JP6143855B2 - 燃料および可燃物の低温特性を向上させる添加剤組成物及びその使用 - Google Patents

燃料および可燃物の低温特性を向上させる添加剤組成物及びその使用 Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料中において、その低温特性を向上させる添加剤組成物及びその使用に関する。具体的に述べると、本発明は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料用のフィルター通過性添加剤としての添加剤組成物及びその使用に関する。
原油(または粗製石油)、および原油の蒸留から得られる石油由来の中間留分[例えば、軽油、ディーゼル内燃機関用燃料(ディーゼル燃料)、家庭用燃料油など]は、その原油の産出地ごとに、n−アルカン類やn−パラフィン類の含有量が異なる。これらn−アルカン類やn−パラフィン類は、低温(典型的には0℃未満の温度)で層状結晶として析出し、互いに凝集する傾向があり、上記の油や留分の流動性が低下する。そのため、油や燃料の輸送および/または貯蔵が困難になる。また、ワックス結晶が存在すると、例えば車両燃料系統のパイプ、燃料配管、ポンプ、フィルターなどが詰まって塞がりやすくなる。
具体的に述べると、冬の時期や、原油や石油や留分の使用条件によっては、0℃未満の温度付近で、結晶化現象により燃料配管の壁にデポジットが生じることがある。このとき、燃料配管が完全に塞がってしまうこともある。
上記の問題は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の分野では良く知られており、ワックス結晶のサイズの低減および/またはワックス結晶の形状の変化および/またはワックス結晶の形成の阻止を達成するために、様々な添加剤又は添加剤混合物が提案され、上市されてきた。結晶サイズが小さければ小さいほど、フィルターが塞がったり詰まったりする可能性が低くなるので好ましい。
一般的に、原油や中間留分の流動性を向上させるために用いられる一般的な添加剤は、エチレンと、ビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーであり、この添加剤は、単独で使用してもよいし、または少なくとも1個のアルキル鎖で置換された少なくとも1個のエステル部位、アミド部位、イミド部位、アンモニウム部位を有する、低分子量の油溶性化合物又はポリマーとの混合物を組み合わせて使用する。
流動性向上剤には、原油や留分の流動性を向上させる目的以外にも、ワックス結晶を確実に分散させてワックス結晶の沈殿を遅らせるか又はこれを防ぎ、容器や槽や貯蔵タンクの底にワックスを多く含む層が形成されるのを阻止するという目的がある。このようにワックスを分散させる添加剤は、WASA[“wax anti-settling additive(ワックス沈殿防止剤)”の頭文字]と称される。
長きにわたって、鉱油の流動性を向上させる添加剤として、アルキルフェノールとアルデヒドとの縮合反応によって得られるアルキルフェノール−アルデヒド樹脂が知られている。幾つか例を挙げると、特許文献1には、80モル%以上のジアルキルフェノール類と炭素数1〜30のアルデヒド類との縮合生成物が記載されている。特許文献2には、アルキルフェノールにおけるアルキル基の炭素数が4〜12で、アルデヒドの炭素数が1〜4であり、2個以上のアルキル基を有するアルキルフェノール類の含有量が10モル%以下であるアルキルフェノール−アルデヒド樹脂を、エチレン/ビニルエステルのコポリマー又はターポリマーとの混合物として使用し、鉱油の流動性を向上させる技術が記載されている。特許文献3には、C〜Cアルデヒドと、アルキル基の炭素数が1〜20であるモノアルキルフェノールを多量に含むアルキルフェノール混合物との縮合から得られる、Mn1,000〜3,000のアルキルフェノール−アルデヒド樹脂により、内燃機関用燃料組成物の低温流動性を向上させる技術が記載されている。
また、鉱油の低温流動性を向上させる添加剤として、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂も提案されている。特許文献4には、炭素数2〜50の脂肪酸又はその誘導体(例えば、エステルなど)の存在下で、アルキルフェノール樹脂とアルデヒドとの縮合反応を実行してなる変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が記載されている。
最近、本願の出願人は、仏国特許出願第2010/61193号および国際出願第PCT/IB2011/055863号において、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温安定性を向上させるのに使用可能な新規の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂、具体的には、内燃機関用燃料および低温時の燃料に含まれるワックスの沈殿を制限する、新規の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂を提案した。
この変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(後者は、複数のアミン部位を持つ)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物と、
のマンニッヒ反応によって得られ、
前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂自体は、
直鎖状の又は分岐鎖状の炭素数1〜30のアルキル基少なくとも1個で置換された少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはモノアルキルフェノール)と、
炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものである。
欧州特許出願公開第311452号明細書 欧州特許出願公開第0857776号明細書 欧州特許出願公開第1584673号明細書 欧州特許出願公開第1767610号明細書
この研究を継続したところ、本願の出願人は、上記の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂に、少なくとも1種の特定のフィルター通過性添加剤を組み合わせると、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温特性(特には、低温挙動)をさらに向上できることを見出した。具体的に述べると、本願の出願人は、前述の仏国特許出願第2010/61193号および国際出願第PCT/IB2011/055863号に記載された変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の分散効果および/または沈殿防止効果を保持すると同時に、目詰まり点(cold filter-plugging point)を低下させることができる添加剤組成物を開発した。
本発明の目的は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温挙動、特に、沸点範囲が100〜500℃であるそのような燃料の低温挙動、場合によっては、沸点範囲が500℃を超えるそのような燃料の低温挙動を向上させる、添加剤組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、ワックスの沈殿を抑制すると共に目詰まり点を低下させる、改良添加剤組成物を提供することである。
本発明は、さらに、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料に添加可能な添加剤組成物であって、当該燃料が少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤を含み、ワックスの分散および/または沈殿に関する変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の効果に影響を及ぼすことなく目詰まり点を低下させることができる添加物組成物に関する。
具体的に述べると、本発明は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の組成物であって、当該燃料の目詰まり点(NF EN 116規格に準拠した測定値)が、有利には−25℃以下、好ましくは−27℃以下、より好ましくは−28℃以下、さらに好ましくは−29℃以下である燃料組成物に関する。
本発明は、さらに、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の組成物であって、ARAL試験に準拠して測定される沈殿量が10ml未満であり、および/または、沈殿前後のΔCFPPが(NF EN 116規格に準拠した測定値で)1℃以下であり、および/または、沈殿前後のΔCPが(NF EN 23015規格に準拠した測定値で)1℃以下である組成物に関する。
本発明において、上記の目的は、以下の添加剤組成物によって達成される。すなわち、
・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・少なくとも1種のフィルター通過性添加剤と、
を含む、添加剤組成物であって、
前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
・アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
・炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(アルキルアミン部位)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物と、
のマンニッヒ反応によって得られる、少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂であり、
前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂は、
