C2- bis C2o-Carbon-säu- ren) mit primären oder sekundären Aminen. Die diesem Umsetzungsprodukt zugrundeliegenden mindestens eine tertiäre Aminogruppe aufweisenden Poly(C2- bis C2o-Car- bonsäuren) enthalten vorzugsweise mindestens 3 Carboxylgruppen, insbesondere 3 bis 12, vor allem 3 bis 5 Carboxylgruppen. Die Carbonsäure-Einheiten in den Polycar- bonsäuren weisen vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome auf, insbesondere sind es Essigsäure-Einheiten. Die Carbonsäure-Einheiten sind in geeigneter Weise zu den Polycarbonsäuren verknüpft, meist über ein oder mehrere Kohlenstoff- und/oder Stick- stoffatome. Vorzugsweise sind sie an tertiäre Stickstoffatome angebunden, die im Falle mehrerer Stickstoffatome über Kohlenwasserstoffketten verbunden sind. In particular, the component of class (K4) is an oil-soluble reaction product of at least one tertiary amino group-containing poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) with primary or secondary amines. The poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) which have at least one tertiary amino group and are based on this reaction product preferably contain at least 3 carboxyl groups, in particular 3 to 12, especially 3 to 5, carboxyl groups. The carboxylic acid units in the polycarboxylic acids preferably have 2 to 10 carbon atoms, in particular they are acetic acid units. The carboxylic acid units are suitably linked to the polycarboxylic acids, usually via one or more carbon and / or nitrogen atoms. Preferably, they are attached to tertiary nitrogen atoms, which are connected in the case of several nitrogen atoms via hydrocarbon chains.
Vorzugsweise ist die Komponente der Klasse (K4) ein öllösliches Umsetzungsprodukt auf Basis von mindestens eine tertiäre Aminogruppe aufweisenden Poly(C2- bis C20- Carbonsäuren) der allgemeinen Formel IIa oder IIb The component of class (K4) is preferably an oil-soluble reaction product based on poly (C 2 - to C 20 -carboxylic acids) of general formula IIa or IIb having at least one tertiary amino group
(IIb) in denen die Variable A eine geradkettige oder verzweigte C2- bis C6-Alkylengruppe oder die Gruppierung der Formel III HOOC'^N'0"2'0"2' (IIb) in which the variable A is a straight-chain or branched C 2 - to C 6 -alkylene group or the grouping of the formula III HOOC '^ N ' 0 "2'0" 2 '
i  i
CH2-CH2- CH2-CH2
(III) darstellt und die Variable B eine C bis Cig-Alkylengruppe bezeichnet. Die Verbindun- gen der allgemeinen Formel I Ia und IIb weisen insbesondere die Eigenschaften eines WASA auf. (III) and the variable B denotes a C to Cig alkylene group. The compounds of the general formula I Ia and IIb have in particular the properties of a WASA.
Weiterhin ist das bevorzugte öllösliche Umsetzungsprodukt der Komponente (K4), insbesondere das der allgemeinen Formel IIa oder IIb, ein Amid, ein Amidammoniumsalz oder ein Ammoniumsalz, in dem keine, eine oder mehrere Carbonsäuregruppen in Amidgruppen übergeführt sind. Furthermore, the preferred oil-soluble reaction product of component (K4), in particular that of general formula IIa or IIb, is an amide, an amide ammonium salt or an ammonium salt in which no, one or more carboxylic acid groups are converted into amide groups.
Geradkettige oder verzweigte C2- bis C6-Alkylengruppen der Variablen A sind beispielsweise 1 ,1 -Ethylen, 1 ,2-Propylen, 1 ,3-Propylen, 1 ,2-Butylen, 1 ,3-Butylen, 1 ,4-Bu- tylen, 2-Methyl-1 ,3-propylen, 1 ,5-Pentylen, 2-Methyl-1 ,4-butylen, 2,2-Dimethyl-1 ,3-pro- pylen, 1 ,6-Hexylen (Hexamethylen) und insbesondere 1 ,2-Ethylen. Vorzugsweise um- fasst die Variable A 2 bis 4, insbesondere 2 oder 3 Kohlenstoffatome. Straight-chain or branched C 2 - to C 6 -alkylene groups of the variable A are, for example, 1, 1-ethylene, 1, 2-propylene, 1, 3-propylene, 1, 2-butylene, 1, 3-butylene, 1, 4-butylene ethylene, 2-methyl-1, 3-propylene, 1, 5-pentylene, 2-methyl-1,4-butylene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 1,6-hexylene (hexamethylene) and especially 1, 2-ethylene. The variable A preferably comprises 2 to 4, in particular 2 or 3, carbon atoms.
Cr bis Ci9-Alkylengruppen der Variablen B sind vor beispielsweise 1 ,2-Ethylen, 1 ,3- Propylen, 1 ,4-Butylen, Hexamethylen, Octamethylen, Decamethylen, Dodecamethylen, Tetradecamethylen, Hexadecamethylen, Octadecamethylen, Nonadecamethylen und insbesondere Methylen. Vorzugsweise umfasst die Variable B 1 bis 10, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Die primären und sekundären Amine als Umsetzungspartner für die Polycarbonsäuren zur Bildung der Komponente (K4) sind üblicherweise Monoamine, insbesondere aliphatische Monoamine. Diese primären und sekundären Amine können aus einer Vielzahl von Aminen ausgewählt sein, die - gegebenenfalls miteinander verbundene - Kohlenwasserstoffreste tragen. Cr to Ci9-alkylene groups of the variable B are, for example, 1, 2-ethylene, 1, 3-propylene, 1, 4-butylene, hexamethylene, octamethylene, decamethylene, dodecamethylene, tetradecamethylene, hexadecamethylene, octadecamethylene, Nonadecamethylen and especially methylene. Preferably, the variable B comprises 1 to 10, in particular 1 to 4, carbon atoms. The primary and secondary amines as reaction partners for the polycarboxylic acids to form the component (K4) are usually monoamines, in particular aliphatic monoamines. These primary and secondary amines may be selected from a variety of amines bearing hydrocarbon radicals, optionally linked together.
Meist sind diese den öllöslichen Umsetzungsprodukten der Komponente (K4) zugrundeliegenden Amine sekundären Amine und weisen die allgemeine Formel HN(R8)2 auf, in der die beiden Variablen R8 unabhängig voneinander jeweils geradkettige oder verzweigte C10- bis C3o-Alkylreste, insbesondere C14- bis C24-Alkylreste bedeuten. Diese längerkettigen Alkylreste sind vorzugsweise geradkettig oder nur in geringem Grade verzweigt. In der Regel leiten sich die genannten sekundären Amine hinsichtlich ihrer längerkettigen Alkylreste von natürlich vorkommenden Fettsäure bzw. von deren Derivaten ab. Vorzugsweise sind die beiden Reste R8 gleich. Die genannten sekundären Amine können mittels Amidstrukturen oder in Form der Ammoniumsalze an die Polycarbonsäuren gebunden sein, auch kann nur ein Teil als Amidstrukturen und ein anderer Teil als Ammoniumsalze vorliegen. Vorzugsweise liegen nur wenige oder keine freien Säuregruppen vor. Vorzugsweise liegen die öllöslichen Umsetzungsprodukte der Komponente (K4) vollständig in Form der Amidstruktu- ren vor. Most of these amines which are the oil-soluble reaction products of component (K4) are secondary amines and have the general formula HN (R 8 ) 2 in which the two variables R 8 independently of one another each represent straight-chain or branched C 10 - to C 30 -alkyl radicals, in particular C 14 - to C24-alkyl radicals mean. These longer-chain alkyl radicals are preferably straight-chain or only slightly branched. As a rule, the abovementioned secondary amines are derived with regard to their longer-chain alkyl radicals from naturally occurring fatty acid or from its derivatives. Preferably, the two radicals R 8 are the same. The abovementioned secondary amines can be bound to the polycarboxylic acids by means of amide structures or in the form of the ammonium salts, and only one part can be present as amide structures and another part as ammonium salts. Preferably, only a few or no free acid groups are present. The oil-soluble reaction products of component (K4) are preferably completely in the form of the amide structures.
Typische Beispiele für derartige Komponenten (K4) sind Umsetzungsprodukte der Nitri- lotriessigsäure, der Ethylendiamintetraessigsäure oder der Propylen-1 ,2-diamintetra- essigsäure mit jeweils 0,5 bis 1 ,5 Mol pro Carboxylgruppe, insbesondere 0,8 bis 1 ,2 Mol pro Carboxylgruppe, Dioleylamin, Dipalmitinamin, Dikokosfettamin, Distearylamin, Dibehenylamin oder insbesondere Ditaigfettamin. Eine besonders bevorzugte Komponente (K4) ist das Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Ethylendiamintetraessigsäure und 4 Mol hydriertem Ditaigfettamin. Als weitere typische Beispiele für die Komponente (K4) seien die N,N-Dialkylammoni- umsalze von 2-N' ,Ν' -Dialkylamidobenzoaten, beispielsweise das Reaktionsprodukt aus 1 Mol Phthalsäureanhydrid und 2 Mol Ditaigfettamin, wobei letzteres hydriert oder nicht hydriert sein kann, und das Reaktionsprodukt von 1 Mol eines Alkenylspirobislac- tons mit 2 Mol eines Dialkylamins, beispielsweise Ditaigfettamin und/oder Talgfettamin, wobei die beiden letzteren hydriert oder nicht hydriert sein können, genannt. Typical examples of such components (K4) are reaction products of nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid or propylene-1,2-diaminetetraacetic acid with in each case 0.5 to 1.5 mol per carboxyl group, in particular 0.8 to 1.2 mol per carboxyl group, dioleylamine, dipalmitinamine, dicoco fatty amine, distearylamine, dibehenylamine or, in particular, Ditaigfettamin. A particularly preferred component (K4) is the reaction product of 1 mole of ethylenediaminetetraacetic acid and 4 moles of hydrogenated dithiol fatty amine. Other typical examples of component (K4) include the N, N-dialkylammonium salts of 2-N ', Ν'-dialkylamidobenzoates, for example the reaction product of 1 mole of phthalic anhydride and 2 moles of diethfamine, the latter being hydrogenated or unhydrogenated , and the reaction product of 1 mole of a Alkenylspirobislac- tons with 2 moles of a dialkylamine, for example, Ditaigfettamin and / or tallow fatty amine, the latter two may be hydrogenated or unhydrogenated, called.
Weitere typische Strukturtypen für die Komponente der Klasse (K4) sind cyclische Verbindungen mit tertiären Aminogruppen oder Kondensate langkettiger primärer oder sekundärer Amine mit carbonsäurehaltigen Polymeren, wie sie in der WO 93/181 15 beschrieben sind. Further typical structural types for the component of the class (K4) are cyclic compounds having tertiary amino groups or condensates of long-chain primary or secondary amines with carboxylic acid-containing polymers, as described in WO 93/181 15.
Als Kaltfließverbesserer der Komponente der Klasse (K5) geeignete Sulfocarbonsäu- ren, Sulfonsäuren oder deren Derivate sind beispielsweise die öllöslichen Carbonsäu- reamide und Carbonsäureester von ortho-Sulfobenzoesäure, in denen die Sulfonsäure- funktion als Sulfonat mit alkylsubstituierten Ammoniumkationen vorliegt, wie sie in der EP-A 261 957 beschrieben werden. Als Kaltfließverbesserer der Komponente der Klasse (K6) geeignete Poly(meth)acryl- säureester sind sowohl Homo- als auch Copolymere von Acryl- und Methacrylsaureestern. Bevorzugt sind Copolymere von wenigstens zwei voneinander verschiedenen (Meth)Acrylsäureestern, die sich bezüglich des einkondensierten Alkohols unterscheiden. Gegebenenfalls enthält das Copolymer noch ein weiteres, davon verschiedenes olefinisch ungesättigtes Monomer einpolymerisiert. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polymers beträgt vorzugsweise 50.000 bis 500.000. Ein besonders bevorzugtes Polymer ist ein Copolymer von Methacrylsäure und Methacrylsäureestern von gesättigten C14- und Cis-Alkoholen, wobei die Säuregruppen mit hydriertem Tallamin neutralisiert sind. Geeignete Poly(meth)acrylsäureester sind beispielsweise in der WO 00/44857 beschrieben. Sulfocarboxylic acids, sulfonic acids or their derivatives which are suitable as cold flow improvers of the component of the class (K5) are, for example, the oil-soluble carboxylic acid amides and carboxylic esters of ortho-sulfobenzoic acid in which the sulfonic acid function is present as a sulfonate with alkyl-substituted ammonium cations, as described in EP -A 261 957. As cold flow improvers of the component of the class (K6) suitable poly (meth) acrylic acid esters are both homo- and copolymers of acrylic and methacrylic acid esters. Preferred are copolymers of at least two mutually different (meth) acrylic acid esters, which differ with respect to the fused alcohol. Optionally, the copolymer contains a further, different of which olefinically unsaturated monomer copolymerized. The weight-average molecular weight of the polymer is preferably 50,000 to 500,000. A particularly preferred polymer is a copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid esters of saturated C14 and Cis alcohols wherein the acid groups are neutralized with hydrogenated tallamine. Suitable poly (meth) acrylic esters are described, for example, in WO 00/44857.
Dem Mitteldestillat-Kraftstoff bzw. Dieselkraftstoff wird der Kaltfließverbesserer bzw. das Gemisch verschiedener Kaltfließverbesserer in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 10 bis 5000 Gew.-ppm, besonders bevorzugt von 20 bis 2000 Gew.-ppm, stärker bevorzugt von 50 bis 1000 Gew.-ppm und insbesondere von 100 bis 700 Gew.-ppm, z.B. von 200 bis 500 Gew.-ppm, zugegeben. B4) Schmierfähigkeitsverbesserer The middle distillate fuel or diesel fuel is the cold flow improver or the mixture of various cold flow improvers in a total amount of preferably 10 to 5000 ppm by weight, more preferably from 20 to 2000 ppm by weight, more preferably from 50 to 1000 ppm by weight and in particular from 100 to 700 ppm by weight, for example from 200 to 500 ppm by weight, added. B4) Lubricity improver
Geeignete Schmierfähigkeitsverbesserer (Lubricity Improver bzw. Friction Modifier) basieren üblicherweise auf Fettsäuren oder Fettsäureestern. Typische Beispiele sind Tallölfettsäure, wie beispielsweise in der WO 98/004656 beschrieben, und Glycerin- monooleat. Auch die in der US 6 743 266 B2 beschriebenen Reaktionsprodukte aus natürlichen oder synthetischen Ölen, beispielsweise Triglyceriden, und Alkanolaminen sind als solche Schmierfähigkeitsverbesserer geeignet. Suitable lubricity improvers (or friction modifiers) are usually based on fatty acids or fatty acid esters. Typical examples are tall oil fatty acid, as described, for example, in WO 98/004656, and glycerol monooleate. The reaction products of natural or synthetic oils, for example triglycerides, and alkanolamines described in US Pat. No. 6,743,266 B2 are also suitable as such lubricity improvers.
B5) Korrosionsinhibitoren B5) Corrosion Inhibitors
Geeignete Korrosionsinhibitoren sind z.B. Bernsteinsäureester, vor allem mit Polyolen, Fettsäurederivate, z.B. Ölsäureester, oligomerisierte Fettsäuren, substituierte Ethanol- amine und Produkte, die unter dem Handelsnamen RC 4801 (Rhein Chemie Mannheim, Deutschland) oder HiTEC 536 (Ethyl Corporation) vertrieben werden. B6) Demulgatoren Examples of suitable corrosion inhibitors are succinic esters, especially with polyols, fatty acid derivatives, for example oleic esters, oligomerized fatty acids, substituted ethanolamines and products sold under the trade name RC 4801 (Rhein Chemie Mannheim, Germany) or HiTEC 536 (Ethyl Corporation). B6) Demulsifiers
Geeignete Demulgatoren sind z.B. die Alkali- oder Erdalkalisalze von Alkyl-substituier- ten Phenol- und Naphthalinsulfonaten und die Alkali- oder Erdalkalisalze von Fettsäu- ren, außerdem neutrale Verbindungen wie Alkoholalkoxylate, z.B. Alkoholethoxylate, Phenolalkoxylate, z.B. tert-Butylphenolethoxylat oder tert-Pentylphenolethoxylat, Fettsäuren, Alkylphenole, Kondensationsprodunkte von Ethylenoxid (EO) und Propylenoxid (PO), z.B. auch in Form von EO/PO-Blockcopolymeren, Polyethylenimine oder auch Polysiloxane. Suitable demulsifiers are e.g. the alkali or alkaline earth salts of alkyl-substituted phenol and naphthalenesulfonates and the alkali or alkaline earth salts of fatty acids, as well as neutral compounds such as alcohol alkoxylates, e.g. Alcohol ethoxylates, phenol alkoxylates, e.g. tert-butylphenol ethoxylate or tert-pentylphenol ethoxylate, fatty acids, alkylphenols, condensation products of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO), e.g. also in the form of EO / PO block copolymers, polyethyleneimines or polysiloxanes.
B7) Dehazer B7) Dehazer
Geeignete Dehazer sind z.B. alkoxylierte Phenol-Formaldehyd-Kondensate, wie beispielsweise die unter dem Handelsnamen erhältlichen Produkte NALCO 7D07 (Nalco) und TOLAD 2683 (Petrolite). Suitable dehazers are e.g. alkoxylated phenol-formaldehyde condensates such as the NALCO 7D07 (Nalco) and TOLAD 2683 (Petrolite) products available under the tradename.
B8) Antischaummittel B8) antifoam
Geeignete Antischaummittel sind z.B. Polyether-modifizierte Polysiloxane, wie bei- spielsweise die unter dem Handelsnamen erhältlichen Produkte TEGOPREN 5851 (Goldschmidt), Q 25907 (Dow Corning) und RHODOSIL (Rhone Poulenc). Suitable antifoams are e.g. Polyether-modified polysiloxanes, such as, for example, the TEGOPREN 5851 (Goldschmidt), Q 25907 (Dow Corning) and RHODOSIL (Rhone Poulenc) products available under the tradename.
B9) Cetanzahlverbesserer Geeignete Cetanzahlverbesserer sind z.B. aliphatische Nitrate wie 2-Ethylhexylnitrat und Cyclohexylnitrat sowie Peroxide wie Di-tert-butylperoxid. B9) Cetane number improvers Suitable cetane number improvers are e.g. aliphatic nitrates such as 2-ethylhexyl nitrate and cyclohexyl nitrate and peroxides such as di-tert-butyl peroxide.
B10) Antioxidantien Geeignete Antioxidantien sind z.B. substituierte Phenole, wie 2,6-Di-tert.-butylphenol und 6-Di-tert.-butyl-3-methylphenol sowie Phenylendiamine wie N,N'-Di-sec.-butyl-p- phenylendiamin. B1 1 ) Metalldeaktivatoren B10) Antioxidants Suitable antioxidants are, for example, substituted phenols, such as 2,6-di-tert-butylphenol and 6-di-tert-butyl-3-methylphenol, and also phenylenediamines, such as N, N'-di-sec-butyl-p - phenylenediamine. B1 1) Metal deactivators
Geeignete Metalldeaktivatoren sind z.B. Salicylsäurederivate wie N,N'-Disalicyliden- 1 ,2-propandiamin. Suitable metal deactivators are e.g. Salicylic acid derivatives such as N, N'-disalicylidene-1, 2-propanediamine.
B12) Lösungsmittel B12) Solvent
Geeignete sind z.B. unpolare organische Lösungsmittel wie aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol, Xylole, "white spirit" und Produkte, die unter dem Handelsnamen SHELLSOL (Royal Dutch/Shell Group) und EXXSOL (Ex- xonMobil) vertrieben werden, sowie polare organische Lösungsmittel, bei-spielsweise Alkohole wie 2-Ethylhexanol, Decanol und Isotridecanol. Derartige Lösungsmittel gelangen meist zusammen mit den vorgenannten Additiven und Co-Additi-ven, die sie zur besseren Handhabung lösen oder verdünnen sollen, in den Dieselkraftstoff. Suitable ones are e.g. non-polar organic solvents such as aromatic and aliphatic hydrocarbons, for example toluene, xylenes, "white spirit" and products sold under the trade name SHELLSOL (Royal Dutch / Shell Group) and EXXSOL (ExxonMobil), and polar organic solvents, in particular For example, alcohols such as 2-ethylhexanol, decanol and isotridecanol. Such solvents usually arrive together with the aforementioned additives and co-additives which they are intended to dissolve or dilute for better handling into the diesel fuel.
C) Kraftstoffe C) fuels
Das erfindungsgemäße Additiv eignet sich in hervorragender Weise als Kraftstoffzusatz und kann im Prinzip in jeglichen Kraftstoffen eingesetzt werden. Es bewirkt eine ganze Reihe von vorteilhaften Effekten beim Betrieb von Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffen. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße quaternisierte Additiv in Mitteldestillat-Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, eingesetzt. The additive of the invention is outstandingly suitable as a fuel additive and can be used in principle in any fuels. It has a number of beneficial effects on the operation of internal combustion engines with fuels. The quaternized additive according to the invention is preferably used in middle distillate fuels, in particular diesel fuels.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch Kraftstoffe, insbesondere Mitteldestillat-Kraftstoffe, mit einem als Zusatzstoff zur Erzielung von vorteilhaften Effekten beim Betrieb von Verbrennungsmotoren, beispielsweise von Dieselmotoren, insbesondere von direkteinspritzenden Dieselmotoren, vor allem von Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen, wirksamen Gehalt an dem erfindungsgemäßen quaternisierten Additiv. Dieser wirksame Gehalt (Dosierrate) liegt in der Regel bei 10 bis 5000 Gew.-ppm, vorzugsweise bei 20 bis 1500 Gew.-ppm, insbesondere bei 25 bis 1000 Gew.-ppm, vor allem bei 30 bis 750 Gew.-ppm, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Kraftstoff. The present invention therefore also fuels, especially middle distillate fuels, with an effective as an additive to achieve beneficial effects in the operation of internal combustion engines, such as diesel engines, especially direct injection diesel engines, especially of diesel engines with common rail injection systems, effective content on the quaternized additive according to the invention. This effective content (metering rate) is generally from 10 to 5000 ppm by weight, preferably from 20 to 1500 ppm by weight, in particular from 25 to 1000 ppm by weight, especially from 30 to 750 ppm by weight, each based on the total amount of fuel.
Bei Mitteldestillat-Kraftstoffen wie Dieselkraftstoffen oder Heizölen handelt es sich vor- zugsweise um Erdölraffinate, die üblicherweise einen Siedebereich von 100 bis 400°C haben. Dies sind meist Destillate mit einem 95%-Punkt bis zu 360°C oder auch dar- über hinaus. Dies können aber auch so genannte "Ultra Low Sulfur Diesel" oder "City Diesel" sein, gekennzeichnet durch einen 95%-Punkt von beispielsweise maximal 345°C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,005 Gew.-% oder durch einen 95%- Punkt von beispielsweise 285°C und einem Schwefelgehalt von maximal 0,001 Gew.- % . Neben den durch Raffination erhältlichen mineralischen Mitteldestillat-Kraftstoffen bzw. Dieselkraftstoffen sind auch solche, die durch Kohlevergasung oder Gasverflüssigung ["gas to liquid" (GTL)-Kraftstoffe] oder durch Biomasse-Verflüssigung ["biomass to liquid" (BTL)-Kraftstoffe] erhältlich sind, geeignet. Geeignet sind auch Mischungen der vorstehend genannten Mitteldestillat-Kraftstoffe bzw. Dieselkraftstoffe mit regenera- tiven Kraftstoffen, wie Biodiesel oder Bioethanol. Middle distillate fuels, such as diesel fuels or fuel oils, are preferably crude oil raffinates, which usually have a boiling range of from 100 to 400.degree. These are mostly distillates with a 95% point up to 360 ° C or even beyond. However, these may also be so-called "Ultra Low Sulfur Diesel" or "City Diesel", characterized by a 95% point of, for example, a maximum of 345 ° C and a maximum sulfur content of 0.005 wt .-% or by a 95% point of for example, 285 ° C and a maximum sulfur content of 0.001% by weight. In addition to the mineral middle distillate mineral fuels or diesel fuels available through refining, those produced by coal gasification or gas liquefaction [GTL] or by biomass to liquid (BTL) fuels are also included. are available, suitable. Also suitable are mixtures of the abovementioned middle distillate fuels or diesel fuels with regenerative fuels, such as biodiesel or bioethanol.
Die Qualitäten der Heizöle und Dieselkraftstoffe sind beispielsweise in DI N 51603 und EN 590 näher festgelegt (vgl. auch Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A12, S. 617 ff.). The qualities of fuel oils and diesel fuels are specified in greater detail in, for example, DI N 51603 and EN 590 (cf., also, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Volume A12, page 617 ff.).
Das erfindungsgemäße quaternisierte Additiv kann neben seiner Verwendung in den oben genannten Mitteldestillat-Kraftstoffen aus fossilem, pflanzlichem oder tierischem Ursprung, die im wesentlichen Kohlenwasserstoffmischungen darstellen, auch in Mischungen aus solchen Mitteldestillaten mit Biobrennstoffölen (Biodiesel) eingesetzt werden. Derartige Mischungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung auch von dem Begriff "Mitteldestillat-Kraftstoff" umfasst. Sie sind handelsüblich und enthalten meist die Biobrennstofföle in untergeordneten Mengen, typischerweise in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Mitteldestillat fossilen, pflanzlichem oder tierischen Ursprungs und Biobrennstofföl. In addition to its use in the abovementioned middle distillate fuels of fossil, vegetable or animal origin, which are essentially hydrocarbon mixtures, the quaternized additive according to the invention can also be used in mixtures of such middle distillates with biofuel oils (biodiesel). For the purposes of the present invention, such mixtures are also encompassed by the term "middle distillate fuel". They are commercially available and usually contain the biofuel oils in minor amounts, typically in amounts of 1 to 30 wt .-%, in particular from 3 to 10 wt .-%, based on the total amount of middle distillate of fossil, vegetable or animal origin and biofuel.
