ES2428069T5 - Sal de amonio cuaternario de un compuesto de amina sustituida con polialqueno - Google Patents

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Sal de amonio cuaternario de un compuesto de amina sustituida con polialqueno Antecedentes de la invencion

La composicion de la presente invencion se refiere a un detergente de sal de amonio cuaternario.

Es bien conocido que el combustible lfquido contiene componentes que se pueden degradar durante el funcionamiento del motor y formar depositos. Estos depositos pueden conducir a una combustion incompleta del combustible, dando lugar a emisiones mas elevadas y a una econoirna mas deteriorada del combustible. Los aditivos para combustibles, como los detergentes, son aditivos bien conocidos en combustibles lfquidos para ayudar a regular o minimizar la formacion de depositos. Por ejemplo, los motores actuales tienen un sistema de inyectores que tiene tolerancias mas pequenas y funciona a una presion superior para mejorar la pulverizacion de combustible a la camara de compresion o combustion. La prevencion de depositos y la reduccion de depositos en estos nuevos motores se han convertido en un factor cntico para el funcionamiento optimo de los motores actuales. Los avances en la tecnologfa de los aditivos, como los detergentes, han hecho posible que el combustible se desarrolle con estos avances de los motores. Por lo tanto, hay una necesidad de un detergente capaz de proporcionar un rendimiento aceptable en un combustible lfquido para favorecer un funcionamiento optimo de los motores actuales.

El documento US 5.000.792 describe un detergente de poliesteramina que puede ser obtenido haciendo reaccionar dos partes de poli(acidos hidroxicarboxflicos con 1 parte de dialquiletilenotriamina.

El documento US 4.171.959 describe una composicion de combustible para motor que contiene sales de amonio cuaternario de una succinimida. La sal de amonio cuaternario tiene un contraion de un haluro, un sulfonato o un carboxilato.

Los documentos US 4.338.206 y US 4.326.973 describe composiciones de combustibles que contienen una sal de amonio cuaternario de una succinimida, en las que el ion de amonio es aromatico heterodclico (ion piridinio).

El documento US 4.108.858 describe un combustible o composicion de aceite lubricante que contiene una poliolefina de C2 a C4 con un PM de 800 a 1.400 salificado con una sal de piridinio.

El documento US 5.254.138 describe una composicion combustible que contiene un producto de reaccion de un antndrido polialquil-sucdnico con una sal de poliamino-hidroxialquil-amonio cuaternario.

El documento US 4.056.531 describe un aceite lubricante o combustible que contiene una sal de amonio cuaternario de un hidrocarburo con un PM de 350 a 3.000 unido a una trietiletilenodiamina. El contraion de sal de amonio cuaternario se selecciona entre haluros, fosfatos, alquilfosfatos, dialquilfosfatos, boratos, alquilboratos, nitritos, nitratos, carbonatos, bicarbonatos, alcanoatos Y o, O -dialquilditiofosfatos.

Los documentos US 4.253.980 y US 4.306.070 describe una composicion combustible que contiene una sal de amonio cuaternario de un ester-lactona.

El documento US 3.778.371 describe un aceite lubricante o combustible que contiene una sal de amonio cuaternario de un hidrocarburo con un PM de 350 a 3.000 y los grupos restantes para el atomo de nitrogeno cuaternario se seleccionan entre el grupo de alquilo C1 a C20, hidroxialquilo C2 a C8, alquenilo C2 a C20 o grupos dclicos.

Por lo tanto, la presente invencion favorece un funcionamiento optimo de un motor, es decir, una economfa mejorada del combustible, una mejor conduccion del vehfculo, emisiones reducidas y un menor mantenimiento del motor reduciendo minimizando y controlando la formacion de depositos.

Muchas formulaciones como tintas, pinturas, bases de trituracion y materiales plasticos requieren dispersantes eficaces para distribuir uniformemente un solido en forma de partfculas en un medio organico. El medio organico puede variar de un medio polar a uno no polar. Los dispersantes que contienen grupos basicos terminales como cadenas de poli(alquileno inferior) imina son bien conocidos y se preparan generalmente mediante reaccion de la poliimina con cadenas de poliester que contienen grupos acidos terminales y la reaccion da lugar a una mezcla de formas de amidas y sales. Sin embargo, muchos de estos dispersantes tienen rendimientos limitados respecto a las propiedades de viscosidad y estabilidad, que cuando son incorporados en tintas de impresion o pinturas proporcionan a las tintas y pinturas una caractensticas de flujo escasas. Por lo tanto, hay una necesidad de un dispersante capaz de proporcionar caractensticas de flujo aceptables y que tenga propiedades de estabilidad.

El documento US 5.721.358, que describe un procedimiento para la produccion de ftalocianina de cobre usando un dispersante derivado de un dispersante de succinimida no salificada. El dispersante de succinimida es derivado de una alquilenamina y anhfdrido de poliisobutileno-sucdnico.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

La solicitud US 2003/0213410 describe un pigmento modificado con poKmero que comprende un poKmero con al menos un grupo carboxflico o sal del mismo y al menos un agente acoplante. El polfmero incluye derivados de poliaminas que se han hecho reaccionar con un agente de acilacion como antndrido acetico o succmico.

El documento GB 1.373.660 describe dispersantes de poliesteraminas que pueden ser obtenidos mediante reaccion de poli(acidos hidroxicarboxflicos) con diaminas, especialmente alquilenodiaminas y sus correspondientes sales.

Por lo tanto, sena ventajoso tener un dispersante con un rendimiento aceptable que, cuando es incorporado en tintas, revestimientos, bases para trituracion, plasticos y pinturas, proporcione a las tintas, revestimientos, bases para trituracion, plasticos o pinturas unas caractensticas de flujo aceptables.

Sumario de la invencion

Para los fines de esta solicitud, el producto de reaccion expuesto en la presente memoria descriptiva puede ser descrito como un detergente o dispersante dependiendo del campo de uso. Por ejemplo, en el campo de aditivos de combustibles y/o lubricantes, el termino detergente puede significar un aditivo que tiene la capacidad de mantener limpias partes del motor, mientras que en el campo de las tintas, revestimientos, bases 'para trituracion, plasticos y pinturas, el termino dispersante puede significar un aditivo para distribuir uniformemente un solido en forma de partfculas en un medio organico.

La presente invencion proporciona una composicion que comprende una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario, en que el agente cuaternizante es un epoxido de hidrocarbilo, representado por la formula (IX), en combinacion con un acido

imagen1

en la que Ri, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo C1-50; y

en la que la amina sustituida con polialqueno tiene un peso molecular medio numerico de 500 a 3.000 y es derivada de un poliisobutileno.

Se describe en la presente memoria descriptiva un metodo para proporcionar combustible a un motor de combustion interna que comprende:

A. suministrar a dicho motor:

i. un combustible que es lfquido a temperatura ambiente; y

ii. una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

b. un agente cuaternizante capaz de convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

Se describe la presente memoria descriptiva un metodo para lubricar un motor de combustion interna que comprende:

A. suministrar al carter de dicho motor:

i. un aceite de viscosidad lubricante;

ii. una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario;

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Se describe en la presente memoria descriptiva una composicion que comprende: (i) un solido en forma de partfculas; (ii) un medio organico; (iii) una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario;

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

Se describe en la presente memoria descriptiva una pintura o composicion de tinta que comprende un solido en forma de partfculas, un lfquido organico, un aglutinante y una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario;

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

Se describe la presente memoria descriptiva una base para trituracion que comprende un solido en forma de partfculas, un lfquido organico y una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario. Descripcion detallada de la invencion

Se describiran seguidamente diversas caractensticas y realizaciones preferidas a modo de ilustracion no limitativa. Campo de la invencion

Esta invencion incluye una sal de amonio cuaternario y, en particular, una composicion combustible que incluye la sal de amonio cuaternario. La composicion de la presente invencion, minimiza, reduce y regula la formacion de depositos en el motor, lo que reduce el consumo de combustible, favorece la conduccion, el mantenimiento del vetnculo y reduce las emisiones, lo que posibilita el funcionamiento optimo del motor.

