KR940009046B1

KR940009046B1 - 내연기관용 연료조성물

Info

Publication number: KR940009046B1
Application number: KR1019860009406A
Authority: KR
Inventors: 제이 도우러 쥬니어 캐스피; 에이취 워얼쉬 리이드
Original assignee: 더 루우브리졸 코오포레이션; 지이 아아르 힐
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1994-09-29
Also published as: CN86107612A; AR243591A1; IN168045B; WO1987003003A1; EP0388991B1; JPS63502036A; ZA868358B; ATE111508T1; MX166404B; NZ218160A; DE3650070D1; EP0244476A1; CN1017256B; AU6732487A; ES2001318A6; US4780111A; EP0388991A1; BR8606981A; EP0244476B1; KR870005070A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

내연기관용 연료조성물

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 내연기관용 연료조성물, 특히 상세하게는 내연기관 및 특히 흡입시스템과 연료구 주입구 노즐내에 고체물질이 침착되는 것을 감축 및/또는 방지할 수 있는 무회(無灰) 분산제를 함유하는 연료조성물에 관한 것이다.

연료 및 윤활제 조성물에 첨가제로서 유용한 많은 무회분산제가 종래기술에 개시되어 있다. 많은 수의 이러한 무회분산제는 고분자량 카르복실산아실화제의 유도체이다. 전형적으로, 아실화제는 예컨대, 적어도 약 10지방족 탄소원자 또는 대개 적어도 30-50지방족 탄소원자를 함유하는 올레핀(예 : 폴리부텐과 같은 폴리알켄) 또는 그 유도체를 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 말레산, 푸마르산 및 말레산 무수물과 같은 불포화카르복실산 또는 그 유도체와 반응시키는 것에 의해 제조된다. 분산제는 고분자량 카르복실산 아실화제로부터 적어도 하나의 N-H기가 그 구조속에 존재하는 것이 특징인 아민, 알코올, 반응성 금속 또는 반응성 금속화합물 및 그들의 조합과의 반응에 의해 제조된다. 이러한 카르복실산 유도체의 제조에 관련된 이전 기술이 미합중국 특허 제4,234,435호에 요약되어 있다.

상기에서 기술된 바와 같은 카르복실산 유도체조성물은 다양한 시약들로 후처리하여 조성물의 성질을 변경 및 향상시키는 것이 또한 제안되었다. 상기에서 기술된 시약들을 아민과 반응시켜 제조된 아실화 질소조성물은 예컨대, 그렇게 해서 형성된 아실화 질소조성물을 산화붕소, 산화붕소수화물, 할로겐화붕소, 붕소산, 붕소산의 에스테르, 이황화탄소, 황, 염화황, 알케닐시안화물, 카르복실산 알킬화제, 알데히드, 케톤, 인산, 에폭시화물 등으로 구성되는 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 후처리시약들과 접촉시키는 것에 의해 후처리될 수 있다. 상기에서 기술된 바와 같은 시약들로써의 카르복실산 에스테르 및 아민분산제의 후처리에 관련된 이전 기술의 목록에는 미합중국 특허 제4,203,855호(19째 칼럼, 16-34째줄) 및 미합중국 특허 제4,234,435호(42째 칼럼, 33-46째줄)와 같은 여러 특허들이 포함된다.

이소프탈산과 테레프탈산을 부식방지제로 사용하는 것이 미합중국 특허 제2,809,160호에 개시되어 있다. 부식방지제는 세탁제첨가제와 조합하여 사용된다.

지방족 및 방향족 폴리카르복실산과 아실화아민의 반응에 의해 얻어진 무회분산제를 함유하는 윤활유의 제조가 이전에 설명되어 왔었다. 예를들어, 미합중국 특허 제4,234,435호에 테레프탈산 및 말레산과 같은 카르복실산아실화제를 포함하는 다양한 조성물로 아실아민을 후처리하는 것에 의해 제조된 카르복실산 유도체 조성물을 함유하는 윤활유가 개시되어 있다. 미합중국 특허 제3,287,271호 및 프랑스 공화국 특허 제1,367,939호에는 폴리아민을 고분자량 숙신산 무수물과 결합시킨 다음 얻어진 생성물을 적어도 하나의 환상(annular) 탄소원자에 의해 분리된 환상 탄소원자에 카르복실기가 결합된 8-14 탄소원자의 방향족 디카르복실산과 접촉시키는 것에 의해 제조되는 윤활유에 대한 세탁제-부식방지제가 개시되어 있다. 이러한 방향족 디카르복실산의 실례는 이소프탈산, 테레프탈산 및 다양한 그 유도체이다. 프탈산의 아민염을 함유하는 윤활조성물이 미합중국 특허 제2,900,339호에 개시되어 있다. 아민염은 프탈산과 염기성 3차아민의 열에 안정한 염들이다. 미합중국 특허 제3,692,681호에는 매우 봉쇄된 아실화 알킬렌 폴리아민을 함유하는 탄화수소 매체내 프탈산의 분산액이 개시되어 있다. 폴리아민은 에틸렌폴리아민 또는 프로필렌폴리아민과 같은 알킬렌폴리아민과 알케닐숙신산무수물의 반응에 의해 제조된다. 테레프탈산 또는 그 유도체를 3차 알코올 또는 DMSO같은 보조용매에 녹이고, 테레프탈산 용액을 봉쇄 아실화아민 무회 세탁제를 함유하는 탄화수소용액과 결합시켰다. 다음에 보조 용매를 제거하였다.

미합중국 특허 제3,216,936호에는 알킬렌폴리아민의 아실화로부터 유도된 조성물인 윤활제 첨가제가 개시되어 있다. 더욱 상세하게는, 탄화수소기내에 적어도 약 50지방족 탄소원자를 갖는 탄화수소치환-숙신산과 지방산 모노카르복실산으로 구성되는 산성혼합물과 알킬렌아민의 반응 및 반응으로 형성된 물을 그 다음에 제거하는 것에 의해 조성물을 얻는다. 산성혼합물내 상기 숙신산대 모노카르복실산의 당량비는 약 1 : 0.1-약 1 : 1이다. 사용될 수 있는 지방족 모노카르복실산에는 아세트산, 도데칸산, 올레산, 나프텐산, 포름산 등의 포화 및 불포화산이 포함된다. 12 또는 그 이상의 지방족 탄소원자를 갖는 산, 특히 스테아르산 및 올레산이 특히 유용하다. 936호 특허에 기술된 생성물들은 2사이클 내연기관용 오일 연료내에 사용할 수도 있다

영국 특허 제1,162,436호에 윤활조성물과 연료내에 유용한 무회분산제가 기술되어 있다. 조성물은 특정 알케닐치환숙신이미드 또는 숙신아미드와 탄화수소-치환숙신산 또는 무수물을 반응시키는 것에 의해 제조한다. 두탄화수소 치환기의 사슬길이의 수적평균은 탄소원자 50이상이다. 모노알케닐숙신이미드의 포름아미드가 미합중국 특허 제3,185,704호에 개시되어 있다. 포름아미드는 윤활유 및 연료내 첨가제로서 유용한 것으로 보고 되었다.

미합중국 특허 제3,639,242호 및 제3,708,522호에는 모노- 및 폴리카르복실산 에스테르를 모노- 또는 폴리카르복실산 아실화제로 후처리하여 제조되는 조성물이 개시되어 있다. 그렇게 해서 얻어진 조성물은 윤활제 및 연료 내 분산제로서 유용한 것으로 보고되었다.

따라서, 본 발명에서는 내연기관용 연료조성물 및 더욱 상세하게는, 연료-주입 내연기관에 사용하기 위한 연료조성물이 개시된다. 이 연료조성물은 다량의 액체 탄화수소 연료와 성질개선적 소량의, 질소-함유 조성물을 모노- 및 폴리카르복실산(방향족 폴리카르복실산이 바람직하나 지방족 또는 방향족 카르복실산일 수 있음)으로 후-처리하여 일반적으로 제조되는 탄화수소-용해성 분산제로 구성된다. 본 발명에 따라서 후처리되는 질소-함유 조성물은 아실화제를 알킬렌폴리아민 또는 알칸올아민과 반응시켜 얻는다. 본 발명의 연료조성물은 내연기관, 특히 연료-주입 내연기관에 사용할 때, 내연기관의 여러 부품에서의 고체침착물이 감소된다. 특히, 이러한 연료의 사용은 흡입 시스템 침착물과 주입기 노즐침착물을 방지 또는 감소시킨다. 따라서, 내연기관내의 침착물 형성을 감소 또는 방지하는 방법이 또한 개시된다.

본 발명의 연료조성물에 사용할 수 있는 연료는 탄화수소 기본 연료를 포함하여, 보통 가솔린, 비등범위내 액체 탄화수소이다. “석유 증류물 연료”는 또한 본 발명의 연료조성물에 사용할 수 있고 상기한 특징적 비등점을 갖는 연료를 나타내기 위해 사용된다. 그러나, 이 용어는 직류(直留) 증류물 분액에 한정되어 사용하려는 의도는 아니다. 증류물 연료는 직류 증류물연료, 촉매적으로 또는 열적으로 분해된(하이드로크래킹 포함) 증류물 연료, 또는 직류 증류물 연료, 나프타등과 분해된 증류물 원료와의 혼합물일 수 있다. 탄화수소연료는 또한 알코올, 에테르, 유기-니트로 화합물등과 같은 비탄화수소 물질을 함유할 수 있다. 이러한 물질은 약 10-20％ 또는 그 이상까지의 다양한 양으로 탄화수소연료와 혼합될 수 있다. 예를들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올과 같은 알콜 및 이러한 알코올의 혼합물이 약 10％까지의 양으로 상업적 연료에 포함된다. 연료와 혼합할 수 있는 물질의 다른 예로는 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 메틸 3차 부틸에테르, 니트로메탄이 포함된다. 옥수수, 앨펠퍼, 세일 및 석탄과 같은 식물 또는 광물원천으로 부터 유도되는 액체연료가 또한 본 발명의 영역에 포함된다. 또한, 본 발명의 연료조성물의 형성에 사용되는 기본연료는 산 또는 부식처리, 수소화, 용매정제, 점토처리등과 같은 공지된 상업적 방법에 따라 처리될 수 있다.

