含具有短烃尾的季铵盐的超低分子量酰胺/酯制造技术

本技术涉及包含具有数均分子量小于300的烃基取代基的季铵盐的酰胺或酯，和具有这种季铵盐和改善的稳定性的添加剂包。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含具有短烃尾的季铵盐的超低分子量酰胺/酯专利
本技术涉及包含具有小于300的数均分子量的烃基取代基的季铵盐的酰胺或酯，和这样的季铵盐在改进添加剂包稳定性中的用途。该技术还涉及季铵盐在燃料和润滑剂组合物中的用途和给内燃发动机加燃料或润滑内燃发动机的方法。专利技术背景在柴油燃料喷射器喷嘴中沉积物形成是非常有问题的，导致柴油的不完全燃烧，因此导致功率损失和失火。传统上，聚异丁烯琥珀酰亚胺清净剂已被用来抑制喷射器堵塞，但这些材料在现代发动机中显示效率差。一类新的基于季铵化聚异丁烯琥珀酰亚胺的清净剂已被证明在传统的和现代的柴油发动机中均提供改善的清净性能。清净剂经常以浓缩添加剂包的形式添加到散装燃料中。除了清净剂，所述添加剂包可以包含一种或多种另外的添加剂，包括，但不限于，破乳剂和泡沫抑制剂。已知清净剂与某些类型的破乳剂和泡沫抑制剂具有相容性问题，导致引起添加剂包组分分离或“液体滴出”的稳定性问题。当添加剂包暴露于低于室温的温度时，添加剂包不稳定或液体滴出可增加。为了提高添加剂包的稳定性，加入稳定溶剂如2-乙基己醇或重质芳族石脑油。取决于存在的破乳剂或泡沫抑制剂的量，所述溶剂的含量可能是相当高的，由此增加了成本。因此，需要在溶剂的量减少时保持稳定的浓缩添加剂包。
技术实现思路
令人惊讶地发现，相比于具有较长烃尾的季铵化添加剂，超低分子量季铵化添加剂具有短烃尾，在添加剂包中使用时，其增加了添加剂包的稳定性。因此，可以减少所需溶剂的量，导致更有效地执行的浓缩添加剂包。已经发现，由烃基取代的酰化剂制备的季铵盐，例如十二碳烯基琥珀酸或酸酐，具有数均分子量小于300(Mn)的烃基取代基，与由具有大于1000的数均分子量Mn的烃基取代基的烃基取代酰化剂制备的季铵盐相比，导致提供改进稳定性的季铵盐。数均分子量(Mn)可以使用基于聚苯乙烯标准的凝胶渗透色谱法(GPC)来测量。因此，在一个方面，本技术提供了一种包括含有Mn小于300的季铵盐的酰胺或酯(“酰胺/酯季铵盐”)的组合物。酰胺/酯季铵盐本身可以是(a)可季铵化化合物与(b)适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮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)具有能够与烃基取代的酰化剂反应形成酰胺或酯的氧或氮原子并且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。烃基取代的酰化剂的烃基取代基可具有小于300的数均分子量。在一个实施方案中，可季铵化氨基可以是伯，仲或叔氨基。在进一步的实施方案中，烃基取代的酰化剂可以是十二碳烯基琥珀酸酐，十二碳烯基琥珀酸，十六碳烯基琥珀酸酐，十六碳烯基琥珀酸，十八碳烯基琥珀酸酐，十八碳烯基琥珀酸，或它们的混合物中的至少一种。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。在其它实施方案中，季铵化剂可包括水杨酸甲酯。在相同或不同实施方案中，含氮化合物可不包括二甲基氨基丙胺。在更进一步的实施方案中，季铵化剂可以是硫酸二烷基酯，烷基卤或烃基取代的碳酸酯，烃基环氧化物，羧酸酯，烷基酯，或它们的混合物。在某些情况下，季铵化剂可以是烃基环氧化物。在一些情况下，季铵化剂可以是烃基环氧化物与酸的组合。在一些情况下，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，上述的酰胺/酯季铵盐组合物还可以包括至少一种其它添加剂。在一些实例中，所述至少一种其它添加剂可以是泡沫抑制剂，清净剂，破乳剂，润滑剂，冷流改进剂，抗氧化剂，或它们的混合物。在一些实例中，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。在一些实例中，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。在一些情况下，其中所述至少一种其它添加剂是一种非季铵化的或季铵化的烃基取代的琥珀酸，烃基取代基可以是具有100至5000的数均分子量的聚异丁烯。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。在另一个实施方案中，组合物可以进一步包括水解的链烯基琥珀酸或酸酐。在另一个实施方案中，水解的链烯基琥珀酸或酸酐可以具有225-1000的Mn。在另一个实施方案中，所述水解的链烯基琥珀酸或酸酐可以具有550的Mn。