Combustible

La composicion de la presente invencion puede comprender un combustible que es lfquido a temperatura ambiente y es util en el suministro de combustible a un motor. El combustible es normalmente un lfquido en condiciones ambientales, por ejemplo, a temperatura ambiente (20 a 30°C). El combustible puede ser un combustible de hidrocarburo, un combustible de hidrocarburo o una mezcla de los mismos. El combustible de hidrocarburo puede ser un destilado del petroleo que incluye una gasolina como se define por la norma ASTM D4814 o un combustible diesel como se define por la norma ASTM D975. En una realizacion de la invencion, el combustible es una gasolina y en otras realizaciones el combustible es una gasolina con plomo, o una gasolina sin plomo. En otra realizacion de esta invencion el combustible es un combustible diesel. El combustible de hidrocarburo puede ser un hidrocarburo preparado mediante un procedimiento de gas a lfquido para incluir, por ejemplo, hidrocarburos preparados mediante un procedimiento como el procedimiento de Fischer Tropsch. El combustible que no es hidrocarburo puede ser una composicion que contiene oxfgeno, a menudo denominada un oxigenato, que incluye un alcohol, un eter, una cetona, un ester de un acido carboxflico un nitroalcano o una mezcla de los mismos. El combustible que no es de hidrocarburo puede incluir, por ejemplo, metanol, etanol, metil-t-butil-eter, metil-etil-cetona, aceites transesterificados y/o grasas de vegetales y animales como ester metilico de semilla de soja y ester metflico de soja y nitrometano. En diversas realizaciones de esta invencion el combustible puede tener un contenido de oxigenato sobre una base en peso que es de 1 por ciento en peso o 10 por ciento en peso o 50 por ciento en peso o hasta 85 por ciento en peso. Las mezclas de combustibles de hidrocarburos y no hidrocarburos pueden incluir, por ejemplo, gasolina y metanol y/o etanol, combustible diesel y etanol y combustible diesel y un aceite vegetal transesterificado como ester metflico de colza. En una realizacion de la invencion, el combustible lfquido puede ser una emulsion de agua en un combustible de hidrocarburo, un combustible que no es de hidrocarburo o una mezcla de los mismos. En diversas realizaciones de esta invencion, el combustible puede tener un contenido de azufre sobre una base en peso que es de 5.000 ppm o menos, 1.000 ppm o menos, 300 ppm o menos, 200 ppm o menos, 30 ppm o menos o 10 ppm o menos. En otra realizacion, el combustible puede tener un contenido de azufre sobre una base en peso de 1 a 100 ppm. En una realizacion, el combustible contiene 0 ppm a 1.000 ppm o 0 a 500 ppm, o 0 a 100 ppm, o 0 a 50 ppm, o 0 a 25 ppm o 0 a 10 ppm o 0 a 5 ppm de metales alcalinos, metales alcalinoterreos, metales de transicion o sus mezclas. En otra realizacion, el combustible contiene 1 a 10 ppm en peso de metales alcalinos, metales alcalinoterreos, metales de transicion o sus mezclas. Es bien conocido en la tecnica que un combustible que contiene metales alcalinos, metales alcalinoterreo, metales de transicion o sus mezclas tiene una mayor tendencia a formar depositos y, por lo tanto, ensuciar o obstruir los inyectores. El combustible de la invencion puede estar presente en una composicion combustible en una cantidad principal que es generalmente de mas de 50 por ciento en peso y, en otras realizaciones, esta presente a mas de 90 por ciento en peso, mas de 95 por ciento en peso, mas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

de 99,5 por ciento en peso o mas de 99,8 por ciento en peso.

Sal de amonio cuaternario

La composicion de la presente invencion comprende una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de: (a) una amina sustituida con alquileno que tiene al menos un grupo amino terciario; (b) un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario, en que el agente cuaternizante es un epoxido de hidrocarbilo, representado por la formula (IX), en combinacion con un acido

imagen2

en la que Ri, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo C1-50; y

en la que la amina sustituida con polialqueno tiene un peso molecular medio numerico de 500 a 3.000 y es derivada de un poliisobutileno.

Ejemplos de la sal de amonio cuaternario y metodos para prepararla se describen en las siguientes patentes, que se incorporan como referencia a la presente memoria descriptiva, US 4.253.980, US 3.778.371, US 4.171.959, US 4.326.973, US 4.338.206 y US 5.254.138.

Amina sustituida con polialqueno

Las aminas sustituidas con polialquenos que tienen al menos un grupo amino terciario de la presente invencion son derivadas de un poliisobutileno y una amina como amomaco, monoaminas, poliaminas o sus mezclas. Pueden ser preparadas mediante una diversidad de metodos como los descritos con posterioridad.

Un metodo de preparacion de una amina sustituida con polialqueno incluye hacer reaccionar un polfmero de olefina halogenada con una amina, como se describe en las patentes de Ee.UU. 3.275.554, 3.438.757, 3.454.555, 3.565.804, 3.755.443 y 3.822.289.

Otro metodo de preparacion de una amina sustituida con polialqueno incluye la reaccion de una olefina hidroformilada con una poliamina e hidrogenar el producto de reaccion, como se expone en las patentes de EE.UU. 5.567.845 y 5.496.383.

Otro metodo de preparacion de una amina sustituida con polialqueno incluye convertir un polialqueno por medio de un reactivo de epoxidacion convencional con o sin un catalizador, en forma del correspondiente epoxido y convertir el epoxido en la amina sustituida con polialqueno mediante reaccion con amomaco o una amina bajo las condiciones de aminacion reductora, como se expone en la patente de EE.UU. 5.350.429.

Otro metodo para preparar una amina sustituida con polialqueno incluye la hidrogenacion de un p-aminonitrilo, que se prepara haciendo reaccionar una amina con un nitrilo, como se describe en la patente de EE.uU. 5.492.641.

Todavfa, otro metodo para preparar una amina sustituida con polialqueno incluye hidroformilar un polibuteno o poliisobutileno con un catalizador como rodio o cobalto en presencia de CO y H2 a presiones y temperaturas elevadas, como se describe en la patente de EE.UU. 4.832.702.

Los metodos anteriores para la preparacion de una amina sustituida con polialqueno son para fines ilustrativos solamente y no se quiere decir que sea una lista exhaustiva. Las aminas sustituidas con polialquenos de la presente invencion no estan limitadas en su alcance a los metodos de su preparacion descritos con anterioridad.

El sustituyente de polialqueno de la amina sustituida con polialqueno es derivado de poliisobutileno.

En una realizacion, las aminas que pueden ser usadas parar preparar la amina sustituida con polialqueno incluyen amomaco, monoaminas, poliaminas o sus mezclas, incluidas mezclas de diferentes monoaminas, mezclas de diferentes poliaminas y mezclas de monoaminas y poliaminas (que incluyen diaminas). Las aminas incluyen aminas alifaticas, aromaticas, heterodclicas y carbodclicas.

Las monoaminas y poliaminas se caracterizan por la presencia en su estructura de al menos un grupo H-N<. Por lo tanto, tienen al menos un grupo amino primario (por ejemplo, H2N-) o secundario (por ejemplo, H-N<). Las aminas pueden ser alifaticas, cicloalifaticas, aromaticas o heterodclicas.

Las monoaminas estan sustituidas generalmente con un grupo hidrocarburo que tiene 1 a aproximadamente 50

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

atomos de carbono. Estos grupos hidrocarbilo pueden ser alifaticos y exentos de insaturacion acetilenica y contienen de 1 a aproximadamente 30 atomos de carbono. Son particularmente preferidos los radicales de hidrocarburos alifaticos saturados que contienen de 1 a aproximadamente 30 atomos de carbono.

En una realizacion, las monoaminas, pueden estar representadas por la formula HMR1R2, en la que R1 es un grupo hidrocarbilo de hasta aproximadamente 30 atomos de carbono y R2 es hidrogeno o un grupo hidrocarbilo de hasta aproximadamente 30 atomos de carbono. Ejemplos de monoaminas adecuadas incluyen metilamina, etilamina, dietilamina, 2-etilexilamina, di-(2-etilexil)amina, N-butilamina, di-n-butilamina, alilamina, isobutilamina, cocoamina, estearilamina, laurilamina, metil-laurilamina y oleilamina.

Las monoaminas aromaticas incluyen aquellas monoaminas en las que un atomo de carbono de la estructura del anillo aromatico esta directamente unido al atomo de nitrogeno de la amina. El anillo aromatico sera habitualmente un anillo aromatico mononuclear (es decir, uno derivado de benceno) pero puede incluir anillos aromaticos condensados, especialmente los derivados de naftaleno. Ejemplos de monoaminas aromaticas incluyen: anilina, di- para-metilfenil)amina, naftilamina y N-(n-butil)anilina. Ejemplos de monoaminas alifaticas sustituidas, cicloalifaticas sustituidas y heterodclicas sustituidas incluyen: para-dodecilanilina, naftilamina sustituida con ciclohexilo y anilina sustituida con tienilo, respectivamente.

Las hidroxi-aminas estan tambien incluidas en la clase de monoaminas utiles. Estos compuestos son analogos sustituidos con hidroxihidrocarbilo de las monoaminas anteriormente mencionadas. En una realizacion, las hidroxi- monoaminas pueden estar representadas por la formula HNR3R4, en la que R3 es un radical alquilo hidroxi-sustituido de hasta 30 atomos de carbono y en una realizacion hasta 10 atomos de carbono y R4 es un radical alquilo hidroxi sustituido de hasta aproximadamente 30 atomos de carbono, hidrogeno o un grupo hidrocarbilo de hasta aproximadamente 10 atomos de carbono. Ejemplos de monoaminas hidroxi-sustituidas incluyen: etanolamina, di-3- propanolamina, 4-hidroxibutilamina, dietanolamina y N-metil-2-hidroxipropilamina.

En otra realizacion, la amina de la amina sustituida con polialqueno puede ser una poliamina. La poliamina puede ser alifatica, cicloalifatica, heterodclica o aromatica. Ejemplos de las poliaminas incluyen: alquileno-poliaminas, poliaminas que contienen hidroxi, arilpoliaminas y poliaminas heterodclicas.

Las alquileno-poliaminas incluyen las representadas por la formula

imagen3

en la que n vana en el intervalo de 1 a aproximadamente 10 y, en una realizacion de 2 a aproximadamente 7 y en una realizacion de 2 a aproximadamente 5 y el grupo “alquileno” tiene de 1 a aproximadamente 10 atomos de carbono y en una realizacion de 2 a aproximadamente 6 y en una realizacion de 2 a aproximadamente 4 atomos de carbono. R5 es independientemente hidrogeno, un grupo alifatico hidroxi- o amino-sustituido de hasta aproximadamente 30 atomos de carbono. Normalmente R5 es H o alquilo inferior (un grupo alquilo de 1 a aproximadamente 5 atomos de carbono) lo mas normalmente H. Estas alquileno-poliaminas incluyen: metileno- poliamina, etileno-poliaminas, butileno-poliaminas, propileno-poliaminas, pentileno-poliaminas, hexileno-poliaminas y heptileno-poliaminas. Los homologos superiores de estas aminas y piperazinas aminoalquil-sustituidas relacionadas estan tambien incluidos.

Las alquileno-poliaminas espedficas utiles para preparar las aminas sustituidas con polialquenos de esta invencion incluyen: etileno-diamina, dietileno-triamina, trietileno-tetramina, tetraetileno-pentamina, propileno-diamina, 3- dimetilaminopropilamina, trimetileno-diamina, hexametileno-diamina, decametileno-diamina, octametileno-diamina, di(heptametileno)triamina, tripropileno-tetramina, pentaetileno-hexamina, di-trimetileno-triamina), N-(2- aminoetil)piperazina y 1,4-bis(2-aminoetil)piperazina.

Las etileno-poliaminas, como las anteriormente mencionadas, son especialmente utiles por razones de coste y eficacia. Estas poliaminas se describen en detalle bajo el encabezado “Diamines and Higher Amines" en la Encyclopedia of Chemical Technology, Second Edition, Kirk and Othemer, Volumen 7, paginas 27-39, Interscience Publishers, Division of John Wiley and Sons, 1965. Estos compuestos se preparan de la forma mas conveniente mediante la reaccion de un cloruro de alquileno con amomaco o mediante reaccion de una etileno-imina con un reactivo de abertura del anillo como amomaco. Estas reacciones dan lugar a la produccion de las mezclas algo mas complejas de alquileno-poliaminas, que incluyen productos de condensacion dclicos como piperazinas.

Otros tipos utiles de mezclas de poliaminas son las que resultan de la separacion de las mezclas de poliaminas anteriormente descritas para dejar como residuo lo que se denomina a menudo “productos de cola de poliaminas”. En general, los productos de cola de alquileno-poliaminas se pueden caracterizar por tener menos de dos, habitualmente menos de 1% ( en peso) de material con punto de ebullicion por debajo de aproximadamente 200°C. Una muestra tfpica de estos productos de cola de etileno-poliaminas obtenidas de la empresa Dow Chemical

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Company de Freeport Texas denominada “E-100” tiene una densidad espedfica a 15,6°C de 1,0168, un porcentaje de nitrogeno en peso de 33,15 y una viscosidad a 40°C de 121 centistokes. Un analisis de cromatograffa gaseosa de esta muestra contiene aproximadamente 0,93% de “terminaciones ligeras” (lo mas probablemente DETA), 0,72% de TETA, 21,74% de tetraetileno-pentamina y 76,71% de pentaetilenohexamina y superiores (en peso). Estos productos de cola de alquilenopoliaminas incluyen productos de condensacion dclicos como piperazina y analogos superiores de dietilenotriamina o trietilenotriamina.

Las poliaminas que contienen hidroxi pueden incluir: hidroxialquil-alquileno-poliaminas que tienen 1 o mas sustituyentes hidroxialquilo en los atomos de nitrogeno. Estas poliaminas pueden ser preparadas haciendo reaccionar las alquilenopoliaminas anteriormente descritas con uno o mas oxidos de alquileno (por ejemplo, oxido de etileno, oxido de propileno y oxido de butileno). Pueden ser usados tambien productos de reaccion similares de oxido de alquileno-alcanolamina como los productos de reaccion preparados haciendo reaccionar alcanolaminas primarias, secundarias o terciarias con epoxidos de etileno, propileno o superiores en una relacion en moles de 1:1 a 1:2. Las relaciones de los reactantes y las temperaturas para llevar a cabo estas reacciones son conocidas por los expertos en la tecnica.

En una realizacion, las alquileno-poliaminas sustituidas con hidroxialquilo pueden ser aquellas en las que el grupo hidroxialquilo es un grupo hidroxialquilo inferior, por ejemplo, que tiene menos de ocho atomos de carbono. Ejemplos de estas poliaminas sustituidas con hidroxialquilo incluyen: N-(2-hidroxietil)etileno-diamina (tambien conocida como 2-(2-aminoetilamino)etanol), N,N-bis(2-hidroxietil)etileno-diamina, 1-(2-hidroxietil)piperazina, dietileno-triamina sustituida con monohidroxipropilo, tetraetilenopentamina sustituida con dihidroxipropilo y N-(3- hidroxibutil)tetrametileno-diamina.

Las aril-poliaminas son analogas a las monoaminas aromaticas anteriormente mencionadas excep'to en cuanto a la presencia en su estructura de otro atomo de nitrogeno de amino. Algunos ejemplos de aril-poliaminas incluyen N,N'- di-n-butil-para-fenileno-diamina y bis-(para-aminofenil)metano.