의도하는 기능의 유형에 따라서 수많은 다른 유형의 가솔린이 공급된다. 본 발명에 사용되는 가솔린은 모우터 및 항공가솔린으로서 고안된 것들을 포함한다. 모우터 가솔린은 ASTM 명세 D-439-73으로 규정된 것들을 포함하며 방향족, 올레핀, 파라핀, 이소파라핀, 나프텐 및 가끔 디올레핀을 포함하는 다양한 유형의 탄화수소의 혼합물로 구성된다. 모우터 가솔린은 보통 약 21.1℃(70°F)-232℃(450°F) 한도내의 비등점 범위를 가지는 반면, 항공 가솔린은 약 38℃(100°F)-166℃(330°F) 한도내의 좁은 비등점 범위를 가진다.

본 발명의 연료조성물은 이후에 기술되는 바와 같은 적어도 하나의 탄화수소-용해성 분산제의 성질개선적 소량을 함유한다. 본 발명의 연료조성물내 이러한 분산제의 존재는 특히 흡입지역 및 연료 주입기 노즐내의 바람직하지 못한 기관침착물을 방지 또는 최소화할 수 있는 바람직한 성질을 가진 연료조성물을 제공한다.

한 실시양태(이후에 “제1실시양태”로서 언급함)에서, 본 발명의 연료조성물을 2사이클 기관이 아닌 내연기관에 사용하고, 이러한 연료조성물내에 사용된 분산제는 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제1아실화제(A-1)를 적어도 하나의 알킬렌폴리아민(A-2)과 적어도 탄소원자들을 갖는 지방족 모노카르복실산의 방향족 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제2아실화제와 반응시키는 것에 의해 제조된 탄화수소-용해성 분산제이며, 제1 및 제2아실화제(A-1)과 (B)는 분산제를 탄화수소-용해성으로 만들기에 충분하다.

두번째 실시양태(이후부터 “제2실시양태”로 언급함)에서, 연료조성물은 임의의 내연기관에 사용될 수 있으며, 이러한 연료조성물에 사용되는 분산제는 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제1아실화제(A-1)를 적어도 하나의 알킬렌폴리아민(A-2) 및 적어도 7탄소원자를 갖는 방향족 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제2아실화제와 반응시켜 제조한 적어도 하나의 탄화수소-용해성 분산제로 구성되며, 제1 및 제2아실화제(A-1) 및 (B)내의 탄소원자의 총수는 분산제를 탄화수소-용해성으로 만들기에 충분하다.

또 다른 세번째 실시양태(이후부터 “제3실시양태”로 언급함)에서, 연료조성물에 사용되는 분산제는 알칸올아민에 기재한 것이며 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제1아실화제(A-1)를 적어도 하나의 알칸올 아민(A-2)과 모노- 및 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제2아실화제(B)와 반응시켜 제조되며, 제1 및 제2아실화제(A-1) 및 (B)내의 탄소원자의 총수는 분산제를 탄화수소-용해성으로 만들기에 충분하다.

상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 여러 실시양태에 사용되는 분산제는 반응물(A-1), (A-2) 및 (B)의 특정 조합에 따라 다르다. 예를들어, 제1 및 제2실시양태는 폴리아민을 반응물(A-2)로 사용하는 반면에 제3실시양태는 알칸올아민을 반응물(A-2)로 사용한다. 또한, 제1실시양태에서, 제2아실화제는 지방족 모노카르복실산 또는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산, 무수물, 아실할로겐화물등일 수 있으며, 반면에 제2실시양태에서, 제2아실화제는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산, 무수물 또는 그 할로겐화물이다.

세 실시양태 전부에서, 먼저 제1아실화제(A-1)를 폴리아민 또는 알칸올아민(A-2)와 반응시켜 질소-함유 조성물(A)을 형성한 다음, 상기 질소-함유 조성물을 정의된 바와 같은 제2아실화제(B)와 반응시킨다. 이 바람직한 방법을 상기에서 정의된 제1, 제2 또는 제3실시양태에 사용할 때, 실시양태들은 이 명세서내에서 “제1의 바람직한 실시양태”, “제2의 바람직한 실시양태” 및 “제3의 바람직한 실시양태”로 각각 언급된다.

분산제를 제조하는 또 다른 방법은 제1 및 제2아실화제의 혼합물 제조와 혼합물을 폴리아민 또는 알칸올아민과 반응시키는 것을 포함한다. 또다른 택일적인 방법은 먼저 폴리아민을 두번째 아실화제와, 그 다음에 제1아실화제와 반응시키는 것을 포함한다.

[반응물 A-1]

제1카르복실산 아실화제(A-1)는 적어도 하나의 지방족 또는 방향족 모노 또는 폴리카르복실산 혹은 그러한 산을 생성하는 화합물이다. 본 명세서와 특허청구의 범위 전반에 걸쳐, 아실화제로서의 카르복실산이라는 말 속에는, 특별히 그에 대한 설명이 없는한 무수물, 에스테르, 할로겐화아실 및 그 혼합물과 같은 산-생성 유도체가 포함되는 것으로 본다.

본 발명에서 사용될 수 있는 지방족 모노 카르복실산 속에는 포화 및 불포화산이 포함된다. 포름산, 아세트산, 클로로아세트산, 부탄산, 시클로헥산산, 도데칸산, 팔미트산, 데칸산, 올레산, 스테아르산, 리놀레탄, 리놀렌산, 나프텐산, 클로로스테아르산, 토올유산 등이 유용한 산의 예이다. 특히 유용한 산은 12 혹은 그 이상의 지방족 탄소원자를 가진 것이며, 스테아르산과 올레산은 특히 유용하다.

본 발명에 유용한 지방족 모노카르복실산은 이소지방족산, 즉 하나 혹은 그 이상의 저급 비환식 펜단트 알킬기를 갖는 산이다. 이소지방족산을 사용하면 비교적 고농도로 탄화수소 연료에 잘 녹으며, 연료속의 다른 첨가제와 쉽사리 섞이는 생성물이 만들어진다. 이 산들의 중심사슬은 14-20개의 포화된 지방족 탄소원자를 가지며, 적어도 하나이상 약 4이하의 펜단트 비환식 알킬기를 갖는다. 산의 중심사슬은 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸, 옥타데칸 및 아이코산등으로부터 유도된다. 펜단트기로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 3차-부틸, n-헥실 혹은 그외에 약 6미만의 탄소원자를 지닌 라디칼등의 저급 알킬라디칼이 양호하다. 펜단트기는 클로로메틸,브로모부틸, 메톡시에틸 등의 극성-치환알킬 라디칼일 수도 있으나, 그중 양호한 것은 라디칼당 한개 이하의 극성치환기를 가진 것이다. 이와 같은 산의 구체적인 예로써 10-메틸-테트라데칸산, 11-메틸-펜타데칸산, 3-에틸헥사데칸산, 15-메틸-헵타데칸산, 16-메틸-헵타데칸산, 6-메틸-옥타데칸산, 8-메틸-옥타데칸산, 10-메틸-옥타데칸산, 14-메틸-옥타데칸산, 16-메틸-옥타데칸산, 15-에틸-헵타데칸산, 3-클로로메틸-노나데칸산, 7,8,9,10-테트라메틸-옥타데칸산 및 2,9,10-트리메틸-옥타데칸산 같은 이소지방족 산이 있다.

이소지방족 산중 특별히 유용한 것은 상업용 지방산을 이성질체화시켜 제조한 측쇄산 혼합물이다. 16-20개의 탄소원자를 지닌 불포화지방산을 이성질체화시키는 아주 좋은 방법은, 약 250℃ 이상, 200-700psi(파운드/제곱인치)의 압력에서 상기 불포화 지방산을 가열하고, 조(粗) 이성체 산을 증류한 후, 그 증류물을 수소화시켜 실질적인 포화이성체 산을 생산하는 것이다. 이성질화를 촉진시키는 촉매에는 무기점토, 규조토, 염화알루미늄, 염화아연, 염화제이철, 혹은 다른 프리에델-크레프트 촉매등이 있다. 촉매의 농도는 0.01％ 정도로 낮으나, 종종 이성질체 혼합물의 중량 기준으로 0.1％-3중량％ 정도의 농도를 갖기도 한다. 물 또한 이성질화를 촉진시키는데, 이성질체 혼합물중 0.1％-5중량％의 적은양이 이성질화 혼합물 속에 가해지는 것이 유리하다.

이소 지방족 산이 유도되는 불포화 지방산중에는, 전술한 올레산 외에도 리놀레산, 리놀렌산, 또는 다량의 불포화 지방산을 포함한 토올류와 같은 상업용 지방산 혼합물이 포함된다.

고분자량의 몰리카르복실산뿐 아니라 저분자량의 폴리카르복실산이 아실화제(A-1)으로서 유용한 지방족 폴리카르복실산이다. 저분자량의 아실화제에는 디카르복실산 및 말레산, 말레무수물, 클로로말레산무수물, 말론산, 숙신산, 숙신산무수물, 글루타르산, 글루타르산무수물, 아디프산, 피멜산, 아젤라인산, 세바신산, 글루타콘산, 시트라콘산, 이타콘산, 아릴숙신산, 세틸말론산, 테트라프로필렌-치환 숙신산 무수물등의 유도체가 있다.

일반적으로 제1아실화제(A-1)은 적어도 하나의 치환된 모노 및 폴리카르복실산 혹은 무수물등이다. 모노 또는 폴리카르복실산 아실화제에 있는 탄화원자수는 분산제의 이상적인 탄화수소용해도를 공급하는데 있어 중요하다. 상기에 언급한 것과 같이, 제1 및 제2아실화제(A-1) 및 (B)속에 있는 전체 탄소수는 분산제가 탄화수소에 용해되도록 하기에 충분해야 하는 것은 중요하다. 일반적으로 제1아실화제의 탄소수가 많으면, 제2아실화제는 더 적은 탄소수가 들어있는 것으로 선택할 수 있으며, 역으로 제2아실화제의 탄소수가 많으면, 제1아실화제는 더 적은 탄소가 들어있는 것으로 선택할 수 있다. 통상 이상적인 탄화수소 용해도를 제공하기 위해서, 제1 및 제2아실화제속의 전체 탄소수는 10이상이며, 보다 일반적으로는 30이상일 것이다.

아실화제는 극성 치환제를 가질 수 있으나, 단 이러한 치환제는 아실화제의 탄화수소의 성질을 유의하게 변경시킬 정도로 충분히 많은 양으로 존재해서는 안된다. 전형적으로 적당한 극성 치환체는 클로로 및 브로모와 같은 할로와 옥소, 옥시, 포밀, 설페닐, 설피닐, 티오, 니트로 등이다. 만일 극성 치환체가 존재할 경우 그 양은 카르복실기를 제외한 아실화제 탄화수소 전체무게에 대하여 10중량％를 넘지 않는 것이 좋다.

반응물(A-1)으로 적절한 카르복실산 아실화제는 당분야에 잘 나와있으며, 미합중국 특허 제3,087,936 ; 3,163,603 ; 3,172,892 ; 3,219,666 ; 3,272,746 ; 3,306,907 ; 3,346,354 ; 및 4,234,435호에 자세히 기술되어 있다. 이 명세서를 짧게하기 위해 본 발명에서 출발물질(A-1)으로 사용될 수 있는 적절한 모노 및 폴리카르복실산 아실화제에 대한 상세한 설명은 이 특허들에 나와 있는 것들을 통합하였다.

종래의 발명에서 산을 제조하는 여러 방법이 알려져 왔는데, 일반적으로 사용하는 방법은 약 100-300℃의 온도범위에서 최소한 10개 이상의 지방족 탄소원자를 포함한 에틸렌형 불포화 탄화수소 또는 염소화 탄화수소를 에틸렌형 불포화 카르복실산, 산 할로겐화물, 무수물과 반응시키는 것이다. 물론 염소화 탄화수소 혹은 에틸렌형 불포화 탄화수소 반응물은 극성 치환체와 오일-용해성 펜단트기를 가질 수 있으며, 상기에서 설명된 일반적인 범위내에서 불포화될 수 있다. 최종 생산물의 아실부분에 존재하는 지방족 탄소원자의 대부분을 제공하는 것이 바로 이 탄화수소 반응물들이다.

이 두 공정중 한 공정을 이용하여 카르복실산 아실화제를 제조할 때, 이 카르복실산 반응물의 일반식은 보통 R_o-(COOH)_n이다(여기서 R_o는 적어도 하나의 에틸렌형 불포화 탄소-탄소 공유결합을 가지며, n은 1-6까지의 정수로써 특히 양호하기로는 1 또는 2인 것을 그 특징으로 한다). 또한 이 산성반응물은 상응되는 카르복실산 할로겐화물, 무수물, 에스테르 또는 다른 등가의 아실화제 및 이것들의 하나 혹은 그 이상의 혼합물일 수도 있다. 보통 산성 반응물의 전체 탄소수는 10이하이며, 일반적으로 6이하이다. 양호한 산성반응물은 적어도 한개의 카르복실산 관능가에 대하여 α,β-위치에 1개 이상의 에틸렌 결합을 갖는다. 산성반응물로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 말레산무수물, 푸마르산, 이타콘산, 이타콘산무수물, 시트라콘산, 시트라콘산무수물, 메사콘산, 글루타콘산, 염화말레산, 아코니트산, 크로톤산, 메틸크로톤산, 소르빈산, 3-헥센산, 10-데칸산 및 그 유사물이 있다. 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 및 말레산 무수물등은 경제적인 면이나 유용도 면에서 유리하다.

전술한 것에서 알 수 있듯이 카르복실산 아실화제는 시클릭기와 방향족기를 모두 포함하거나, 시클릭기 혹은 방향족 기만을 가질 수 있다. 이 산들은 본래 산은 지방족 성질을 가지며, 대부분의 실시에 있어서, 양호한 산아실화제는 지방족 모노 및 폴리카르복실산, 무수물과 할로겐화물이다.

실질적으로 포화된 지방족 탄화수소-치환 숙신산 및 무수물은 본 발명의 출발물질로서 사용되는 아실화제(A-1)으로서 매우 양호하다. 이러한 숙신산 아실화제는 고분자량 올레핀이나 염소화 폴리올레핀과 염소화 탄화수소와 말레산 무수물을 반응시켜 쉽게 제조할 수 있다. 반응은 약 100-300℃, 바람직하게는 100-200℃에서 단순히 두 반응물을 가열시키기만 하면 된다. 그 반응에서 생성된 생산물은 치환된 숙신산 무수물인데, 그 치환체는 상기 인용특허에 기술된 염소화 탄화수소 또는 올레핀에서 유도된 것이다. 생성물은 표준 수소화 공정에 의해 어떤 에틸렌형 불포화 공유결합의 한부분 또는 모든 부분을 제거함으로써 수소화될 수 있다. 치환된 숙신산 무수물은 물 또는 증기처리에 의하여 상응하는 산으로 가수분해할 수 있고, 이 무수물이나 산은 할로겐화 인, 페놀 또는 알코올과 반응시킴으로써 상응하는 산 할로겐화물이나 에스테르로 전환시킬 수 있다.

아실화제의 제조시에 사용된 염소화 탄화수소 반응물과 에틸렌형 불포화 탄화수소 반응물은 주로 고분자량이며, 실질적으로는 포화된 석유류, 포화된 올레핀 폴리머 및 상응하는 염소화 생성물이다. 2-30정도의 탄소원자수를 가진 모노-올레핀으로부터 유도된 폴리머 및 염소화 폴리머는 양호한 생산물이다. 특별히 유용한 폴리머는 에틸렌, 프로펜, 1-부텐, 이소부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 2-메틸-1-헵텐, 3-시클로헥실-1-부텐 및 2-메틸-5-프로필-1-헥센과 같은 1-모노-올레핀들의 폴리머이다. 중간 올레핀류 폴리머(즉 올레핀 결합이 말단위치에 있지 않는 올레핀) 또한 유용하다. 이것에는 2-부텐, 3-펜텐 및 4-옥텐이 있다.

또한, 상술된 1-모노-올레핀들 상호간의 인터폴리머 및 방향족 올레핀, 시클릭 올레핀과 폴리올레핀같은 다른 인터폴리머 올레핀 물질과의 인터폴리머는 에틸렌형 불포화 반응물의 주요원으로써 역시 유용하다. 예를들어 그와같은 인터폴리머는 스티렌과 이소부텐, 부타디엔과 이소부텐, 이소프렌과 프로펜, 이소부텐과 프로펜, 피페릴렌과 에틸렌, 클로로프렌과 이소부텐, p-메틸-스티렌과 이소부텐, 1,3-헥사디엔과 1-헥센, 1-헥센과 1-옥텐, 1-펜텐과 1-헵텐, 1-옥탄과 3-메틸-1-부텐, 1-헥센과 3,3-디메틸-1-펜텐, 스티렌 및 피페릴렌과 이소부텐을 중합시킴으로써 제조된 것일 수 있다.

탄화수소 용해도 때문에, 본 발명의 아실화제 제조에 사용된 것으로 여겨지는 인터폴리머는 실질적으로 지방족이며 포화된 것이어야 한다. 즉, 이 인터폴리머 속에는 지방족 모노-올레핀류로부터 유도된 단위가 80중량％ 이상, 바람직하게는 95중량％ 정도 들어 있어야만 한다. 한편 존재하는 탄소-탄소 공유 결합의 전체수를 기준으로, 5% 이하의 올레핀 결합을 가진 것이 매우 바람직하다.

아실화제의 제조에 사용된 염소화 탄화수소 및 에틸렌형 불포화 탄화수소는 약 100,000 이하의 분자량을 갖거나 심지어 훨씬 큰 분자량을 갖는다. 상기에서 언급된 10 이상의 탄소를 지닌, 폴리올레핀류와 염소화 폴리올레핀류는 양호한 반응물이며, 이중 30 혹은 50 이상의 탄소수를 지닌 것은 더욱 양호하다.

상기에서 기술된 올레핀 폴리머와 같은 고분자량의 탄화수소를 할로겐화시켜 폴리할로겐화 생성물을 생산하고, 폴리할로겐화 생성물을 폴리니트릴로 전환시킨 후, 폴리니트릴을 가수분해시킴으로써 아실화제가 제조될 수 있다. 그들은 고분자량의 다가 알코올을 과망간산 칼륨, 질산 혹은 유사 산화제로 산화시켜 제조된다. 그와 같은 폴리카르복실산을 제조하는 또다른 방법은 시트르산을 탈수시켜 만들어진 2-펜텐-1,3,5-트리카르복실산과 같은 불포화 폴리카르복실산을 클로로폴리이소부텐과 같은 극성 치환 탄화 수소 혹은 올레핀과 반응시키는 것이다.

