包含官能化二嵌段共聚物的用于燃料和油的添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种添加剂浓缩物，其包含官能化二嵌段共聚物和与其混合的可与燃料或油溶混的有机液体，所述共聚物包含如说明书和权利要求书定义的两种聚合物嵌段；还涉及包含所述添加剂浓缩物的燃料或油组合物，用所述添加剂浓缩物改进燃料或油组合物的冷流行为的方法，所述官能化二嵌段共聚物，以及制备官能化二嵌段共聚物的方法。

Additives for fuels and oils comprising functionalized two block copolymers

The invention relates to an additive concentrate, which contains two functionalized diblock copolymer and its mixture with fuel or oil soluble organic liquid mixture, the copolymer contains two kinds of polymer such as the specification and claims definition block; also relates to fuel or oil composition containing the additive concentration. With the method of flow behavior, improved fuel additive concentrate or oil composition of the cold, the functionalized two block copolymer, and preparation method of two functionalized block copolymers.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于燃料和油的性能增强添加剂，该添加剂包含具有特定结构的官能化二嵌段共聚物，本专利技术还涉及制备这些共聚物的方法.专利技术背景燃料和油通过加工原油或其他液态或气态石油物料制备，或者通过加工生物衍生材料，例如植物或动物油和脂肪制备，或者通过合成的手段制备.通常这些燃料和油的性质通过添加化学添加剂进行增强。许多燃料和油自然包含正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物，典型的为一种或多种正烷烃.这些化合物表现出在低温储藏或使用期间从燃料或油中结晶出来的趋势，由此不利地影响燃料或油的冷流行为.因此，通过经常是复杂的分布和用于这些产品的车辆体系运输这些燃料和油就成了问题.这些问题包括降低的流动和过滤器的堵塞，或者甚至是当出现大量结晶时堵塞管道.多年来曾提议许多方案来改进燃料和油的冷流性质，并且今天使用的商业添加剂典型的包括各种低分子量乙烯-乙烯基酯共聚物.这些共聚物倾向于具有无规共聚结构，并且通常以共混混合物使用以满足特定目标性能需要.必要时，已使用这样的嵌段共聚物：其中嵌段分别聚合，然后通过杂原子官能团之间的偶联反应而连接在一起.然而这些杂原子偶联会被水解或其他反应断开，这导致共聚物的降解和功能的丧失.已提出许多其他添加剂类型来改进燃料和油的冷流性质.这些包括蜡抗沉降添加剂，其典型的包含用于保持结晶的物质更好的分散在燃料中的单体(而不是聚合)化合物.还建议了许多其他单体或聚合物性物质。对于能够有效的改进燃料和油冷流性质的添加剂仍然存在需求，并且本专利技术特别涉及提供作为用于此目的的添加剂具有优点的新共聚物质.已知乙烯可以与苯乙烯和对甲基苯乙烯共聚形成其中这些单体散布在增长的单体链中的共聚物，或者形成具有以单苯乙烯或对甲基苯乙烯单元封端的聚乙烯链的物质.对于后者，参见J.Y.DongandT.C.Chung，Macromolecules2002，35，1622-1631，其报道了实质上末端官能化的聚乙烯的制备.这通过经由链转移反应引入苯乙烯或甲基苯乙烯的单一单元，通过某些茂金属催化剂的作用在氢气存在下实现.此后得到的物质被认为适合制备二嵌段共聚物，但尚未建议这些物质的工业应用.