Las mono-y poli-aminas heterodclcicas pueden incluir: aziridinas, azetidinas, azolidinas, piridinas, pirroles, indoles, piperidinas, imidazoles, piperazinas, isoindoles, purinas, morfolinas, tiomorfolinas, N-aminoalquilmorfolinas, N- aminoalquiltiomorfolinas, N-aminoalquilpiperazinas, N,N'-diamino-alquilpiperazinas, azetinas, azocinas, azoninas, azecinas, y tetra-, di- y per-hidro-derivados de cada una de las anteriores y mezclas de dos o mas de estas aminas heterodclicas. Las aminas heterodclicas tfpicas son las aminas heterodclicas saturadas de 5 y 6 miembros que contienen solamente nitrogeno, oxfgeno y/o azufre en el anillo heterodclico, especialmente las piperidinas, piperazinas, tiomorfolinas, morfolinas, pirrolidinas. Son especialmente preferidas piperidina, piperidinas sustituidas con aminoalquilo, piperazinas, sustituidas con aminoalquilo, morfolina, morfolinas sustituidas con aminoalquilo, pirrolidina y pirrolidinas sustituidas con aminoalquilo. Habitualmente, los sustituyentes aminoalquilo estan sustituidos en un atomo de nitrogeno que forma parte del anillo heterodclico. Ejemplos espedficos de estas aminas heterodclicas incluyen. N-aminopropilmorfolina, n-aminoetilpiperazina y N,N'-diaminoetilpiperazina. Son tambien utiles las poliaminas hidroxi-heterodclicas, ejemplos de las cuales incluyen: N-(2-hidroxietil)cicloexilamina, 3- hidroxiciclopentilamina, parahidroxi-anilina y N-hidroxietilpiperazina.

Ejemplos de aminas sustituidas con polialquenos pueden incluir poli(propileno)amina, poli(buteno)amina, N,N- dimetilpoliisobutilenoamina; N-polibutenomorfolina, N-poli(buteno9etilenodiamina, N-

poli(propileno)trimetilenodiamina, N-poli(buteno)dietilenotriamina, N',N'-poli(buteno)tetraetilenopentamina y N,N- dimetil-N'-poli(propileno)-1,3-propilenodiamina.

El peso molecular medio numerico de la amina sustituida con polialqueno vana en el intervalo de 500 a 3.000 y, en una realizacion, puede variar en el intervalo de 1.000 a 1.500.

Cualquiera de las aminas sustituidas con polialquenos anteriores que son aminas secundarias o primarias, pueden ser aminas alquiladas a terciarias usando agentes de alquilacion, descritos tambien en la presente memoria descriptiva con posterioridad como agentes cuaternizantes, como dialquil-sulfatos, haluros de alquilo, carbonatos sustituidos con hidrocarbilo, hidrocarbil-epoxidos en combinacion con un acido y sus mezclas. Cuando se usan ciertos agentes cuaternizantes, como haluros de alquilo o dialquil-sulfatos, puede ser necesario proporcionar una base o un agente basico como carbonato de sodio o hidroxido de sodio para liberar la amina de su sal protonada antes de la alquilacion para proporcionar la amina terciaria libre. Las aminas primarias requieren dos equivalentes de agente de alquilacion y dos equivalentes de base para conseguir una amina terciaria. En una realizacion, la alquilacion de una amina primaria se puede hacer a menudo en cuatro etapas sucesivas, en primer lugar en un tratamiento con el agente de alquilacion y seguidamente un segundo tratamiento con una base y seguidamente repetir ambas etapas. En otra realizacion, la alquilacion de una amina primaria se puede hacer en una etapa, por ejemplo, usando dos moles de haluro de alquilo en presencia de un exceso de base heterogenea como carbonato de sodio. La alquilacion exhaustiva de una poliamina se puede hacer de una manera similar usando una cantidad de agente de alquilacion igual o en exceso de los equivalentes de atomos de hidrogeno en los atomos de nitrogeno de la amina y un exceso de base. En una realizacion, la poliamina es parcialmente alquilada a una amina terciaria antes de la cuaternizacion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

En otra realizacion, la alquilacion de aminas primarias y aminas secundarias a aminas terciarias se puede realizar tambien usando epoxidos. Al contrario que con los haluros de alquilo, cuando se usa un epoxido, no se necesita ningun tratamiento con base para conseguir la amina libre. Normalmente, cuando se alquilan aminas usando epoxidos, se usana al menos un molde epoxido por cada atomo de hidrogeno en la amina (por ejemplo, una amina primaria simple como R-NH2 necesitana dos moles de epoxido). En la alquilacion a la amina terciaria con un epoxido, no se necesita ningun acido o base adicional.

Agente cuaternizante

La composicion de la presente invencion contiene un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino en un atomo de nitrogeno cuaternario, en que el agente cuaternizante es un epoxido de hidrocarbilo, representado aqrn por la formula (IX), en combinacion con un acido. Cuando la amina sustituida con polialqueno contiene solamente grupos aminos primarios o secundarios, es necesario alquilar al menos uno de los grupos aminos primarios o secundarios a un grupo amino terciario como se describio anteriormente.

En una realizacion, la alquilacion de aminas primarias y aminas secundarias o mezclas con aminas terciarias pueden ser exhaustivamente o parcialmente alquiladas a una amina terciaria y adicionalmente alquiladas a una sal cuaternaria, todo en una etapa. En esta etapa unica, es necesario tener apropiadamente los atomos de hidrogeno en los atomos de nitrogeno y proporcionar base o acido en la medida necesaria (por ejemplo, la alquilacion hasta la amina terciaria requiere la separacion (neutralizacion) del atomo de hidrogeno (proton) del producto de la alquilacion). Con agentes de alquilacion como dialquil-sulfatos, el producto de alquilacion de una amina primaria o secundaria es una sal protonada y necesita una fuente de base para liberar la amina y la continuacion hasta la sal cuaternaria con estos agentes requiere la alquilacion de la amina terciaria y el producto es el monometil-sulfato de amonio cuaternario. Por ejemplo, los epoxidos como agentes de alquilacion hacen tanto la alquilacion como la neutralizacion, de forma que el producto de alquilacion es ya la amina libre. Para continuar hasta la sal cuaternaria con epoxidos, es necesario proporcionar un equivalente de un acido para proporcionar un proton para el grupo hidroxi y un contra-anion para la sal.

El agente cuaternizante es un epoxido de hidrocarbilo, representado por la siguiente formula, en combinacion con un acido:

imagen4

En la que R1, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo C1-50.

Ejemplos de hidrocarbil-epoxidos pueden incluir: oxido de estireno, oxido de etileno, oxido de propileno, oxido de butileno, oxido de estilbeno y epoxido C2-50.

Fluidizador

La composicion de la presente invencion puede contener adicionalmente un fluidizador.

En una realizacion, el fluidizador puede ser una polieteramina, que puede estar representada por la formula R[OCH2CH(R1)]nA en la que R es un grupo hidrocarbilo, R1 se selecciona entre el grupo que consiste en hidrogeno, grupos hidrocarbilo de 1 a 16 atomos de carbono y sus mezclas, n es un numero de 2 a aproximadamente 50 y A se selecciona entre el grupo que consiste en O-OCH2CH2CH2NR2R2 y -NR3R3, en que cada R2 es independientemente hidrogeno o hidrocarbilo y cada R3 es independientemente hidrogeno, hidrocarbilo o -[R4N(R5)]pR6, en que R4 es alquileno C2-C10, R5 y R6 son independientemente hidrogeno o hidrocarbilo y p es un numero de 1-7. Estas polieteraminas pueden ser preparadas condensando inicialmente un alcohol o alquilfenol con un oxido de alquileno, mezcla de oxidos de alquileno o con varios oxidos de alquileno de una forma secuencial en una relacion en moles de 1:2-50 de compuesto tudrico a oxido de alquileno para formar un intermedio de polieter. La patente de EE.UU. 5.094.667 proporciona condiciones de reaccion para preparar un intermedio de polieter. En una realizacion, los alcoholes pueden ser lineales o ramificados de 1 a 30 atomos de carbono, en otra realizacion de 6 a 20 atomos de carbono y, todavfa en otra realizacion, de 10 a 16 atomos de carbono. El grupo alquilo de los alquil-fenoles puede tener de 1 a 30 atomos de carbono, en otra realizacion de 10 a 20 atomos de carbono. Ejemplos de los oxidos de alquileno incluyen oxido de etielno, oxido de propileno u oxido de butileno. El numero de unidades de oxido de alquileno en el intermedio de polieter puede ser 10-35 o 18-27. El intermedio de polieter puede ser convertido en una polieteramina mediante aminacion con amomaco, una amina o una poliamina para formar una polieteramina del tipo en que A es -NR3R3. La solicitud de patente publicada EP310875 proporciona condiciones de reaccion para la reaccion de aminacion. Alternativamente, el intermedio de polieter puede ser convertido tambien en una

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

polieteramina del tipo en que A es -OCH2CH2CH2NR2R2 mediante reaccion con acrilonitrilo seguido de hidrogenacion. La patente de EE.UU. 5.094.667 proporciona condiciones de reaccion para la cianoetilacion y posterior hidrogenacion. Las polieteraminas en las que A es -OCH2CH2CH2NH2 son normalmente preferidas. Ejemplos comerciales de polieteraminas son la gama Techron® de la empresa Chevron y la gama Jeffamine® de la empresa Huntsman.