모노카르복실산 아실화제는 모노알코올을 과망간산 칼륨으로 산화시키든지 할로겐화 고분자량 올레핀 폴리머를 케톤과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 모노카르복시산의 제조에 유용한 또다른 방법은 금속성 나트륨을 알카놀의 말론산 에스테르 또는 아세토아세트산 에스테르와 반응시켜 그 에스테르의 나트륨 유도체를 형성한 후, 나트륨 유도체를 브롬화 왁스 혹은 브롬화 폴리이소부텐과 같은 할로겐화 고분자량 탄화수소와 연속반응시켜 얻는 것이다.

모노카르복실 및 폴리카르복실산 아실화제는 염소화 모노- 및 폴리카르복실산, 무수물, 아실할로겐화물, 그리고 이와 유사한 것들을, 에틸렌형 불포화 탄화수소 또는 에틸렌형 불포화 치환 탄화수소, 예컨대 상기에 언급한 폴리올레핀 및 치환 폴리올레핀을 반응시켜 얻을 수 있다(미합중국 특허 제3,340,281호에 그 방법이 기술되어 있다).

모노카르복실산과 폴리카르복실산 무수물은 상응되는 산을 탈수화시켜 얻을 수 있다. 아세트산 무수물과 같은 탈수화제와 함께 70℃ 이상으로 산을 가열함으로써 탈수화가 진행된다. 치환된 숙신산이나 글루타르산과 같은 3 이하의 탄소원자를 지닌 것들로 분리된 산 라디칼을 포함한 폴리카르복실산으로부터 시클릭 무수물이 얻어진다. 한편 직쇄 무수물은 4 혹은 그 이상의 탄소원자들로 분리된 산 라디칼을 갖는 폴리카르복실산에서 얻을 수 있다.

모노카르복실 및 폴리카르복실산의 할로겐화 산은 산 및 그들의 무수물을 트리브롬화 인, 오염화인 혹은 염화티오닐과 같은 할로겐화제와 반응시켜 제조할 수 있다.

제1아실화제는 지방족 모노 혹은 폴리카르복실산인 것이 좋고, 더욱 양호한 것은 디카르복시산이나, 카르복실산 아실화제(A-1)은 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 산-생성 화합물이 좋다. 방향족 산은 주로 모노- 및 디카르복시-치환 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 혹은 유사한 방향족 탄화수소일 수 있다. 그들은 알킬-치환유도체를 포함할 수 있으며, 알킬기는 30 이하의 탄소원자를 포함할 것이다. 방향족 산은 할로, 히드록시, 저알콕시등과 같은 다른 치환체를 포함한다. 아실화제(A-1)으로 유용한 산-생성 화합물과 방향족 모노 및 폴리카르복실산에는 벤조산, m-톨루산, 살리시클산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 4-프로폭시-벤조산, 4-메틸-벤젠-1,3-디카르복실산, 나프탈렌-1,4-디카르복실산, 안트라센 디카르복실산, 3-도데실-벤젠-1,4-디카르복실산, 2,5-디부틸벤젠-1,4-디카르복실산등이 있다. 이러한 디카르복실산의 무수물 또한 제1카르복실산 아실화제(A-1)으로서 유용하다.

[반응물 A-2]

반응물(A-2)로서 유용한 알킬렌 폴리아민은 일반적으로 하기 식에 의해 나타내는 것이 특징이다.

상기 식에서 U는 약 1- 약 18탄소원자의 알킬렌기이며, 각 R은 독립적으로, 수소 원자, 1-약 700탄소원자, 더욱 일반적으로는 약 30탄소원자까지 함유하는 히드록시-치환 히드로카르빌기 또는 히드로카르빌기이며, 단, 적어도 하나의 R기는 수소원자이고, n은 1-약 10이다.

바람직하게는, n은 약 6 이하의 정수이고 알킬렌기(U)는 바람직하게 에틸렌, 프로필렌, 트리메틸렌, 테트라메틸렌등과 같은 저급 알킬렌기이다. 상기 식으로 나타내지는 알킬렌 폴리아민의 특정예에는, 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 트리메틸렌 디아민, 프로필렌 디아민, 테트라메틸렌 디아민, 부틸렌 디아민, N-아미노에틸트리메틸렌 디아민, N-도데실프로필렌디아민, 디(트리메틸렌)트리아민, 펜타에틸렌헥사민, N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민, N-(3-히드록시부틸)테트라메틸렌 디아민등이 포함된다. 또한 피페라진과 같은 아민의 고급 및 환족동종체도 포함된다. 에틸렌아민이 특히 유용하다. 이들은 “엔사이클로피디아 오브 케미칼 테크놀로지” 키르크 엔드 오스머(Kirk and Othmer), 5권, 898-905페이지, 인터사이언스 퍼블리쉬이즈, 뉴욕(1950)내에서, “에틸렌아민” 표제하에 좀더 자세히 토의되어 있다. 이러한 화합물은 가장 편리하게는 알킬렌디할라이드, 예컨대 에틸렌디클로라이드와 암모니아 또는 1차 아민과의 반응에 의해 제조한다. 이 반응은 피페라진과 같은 환족 축합 생성물을 포함하는 알킬렌아민의 다소 복잡한 혼합물의 제조를 초래한다. 이들 혼합물을 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 이종환족 폴리아민도 사용할 수 있으며, 특정예로는 N-아미노에틸피페라진, N-2 및 N-3 아미노프로필 모르폴린 N-3-(디메틸아민)프로필피페라진, 2-헵틸-3-(2-아미노프로필)이미다졸린, 1,4-비스(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)피페라진 및 2-헵타데실-1-(2-히드록시에틸)-이미다졸린등이 포함된다.

반응물(A-2)은 또한 질소 및/또는 알킬렌기의 탄소원자 및 아미노 질소원자에 부착된 약 500-약 10,000의 분자량을 갖는 적어도 하나의 올레핀 중합체쇄를 함유하는 하나 또는 그 이상의 지방족 폴리아민일 수 있다. 이러한 폴리아민의 바람직한 예는 다음 구조식을 가진다.

상기 식에서 R′는 수소와 약 500-약 10,000의 분자량을 갖는 폴리올레핀으로 구성되는 군에서 선택되고, U는 1-18탄소원자, 바람직하게 1-4탄소원자를 갖는 알킬렌라디칼이며, R″는 수소 또는 저급 알킬이며, 단, R′중 적어도 하나는 수소이고, 적어도 하나의 R′는 폴리올레핀이고, X는 1-약 10이다. 하나의 R′가 분자량 550-4900의 분지쇄 올레핀 폴리머이고, 다른 r′가 수소인 경우에 바람직하다. 바람직하게는 하나의 R′가 수소이고 R′가 분자량 600-1300의 폴리프로필렌 또는 폴리이소부틸렌이다.

폴리아민과 반응되는 올레핀 폴리머(R′)에는 직쇄 또는 분지쇄의 알칸 또는 알켄으로부터 유도되는 올레핀 폴리머가 포함되며, 이것은 방향족 또는 환지방족 치환기, 예컨대 이중 결합을 갖거나 갖지 않는 올레핀의 폴리머 또는 코폴리머로부터 유도되는 기를 가지거나 가지지 않을 수 있다. 비치환 알케닐 및 알킬기의 예는 폴리에틸렌기, 폴리프로필렌기, 폴리부틸렌기, 폴리이소부틸렌기, 폴리에틸렌-폴리프로필렌기, 폴리에틸렌-폴리-알파-메틸 스티렌기 및 이중결합을 갖지 않는 상응되는 기이다. 특히 바람직한 것은 폴리프로필렌 및 폴리이소부틸렌기이다.

R″기는 수소일 수 있으나 바람직하게는 저급 알킬-예컨대, 7 이하의 탄소원자를 함유하는-이며 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸로부터 선택된다.

올레핀 폴리머와 반응되는 폴리아민에는 1차 및 2차 저급 분자량 지방족 폴리아민, 예컨대 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌테트라민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 트리메틸트리메틸렌 디아민, 테트라메틸렌 디아민, 디아미노펜탄 또는 펜타메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 헵타메틸렌 디아민, 디아미노옥탄, 데카메틸렌 디아민 및 18탄소원자 이하의 고급 동종체가 포함된다. 이들 화합물의 제조에는 다음과 같은 아민들을 사용할 수 있다. N-메틸에틸렌디아민, N-프로필에틸렌디아민, N,N-디메틸 1,3-프로판디아민, N-2-히드록시프로필에틸렌디아민, 펜타-(1-메틸프로필렌)헥사민, 테트라부틸렌-펜타민, 헥사-(1,1-디메틸에틸렌)헵타민, 디-(1-메틸-아밀렌)트리아민, 테트라-(1,3-디메틸프로필렌)펜타민, 펜타-(1,5-디메틸아밀렌)헥사민, 디(1-메틸-4-에틸부틸렌)트리아민, 펜타-(1,2-디메틸-1-이소프로필에틸렌)헥사민, 테트라옥틸렌펜타민등.

트리아민 뿐아니라 테트라민과 펜타민기를 함유하는 화합물을 사용할 수 있으며 그 이유는 폴리에틸렌폴리아민의 기계적 혼합물로부터 이들을 제조할 수 있고, 이것은 경제적인 잇점을 제공하기 때문이다.

폴리아민기를 유도해낼 수 있는 폴리아민은 환족 폴리아민, 예컨대 에틸렌기에 의해 분리된 질소원자를 갖는 지방족 폴리아민을 염화 수소 존재하에 가열했을때 형성되는 환족 폴리아민일 수 있다.

본 발명에 따라서 사용되는 화합물의 제조를 위한 적당한 방법의 한예는 적어도 하나의 할로겐 원자 치환기와 상기에서 정의한 바와 같은 탄화수소쇄를 가지는 할로겐화 탄화수소의 폴리아민과의 반응이다. 할로겐화 수소가 형성되는 동안, 할로겐 원자는 폴리아민기로 치환된다. 그 다음에 할로겐화 수소를 적당한 방법으로, 예컨대 과량의 폴리아민과의 염으로서 제거할 수 있다. 할로겐화 탄화수소와 폴리아민 사이의 반응은 바람직하게는 용매-특히 적어도 160℃의 비등점을 갖는 용매-존재시에 고온에서 이루어진다.

이 반응에 사용할 수 있는 하나 이상의 질소 원자를 갖는 폴리아민과 할로겐화 탄화수소 사이의 반응은 바람직하게는 가교 결합이 최소한으로 되는 방식으로, 예컨대 과량의 폴리아민을 사용하여 이루어진다.

본 발명에 따르는 아민 반응물(A-2)을 예컨대, 저분자량 지방족 폴리아민의 알킬화로써 제조할 수 있다. 예를들어, 폴리아민을 알킬 또는 알케닐 할라이드와 반응시킨다. 알킬화 폴리아민의 형성에는 할로겐화 수소의 형성이 수반되며, 이것은 예컨대, 과량으로 존재하는 개시 폴리아민의 염으로서 제거한다. 알킬 또는 알케닐할라이드와 강염기성 폴리아민 사이의 탈할로겐화가 부반응으로서 일어날 수 있으며, 따라서 탄화수소가 부생성물로서 형성된다. 이들의 제거는 목적 범위에서 벗어나므로 생략한다.

반응물 A-2는 하기 식으로 특징지워지는 하나 또는 그 이상의 알칸올아민일 수 있다.

R(R)-N-R′-OH

상기 식에서, R′는 2- 약 18 탄소원자기 2가 히드로카르빌기이고, 각 R은 독립적으로 산소, 1- 약 8 탄소원자의 히드로카르빌기 또는 2- 약 8 탄소원자의 아미노- 또는 히드록시-치환 히드로카르빌기이며 단, 적어도 하나의 R기는 수소 또는 아미노-치환 히드로카르빌기이다. 따라서, 알칸올아민은 모노아민 또는 폴리아민일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 하나의 R기는 수소이고, 다른 R기는 아미노-치환 히드로카르빌기이다.

이러한 알칸올아민의 예로는 N-(2-히드록시에틸)-에틸렌디아민, N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민, 1-2(2-히드록시에틸)피페라진, 모노히드록시프로필-치환 디에틸렌트리아민, 디히드록시프로필-치환 테트라에틸렌펜타민, N-(3-히드록시부틸)테트라메틸렌디아민등이 포함된다. 상기 예시된 히드록시알킬렌폴리아민의 아미노라디칼 또는 히드록시라디칼을 통한 축합으로 얻어지는 고급동종체들이 마찬가지로 (A)로서 유용하다. 아미노라디칼을 통한 축합은 암모니아의 제거가 따르는 고급아민을 초래하고 히드록시라디칼을 통한 축합은 에테르 결합을 함유하는 생성물을 초래하며 물의 제거가 따른다.

[반응물 B]

본 발명의 연료 조성물에 사용하기 위한 분산제의 제조에 사용되는 제2카르복실산아실화제(B)는 특정 실시양태에 따라 다르다. “제1실시양태”에서, 제2아실화제는 적어도 2개의 탄소원자를 갖는 지방족 모노카르복실산, 또는 방향족 모노- 및 폴리카르복실산 또는 산-생성화합물일 수 있다. “제2실시양태”에서, 제2아실화제는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 적어도 7 탄소 원자를 함유하는 산-생성화합물일 수 있다. 제1아실화제로서 유용한 것으로 판명된 지방족 모노- 및 폴리카르복실산 중 어떤 것도 제3실시양태의 제2아실화제로서 사용할 수 있다. 또한, 앞에서 제1아실화제로서 유용한 것으로 밝혀진 어떠한 방향족 모노- 및 폴리카르복실산 또는 산-생성화합물도 제1, 제2 또는 제3실시양태에서 제2아실화제로 사용할 수 있다.

본 발명에 대해, 분산제를 탄화수소-용해성으로 만들기에 충분한 탄소의 총수를 제1 및 제2아실화제내에 제공하도록 제1카르복실산 아실화제와 제2카르복실산 아실화제를 선택하는 것이 필수적이다. 일반적으로, 두 아실화제 내의 탄소의 총합은 적어도 약 10 탄소 원자이고 더욱 일반적으로는 적어도 약 30 탄소 원자이다. 따라서, 제1카르복실산 아실화제가 다수의 탄소 원자를 함유한다면, 제2카르복실산 아실화제는 많은 수의 탄소 원자를 함유하지 않아도 되며, 예컨대, 저분자량을 가진 헥산산과 같은 모노카르복실산 또는 숙신산 또는 숙신산 무수물과 같은 디카르복실산일 수 있다.

바람직하게 본 발명의 3실시양태 전부에서 제2아실화제는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산이고 더욱 바람직하게는 앞에서 아실화제(A-1)로서 유용한 방향족 모노- 및 폴리카르복실산의 예로 규명된 것들과 같은 방향족 폴리카르복실산이다. 분산제의 제조에 사용되는 가장 바람직한 제2아실화제는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 다양한 알킬-치환 벤젠디카르복실산과 같은 베젠디카르복실산이다.

앞에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 연료 조성물내에 유용한 분산제를 먼저 적어도 하나의 제1카르복실산 아실화제(A-1)를 적어도 하나의 알킬렌 폴리아민(알칸올 아민포함)과 반응시켜 질소-함유 화합물을 제조하고, 다음에 질소-함유 조성물을 제2아실화제(B)로 후처리하여 제조하는 것이 바람직하나, 다른 순서를 사용할 수도 있다. 예를들어 제1아실화제와 제2아실화제의 혼합물을 제조한 다음 혼합물을 폴리아민과 반응시켜 분산제를 얻을 수 있다. 또 다른 택일적인 방법은 폴리아민을 먼저 제1아실화제와 반응시킨 다음 제2아실화제와, 바람직하게는 고온에서 반응시키는 것을 포함한다.

분산제의 제조에 사용되는 반응물의 비율은 광범위하다. 일반적으로, 반응 혼합물은 각 당량의 제1아실화제에 대해, 적어도 0.5당량의 폴리아민과 폴리아민(A-2)의 당량당 약 0.1-약 1당량 또는 그 이상의 제2아실화제(B)를 함유한다. 폴리아민 반응물의 상한은 제1아실화제의 당량당 약 2몰이다. 반응물의 바람직한 양은 제1아실화제의 각 당량에 대해, 약 1-2당량의 폴리아민과 약 0.1-2당량의 제2아실화제이다.

알킬렌아민의 당량은 몰당 아미노기의 수에 기초하며, 이들의 아실화제의 당량은 몰당 카르복실기의 수에 기초한다. 예시하자면, 에틸렌디아민은 몰당 2당량을 가지고, 테트라에틸렌펜타민은 몰당 5당량을 갖는다. 모노카르복실산은 하나의 카르복실기를 가지고, 따라서 모노카르복실산의 당량은 그것의 분자량이다. 숙신산 및 방향족 디카르복실산 아실화제는 반면에, 몰당 2카르복실기를 가지며, 따라서 각각의 당량은 그것의 분자량의 2분의 1이다. 대부분의 경우에, 폴리아민의 당량은 그것의 질소함량으로 결정되며 아실화제의 당량은 중화 또는 비누화 당량으로 결정된 그것의 산도 또는 잠재 산도에 의해 결정된다.

본 발명의 연료에 사용되는 분산제의 자세한 조성은 알려지지 않았다. 그러나, 생성물은 아실화제의 카르복실산기와 폴리아민의 질소-함유기의 반응에 의해 형성된 염, 아미드, 이미드 또는 아미딘을 함유하는 복잡한 혼합물인 것으로 믿어진다. 분산제의 조성은 어느 정도까지 그것이 형성되는 반응조건에 의존한다. 따라서, 아실화 질소 중간물(A)를 약 100℃ 이하 온도에서 방향족 디카르복실산으로 처리하여 형성된 분산제는 우세하게 염결합을 함유하는 반면, 약 120°이상의 온도에서 형성된 생성물은 우세하게 아미드, 이미드 또는 아미딘 결합을 함유한다. 그러나, 이러한 분산제는, 그것의 자세한 조성과는 관계없이 본 발명의 목적에 유용한 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 연료에 유용한 분산제를 제조하기 위해 사용되는 반응 온도는 중요하지 않으며, 일반적으로 실온에서부터 반응물 또는 생성물중 어느 것의 분해 온도까지의 온도를 사용할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 온도는 약 50℃ 이상이고 더욱 일반적으로는 약 100℃-약 250℃이다.

아실화제(A-1)와 알킬렌 폴리아민 및/또는 알칸올 아민(A-2)의 반응에 의해 초기의 질소-함유 조성물(A)을 제조하기를 원할 경우, 하나 또는 그 이상의 아실화제와 하나 또는 그 이상의 폴리아민의 혼합물을 임의적으로 보통 액체인, 실질적으로 불활성인 유기 액체 용매/희석제 존재하에 가열한다. 반응 온도는 상기에서 규정한 바와 같이, 일반적으로 50℃ 이상 반응물 또는 생성물중 어느 것의 분해 온도까지이다. 아실화제의 폴리아민과의 반응에는 사용된 산의 각 당량에 대해 약 1몰의 물형성이 수반된다. 형성된 물의 제거는 약 100℃ 이상, 바람직하게는 약 150℃ 부근의 온도로 생성물을 가열하는 것에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 물 제거는 반응 혼합물을 가열중에 질소와 같은 불활성 기체로 취입하는 것으로 용이하게 할 수 있다. 물과 함께 공비혼합물을 형성하는 용매를 사용하는 것에 의해 마찬가지로 용이하게 할 수 있다.

이러한 용매의 예는 벤젠, 톨루엔, 나프타, n-헥산, 크실렌등이다. 이러한 용매의 사용으로 낮은 온도(예컨대 80℃)에서 물의 제거가 가능하다.

초기의 질소-함유 조성물(A)을 형성하기 위한 아실화제(A-1)와 폴리아민 또는 알칸올아민(A-2)의 반응은 아실화아민의 제조를 위한 이 분야에 공지된 방법에 의해 수행되며, 이 반응을 더 토의하기 위해 이 명세서를 터무니 없이 늘리는 것은 불필요한 것으로 믿는다. 따라서, 아실화제를 폴리아민과 반응시키는데 적용할 수 있는 방법과 관련하여, 미합중국 특허 제3,172,892호, 제3,219,666호, 제3,272,746호 및 제4,234,435호를 여기에 참고로서 합한다.

다음의 실시예 1-A∼16-A는 본 발명에 유용한 질소-함유 조성물(A)의 초기의 제조를 예시한다. 이들 중간 조성물들은 “아실화아민”으로도 언급될 수 있다. 다음의 실시예 및 명세서의 어느 부분 및 청구 범위에서 달리 지적되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이고, 온도는 섭씨도이다.

[실시예 1-A]

톨루엔 140부와, 비누화 값이 109인 폴리이소부테닐숙신산 무수물[분자량이 약 50인 폴리(이소부텐)으로부터 제조됨, 증기상 침투압법] 400부와, 화학량톤적으로 테트라에틸렌펜타민에 상응되는 평균 조성을 갖고 있는 에틸렌아민 혼합물 63.6부와의 혼합물을 150℃로 가열하는 동시에 물/톨루엔 공비 혼합물은 제거한다. 그런 다음, 톨루엔의 증류가 끝날 때까지 이 반응 혼합물을 감압하에 150℃로 가열한다. 잔류 아실화 폴리아민은 4.7％의 질소 함량을 갖는다.

[실시예 2-A]

110-150℃에서 가열된 상업용 디에틸렌트리아민 1133부에다 이소스테아린산 6820부를 2시간에 걸쳐 서서히 첨가한다. 혼합물을 150℃에서 1시간 동안 유지시킨 후, 추가의 한 시간에 걸쳐 180℃로 가열한다. 끝으로 이 혼합물을 0.5시간에 걸쳐 205℃로 가열한다. 이같은 가열 과정을 거쳐 혼합물에도 질소를 불어 넣어 휘발물을 제거한다. 혼합물을 총 11.5시간 동안 205-230℃에서 유지시킨 후 230℃/20torr하에 스트리핑하여, 원하던 아실화 폴리아민을 6.2％의 질소가 함유된 잔사 형태로 얻는다.

[실시예 3-A]

약 75℃로 가열된 상업용 테트라에틸렌펜타민 205부에다 이소스테아린산 1000부를 질소 세척(purging)과 아울러 첨가하며, 혼합물의 온도는 75-110℃로 유지시킨다. 그런 다음 이 혼합물을 220℃로 가열하고, 혼합물의 산가가 10 이하로 될 때까지 이 온도에서 유지시킨다. 약 150℃로 식힌 후, 이 혼합물을 여과한다. 여액은 약 5.9％의 질소 함량을 갖는 원하던 아실화 폴리아민이다.

[실시예 4-A]

폴리이소부텐(Mn=1845 ; Mw=5325) 510부(0.28몰)와 말레산 무수물 59부(0.59몰)의 혼합물을 110℃로 가열한다. 이 혼합물을 7시간 내에 190℃로 가열하고, 가열도중 43부(0.6몰)의 염소 기체를 표면 아랫쪽에다 첨가한다. 190-192℃에서 추가로 11부(0.16몰)의 염소를 3.5시간에 걸쳐 첨가한다. 10시간 동안 질소를 불어넣으면서 190-193℃에서 가열함으로써 이 반응 혼합물을 스프리핑한다. 이때 얻어지는 잔사는 ASTM과정 D-94에 의한 측정시 87의 비누화 값을 갖는 원하던 폴리이소부텐-치환 숙신산 아실화제이다.

분자 1개당 약 3-약 10개의 질소 원자를 갖고 있는 에틸렌 폴리아민들의 상업용 혼합물 10.2부(0.25당량)를 광유 113부와 위에 나온 치환된 숙신산계 아실화제 161부(0.25당량)에다 138℃하에 첨가함으로써 혼합물을 제조한다. 이 반응 혼합물을 2시간내에 150℃로 가열하고, 질소를 불어넣음으로써 스트리핑한다. 반응 혼합물을 여과하여, 원하는 생성물의 기름 용액 형태인 여액을 얻는다.

[실시예 5-A]

염소 함량이 약 4.5％이고 분자량이 1000인 염소화 폴리이소부텐을 200℃하에 말레산무수물 1.2몰과 반응시킴으로써 제조되며 산가가 100인 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 1600중량부(2.9당량)와 질소 함량이 34.2％인 상업용 폴리에틸렌 폴리아민 혼합물 242중량부(5.9당량)를 150℃에서 혼합함으로써, 아실화된 질소 중간체를 얻는다. 생성물을 광유로 희석하여, 2.64％의 질소 함량을 갖는 60℃ 기름 용액을 얻는다.

[실시예 6-A]

광유 248부(중량부)와, 질소 함량이 34％인 상업용 폴리에틸렌 폴리아민 혼합물 37부와, 실시예 1의 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 336부와의 혼합물을 150℃에서 1시간 동안 가열하고, 150-155℃에서 5시간 동안 질소를 불어넣는다. 생성물을 여과하여 얻은 여액은 2.06의 질소 함량을 갖는다.

[실시예 7-A]

염소화 폴리이소부틸렌을 200℃에서 말레산 무수물과 반응시킴으로써 폴리이소부테닐 숙신산 무수물을 제조한다. 폴리이소부테닐 라디칼은 850의 평균 분자량을 가지며, 생성된 알케닐 숙신산 무수물은 113의 산가(500의 당량의 상응됨)를 갖는다고 밝혀졌다. 이러한 폴리이소부테닐 숙신산 무수물 500g(1당량)과 톨루엔 160g으로 이루어진 혼합물에다 디에틸렌트리아민 35g(1당량)을 실온 하에 15분간의 기간에 걸쳐 분할 첨가한다. 이때 초기 발열 반응으로 인하여 온도가 50℃로 상승된다. 그런 다음, 혼합물을 가열하고 물-톨루엔 공비 혼합물을 혼합물로부터 제거한다. 물이 더 이상 증류되지 않을 때 혼합물을 감압하에 150℃로 가열하여 톨루엔을 제거한다. 잔사를 광유 350g으로 희석하면, 이 용액은 1.6％의 질소 함량을 갖는 것으로 밝혀진다.

[실시예 8-A]

질소 당량을 기준으로 디에틸렌트리아민을 에틸렌디아민으로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 7-A의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 9-A]

말레산 무수물을 이소부틸렌과 스티렌의 염소화 공중합체와 반응시킴으로써, 치환된 숙신산 무수물을 제조한다. 이 공중합체는 이소부틸렌 단위 94중량부와 스티렌 단위 6중량부로 이루어져 있고, 1200의 평균 분자량을 가지며, 염소 함량이 2.8중량％가 되도록 염소화 된다. 이렇게 하여 제조된 치환된 숙신산 무수물의 산가는 40이다. 치환된 무수숙신산 710g(0.15당량)과 톨루엔 500g에다, 헥산에틸렌헵타민 22g(0.51당량)을 분할 첨가한다. 이 혼합물을 3시간동안 환류 온도하에 가열하여, 반응중에 생성된 모든 물을 공비 증류에 의해 제거한 후, 150℃/20㎜하에 가열하여 톨루엔을 제거한다.

[실시예 10-A]

평균 분자량이 50,000인 폴리이소부틸렌을 염소함량 10중량％가 되기까지 염소화 한다. 이러한 염소화 폴리이소부틸렌을 말레산 무수물과 반응시켜, 산가가 24인 상응되는 폴리이소부테닐 숙신산 무수물을 만든다. 이러한 무수물 6000g(2.55당량)속에 트리에틸렌테트라민 108g(2.55당량)을 45분의 기간에 걸쳐 70-105℃하에 분할 첨가한다. 생성된 혼합물을 160-180℃에서 4시간동안 가열함과 동시에 질소를 거품일게 하여 물을 제거한다. 물이 모두 제거되었을 때, 생성물을 여과한다.

[실시예 11-A]

염소 함량이 약 4.7％이고 분자량이 1000인 염소화 폴리이소부텐을 말레산 무수물 약 1.2몰과 반응시킴으로써 폴리이소부테닐-치환 숙신산 무수물을 제조한다. 폴리이소부테닐-치환 숙신산 무수물 1647부(1.49몰)와 광유 1221부와의 혼합물을 제조하여 교반을 아울러 75℃로 가열한 후, 아미노에틸에탄올아민 209부(2몰)를 교반과 아울러 첨가한다. 이 혼합물에다 질소를 불어 넣고 약 180℃로 가열한다. 질소를 불어 넣으면서 이 혼합물을 그 온도에서 유지시키고, 반응중에 생성된 물을 제거한다. 반응 용기 속의 잔사는 원하던 질소-함유 조성물이다.

[실시예 12-A]

폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물을 먼저 150℃의 증기로 처리하여 상응되는 숙신산으로 전환시키고, 이렇게 하여 생성된 숙신산을 폴리아민과의 반응시에 숙신산 무수물 대신 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1-A의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 13-A]

폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물을 에틸알콜 2몰로 에스테르화하여 제조된 상응되는 디에틸에스테르를 화학량론 기준으로 상기 무수물 대신 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 6-A의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 14-A]

폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물을 120℃의 증기로 가수분해하여 상응되는 산을 얻은 후, 이 산을 오염화인으로 처리함으로써 제조된 상응되는 이염화숙신산을 화학량론 기준으로 상기 무수물 대신 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 6-A의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 15-A]

실시예 11-A에서와 같이 제조된 폴리이소부테닐숙신산 무수물 3663부(3.3몰)과 희석용 기름 2442부와의 혼합물을 제조하여 교반하고 110℃의 온도로 가열한다. 0.25시간에 걸쳐 아미노에틸에탄올아민(343부, 3.3몰)을 첨가하면, 반응 온도가 125℃에 이르게 된다. 질소를 불어 넣으면 이 혼합물을 2시간에 걸쳐 약 205℃의 온도로 가열하고, 이와 동시에 물을 제거한다. 잔사는 1.44％의 질소가 함유된 원하던 생성물이다.

[실시예 16-A]

실시예 11-A에서와 같이 제조된 폴이이소부테닐숙신산 무수물 4440부와 등유 1903부와의 혼합물을 제조하여 120℃의 온도로 가열한 후, 아미노에틸에탄올 아민 416부(4몰)를 0.4시간에 걸쳐 첨가한다. 이 혼합물을 질소하에서 1시간내에 약 200℃로 가열하고 약 200-205℃의 온도에서 유지시키며, 이와 동시에 물과 약간의 등유를 제거한다. 잔사는 1.68％의 질소가 함유된 원하던 질소-함유 조성물이다.

하기 실시예들은 본 발명의 연료 조성물내에 사용되는 분산제의 제법을 예증해 준다.

[실시예 Ⅰ]

광유 140부와 폴리이소부텐(분자량 1000)-치환 숙신산 무수물(산가 : 105) 174부와 스테아린산 23부와의 혼합물을 90℃에서 제조한다. 테트라에틸렌펜타민과 전반적으로 상응되는 조성의 폴리알킬렌아민 혼합물 17.6부를 80-100℃하에 1.3시간에 걸쳐 이 혼합물을 첨가한다. 반응은 발열 반응이다. 225℃에서 1시간동안 이 혼합물속에 질소를 불어 넣고, 110℃로 식힌 후 여과한다. 여액은 1.7％의 질소를 함유하며 4.5의 산가를 갖는 것으로 밝혀진다.

[실시예 Ⅱ]

실시예 Ⅰ의 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 528g(1당량)과, 토을유(tall oil)의 증류에 의해 얻어지며 190의 산가를 갖는 지방산 295g(1당량)과, 톨루엔 200g과, 실시예 Ⅰ의 폴리알킬렌폴리아민 혼합물 85g(2당량)과의 혼합물을 환류 온도하에 가열하는 동시에 공비 증류에 의하여 물을 제거한다. 증류에 의하여 톨루엔을 제거하고 혼합물을 180-190℃하에 2시간동안 가열한 후 150℃/20㎜으로 가열한다. 잔사는 3.3％의 질소 함량 및 9.8의 산가를 갖는다고 밝혀진다.

[실시예 Ⅲ]

디에틸렌트리아민 33.2g(0.93당량)과, 트리에틸렌테트라민 100g(2.77당량)과, 실시예 Ⅰ의 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 1000g(1.85당량)과, 광유 500g과의 혼합물을 100-109℃에서 제조하고 1시간동안 160-170℃에서 가열한다. 이 혼합물을 식히고, 75-80℃하에 2-에틸 헥산산 266g(1.85당량)과 혼합하고, 생성된 혼합물을 160-165℃에서 12시간동안 가열한다.

총 64g의 물을 증류물 형태로 제거한다. 잔사를 390℃의 광유로 희석하고 160℃로 가열한 후 여과한다. 여액은 2.3％의 질소 함량을 갖는다고 밝혀진다.

[실시예 Ⅳ]

실시예 Ⅰ의 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 538℃(1당량)과 빙초산 30g(0.5당량)과 광유 402g과의 혼합물 속에다 실시예 Ⅰ의 폴리알킬렌 폴리아민 혼합물 64g(1.5당량)을 1/4시간내에 70-85℃에서 첨가한다. 210-220℃에서 3시간동안 이 혼합물을 질소로 세척한 후 210℃/50㎜로 가열한다. 잔사를 식히고, 70-90℃에서 여과한다. 여액은 질소 함량이 2％이고 산가가 2인 것으로 밝혀진다.

[실시예 Ⅴ]

실시예 4-A의 기름 용액 1160부와 테레프탈산 73부와의 혼합물을 150-160℃에서 약 4시간동안 가열하고 여과한다. 여액은 원하던 생성물이다.

[실시예 Ⅵ]

실시예 5-A의 생성물 2852부와 프탈산 무수물 199부(2.7당량)와의 혼합물을 150-160℃에서 약 4시간동안 가열한 후 증류에 의하여 물을 제거한다.

[실시예 Ⅶ]

실시예 6-A의 생성물과 테레프탈산 9.3부와의 혼합물을 155℃에서 0.5시간 동안 가열하고 여과한다. 여액은 2.03％의 질소 함량을 갖는 원하던 생성물이다.

[실시예 Ⅷ]

실시예 7-A의 생성물과 2-메틸 벤젠-1,3-디카르복실산 0.1당량(7-A의 생성물 내에 있는 질소 1당량에 대하여)과의 혼합물을 135℃에서 약 3시간동안 가열하는 동시에 물을 제거한다.

[실시예 Ⅸ]

반응에 의해 생성된 모든 물이 증류에 의하여 제거될 때까지, 실시예 1-A의 아실화된 질소 중간체의 기름 용액 2934g(아민 함량을 기준으로 5.55당량)과 테레프탈산 230g(2.77당량)과의 혼합물을 150-160℃에서 가열한다. 잔사를 160℃/5-6㎜하에 가열하고, 광유 141g과 혼합한 후 여과한다. 여액은 질소 함량이 2.47％인 원하던 생성물의 60％ 기름 용액이다.

[실시예 Ⅹ]

아민 반응물의 사용량이 무수물 반응물 1당량에 대하여 1.5당량이라는 것을 제외하고는 실시예 1-A에 기재된 바에 따라 아실화된 질소 중간체를 제조한다. 이 중간체 738g(중간체 내에 존재하는 아민을 기준으로 1.05당량)과 테레프탈산 11.2g(0.13당량)과의 혼합물을 140-150℃에서 2시간 동안 가열한 후 여과한다. 여액의 질소 함량은 1.9％이다.

[실시예 XⅠ]

반응 혼합물 속에 테레프탈산 5.6g(0.064당량)을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 Ⅹ의 과정을 되풀이 한다. 이렇게 하여 얻어진 생성물은 2％의 질소 함량을 갖는다.

[실시예 XⅡ]

테레프탈산 대신 1,6-나프탈렌 디카르복실산(7.5g, 0.09당량)을 사용하고 아실화된 질소 중간체의 사용량을 492g(0.725당량)으로 한다는 것을 제외하고는 실시예 Ⅹ의 과정을 되풀이 한다. 이렇게 하여 얻어진 생성물의 질소 함량은 1.9％이다.

[실시예 XⅢ]

상업용 폴리에틸렌 폴리아민 1.4당량과 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 1당량을 원료로 하여 실시예 1-A의 과정에 따라 아실화된 질소 중간체를 제조한다. 중간체의 60％ 기름 용액 2000g 속에다 프탈산 무수물 74g을 실온하에 첨가한다. 약간의 발열 반응이 일어난다. 반응 혼합물을 200-210℃에서 10시간동안 가열한 후 물을 증류 제거한다. 잔사를 여과하여 얻은 여액속에는 1.84％의 질소가 들어 있다.

[실시예 XⅣ]

실시예 1-A의 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 526g(1당량)과 프탈산 무수물 73g(1당량)과 크실렌 300g과의 혼합물을 60℃에서 제조한다. 이 혼합물에다 질소 함량이 73.4％이고 당량이 42인 상업용 폴리에틸렌 폴리아민 혼합물 84g(2당량)을 60-90℃하에 첨가한다. 이 혼합물을 140-150℃하에 가열한 후, 물 18g을 증류 제거한다. 잔사를 광유 455g과 혼합하고 150℃/20㎜로 가열하여 모든 휘발성분을 증류 제거한 후 여과한다. 여액은 2.35％의 질소 함량을 갖는 생성물의 60％ 기름 용액이다.

[실시예 XⅤ]

반응 혼합물이 폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물 790g(1.5당량)과 프탈산 무수물 36.5g(0.5당량)과 폴리에틸렌 폴리아민 84g(2당량)으로 구성된다는 것을 제외하고는 실시예 XⅣ의 과정을 되풀이 한다. 질소 조성물의 60％ 기름 용액인 생성물은 1.27％의 질소 함량을 갖는다.

[실시예 XⅥ]

폴리이소부텐-치환 숙신산 무수물을 먼저 150℃의 증기로 처리하여 상응되는 숙신산으로 전환시키고 이렇게 하여 만들어진 숙신산을 폴리아민과 프탈산 무수물과의 반응시에 무수물 대신 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 Ⅵ의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 XⅦ]

분자량이 1200이고 염소 함량이 3％인 염소화 석유 1몰을 마레산디메틸 1.5몰과 250℃하에 반응시킴으로써 치환된 숙신산 디메틸을 제조한다. 상기 숙신산 디메틸 2당량과 테트라프로필렌 펜타민 10당량과 테레프탈산 1당량과의 혼합물을 25℃에서 제조하고 150-180℃에서 6시간동안 가열한 후 모든 휘발성분을 증류 제거하고 여과한다. 여액은 원하던 생성물이다.

[실시예 XⅧ]

N-옥타데실프로필렌디아민(1당량)을 테레프탈산 0.5당량과 함께 100℃에서 1시간동안 가열한다. 상기 중간 생성물을, 분자량이 2500이고 염소 함량이 2.3％인 염소화 폴리프로필렌 1몰과 말레인산 2몰을 반응시킴으로써 얻어진 치환돈 숙신산 2당량과 함께 150-190℃에서 가열하여 원하던 생성물을 얻는다.