・少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはモノアルキルフェノール)と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、の縮合反応によって得られるものであり;
前記少なくとも1種のフィルター通過性添加剤が、
・C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、
・C〜C40アルキル(メタ)アクリレート類によるホモポリマー(好ましくはC〜C24アルキルポリアクリレート)、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
から選択される、添加剤組成物である。
好ましい一実施形態において、前記フィルター通過性添加剤は、
〜C40アルキル(メタ)アクリレート類によるホモポリマー(好ましくはC〜C24アルキルポリアクリレート)、および直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩から選択される。
本発明の主題は、さらに、
・前述した少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・C〜C40アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマー(好ましくはC〜C24アルキルアクリレート類によるホモポリマー)から選択される、少なくとも1種の第1のフィルター通過性添加剤と、
・少なくとも1種の第2のフィルター通過性添加剤と、
を含み、
前記第2のフィルター通過性添加剤が、
・C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
から選択される、添加剤組成物に関する。
一改良形態において、アンモニウム塩は、直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸と、脂肪族アミンおよび/またはエトキシ化脂肪族アミンとのアンモニウム塩である。
他の改良形態において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基がパラ位のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはp−ノニルフェノール)から得られる。
具体例として、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、2−エチルヘキサナール、ベンズアルデヒドおよびアセトンから選択される少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトン(好ましくは少なくともホルムアルデヒド)から得られる。
一変形例において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1個の第一級アミン基(第一アミン部位)を有する少なくとも1種のアルキルアミンから得られ、有利には、全てのアミン部位が第一級アミン基である少なくとも1種の化合物から得られる。
他の変形例において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、p−ノニルフェノールと、ホルムアルデヒドと、少なくとも1個のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位を有する少なくとも1種の炭化水素化合物とから得られる。
具体例として、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1種の脂肪族アルキルアミン(alkyl amine with a fatty chain:脂肪鎖を有するアルキルアミン)又は脂肪族アルキルアミンの混合物(好ましくは炭素数12〜24の、より好ましくは炭素数12〜22の、少なくとも1種のアルキルアミン)から得られる。
一変形例では、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、芳香族系溶剤が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータを用いてせん断速度100s−1で測定される50℃における粘度が、1,000〜10,000mPa・s、好ましくは1,500〜6,000mPa・s、有利には2,500〜5,000mPa・sである。
本発明の他の主題は、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマー(例えばEVAおよび/またはEVP)から選択される、少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤をさらに含む、添加剤組成物に関する。
一改良形態において、さらなるフィルター通過性添加剤は、エチレンとビニルエステルとのコポリマー(EVA)から選択される。
本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる添加剤組成物の内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中における使用であって、その低温特性を向上させる使用、特には、ワックスの分散度および/または沈殿に関する変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の効果に影響を及ぼすことなく、NF EN 116規格に準拠した目詰まり点(CFPP)の測定値を低下させる使用に関し、前記添加剤組成物は、好ましくは、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のフィルター通過性添加剤を含む。
本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる添加剤組成物の、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料中における使用であって、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温特性を向上させる使用に関する。
具体例として、前記添加剤組成物の使用は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の目詰まり点を低下させると共に、当該燃料中のワックスの分散度を低減させておよび/または当該燃料中のワックスの沈殿を制限する、使用である。
一変形例において、内燃機関用燃料および/または燃料は、その沸点範囲が120〜500℃(好ましくは140〜400℃)であり、さらに、有利にはジェット燃料、軽油、ディーゼル燃料、家庭用燃料油および重油から選択される。
本発明は、さらに、沸点範囲が主に100〜500℃である内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物であって、
主成分として、炭化水素化合物および/または植物油および/または動物油および/または植物油のエステルおよび/または動物油のエステルおよび/または動物系バイオディーゼルおよび/または植物系バイオディーゼルと、
副成分として(好ましくは5〜5,000質量ppmの)、本発明にかかる少なくとも1種の添加剤組成物と、
を含む、燃料組成物に関する。
さらなる利点および特徴は、本発明の具体的な実施形態についての以下の説明から明らかになる。なお、後述する実施形態は、本発明を限定するものではない。
第1の具体的な実施形態において、添加剤組成物は、少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、少なくとも1種のフィルター通過性添加剤とを含む。
フィルター通過性添加剤とは、結晶核形成(微細化)を促してワックス結晶の成長を制限することにより、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の流動性を向上させる添加剤のことを言う。具体的に述べると、フィルター通過性添加剤は、そのような燃料の目詰まり点(CFPP)を低下させることにより、当該燃料の流動性を向上させる。フィルター通過性添加剤は、CFPP添加剤やCFI[“Cold Flow Improver(低温流動性向上剤)”]添加剤とも称される。
前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(以下、単に「アルキルアミン部位」と称する場合がある)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物と、
のマンニッヒ反応によって得られる。
前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂自体は、
少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはモノアルキルフェノール)と、
炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものである。
有利には、本発明にかかる変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基がパラ位のアルキル置換基であるアルキルフェノールから得られる。好ましくは、ノニルフェノールが使用される。
好ましくは、好適とされるノニルフェノール−アルデヒド樹脂一分子あたりのフェノール環の平均数は、6を超えてもよく、25以下であってよく、より好ましくは8〜17、さらに好ましくは9〜16である。フェノール環の数は、核磁気共鳴(NMR)法またはゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって決定可能である。
一変形例において、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、2−エチルヘキサナール、ベンズアルデヒドおよびアセトンから選択される少なくとも1種のアルデヒドおよび/またはケトン(好ましくは少なくともホルムアルデヒド)から得られる。
