季化共聚物制造技术

技术编号:8390302 阅读:236 留言:0更新日期:2013-03-08 00:06
本发明专利技术涉及一种可以通过如下步骤得到的季化共聚物:(A)使可以带有不能与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的氧-或氮官能取代基的直链、支化或环状烯属不饱和C2-C100烃与可以与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的烯属不饱和C3-C12单羧酸或二羧酸或酸衍生物共聚,得到数均分子量为500-20000的共聚物;(B)通过使它们与具有2-6个氮原子的低聚胺或醇胺反应而部分或完全酰胺化或酰亚胺化或酯化羧酸官能团,所述低聚胺或醇胺各自包含伯或仲氮原子或羟基和可季化叔氮原子;(C)用季化剂部分或完全季化叔氮原子。如此制备的季化共聚物适合在直喷式柴油发动机中作为燃料添加剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种季化共聚物,其可以通过如下反应步骤得到:(A)使一种或多种可以带有一个或多个不能与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的氧-或氮官能取代基的直链、支化或环状烯属不饱和C2-C100烃(单体M1)与一种或多种带有一个或两个羧酸官能团且可以与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的烯属不饱和C3-C12羧酸或C3-C12羧酸衍生物(单体M2)共聚,得到数均分子量Mn为500-20000的共聚物(CP);(B)通过使它们与一种或多种具有2-6个氮原子的低聚胺(OA)或醇胺(AA)反应而部分或完全酰胺化或酰亚胺化或酯化共聚物(CP)中(M2)单元的羧酸官能团,所述低聚胺(OA)或醇胺(AA)各自包含至少一个伯或仲氮原子或至少一个羟基和至少一个可季化叔氮原子;(C)用至少一种季化剂(QM)部分或完全季化OA或AA单元中的至少一个叔氮原子;其中可以使步骤(B)和(C)的顺序反转,从而可以通过与已经在反应步骤(C)中季化的低聚胺(OA)或醇胺(AA)反应而部分或完全酰胺化或酰亚胺化或酯化共聚物(CP)中(M2)单元的羧酸官能团。本专利技术进一步涉及一种制备该季化共聚物的方法。本专利技术还涉及含有该季化共聚物的燃料。此外,本专利技术涉及该季化共聚物作为在直喷式柴油发动机的喷射系统中,尤其是在共轨喷射系统中降低或防止沉积物,在直喷式柴油发动机中,尤其是在具有共轨喷射系统的柴油发动机中降低燃料消耗以及在直喷式柴油发动机中,尤其是在具有共轨喷射系统的柴油发动机中使功率损耗最小化的燃料添加剂的用途。在直喷式柴油发动机中,燃料通过多孔喷油嘴喷入并超细分布(雾化),该喷油嘴直接伸入发动机的燃烧室中而不是象在传统(室式)柴油发动机的情况中那样引入预燃室或涡流室中。直喷式柴油发动机的优点在于它们的高柴油发动机性能以及低燃料消耗。此外,这些发动机甚至在低速下实现非常高的扭矩。当前基本上使用三种方法来将燃料直接喷入柴油发动机的燃烧室中:传统的分配式喷油泵、泵喷嘴系统(组合式喷射系统或组合式泵系统)和共轨系统。在共轨系统中,柴油机燃料通过压力高达2000巴的泵输送至高压管线—共轨中。由共轨出发,支管插入将燃料直接喷入燃烧室的不同喷油器中。总是对共轨施加全压,这使得可以进行多次喷射或特定形式的喷射。相反,在其他喷射系统中,仅可进行一种喷射。在共轨中的喷射基本分成三类:(1.)预喷射,借此实现基本更平静的燃烧,从而降低刺耳的燃烧噪音(“敲钉声(nageln)”)并且发动机看似平静运行;(2.)