[싫시예 XⅨ]

치환된 숙신산을 화학 당량 기준으로 상응되는 모노 염화 숙신산으로 대체한다는 것을 제외하고는 실시예 XⅧ의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 XX]

실시예 11-A에서 얻은 생성물속에다 이소프탈산 124.5부를 분할 첨가한다. 이 혼합물을 200℃로 가열하고, 물이 더 이상 제거되지 않을 때까지 이 온도에서 유지시킨다. 혼합물을 여과하여, 질소 함량이 1.7％인 원하던 생성물을 얻는다.

[실시예 XXI]

이소프탈산 대신 등량의 프탈산 무수물을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 XX의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 XXⅡ]

이소프탈산 대신 등량의 테트라프로페닐-치환 숙신산을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 XX의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 XXⅢ]

[실시예 XXⅣ]

치환된 숙신산 무수물 대신, 염소화 폴리이소부틸렌과 아크릴산을 1 : 1의 당량비로 반응시킴으로써 제조된 등량의 산을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 Ⅸ의 과정을 되풀이 한다.

[실시예 XXⅤ]

아디핀산(36.5부, 0.25몰)을 실시예 15-A에서 제조된 아실화 아민 965부(0.5몰)에다 첨가하고, 이 혼합물을 약 120℃의 온도에서 유지시킨다. 그런 다음, 혼합물을 0.5시간내에 약 200℃의 온도로 질소하에서 가열하고, 물을 수거하면서 추가의 2시간 동안에 질소하에서 약 200-210℃로 유지시킨다. 반응 혼합물을 여과함으로 인하여 생긴 여액은 질소 함량이 1.41％인 원하던 생성물이다.

[실시예 XXⅥ]

실시예 15-A에서 제조된 아실화된 아민의 기름 용액 1448부(0.75몰)에다 테레프탈산(62.2부, 0.375몰)을 첨가한다. 이 혼합물을 약 3시간에 걸쳐 약 225℃의 온도로 가열하는 동시에 물을 수거한다. 그런 다음, 온도를 1시간 내에 235℃로 상승시키고, 약 3시간 동안 235-240℃로 유지시키면서 추가의 물을 수거한다. 약 210℃로 식힌 후, 여액을 교반과 아울러 첨가하고, 혼합물을 여과한다. 여액은 질소 함량이 1.41％인 원하던 생성물이다.

[실시예 XXⅦ]

실시예 15-A에서 제조된 아실화된 아민 1930부(1몰)에다 프탈산무수물(74부, 0.5몰)을 120℃하에 첨가한다. 이 혼합물을 질소하에 200℃로 가열하고, 약 2시간 동안 약 205-210℃의 온도로 유지시키면서 물을 제거한다. 혼합물을 여과하여 얻은 여액은 질소 함량이 1.45％인 원하던 생성물이다.

[실시예 XXⅧ]

프탈산 무수물 대신 이소프탈산 83부(0.5몰)를 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 XXⅦ의 과정을 되풀이 한다. 이 방법에 따라 얻어진 생성물은 1.41％의 질소 함량을 갖는다.

[실시예 XXⅨ]

120℃의 온도하에 실시예 15-B에 따라 제조된 아실화 아민 1661부(1몰)에다 이소프탈산 83부(0.5몰)를 첨가한다. 이 혼합물을 질소하에서 약 200-210℃의 온도로 가열하고, 이 온도에서 약 1시간동안 유지시키면서 물을 수거한다. 혼합물을 여과하여 얻은 여액은 질소 함량이 1.62％인 원하던 생성물이다.

본 발명의 연료 조성물속에 포함되는 분산제의 양은 넓은 범위에 걸쳐 여러가지로 선택할 수 있으나, 분산제를 필요로하게 과량으로 집어넣지 않는 것이 바람직하다. 연료 속에 포함되는 양은, 연료가 내연기관 속에서 탈때 흡입 시스템 및 연료 주입기 노즐과 같은 내연 기관의 여러 부품상에 있는 침착물 양의 감축 및/또는 방지와 같은 원하던 성질을 개선하기에 충분한 양이어야 한다. 연로 속에는 연료 일백만부에 대하여 약 1-10,000, 바람직하게는 약 5-5000중량부의 분산제가 함유될 수 있으며, 보다 더 일반적으로는, 연료 일백만 중량부에 대하여 약 20-2000부의 분산제가 함유될 것이다. 따라서, 본 발명의 연료 조성물내에 사용되는 분산제가 탄화수소-용해성이라고 기술될 경우, 분산제는 앞서 명시된 원하는 농도를 제공하기 위하여 탄화수소 연료속에 충분히 용해되어야만 한다.

본 발명의 연료 조성물은 분산제를 액체 탄화수소 연료속에 첨가함으로써 제조될 수도 있고, 혹은 실질상 불활성이며 통상 액체인 용기용매/희석제(예 : 광유, 크실렌 또는 전술한 바와 같은 통상 액체인 연료)내의 분산제 농축물을 제조하여 이 농축물을 액체 탄화수소 연료속에 첨가함으로써 제조될 수도 있다. 이 농축물 속에는 본 발명의 분산제가 일반적으로 약 10-90％, 보통은 20-80％만큼 들어 있으며, 또 이 농축물 속에는 밑에 기재되는 바와 같은 통상적인 연료용 첨가제중 그 어느 것이라도 함유될 수 있다.

본 발명의 분산제 이외에도, 본 발명의 연료 조성물(및 농축물) 속에는 다른 통상적인 연료 첨가제의 사용이 고려된다. 따라서 연료 속에는, 테트라알킬 납 화합물과 같은 앤티녹제, 할로알칸(예 : 이염화에틸렌 및 이브롬화에틸렌)과 같은 납 스캐빈저, 인산트리알킬과 같은 침착 방지제 혹은 개조제, 염료, 2,6-디-3차 부틸-4-메틸 페놀과 같은 항산화제, 알킬화 숙신산 및 무수물과 같은 방청제(防靑劑), 검 저해제, 금속불활성화제, 유화 파괴제, 상부 실린더 윤활제, 착빙(着氷) 방지제등이 함유될 수 있다.

Claims

(A-1) 모노- 및 폴리카르복실산 또는 산-생성화합물로부터 선택된 제1카르복실산 아실화제를,

(A-2) 알칸올아민 및

(B) 제2카르복실산 아실화제와 반응시켜서(이때, 상기 제1아실화제(A-1) 및 제2아실화제(B)내의 탄소원자의 총수는 분산제에 탄화수소-용해성을 제공하기에 충분하다) 제조한, 침착물을 감소시킬 수 있는 소량의 탄화수소-용해성 분산제 및 액체 탄화수소 연료로 구성되는 내연 기관용 연료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 제1아실화제(A-1)가 하나 이상의 탄화수소-치환 숙신산 또는 무수물인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 알칸올 아민(A-2)가 하기 구조식으로 나타내지는 조성물 :

R(R)-N-R′-OH

상기식에서, R′는 탄소수 2-18의 2가 히드로카르빌기이고, 각각의 R은 독립적으로 수소, 탄소수 1-8의 히드로카르빌기 또는 탄소수 2-8의 아미노-또는 히드록시-치환 히드로카르빌기이고, 단 하나 이상의 R기는 수소 또는 아미노-치환 히드로카르빌기이다.
제1항에 있어서, 상기 제2아실화제(B)가 2개 이상의 탄소원자를 갖는 하나 이상의 지방족 모노카르복실산 또는 하나 이상의 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 제2아실화제(B)가 7개 이상의 탄소원자를 함유하는 하나 이상의 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 산-생성화합물인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 제2아실화제(B)가 하나 이상의 지방족 또는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성화합물인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 제2아실화제(B)가 하나 이상의 탄화수소-치환 숙신산 또는 무수물인 조성물.
제1항에 있어서, 연료 100만 중량부당 탄화수소-용해성 분산제 5-5000중량부를 함유하는 조성물.
(A-1) 제1카르복실산 아실화제를,

(A-2) 알킬렌 폴리아민 및

(B) 제2카르복실산 아실화제와 반응시켜서(상기 제1아실화제(A-1) 및 제2아실화제(B)내의 탄소원자의 총수는 분산제에 탄화수소-용해성을 제공하기에 충분하다) 제조한, 침착물을 감소시킬 수 있는 소량의 탄화수소-용해성 분산제 및 액체 탄화수소 연료로 구성되며, 이때 상기 제2아실화제(B)는 2이상의 탄소원자를 지닌 지방족 모노카르복실산 또는 산-생성화합물로부터 선택되고, 내연기관이 2-사이클 기관 이외의 것이거나, 또는 (B)는 방향족 모노- 및 폴리-카르복실산 또는 산-생성화합물로부터 선택되는 내연 기관용 연료 조성물.
제9항에 있어서, 상기 제1아실화제 (A-1)가 하나 이상의 지방족 또는 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 이러한 산-생성화합물인 조성물.
제9항에 있어서, 상기 제1아실화제 (A-1)가 하나 이상의 탄화수소-치환 숙신산 또는 무수물인 조성물.
제9항에 있어서, 상기 알킬렌 폴리아민 (A-2)가 하기 구조식으로 나타내지는 조성물 :

상기식에서, U는 탄소수 1-18의 알킬렌기이고, 각각의 R은 독립적으로, 수소원자, 탄소수 1-700의 히드록시-치환 히드로카르빌기 또는 히드로카르빌기인데, 이때 적어도 하나의 R기는 수소원자이고, n은 1-10이다.
제9항에 있어서, 상기 제2아실화제(B)는 7개 이상의 탄소원자를 함유하는 하나 이상의 방향족 모노- 또는 폴리카르복실산 또는 산-생성화합물인 조성물.
제9항에 있어서, 연료 100만 중량부당 탄화수소-용해성 분산제 5-5000중량부를 함유하는 조성물.