技术实现思路
本专利技术涉及包含新的官能化二嵌段共聚物的添加剂.该添加剂可用于燃料和油，特别可用于改进衍生自一种或多种石油、生物或合成来源的燃料或油组合物的冷流行为.正如本说明书中使用的，术语“正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物”集合性包括是正烷烃的那些化合物，是异烷烃的那些化合物，是正烯烃的那些化合物以及包含正烷基、异烷基或正烯基基团的那些化合物，这些化合物表现出在低温下从燃料或油中结晶出来的趋势.正烷烃和异烷烃以及正烯烃和其他带有正烷基、异烷基或正烯基取代基的化合物典型的存在于燃料和油中，虽然各化合物的相对比例和分布因来源不同而不同.然而，这里描述的本专利技术对于包含一种或多种正烷烃，特别是一种或多种长链正烷烃(例如具有至少20个碳原子，优选至少24个碳原子的那些)的燃料和油是特别有效的，所述烷烃显示出在低温下从燃料或油中结晶出来的特别趋势.这些燃料或油中的大多数包含一定范围的这类分子，其典型的包含10-30个碳原子，虽然通常还可以看到更宽或更窄的范围。本专利技术进一步涉及包含本专利技术的添加剂的燃料和油组合物，以及改进燃料或油组合物的冷流行为的方法.此外，本专利技术还涉及具有下文中定义的结构的新的官能化二嵌段共聚物，它们改进燃料或油组合物的冷流行为的用途，以及它们的制备方法。图1是作为本专利技术主题的官能化二嵌段共聚物合成中使用的中间体化合物(II)的典型1HNMR谱图.具体实施方式因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种添加剂浓缩物，其包含官能化二嵌段共聚物以及与其混合的可与燃料或油溶混的有机液体，该共聚物包含两种聚合物嵌段，其中：(i)第一嵌段由乙烯结构单元的链构成，其任选被一个或多种衍生自比乙烯高级的1-烯烃共聚单体的结构单元插入，并且(ii)第二嵌段包含衍生自一种或多种α，β-不饱和单体的结构单元的链，所述α，β-不饱和单体选自苯乙烯、取代的苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二烯化合物、乙烯基酯、富马酸酯和马来酸酐以及它们的衍生物，并且其中所述第一和第二嵌段以使得所述共聚物具有以下结构的方式末端连接：其中各个R基团独立地表示烷基或芳基基团，并且其中与第二嵌段连接的芳族环取代基位于与第一嵌段连接的芳族环取代基的间位或对位。在本说明书中，术语“末端”当用于聚合物链(或嵌段)时简单地是指聚合物链(或嵌段)的端，并且并不传达这样的机械要求：即所述链(或嵌段)端是聚合反应终止处的末端.提及“末端地(的)”时，也将做类似的解释.在第二方面中，本专利技术提供了一种燃料或油组合物，其包括：(i)衍生自一种或多种石油、动物、植物或合成来源的燃料或油，该燃料或油包含一种或多种正烷烃、异烷基或正烯基取代的化合物，其表现出在低温储存或使用时从燃料或油中结晶出来的趋势，因此不利地影响燃料或油的冷流行为，以及(ii)本专利技术第一方面的添加剂浓缩物，其中该添加剂浓缩物以足以改进基础燃料或油在低温储存或使用期间的冷流行为的量存在于组合物中。在第三方面中，本专利技术涉及改进衍生自一种或多种石油、动物、植物或合成来源的并且包含一种或多种正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物的燃料或油组合物的冷流行为的方法，所述化合物表现出在低温储存或使用期间从燃料或油中结晶出来的趋势，由此影响燃料或油的冷流行为，所述方法包括：(i)确定所述燃料或油的冷流行为和需要的改进；(ii)确定实现期望的冷流行为改进所需要的第一方面的添加剂浓缩物的量；以及(iii)用所述量的第一方面的添加剂浓缩物处理基础燃料或油.在本说明书中，术语燃料或油的“低温储存或使用”指的是在低于燃料或油浊点的温度储存或使用，即在低于所述温度的温度，用本专利技术的添加剂浓缩物处理之前，燃料或油中存在的正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物肉眼可视地开始表现出它们从燃料或油中结晶出来的趋势.浊点是公知的工业测试，这样命名是因为它遵循这样的点：在该点，之前清澈的燃料由于由大体积的介质中肉眼可视地开始形成细小的结晶而变“混浊”.添加剂浓缩物有利的性质归因于本文限定的二嵌段共聚物的本性。特别的，不受任何特殊理论的限制，认为当在低温储存或使用条件下存在于燃料或油时，随着正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物(特别是正烷烃化合物)从冷的燃料或油中结晶出来，共聚物分子第一嵌段的聚乙烯链与所述化合物的正在生长的结晶相互作用，由此抑制进一步的结晶增长.