En otra realizacion, el fluidizador puede ser un polieter, que puede estar representado por la formula R7O[CH2CH(R8)O]qH en la que R7 es un grupo hidrocarbilo, R8 se selecciona entre el grupo que consiste en hidrogeno, grupos hidrocarbilo de 1 a 16 atomos de carbono y sus mezclas y q es un numero de 2 a aproximadamente 50. Las condiciones de reaccion para la preparacion asf como las diversas realizaciones de los polieteres se presentan con anterioridad en la descripcion de la polieteramina para el intermedio de polieter. Un ejemplo comercial de un polieter es la serie Lyondell ND®. Otros polieteres adecuados estan tambien disponibles en la empresa Dow Chemicals, Huntsman, y en la empresa ICI.

Todavfa, en otra realizacion, el fluidizador puede ser un poli-(oxialquileno)-aminocarbamato terminado con hidrocarbilo como se describe en la patente de EE.UU. n° 5.503.644.

Todavfa, en otra realizacion, el fluidizador puede ser un alcoxilato, en que el alcoxilato puede comprender: (i) un polieter que contiene dos o mas grupos terminales ester; (ii) un polieter que comprende uno o mas grupos ester o uno o mas grupos eter terminales o (iii) un polieter que contienen uno o mas grupos ester y uno o mas grupos amino terminales en que el grupo terminal se define como un grupo colocado dentro de cinco atomos de carbono u oxfgeno conectores desde el extremo del polfmero. La conexion se define como la suma de los atomos de carbono y oxfgeno conectores en el polfmero o grupo terminal.

Un alcoxilato puede estar representado por la formula:

imagen5

En la R10 es H TC(O)- o un grupo hidrocarbilo C1-36, en que T es una mezcla de hidrocarbilo de acidos grasos de C1- 36 en acido graso de sebo o un acido graso exento de acido resmico; R20 es H, A, VC(O)- o sus mezclas en que A se selecciona entre el grupo que consiste en -OCH2CH2CH2NR R y -NR R en que cada R es independientemente hidrogeno o hidrocarbilo y cada R3 es independientemente hidrogeno, hidrocarbilo o -[R4N(R5)]pR6 en que R4 es alquileno C2-C10, R5 y R6 son independientemente hidrogeno o hidrocarbilo y p es un numero de -7, W es un grupo hidrocarbilo C1-36; R1 se selecciona entre el grupo que consiste en hidrogeno, grupos hidrocarbilo de 1 a 16 atomos de carbono; X es un numero entero de 1 a 36; Z es un numero entero de 1 a 3; Q puede ser O o N; con la condicion de que si Q es N entonces d puede ser un numero entero de 0 a 2 y Z es el numero entero 3-d; si Q es U entonces d puede ser un numero entero de 0 a 1 y Z es el numero entero 2-d y si Q es O y R1 es un grupo hidrocarbilo C1-36 entonces R2 es WC (O)-.

Ejemplos del alcoxilato pueden incluir: poli(oxido de propileno (22-24)-eter-amina) iniciada con alcohol C 12-15, Bayer ACtAcLEAR ND21-A® (poli(oxido de propileno) (22-24)-eter-ol iniciado con alcohol C12-15), poli(oxido de propileno(22-24)-ester-ol iniciado con acido graso de aceite de sebo, poli(oxido de propileno (23-25)-eter-ester de acido graso de sebo iniciado con butanol, poli(oxido de propileno (23-25)-eter-ol) iniciado con dioleato de glicerol, poli(oxido de propileno (33-34)-eter-ester de acido graso de sebo) iniciado con propilenglicol, poli(oxido de popileno (22-24)-ester-ol) iniciado con acido graso de sebo y poli(oxido de propielno (22-24)-eter-ester de acido graso de sebo) iniciado con alcohol C12-15.

Estos alcoxilatos pueden ser preparados a partir de la reaccion de un acido graso como acidos grasos de aceites de sebo (TOFA), es decir, la mezcla de acidos grasos predominantemente oleico y linoleico y contiene acidos resrnicos residuales o acido de sebo, es decir, la mezcla de acidos grasos predominantemente estearico, palmftico y oleico con un polieter terminado con alcohol como propilenglicol en presencia de un catalizador acido, habitiualmente acido metanosulfonico. Estos alcoxilatos pueden ser preparados tambien a partir de la reaccion de dioleato de glicerol y oxido de propileno en presencia de un catalizador.

Aceite de viscosidad lubricante

La composicion de la presente invencion puede contener un aceite de viscosidad lubricante. El aceite de viscosidad lubricante incluye aceites naturales o sinteticos de viscosidad lubricante, aceite derivado de hidrocraqueo, hidrogenacion, hidroacabado, aceites sin refinar, refinados, y re-refinados o una mezcla de los mismos. En una realizacion, el aceite de viscosidad lubricante es un fluido portador para los antiguos dispersantes Y7o otros para el

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

rendimiento.

Los aceites naturales incluyen aceites animales, aceites vegetales, aceites minerales o mezclas de los mismos. Los aceites sinteticos incluyen un aceite de hidrocarburo, un aceite basado en silicio, un ester lfquido de acido que contienen fosforo. Los aceites sinteticos pueden ser producidos mediante reacciones de Fischer-Tropsch y normalmente pueden ser hidrocarburos o ceras de Fischer-Tropsch hidrosomerizados.

Los aceites de viscosidad lubricante pueden ser definidos tambien como se espedfica por la entidad American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines. En una realizacion, el aceite de viscosidad lubricante comprende API grupo I, II, III, IV, V o una mezcla de los mismos y, en otra realizacion, API grupo I, II, III, o sus mezclas.

Componentes diversos

La composicion comprende opcionalmente uno o mas aditivos de rendimiento adicionales. Los aditivos de rendimiento pueden incluir: desactivadores de metales, detergentes, dispersantes, modificadores de la viscosidad, modificadores del rozamiento, modificadores de la viscosidad dispersante, agentes de presiones extremas, agentes antidesgaste, antioxidantes, inhibidores de la corrosion, inhibidores de espuma, desemulsionantes, depresores del punto de descongelacion, aceites de hinchamiento hermeticos, polfmeros para el control de las ceras, inhibidores de la formacion de depositos, inhibidores de hidratos de gases y sus mezclas.

La cantidad combinada total de compuestos aditivos de rendimiento adicionales presentes sobre una base exenta de aceite vana en el intervalo de 0% p a 25% p o de 0,01% p a 20% p de la composicion. No obstante, pueden estar presentes uno o mas de otros aditivos de rendimiento, es comun que los otros aditivos de rendimiento esten presentes en cantidades diferentes en relacion unos a otros.

En una realizacion, la composicion puede estar en una cantidad formadora de concentrado. Si la presente invencion puede estar en la forma de un concentrado que puede estar combinado con aceite adicional para formar, en su totalidad o en parte, un lubricante y/o combustible lfquido acabado), la relacion de aditivo de la invencion y/o otros aditivos de rendimiento adicionales en un aceite de viscosidad lubricante y/o combustible lfquido respecto a aceite diluyente esta en el intervalo de 80:20 a 10:90 en peso.

Los antioxidantes incluyen ditiocarbamatos de molibdeno, olefinas sulfuradas, fenoles con impedimento esterico, difenilaminas; los detergentes incluyen neutros o con exceso de bases, newtonienos o no newtonienos, sales basicas de metales alcalinos, alcalinoterreos y de transicion con uno o mas felatos, feratos sulfurados, sulfonatos, acidos carboxflicos, acidos de fosforo, acidos mono- y/o di-tiofosforico, alquilsalicilatos y salixaratos.