好ましい一変形例において、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1個の第一級アミン(第一アミン部位)を有する少なくとも1種のアルキルアミンから得られる。有利には、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1個の第一級アミンを有する少なくとも1種のアルキルアミン、有利には、全てのアミン部位が第一級アミンである少なくとも1種の化合物から得られる。好ましくは、前記アルキルアミンは、炭素数12〜24、より好ましくは炭素数12〜22の脂肪鎖を有する、脂肪族アルキルアミンである。
好ましい他の変形例において、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、少なくとも1個の第一級アミンを有し、炭素数12〜24、好ましくは炭素数12〜20の脂肪鎖で構成された少なくとも1種の脂肪族アルキルアミンから得られる。
一般的に、アルキルアミンは、純化合物ではなく混合物の形態で市販されている。その中でも、好適な前記アルキルアミンの市販品として脂肪族鎖(aliphatic chain)を有するアルキルアミン類、例えばNoram(登録商標);Trinoram(登録商標);Duomeen(登録商標);Dinoram(登録商標);Trinoram(登録商標);Triameen(登録商標);Armeen(登録商標);Polyram(登録商標);Lilamin(登録商標);Cemulcat(登録商標);などの商品名で市販されている、脂肪族アルキルアミン類が挙げられる。
なかでも好適な例として、牛脂ジプロピレントリアミンであるTrinoram Sが挙げられる。Trinoram Sは、N−(牛脂アルキル)ジプロピレントリアミンという名称でも知られている。
好ましくは、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂の50℃における粘度は、芳香族系溶剤が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータを用いてせん断速度100s−1で測定される測定値で、1,000〜10,000mPa・s、より好ましくは1,500〜6,000mPa・s、有利には2,500〜5,000mPa・sである。
前記フィルター通過性添加剤は、
・C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類(好ましくはC18〜C22アルキル(メタ)アクリレート類)と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30(好ましくは炭素数14〜20、より好ましくは炭素数16〜18)の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類(閉環しているN−置換マレイミド構造体は、使用条件や貯蔵条件によっては開環し、アミド/アンモニウム塩または開環ジアミド構造体の形態で存在し得る)とのターポリマー、
・C〜C40アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマー(好ましくはC〜C40アルキルポリアクリレート、より好ましくはC〜C24アルキルポリアクリレート)、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の飽和又は不飽和の少なくとも1個の炭化水素鎖を有し、炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
から選択される。
前記フィルター通過性添加剤の一例として、ステアリルメタクリレートと、C20〜C24αオレフィン類と、N−牛脂マレイミド類とのランダムターポリマー[15℃での比重:890〜930kg/m、引火点:55℃超(NF EN ISO 22719規格)、自然発火温度:約450℃超]が挙げられる。このようなフィルター通過性添加剤は、TPという商品名でTotal Additifs&Carburants Speciaux社から販売されている。
より好ましくは、前記フィルター通過性添加剤は、
・C〜C40アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマー(好ましくはC〜C40アルキルポリアクリレート、より好ましくはC〜C24アルキルポリアクリレート)、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の飽和又は不飽和の少なくとも1個の炭化水素鎖を有し、炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩から選択から選択される。
好ましくは、アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマーの重量平均分子量Mwは、5,000〜20,000、より好ましくは7,000〜19,000、さらに好ましくは10,000〜19,000である。重量平均分子量は、粘弾性検出装置を用いた標準的な方法で、あるいは、メチルポリメタクリレートやポリスチレンなどの基準を用いた校正により測定することができる。
有利には、前記アンモニウム塩は、直鎖状の又は分岐鎖状の飽和又は不飽和の少なくとも1個の炭化水素鎖を有し、炭素数4〜30(好ましくは炭素数10〜24)のモノ又はポリカルボン酸と、脂肪族アミン(fatty amine)および/またはエトキシ化脂肪族アミンとのアンモニウム塩である。
前記脂肪族アミンは、任意で水添されてもよいし、および/または、任意で少なくとも1個のエチレンオキシド部位(エトキシ化アミン部位)を含んでいてもよい。
一般的に、前記脂肪族アミンは、飽和又は不飽和の、任意で水添されている、炭素数4〜30の炭化水素鎖長を有する。
前記脂肪族アミンの例として、牛脂脂肪族アミンが挙げられる。このような牛脂脂肪族アミンは、主にC16〜C18であり、任意で水添されてもよいし、かつ、3〜8個(好ましくは5〜7個)のエチレンオキシド部位を含み得る。
前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂:前記フィルター通過性添加剤の質量比は、1:99〜99:1であってもよく、好ましくは10:90〜90:10、より好ましくは70:30〜30:70である。
前記添加剤組成物は、さらに、少なくとも1種の溶剤または分散剤を含んでいてもよい。このような溶剤または分散剤は、脂肪族炭化水素および/または芳香族炭化水素、または炭化水素混合物から選択されてもよく、例えば、ガソリン留分、ケロシン、デカン、ペンタデカン、トルエン、キシレンおよび/またはエチルベンゼンから選択されてもよく、および/または、Solvarex 10、Solvarex LN、Solvent Naphtha、Shellsol AB、Shellsol D、Solvesso 150、Solvesso 150 ND、Solvesso 200、Exxsol、ISOPARなどの市販の溶剤の混合物から選択されてもよい。
有利には、前記添加剤組成物中における前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の質量濃度は、1〜99.5%、好ましくは5〜95%、より好ましくは10〜90%、さらに好ましくは30〜90%である。
有利には、前記添加剤組成物中における前記フィルター通過性添加剤の質量濃度は、0.5〜99%、好ましくは1〜70%、より好ましくは1〜50%、さらに好ましくは1〜30%である。
前記添加剤組成物には、さらに、極性の溶解補助剤が添加されてもよい。そのような極性溶解補助剤は、例えば、2−エチルヘキサノール、デカノール、イソデカノールおよび/またはイソトリデカノールであってもよい。
前記添加剤組成物には、前述した添加剤以外にも、つまり、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂および前記フィルター通過性添加剤以外にも、腐食防止剤、清浄添加剤、曇り防止剤、導電性向上剤、着色剤、付香剤、油性向上添加剤又は潤滑向上剤などの他種の添加剤が添加されてもよい。
具体的に述べると、前記他種の添加剤として:
a)セタン価向上剤:特に、硝酸アルキル(好ましくは硝酸2−エチルヘキシル)、アロイルペルオキシド類(好ましくはベンジルペルオキシド)、およびアルキルペルオキシド類(好ましくはtert−ブチルペルオキシド)から選択されるが、必ずしもこれらに限定されない;
b)消泡剤:特に、ポリシロキサン、オキシアルキル化ポリシロキサン、および植物油由来又は動物油由来の脂肪酸アミドから選択され、例えば、欧州特許出願公開第0663000号および欧州特許出願公開第0736590号明細書に例示されているが、必ずしもこれらに限定されない;
c)清浄添加剤および/または腐食防止剤:特に、アミン類、コハク酸イミド類、アルケニルコハク酸イミド類、ポリアルキルアミン類、ポリアルキルポリアミン類、ポリアルキルポリエーテルアミン類、ポリエーテルアミン類および第四アンモニウム塩類からなる群から選択され、例えば、欧州特許出願公開第0938535号、米国特許出願公開第2012/0010112号および国際公開第2012/004300号に例示されているが、必ずしもこれらに限定されない;
d)油性向上添加剤または耐摩耗剤:特に、脂肪酸、脂肪酸のエステル又は脂肪酸のアミド誘導体(特に、グリセロールモノオレエート)、単環カルボン酸の誘導体、および多環カルボン酸の誘導体からなる群から選択され、例えば、欧州特許出願公開第0680506号、欧州特許出願公開第0860494号、国際公開第1998/004656号、欧州特許出願公開第0915944号、仏国特許出願公開第2772783号および仏国特許出願公開第2772784号に例示されているが、必ずしもこれらに限定されない;
e)曇り点改良剤:特に、長鎖オレフィン/(メタ)アクリル酸エステル/マレイミドターポリマーおよびフマル酸/マレイン酸エステルポリマーからなる群から選択され、例えば、欧州特許出願公開第0071513号、欧州特許出願公開第0100248号、仏国特許出願公開第2528051号、仏国特許出願公開第2528423号、欧州特許出願公開第0112195号、欧州特許出願公開第172758号、欧州特許出願公開第0271385号および欧州特許出願公開第0291367号に例示されているが、必ずしもこれらに限定されない;
f)沈殿防止剤および/またはワックス分散剤:特に、(メタ)アクリル酸/ポリアミン−アミド化アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、ポリアミンアルケニルコハク酸イミド類、フタルアミド酸の誘導体、二鎖脂肪族アミンの誘導体、および本発明にかかるアルキルフェノール/アルデヒド樹脂と異なるアルキルフェノール/アルデヒド樹脂からなる群から選択され、例えば、欧州特許出願公開第0261959号、欧州特許出願公開第0593331号、欧州特許出願公開第0674689号、欧州特許出願公開第0327423号、欧州特許出願公開第0512889号、欧州特許出願公開第0832172号、米国特許出願公開第2005/0223631号、米国特許第5998530号および国際公開第1993/014178号に例示されているが、必ずしもこれらに限定されない;
g)低温多機能型添加剤:特に、オレフィン類と硝酸アルケニルとに基づくポリマーからなる群から選択され、例えば、欧州特許出願公開第0573490号に記載されている;
h)低温挙動及びフィルター通過性を向上させるさらなる添加剤(CFI):例えば、エチレン/酢酸ビニルコポリマー(EVA)および/またはエチレン/プロピオン酸ビニルコポリマー(EVP)、エチレン/酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルターポリマー(E/VA/VEOVA);無水マレイン酸/アルキル(メタ)アクリレートと炭素数4〜30(好ましくは炭素数12〜24)の炭化水素鎖を有するアルキルアミン又はポリアルキルアミンコポリマーとの反応によって得られるアミド化無水マレイン酸/アルキル(メタ)アクリレートコポリマー;αオレフィン/無水マレイン酸と炭化水素鎖を有するアルキルアミン又はポリアルキルアミンコポリマーとの反応によって得られるアミド化αオレフィン/無水マレフィン酸コポリマーであって、前記αオレフィンは、C12〜C40αオレフィン類、好ましくはC16〜C20αオレフィン類から選択され得、前記αオレフィン、および前記アルキルアミン又はポリアルキルアミンは、有利には炭素数4〜30の炭化水素鎖、好ましくは炭素数12〜24の炭化水素鎖を有しうる);
i)ヒンダードフェノール型の酸化防止剤またはアルキル化パラフェニレンジアミン系の酸化防止剤;
j)金属不活性化剤:例えば、トリアゾール類、アルキル化ベンゾトリアゾール類;
k)金属封鎖剤:例えば、ジサリチリデンプロパンジアミン(DMD);
l)酸中和剤:例えば、環式アルキルアミン類;
などが挙げられる。
前記添加剤組成物は、例えば、各構成成分を別々に又は一緒に、前述した少なくとも1種の溶剤または分散剤中に溶解または分散させることによって調製可能である。
第2の具体的な実施形態において、添加剤組成物は、
・前述した少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・C〜C40アルキル(メタ)アクリレートのホモポリマー(好ましくはC〜C40アルキルポリアクリレート、より好ましくはC〜C24アルキルポリアクリレート)から選択される、少なくとも1種の第1のフィルター通過性添加剤と、
・少なくとも1種の第2のフィルター通過性添加剤と、
を含み、前記第2のフィルター通過性添加剤が、
i)C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類(好ましくはC18〜C22アルキル(メタ)アクリレート類)と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30(好ましくは炭素数14〜20、より好ましくは炭素数16〜18)の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類(閉環N−置換マレイミド構造体は、使用条件や貯蔵条件によっては開環し、開環アミド/アンモニウム塩の形態で存在し得るか又は採用する工程条件に応じて一定割合のジアミドを含み得る)とのターポリマー、および
ii)直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有し、炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩から選択される。
この第2の具体的な実施形態は、基本的に前述した第1の具体的な実施形態と同様であるが、添加剤組成物が少なくとも第1のフィルター通過性添加剤と少なくとも第2のフィルター通過性添加剤とを含む点で、前述した第1の具体的な実施形態と異なる。具体的に述べると、第2の具体的な実施形態における変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂、アルキル(メタ)アクリレート類のターポリマー、およびアンモニウム塩は、第1の具体的な実施形態と同様に説明される。
有利には、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂:前記第1および第2のフィルター通過性添加剤の質量比は、1:99〜99:1、好ましくは10:90〜90:10、より好ましくは30:70〜70:30である。具体的に述べると、有利には、前記第1のフィルター通過性添加剤:前記第2のフィルター通過性添加剤の質量比が、1:99〜99:1、好ましくは10:90〜90:10、より好ましくは70:30〜30:70である。
有利には、前記添加剤組成物中における前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の質量濃度は、1〜99%、好ましくは5〜95%、より好ましくは10〜90%、さらに好ましくは30〜90%である。
有利には、前記添加剤組成物中における前記第1のフィルター通過性添加剤の質量濃度は、0.5〜99%、好ましくは1〜70%、より好ましくは1〜50%、さらに好ましくは1〜30%である。
有利には、前記添加剤組成物中における前記第2のフィルター通過性添加剤の質量濃度は、0.5〜99%、好ましくは1〜70%、より好ましくは1〜50%、さらに好ましくは1〜30%である。
前述した第1および第2の具体的な実施形態にかかる添加剤組成物は、いずれも、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中において使用されることにより、その低温特性を向上させることができ、特には、ワックスの分散および/または沈殿に関する変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の効果に影響を及ぼすことなく、NF EN 116規格に準拠した目詰まり点(CFPP)の測定値を低下させることができる。前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料は、好ましくは、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤を含む、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料であってもよい。
過去の研究(仏国特許出願第2010/61193号および国際出願第PCT/IB2011/055863号)において、本願の出願人は、既述した少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂に、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択されるさらなるフィルター通過性添加剤を組み合わせてなる混合物により、沈殿防止効果が得られることを見出した。そして、今回、その変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂に、前述した少なくとも1種のフィルター通過性添加剤を添加することにより、さらなるCFPP効果が得られる(「ブースター」効果と称する)ことを証明した。このブースター効果は、前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が奏する沈殿防止効果に影響を及ぼすことなく、分散剤/変性樹脂を含む添加剤混合物に対して、CFPPに関する追加の有利な効果を付与できることから、尚更注目すべき効果であると言える。このような効果は、どのフィルター通過性添加剤でも得られるわけではない。前述した第1および第2の具体的な実施形態にかかる添加剤組成物は、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と前記さらなるフィルター通過性添加剤との組合せによるワックス分散効果を保持することが可能である。つまり、特定のフィルター通過性添加剤を選択することにより、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料のCFPPを低下させると共に、当該燃料中において低温時に析出するワックスの沈殿を制限することができる。
好ましくは、前記さらなるフィルター通過性添加剤は、エチレンと酢酸ビニルおよび/またはプロピオン酸ビニルおよび/またはバーサチック酸ビニルとの、コポリマーおよびターポリマー;エチレンと(アルキル)アクリレート類および/または(アルキル)メタクリレート類との、コポリマーおよびターポリマーから選択される。有利には、後者の(アルキル)アクリレートのアルキル基の炭素数、(アルキル)メタクリレートのアルキル基の炭素数は1〜40、好ましくは16〜24であってもよく、アルキル基は単独でまたは組み合わせて用いてもよい。
有利には、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの前記コポリマーおよびターポリマーの重量平均分子量Mwは、1,000〜20,000g/モル、好ましくは2,000〜10,000g/モルである。
前記さらなるフィルター通過性添加剤がコポリマーである場合、そのようなコポリマーとして、エチレンと酢酸ビニルとのコポリマー(EVA)が挙げられる。好ましくは、このコポリマー(EVA)の重量平均分子量Mwは、1,000〜20,000g/モル、より好ましくは2,000〜10,000g/モルである。前記さらなるフィルター通過性添加剤がターポリマーである場合、そのようなターポリマーとして、欧州特許出願公開第1692196号、国際公開第09/106743号および国際公開第09/106744号に記載されたターポリマーが挙げられる。