主喷射,其尤其引起良好的扭矩分布;以及(3.)后喷射,其尤其确保低NOx值。在该后喷射中,燃料通常不燃烧,而是由汽缸中的残留热蒸发。形成的废气/燃料混合物输送至废气系统,而燃料在合适催化剂存在下起氮氧化物NOx的还原剂作用。共轨喷射系统中的可变、汽缸专用喷射可以正面影响发动机的污染物排放,例如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及尤其是颗粒物(积炭)的排放。这例如可能使得装有共轨喷射系统的发动机甚至在没有额外颗粒物过滤器下可能在理论上满足Euro 4标准。在现代共轨柴油发动机中,在特定条件下,例如当使用含生物柴油燃料或具有金属杂质如锌化合物的燃料时,可能在喷射器孔上形成沉积物,这不利地影响燃料的喷射性能并因此使发动机性能受损,即尤其是降低功率,但在某些情况下也使燃烧变差。沉积物的形成由于喷射器构造的进一步开发,尤其是由于改变喷嘴几何形状(具有圆形出口的更窄锥形孔)而进一步增多。为了维持发动机和喷射器的最佳操作,必须通过合适的燃料添加剂防止或降低在喷嘴孔中的该类沉积物。因此,本专利技术的目的是提供弥补了上述缺点,即更具体而言防止或降低直喷式柴油发动机的喷射系统,尤其是在喷射器中的沉积物,降低直喷式柴油发动机中的燃料消耗并使该类发动机中的功率损耗最小化的燃料添加剂。现有技术公开了C8-C200烷基-或-链烯基琥珀酰亚胺作为燃料如中间馏分燃料和汽油燃料的清洁添加剂。例如,WO 02/092645(1)描述了聚链烯基琥珀酰亚胺如聚异丁烯基琥珀酰亚胺作为燃料如柴油机燃料、民用燃料油或汽油燃料或者润滑剂的添加剂,它们显然由于制备而可以包含至多30重量%对应的聚链烯基琥珀酰胺或-琥珀酸单酰胺。这些聚链烯基琥珀酰亚胺据说消除了发动机沉积物和喷射嘴上的沉积物。WO 2006/100083(2)公开了特殊清洁添加剂降低直喷式柴油发动机如具有共轨喷射系统的柴油发动机的废气排放物中的颗粒物量。清洁添加剂包括包含衍生于琥珀酸酐且具有羟基和/或氨基和/或酰胺基和/或酰亚胺基的结构部分的添加剂,如聚异丁烯基琥珀酸酐的相应衍生物,尤其是与脂族多胺的衍生物。具有羟基和/或氨基和/或酰胺基和/或酰亚胺基的结构部分例如为羧酸基团、单胺的酰胺、仍具有游离氨基和酰胺官能团的二-或多胺的酰胺、具有一个酸官能团和一个酰胺官能团的琥珀酸衍生物、与单胺的羧酰亚胺、仍具有游离胺基和酰亚胺官能团的与二-或多胺的酰亚胺或者由二-或多胺与两种琥珀酸衍生物反应形成的二酰亚胺。EP 1 887 074 A1(3)描述了一种使用烃基取代的琥珀酸或其酸酐如聚异丁烯基琥珀酸酐和肼之间的反应产物在柴油发动机中除去或降低喷射器沉积物的方法。在这些反应产物中,还提到单酰肼结构。WO 2006/135881(4)描述了可以通过烯烃与马来酸酐的烯反应得到的烃基取代酰化剂与具有额外的叔氨基的胺的缩合以及该叔氨基的随后季化而得到季铵盐,后者适合作为清洁内燃机的进气系统并使其保持清洁的燃料添加剂。由现有技术已知且在实践中常用的上述C8-C200烷基-或-链烯基琥珀酰亚胺,如聚异丁烯基琥珀酰亚胺和相关体系,仅能以不足程度实现所述特定目的;然而,其以少量额外在本专利技术中用作其他燃料添加剂并不有害。该目的通过使用可以通过反应步骤(A)、(B)和(C)得到的开头所述季化共聚物实现。本申请还提供了一种制备季化共聚物的方法,该方法包括进行下列反应步骤:(A)使一种或多种可以带有一个或多个不能与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的氧-或氮官能取代基的直链、支化或环状烯属不饱和C2-C100烃(单体M1)与一种或多种带有一个或两个羧酸官能团且可以与胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的烯属不饱和C3-C12羧酸或C3-C12羧酸衍生物(单体M2)共聚,得到数均分子量Mn为500-20000的共聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.25 EP 10167372.11.一种季化共聚物,其可以通过如下反应步骤得到:
(A)使一种或多种可以带有一个或多个不能与胺反应得到酰胺或酰亚胺或
与醇反应得到酯的氧-或氮官能取代基的直链、支化或环状烯属不饱和
C2-C100烃(单体M1)与一种或多种带有一个或两个羧酸官能团且可以与
胺反应得到酰胺或酰亚胺或与醇反应得到酯的烯属不饱和C3-C12羧酸
或C3-C12羧酸衍生物(单体M2)共聚,得到数均分子量Mn为500-20000
的共聚物(CP);
(B)通过使它们与一种或多种具有2-6个氮原子的低聚胺(OA)或醇胺(AA)
反应而部分或完全酰胺化或酰亚胺化或酯化共聚物(CP)中(M2)单元的
羧酸官能团,所述低聚胺(OA)或醇胺(AA)各自包含至少一个伯或仲氮
原子或至少一个羟基和至少一个可季化叔氮原子;
(C)用至少一种季化剂(QM)部分或完全季化OA或AA单元中的至少一个
叔氮原子;
其中可以使步骤(B)和(C)的顺序反转,从而可以通过与已经在反应步骤(C)
中季化的低聚胺(OA)或醇胺(AA)反应而部分或完全酰胺化或酰亚胺化或
酯化共聚物(CP)中(M2)单元的羧酸官能团。
2.根据权利要求1的季化共聚物,其可以通过反应步骤(A)、(B)和(C)
得到,其中在反应步骤(A)中的单体(M1)选自C2-C40链烯烃、C3-C10环烯烃、
在烷基中具有1-30个碳原子的烷基乙烯基醚、在环烷基中具有3-10个碳
原子的环烷基乙烯基醚和具有8-96个碳原子的低聚-或聚异丁烯。
3.根据权利要求1或2的季化共聚物,其可以通过反应步骤(A)、(B)
和(C)得到,其中在反应步骤(A)中的单体(M1)在α位带有可聚合烯属不饱
和双键。
4.根据权利要求1-3中任一项的季化共聚物,其可以通过反应步骤
(A)、(B)和(C)得到,其中在反应步骤(A)中的单体(M2)选自丙烯酸、甲基
丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸,以及它们的酸酐、卤化物和酯。
5.根据权利要求1-4中任一项的季化共聚物,其可以通过反应步骤

\t(A)、(B)和(C)得到,其中单体单元(M1)和(M2)以30:70-70:30的重量比存
在于反应步骤(A)的共聚物(CP)中。
6.根据权利要求1-5中任一项的季化共聚物,其可以通过反应步骤
(A)、(B)和(C)得到,其中用于反应步骤(B)中的低聚胺(OA)为通式(Ia)的化
合物:
R1R2N-(CH2)n-NR3R4     (Ia)
其中
变量R1和R2各自为氢或C1-C20烷基,其中变量R1和R2中至少一个为氢,
变量R3和R4各自独立地表示C1-C20烷基或者与它们所键合的氮原子一起
形成饱和、部分不饱和或不饱和5员或6员杂环...

【专利技术属性】
技术研发人员:W·格拉巴斯H·M·柯尼希C·托科C·勒格尔格普费特L·弗尔克尔H·伯恩克
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:
国别省市:

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