有机改性的聚硅氧烷及其用于使燃料消泡的用途制造技术

本发明专利技术涉及有机改性的聚硅氧烷，包含这些有机改性的聚硅氧烷的组合物、特别是燃料组合物，以及所述有机改性的聚硅氧烷用于使燃料消泡的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机改性的聚硅氧烷及其用于使燃料消泡的用途本专利技术涉及有机改性的聚硅氧烷，包含这些有机改性的聚硅氧烷的组合物、特别是燃料组合物，以及所述有机改性的聚硅氧烷用于使燃料消泡的用途。柴油燃料包括烷烃、环烷烃和芳烃的烃混合物。这些烃混合物的主要部分通过石油分馏并脱硫而获得。用于柴油燃料的烃混合物例如是煤油和瓦斯油。除了基于石油的烃混合物之外，柴油燃料还可以另外包含不基于石油的燃料，例如生物燃料(生物柴油)。当加注到储存容器诸如机动车辆的储油罐和燃料容器中时，柴油燃料具有与空气一起形成泡沫的令人不快的特性。这导致加注程序的延迟以及储油罐和燃料容器的加注不足。因此，习惯上向柴油燃料中添加消泡剂。这些消泡剂旨在最低浓度下是有效的，并且当柴油燃料在发动机中燃烧时不得形成任何破坏性残留物或对燃料的燃烧产生负面影响。添加生物燃料通常会导致水分在增加程度上被吸收，其结果是少量水以细分散的形式存在于柴油燃料中。相关的泡沫稳定和泡沫分解的延迟是不理想的。已针对几乎不具有或不具有生物燃料含量的柴油燃料开发的消泡剂在用于具有高生物燃料含量的柴油燃料时通常表现出降低的功效。增加可再生原料在柴油燃料中的比例的努力同样导致对消泡剂功效的要求增加。由于对新发动机部件排放的最小化的要求不断提高，以及由于非石油基燃料的添加，对柴油燃料的消泡剂的挑战大大增加。由于柴油燃料的原材料来源的多样性以及使用柴油燃料时可能的温差需要消泡剂的高度灵活性的这一事实，这种挑战被加剧。基于硅酮-聚醚共聚物(也称为聚醚硅氧烷)、有机官能改性的聚硅氧烷或有机改性的聚硅氧烷的消泡剂是现有技术中已知的，并且在专利文献中进行了各种描述。不受理论束缚，人们认为那里描述的硅酮-聚醚共聚物起到消泡剂的作用，因为它们在柴油燃料中的溶剂型非常差，并且由于它们的表面活性特性而可以在泡沫层上积聚和扩散。泡沫层的不稳定化(通常在几秒钟内发生)以及相关的消泡是消泡剂液滴扩散的结果。液体在泡沫层中的诱导流动导致泡沫层变薄并最终破坏泡沫层。硅酮-聚醚共聚物中存在的硅氧烷链提供了必要的低表面张力；与硅氧烷链侧位和/或末端键合的聚醚基团提高了与柴油燃料的相容性。聚醚基团通常衍生自不饱和聚醚，该不饱和聚醚通过将环氧烷例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯加成到不饱和起始醇例如烯丙醇上而获得。GB2173510(A)涉及一种对柴油燃料或喷气燃料消泡(jetfuel)的方法，其中向燃料中添加基于具有以下通式的硅酮-聚醚共聚物的消泡剂Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeR)yOSiMe3该硅酮-聚醚共聚物含有一个或多个由通式Q(A)nOZ描述的聚醚基团R。此处，Q表示与Si原子键合的双官能团，A是氧化烯基团(oxyalkylenegroup)，其中至少80％的氧化烯基团是氧乙烯基团(oxyethylenegroups)，并且Z是氢原子或OCR”，其中R”是单价基团。GB2173510(A)中描述的消泡剂的一个缺点是湿柴油燃料(feuchtemDieselkraftstoff)的消泡性差。燃料中存在的水要么是在储油罐中储存期间进入燃料中的冷凝水，要么是在油轮中运输期间被引入燃料中(由于储罐未完全排空)并以极细分散的形式留在那里。在EP0849352A1中描述了湿柴油的改进消泡。根据该文献，通过用作消泡剂的超过65％的硅酮-聚醚共聚物(包括含芳族体系的聚醚)，湿柴油的消泡旨在比通常使用的消泡剂显著改善。EP0849352A1中公开的硅酮-聚醚共聚物是以下通式的有机改性的聚硅氧烷其中基团Rf可以是基团R1，其中R1是具有1至4个碳原子的烷基，或芳基，但至少80％的基团Rf是甲基，或者是基团R2或R3，条件是至少一个基团Rf是基团R2，其中R2是式II的聚醚基团-(Y)c[O(C2H4-dR'dO)m(CxH2xO)pZ]w，其具有以下定义c＝0或1，d＝1至3，m≥1，x＝2至4，p≥1，w＝1至4，m+p的总和＝3至100，R'＝氢基、具有1至18个碳原子的单价烃基，并且也可以是芳族的并任选地也可以是取代的芳族，其取代基选自氢基、具有1至6个碳原子的烷基、烷氧基和羟基，其中基团R'可以不同，但对于每个共聚物分子，至少一个基团R'表示任选取代的芳族，Z＝氢基或单价有机基团，Y＝具有1至18个碳原子的a(w+1)-价烃基，并且也可以是支链的，R3是式III的聚醚基团-(F)q[O(CxH2xO)rZ]g，其具有以下定义g＝1至4，q＝0或1，x＝2至4，r≥3，F＝具有1至18个碳原子的a(g+1)-价烃基，并且也可以是支链的，并且其中b是0至8的数，在b是6至8的数时a是1至100的数；在b是3至6的数时a是1至200的数；在b是0至3的数时a是1至300的数。然而，EP0849352A1中公开的有机改性的聚硅氧烷必须以相对高的浓度使用以显示良好的消泡作用。除了所需要的较大量之外，这另外具有在燃料的燃烧期间较大的SiO2释放的缺点。此外，已经发现这些有机改性的聚硅氧烷的冷稳定性通常不够高。此外，已经描述了EP0849352A1的有机改性的聚硅氧烷仅用于不含生物基成分的含硫柴油燃料。在现代柴油燃料中，EP0849352A1的有机改性的聚硅氧烷更容易通过柴油燃料的较高极性和增加的水含量而溶解，并且往往使柴油燃料中的水乳化和不再充分地对柴油进行消泡。DE102007031287A1描述了与EP0849352A1相比改进的有机改性的聚硅氧烷。这些有机改性的聚硅氧烷特别适用于具有生物燃料添加的液体柴油燃料的消泡。DE102007031287A1中描述的有机改性的聚硅氧烷是以下通式的聚硅氧烷其中Na+b+c+d+2＝60.5至1000，a是50至960，b是4至85，c是0.5至85，d是4至85，基团R独立地是相同或不同的具有1至10个碳原子的脂族或芳族烃基，基团R1独立地是以下通式的相同或不同的聚醚基团，条件是氧化烯单元的统计排列和嵌段排列都是可能的，其中e是3至11，f是0至60，g是0至60，基团R2独立地是相同或不同的以下通式的含环氧丁烷的聚醚基团条件是氧化烯单元和任何存在的氧化苯乙烯单元的统计排列和嵌段排列都是可能的，其中h是3至11，i是0至60，j是0至65，k是1至60，l是0至60，基团R5独立地相同或不同并且表示甲基、乙酰基或氢基，基团R3独立地是以下通式的相同或不同的酚衍生物基团R6独立地是来自烷基、氢、羟基或烷氧基的相同或不同的基团，条件是至少一个基团R6是羟基，其中下标m是3至11的整数，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通式(I)的有机改性的聚硅氧烷，/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190110 EP 19151100.51.通式(I)的有机改性的聚硅氧烷，