在另一个实施方案中，公开了一种组合物，其包括酰胺/酯季铵盐和分子量Mn为225至1000的水解的烯基琥珀酸或酸酐。酰胺/酯季铵盐可以包括(a)可季铵化化合物与(b)适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮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)具有能够与烃基取代的酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子并且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。烃基取代的酰化剂的烃基取代基可具有小于300的数均分子量。本专利技术技术的又一方面包括具有如本文所述的酰胺/酯季铵盐并且还具有在室温下为液体的燃料的组合物。在一些实施方案中，燃料可以是柴油燃料。本技术的另一个方面包括具有如本文所述的酰胺/酯季铵盐并且还具有具有润滑粘度的油的组合物。本技术的又进一步方面提供了一种操作内燃发动机的方法。在一个实施方案中，该方法可以包括以下步骤:(a)提供给所述发动机燃料组合物和(b)操作所述发动机。在前述方法中使用的燃料组合物可以包括(i)在室温下为液体的燃料，和(ii)如本文所述的含有酰胺/酯季铵盐的组合物。在另一个实施方案中，一种操作内燃发动机的方法可包括以下步骤:(a)提供润滑油组合物给发动机的曲轴箱，和(b)操作所述发动机。润滑油组合物可以包括(i)具有润滑粘度的油，和(ii)如本文所述的含有酰胺/酯季铵盐的组合物。在另一个实施方案中，公开了具有改善稳定性的包含酰胺/酯季铵盐的添加剂包。酰胺/酯季铵盐可以包括(a)可季铵化化合物与(b)适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮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)具有能够与烃基取代的酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子并且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。与包含用具有较高数均分子量(例如大于300，或550或1000)的烃基取代的酰化剂制得的酰胺/酯季铵盐的添加剂包相比，这些添加剂包需要较少的稳定溶剂。本专利技术技术的实施方案可提供酰胺/酯季铵盐用于抗磨性能，摩擦改进(尤其是用于提高燃料经济性)，清净剂性能(特别是沉积物控制或清漆控制)，分散性(特别是烟炱控制，污泥控制，或腐蚀控制)中至少一种的用途。在一个实施方案中，公开了包括含有数均分子量的小于300的季铵盐的酰胺或酯(“酰胺/酯季铵盐”)的组合物。酰胺/酯季铵盐可以包括(i)可季铵化化合物与(ii)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的反应产物，其中烃基取代基具有小于300的数均分子量。含氮化合物可具有至少一个可季铵化氨基和至少一个能够与烃基取代的酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子。季铵化剂可适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮。在另一个实施方案中，烃基取代的酰化剂可以包括至少一种聚异丁烯基琥珀酸酐或聚异丁烯基琥珀酸。烃基取代的酰化剂和含氮化合物的反应可以在小于约80℃的温度下进行。在一个实施方案中，可季铵化氨基可以是伯，仲或叔氨基。在另一个实施方案中，含氮化合物排除包含二甲基氨基丙胺的化合物。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括含有季铵盐的酯或酰胺(“酰胺/酯季铵盐”)的组合物，其中所述酰胺/酯季铵盐包括a)和b)的反应产物:a)可季铵化化合物，其为(i)和(ii)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小于300的数均分子量，和(ii)含氮化合物，其具有能够与所述烃基取代的酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子，并且还具有至少一个可季铵化氨基；和b)适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮的季铵化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 US 62/262,1401.一种包括含有季铵盐的酯或酰胺(“酰胺/酯季铵盐”)的组合物，其中所述酰胺/酯季铵盐包括a)和b)的反应产物:a)可季铵化化合物，其为(i)和(ii)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小于300的数均分子量，和(ii)含氮化合物，其具有能够与所述烃基取代的酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子，并且还具有至少一个可季铵化氨基；和b)适于将含氮化合物的可季铵化氨基转化成季氮的季铵化剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中可季铵化氨基为伯，仲或叔氨基。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述烃基取代的酰化剂包括至少一种十二碳烯基琥珀酸酐，十二碳烯基琥珀酸，十六碳烯基琥珀酸酐，十六碳烯基琥珀酸，十八碳烯基琥珀酸酐，十八碳烯基琥珀酸，或它们的混合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中a)(i)和a)(ii)的反应在小于80℃的温度下进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述含氮化合物不包括二甲基氨基丙胺。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述季铵化剂包括至少一种硫酸二烷基酯，烷基卤，烃基取代的碳酸酯，烃基环氧化物，羧酸酯，烷基酯或它们的混合物。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述季铵化剂为烃基环氧化物。8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述季铵化剂为烃基环氧化物与酸的组合。9.根据权利要求6所述的组合物，其中所述季铵化剂为草酸酯或对苯二甲酸酯。10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述季铵化剂不包括水杨酸甲酯。11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，进一步包括至少一种其它添加剂。12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包括泡沫抑制剂，清净剂，分散剂，破乳剂，润滑剂，冷流改进剂，抗氧化剂，或它们的混合物。13.根据权利要求11所述的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包括至少一种烃基取代的琥珀酸。14.根据权利要求11所述的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包括至少一种烃基取代的季铵盐。15.根据权利要求11所述的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包括至少一种清净剂/分散剂，其为具有至少一个数均分子量为100-10000的疏水性烃基和选自如下的至少一个极性结构部分的两亲性物质:(i)具有至多6个氮原子且至少一个氮原子具有碱性的单或多氨基；(ii)与至少一个氮原子具有碱性的单或多氨基组合的羟基；(v)被羟基，至少一个氮原子具有碱性的单或多氨基封端或被碳酸酯基团封端的聚氧-C2-C4亚烷基结构部分；(vii)衍生自琥珀酸酐且具有羟基和/或氨基和/或酰胺基和/或酰亚氨基的结构部分；和/或(vii)通过取代的苯酚与醛和单或多胺的曼尼希反应得到的结构部分。16.根据权利要求13至15所述的组合物，其中烃基取代基为具有100-5000分子量的聚异丁烯。17.根据权利要求11所述的组合物，其中所述至少一种其它添加剂包括至少一种曼尼希化合物。18.根据上述权利要求中任一项所述的组合物，其进一步包括分子量Mn为约225至约1000的水解的链烯基琥珀酸或酸酐。19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述水解的链烯基琥珀酸或酸酐具有1000的Mn。20.根据权利要求19所述的组合物，其中所述水解的链烯基琥珀酸或酸酐具有550的Mn。21.一种包括含有季铵盐的酯或酰胺(“酰胺/酯季铵盐”)和分子量Mn为约225至约1000的水解链烯基琥珀酸或酸酐的组合物，其中所述酰胺/酯季铵盐包括a)和b)的反应产物:a)可季铵化化合物，其为(i)和(ii)的反应产物:(i)烃基取代的酰化剂，其中所述烃基取代...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·莫尔顿，P·R·斯蒂文森，H·格林菲尔德，D·C·阿特尔斯，J·H·布什，P·E·亚当斯，
申请(专利权)人：路博润公司，
类型：发明
国别省市：美国,US