Biobrennstofföle basieren in der Regel auf Fettsäureestern, vorzugsweise im wesentlichen auf Alkylester von Fettsäuren, die sich von pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten ableiten. Unter Alkylestern werden üblicherweise Niedrigalkylester, insbesondere d- bis C4-Alkylester, verstanden, die durch Umesterung der in pflanzli- chen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten vorkommenden Glyceride, insbesondere Triglyceride, mittels Niedrigalkoholen, beispielsweise Ethanol oder vor allem Methanol (" FAME" ), erhältlich sind. Typische Niedrigalkylester auf Basis von pflanzlichen und/oder tierischen Ölen und/oder Fetten, die als Biobrennstofföl oder Komponenten hierfür Verwendung finden, sind beispielsweise Sonnenblumenmethylester, Palmölme- thylester (" PME" ), Sojaölmethylester (" SME" ) und insbesondere Rapsölmethylester (" RME" ). Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Mitteldestillat-Kraftstoffen bzw. Dieselkraftstoffen um solche mit niedrigem Schwefelgehalt, das heißt mit einem Schwefelgehalt von weniger als 0,05 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,02 Gew.-%, insbe- sondere von weniger als 0,005 Gew.-% und speziell von weniger als 0,001 Gew.-% Schwefel. Biofuel oils are generally based on fatty acid esters, preferably substantially on alkyl esters of fatty acids derived from vegetable and / or animal oils and / or fats. Alkyl esters are usually lower alkyl esters, especially C 1 to C 4 alkyl esters, understood by transesterification of occurring in vegetable and / or animal oils and / or fats glycerides, especially triglycerides, by means of lower alcohols, for example ethanol or especially methanol (" FAME ") are available. Typical lower alkyl esters based on vegetable and / or animal oils and / or fats which are used as biofuel oil or components thereof are, for example, sunflower methyl ester, palm oil methyl ester ("PME"), soybean oil methyl ester ("SME") and especially rapeseed oil methyl ester ("RME "). Particularly preferably, the middle distillate fuels or diesel fuels are those with a low sulfur content, that is to say with a sulfur content of less than 0.05% by weight, preferably less than 0.02% by weight, in particular of less than 0.005% by weight and especially less than 0.001% by weight of sulfur.
Als Ottokraftstoffe kommen alle handelsüblichen Ottokraftstoffzusammensetzungen in Betracht. Als typischer Vertreter soll hier der marktübliche Eurosuper Grundkraftstoff gemäß EN 228 genannt werden. Weiterhin sind auch Ottokraftstoffzusammensetzungen der Spezifikation gemäß WO 00/47698 mögliche Einsatzgebiete für die vorliegende Erfindung. As gasoline fuels are all commercially available gasoline fuel compositions into consideration. A typical representative here is the market-standard basic fuel of Eurosuper according to EN 228. Furthermore, gasoline compositions of the specification according to WO 00/47698 are also possible fields of use for the present invention.
Das erfindungsgemäße quaternisierte Additiv eignet sich insbesondere als Kraftstoff- zusatz in Kraftstoffzusammensetzungen, insbesondere in Dieselkraftstoffen, zur Überwindung der eingangs geschilderten Probleme bei direkteinspritzenden Dieselmotoren, vor allem bei solchen mit Common-Rail-Einspritzsystemen. The quaternized additive according to the invention is particularly suitable as a fuel additive in fuel compositions, in particular in diesel fuels, to overcome the initially described problems in direct injection diesel engines, especially in those with common rail injection systems.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher beschrie- ben. Die hierin beschriebenen Testmethoden sind nicht auf die konkreten Ausführungsbeispiele beschränkt sondern sind Teil der allgemeinen Offenbarung der Beschreibung und im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein anwendbar. The invention will now be described in more detail with reference to the following exemplary embodiments. The test methods described herein are not limited to the specific embodiments but are part of the general disclosure of the description and generally applicable in the context of the present invention.
Experimenteller Teil: Experimental part:
A. Allgemeine Testmethoden  A. General testing methods
Motorentest b1 ) XUD9 Test - Bestimmung der Flow Restriction Motor test b1) XUD9 test - Determination of flow restriction
Die Durchführung erfolgt nach den Standardbestimmungen gemäß CEC F-23-01 . b2) DW10 - Keep Clean Test  The procedure is carried out according to the standard regulations according to CEC F-23-01. b2) DW10 - Keep Clean Test
Zur Untersuchung des Einflusses der erfindungsgemäßen Verbindungen auf die Performance von direkteinspritzenden Dieselmotoren wurde der Leistungsverlust (power- loss) in Anlehnung an die offizielle Testmethode CEC F-098-08 bestimmt. Der Leistungsverlust ist ein direktes Maß für Bildung von Ablagerungen in den Injektoren. To investigate the influence of the compounds according to the invention on the performance of direct-injection diesel engines, the power loss (power loss) based on the official test method CEC F-098-08. The power loss is a direct measure of the formation of deposits in the injectors.
Der Keep Clean Test lehnt sich an die CEC Test Prozedur F-098-08 Issue 5 an. Dabei kommen der gleiche Testaufbau und Motorentyp (PEUGEOT DW10 ) wie in der CEC Prozedur zum Einsatz. The Keep Clean Test is based on the CEC Test Procedure F-098-08 Issue 5. The same test setup and motor type (PEUGEOT DW10) are used as in the CEC procedure.
Besonderheiten des eingesetzten Tests: a) Injektoren Special features of the test used: a) Injectors
Bei den Versuchen kamen gereinigte Injektoren zum Einsatz. Die Reinigungsdauer im Ultraschallbad in 60°C Wasser + 10% Superdecontamine (Intersciences, Brüssel) betrug 4h. b) Testlaufzeiten  Purified injectors were used in the experiments. The cleaning time in the ultrasonic bath in 60 ° C water + 10% Superdecontamine (Intersciences, Brussels) was 4h. b) Test periods
Der Testzeitraum betrug 12h ohne Abstellphasen. Der einstündige Testzyklus (siehe folgende Tabelle) aus der CEC F-098-08 wurde dabei 12-mal durchfahren. The test period was 12h without shutdown periods. The one-hour test cycle (see following table) from the CEC F-098-08 was traversed 12 times.
Stufe Dauer Motorgeschw. Last Drehmoment LadelufttemperaturStage duration motor speed Load torque charge air temperature
(Minuten) (Upm) (%) (Nm) nach Lade¬(Minutes) (rpm) (%) (Nm) after Lade¬
+/-20 +1-5 laufkühler +/- 20 + 1-5 running cooler
(°C) +/-3 (° C) +/- 3
1 2 1750 (20) 62 45 1 2 1750 (20) 62 45
2 7 3000 (60) 173 50  2 7 3000 (60) 173 50
3 2 1750 (20) 62 45  3 2 1750 (20) 62 45
4 7 3500 (80) 212 50  4,73500 (80) 212,50
5 2 1750 (20) 62 45  5 2 1750 (20) 62 45
*  *
6 10 4000 100 50  6 10 4000 100 50
7 2 1250 (10) 25 43**  7 2 1250 (10) 25 43 **
*  *
8 7 3000 100 50  8 7 3000 100 50
9 2 1250 (10) 25 43**  9 2 1250 (10) 25 43 **
*  *
10 10 2000 100 50  10 10 2000 100 50
1 1 2 1250 (10) 25 43**  1 1 2 1250 (10) 25 43 **
*  *
12 7 4000 100 50  12 7 4000 100 50
Σ = 1 h  Σ = 1 h
für zu erwartenden Bereich siehe CEC-098-08  for expected range see CEC-098-08
Zielwert c) Leistungsbestimmung  Target value c) Performance determination
Die Anfangsleistung (Po, KC [kW] ) wird aus dem gemessenen Drehmoment bei 4000/min Volllast direkt nach Teststart und Warmlauf des Motors berechnet. Die Vorgehensweise ist in der Issue 5 der Testprozedur CEC F-98-08 beschrieben. Dabei wird der gleiche Testaufbau und der Motorentyp PEUGEOT DW10 verwendet. The initial power (Po, KC [kW]) is calculated from the measured torque at 4,000 rpm full load immediately after the engine starts and warms up. The procedure is described in issue 5 of the test procedure CEC F-98-08. The same test setup and the PEUGEOT DW10 motor type are used.
Die Endleistung (Pend, KC) wird im 12. Zyklus in Stufe 12, (siehe Tabelle oben) bestimmt. Auch hier ist der Betriebspunkt 4000/min Volllast. Pend, KC [kW] errechnet sich aus dem gemessenen Drehmoment. The final power (P en d, KC) is determined in the 12th cycle in step 12, (see table above). Again, the operating point is 4000 / min full load. P en d, KC [kW] is calculated from the measured torque.
Der Leistungsverlust im KC wird wie folgt berechnet : The power loss in the KC is calculated as follows:
Powerloss, KC [%] = (1 - Pend,KC / P0,KC) x 100 Als Kraftstoff wurde ein handelsüblicher Dieselkraftstoff der Fa. Haltermann (RF-06-03) eingesetzt. Diesem wurden zur künstlichen Anregung der Bildung von Ablagerungen an den Injektoren 1 Gew.-ppm Zink in Form einer Zink-neodecanoat-Lösung zugesetzt. Powerloss, KC [%] = (1 - P en d, KC / P 0 , KC) x 100 The fuel used was a commercial diesel fuel from Haltermann (RF-06-03). To this was added, in order to artificially stimulate the formation of deposits on the injectors, 1 ppm by weight of zinc in the form of a zinc neodecanoate solution.
B. Herstellungsbeispiele: B. Production Examples:
Verwendete Reaktanden: PIBSA: Hergestellt aus Maleinsäureanhydrid und PIB 1000 in bekannter Weise. Für die folgenden erfindungsgemäßen Herstellungsbeispiele und Vergleichsbeispiele wurden Qualitäten mit Verseifungzahlen im Bereich von 84-95 mg KOH/g verwendet. Dabei wurde DMAPA mit der jeweiligen PI BSA-Qualität im Molverhältnis 1 :1 entsprechend der Verseifungszahl eingesetzt. Die verwendeten PIBSA-Qualitäten hatten Bismaleinie- rungsgrade (BMG) von kleiner 15 %. Reactants used: PIBSA: Made from maleic anhydride and PIB 1000 in a known manner. For the following preparation examples and comparative examples according to the invention, grades having saponification numbers in the range of 84-95 mg KOH / g were used. In this case, DMAPA was used with the respective PI BSA quality in a molar ratio of 1: 1 corresponding to the saponification number. The PIBSA grades used had a degree of bismeralization (BMG) of less than 15%.
DMAPA: M = 102,18 DMAPA: M = 102.18
Methylsalicylat: M = 152,14  Methyl salicylate: M = 152.14
Dimethylphthalat: M = 194,19  Dimethyl phthalate: M = 194.19
Dimethyloxalat: M = 1 18,09  Dimethyloxalate: M = 1 18.09
Dimethylsulfat: M = 126,13  Dimethyl sulfate: M = 126.13
Dimethylcarbonat M = 90,08  Dimethyl carbonate M = 90.08
Herstellungsbeispiel 1 : Synthese eines erfindungsgemäßen quaternisierten Suc- cinimids (PIBSA DMAPA Dimethylphthalat) Preparation Example 1 Synthesis of a Quaternized Succinimide According to the Invention (PIBSA DMAPA Dimethylphthalate)
Polyisobutylenbernsteinsäureanhydrid (1659 g) wird Solvent Naphta Heavy (SNH, Exxon Mobil, CAS64742-95-5) (1220 g) gelöst und 3-Dimethylamino-1 -propylamin (DMAPA; 153 g) wird zugegeben. Die Reaktionslösung wird 8 h bei 170°C gerührt, wobei gebildetes Kondensationswasser kontinuierlich abdestilliert wird. Man erhält das PIBSA-DMAPA-Succinimid als Lösung in Solvent Naphta Heavy (TBN 0,557 mmol/g). Polyisobutylene succinic anhydride (1659 g) is dissolved in Solvent Naphta Heavy (SNH, Exxon Mobil, CAS 64742-95-5) (1220 g) and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 153 g) is added. The reaction solution is stirred for 8 h at 170 ° C, with formed condensation water is distilled off continuously. The PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a solution in Solvent Naphta Heavy (TBN 0.557 mmol / g).
Ein Teil dieser Lösung des PI BSA-DMAPA-Succinimids (181 g) wird Phthalsäuredi- methylester (19,4 g) gegeben und die erhaltene Reaktionslösung wird für 1 1 h bei 120°C und anschliessend für 24 h bei 150°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtempe- ratur erhält man als Produkt das Ammoniumcarboxylat als Lösung in Solvent Naphta Heavy. 1H-NMR-Analyse bestätigt die Quaternierung. A portion of this solution of the PI BSA-DMAPA succinimide (181 g) is dimethyl phthalate (19.4 g) and the resulting reaction solution is stirred for 1 1 h at 120 ° C and then for 24 h at 150 ° C. After cooling to room temperature The product obtained is ammonium carboxylate as a solution in Solvent Naphta Heavy. 1 H NMR analysis confirms quaternization.
Herstellungsbeispiel 2: Synthese eines erfindungsgemäßen quaternisierten Succini- mids (PIBSA/DMAPA/Methylsalycilat) Preparation Example 2 Synthesis of a Quaternized Succinimide According to the Invention (PIBSA / DMAPA / Methyl Salicylate)
Polyisobutylenbernsteinsäureanhydrid (PIBSA; 2198 g) wird auf 1 10°C erhitzt und 3- Dimethylamino-1 -propylamin (DMAPA; 182 g) wird innerhalb von 40 min. zugegeben, wobei sich das Reaktionsgemisch auf 140°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird auf 170°C erwärmt und 3 h bei dieser Temperatur gehalten, wobei 28 g Destillat aufgefangen werden. Man erhält das PI BSA-DMAPA-Succinimid als zähes Öl (TBN 0,735 mmol/g). Polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA, 2198 g) is heated to 110 ° C and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 182 g) is added within 40 min. added, with the reaction mixture heated to 140 ° C. The reaction mixture is heated to 170 ° C and held for 3 h at this temperature, with 28 g of distillate are collected. The PI BSA-DMAPA succinimide is obtained as a viscous oil (TBN 0.735 mmol / g).
Ein Gemisch dieses PI BSA-DMAPA-Succinimids (284,5 g), Methylsalicylat (65,5 g) (d.h. etwa 2 Äquivalente methylsalicylat je Äquivalent tertiäre Aminogruppe) und 3,3,5 Trimethylhexansäure (Fa. BASF) (0,75 g) wird auf 140-150°erhitzt und das Reaktionsgemisch wird 6 h bei bei dieser Temperatur gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man als Produkt das Ammoniumsalicylat als zähes Öl. 1H-NMR-Analyse bestätigt die Quaternierung. Durch Zugabe von Pilot 900 Öl ,Petrochem Carless Ltd., wird der Wirkstoffgehalt der Lösung auf 50 Gew. % eingestellt. A mixture of this PI BSA-DMAPA succinimide (284.5g), methyl salicylate (65.5g) (ie, about 2 equivalents of methyl salicylate per equivalent of tertiary amino group) and 3.3.5% trimethylhexanoic acid (BASF) (0.75%) g) is heated to 140-150 ° and the reaction mixture is stirred for 6 h at this temperature. After cooling to room temperature, the product obtained is the ammonium salicylate as a viscous oil. 1 H NMR analysis confirms quaternization. By adding Pilot 900 Oil, Petrochem Carless Ltd., the active ingredient content of the solution is adjusted to 50% by weight.
Herstellungsbeispiel 3: Synthese eines erfindungsgemäßen quaternisierten Succini- mids (PIBSA/DMAPA/Dimethyloxalat) Preparation Example 3 Synthesis of a Quaternized Succinimide According to the Invention (PIBSA / DMAPA / Dimethyloxalate)
Polyisobutylenbernsteinsäureanhydrid (PIBSA; 2198 g) wird auf 1 10°C erhitzt und 3- Dimethylamino-1 -propylamin (DMAPA; 182 g) wird innerhalb von 40 min. zugegeben, wobei sich das Reaktionsgemisch auf 140°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird auf 170°C erwärmt und 3 h bei dieser Temperatur gehalten, wobei 28 g Destillat aufgefangen werden. Man erhält das PIBSA-DMAPA-Succinimid als zähes Öl (TBN 0,735 mmol/g). Polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA, 2198 g) is heated to 110 ° C and 3-dimethylamino-1-propylamine (DMAPA, 182 g) is added within 40 min. added, with the reaction mixture heated to 140 ° C. The reaction mixture is heated to 170 ° C and held for 3 h at this temperature, with 28 g of distillate are collected. The PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a viscous oil (TBN 0.735 mmol / g).
Ein Gemisch dieses PI BSA-DMAPA-Succinimids (21 1 g), Dimethyloxalat (34,5 g) und Laurinsäure (4,9 g) wird auf 120°C erhitzt und anschließend für 4 h bei dieser Temperatur gerührt. Überschüssiges Dimethyloxalat wird am Rotationsverdampfer im Vakuum (p = 5 mbar) bei 120°C entfernt. Man erhält als Produkt das Ammoniummethyloxalat als zähes Öl. 1H-NMR-Analyse bestätigt die Quaternierung. Zum Vergleich mit dem Stand der Technik wurden die Beispiele 2 und 4 aus der WO 2006/135881 nachgearbeitet. Herstellungsbeispiel 4: Synthese eines bekannten quaternisierten Succinimids (Vergleichsbeispiel) (Beispiel 2 aus der WO 2006/135881 ) A mixture of this PI BSA-DMAPA succinimide (21 1 g), dimethyl oxalate (34.5 g) and lauric acid (4.9 g) is heated to 120 ° C and then stirred for 4 h at this temperature. Excess dimethyloxalate is removed on a rotary evaporator in vacuo (p = 5 mbar) at 120 ° C. The product obtained is ammonium methyl oxalate as a viscous oil. 1 H NMR analysis confirms quaternization. For comparison with the prior art, examples 2 and 4 from WO 2006/135881 were worked up. Preparation Example 4 Synthesis of a Known Quaternized Succinimide (Comparative Example) (Example 2 from WO 2006/135881)
Eine Lösung von PIBSA (420,2 g) in Pilot 900 Öl ,Petrochem Carless Ltd. ,(51 ,3 g) wird vorgelegt und auf 1 10°C erhitzt. Innerhalb von 50 Minuten wird DMAPA (31 ,4 g) zudo- siert, wobei eine leicht exotherme Reaktion beobachtet wird. Innerhalb von 80 Minuten wird das Reaktionsgemisch auf 150°C erwärmt und der Ansatz anschließend 3 h bei dieser Temperatur gehalten, wobei das entstehende Reaktionswasser abdestilliert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man das PIBSA-DMAPA-Succinimid als Lösung in Pilot 900 Öl (TBN 0,62 mmol/g). A solution of PIBSA (420.2 g) in Pilot 900 Oil, Petrochem Carless Ltd. , (51, 3 g) is charged and heated to 1 10 ° C. Within 50 minutes, DMAPA (31.4 g) is added, with a slight exothermic reaction being observed. Within 80 minutes, the reaction mixture is heated to 150 ° C and the mixture is then held for 3 h at this temperature, wherein the resulting reaction water distilled off. After cooling to room temperature, the PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a solution in Pilot 900 oil (TBN 0.62 mmol / g).
Ein Teil des so erhaltenen PI BSA-DMAPA-Succinimids als Lösung in Pilot 900 Öl, Petrochem Carless Ltd., (354 g) wird vorgelegt und auf 90°C erhitzt. Dimethylsulfat (26,3 g) wird zudosiert, wobei die Reaktionstemperatur auf 1 12°C steigt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch für 3 h bei 100°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtem- peratur erhält man das quaternisierte PIBSA-DMAPA-Succinimid als Lösung in Pilot 900 Öl. 1H-NMR-Analyse bestätigte die Quaternierung. Der Austrag wurde durch Zugabe von Pilot 900 Öl auf einen Wirkstoffgehalt von 50 Gew. % eingestellt. A portion of the resulting PI BSA-DMAPA succinimide solution in Pilot 900 Oil, Petrochem Carless Ltd., (354 g) is charged and heated to 90 ° C. Dimethyl sulfate (26.3 g) is metered in, with the reaction temperature rising to 1 12 ° C. Subsequently, the reaction mixture is stirred for 3 h at 100 ° C. After cooling to room temperature, the quaternized PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a solution in Pilot 900 oil. 1 H NMR analysis confirmed the quaternization. The output was adjusted to an active ingredient content of 50% by weight by adding Pilot 900 oil.
Herstellungsbeispiel 5: Synthese eines bekannten quaternisierten Succinimids (Ver- gleichsbeispiel) (Beispiel 4 aus der WO 2006/135881 ) Preparation Example 5 Synthesis of a Known Quaternized Succinimide (Comparative Example) (Example 4 from WO 2006/135881)
Eine Lösung von PIBSA (420,2 g) in Pilot 900 Öl , Petrochem Carless Ltd. ,(51 ,3 g) wird vorgelegt und auf 1 10°C erhitzt. Innerhalb von 50 Minuten wird DMAPA (31 ,4 g) zudosiert, wobei eine leicht exotherme Reaktion beobachtet wird. Innerhalb von 80 Minuten wird das Reaktionsgemisch auf 150°C erwärmt und der Ansatz anschließend 3 h bei dieser Temperatur gehalten, wobei das entstehende Reaktionswasser abdestilliert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man das PIBSA-DMAPA-Succinimid als Lösung in Pilot 900 Öl (TBN 0,62 mmol/g). Ein Teil des so erhaltenen PI BSA-DMAPA-Succinimids als Lösung in Pilot 900 Öl, Petrochem Carless Ltd., (130 g), Dimethylcarbonat (20 g) und Methanol (17,4) werden in einen Autoklaven gefüllt, mit Stickstoff inertisiert und ein Vordruck von 1 ,3 bar eingestellt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch unter Eigendruck zuerst 1 h bei 90°C, dann 24 h bei 140°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird der Autoklav entspannt und der Inhalt mit wenig Toluol als Lösungsmittel vollständig ausgespült. Alle niedrig siedenden Bestandteile werden anschließend am Rotationsverdampfer im Vakuum entfernt und man erhält das quaternisierte PI BSA-DMAPA-Succinimid als Lösung in Pilot 900 Öl. 1H-NMR-Analyse bestätigte die teilweise Quaternierung. Der Austrag wird durch Zugabe von Pilot 900 Öl auf einen Wirkstoffgehalt von 50 Gew.% eingestellt. A solution of PIBSA (420.2 g) in Pilot 900 Oil, Petrochem Carless Ltd. , (51, 3 g) is charged and heated to 1 10 ° C. Within 50 minutes, DMAPA (31.4 g) is metered in, with a slight exothermic reaction being observed. Within 80 minutes, the reaction mixture is heated to 150 ° C and the mixture is then held for 3 h at this temperature, wherein the resulting reaction water distilled off. After cooling to room temperature, the PIBSA-DMAPA succinimide is obtained as a solution in Pilot 900 oil (TBN 0.62 mmol / g). Part of the thus obtained PI BSA-DMAPA succinimide as a solution in Pilot 900 Oil, Petrochem Carless Ltd., (130 g), dimethyl carbonate (20 g) and methanol (17.4) filled in an autoclave, rendered inert with nitrogen and a pre-pressure of 1, 3 bar set. Subsequently, the reaction mixture is stirred under autogenous pressure, first at 90 ° C. for 1 h, then at 140 ° C. for 24 h. After cooling to room temperature, the autoclave is depressurized and the contents are completely rinsed off with a little toluene as the solvent. All low boiling components are then removed on a rotary evaporator in vacuo to give the quaternized PI BSA-DMAPA succinimide as a solution in Pilot 900 oil. 1 H NMR analysis confirmed the partial quaternization. The effluent is adjusted to an active ingredient content of 50% by weight by adding Pilot 900 oil.
C. Anwendungsbeispiele: C. Application examples:
In den folgenden Anwendungsbeispielen werden die Additive entweder als Reinsubstanz (so wie in obigen Herstellungsbeispielen synthetisiert) oder in Form eines Addi- tiv-Paketes eingesetzt. In the following application examples, the additives are used either as a pure substance (as synthesized in the above preparation examples) or in the form of an additive package.
M1 : Additiv gemäß Herstellungsbeispiel 2 (Erfindung, mit Methylsalicylat quaterniert) M2 : Additiv gemäß Herstellungsbeispiel 4 (Vergleich, mit Dimethylsulfat quaterniert) M3 : Additiv gemäß Herstellungsbeispiel 5 (Vergleich, mit Dimethycarbonat quaterniert) M1: additive according to preparation example 2 (invention, quaternized with methyl salicylate) M2: additive according to preparation example 4 (comparison, quaternized with dimethyl sulfate) M3: additive according to preparation example 5 (comparison, quaternized with dimethycarbonate)
Anwendungsbeispiel 1 : Bestimmung der Additivwirkung auf die Bildung von Ablagerungen in Dieselmotor-Einspritzdüsen a) XUD9 Tests Application Example 1: Determination of the Additive Effect on the Formation of Deposits in Diesel Engine Injectors a) XUD9 Tests
Verwendeter Kraftstoff: RF-06-03 (Referenzdiesel, Haltermann Products, Hamburg) Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Fuel used: RF-06-03 (Referenzdiesel, Haltermann Products, Hamburg) The results are summarized in Table 1.
Tabelle 1 :XUD9 Tests Table 1: XUD9 tests
Es zeigte sich, dass das erfindungsgemäße Additiv M1 bei gleicher Dosierung eine gegenüber dem Stand der Technik (M2, M3) verbesserte Wirkung aufweist. b) DW10 Test It was found that the additive M1 according to the invention at the same dosage has an improved effect compared to the prior art (M2, M3). b) DW10 test
Zur Untersuchung des Einflusses der erfindungsgemäßen Verbindung auf die Performance von direkteinspritzenden Dieselmotoren wurde der Leistungsverlust (powerloss) in Anlehnung an die offizielle Testmethode CEC -098-08 wie oben beschrieben bestimmt. Der Leistungsverlust ist ein direktes Maß für Bildung von Ablagerungen in den Injektoren. Verwendet wurde ein gebräuchlicher direkteinspritzender Dieselmotor mit Common-Rail-System. Als Kraftstoff wurde ein handelsüblicher Dieselkraftstoff der Fa. Haltermann (RF-06-03) eingesetzt. Diesem wurden zur künstlichen Anregung der Bildung von Ablagerungen an den Injektoren 1 Gew.-ppm Zink in Form einer Zink-Didodecanoat-Lösung zugesetzt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Bestimmungen des relativen Leistungsverlustes (Powerloss) bei 4000 rpm nach 12 Stunden Dauerbetrieb ohne Unterbrechung. Der Wert Po gibt dabei die Leistung nach 10 Minuten und der Wert Pend die Leistung am Ende der Messung an: Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Ergebnisse des DW10 Tests To investigate the influence of the compound according to the invention on the performance of direct-injection diesel engines, the power loss was determined on the basis of the official test method CEC -098-08 as described above. The power loss is a direct measure of the formation of deposits in the injectors. A common direct-injection diesel engine with common-rail system was used. The fuel used was a commercial diesel fuel from Haltermann (RF-06-03). To this was added 1 wt ppm zinc in the form of a zinc didodecanoate solution to artificially stimulate the formation of deposits on the injectors. The table below shows the results of relative power loss (powerloss) at 4000 rpm after 12 hours of continuous operation without interruption. The value Po indicates the power after 10 minutes and the value P en d the power at the end of the measurement: The test results are shown in Table 2. Table 2: Results of the DW10 test
Dabei zeigt sich, dass das erfindungsgemäße Additiv M1 eine gegenüber dem Grund- wert verbesserte Wirkung aufweist und zumindest gegenüber dem Beispiel M3 eine verbesserte Wirkung aufweist. It can be seen here that the additive M1 according to the invention has an improved effect compared with the basic value and has an improved effect at least in comparison with the example M3.
Anwendungsbeispiel 2: Bestimmung der Loslichkeitseigenschaften Zur Bestimmung der Loslichkeitseigenschaften wurden folgende Additivpakete hergestellt und getestet: Application Example 2: Determination of the Solubility Properties To determine the solubility properties, the following additive packages were prepared and tested:
M 4 (Erfindung) M 4 (invention)
Substanz Gehalt [ppm]  Substance content [ppm]
Additiv gem. Herstellungsbeispiel 2 160,00 Additive acc. Production Example 2 160.00
Dehazer, kommerziell 3,00  Dehazer, commercial 3.00
Antischaum, Silicon based, kommerziell 6,00  Antifoam, silicone based, commercial 6.00
Solvent Naphta Heavy 80,00 Solvent Naphta Heavy 80,00
Gesamt 249,00  Total 249.00
M 5 (Vergleich, Dimethylsulfat) M 5 (comparison, dimethyl sulfate)
Substanz Gehalt [ppm]  Substance content [ppm]
Additiv gem. Herstellungsbeispiel 4 160,00  Additive acc. Production Example 4 160.00
Dehazer, kommerziell 3,00  Dehazer, commercial 3.00
Antifoam, Silicon based, kommerziell 6,00 Solvent Naphta Heavy 420,00 Antifoam, silicone based, commercial 6.00 Solvent Naphta Heavy 420,00
Gesamt 589,00  Total 589.00
M 6 (Vergleich, Dimethylcarbonat) M 6 (comparison, dimethyl carbonate)
Substanz Gehalt [ppm]  Substance content [ppm]
Additiv gem. Herstellungsbeispiel 5 160,00 Additive acc. Production Example 5 160.00
Dehazer (kommerziell) 3,00  Dehazer (commercial) 3.00
Antifoam, Silicon based, kommerziell 6,00  Antifoam, silicone based, commercial 6.00
Solvent Naphta Heavy 150,00  Solvent Naphta Heavy 150,00
Gesamt 319,00  Total 319.00
Das Ergebnis der Loslichkeitsversuche ist in folgender Tabelle zusammengefasst: Es wird die minimal notwendige Menge an Lösungsmittel (Solvent Naphtha Heavy) angegeben, um bei sonst identischen Mengen Aktivsubstanz, Pilot 900, Antischaum, Dehazer bei Raumtemperatur ein homogenes, klares Dieselperformance-Paket zu erhalten. The result of the solubility tests is summarized in the following table: The minimum necessary amount of solvent (Solvent Naphtha Heavy) is specified in order to obtain a homogeneous, clear diesel performance package at room temperature with otherwise identical amounts of active substance, Pilot 900, Antifoam, Dehazer.
Tabelle 3: Ermittlung des Lösungsmittelbedarfes Table 3: Determination of the solvent requirement
Überraschenderweise zeigte sich, dass das Additiv gemäß Herstellungsbeispiel 2 die besten Löslichkeitseigenschaften aufweist, also am wenigsten Lösungsmittel erfordert. Auf die Offenbarung der hierin zitierten Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen. Surprisingly, it was found that the additive according to Preparation Example 2 has the best solubility properties, that is, the least solvent required. Reference is expressly made to the disclosure of the references cited herein.

Claims

Kraftstoffzusammensetzung, enthaltend in einer Hauptmenge eines üblichen Kraftstoffs einen Anteil wenigstens eines eine quaternisierte Stickstoffverbindung umfassenden Reaktionsprodukts, oder eine aus dem Reaktionsprodukt durch Aufreinigung erhaltene, eine quaternisierte Stickstoffverbindung enthaltende Teilfraktion davon, wobei das Reaktionsprodukt erhältlich ist durch  A fuel composition comprising, in a major amount of a common fuel, a proportion of at least one quaternized nitrogen compound-containing reaction product, or a quaternized nitrogen compound-containing partial fraction thereof obtained from the reaction product, the reaction product being obtainable by
a) Umsetzung einer hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäureverbindung, mit einer Verbindung umfassend wenigstens eine mit der Polycarbonsaure reaktiven, insbesondere addierbaren oder kondensierbaren, Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie enthaltend wenigstens eine quaternisierbare Ami- nogruppe, wobei man eine quaternisierbaren hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäureverbindung erhält, und a) reacting a hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound, with a compound comprising at least one reactive with the polycarboxylic acid, in particular addable or condensable, oxygen or nitrogen group and containing at least one quaternizable amino nano group to obtain a quaternizable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid, and
b) deren anschließende Umsetzung mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt, wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polycarbonsäure, insbesondere einer Mono- oder Dicarbonsäure, oder einer aliphatischen Polycarbonsäure, insbesondere Dicarbonsäure, ist. b) the subsequent reaction with a quaternizing agent which converts the at least one quaternizable amino group into a quaternary ammonium group, the quaternizing agent being the alkyl esters of a cycloaromatic or cycloaliphatic monocarboxylic or polycarboxylic acid, in particular a mono- or dicarboxylic acid, or an aliphatic polycarboxylic acid, in particular dicarboxylic acid, is.
Kraftstoffzusammensetzung, enthaltend in einer Hauptmenge eines üblichen Kraftstoffs einen Anteil wenigstens eines eine quaternisierte Stickstoffverbindung umfassenden Reaktionsprodukts oder eine aus dem Reaktionsprodukt durch Aufreinigung erhaltene, eine quaternisierte Stickstoffverbindung enthaltende Teilfraktion davon, wobei das Reaktionsprodukt erhältlich ist durch A fuel composition comprising, in a major amount of a common fuel, a proportion of at least one quaternized nitrogen compound-containing reaction product or a quaternized nitrogen compound-containing partial fraction thereof obtained by purification, the reaction product being obtainable by
Umsetzung einer quaternisierbaren hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäureverbindung, enthaltend wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt, Reaction of a quaternizable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound containing at least one quaternizable amino group with a quaternizing agent which converts the at least one quaternizable amino group into a quaternary ammonium group,
wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polycarbonsäure, insbesondere einer Mono- oder Dicarbonsäure, oder einer aliphatischen Polycarbonsäure, insbesondere Dicarbonsäure ist. Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei pro Äquivalent an quaternisierbarem tertiären Stickstoffatom etwa 1 ,1 bis etwa 2,0 oder etwa 1 ,25 bis etwa 2,0 Äquivalente an Quaternisierungsmittel eingesetzt werden. wherein the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid, in particular a mono- or dicarboxylic acid, or an aliphatic polycarboxylic acid, in particular dicarboxylic acid. A fuel composition according to any one of the preceding claims wherein from about 1.1 to about 2.0 or about 1.25 to about 2.0 equivalents of quaternizing agent is employed per equivalent of quaternizable tertiary nitrogen atom.
Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrocarbyl-substituierte Polycarbonsäureverbindung eine Polyisobutenyl- bersteinsäure oder ein Anhydrid davon ist, wobei diese einen Bismaleinie- rungsgrad von weniger als etwa 20% oder weniger als etwa 15% aufweist. A fuel composition according to any one of the preceding claims, wherein the hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound is a polyisobutenylsuccinic acid or anhydride thereof, which has a bis-malalination degree of less than about 20% or less than about 15%.
Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Quaternisierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel 1 ist worin A fuel composition according to any one of the preceding claims, wherein the quaternizing agent is a compound of general formula 1 wherein
Ri für einen Niedrigalkylrest steht und  Ri is a lower alkyl radical and
R2 für einen gegebenenfalls substituierten einkernigen Aryl- oder Cycloalkyl- rest steht, wobei der Substituent ausgewählt ist unter OH, NH2, NO2, C(0)OR3, und RiOC(0)-, worin R1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzt und R3 für H oder R1 steht.  R 2 is an optionally substituted mononuclear aryl or cycloalkyl radical, where the substituent is selected from OH, NH 2, NO 2, C (O) OR 3, and R i OC (O) -, where R 1 has the abovementioned meanings and R 3 is H or R1 stands.
Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Quaternisierungsmittel eine Verbindung der allgemeinen Formel 2 ist A fuel composition according to any one of the preceding claims, wherein the quaternizing agent is a compound of general formula 2
RiOC(Q)-A-C(0)ORia (2) worin RiOC (Q) -A-C (0) ORia (2) wherein
R1 und Ria unabhängig voneinander für einen Niedrigalkylrest steht und  R1 and Ria independently of one another represent a lower alkyl radical and
A für Hydrocarbylen, wie insbesondere Alkylen oder Alkenylen, steht.  A represents hydrocarbylene, in particular alkylene or alkenylene.
7. Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die quaternisierte Stickstoffverbindung ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 5000 insbesondere 800 bis 3000 oder 900 bis 1500 aufweist. 7. A fuel composition according to any preceding claim, wherein the quaternized nitrogen compound has a number average molecular weight in the Range of 500 to 5000 in particular 800 to 3000 or 900 to 1500 has.
Kraftstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Quaternisierungsmittel ausgewählt ist unter Alkylsalicylaten, Dialkylphthala- ten und Dialkyloxalaten. A fuel composition according to any one of the preceding claims, wherein the quaternizing agent is selected from alkyl salicylates, dialkyl phthalates and dialkyl oxalates.
Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei die mit der Polycarbonsaure reaktive, insbesondere addierbare oder kondensierbare, eine Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthaltende Verbindung ausgewählt ist unter A fuel composition according to claim 1, wherein the polycarboxylic acid reactive, in particular addable or condensable, an oxygen or nitrogen group and at least one quaternizable amino group-containing compound is selected from
a) Hydroxyalkyl-substituierten Mono- oder Polyaminen mit wenigstens einer quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe b) geradkettigen oder verzweigtem, cyclischen, heterocyclischen, aromatischen oder nichtaromatischen Polyaminen mit wenigstens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mit wenigstens einer quaternisierbaren, primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe; a) hydroxyalkyl-substituted mono- or polyamines having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group b) straight-chain or branched, cyclic, heterocyclic, aromatic or non-aromatic polyamines having at least one primary or secondary amino group and having at least one quaternizable, primary, secondary or tertiary amino group;
c) Piperazinen. c) piperazines.
Kraftstoffzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei die mit der Polycarbonsäure reaktive, insbesondere addierbare oder kondensierbare, eine Sauerstoff- oder Stickstoffgruppe sowie wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthaltende Verbindung ausgewählt ist unter A fuel composition according to claim 9, wherein the polycarboxylic acid reactive, in particular addable or condensable, an oxygen or nitrogen group and at least one quaternizable amino group-containing compound is selected from
a) Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären oder tertiären Monoami- nen und Hydroxyalkyl-substituierten primären, sekundären oder tertiären Diaminen. a) hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary monoamines and hydroxyalkyl-substituted primary, secondary or tertiary diamines.
b) geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Diaminen mit zwei primären Aminogruppen; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer sekundären Aminogruppe; Di- oder Polyaminen mit wenigstens einer primären und wenigstens einer tertiären Aminogruppe; aromatischen carbo-cyclischen Diaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen heterocyclischen Polyaminen mit zwei primären Aminogruppen; aromatischen oder nichtaromatischen Heterozyklen mit einer primären und einer tertiären Aminogruppe. b) straight-chain or branched aliphatic diamines having two primary amino groups; Di- or polyamines having at least one primary and at least one secondary amino group; Di- or polyamines having at least one primary and at least one tertiary amino group; aromatic carbo-cyclic diamines having two primary amino groups; aromatic heterocyclic polyamines having two primary amino groups; aromatic or non-aromatic heterocycles having a primary and a tertiary amino group.
1 1 . Kraftstoffstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt unter Dieselkraftstoffen, Biodieselkraftstoffen, Ottokraftstoffen, und Alkanol-haltigen Ottokraftstoffen. 1 1. Fuel composition according to one of the preceding claims, selected from diesel fuels, biodiesel fuels, gasoline fuels, and alkanol-containing gasolines.
12. Reaktionsprodukt erhältlich nach einem Verfahren gemäß der Definition in einem der vorhergehenden Ansprüche oder aus dem Reaktionsprodukt gewonnene quaternisierte Stickstoffverbindung. 12. A reaction product obtainable by a process as defined in any preceding claim or a quaternized nitrogen compound derived from the reaction product.
13. Verfahren zur Herstellung einer quaternisierter Stickstoffverbindung nach Anspruch 12, 13. A process for producing a quaternized nitrogen compound according to claim 12,
umfassend die Umsetzung einer quaternisierbaren hydrocarbyl-substituierten Polycarbonsäureverbindung, enthaltend wenigstens eine tertiäre, quaternisierba- re Aminogruppe mit einem Quaternisierungsmittel, das die wenigstens eine tertiäre Aminogruppe in eine quaternäre Ammoniumgruppe überführt,  comprising the reaction of a quaternizable hydrocarbyl-substituted polycarboxylic acid compound containing at least one tertiary, quaternizable amino group with a quaternizing agent which converts the at least one tertiary amino group into a quaternary ammonium group,
wobei das Quaternisierungsmittel der Alkylester einer cycloaromatischen oder cycloaliphatischen Mono- oder Polycarbonsäure, insbesondere einer Mono- oder Dicarbonsäure, oder einer aliphatischen Polycarbonsäure, insbesondere Dicar- bonsäure, ist.  wherein the quaternizing agent is the alkyl ester of a cycloaromatic or cycloaliphatic mono- or polycarboxylic acid, in particular a mono- or dicarboxylic acid, or an aliphatic polycarboxylic acid, in particular dicarboxylic acid.
14. Verwendung eines Reaktionsproduktes oder einer quaternisierten Stickstoffverbindung nach Anspruch 12 oder einer Verbindung hergestellt nach Anspruch 13 als Kraftstoffadditiv. 14. Use of a reaction product or a quaternized nitrogen compound according to claim 12 or a compound prepared according to claim 13 as a fuel additive.
15. Verwendung nach Anspruch 14 als Additiv zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches von direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere von Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen, und/oder zur Minimierung des Leistungsverlustes (powerloss) in direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Dieselmotoren mit Common-Rail-Einspritzsystemen. 15. Use according to claim 14 as an additive for reducing the fuel consumption of direct-injection diesel engines, in particular of diesel engines with common-rail injection systems, and / or for minimizing the power loss (powerloss) in direct-injection diesel engines, especially in diesel engines with common-rail injection systems.
16. Verwendung nach Anspruch 14 als Ottokraftstoffadditiv zur Verringerung von Ablagerungen im Einlasssystem eines Ottomotors, wie insbesondere DISI (Direct Injection Spark Igniton) und PFI (Port Fuel Injector) - Motoren . Verwendung nach Anspruch 14 als Dieselkraftstoffadditiv, insbesondere als Kalt- fließverbesserer, als Wachs-Anti-Settling Additiv (WASA) oder als Additiv zur Verringerung und/oder Vermeidung von Ablagerungen in den Einspritzsystemen, wie insbesondere der Internal Diesel Injector Deposits (IDID) und / oder von Ventilkleben in direkteinspritzenden Dieselmotoren, insbesondere in Common-Rail- Einspritzsystemen . 16. Use according to claim 14 as a gasoline additive for reducing deposits in the intake system of a gasoline engine, in particular DISI (Direct Injection Spark Ignition) and PFI (Port Fuel Injector) - engines. Use according to claim 14 as a diesel fuel additive, in particular as a cold flow improver, as a wax anti-settling additive (WASA) or as an additive for reducing and / or avoiding deposits in the injection systems, in particular the Internal Diesel Injector Deposits (IDID) and / or or valve sticking in direct injection diesel engines, especially in common rail injection systems.
Additivkonzentrat, enthaltend in Kombination mit weiteren Diesel- oder Ottokraftstoffadditiven, insbesondere Dieselkraftstoffadditiven, wenigstens eine quaterni- sierte Stickstoffverbindung gemäß der Definition in Anspruch 12 oder hergestellt nach Anspruch 13. Additive concentrate containing in combination with other diesel or petrol additives, in particular diesel fuel additives, at least one quaternized nitrogen compound as defined in claim 12 or prepared according to claim 13.
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