有利には、前記内燃機関用燃料または前記液体炭化水素燃料中における前記さらなるフィルター通過性添加剤の含有量は、1〜1,000ppm、好ましくは5〜500ppm、より好ましくは5〜150ppm、さらに好ましくは5〜135ppmである。
本発明の第3の具体的な実施形態は、前述した第1および第2の実施形態の添加剤組成物が、さらに、低温流動性を向上させる少なくとも1種のフィルター通過性添加剤(特に、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤)を含んでいる。前記さらなるフィルター通過性添加剤については、既述したとおりである。
第3の実施形態にかかる添加剤組成物は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料中において使用されることにより、当該内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温特性(特には、既述したような特性)を向上させることができる。
第3の実施形態にかかる添加剤組成物は、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の目詰まり点(CFPP)を低下させると共に、当該燃料中のワックスの分散度を低減させておよび/または当該燃料中のワックスの沈殿を制限するに極めて有用である。
第3の実施形態にかかる添加剤組成物は、石油由来および/または再生可能資源由来の、燃料油および油留分の低温特性、特には、沸点範囲が主に100〜500℃である中間留分の低温特性を向上させる添加剤として使用可能である。具体例として、本発明で対応可能な中間留分は、そのCFPPが、EN 116規格に準拠した測定値で、−30℃〜+15℃、好ましくは−30℃〜0℃、より好ましくは−30℃〜−20℃の中間留分である。この添加剤組成物は、沸点範囲が120〜500℃(好ましくは140〜400℃)である内燃機関用燃料および/または液体炭化水素燃料に極めて有効であり、有利には、そのような内燃機関用燃料および/または液体炭化水素燃料は、ジェット燃料、軽油、ディーゼル燃料、家庭用燃料油および重油から選択される。
本発明の他の主題は、沸点範囲が主に100〜500℃(好ましくは120〜500℃、より好ましくは140〜400℃)である内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物であって、そのような内燃機関用燃料および/または液体炭化水素燃料が、有利にはジェット燃料、軽油、ディーゼル燃料、家庭用燃料油および重油から選択される燃料組成物に関する。
内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の前記組成物は、
主成分として、炭化水素化合物および/または植物油および/または動物油および/または植物油のエステルおよび/または動物油のエステルおよび/または動物系バイオディーゼルおよび/または植物系バイオディーゼルと、
副成分として、前述した具体的な実施形態のうちの任意の実施形態における少なくとも1種の添加剤組成物と、
を含み得る。
主成分とは、その質量分率が有利には97%以上、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上の成分のことを言う。
副成分とは、その質量分率が有利には5〜5,000ppm、好ましくは5〜1,000ppm、より好ましくは50〜3,000ppm、さらに好ましくは5〜500ppmである成分のことを言う。
有利には、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の前記組成物は、前述した第3の実施形態にかかる少なくとも1種の添加剤組成物(すなわち、前記さらなるフィルター通過性添加剤を含む添加剤組成物)を、副成分として含有する。
有利には、前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中における前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の含有量は、0.5〜2,000ppm、好ましくは0.5〜500ppm、より好ましくは0.5〜100ppm、さらに好ましくは1〜70ppmである。
有利には、前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中における前記フィルター通過性添加剤の含有量(あるいは前記第1および第2のフィルター通過性添加剤の総含有量)は、0.5〜2,000ppm、好ましくは0.5〜500ppm、より好ましくは0.5〜100ppm、さらに好ましくは1〜70ppmである。
有利には、前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中における前記さらなるフィルター通過性添加剤の含有量は、1〜1,000ppm、好ましくは50〜500ppm、より好ましくは100〜400ppm、さらに好ましくは50〜400ppmである。
前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中に前記他種の添加剤が含まれる場合、その各添加剤の含有量は、0.5〜1,000ppmであってもよく、好ましくは1〜500ppm、より好ましくは1〜400ppmである。
前記内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の結晶化開始温度ICTは、示差走査熱量分析法で測定される測定値で、−20℃を超えることがあり、一般的には−15℃〜+10℃であり得る。
留分は、例えば、粗炭化水素の直留によって得られる留分、減圧蒸留に由来する留分、水素化処理された留分、減圧下での留分の接触分解および/または水素化分解に由来する留分、ARDS(常圧残渣脱硫型)変換法および/またはビスブレーキング法により生じる留分、フィッシャー=トロプシュカットのアップグレードに由来する留分、植物系バイオマスおよび/または動物系バイオマスのBTL(バイオマストゥリキッド)変換法により生じる留分、ならびにこれらの混合物から選択される。
前記内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料は、炭化水素の直留に由来する留分よりも複雑な精製工程により生じる留分を含むものであってもよい。そのような留分として、例えば、分解法、水素化分解法および/または接触分解法、ならびにビスブレーキング法により生じる留分が挙げられる。
前記内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料は、新型の留分を含むものであってもよい。具体的に述べると、そのような留分として:
−分解法およびビスブレーキング法に由来して、高濃度の重質パラフィンを含む最も重質なカットであって、炭素数18超のカット;
−ガスの変換に由来する合成留分(例えば、フィッシャー=トロプシュ法に由来する留分など);
−植物系バイオマスおよび/または動物系バイオマスを処理することにより得られる合成留分(例えば、特にNExBTLで得られる留分など);
−植物油および/または動物油および/または植物油のエステルおよび/または動物油のエステル[例えば、植物油のメチルエステル(MEVO)やエチルエステル(EEVO)など];
−水素化処理および/または水素化分解および/または水素化脱酸素(HDO)された、植物油および/または動物油;や、
−動物系バイオディーゼルおよび/または植物系バイオディーゼル;
が挙げられる。
前記内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料用の、このような新型の基油は、単独で、あるいは、標準的な石油中間留分との混合物の形態で、内燃機関用燃料用の基油および/または家庭用燃料油用の基油として使用されてもよい。新型の基油は、一般的に炭素数10以上(好ましくはC14〜C30)の長鎖パラフィン鎖を有し得る。
内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の前記組成物中における硫黄分は、特に軽油系の内燃機関用燃料の場合に、一般的に5,000ppm未満であってもよく、好ましくは500ppm未満、より好ましくは50ppm未満、さらに好ましくは10ppm未満、有利にはゼロである。
(実施例1:マンニッヒ反応による変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の合成)
第一段階として、p−ノニルフェノールとホルムアルデヒドとの縮合反応により、例えば欧州特許出願公開第857776号に記載された方法を用いて数種類のアルキルフェノール−アルデヒド樹脂を調製する。各アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の50℃における粘度は、芳香族系溶剤(Solvesso 150)が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータを用いてせん断速度10s−1及び50℃での測定値で1,800〜4,800mPa・sである。
第二段階として、第一段階で調製した各アルキルフェノール−アルデヒド樹脂を、ホルマリンと第一級アミンを有するアルキル(ポリ)アミン[一例として樹脂1Aの場合には、C12アルキル鎖を有するアルキルポリアミン(Noram(登録商標)Cという商品名で市販されている)]とのマンニッヒ反応により変性させて、それらを樹脂として使用する。
以下の表1に、各樹脂の特性として、使用するアルキルアミンの種類、乾物含量、および(Solvesso 150が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液においてせん断速度10s−1での50℃における粘度を示す。)
Figure 0006143855
(実施例2:ARAL沈殿試験)
実施例1の各変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂について、内燃機関用軽油(EGO1)中における、それ単独での(すなわち、別のWASA分散成分と組み合わせない場合の)沈殿防止剤(すなわち、WASA)としての評価を行う。軽油EGO1中には、商品名CP7936CのCFPP添加剤[芳香族系溶剤(Solvesso 150タイプ)中にEVAが70質量%溶解した溶液]が300ppm添加されている。