Los dispersantes incluyen alquenil-succinimida de cadena larga N-sustituida asf como una version posteriormente tratada de la misma, los dispersantes posteriormente tratados incluyen los de una reaccion con urea, tiourea, dimercaptotiadiazoles, disulforo de carbono, aldehfdos, cetonas, acidos carboxflicos, anhfdridos sucdnicos sustituidos con hidrocarburos, nitrilos, epoxidos, compuestos de boro y compuestos de fosforo.

Los agentes antidesgaste incluyen: tiofosfatos metalicos, especialmente dialquilditiofosfatos de zinc; esteres de acido fosforico o una sal del mismo; fosfitos y esteres carboxflicos que contienen fosforo, eteres y amidas.

Los agentes anti-rozamiento incluyen: sulfuros y polisulfuros organicos disulfuro de bencilo, disulfuro de bis- clorobencilo), tetrasulfuro de dibutilo, polisulfuro de di-butilo terciario, sulfuro de di-terc-butilo, aductos de 10-alder sulfurados o sulfenil N',N-dialquil-ditiocarbonatos de alquilo.

Los agentes para presiones extremas (EP) incluyen: cera clorada; sulfuros y polisulfuros organicos como, disulfuro de bencilo, disulfuro de bis-(clorobencilo), tetrasulfuro de dibutilo, ester metflico sulfurado de acido oleico, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, terpeno sulfurado y productos de 16-alder sulfurados; hidrocarburos fosfosulfurados y tiocarbamatos metalicos como dioctil ditiocarbamato de zinc.

Los modificadores de rozamiento incluyen: aminas grasas; esteres como esteres de glicerolborados; esteres parciales de glicerol como monooleato de glicerol; fosfitos grasos; amidas de acidos grasos; epoxidos grasos; epoxidos grasos borados; aminas grasas alcoxiladas; aminas grasas alcoxiladas y boradas; sales metalicas de acidos grasos; imidazolinas grasas; productos de condensacion de acidos carboxflicos y polialquileno-poliaminas y sales de aminas y acidos alquilfosforicos.

Los modificadores de la viscosidad incluyen: copolfmeros hidrogenados de estireno-butadieno; polfmeros de etileno- propileno, poliisobutenos, polfmeros de estireno-isopreno hidrogenados, polfmeros de isopreno hidrogenados, esteres de polimetacrilato-acido, esteres de poliacrilato-acido, polialquil-estirenos, copolfmeros de alquenil-aril- dienos conjugados, poliolefinas, poli(metacrilatos de alquilo) y esteres de copolfmeros de anhfdrido maleico-estireno.

Los modificadores de la viscosidad dispersante (a menudo denominados DVM incluyen: poliolefinas funcionalizadas,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

por ejemplo, copoKmeros de etileno-propileno que han sido funcionalizados con el producto de reaccion de antudrido maleico y una amina; un polimetacrilato funcionalizado con una amina; y copolfmeros de estireno-antudrido maleico reaccionados con una amina.

Los inhibidores de la corrosion incluyen: octanoato de octilamina; producto de condensacion de acido o antudrido dodecenil-succmico y un acido dodecenil-succmico y un acido graso como acido oleico con una poliamina.

Los desactivadores de metales incluyen: derivados de dimercaptotiodiazol, 1,2,4-triazoles, bencimidazoles, 2- alquilditiobencimidazoles o 2-alquilditiobenzotiazoles.

Los inhibidores de la formacion de espuma incluyen copolfmeros de acrilato de etilo y acrilato de 2-etilexilo y, opcionalmente, acetato de vinilo.

Los desemulsionantes incluyen polietilenglicoles, poli(oxidos de etileno), poli(oxidos de propileno) y polfmeros de oxido de etileno-oxido de propileno; los depresores del punto de congelacion incluyen esteres de antudrido maleico- estireno, polimetacrilatos, poliacrilatos y poliacrilamidas.

Los agentes de hichamiento hermeticos incluyen Exxon Necton-37® (FN 1380) y Exxon Mineral Seal Oil.

Aplicacion industrial

En una realizacion, la presente invencion es util como un combustible lfquido para un motor de combustion interna. El motor de combustion interna incluye motores de ignicion por chispa e ignicion por compresion; ciclos de dos tiempos o cuatro tiempos; combustible lfquido suministrado a traves de inyeccion directa, inyeccion indirecta, inyeccion por orificios y carburador; sistemas de inyectores common rail y unitarios; motores de accion ligera (por ejemplo, coche de pasajeros) y energica (por ejemplo, camiones comerciales); y motores alimentados con combustibles de hidrocarburos y no hidrocarburos y sus mezclas. Los motores pueden ser parte de sistemas de emisiones integradas que incorporen elementos como sistemas EGR; tratamiento posterior que incluye catalizador de 3 vfas, catalizador de oxidacion, absorbedores y catalizadores de NOx, filtros de partmulas no catalizados que emplean opcionalmente un catalizador portado por el combustible; ritmo variable de valvulas y conformacion del ritmo y velocidad de inyeccion.

En otra realizacion, la presente invencion es util en revestimientos, tintas, bases de trituracion, plasticos y pinturas, especialmente pinturas con alto contenido de solidos; tintas, especialmente tintas de impresion Offset, grabado y serigraffa, tintas curables por radiacion; procedimientos ceramicos no acuosos, especialmente procedimientos de tipo de revestimiento por cinta, cuchilla limpiadora, extrusion y moldeo por inyeccion; materiales compuestos, productos cosmeticos, adhesivos y materiales plasticos. Adicionalmente, la composicion de la presente invencion es un dispersante eficaz para distribuir uniformemente un solido en forma de partmulas en un medio organico. Ejemplos de solidos en forma de partmulas adecuados, son pigmentos para tintas disolventes; pigmentos, diluyentes y materiales de carga para pinturas y materiales plasticos; colorantes dispersos; agentes abrillantadores opticos y componentes auxiliares textiles para banos de tintes disolventes, tintas y otros sistemas de aplicacion de disolventes; solidos para lodos de perforacion basados en aceite y emulsiones inversas; partmulas de suciedad y solidas en fluidos de limpieza en seco; materiales ceramicos en forma de partmulas; materiales magneticos y medios de registro magneticos; fibras como vidrio, acero, carbono y boro para materiales compuestos; y biocidas, productos agroqmmicos y farmaceuticos que son aplicados como dispersiones en medios organicos.

En una realizacion, la invencion proporciona una composicion que comprende (i) un solido en forma de partmulas; (ii) un medio organico y (iii) una sal de amonio cuaternario, que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

En una realizacion, el medio organico es un lfquido organico o un material de plastico. En una realizacion, la composicion es como se reivindica en la reivindicacion 1 en la que el lfquido organico comprende al menos 0,1% en peso de un lfquido organico polar basado en el lfquido organico total.

En una realizacion, el solido en forma de partfculas es un pigmento.

En una realizacion, la invencion proporciona una composicion de pintura o tinta que comprende un solido en forma de partfculas, un lfquido organico, un aglutinante y una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

El aglutinante es un material poKmero capaz de unir la composicion tras la volatilizacion del Ifquido organico. Los aglutinantes son materiales polfmeros que incluyen materiales naturales y sinteticos. En una realizacion, los aglutinantes incluyen poli(met) acrilatos, productos poliestirenicos, poliesteres, poliuretanos, productos alqmdicos, polisacaridos como celulosa y protemas naturales como casema. En una realizacion, el aglutinante puede estar presente en la composicion a mas de 100% basado en la cantidad de solido en forma de partfculas, mas de 200%, mas de 300% o mas de 400%.

En una realizacion, la invencion proporciona una base de trituracion que comprende un solido en forma de partfculas, un lfquido organico y una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario;

b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario.

En una realizacion, el solido es un pigmento organico de cualquiera de las clases reconocidas de pigmentos descritos, por ejemplo, en la tercera edicion del Colour Index (1971) y revisiones posteriores, y complementos del mismo, en el capftulo titulado "Pigments". Ejemplos de pigmentos organicos son los de las series azoicos, disazoicos, azoicos condensados, tiomdigo, indantrona, isoindantrona, antantrona, antraquinona, isodibenzantrona, trifendioxazina, quinacridona y ftalocianina especialmente ftalocianina de cobre y sus derivados halogenados nucleares y tambien lacas de colorantes acidos, basicos y mordientes. El negro de carbon, aunque estrictamente es inorganico, se comporta mas como un pigmento organico en sus propiedades dispersantes. En una realizacion, los pigmentos organicos son ftalocianinas, especialmente ftalocianinas de cobre, compuestos monoazoicos, dixazoicos, indantronas, antrantonas, quinacridonas y negros de carbon.

Los componentes solidos inorganicos incluyen: diluyentes y materiales de carga como talco, caolm, sflice, baritas y yeso; materiales ceramicos en forma de partfculas como alumina, sflice, circonia, titania, nitruro de silicio, nitruro de boro, carburo de silicio, carburo de boro, nitruros mixtos de silicio-aluminio y titanatos metalicos; materiales magneticos en forma de partfculas como los oxidos magneticos de metales de transicion, especialmente hierro y cromo, por ejemplo, gamma-fe2O3, Fe3O4, oxidos de hierro dopados con cobalto, oxido de calcio, ferritas, especialmente ferritas de bario y partfculas metalicas, especialmente hierro metalico, mquel, cobalto, cobre y sus aleaciones.

En una realizacion, el medio organico, que puede estar presente con la composicion del producto de reaccion de la invencion y un solido en forma de partfculas, es un material de plastico. En otra realizacion, el medio organico puede ser un lfquido organico. El lfquido organico puede ser un lfquido organico polar o no polar. En una realizacion, los lfquidos organicos no polares son compuestos que contienen grupos alifaticos, grupos aromaticos o sus mezclas. Los lfquidos organicos no polares incluyen hidrocarburo aromaticos no halogenados (por ejemplo, tolueno y xileno), hidrocarburos aromaticos halogenados (por ejemplo, clorobenceno, diclorobenceno o clorotolueno), hidrocarburos alifaticos no halogenados (por ejemplo, hidrocarburos alifaticos lineales y ramificados que contienen seis o mas atomos de carbono completamente y parcialmente saturados), hidrocarburos alifaticos halogenados (por ejemplo, diclorometano, tetracloruro de carbono, cloroformo o tricloroetano) y productos organicos no polares naturales (por ejemplo, aceites vegetales, aceite de girasol, aceite de linaza, terpenos y gliceridos). En una realizacion, las resinas termoplasticas incluyen: poliolefinas, poliesteres, poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, productos poliestirenicos, poli(met)acrilatos, celulosas y derivados de celulosa. Las composiciones pueden ser preparadas mediante un cierto numero de vfas pero la mezcladura en estado fundido y la combinacion de solidos en seco son metodos tfpicos. Si se desea, las composiciones pueden contener otros ingredientes, por ejemplo, resinas (en las que estas ya no constituyen el medio organico), aglutinantes, agentes fluidizantes, agentes anti-sedimentacion, plastificantes, tensioactivos, antiespumantes, modificadores de la reologfa, agentes niveladores, modificadores de brillo y conservantes.

Se puede preparar una dispersion mediante cualquiera de los metodos convencionales conocidos para preparar dispersiones. Por tanto, el solido en forma de partfculas, el medio organico y el dispersante pueden ser mezclados en cualquier orden, la mezcla puede ser seguidamente sometida a un tratamiento mecanico para reducir las partfculas del solido hasta un tamano apropiado, por ejemplo, mediante trituracion en molino de bolas, molino de perlas, molino de grava o molino de plastico hasta que se forma la dispersion. Alternativamente, el solido puede ser tratado para reducir su tamano de partfculas de forma independiente o mezclado con el medio organico o el dispersante, siendo seguidamente anadido(s) el otro u otros ingredientes y siendo agitada la mezcla para proporcionar la composicion.

La composicion de la presente invencion es particularmente adecuada para dispersiones lfquidas. En una realizacion, estas composiciones de dispersiones comprenden:

(a) de 0,5 a 70 partes de un solido en forma de partfculas;

(b) de 0,5 a 30 partes de un compuesto de la sal de amonio cuaternario anteriormente descrita; y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

(c) de 20 a 99 partes de un Ifquido organico; en que todas las partes estan en peso y las cantidades (a) + (b) + (c) = 100,

Y estas dispersiones son utiles como tintas, pinturas y bases de trituracion (Kquidas).

Como se usa en la presente memoria descriptiva, la expresion “sustituyente de hidrocarbilo” o “grupo hidrocarbilo” se usa en su sentido ordinario, que es bien conocido por los expertos en la tecnica. Espedficamente, se refiere a un grupo que tiene un atomo de carbono directamente unido al resto de la molecula y que tiene un caracter predominantemente de hidrocarburo. Ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen: sustituyentes de hidrocarburos, es decir, sustituyentes alifaticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alidclicos (por ejemplo, cicloalquilo o cicloalquenilo) y sustituyentes aromaticos con sustitucion aromatica, alifatica y alidclica, as^ como sustituyentes dclicos en los que el anillo es completado a traves de otra parte de la molecula (por ejemplo, dos sustituyentes forman conjuntamente un anillo); sustituyentes de hidrocarburos sustituidos, es decir, sustituyentes que contienen grupos no hidrocarbonados que, en el contexto de esta invencion, no alteran la naturaleza predominantemente de hidrocarburo del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y fluor), hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi); hetero-sustituyentes, es decir, sustituyentes que, aunque tienen un caracter predominantemente de hidrocarburo, en el contexto de esta invencion, contienen otros distintos de carbono en el anillo o cadena que por lo demas compuesta por atomos de carbono. Los heteroatomos incluyen azufre, oxfgeno, nitrogeno y abarcan sustituyentes como piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. En general, estaran presente no mas de dos, preferentemente no mas de un sustituyente no hidrocarbonado para cada diez atomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; normalmente, no habra sustituyentes no hidrocarbonados en el grupo hidrocarbilo.

Es conocido que algunos de los materiales anteriormente descritos pueden interaccionar en la formulacion final, de forma que los componentes de la formulacion final pueden ser diferentes a los inicialmente anadidos. Por ejemplo, los iones metalicos (por ejemplo, de un detergente) puede desplazar a otros sitios acidos o anionicos de otras moleculas. Los productos asf formados, incluido los productos formados tras emplear la composicion de la presente invencion en su uso previsto, puede que no sean susceptibles de una descripcion facil. No obstante, todas estas modificaciones y productos de reacciones estan incluidos dentro del alcance de la presente invencion; la presente invencion abarca la composicion preparada mezclando los componentes anteriormente descritos.

Ejemplos

La invencion se ilustrara adicionalmente mediante los siguientes ejemplo, que exponen realizaciones particularmente ventajosas. Aunque los ejemplos se proporcionan para ilustrar la presente invencion, no esta previsto que la limiten.

Ejemplo A - Preparacion de poliisobuteno - dimetilamina (PIB DMA) a traves de cloro

Un aparato adecuado para manejar cloro y cloruro de hidrogeno gaseoso (reactor de vidrio, agitador de vidrio, juntas de PTFE, sensor de vidrio para termopar) es conectado a depuradores de hidroxido de sodio. En el recipiente de vidrio se introducen 1.000 g (~ 1 mol, 1 equiv.) de poliisobutileno (PIB) 1.000 Mn con bajo contenido de vinilideno y se caliente a 100-120°C y se calienta a 110-120°C y se hace burbujear 1 mol (70 g, 1 equiv.) de cloro en el reactor durante 7 horas. La reaccion es sometida a aspersion con nitrogeno a 110-120°C durante una noche para separar HCl.

El cloruro de PIB resultante es transferido a un autoclave y el autoclave se cierra hermeticamente. Para cada mol (~ 1030 g) de cloruro de PIB se anade 1 mol de dietilamina gaseosa (45 g) y la reaccion se calienta a 160-170°C durante 8 horas o hasta que no se observa mas reduccion adicional de la presion. La reaccion se enfna a temperatura ambiente y se libera la presion. Se anade suficiente disolvente Solvesso® 150 para preparar una solucion de componentes activos al 70 % p/p y la reaccion se agita hasta que se hace homogenea. La solucion de PIB-DMA resultante es transferida a un embudo separador y se lava dos veces con solucion de hidroxido de sodio 2 N, para separar HCl y NaCl. Despues de la separacion, el producto se seca sobre MgSO4 y se filtra a traves de un cartucho de Selite®.

Ejemplo B - Preparacion poliisobuteno-dimetilamina (PIB DMA) a traves de hidroformilacion

Se calientan poliisobutileno (PIB) con elevado contenido de vinilideno (500 g, Mn 950, 0,53 moles), 300 g de dodecano y 2,8 g de cobalto-octacarbonilo en un autoclave de 2,5 litros de 280 bares, 1:1 de CO:H2, durante 5 horas a 185°C, mientras se agita. La mezcla se enfna a temperatura ambiente y el catalizador se separa lavando con 400 ml de acido acetico acuoso al 10%. El producto se neutraliza mediante lavado y el dodecano se separa para producir el aldeddo de PIB y posiblemente tambien alcohol de PIB.

En un reactor equipado con agitador, condensador y filtro de Dean and Stark se introduce 1 mol (~ 980 g) del PIB hidroformilado anterior mas 0,5 moles de solucion acuosa al 40% de dimetilamina ( 112,5 g) y 500 ml de ciclohexano. La reaccion se calienta a reflujo hasta que no se separa mas agua y el ciclohexano se separa mediante destilacion bajo vado. Se hace reaccionar 1 kg del producto de azometina de lo que antecede con 100 g de dquel-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Raney y con 25.000 kPa de hidrogeno en un autoclave a 200°C durante 4 horas, seguido de separacion bajo vado, produciendo el producto de PIB-DMA final.

Ejemplo 1 - Sal de amonio cuaternario de dimetilsulfato preparada a partir del producto de reaccion del ejemplo A (no esta de acuerdo con la invencion)

El producto de reaccion del Ejemplo A (Mn 1045, 70% activo, 41 g, 27,5 mmol) se agita a temperatura ambiente en un recipiente de vidrio y seguidamente se anade gota a gota sulfato de dimetilo (3,3 g, 26,2 mmol) durante 1 minuto para proporcionar la sal de amonio cuaternario. La mezcla completa se agita a temperatura ambiente durante 1 hora bajo una capa protectora de nitrogeno y se toman muestras que se titulan frente a un indicador de verde de bromocresol.

Ejemplo 2 - Sal de amonio cuaternario de cloruro de bencilo preparada a partir del producto de reaccion del ejemplo A (no es segun la invencion)

El producto de reaccion del ejemplo A (Mn 1045, 70% activo, 41 g, 27,5 mmol) se agita a temperatura ambiente en un recipiente de vidrio y seguidamente se anade gota a gota cloruro de bencilo (3,32 g, 26,2 mmol) durante un minuto para proporcionar la sal de amonio cuaternario. La mezcla se agita a temperatura ambiente durante 1 hora bajo una capa protectora de nitrogeno y se toman muestras que se titulan frente a indicador de verde de bromocresol.

Ejemplo 3 - Sal de amonio cuaternario de dimetilsulfato preparada a partir del producto de reaccion del ejemplo B. (no esta de acuerdo con la invencion)

El producto de reaccion del ejemplo B (Mn 995, 23,7 g, 23,8 mmol) se agita en un recipiente de vidrio con 10 g de disolvente Solvesso® 150 hasta que se hace homogeneo y se anade sulfato de dimetilo (2,85 g, 22,6 mmol) para proporcionar la sal de amonio cuaternario y la reaccion se calienta a 90°C durante 3 horas bajo una capa protectora de nitrogeno. Al final de las 3 horas, se toman muestras de la mezcla y se titulan frente a indicador de verde de bromocresol.

Ejemplo 4- Sal de amonio cuaternario de cloruro de bencilo preparada a partir del producto de reaccion del ejemplo B (no es segun la invencion)

El producto de la reaccion del ejemplo B (Mn 995, 23,7 g, 23,8 mmol) se agita en un recipiente de vidrio con 10 g de disolvente Solvesso® 150 hasta que se hace homogeneo y se anade cloruro de bencilo (2,86 g, 22,6 mmol) para proporcionar la sal de amonio cuaternario y la reaccion se calienta a 90°C durante 3 horas bajo una capa protectora de nitrogeno. Al final de las 3 horas, se toman muestras de la mezcla y se titulan frente a indicador de verde de bromocresol.

Ejemplo 5- Sal de amonio cuaternario de oxido de estireno preparada a partir del producto de reaccion del ejemplo A

El producto de reaccion del ejemplo A (Mn 1045, 522,5 g, 0,5 moles) se mezcla en un recipiente de reaccion con oxido de estireno (60 g, 0,5 moles) y se calienta hasta 80°C. Una vez que la mezcla alcanza 80°C, se anade gota a gota acido acetico (30 g, 0,5 moles) durante 2 horas para proporcionar la sal de amonio cuaternario. Despues de la adicion del acido acetico, la temperatura de la mezcla se mantiene durante 2 a 3 horas. La reaccion se verifica mediante FTIR. La mezcla se enfna a 50°C y se somete a decantacion en un recipiente de almacenamiento.

Excepto en los ejemplos, o cuando se indique explfcitamente de otra forma, todas las cantidades numericas en esta descripcion que especifican cantidades de materiales, condiciones de reaccion, pesos moleculares o numero de atomos de carbono debe entenderse que estan modificadas por el termino “aproximadamente”. Salvo que se indique otra cosa, cada producto qmmico o composicion citado en la presente memoria descriptiva se debe interpretar que es un material de calidad comercial que puede contener los isomeros, subproductos, derivados y otros materiales de este tipo que se entiende normalmente que estan presentes en la calidad comercial. Sin embargo, la cantidad de cada componente qmmico es presentada exclusivamente para cualquier disolvente o aceite diluyente, que puede estar habitualmente presente en el material comercial salvo que se indique otra cosa. Debe entenderse que la cantidad superior e inferior, intervalo y lfmites de relaciones expuestos en la presente memoria descriptiva pueden ser independientemente combinados. Analogamente, los intervalos y cantidades para cada elemento de la invencion pueden ser usados conjuntamente con intervalos o cantidades para cualquiera de los otros elementos. Como se usa en la presente memoria descriptiva, la expresion “que consiste esencialmente en” permite la inclusion de sustancias que no afecten materialmente a las caractensticas basicas y nuevas de la composicion sometida a consideracion.

Claims (6)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   REIVINDICACIONES

   1. Una composicion, que comprende una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reaccion de:

   a. una amina sustituida con polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y

   b. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino terciario en un atomo de nitrogeno cuaternario,

   en la que el agente cuaternizante es un epoxido de hidrocarilo, representado por la formula (IX), en combinacion con un acido

   imagen1

   en la que R1, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo C1-50; y

   en la que la amina sustituida con polialqueno tiene un peso molecular medio numerico de 500 a 3.000 y es derivada de un poliisobutileno.
2. 2. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un combustible que es lfquido a temperatura ambiente.
3. 3. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un fluidizador.
4. 4. La composicion de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un aceite de viscosidad lubricante.
5. 5. La composicion de la reivindicacion 4, que comprende adicionalmente un componente seleccionado entre el grupo

   que consiste en desactivadores de metales, detergentes distintos de los de la reivindicacion 1, dispersantes, modificadores de la viscosidad, modificadores del rozamiento, modificadores de la viscosidad dispersante, agentes a presiones extremas, agentes antidesgaste, antioxidantes, inhibidores de la corrosion, inhibidores de la formacion de espuma, desemulsionantes, depresores del punto de congelacion, agentes de hinchamiento hermeticos, polfmeros de control de ceras, inhibidores de la formacion de depositos, inhibidores de hidrato de gas y sus mezclas.
6. 6. La composicion de la reivindicacion 5, en la que el componente es un detergente que contiene metales con exceso de bases, dialquilditiofosfatos de zinc o sus mezclas.