这种相互作用通过与结晶化合物的正烷基、异烷基或正烯基基团的链段排成直线的第一嵌段的聚乙烯序列的几何性实现.聚合物的第二嵌段提供了在燃料中正确的分散性，并且提供了辅助阻挡晶体生长位点的进一步结晶的空间位阻.在第四方面中，本专利技术涉及在本专利技术任何其他方面中限定的官能化二嵌段共聚物。共聚物的第一嵌段具有聚乙烯结构单元的主链，任选在主链中并入了衍生自比乙烯高级的1-烯烃的单元，因此得到的聚合物链保留了未被插入的饱和脂族碳原子序列，而1-烯烃基的剩余烷基基团作为饱和的烷基取代基侧挂于聚合物链上。重要的是共聚物的第一嵌段与第二嵌段末端连接，从而留下暴露的第一嵌段与燃料或油中的生长的晶体相互作用。因此，重要的是第一和第二嵌段之间的连接部位于第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加剂浓缩物，其包含官能化二嵌段共聚物和与其混合的可与燃料或油溶混的有机液体，所述共聚物包含两种聚合物嵌段，其中：(i)第一嵌段由乙烯结构单元的链构成，其任选被一个或多种衍生自比乙烯高级的1‑烯烃共聚单体的结构单元插入，以及(ii)第二嵌段包含衍生自一种或多种α，β‑不饱和单体的结构单元的链，所述α，β‑不饱和单体选自苯乙烯、取代的苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二烯化合物、乙烯基酯、富马酸酯和马来酸酐以及它们的衍生物，并且其中所述第一和第二嵌段以使共聚物具有以下结构的方式末端相连：其中各个R基团独立地表示烷基或芳基基团，并且其中与第二嵌段连接的芳族环取代基位于与第一嵌段连接的芳族环取代基的间位或对位。

【技术特征摘要】
2015.09.16 EP 15185482.51.一种添加剂浓缩物，其包含官能化二嵌段共聚物和与其混合的可与燃料或油溶混的有机液体，所述共聚物包含两种聚合物嵌段，其中：(i)第一嵌段由乙烯结构单元的链构成，其任选被一个或多种衍生自比乙烯高级的1-烯烃共聚单体的结构单元插入，以及(ii)第二嵌段包含衍生自一种或多种α，β-不饱和单体的结构单元的链，所述α，β-不饱和单体选自苯乙烯、取代的苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二烯化合物、乙烯基酯、富马酸酯和马来酸酐以及它们的衍生物，并且其中所述第一和第二嵌段以使共聚物具有以下结构的方式末端相连：其中各个R基团独立地表示烷基或芳基基团，并且其中与第二嵌段连接的芳族环取代基位于与第一嵌段连接的芳族环取代基的间位或对位。2.权利要求1的添加剂浓缩物，其中各个R基团独立地表示具有1-4个碳原子的烷基基团。3.权利要求2的添加剂浓缩物，其中各个R基团都是甲基。4.前述任一项权利要求的添加剂浓缩物，其中，在共聚物中，与第二嵌段相连的芳族环取代基位于与第一嵌段相连的芳族环取代基的间位。5.前述任一项权利要求的添加剂浓缩物，其中，在共聚物中，第一嵌段由聚乙烯链构成。6.权利要求1-4中任一项的添加剂浓缩物，其中，在共聚物中，共聚物的第一嵌段由被衍生自1-己烯或1-辛烯的结构单元插入的聚乙烯链构成。7.前述任一项权利要求的添加剂浓缩物，其中，在共聚物中，第二嵌段由衍生自一种或多种α，β-不饱和单体的结构单元的链构成，所述α，β-不饱和单体选自苯乙烯、取代的苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二烯化合物、乙烯基酯、富马酸酯和马来酸酐以及它们的衍生物。8.权利要求7的添加剂浓缩物，其中共聚物的第二嵌段由衍生自一种或多种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体的均聚物或共聚物链构成。9.权利要求7的添加剂浓缩物，其中，在共聚物中，第二嵌段由衍生自一种或多种乙烯基酯的均聚物或共聚物链构成。10.前述任一项权利要求的添加剂浓缩物，其中共聚物的第一嵌段具有基于聚苯乙烯标准物根据GPC测量的在500-10,000范围内的数均分子量(Mn)。11.前述任一项权利要求的添加剂浓缩物，其中共聚物的第二嵌段具有基于聚苯乙烯标准物根据GPC测量的在1,000-100,000范围内的数均分子量(Mn)。12.一种燃料或油组合物，其包含：(i)衍生自一种或多种石油、动物、植物或合成来源的燃料或油，该燃料或油包含一种或多种正烷基、异烷基或正烯基取代的化合物，其表现出在低温储存或使用时从燃料或油中结晶出来的趋势，由此不利地...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·霍恩比，P·M·莱特，G·W·塞克，K·莱塔斯，C·J·凯，P·斯科特，
申请(专利权)人：英菲诺姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB