偶联季铵盐制造技术

本技术涉及偶联季铵盐和这样的偶联季铵盐在燃料和油组合物中用于改进该组合物的破乳和/或发动机性能的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本技术涉及偶联季铵盐，和这样的偶联季铵盐在燃料和润滑剂组合物中用于改进该组合物的分水(watershedding)性能的用途。本专利技术还涉及为抗磨、摩擦、清净力、分散力和/或腐蚀控制性能的至少一种而用该润滑剂组合物润滑内燃机的方法。专利技术背景柴油燃料喷射器喷嘴中的沉积物形成非常成问题，其导致柴油燃烧不完全和因此功率损失和不发火。传统上已使用聚异丁烯琥珀酰亚胺清净剂抑制喷射器结垢，但这些材料在现代发动机中表现出差的效力。一类新的基于季铵化聚异丁烯琥珀酰亚胺的化合物已表明在传统和现代柴油发动机中都提供改进的清净性能。尽管沉积物控制是清净剂分子所需的主要功能，但还需要许多另外的性能属性。其中之一是清净剂的分水能力或拆分油包水乳状液的能力。水的夹带在例如原油或下游燃料管道中和在产物转移过程中会导致在原油或燃料中形成稳定的乳状液和悬浮物。这样的乳状液可堵塞过滤器或在其它方面使含有此乳状液的燃料不可接受。这还会导致下游的腐蚀问题。为了有助于分水过程，可以将一类被称作破乳剂的分子添加到燃料或原油制剂中，无论是在管道中、在泵处还是作为售后添加剂。尽管破乳剂有助于分水过程，但希望提供改进分水或破乳性能的新型清净剂分子。专利技术概述已经发现，偶联季铵盐在掺入柴油燃料时提供与未如此偶联的季铵盐相比改进的破乳和/或发动机性能。因此，在一个方面中，本技术提供包含偶联季铵盐(“偶联季铵盐”)的组合物。该季铵盐本身可以是(a)可季铵化化合物和(b)能够偶联多于一种(a)的可季铵化化合物的季铵化剂的反应产物。该可季铵化化合物可以是(i)烃基取代的酰化剂和(ii)具有能与所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物的反应产物。该烃基取代的酰化剂的烃基取代基可具有大于100，例如大约100至大约5000的数均分子量(Mn)。可以使用基于聚苯乙烯标样的凝胶渗透色谱法(GPC)测量数均分子量(Mn)。在一个实施方案中，(a)的可季铵化化合物与(b)的季铵化剂的比率可以为大约2:1至大约1:1。在一个实施方案中，该季铵化剂可选自多环氧化物、多卤化物、环氧-卤化物、芳族聚酯及其混合物。在一个实施方案中，该可季铵化氨基可以是伯、仲或叔氨基。在另一实施方案中，该烃基取代的酰化剂可以是聚异丁烯基琥珀酸酐或聚异丁烯基琥珀酸。在一些实施方案中，制备(a)的可季铵化化合物的反应可以在大于80或90或100℃的温度下进行。在一些实施方案中，可以除去反应水或在该缩合反应过程中产生的水。在一些实施方案中，制备(a)的可季铵化化合物的反应可以在小于80℃的温度下进行。在一个实施方案中，该偶联季铵盐可以是含酰亚胺的季铵盐。在一个实施方案中，该偶联季铵盐可以是含酰胺或酯的季铵盐。在一些实施方案中，该季铵化剂可以是硫酸二烷基酯、烷基卤、烃基取代的碳酸酯、烃基环氧化物、羧酸酯、烷基酯或其混合物。在一些情况下，该季铵化剂可以是烃基环氧化物，在一些情况下C4至C14环氧化物或醇官能化环氧化物。在一些情况下，该季铵化剂可以是与酸结合的烃基环氧化物。在一些情况下，该季铵化剂可以是草酸酯或对苯二甲酸酯。在一些实施方案中，该季铵化剂可以在质子溶剂存在下使用。在一些实施方案中，该季铵化剂可以在质子溶剂，如2-乙基己醇、水或其混合物存在下使用。在一些实施方案中，该季铵化剂可以在酸存在下使用。在一些实施方案中，该季铵化剂可以在与酰化剂上存在的酸基分开的酸存在下使用。在一些实施方案中，该季铵化剂可以在存在于酰化剂的结构中的酸基存在下使用。在一些实施方案中，包含上述偶联季铵盐的组合物可进一步包括至少一种其它添加剂。在一些情况下，所述至少一种其它添加剂可以是清净剂、破乳剂或其混合物。在一些情况下，所述至少一种其它添加剂可以是至少一种非季铵化的烃基取代的琥珀酸。在一些情况下，所述至少一种其它添加剂可以是至少一种烃基取代的季铵盐。在所述至少一种其它添加剂是非季铵化或季铵化的烃基取代琥珀酸的一些情况下，烃基取代基可以是具有100至5000的分子量的聚异丁烯。在一个实施方案中，所述至少一种其它添加剂可以是至少一种曼尼希化合物。本技术的另一方面包括具有如本文所述的偶联季铵盐并进一步具有在室温下为液体的燃料的组合物。在一些实施方案中，该燃料可以是柴油燃料。本技术的另一方面包括具有如本文所述的偶联季铵盐并进一步包含具有润滑粘性的油的组合物。本技术的再一方面提供一种运行内燃机的方法。在一个实施方案中，该方法可包括步骤(a)向发动机供应燃料组合物和(b)运行所述发动机。上述方法中使用的燃料组合物可包括(i)在室温下为液体的燃料，和(ii)包含如本文所述的偶联季铵盐的组合物。在另一实施方案中，所述运行内燃机的方法可包括步骤(a)向发动机曲轴箱供应润滑油组合物和(b)运行所述发动机。该润滑油组合物可包括(i)具有润滑粘性的油和(ii)包含如本文所述的偶联季铵盐的组合物。本技术的实施方案可提供偶联季铵盐用于抗磨性能、摩擦改性(特别用于增强燃料经济性)、清净性能(特别是沉积物控制或漆膜控制)、分散力(特别是碳烟控制或油泥控制)或腐蚀控制的至少一种的用途。本技术的另一实施方案提供一种改进燃料组合物的分水性能的方法。该方法包括在室温下为液体的燃料中使用包含本文所述的偶联季铵盐的组合物。还提供含有偶联季铵盐的组合物在在室温下为液体的燃料中提供改进的分水性能的用途。公开了包含含偶联胺的季铵盐(“偶联季铵盐”)的组合物，其中该偶联季铵盐包含可季铵化化合物和季铵化剂的反应产物。该可季铵化化合物可以是具有数均分子量为100至5000的烃基取代基的烃基取代的酰化剂和具有能与烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子的含氮化合物的反应产物。该含氮化合物具有至少一个可季铵化氨基。该季铵化剂可能能够偶联多于一种可季铵化化合物。在另一实施方案中，包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物可以是可季铵化化合物和季铵化剂的反应产物。该可季铵化化合物可以是烃基取代的酰化剂和具有能与至少两当量的所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物的反应产物，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量。在再一实施方案中，包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物，其中该偶联胺季铵盐包含上文公开的任一反应的反应产物。在另一实施方案中，可季铵化化合物与季铵化剂的比率可以为2:1至1:1。在另一实施方案中，所述至少一个可季铵化氨基可以是伯、仲或叔氨基。在另一实施方案中，含有所述至少一个可季铵化胺基的含氮化合物可以是多胺或多元醇。在再一实施方案中，该含氮化合物可以是3,3’-二氨基-N-甲基二丙基胺。在再一实施方案中，该烃基取代的酰化剂包含至少一种聚异丁烯基琥珀酸酐或聚异丁烯基琥珀酸。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含至少一种多环氧化物、多卤化物、环氧卤化物、芳族聚酯或其混合物。在另一些实施方案中，该季铵化剂可以是二-环氧化物或烷基二卤化物。在再一些实施方案中，该季铵化剂可以是1,4-丁二醇二缩水甘油醚或双酚-A-二缩水甘油醚。在另一实施方案中，烃基取代的酰化剂和含氮化合物的反应可以在大于80℃的温度下进行。在再一实施方案中，该反应可以在小于大约80℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物，其中所述偶联胺季铵盐包含下列组分的反应产物：a)可季铵化化合物，其是下列组分的反应产物：(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量，和(ii)具有能与所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物；和b)能够偶联多于一种(a)的可季铵化化合物的季铵化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 62/005,1661.一种包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物，其中所述偶联胺季铵盐包含下列组分的反应产物：a)可季铵化化合物，其是下列组分的反应产物：(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量，和(ii)具有能与所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物；和b)能够偶联多于一种(a)的可季铵化化合物的季铵化剂。2.一种包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物，其中所述偶联胺季铵盐包含下列组分的反应产物：a)可季铵化化合物，其是下列组分的反应产物：(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量，和(ii)具有能与至少两当量的所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物；和b)季铵化剂。3.一种包含含偶联胺的季铵盐(“偶联胺季铵盐”)的组合物，其中所述偶联胺季铵盐包含下列组分的反应产物：a)可季铵化化合物，其是下列组分的反应产物：(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量，和(ii)具有能与所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物；和b)能够偶联多于一种(a)的可季铵化化合物的季铵化剂；或c)可季铵化化合物，其是下列组分的反应产物：(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代的酰化剂的烃基取代基具有100至5000的数均分子量，和(ii)具有能与至少两当量的所述烃基取代的酰化剂反应的氧或氮原子并进一步具有至少一个可季铵化氨基的含氮化合物；和d)季铵化剂。4.根据前述权利要求任一项的组合物，其中a)的可季铵化化合物与b)的季铵化剂的比率为大约2:1至大约1:1。5.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂包含至少一种多环氧化物、多卤化物、环氧卤化物、芳族聚酯或其混合物。6.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂包含二-环氧化物或烷基二卤化物。7.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂包含1,4丁二醇二缩水甘油醚或双酚-A-二缩水甘油醚。8.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述至少一个可季铵化氨基是伯、仲或叔氨基。9.根据前述权利要求任一项的组合物，其中含有所述至少一个可季铵化胺基的所述含氮化合物是多胺或多元醇。10.根据前述权利要求任一项的组合物，其中含有所述至少一个可季铵化胺基的所述含氮化合物是3,3’-二氨基-N-甲基二丙基胺。11.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述烃基取代的酰化剂包含至少一种聚异丁烯基琥珀酸酐或聚异丁烯基琥珀酸。12.根据前述权利要求任一项的组合物，其中a)中的反应在大于80℃的温度下进行。13.根据前述权利要求任一项的组合物，其中a)中的反应在小于80℃的温度下进行。14.前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂在质子溶剂存在下使用。15.根据权利要求14的组合物，其中所述质子溶剂包含2-乙基己醇、水及其混合物。16.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂在酸存在下使用。17.根据权利要求16的组合物，其中所述酸存在于所述酰化剂的结构中。18.根据前述权利要求任一项的组合物，其进一步包含至少一种其它添加剂。19.根据权利要求18的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包含清净剂、分散剂、破乳剂、润滑剂、低温流动改进剂、抗氧化剂或其混合物。20.根据权利要求18的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包含至少一种烃基取代的琥珀酸。21.根据权利要求18的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包含至少一种烃基取代的季铵盐。22.根据权利要求18的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包含至少一种清净剂/分散剂，其是具有至少一个数均分子量为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·R·斯蒂文森，J·H·布什，D·J·莫尔顿，
申请(专利权)人：路博润公司，
类型：发明
国别省市：美国;US