軽油EGO1中に、各変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂を、当該軽油EGO1中における濃度が70質量ppmになるように投入する[詳細には、溶剤が30質量%となるように前記樹脂を溶解した溶液を、軽油EGO1中に100質量ppm(したがって、そのうちの70%が活性成分)投入する]。
比較例として、軽油EGO1中に、同じCFPP添加剤を300ppmおよび変性されていないアルキルフェノール−アルデヒド樹脂を添加し、これについても評価を行う(比較樹脂1:Solvesso 150が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータでの50℃での粘度が2,000mPa・sである)。
これらの添加剤の沈殿防止性能を、下記のARAL沈殿試験により評価する:
500ml試験管に収容された添加剤入りの中間留分500mlを、人工気候室内で、次の温度サイクルに従って−13℃に冷却する:まず4時間かけて+10℃から−13℃に温度を下げ、それから16時間のあいだ−13℃で等温維持する。試験終了時に、試料の外観および沈殿相の量を目視評価し、底から20%体積分を取り出して、曇り点CP(NF EN 23015規格)およびCFPP(NF EN 116規格)を測定する。次に、(試験管の底から20%体積分について)沈殿前後のCP差およびCFPP差を比較・測定する。これらの差が小さいほど、CP性能およびCFPP性能が優れている。
以下の表2に、この試験の結果を示す。
Figure 0006143855
変性されていないアルキルフェノール−アルデヒド樹脂(比較樹脂1)は、単独で使用する場合(すなわち、分散剤を添加しない場合)、沈殿防止に関して効果的でない。一方で、本発明にかかる変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は効果的である。なかでも、牛脂ジプロピレントリアミンを含む樹脂2Cが極めて好適である。
さらなるARAL沈殿試験を実施する。先ほどの軽油EGO1と同じ軽油を用いて、かつ、CFPP添加剤の添加量(300ppm)は維持するが、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)の添加量については変更する。ここでも、溶剤が30質量%となるように変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂を溶解した溶液(したがって、70%が活性成分(樹脂)で30%が溶剤である)を、軽油EGO1に添加する。比較例として、軽油EGO1中に、同じCFPP添加剤を300ppmと、さらに、変性されていないアルキルフェノール−アルデヒド樹脂(比較樹脂1)と含窒素極性分散剤(牛脂ジプロピレントリアミンによるアミド化ドデセニルコハク酸無水物)との添加剤混合物を添加する。
その添加剤混合物は、20質量%の比較樹脂1と、80質量%の極性分散剤(牛脂ジプロピレントリアミンによるアミド化極性ドデセニルコハク酸無水物分散剤)とを含む。以下の表3に、この試験の結果を示す。
Figure 0006143855
(活性成分の)濃度を変化させて得られる沈殿防止効果の上記結果から、本発明にかかる変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂2Cは、標準的なアルキルフェノール樹脂+分散剤(含窒素極性化合物)の組合せよりも、その活性成分の量が50ppm未満の場合に効果的であることが分かる。
さらなるARAL沈殿試験を実施する。2種類のさらなる内燃機関用軽油EGO2(B5軽油:すなわち、MEVOを5体積%含む軽油)およびEGO3(B0軽油:すなわち、MEVOを含まない軽油)中に、樹脂2Cと、先ほどと同じCFPP添加剤300ppmとを添加したものを使用する。後述の表6に、それら内燃機関用軽油FGO2およびEGO3の特性を示す。比較例として、変性されていないアルキルフェノール−アルデヒド樹脂(比較樹脂1)と含窒素極性化合物(牛脂ジプロピレントリアミンによるアミド化ドデセニルコハク酸無水物の分散剤)との添加剤混合物の沈殿防止効果についても評価する。以下の表4にEGO2を用いた試験の結果を示し、以下の表5にEGO3を用いた試験の結果を示す。
Figure 0006143855
Figure 0006143855
Figure 0006143855
(実施例3:内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物の合成)
(開始材料)
● アルキルフェノール−アルデヒド樹脂
−実施例1で合成した比較樹脂1および樹脂2C
● フィルター通過性添加剤
−「PA」と称されるC12/C14アルキルポリアクリレート(重量平均分子量Mwは、粘弾性検出装置を用いた測定値で7,000g/モルであり、メチルポリメタクリレートを用いた校正による測定値で13,000g/モルである)、
−ステアリルメタクリレートと、C20〜C24αオレフィンと、N−牛脂マレイミドとの、「TP」と称されるランダムターポリマー[15℃での比重:890〜930kg/m、引火点:55℃超(NF EN ISO 22719規格)、自然発火温度:約450℃超]、
−トール油のポリカルボン酸[針葉樹(特に、マツ)のクラフトパルプ製造時の重要な副生成物であり、主にC18]を無水マレイン酸で修飾したもの[Meadwestvaco Corporation社からTENAX(登録商標)2012という商品名で販売されている]と、ジ(水添牛脂)アミン(Noram 2SHまたはDuomeen Tという商品名で市販されている)と、水添されたC16〜C18アルキル鎖を有するアルキルポリアミンとの反応によって得られる、「SA」と称されるアンモニウム塩、
● 溶剤
−Solvesso 150タイプの芳香族系溶剤。
(添加剤組成物T,T,A 〜A およびA〜Aの合成)
添加剤組成物A〜A、ならびに5種類の対照用の添加剤組成物T,TおよびA 〜A を、溶剤中に溶解した変性されていないアルキルフェノール−アルデヒド樹脂(比較樹脂1)または溶剤中に溶解した変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)と、少なくとも1種のフィルター通過性添加剤(任意の成分)とを、以下の表7に示す比率で混合することによって調製する。
Figure 0006143855
(内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物C,CT1〜CT5およびC〜Cの合成)
対照用の組成物Cを、エンジン用軽油EGO4中に、さらなるフィルター通過性添加剤を300質量ppm添加することにより調製する。このさらなるフィルター通過性添加剤は、芳香族系溶剤(Solvesso 150)中にエチレン/酢酸ビニル(EVA)コポリマー混合物が70質量%で溶解したフィルター通過性添加剤(EVA1と称される)である。EVA1は、Total Additifs&Carburants Speciaux社からCP7870Cという商品名で販売されている。
内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物C〜C、ならびに5種類の対照用の添加剤組成物CT1〜CT5を、内燃機関用軽油EGO4又は内燃機関用軽油EGO5中に、先ほどのさらなるフィルター通過性添加剤EVA1300質量ppmと、添加剤組成物T,T,A 〜A およびA〜Aから選択される添加剤組成物とを添加することによって調製する。
その内燃機関用軽油EGO4又は内燃機関用軽油EGO5中における各添加剤組成物T,T,A 〜A ,A〜Aの含有量は、150質量ppmに設定する。以下の表8に、その内燃機関用軽油EGO4およびEGO5の特性を示す。
Figure 0006143855
(ARAL沈殿試験)
実施例2と同様のARAL沈殿試験により、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物C〜Cならびに6種類の対照用の添加剤組成物CおよびCT1〜CT5のそれぞれの場合について、当該組成物中における添加剤組成物の沈殿防止性能を評価する。
以下の表9に、このARAL沈殿試験の結果を示す。
Figure 0006143855
対照用の組成物Cを用いた試験から、さらなるフィルター通過性添加剤EVA1単独の、沈殿およびCFPPに関する効果を評価することができる。組成物CT5を用いた試験から、さらなるフィルター通過性添加剤EVA1と変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)との組合せの、沈殿およびCFPPに関する効果を、変性されていない樹脂(比較樹脂1)を含む対照用の組成物CT1を用いた試験と比較することにより評価することができる。さらに、組成物C〜Cを用いた試験から、さらなるフィルター通過性添加剤EVA1と変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)とフィルター通過性添加剤PAおよび/またはTPおよび/またはSAとの組合せの、沈殿およびCFPPに関する効果を、変性されていない樹脂(比較樹脂1)を含む対照用の組成物CT2〜CT4を用いた試験と比較することにより評価することができる。
組成物C〜Cは、組成物CおよびCT1〜CT5に比べて、CFPPが低下すると共に沈殿防止性能が向上する。CFPPに関する効果と沈殿防止性能に関する効果とによる複合効果、具体的には、CFPPが−30℃に達する効果(Cの場合)、さらには、沈殿前後のCFPP差および/またはCF差が0℃又は1℃以下になる効果の両方が見受けられる。
変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)にフィルター通過性添加剤PA,TP,SAを添加することにより、その変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂(樹脂2C)が奏する沈殿防止性能に影響を及ぼすことなく、組成物CT5のCFPPから、CFPPをさらに5℃程度低下させることができる。
このように、EVA1を配合した内燃機関用燃料または炭化水素燃料中において、本発明にかかる添加剤組成物A〜Aを使用することにより、沈殿防止性能の向上と共にCFPPのブースター効果が得られることが分かる。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・少なくとも1種のフィルター通過性添加剤と、
を含む、添加剤組成物であって、
前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
・アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
・炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(アルキルアミン部位)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物とのマンニッヒ反応によって得られる少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂であり、
前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂が、
・少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはモノアルキルフェノール)と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものであり;
前記フィルター通過性添加剤が、
・C 〜C 22 アルキル(メタ)アクリレート類と、C 20 〜C 24 αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、
・C 〜C 40 アルキル(メタ)アクリレート類によるホモポリマー(好ましくはC 〜C 24 アルキルポリアクリレート)、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩から選択される、添加剤組成物。
〔態様2〕
態様1に記載の添加剤組成物において、
・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・少なくとも1種のフィルター通過性添加剤と、
を含み、
前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
・アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
・炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(アルキルアミン部位)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物と
のマンニッヒ反応によって得られ、
前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂が、
・少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはモノアルキルフェノール)と、
・炭素数1〜8(好ましくは炭素数1〜4)の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものであり、
前記フィルター通過性添加剤が、
・C 〜C 40 アルキル(メタ)アクリレート類のホモポリマー(好ましくはC 〜C 24 アルキルポリアクリレート)、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
から選択される、添加剤組成物。
〔態様3〕
態様1または2に記載の添加剤組成物において、
・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
・C 〜C 40 アルキル(メタ)アクリレート類のホモポリマー(好ましくはC 〜C 24 アルキルポリアクリレート)から選択される、少なくとも1種の第1のフィルター通過性添加剤と、
・少なくとも1種の第2のフィルター通過性添加剤と、
を含み、
前記第2のフィルター通過性添加剤が、
・C 〜C 22 アルキル(メタ)アクリレート類と、C 20 〜C 24 αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、および
・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
から選択される、添加剤組成物。
〔態様4〕
態様1から3のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、アンモニウム塩が、直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸と、脂肪族アミンおよび/またはエトキシ化脂肪族アミンとのアンモニウム塩である、添加剤組成物。
〔態様5〕
態様1から4のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基がパラ位のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノール(好ましくはp−ノニルフェノール)から得られる、添加剤組成物。
〔態様6〕
態様1から5のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、2−エチルヘキサナール、ベンズアルデヒドおよびアセトンから選択される少なくとも1種のアルデヒドおよび/またはケトン(好ましくは少なくともホルムアルデヒド)から得られる、添加剤組成物。
〔態様7〕
態様1から6のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1個の第一級アミン基を有する少なくとも1種のアルキルアミン(有利には、全てのアミン部位が第一級アミン基である少なくとも1種の化合物)から得られる、添加剤組成物。
〔態様8〕
態様1から7のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、p−ノニルフェノールと、ホルムアルデヒドと、少なくとも1個のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位を有する少なくとも1種の炭化水素化合物とから得られる、添加剤組成物。
〔態様9〕
態様1から8のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1種の脂肪族アルキルアミン又は脂肪族アルキルアミンの混合物(好ましくは炭素数12〜24の、より好ましくは炭素数12〜22のアルキルアミン)から得られる、添加剤組成物。
〔態様10〕
態様1から9のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、芳香族系溶剤が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータを用いてせん断速度100s −1 で測定される50℃における粘度が、1,000〜10,000mPa・s(好ましくは1,500〜6,000mPa・s、有利には2,500〜5,000mPa・s)である、添加剤組成物。
〔態様11〕
態様1から10のいずれか一態様に記載の添加剤組成物において、さらに、
エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマー(例えばEVAおよび/またはEVP)から選択される、少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤、
を含む、添加剤組成物。
〔態様12〕
態様11に記載の添加剤組成物において、さらなるフィルター通過性添加剤が、エチレンとビニルエステルとのコポリマー(EVA)から選択される、添加剤組成物。
〔態様13〕
態様1から10のいずれか一態様に記載の添加剤組成物の、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料(好ましくは、エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のフィルター通過性添加剤を含む内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料)中における使用であって、その低温特性を向上させる使用[特には、ワックスの分散および/または沈殿に関する変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の効果に影響を及ぼすことなく、NF EN 116規格に準拠した目詰まり点(CFPP)の測定値を低下させる使用]。
〔態様14〕
態様11または12に記載の添加剤組成物の、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料中における使用であって、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温特性を向上させる使用。
〔態様15〕
態様14に記載の使用において、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の目詰まり点を低下させると共に、当該燃料中のワックスの分散度を低減させておよび/または当該燃料中のワックスの沈殿を制限する、使用。
〔態様16〕
態様13から15のいずれか一態様に記載の使用において、内燃機関用燃料および/または燃料は、その沸点範囲が120〜500℃(好ましくは140〜400℃)である(さらに、有利にはジェット燃料、軽油、ディーゼル燃料、家庭用燃料油および重油から選択される)、使用。
〔態様17〕
沸点範囲が主に100〜500℃である内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物であって、
主成分として、炭化水素化合物および/または植物油および/または動物油および/または植物油のエステルおよび/または動物油のエステルおよび/または動物系バイオディーゼルおよび/または植物系バイオディーゼルと、
副成分として(好ましくは5〜5,000質量ppmの)、態様1から12のいずれか一態様に記載の少なくとも1種の添加剤組成物と、
を含む、燃料組成物。

Claims (20)

  1. ・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
    ・少なくとも1種のフィルター通過性添加剤と、
    を含む、添加剤組成物であって、
    前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
    ・アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
    ・炭素数1〜8の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
    ・炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(アルキルアミン部位)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物とのマンニッヒ反応によって得られる少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂であり、
    前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂が、
    ・少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノールと、
    ・炭素数1〜8の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものであり;
    前記フィルター通過性添加剤が、
    ・C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、
    ・C〜C40アルキル(メタ)アクリレート類によるホモポリマー、および
    ・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩から選択される、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料用添加剤組成物。
  2. 請求項1に記載の添加剤組成物において、
    ・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
    ・少なくとも1種のフィルター通過性添加剤と、
    を含み、
    前記変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、
    ・アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂と、
    ・炭素数1〜8の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンと、
    ・炭素数4〜30のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位(アルキルアミン部位)を少なくとも1個有する、少なくとも1種の炭化水素化合物と
    のマンニッヒ反応によって得られ、
    前記アルキルフェノール−アルデヒド縮合樹脂が、
    ・少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基が直鎖状の又は分岐鎖状の少なくとも1個の炭素数1〜30のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノールと、
    ・炭素数1〜8の少なくとも1種のアルデヒドおよび/または少なくとも1種のケトンとの縮合反応によって得られるものであり、
    前記フィルター通過性添加剤が、
    ・C〜C40アルキル(メタ)アクリレート類のホモポリマー、および
    ・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
    から選択される、添加剤組成物。
  3. 請求項1または2に記載の添加剤組成物において、
    ・少なくとも1種の変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂と、
    ・C〜C40アルキル(メタ)アクリレート類のホモポリマーから選択される、少なくとも1種の第1のフィルター通過性添加剤と、
    ・少なくとも1種の第2のフィルター通過性添加剤と、
    を含み、
    前記第2のフィルター通過性添加剤が、
    ・C〜C22アルキル(メタ)アクリレート類と、C20〜C24αオレフィン類と、炭素数4〜30の炭化水素鎖が窒素原子に結合しているN−置換マレイミド類とのターポリマー、および
    ・直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸のアンモニウム塩
    から選択される、添加剤組成物。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、アンモニウム塩が、直鎖状の又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和の、少なくとも1個の炭化水素鎖を有する炭素数4〜30のモノ又はポリカルボン酸と、脂肪族アミンおよび/またはエトキシ化脂肪族アミンとのアンモニウム塩である、添加剤組成物。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1種のアルキルフェノールであって、そのアルキル基がパラ位のアルキル置換基である少なくとも1種のアルキルフェノールから得られる、添加剤組成物。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、2−エチルヘキサナール、ベンズアルデヒドおよびアセトンから選択される少なくとも1種のアルデヒドおよび/またはケトンから得られる、添加剤組成物。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1個の第一級アミン基を有する少なくとも1種のアルキルアミンから得られる、添加剤組成物。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、p−ノニルフェノールと、ホルムアルデヒドと、少なくとも1個のアルキルモノアミン部位又はアルキルポリアミン部位を有する少なくとも1種の炭化水素化合物とから得られる、添加剤組成物。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂が、少なくとも1種の脂肪族アルキルアミン又は脂肪族アルキルアミンの混合物から得られる、添加剤組成物。
  10. 請求項1から9のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂は、芳香族系溶剤が30質量%となるように当該樹脂を希釈した溶液において、動的粘弾性レオメータを用いてせん断速度100s−1で測定される50℃における粘度が、1,000〜10,000mPa・sである、添加剤組成物。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載の添加剤組成物において、さらに、
    エチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のさらなるフィルター通過性添加剤、
    を含む、添加剤組成物。
  12. 請求項11に記載の添加剤組成物において、さらなるフィルター通過性添加剤が、エチレンとビニルエステルとのコポリマーから選択される、添加剤組成物。
  13. 請求項1から10のいずれか一項に記載の添加剤組成物の、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料中における使用であって、ワックスの分散および/または沈殿に関する変性アルキルフェノール−アルデヒド樹脂の効果に影響を及ぼすことのない、使用。
  14. 請求項13に記載の使用において、内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料がエチレンとビニルエステルおよび/またはアクリル酸エステルとの、コポリマーおよびターポリマーから選択される、少なくとも1種のフィルター通過性添加剤を含み、その低温特性を向上させる使用。
  15. 請求項11または12に記載の添加剤組成物の、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料中における使用であって、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の低温特性を向上させる使用。
  16. 請求項15に記載の使用において、内燃機関用燃料および液体炭化水素燃料の目詰まり点を低下させると共に、当該燃料中のワックスの分散度を低減させておよび/または当該燃料中のワックスの沈殿を制限する、使用。
  17. 請求項13から16のいずれか一項に記載の使用において、内燃機関用燃料および/または燃料は、その沸点範囲が120〜500℃である、使用。
  18. 請求項17に記載の使用において、内燃機関用燃料および/または燃料は、ジェット燃料、軽油、ディーゼル燃料、家庭用燃料油および重油から選択される、使用。
  19. 沸点範囲が主に100〜500℃である内燃機関用燃料または液体炭化水素燃料の組成物であって、
    主成分として、炭化水素化合物および/または植物油および/または動物油および/または植物油のエステルおよび/または動物油のエステルおよび/または動物系バイオディーゼルおよび/または植物系バイオディーゼルと、
    副成分として、請求項1から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種の添加剤組成物と、
    を含む、燃料組成物。
  20. 請求項19に記載の燃料組成物であって、請求項1から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種の添加剤組成物を5〜5,000質量ppm含む、燃料組成物。
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