环氧化物季铵化的季铵盐制造技术

本技术涉及用醇官能化和/或C4至C20环氧化物季铵化剂，例如缩水甘油和1,2‑环氧丁烷制备的季铵盐，和这样的季铵盐在燃料组合物中用于改进该燃料组合物的分水性能的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧化物季铵化的季铵盐专利
本技术涉及用醇官能化环氧化物和/或C4至C20环氧化物季铵化剂制备的季铵盐，和这样的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，但希望提供改进破乳性能的新型清净剂分子。专利技术概述我们发现，用醇官能化环氧化物、C4至C14环氧化物及其混合物制成的季铵盐(在本文中称作“环氧化物季铵盐”)带来在掺入柴油燃料时提供与用其它环氧化物制成的季铵盐相比改进的破乳性能的季铵盐。因此，在一个方面中，本技术提供包含用醇官能化环氧化物、C4至C14环氧化物及其混合物制成的环氧化物季铵盐的组合物。该环氧化物季铵盐本身可以是(a)可季铵化化合物和(b)包含醇官能化环氧化物、C4至C14环氧化物及其混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。该烃基取代基可具有大于100，例如100至5000的使用基于聚苯乙烯校准标样的凝胶渗透色谱法(GPC)测得的数均分子量(Mn)。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。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，该环氧化物季铵盐是含酰亚胺的季铵盐。在一个实施方案中，该环氧化物季铵盐是含酰胺或酯的季铵盐。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含、由或基本由醇官能化环氧化物构成。在再一实施方案中，该季铵化剂可包含、由或基本由缩水甘油构成。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含、由或基本由C4至C14环氧化物构成。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含、由或基本由1,2-环氧丁烷构成。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含、由或基本由环氧十六烷构成。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，上述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大约100至大约5000的数均分子量(Mn)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环氧化物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环氧化物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。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)包含如本文所述的环氧化物季铵盐的组合物。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)如本文所述的环氧化物季铵盐。本技术的实施方案可提供所述环氧化物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或破乳性能的方法。该方法包括在室温下为液体的燃料中使用含有如本文所述的环氧化物季铵盐的组合物。还提供含有如本文所述的环氧化物季铵盐的组合物在室温下为液体的燃料中提供改进的分水或破乳性能的用途。在另一实施方案中，公开了包含环氧化物季铵盐的组合物。该环氧化物季铵盐可包含可季铵化化合物和包含醇官能化环氧化物、C4至C14环氧化物或其混合物的季铵化剂的反应产物。在另一些实施方案中，该季铵化剂可以是C4至C20环氧化物。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，其中该烃基取代基具有100至5000的数均分子量。该可季铵化氨基可以是伯、仲或叔氨基。在一个实施方案中，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。在再一实施方案中，a)中的反应可以在大于80℃的温度下进行。或者，a)中的反应可以在小于80℃的温度下进行。在另一实施方案中，该季铵化剂可包含C4至C14环氧化物或醇官能化环氧化物。合适的季铵化剂包括但不限于，缩水甘油、1,2-环氧十六烷、环氧丁烷或其混合物。在另一实施方案中，该季铵化剂可以在质子溶剂存在下使用。合适的质子溶剂包括但不限于，2-乙基己醇、水或其混合物。在再一实施方案中，该季铵化剂可以在酸，如乙酸存在下使用。该酸可存在于酰化剂的结构中。所公开的包含环氧化物季铵盐的组合物可进一步包含至少一种其它添加剂。合适的添加剂包括但不限于，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。在一个实施方案中，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或至少一种烃基取代的季铵盐。该烃基取代基可以是具有100至5000的分子量的聚异丁烯。在另一实施方案中，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至10000的疏水烃基和至少一个极性部分的两亲物质，所述极性部分选自(i)具有最多6个氮原子的单-或多氨基，至少一个氮原子具有碱性性质；(ii)与单或多氨基结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含环氧化物季铵盐的组合物，其中所述环氧化物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)包含醇官能化环氧化物；C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 62/005,1141.一种包含环氧化物季铵盐的组合物，其中所述环氧化物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)包含醇官能化环氧化物；C4至C14环氧化物；及其混合物的季铵化剂。2.一种包含环氧化物季铵盐的组合物，其中所述环氧化物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)包含醇官能化环氧化物；C4至C14环氧化物；及其混合物的季铵化剂。3.前述权利要求任一项的组合物，其中所述可季铵化氨基是伯、仲或叔氨基。4.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。5.前述权利要求任一项的组合物，其中a)中的反应在大于80、90或100℃的温度下进行。6.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。7.前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂包含C4至C14环氧化物。8.前述权利要求任一项的组合物，其中所述季铵化剂包含醇官能化环氧化物。9.权利要求8的组合物，其中所述季铵化剂是缩水甘油。10.权利要求7的组合物，其中所述季铵化剂是1,2-环氧十六烷。11.权利要求7的组合物，其中所述季铵化剂包含环氧丁烷。12.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。13.权利要求12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。14.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。15.权利要求14的组合物，其中所述酸存在于所述酰化剂的结构中。16.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。17.权利要求16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...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·E·亚当斯，J·H·布什，H·格林菲尔德，P·R·斯蒂文森，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