JP6688322B2 - 燃料組成物 - Google Patents
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Description
・1種以上の二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
・1種以上の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
・任意選択で、及び好ましくは、1種以上の芳香族ビニルモノマー(c);
・任意選択でさらなるエチレン性不飽和モノマーを共重合させることにより得ることができるコポリマーとを含む燃料組成物が提供される。
Rは、Hまたは−CH3であり、
Aは、−CH2−、−CH(CH3)−または−C(CH3)2−であり、
1つ以上のMは、二環式環の任意の炭素、好ましくは六員環の炭素原子に共有結合し、各Mは、水素、ハロゲン、メチル、及びメチルアミノまたはそれらの複数からなる群から独立して選択される)に従う生成物である。
10から95wt%の二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
5から80wt%の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
0から65wt%の芳香族ビニルモノマー(c);及び
モノマー(a)、(b)または(c)ではない、0から50wt%のさらなるエチレン性不飽和モノマー(d)から重合される。
20から95wt%の前記二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
5から80wt%の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
0から65wt%の芳香族ビニルモノマー(c);及び
モノマー(a)、(b)または(c)ではない、0から50wt%のさらなるエチレン性不飽和モノマー(d)から重合される。
20から95wt%の二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
5から40wt%の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
0から65wt%の芳香族ビニルモノマー(c);及び
モノマー(a)、(b)または(c)ではない、0から50wt%のさらなるエチレン性不飽和モノマー(d)から重合される。
40から90wt%の二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
10から35wt%の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
5から50wt%の芳香族ビニルモノマー(c);及び
モノマー(a)、(b)または(c)ではない、0から40wt%のさらなるエチレン性不飽和モノマー(d)から重合される。
60から85wt%の二環式(メタ)アクリレートエステル(a);
15から25wt%の脂肪アルキル(メタ)アクリレート(b);
10から35wt%の芳香族ビニルモノマー(c);及び
モノマー(a)、(b)または(c)ではない、0から30wt%のさらなるエチレン性不飽和モノマー(d)から重合される。
1)20℃で15分の等温でのDSC運転を開始する;
2)10℃/分で、材料のTgより約20℃上まで温度を傾斜させる;
3)その温度にて5分間等温で運転する;
4)Tgより20℃上から20℃/分で20℃まで温度を傾斜させる;
5)20℃にて5分間等温で運転する;
6)60秒毎に+/−1,280℃のプロセス条件で、変調モードを開始する;
7)2℃/分で180℃まで温度を傾斜させる。
・少なくとも1種の二環式(メタ)アクリレートエステル、
・少なくとも1種の脂肪アルキル(メタ)アクリレート、
・任意選択で少なくとも1種の芳香族ビニルモノマー、及び
・任意選択で他のエチレン性不飽和モノマーを共重合させることにより得ることができる1種以上のコポリマーからなる、またはそれらを含むコポリマー成分を含有する。
n(CO+2H2)=(−CH2−)n+nH2O+熱
所望により、2:1以外の水素:一酸化炭素比が使用され得る。
(i)燃料組成物の霧化を補助すること;
(ii)組成物の点火遅れを減少させること;及び
(iii)組成物での燃焼点火エンジン運転の出力を改善することのうちの1つ以上を目的とした使用が提供される。
(i)燃料霧化を補助すること;
(ii)点火遅れを減少させること;及び
(iii)組成物での燃焼点火エンジン運転の出力を改善することのうちの1つ以上を目的とした使用を提供する。
2つの異なる方法を使用して、ポリマー分子量を決定した。
GPC−MALSにより、40℃で分子量を決定した。定量は、ガードカラムのみを使用した分析による半バッチモードであった。試料は、約10mgを10mLのテトラヒドロフラン(移動相)中に溶解することにより調製した。必要に応じて、試料をテトラヒドロフランでさらに希釈した。
カラム:Phenogel Guard 10^6A(50mm×7.8mm);
流量:0.5ml/分THF;
注入:50μl;
カラム温度:40℃;
検出:Wyatt(登録商標)Dawn Heleos 18角度MALS 633nm及びWyatt Optilab T−REX屈折率検出器;
定量:ZimmまたはDebye 2次の1次、5から18角度。
GPC−MALSにより、分子量を決定した。試料は、約10mgを10mLのテトラヒドロフラン(移動相)中に溶解することにより調製した。
カラム:30cm×4.6mm10.0μm Phenogel 10^5A−公称限界100万;
移動相:安定化テトラヒドロフラン;
流量:0.40ml/分;
注入:100μl;
カラム温度:40℃;
検出:Wyatt Heleos MALSによるRI及びLS
2Lの4口丸底フラスコに、オーバーヘッド型機械撹拌器、凝縮器及び窒素パージラインを備えたY字管、温度計、ならびに栓を装着する。フラスコに、脱イオン水及び界面活性剤を投入した。pHをチェックすると、4から5の所望範囲内であることが分かり、したがってpH調節は行わなかった。次いで、栓を通して表面下窒素パージを開始した。
280,000の報告されたMwを有するポリスチレンを、Sigma−Aldrichから入手した。
300kDのMw及び0.6の固有粘度を有するポリ(イソブチルメタクリレート)を、Polysciencesから入手した。
合成例S1の調製に使用された基本手順に従って、これらのコポリマーを調製した。
溶解度指数法:
キャップを有する20mLのバイアルに、ポリマー0.2gをディーゼル燃料9.8gに添加した。得られた混合物にゆるくキャップし、周囲室温(約25℃)で1時間激しく撹拌した。次いで、混合物を撹拌しながら約90℃に1時間加熱した。得られた混合物または溶液を周囲室温まで冷却し、24時間静置した。次いで、目視検査によりポリマー溶解度を決定し、任意のヘーズ、濁り、または他の相分離の兆候を示すポリマーは、不溶性であると判断した。次いで、混合物/溶液を8℃に設定された冷蔵庫内に24時間設置した。次いで、目視検査によりポリマー溶解度を決定し、任意のヘーズ、濁り、または他の相分離の兆候を示すポリマーは、不溶性であると判断した。
オーバーヘッド型機械撹拌器、温度計、凝縮器及びセプタム/栓を装着した4口の250mL丸底フラスコに、B7ディーゼル燃料50.0gに対するポリマー5.0gを投入した。得られた混合物を、均質溶液が得られるまで撹拌しながら70〜80℃に加熱した。いくつかの比較例の場合、例えばポリスチレンの場合、140℃で3時間の撹拌後であっても、ポリマーはB7ディーゼル燃料に溶解しなかった。得られた溶液の一部を、温かいうちに40mLバイアルに移した。約25℃超の曇り点を有するポリマーの場合、温度計を用いて手で撹拌しながら、溶液を約25℃に冷却した。報告された曇り点は、溶液が視覚的に濁った、または曇った温度である。約25℃未満の曇り点を有するポリマーの場合、氷/水浴またはドライアイス/アセトン浴を使用して、溶液が視覚的に濁った、または曇った点未満の温度まで溶液を冷却した。得られた濁った/曇った混合物を、温度計を用いて手で撹拌しながら、25℃まで徐々に温めた。報告された曇り点は、溶液が透明となった温度である。チェックとして、ポリマーの曇り点が決定されたら、温度計を用いて撹拌しながら透明溶液を徐々に冷却し(必要に応じて冷却浴を使用して)、曇り点を確認した。
CE7において、EP−A−0626442の例12を修正した。得られたポリマーは、約95kDのMwを有していた。分子量は、ポリマーが溶解される流体のレオロジーに効率的に影響するには低過ぎた。
試験のために、以下の燃料ブレンドを調製した。まず、ディーゼルベース燃料中で濃縮物を作製したが、この濃縮物は、少なくとも2.5wt%のコポリマーを含有し、これをその後さらなるディーゼルベース燃料で希釈して、所望のmg/kg濃度を有する燃料組成物を生成した。存在するコポリマーの量は、燃料組成物の総重量を基準としてppmで示される。使用したベース燃料は、上記の表3に示される仕様を有していた。
B5ディーゼルベース燃料である参照燃料、及び参照燃料と同じB5ディーゼルベース燃料であるが120ppmの合成例S19のポリマーが添加された燃料の2つの燃料を、エンジン試験に供した。
すなわち、本明細書は以下の発明の開示を包含する:
[1]燃焼エンジンに動力供給するための燃料組成物であって、
液体ベース燃料と;
少なくとも以下のモノマー:
・少なくとも1種の二環式(メタ)アクリレートエステル;
・少なくとも1種の脂肪アルキル(メタ)アクリレート;
・任意選択で少なくとも1種の芳香族ビニルモノマー;及び
・任意選択で他のエチレン性不飽和モノマーを共重合させることにより得ることができるコポリマーとを含む燃料組成物。
[2]前記脂肪アルキル(メタ)アクリレートは、C 8 〜C 24 アルキル(メタ)アクリレートであり、C 8 〜C 24 アルキル基は、直鎖または分岐状、置換または非置換、飽和または不飽和であってもよい、[1]に記載の燃料組成物。
[3]前記コポリマーは、400,000から50,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、[1]または[2]に記載の燃料組成物。
[4]前記二環式(メタ)アクリレートエステルは、一般式(I)
Rは、Hまたは−CH 3 であり、
Aは、−CH 2 −、−CH(CH 3 )−または−C(CH 3 ) 2 −であり、
Mは、六員環の炭素原子に共有結合しており、水素及びメチル基またはその複数からなる群から選択される)のエステルである、[1]から[3]のいずれかに記載の燃料組成物。
[5]前記コポリマーは、
・10から95wt%の前記二環式(メタ)アクリレートエステルと;
・5から80wt%、好ましくは5〜40wt%の前記脂肪アルキル(メタ)アクリレートと;
・0から65wt%の前記芳香族ビニルモノマーと;
・0から50wt%の他のエチレン性不飽和モノマーとを、全体で100wt%まで含み、モノマーの重量パーセントは、全モノマーの総重量を基準とする、[1]から[4]のいずれかに記載の燃料組成物。
[6]前記コポリマーは、
・20から95wt%の前記二環式(メタ)アクリレートエステルと;
・5から80wt%、好ましくは5〜40wt%の前記脂肪アルキル(メタ)アクリレートと;
・0から65wt%の前記芳香族ビニルモノマーと;
・0から50wt%の他のエチレン性不飽和モノマーとを、全体で100wt%まで含み、前記モノマーの重量パーセントは、前記モノマー全ての総重量を基準とする、[1]から[5]のいずれかに記載の燃料組成物。
[7]前記コポリマーの重量の35wt%以上の量の二環式(メタ)アクリレートエステル及び脂肪アルキル(メタ)アクリレートの合計を含む、[1]から[6]のいずれかに記載の燃料組成物。
[8]前記コポリマーの重量の35wt%以上の量の二環式(メタ)アクリレートエステル及び芳香族ビニルモノマーの合計を含む、[1]から[7]のいずれかに記載の燃料組成物。
[9]前記少なくとも1種の二環式(メタ)アクリレートエステルは、イソボルニルメタクリレートを含むか、またはそれである、[1]から[8]のいずれかに記載の燃料組成物。
[10]前記少なくとも1種の脂肪アルキルメタクリレートは、ラウリル(メタ)アクリレート、メタクリル酸エステル13.0、及び/またはイソ−デカ(メタ)アクリレートを含むか、またはそれらである、[1]から[9]のいずれかに記載の燃料組成物。
[11]前記少なくとも1つの芳香族ビニルモノマーは、スチレンを含むか、またはそれである、[1]から[10]のいずれかに記載の燃料組成物。
[12]前記コポリマーは、少なくとも100,000Dの重量平均分子量を有する、[1]から[11]のいずれかに記載の燃料組成物。
[13]前記コポリマーは、50から190℃の範囲内のガラス転移温度を有する、[1]から[12]のいずれかに記載の燃料組成物。
[14]前記ベース燃料は、ディーゼルベース燃料であり、前記燃料組成物は、ディーゼル燃料組成物である、[1]から[13]のいずれかに記載の燃料組成物。
[15]前記燃料組成物中に存在するコポリマーの量は、前記燃料組成物の10重量ppmから100重量ppm、好ましくは25重量ppmから80重量ppmの範囲内である、[1]から[14]のいずれかに記載の燃料組成物。
[16][1]から[15]のいずれかに記載の燃料組成物をブレンドする方法であって、前記コポリマー、または前記コポリマーを含むコポリマー成分、または前記コポリマーを含有する添加剤パッケージを、前記ベース燃料とブレンドすることを含む方法。
[17]燃料組成物、好ましくはディーゼル燃料組成物中における、[1]から[13]のいずれかに記載のコポリマー、または前記コポリマーを含むコポリマー成分、または前記コポリマーを含有する添加剤パッケージの、
(i)前記燃料組成物の霧化を補助すること;
(ii)前記組成物の点火遅れを減少させること;及び
(iii)前記組成物での燃焼点火エンジン運転の出力を改善することのうちの1つ以上を目的とした使用。
[18][1]から[15]のいずれかに記載の燃料組成物の、
(i)燃料霧化を補助すること;
(ii)点火遅れを減少させること;及び
(iii)前記組成物での燃焼点火エンジン運転の出力を改善することのうちの1つ以上を目的とした使用。
Claims (5)
- 燃焼エンジンに動力供給するための燃料組成物であって、
液体ベース燃料と;
少なくとも以下のモノマー:
・一般式(I):
Rは、Hまたは−CH 3 であり、
Aは、−CH 2 −、−CH(CH 3 )−、または−C(CH 3 ) 2 −であり、
Mは、六員環の炭素原子に共有結合しており、水素及びメチル基またはその複数からなる群から選択される)を有する少なくとも1種の二環式(メタ)アクリレートエステル;
・直鎖または分岐状、置換または非置換、飽和または不飽和であってもよいC 8 〜C 24 アルキル(メタ)アクリレートである少なくとも1種の脂肪アルキル(メタ)アクリレート;
・任意選択で少なくとも1種の芳香族ビニルモノマー;及び
・任意選択で他のエチレン性不飽和モノマー
を共重合させることにより得ることができるコポリマーと
を含み、
前記コポリマーの重量平均分子量(Mw)は、1,500,000〜50,000,000ダルトンである、燃料組成物。 - 前記コポリマーの重量の35wt%以上の量の二環式(メタ)アクリレートエステル及び脂肪アルキル(メタ)アクリレートの合計を含む、請求項1に記載の燃料組成物。
- 前記コポリマーが、
・10〜95wt%の前記二環式(メタ)アクリレートエステル;
・5〜80wt%の前記脂肪アルキル(メタ)アクリレート;
・0〜65wt%の前記芳香族ビニルモノマー;
・0〜50wt%の前記他のエチレン性不飽和モノマー
を含み、上記モノマーの重量パーセントは、すべてのモノマーの総重量を基準としており、合計が100重量%である、請求項1または2に記載の燃料組成物。 - 前記コポリマーが、
・20〜95wt%の前記二環式(メタ)アクリレートエステル;
・5〜40wt%の前記脂肪アルキル(メタ)アクリレート;
・0〜65wt%の前記芳香族ビニルモノマー;
・0〜50wt%の前記他のエチレン性不飽和モノマー
を含み、上記モノマーの重量パーセントは、すべてのモノマーの総重量を基準としており、合計が100重量%である、請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料組成物。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料組成物の、
(i)燃料霧化を補助すること;
(ii)点火遅れを減少させること;及び
(iii)前記組成物での燃焼点火エンジン運転の出力を改善することのうちの1つ以上を目的とした使用。
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