其中
R在每种情况下独立地选自烃基、优选具有1至10个碳原子的烃基、特别优选甲基；
R1在每种情况下独立地选自R、R2和R3、优选R、特别优选甲基；
R2在每种情况下独立地选自具有通式(II)的聚醚基团：
-Z1(OC2H4)d(OC3H6)e(OC4H8)f(OC2H3Ph)gOR4式(II)，
优选具有通式(IIa)的聚醚基团，
-Z1(OC2H4)d(OC3H6)eOR4式(IIa)，
特别优选具有通式(IIb)的聚醚基团，
-(CH2)3(OC2H4)d(OC3H6)eOH式(IIb)；
Z1在每种情况下独立地选自具有2至10个、优选3至4个、特别优选3个碳原子的二价脂族烃基；
Ph是苯基；
R4在每种情况下独立地选自氢基、具有1至4个碳原子的烷基和具有1至4个碳原子的酰基；优选地选自氢基、甲基和乙酰基；特别优选地是氢基，
R3在每种情况下独立地选自具有通式(III)的基团，



Z2在每种情况下独立地选自具有2至10个、优选3至4个、特别优选3个碳原子的二价脂族烃基；
R5在每种情况下独立地选自氢基、羟基、具有1至4个碳原子的烷基和具有1至4个碳原子的烷氧基，条件是至少一个基团R5是羟基；
其中：
a＝50至960、优选80至200、特别优选100至190；
b＝4至85、优选6至25、特别优选8至20；
c＝0.5至10、优选0.8至8、特别优选1至小于4.5；
d＝0至60、优选5至20、特别优选10至15；
e＝0至60、优选1至30、特别优选2至5；
f＝0至60、优选0至10、特别优选0；
g＝0至60、优选0至10、特别优选0；
条件是：
d+e+f+g＝1至60、优选5至30、特别优选10至20；并且
a/(b+c)大于7、优选>7至13、特别优选8至12。


2.根据权利要求1所述的有机改性的聚硅氧烷，其特征在于：
a+b+c+2＝60至1000、优选90至220、特别优选130至170。


3.根据权利要求1和2中至少一项所述的有机改性的聚硅氧烷，其特征在于：
f＝0且g＝0；
优选f＝0且g＝0且Z1＝-(CH2)3-；
特别优选f＝0且g＝0，并且Z1＝-(CH2)3-且R4＝H。


4.根据权利要求1至3中至少一项所述的有机改性的聚硅氧烷，其特征在于，所述聚醚基团R2的数均分子量MN为500g/mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·佩高，F·亨宁，A·洛泽，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE