DE3686486T2

DE3686486T2 - Zusammensetzungen, konzentrate, schmiermittel-zubereitungen, brennstoffzubereitung und verbesserungsverfahren der brennstoffersparnis von verbrennungsmotoren.

Info

Publication number: DE3686486T2
Application number: DE8686906642T
Authority: DE
Inventors: H Walsh
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2006-10-18
Also published as: MX170732B; EP0243467B1; ZA867413B; JPH0832904B2; CA1281706C; JPS63501155A; EP0243467B2; AU6544086A; WO1987002663A1; ATE189215T1; DE3686486D1; DE3686486T4; EP0608041B1; ATE79611T1; DE3650738D1; BR8606955A; SG1495G; ES2002426A6; EP0454180A2; AU598768B2

Description

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die als Schmiermittel und Treibstoffadditive geeignet sind und Verfahren zur Verbesserung des Betriebes von Innenverbrennungsmotoren, insbesondere durch Verminderung des Treibstoffverbrauchs solcher Motoren. Insbesondere schließt die Erfindung Schmiermittel ein, die in solchen Motoren zur Verminderung des Treibstoffverbrauchs verwendet werden können und ein Verfahren zur Verwendung solcher Schmiermittel zu diesem Zweck. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieser Mittel. Zusätzlich betrifft die Erfindung Konzentrate und Treibstoffzusammensetzungen, die diese Mittel umfassen.
In den letzten Jahren wurden Anstrengungen zur Verminderung des Treibstoffverbrauchs von Innenverbrennungsmotoren, wie Automotoren, aufgrund der Erdölverknappung, der erhöhten Preise für Erdölprodukte und des Wunsches der Erhaltung natürlicher Ressourcen, wie Erdöl, vorangetrieben. Man erkannte, daß die Minimierung des Treibstoffverbrauchs wünschenswert ist, einmal hinsichtlich des Erhaltungsfaktors und zum anderen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit für den Motorenbenutzer.
Viele der vorgeschlagenen Lösungen zur Treibstoffeinsparung sind mechanischer Art, z.B. Einstellen des Motors auf Magerbetrieb oder einfach die Konstruktion kleinerer Automobile und kleinerer Motoren. Andere Bemühungen gingen in Richtung der Entwicklung von Schmiermitteln, die den Gesamtreibungsanfall im Motor vermindern und dabei den Energieaufwand verkleinern. Es wurden einige synthetische Schmiermittel entwickelt und zur Verwendung in Kraftfahrzeugmotoren zusammengestellt, um den Treibstoffverbrauch zu vermindern. Ein beträchtlicher Teil der Bemühungen ging in Richtung der Entwicklung von Additiven zur Verwendung in Mineralschmierölen und Schmierfetten, um die Reibungseigenschaften der Öle und Fette zu verringern.
Als Beispiel für diesen Stand der Technik werden die nachstehenden Veröffentlichungen angeführt:
Das US-Patent 3,796,663 beschreibt N-Hydroxy-kohlenwasserstoffsubstituierte cyclische Imide von C&sub4;-C&sub5;-Dicarbonsäuren, z.B. kohlenwasserstoffsubstituierte Bernsteinsäure- und Glutarsäurehydroximide als Rosthemmer, Verschleißminderer und reibungsvermindernde Additive für Schmieröle.
Das US-Patent 4,104,182 beschreibt eine Schmierölzusammensetzung, umfassend ein Kohlenwasserstofföl mit Schmierviskosität, ein metallhaltiges Additiv, gekennzeichnet durch Förderung der Bildung von harten Ablagerungen in einem Verbrennungsmotor, und ein kohlenwasserstoffsubstituiertes Succinimid der Formel
in der R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit von etwa 1 bis 50 Kohlenstoffatomen bedeutet und R' einen Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, und ein Verfahren zum Schmieren eines Innenverbrennungsmotors.
Das US-Patent 4,325,827 beschreibt ein Treibstoff-effizientes Motorenöl, enthaltend eine reibungsvermindernde Menge eines N-Hydroxymethyl-aliphatischen C&sub1;&sub2;&submin;&sub3;&sub6;-Kohlenwasserstoffsuccinimids. Diese Patentschrift beschreibt auch diese Additive, die in flüssigen Motortreibstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis verwendet werden.
Die europäische Patentanmeldung 20 037 beschreibt öllösliche aliphatische C&sub1;&sub2;&submin;&sub3;&sub6;-Kohlenwasserstoffsuccinimide oder succinamide, die eine reibungsvermindernde Wirkung besitzen, sofern sie einem Schmieröl beigegeben worden sind.
In einer Ausführung stellt die Erfindung ein Mittel, umfassend ein oder mehrere substituierte Succinimidderivate der nachstehenden Formel bereit:
in der R einen Rest auf Kohlenwasserstoffbasis mit 8 bis 35 Kohlenstoffatomen bedeutet und X ein Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkatom ist.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung solcher Zusammensetzungen in Schmierölen und normalerweise flüssigen Treibstoffen. Schmieröle, die die erfindungsgemäßen Mittel enthalten, sind hinsichtlich der Verminderung des Treibstoffverbrauchs von Innenverbrennungsmotoren wirksam.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verminderung des Treibstoffverbrauchs eines Innenverbrennungsmotors. Zusätzlich sind Schmieröle, die die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten, wirksame Ablagerungsweichmacher in Innenverbrennungsmotoren. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung dieser substituierten Succinimidderivate, die nachstehend beschrieben werden.
Nachstehend werden bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Im allgemeinen ist in den substituierten Succinimidderivaten der Erfindung R ein Rest auf Kohlenwasserstoffbasis mit etwa 8 bis etwa 35 Kohlenstoffatomen.
Der hier verwendete Ausdruck "Rest auf Kohlenwasserstoffbasis" kennzeichnet einen Rest mit einem an den Molekülrest direkt gebundenen Kohlenstoffatom und mit vorwiegendem Kohlenwasserstoffcharakter. Solche Reste sind:
(1) Kohlenwasserstoffreste; d.h. aliphatische (z.B. Alkyl- oder Alkenylreste), alicyclische (z.B. Cycloalkyl- oder Cycloalkenylreste), aromatische, aliphatisch- und alicyclisch substituierte aromatische, aromatisch substituierte aliphatische und alicyclische Reste und dgl. als auch cyclische Reste, in denen der Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt wird (d.h. jeweils zwei der angegebenen Substituenten können zusammengenommen einen alicyclischen Rest bilden). Solche Reste sind im Stand der Technik bekannt.
(2) Substituierte Kohlenwasserstoffreste; d.h., Reste, die Nicht-Kohlenwasserstoff-Substituenten enthalten, die im Zusammenhang mit dieser Erfindung nicht den überwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter des Restes verändern. Solche im Stand der Technik bekannten geeigneten Substituenten sind z.B. Halogenatome, Alkoxy-, Hydroxy-, Alkylthio-, Carbalkoxy-, Nitro- und Carboxylgruppen.
(3) Heteroreste, d.h. Reste, die von Kohlenstoff verschiedene Atome in der Kette oder im Ring aufweisen, wobei der vorwiegende Kohlenwasserstoffcharakter im Zusammenhang mit dieser Erfindung beibehalten wird. Geeignete Heteroatome sind für den Fachmann offensichtlich und schließen z.B. Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel ein.
Im allgemeinen sind nicht mehr als drei Substituenten oder Heteroatome, vorzugsweise nicht mehr als eines auf je 10 Kohlenstoffatomen, in dem Rest auf Kohlenwasserstoffbasis enthalten.
Begriffe wie "Alkylrest auf Kohlenwasserstoffbasis", "aliphatischer Rest auf Kohlenwasserstoffbasis", "Arylrest auf Kohlenwasserstoffbasis" und dgl. besitzen Bedeutungen, die dem vorstehend gesagten analog sind bezüglich Alkylresten, aliphatischen Resten und Arylresten und ähnlichen.
Vorzugsweise sind die Reste auf Kohlenwasserstoffbasis der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nicht acetylenisch ungesättigt.
Der Ausdruck "nieder" wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen im Zusammenhang mit der Terminologie für einen chemischen Rest wie Alkyl, Alkenyl, Alkylen und dgl. verwendet wird, beschreibt solche Reste mit einem Gesamtkohlenstoffgehalt bis zu und einschließlich 7. Ein "Niederalkylrest" schließt z.B. alle gerad- und verzweigtkettigen Alkylreste bis einschließlich 7 Kohlenstoffatomen ein.
Die Substituentengruppen sind vorwiegend aliphatische Reste auf Kohlenwasserstoffbasis mit etwa 8 bis etwa 35 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt etwa 12 bis 28 Kohlenstoffatomen. Der Rest R kann eine verzweigte oder geradkettige Anordnung besitzen; bevorzugt ist jedoch, daß mindestens 8 Kohlenstoffatome in geradkettiger Anordnung vorliegen und am meisten bevorzugt ist, daß im wesentlichen eine geradkettige Anordnung vorhanden ist. Zusätzlich ist der Rest R vorzugsweise ein Alkyl- oder Alkenylrest.
Der Ausdruck "im wesentlichen geradkettig" bedeutet, daß der Rest nicht mehr als etwa 2 Methylgruppen enthält.
Der Rest X bedeutet hier ein Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkatom. Vorzugsweise ist X ein Calcium-, Barium- oder Zinkatom. Die substituierten Succinimidderivate dieser Erfindung können Metallkomplexe, Metallsalze oder Gemische davon sein. Die hier verwendeten Metallsalze können "saure", "neutrale" oder "basische" Salze sein. Ein "saures" Salz ist jenes, bei dem die Zahl der Äquivalente von Succinimid die stöchiometrische Menge überschreitet, die zur Neutralisation der Metalläquivalente erforderlich ist. Ein neutrales "Salz" ist jenes, bei dem das Metall und das Succinimid in stöchiometrisch äquivalenten Mengen vorhanden sind. Ein "basisches" oder "überbasisches" Salz (manchmal als "superbasische" oder "hyperbasische" Salze bezeichnet) ist jenes, bei dem das Metall in einer stöchiometrischen Überschußmenge, bezogen auf die Anzahl der stöchiometrischen Äquivalente des substituierten Succinimids vorliegt, aus dem es hergestellt wurde.
Die substituierten Succinimidmetallderivate der vorliegenden Erfindung schließen Koordinationsverbindungen ein. Solche Verbindungen sind ein Komplex des substituierten Succinimids und des Metallkations. Koordinationsverbindungen sind bekannt und wurden genauer in der Veröffentlichung "Advanved Inorganic Chemistry - A Comprehensive Text" von F. A. Cotton und G. Wilkenson (1967), Seiten 124-190 beschrieben, die hiermit bezüglich der Offenbarung der Koordinationsverbindungen und deren Herstellung durch Hinweis in die Beschreibung aufgenommen wird.
Bevorzugt sind die substituierten Succinimidmetallderivate, in denen etwa 1 Metalläquivalent für ein Äquivalent Succinimid vorliegt. In dieser Erfindung ist ein Succinimidäquivalent gleich 1 Mol Succinimid und ein Metalläquivalent gleich dem Molekulargewicht des Metalls dividiert durch die Wertigkeit des Metallions, z.B., besitzt Calcium ein Äquivalentgewicht von 20 (40 dividiert durch 2).
Die substituierten Succinimidderivate der vorliegenden Erfindung können durch Umsetzung von einem oder mehreren substituierten Succinimiden der Formel
in der R wie vorstehend definiert ist, mit mindestens einem reaktiven Metall, reaktiven Metallderivat oder Gemischen davon hergestellt werden.
Substituierte Succinlmide, die zur Herstellung der substituierten Succinimidderivate gemäß vorliegender Erfindung verwendbar sind, werden typischerweise durch Umsetzung einer substituierten Bernsteinsäure oder eines Derivats davon mit Ammoniak unter Bildung eines Imids hergestellt. Die substituierten Bernsteinsäuren und deren Derivate (z.B. Anhydride, Säurehalogenide, Ester) dieses Typs können zweckmäßigerweise durch Umsetzung von Maleinsäure oder Fumarsäure oder eines Derivats davon, vorzugsweise Maleinsäureanhydrid, mit einem oder mehreren etwa 8 bis etwa 35 Kohlenstoffatome enthaltenden Olefinen hergestellt werden.
Die substituierten Succinimide und die substituierte Bernsteinsäure oder Derivate davon, die für die Zwecke der Erfindung einsetzbar sind, sind im Stand der Technik bekannt. Einige von ihnen sind in den US-A-4,325,827; 4,324,872; 4,158,664; 4,000,163; 3,819,660; 3,796,663; 3,412,111; 3,382,172 und 2,411,215 beschrieben.
Die substituierten Succinimidderivate der vorliegenden Erfindung können durch übliche im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise werden sie aus einem reaktiven Metall, dem Gemisch reaktiver Metalle oder einem reaktiven Metallderivat, wie einem Metallsalz oder Gemischen aus Metallsalzen, in denen das Metall ausgewählt ist aus Magnesium, Calcium, Barium oder Zink, hergestellt. Das Anion kann anorganisch sein, z.B. ein Halogenid, Sulfid, Oxid, Carbonat, Hydroxid, Nitrat, Sulfat, Thiosulfat, Phosphit, Phosphat usw. oder organisch, z.B. ein Niederalkansäuresalz, Sulfonat, Alkoholat usw. Die aus diesen Metallen gebildeten Salze und die substituierten Succinimide können "saure", "neutrale" oder "basische" Salze sein. "Saure", "neutrale" und "basische" Salze und Verfahren zu ihrer Herstellung sind im Stand der Technik bekannt. Die Herstellung überbasischer Salze ist detailliert in "Lubricant Additives" von M.W. Ranney, Seiten 67-77 beschrieben.
Ebenfalls bevorzugt ist ein Äquivalentverhältnis von substituiertem Succinimid zu Äquivalenten des reaktiven Metalls oder reaktiven Metallderivats von etwa 1:1.
Die substituierten Succinimidderivate können Koordinationsverbindungen mit solchen Metallen oder Gemische aus einem oder mehreren Salzen und einer oder mehreren Koordinationsverbindungen sein.
Die Umsetzungen dieser Erfindungen können in Gegenwart von im wesentlichen inerten flüssigen Lösungsmitteln/Verdünnungsmitteln durchgeführt werden. Diese Lösungs-/Verdünnungsmittel dienen vorzugsweise dazu, den Kontakt der Reaktanten aufrechtzuerhalten und die Steuerung der Reaktionstemperatur zu verbessern. Beispiele solcher geeigneter Lösungemittel-/Verdünnung.mittel sind aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Benzin, Mineralöl, Hexan; chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlorbenzol und Heptylchlorid; Ether, wie Methyl-n-amylether und n-Butylether.
Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Begriff "im wesentlichen inert" bezeichnet Lösungsmittel-/Verdünnungsmittel und dgl., die unter den Bedingungen, unter denen sie verwendet werden, befriedigend inert sowohl gegen chemische als auch physikalische Änderungen sind, so daß sie stofflich nicht in ungünstiger Weise bei der Herstellung, Lagerung, Vermischung und/oder Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, Additive, Mischungen usw. und deren Verwendung stören. Zum Beispiel können geringe Mengen eines Lösungsmittels oder Verdünnungsmittels geringere Umsetzungen oder Zersetzungen erfahren, ohne daß Herstellung und Verwendung gemäß der Erfindung behindert ist. Mit anderen Worten, derartige Umsetzungen oder Zersetzungen würden, da sie technisch erkennbar sind, den Praktiker nicht davon abhalten, die Erfindung für den gedachten Zweck durchzuführen und zu verwenden. "Im wesentlichen inert" ist also leicht zu verstehen und ist ein vom Fachmann anerkannter Terminus.
Der Begriff "Lösungsmittel/Verdünnungsmittel", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, schließt solche Lösungsmittel und Verdünnungsmittel ein, mit denen jeder der Reaktanten löslich oder stabil dispergierbar ist. Der Begriff "stabil dispergierbar", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, kennzeichnet ein Mittel (z.B. eine Einzelverbindung, ein Gemisch zweier oder mehrerer Verbindungen usw.), das in der Lage ist, in einem gegebenen Medium in einem solchen Ausmaß dispergiert zu werden, daß es in der angeführten Weise wirkt. Wird z.B. ein Mittel durch Umsetzung in einem Öl hergestellt, ist es ausreichend, daß die Reaktanten in der Lage sind, in dem Öl in einer Weise suspendiert zu werden, die es erlaubt, daß die Umsetzung stattfindet und die Zusammensetzung entsteht. Der Begriff "Lösungsmittel/Verdünnungsmittel" ist daher verständlich und kann in der im Stand der Technik üblichen Weise verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als Schmiermitteladditive verwendet werden. Die Zusammensetzungen führen jedoch manchmal zur Bildung von Nebenprodukten und/oder Überschuß an Lösungsmittel/Verdünnungsmittel, wodurch ihre Verkaufsfähigkeit vermindert wird. Folglich können diese unerwünschten Nebenprodukte und/oder der Überschuß unerwünschten Lösungsmittels/Verdünnungsmittels durch Abtrennen aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen durch an sich bekannte Verfahrensweisen entfernt werden; z.B. Filtrieren, Abdampfen (z.B. Stripping-Verfahren) usw., um ein brauchbares Produkt zu erhalten. Alternativ dazu, falls das Lösungsmittel/Verdünnungsmittel z.B. ein Schmiermittelgrundstoff ist, der zur Verwendung in Schmiermitteln dieser Erfindung geeignet ist, kann das Produkt in dem Lösungsmittel/Verdünnungsmittel belassen werden, um so, wie nachstehend beschrieben, zur Herstellung der Schmiermittel verwendet zu werden.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert. Diese Beispiele dienen nicht der Beschränkung des Schutzbereichs der Erfindung, da eine Modifizierung der Beispiele durch gewöhnliche Hilfsmittel leicht im Rahmen des Standes der Technik erreicht werden kann.
In den Beispielen, sofern nicht anders ausgeführt, sind alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

5775 Teile (25,33 Mol) einer handelsüblichen C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-α-Olefinfraktion (mit einer Verteilung der Anzahl der Kohlenstoffatome von 1 % C&sub1;&sub4;, 29 % C&sub1;&sub5;, 28 % C&sub1;&sub6;, 27 % C&sub1;&sub7;, 14 % C&sub1;&sub8; und 1 % C&sub1;&sub9;) werden durch eine mit aktiviertem Aluminiumoxid gepackte 300 mm (12 Zoll)-Säule in einen 2485 Teile (25,35 Mol) Maleinsäureanhydrid enthaltenden 12-Liter- Kolben gefüllt. Das Gemisch wird auf 214ºC erhitzt und 7 Stunden bei dieser Temperatur unter Stickstoffkühlung (6 x 10&supmin;³ m³ (0,2 Standardkubikfeet) je Stunde) gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Gemisch wird dann auf 209 bis 212ºC erhitzt und auf dieser Temperatur für 7 Stunden gehalten. Dann wird es auf Raumtemperatur abgekühlt. Es werden 1500 Teile niedrig siedende Petrolether (textile spirits) zugegeben und das Gemisch 1 Stunde gerührt. Das Gemisch wird mit Kieselgur filtriert. Dann wird das Gemisch unter vermindertem Druck bei 90 Pa (0,7 mm Hg) und 168ºC abgestreift und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Gemisch wird mit Kieselgur bei Raumtemperatur filtriert. Das Filtrat ist das gewünschte Produkt.

Beispiel 2

2528 Teile (8 Mol) des C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-substituierten Bernsteinsäureanhydrids aus Beispiel 1 werden in einem Reaktionsgefäß auf 100ºC erhitzt. Es werden 252 Teile (14,8 Mol) Ammoniakgas langsam unter der Oberfläche innerhalb 2 Stunden eingeleitet, während die Temperatur des Reaktionsgemischs sich auf 280ºC erhöht. Das Reaktionswasser wird kontinuierlich während der Ammoniakzugabe entfernt. Das Reaktionsgemisch wird bei 180ºC unter vermindertem Druck bei 2 kPa (15 mm Hg) abgestreift. Der Rückstand ist ein C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-substituiertes Succinimid mit einer Säurezahl bezogen auf Phenolphthalein von 80 und einem Stickstoffgehalt von 4,81.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 1264 Teilen (4 Mol) des C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-substituierten Bernsteinsäureanhydrids aus Beispiel 1, 240 Teilen (4 Mol) Harnstoff und 200 Teilen Xylol wird unter Rückfluß erhitzt und das Reaktionswasser durch azeotrope Destillation entfernt. Die flüchtigen Bestandteile werden bei 160ºC und 3 kPa (22 mm Hg) entfernt. Das Reaktionsgemisch wird durch ein Filter mit einer Filtrierhilfe filtriert und ergibt das gewünschte C&sub1;&sub5;&submin;&sub1;&sub8;-Succinimid mit einer Säurezahl bezogen auf Phenolphthalein von 69,5.

Beispiel 4

In einem Reaktionsgefäß werden 198 Teile (2,02 Mol) Maleinsäureanhydrid und 500 Teile (1,36 Mol) eines handelsüblichen Gemisches von C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-Olefinen, erhältlich von der Ethyl Corporation, eingefüllt, wobei diese Olefine typischerweise 10 % C&sub1;&sub8;, 45 % C&sub2;&sub0;, 25 % C&sub2;&sub2; und 15 % C&sub2;&sub4; enthalten und vorwiegend im wesentlichen geradkettige a, 1,1-disubstituierte und 1,2-disubstituierte Olefine umfassen. Dieses Reaktionsgemisch wird auf 200ºC erhitzt und auf 200 bis 220ºC für 10 Stunden gehalten. Das nicht-umgesetzte Ausgangsmaterial wird durch Destillation unter vermindertem Druck bei 700 Pa (5 mm Hg) und 200ºC entfernt. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und ergibt das gewünschte C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-substituierte Bernsteinsäureanhydrid mit einer Säurezahl von 290.

Beispiel 5

Ein Reaktionsgefäß mit 5424 Teilen (12 Mol) des C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-substituierten Bernsteinsäureanhydrids aus Beispiel 4 wird auf 120ºC erhitzt. Es werden 267 Teile Ammoniakgas (15,7 Mol) langsam unterhalb der Oberfläche über 6,75 Stunden durchgeleitet, während die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 240ºC erhöht wird. Während der Ammoniakzugabe wird das Reaktionswasser kontinuierlich entfernt. Das Reaktionsgemisch wird bei 190ºC abgestreift. Der Rückstand ist das C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-substituierte Succinimid mit einer Säurezahl, bezogen auf Phenolphthalein von 69 und einem Stickstoffgehalt von 2,91 %.

Beispiel 6

Ein Reaktor wird mit 304 Teilen (4 Mol) 2-Methoxyethanol beschickt und auf 120ºC erhitzt. Es wird Magnesiummetall in 5 Anteilen zugegeben, wobei jeder Anteil ausreagiert, bevor der nächste Anteil zugegeben wird. Auf diese Weise wird eine Gesamtmenge von 24 Teilen (1 Mol) Magnesium zugegeben. Bei 140ºC wird ein Gemisch von 886 Teilen (2 Mol) des C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-substituierten Succinimids aus Beispiel 5 mit 400 Teilen Xylol vermischt. Die Temperatur wird auf 140ºC für 5 Stunden gehalten und die flüchtigen Bestandteile werden durch Destillation unter vermindertem Druck bei 2 kPa (15 mm Hg) entfernt. Das Reaktionsgemisch wird durch eine Filtrierhilfe filtriert und ergibt das gewünschte Produkt.

Beispiel 7

Ein Reaktor wird mit 463 Teilen (4,72 Äquivalente) Maleinsäureanhydrid und 1000 Teilen (5,95 Äquivalente) Polypropylentetramer beschickt. Dieses Reaktionsgemisch wird auf 182ºC erhitzt und für 9 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Nicht umgesetztes Ausgangsmaterial wird durch Destillation unter vermindertem Druck bei 190ºC und 1,3 kPa (10 mm Hg) entfernt. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und ergibt das gewünschte Polypropylentetramer-substituierte Bernsteinsäureanhydrid mit einer Säurezahl bezogen auf Phenolphthalein von 428.

Beispiel 8

2368 Teile (8 Mol) des Polypropylentetramer-substituierten Bernsteinsäureanhydrids aus Beispiel 7 werden in einem Reaktionsgefäß auf 120ºC erhitzt. 136 Teile (8 Mol) Ammoniakgas werden langsam unterhalb der Oberfläche über 7,5 Stunden durchgeleitet, während die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 155ºC erhöht wird. Das Reaktionswasser wird kontinuierlich während der Ammoniakzugabe entfernt. Das Reaktionsgemisch wird durch Filtrierhilfe filtriert und ergibt das Polypropylentetramersubstituierte Succinimid mit einem Stickstoffgehalt von 5,18 % und einer Säurezahl bezogen auf Phenophthalein von 44.

Beispiel 9

Ein Gemisch aus 442,5 Teilen (1,5 Mol) des Polypropylentetramersubstituierten Succinimids aus Beispiel 8, 84 Teilen (1,5 Mol) Kaliumhydroxid und 250 Teilen Toluol wird unter Rückfluß 2 Stunden erhitzt und das Wasser durch azeotrope Destillation entfernt. Das Reaktionsgemisch wird auf 92ºC abgekühlt und 102 Teile (0,75 Mol) Zinkchlorid werden hinzugegeben. Die Temperatur wird auf Rückflußtemperatur erhitzt und 7 Stunden aufrechterhalten. 186 Teile Verdünnungsöl werden bei 90ºC zugegeben und die flüchtigen Bestandteile bei 120ºC und unter einem verminderten Druck von 4 bis 5 kPa (30-40 mm Hg) durch Abstreifen entfernt. Das Reaktionsgemisch wird mit einer Filtrierhilfe filtriert und ergibt das gewünschte Produkt mit einem Stickstoffgehalt von 3,2 % und einem Zinkgehalt von 7,49 %.

Beispiel 10

Ein Gemisch aus 620 Teilen (1,5 Mol) des C&sub1;&sub8;&submin;&sub2;&sub4;-substituierten Succinimids aus Beispiel 5, 500 Teilen Xylol und 650 Teilen Verdünnungsöl wird auf 80ºC erhitzt und 50 Teile Wasser und 55,5 Teile (0,75 Mol) Calciumhydroxid werden hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 180ºC unter vermindertem Druck bei 1,6 kPa (12 mm Hg) abgestreift. Das Reaktionsgemisch wird mit einer Filtrierhilfe filtriert und ergibt das gewünschte Produkt mit einem Calciumgehalt von 1,96 % und einem Stickstoffgehalt von 1,55 %.
Wie bereits bemerkt, sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch als Additive für Schmiermittel nutzbar, bei denen die Funktion primär die eines Reibungsmodifizierers und/oder eines Ablagerungsweichmachers ist. Sie können in einer Reihe von Schmiermitteln auf der Basis diverser Öle mit Schmierviskosität, einschließlich natürlicher und synthetischer Schmieröle und Gemischen davon, angewendet werden. Diese Schmiermittel sind Kurbelwellenschmieröle von Innenverbrennungsmotoren mit Funkenzündung oder Kompressionszündung, einschließlich Automobilund Lastkraftwagenmotoren, Zweitaktmotoren, Flugzeugkolbenmotoren, Schiffs- und Eisenbahndieselmotoren und dgl. Sie können auch in Gasmotoren, stationären Kraftmaschinen und Turbinen und ähnlichem verwendet werden. Automatikgetriebeflüssigkeit, Achsschmiermittel, Getriebeschmiermittel, Schmiermittel bei der Metallverarbeitung, hydraulische Flüssigkeiten und andere Schmieröl- und Schmierfettzusammensetzungen können durch die Zugabe der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verbessert werden.
Natürliche Öle sind tierische und pflanzliche Öle (z.B. Rizinusöl, Fettöl), flüssige Erdöle und hydroraffinierte, lösungsmittelbehandelte oder säurebehandelte Mineralschmieröle vom paraffinischen, naphthenischen oder gemischt paraffinischen-naphthenischen Typ. Öle mit Schmierviskosität aus Steinkohle oder Ölschiefer sind ebenfalls nutzbare Grundöle.
Synthetische Schmieröle sind Kohlenwasserstofföle und halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle, wie polymerisierte und copolymerisierte Olefine (z.B. Polybutylene, Polypropylene, Propylen-Isobutylen- Copolymerisate, chlorierte Polybutylene, Poly(1-hexene), Poly(1-octene), Poly(1-decene)); Alkylbenzole (z.B. Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole, Di(2-ethylhexylidenbenzole)); Polyphenyle (z.B. Biphenyle, Terphenyle, alkylierte Polyphenole) und alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und Derivate, Analoge und Homologe davon.
Alkylenoxidpolymerisate und Copolymerisate und Derivate davon, deren endständige Hydroxylgruppen durch Veresterung, Veretherung usw. modifiziert sind, stellen eine weitere Klasse bekannter synthetischer Schmieröle dar. Diese sind z.B. Polyoxyalkylenpolymerisate, hergestellt durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Propylenoxid, Dialkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylenpolymerisate (z.B. Methylpolyisopropylenglykolether mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000), Diphenylether von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 1000, Diethylether von Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 1500) und Mono- und Polycarboxylester davon, z.B. Essigsäureester, gemischte C&sub3;-C&sub8;-Fettsäureester und C&sub1;&sub3;-Oxoessigdiester von Tetraethylenglykol.
Eine andere nutzbare Klasse synthetischer Schmieröle umfaßt die Ester von Dicarbonsäuren (z.B. Phthalsäure, Bernsteinsäure, Alkylbernsteinsäuren und Alkenylbernsteinsäuren, Maleinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Sebazinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Linolsäuredimerisate, Malonsäure, Alkylmalonsäure, Alkenylmalonsäuren) mit einer Reihe von Alkoholen (z.B. Butylalkohol, Hexylalkohol, Dodecylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykolmonoether, Propylenglykol). Spezielle Beispiele dieser Ester sind Adipinsäuredibutylester, Sebacinsäuredi(2-ethylhexyl)ester, Fumarsäure-di-n-hexylester, Sebacinsäuredioctylester, Azelainsäurediisooctylester, Azelainsäurediisodecylester, Phthalsäuredioctylester, Phthalsäuredidecylester, Sebacinsäuredieikosylester, die 2-Ethylhexyldiester vom Linolsäuredimerisat und die komplexen Ester, die durch Umsetzung eines Mols Sebacinsäure mit 2 Molen Tetraethylenglykol und 2 Molen 2-Ethylhexansäure erhalten werden.
Als synthetische Öle nutzbare Ester sind auch jene, die aus C&sub5; bis C&sub1;&sub2;-Monocarbonsäuren, Polyolen und Polyolethern hergestellt werden, wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und Tripentaerythrit usw.
Öle auf Silikonbasis, wie die Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkoxy- oder Polyaryloxysiloxanöle und Kieselsäureesteröle umfassen eine andere Klasse synthetischer Schmieröle. Sie schließen ein: Kieselsäuretetraethylester, Kieselsäuretetraisopropylester, Kieselsäuretetra-(2-ethylhexyl)ester, Kieselsäuretetra(4-methyl-2-ethylhexyl)-ester, Kieselsäuretetra-(p.-tert.-butylphenyl)-ester, Hexa-(4-methyl-2-pentoxy)disiloxan, Poly(methyl)siloxane und Poly(methylphenyl)siloxane. Andere synthetische Schmieröle sind flüssige Ester von phosphorhaltigen Säuren (z.B. Tricresylphosphat, Trioctylphosphat, Diethylester von Decylphosphonsäure) und polymere Tetrahydrofurane.
Unraffinierte, raffinierte und wiederraffinierte Öle können als Schmiermittel der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Unraffinierte Öle sind jene, die direkt aus einer natürlichen oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung verwendet werden. Zum Beispiel ist ein durch Schwelung direkt erhaltenes Schieferöl, ein durch Destillation direkt erhaltenes Erdöl oder ein direkt aus dem Veresterungsverfahren erhaltenes und ohne weitere Behandlung verwendetes Esteröl ein unraffiniertes Öl. Raffinierte Öle sind den unraffinierten Ölen ähnlich, ausgenommen, daß sie zusätzlich in einem oder in mehreren Reinigungsschritten behandelt worden sind, um eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Viele solcher Reinigungstechniken, wie Destillation, Lösungsmittelextraktion, Säure- oder Basenextraktion, Filtration und Perkulation sind dem Fachmann bekannt. Wiederraffinierte Öle werden durch Verfahren ähnlich den zur Herstellung raffinierter Öle verwendeten erhalten, jedoch angewendet auf raffinierte Öle, die bereits in Gebrauch waren. Solche wiederraffinierten Öle sind auch als wieder aufgearbeitete oder Rückgewinnungsöle bekannt und werden häufig zusätzlich durch Verfahren zum Entfernen von verbrauchten Additiven und Ölzersetzungsprodukten aufgearbeitet.
Im allgemeinen enthalten die Schmiermittel der vorliegenden Erfindung eine Menge der Zusammensetzung der Erfindung, die ausreicht, um die Reibungsmodifizierung und/oder Ablagerungs-Erweichungseigenschaften zu liefern. Normalerweise beträgt diese Menge etwa 0,05 % bis etwa 20 %, vorzugsweise etwa 0,1 % bis etwa 10 % des Gesamtgewichts des Schmiermittels. Diese Menge schließt das Lösungsmittel/Verdünnungsmittel nicht ein. In Schmierzusammensetzungen, die unter extremen Bedingungen eingesetzt werden, wie Schmiermittelzusammensetzungen für Schiffsdieselmotoren, können die Zusammensetzungen dieser Erfindung in Mengen bis zu etwa 30 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittels, eingesetzt werden.
Der Begriff "kleinere Menge", wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet, daß, falls eine Zusammensetzung eine "kleinere Menge" eines speziellen Materials enthält, diese Menge weniger als 50 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt.
Der Begriff "größere Menge" der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet, daß, falls eine Zusammensetzung "eine größere Menge" eines speziellen Stoffes enthält, dieser mehr als 50 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt.
Die Erfindung schließt auch die Verwendung anderer Additive in Kombination mit den Zusammensetzungen dieser Erfindung ein. Solche Additive sind z.B. Detergentien, Dispersantien vom ascheliefernden oder aschefreien Typ, Korrosions- und Oxidations-Inhibitoren, Stockpunkt-senkende Mittel, Extremdruckmittel, Antiverschleißmittel, Farbstabilisatoren und Antischäummittel.
Die ascheliefernden Detergentien sind beispielsweise öllösliche neutrale und basische Salze von Alkali- oder Erdalkalimetallen mit Sulfonsäuren, Carbonsäuren oder organischen Phosphorsäuren, gekennzeichnet durch mindestens eine direkte Kohlenstoffphosphorbindung, wie sie durch die Behandlung eines Olefinpolymers (z.B. Polyisobuten mit einem Molekulargewicht von 1000) mit einem phosphorisierenden Mittel, wie Phosphortrichlorid, Phosphorheptasulfid, Phosphorpentasulfid, Phosphortrichlorid und Schwefel, weißen Phosphor und einem Schwefelhalogenid oder Thiophosphorsäurechloriden hergestellt werden. Die am häufigsten verwendeten Salze solcher Säuren sind jene von Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium, Strontium und Barium.
Der Begriff "basisches Salz wird verwendet, um Metallsalze zu kennzeichnen, in denen das Metall in stöchiometrisch größeren Mengen zum organischen Säurerest vorliegt. Die gewöhnlich angewendeten Verfahren zur Herstellung der basischen Salze schließen das Erhitzen einer Mineralöllösung einer Säure mit einem stöchiometrischen Überschuß eines neutralisierenden metallischen Agens, wie dem Metalloxid, -hydroxid, -carbonat, -bicarbonat oder -sulfid, bei einer Temperatur von mindestens etwa 50ºC und das Filtrieren der erhaltenen Masse ein. Die Verwendung eines "Promotors" im Neutralisationsschritt, um den großen Überschuß an Metall einzubringen, ist bekannt. Beispiele für Verbindungen, die als Promotoren verwendbar sind, sind phenolische Substanzen, wie Phenol, Naphthol, Alkylphenol, Thiophenol, sulfurisiertes Alkylphenol und Kondensationsprodukte aus Formaldehyd mit einer phenolischen Substanz, Alkohole, wie Methanol, 2-Propanol, Octylalkohol, Cellosolve, Carbitol, Ethylenglykol, Stearylalkohol und Cyclohexylalkohol, und Amine, wie Anilin, Phenylendiamin, Phenothiazin, Phenylnaphthylamin und Dodecylamin. Ein besonders wirksames Verfahren zur Herstellung der basischen Salze umfaßt das Vermischen einer Säure mit einem Überschuß eines basischen Erdalkalimetall-Neutralisierungsmittels und mindestens einem Alkoholpromotor und das Carbonieren des Gemisches bei einer erhöhten Temperatur, wie 60 bis 200ºC.
Aschefreie Detergentien und Dispersantien werden ungeachtet der Tatsache, daß sie in Abhängigkeit von ihrer Beschaffenheit nach der Verbrennung ein nicht-flüchtiges Material, wie Boroxid oder Phosphorpentoxid, hinterlassen, als aschefrei bezeichnet: Sie enthalten jedoch gewöhnlich kein Metall und liefern daher bei der Verbrennung keine metallhaltige Asche. Es sind viele Typen bekannt, und einige von ihnen sind für die Verwendung in den Schmiermitteln dieser Erfindung geeignet. Nachstehend sind erläutert:
(1) Reaktionsprodukte von Carbonsäuren (oder Derivaten davon), die mindestens etwa 34, vorzugsweise mindestens etwa 54 Kohlenstoffatome enthalten, mit stickstoffhaltigen Verbindungen, wie Amin, organischen Hydroxyverbindungen, wie Phenolen und Alkoholen, und/oder basischen anorganischen Stoffen. Beispiele dieser Carbonsäuredispersantien sind in der britischen Patentschrift 1,306 529 und vielen US-Patentschriften einschließlich der nachstehenden beschrieben:
3,163,603
3,543,678
3,415,750
3,272,746
3,630,904
3,451,933
3,351,552
3,215,707
3,567,637
3,444,170
3,306,908
3,632,511
3,541,012
3,399,141
3,271,310
3,576,743
3,448,049
3,316,177
3,184,474
3,542,680
3,433,744
3,281,357
3,632,510
3,454,607
3,381,022
3,219,666
3,574,101
3,448,048
3,311,558
3,697,428
3,340,281
Re 26,433
3,467,668
3,346,493
3,725,441
3,522,197
3,341,542
3,501,405
(2) Die Reaktionsprodukte von aliphatischen oder alicyclischen Halogeniden relativ hohen Molekulargewichts mit Aminen, vorzugsweise Polyalkylenpolyaminen. Diese können als "Amin-Dispersantien" bezeichnet werden und Beispiele davon sind in den nachstehenden US-Patentschriften beschrieben.
3,275,554
3,454,555
3,438,757
3,565,804
(3) Reaktionsprodukte von Alkylphenolen, in denen der Alkylrest mindestens etwa 32 Kohlenstoffatome enthält mit Aldehyden (insbesondere Formaldehyd) und Aminen (insbesondere Polyalkylenpolyaminen), die als "Mannich Dispersantien" bezeichnet werden. Diese Stoffe sind in den nachstehenden US-Patentschriften erläutert:
2,459,112
3,600,372
3,459,661
3,236,770
3,725,480
3,586,629
3,442,808
2,984,550
3,649,229
3,493,520
3,368,972
3,980,569
3,591,598
3,454,497
3,166,516
3,725,277
3,558,743
2,962,442
3,634,515
3,461,172
3,355,270
3,726,882
3,448,047
3,036,003
3,697,574
3,539,633
3,413,347
(4) Produkte, die durch Nachbehandlung der Carbonsäure-, Amin- oder Mannich-Dispersantien mit solchen Reagentien, wie Harnstoff, Thioharnstoff, Schwefelkohlenstoff, Aldehyden, Ketonen, Carbonsäuren, Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäureanhydriden, Nitrilen, Epoxiden, Borverbindungen, Phosphorverbindungen und ähnlichen erhalten werden. Beispiele für Stoffe dieser Art sind in den nachstehenden US-Patentschriften beschrieben.
3,036,003
3,312,619
3,513,093
3,658,836
3,256,185
3,442,808
3,591,598
3,708,422
3,282,955
3,502,677
3,649,659
3,254,025
3,403,102
3,579,450
3,704,308
3,493,520
3,649,229
3,216,936
3,373,111
3,573,010
3,703,536
3,281,428
3,639,242
3,200,107
3,367,943
3,539,633
3,702,757
3,280,234
3,455,832
3,087,936
3,366,569
3,533,945
3,697,574
3,278,550
3,455,831
3,600,372
(5) Copolymerisate von öllöslichen Monomeren, wie Decylmethacrylat, Vinyldecylether und Olefinen hohen Molekulargewichts mit Monomeren, die polare Substituenten enthalten, z.B. Acrylsäureaminoalkylester oder Acrylsäureamide und Poly-(oxyethylen)-substituierte Acrylsäureester. Diese können als "polymere Dispersantien" bezeichnet werden und sind beispielhaft in den nachstehenden US-Patentschriften beschrieben:
3,329,658
3,687,849
3,666,730
3,519,565
3,449,250
3,702,300
Extremdruckmittel und Korrosions- und Oxidationsinhibitoren sind beispielsweise chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie chloriertes Wachs; organische Sulfide und Polysulfide, wie Benzyldisulfid, Bis- (chlorbenzyl)-disulfid, Dibutyltetrasulfid, sulfurierter Methylester von Ölsäure, sulfuriertes Alkylphenol, sulfuriertes Dipenten und sulfuriertes Terpen; phosphorsulfurierte Kohlenwasserstoffe, wie die Reaktionsprodukte von Phosphorsulfid mit Terpentin oder Ölsäuremethylester, Phosphorester einschließlich der im wesentlichen Dikohlenwasserstoff- und Trikohlenwasserstoffphosphite, wie Dibutylphosphit, Diheptylphosphit, Dicyclohexylphosphit, Pentylphenylphosphit, Dipentylphenylphosphit, Tridecylphosphit, Distearylphosphit, Dimethylnaphthylphosphit, Oleyl-4-pentylphenylphosphit, Polypropylen (Molekulargewicht 500)-substituiertes Phenylphosphit, Diisobutyl-substituiertes Phenylphosphit; Metallthiocarbamate, wie Zinkdioctyldithiocarbamat und Bariumheptylphenyldithiocarbamat; Dithiophosphate mit Metallen der Gruppe II, wie Zinkdicyclohexyldithiophosphorsäureester, Zinkdioctyldithophosphorsäureester, Bariumdi- (heptylphenyl)-dithiophosphorsäureester, Cadmiumdinonyldithiophosphorsäureester und das Zinksalz der Dithiophosphorsäure, hergestellt durch Umsetzung von Phosphorpentasulfid mit einem äquimolaren Gemisch aus Isopropylalkohol und n-Hexylalkohol.
Die Zusammensetzungen dieser Erfindung können direkt zum Schmiermittel gegeben werden. Vorzugsweise werden sie jedoch in einem wesentlichen inerten, normalerweise flüssigen organischen Verdünnungsmittel, wie Mineralöl, Schweröl, Benzol, Toluol oder Xylol unter Herstellung von Additivkonzentraten verdünnt. Diese Konzentrate enthalten gewöhnlich von etwa 10 bis 90 Gew.-% der Zusammensetzung dieser Erfindung und können zusätzlich ein oder mehrere andere bekannte oder vorstehend beschriebene, Additive enthalten.
Die Treibstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten einen Hauptanteil eines normalerweise flüssigen Treibstoffs, gewöhnlich eines kohlenwasserstoffhaltigen Erdöldestillattreibstoffs, wie Motorenbenzin gemäß ASTM-Spezifikation D-439-73 und Dieseltreibstoff oder Dieselöl gemäß ASTM-Spezifikation D-396. Normalerweise gehören flüssige Treibstoffzusammensetzungen, die nicht-kohlenwasserstoffhaltige Stoffe, wie Alkohole, Ether, Organonitroverbindungen und ähnliche (z.B. Methanol, Ethanol, Diethylether, Methylethylether, Nitromethan) enthalten, ebenso zum Schutzbereich dieser Erfindung, wie flüssige Treibstoffe, die sich von pflanzlichen oder mineralischen Quellen, wie Mais, Alfalfa, Schiefer und Steinkohle, ableiten. Normalerweise flüssige Treibstoffe, wie Gemische eines oder mehrerer kohlenwasserstoffhaltiger Treibstoffe und eines oder mehrerer Nicht-Kohlenwasserstoffmaterialien sind ebenfalls mit eingeschlossen. Beispiele solcher Gemische sind Kombinationen aus Benzin und Ethanol, und Dieseltreibstoff und Ether. Besonders bevorzugt ist Benzin, d.h. ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen mit einem ASTM-Siedepunkt von etwa 60ºC bei 10 % Destillation und etwa 205ºC bei 90 % Destillation.
Im allgemeinen enthalten diese Treibstoffzusammensetzungen eine Menge der Zusammensetzung dieser Erfindung, die ausreicht, um die Reibungsmodifizierungs- und/oder Ablagerungserweichungseigenschaften des Treibstoffes zu beeinflussen; Im allgemeinen ist dies eine Menge von etwa 0,001 bis etwa 5 % (bezogen auf das Gewicht des Endprodukts), vorzugsweise 0,001 % bis 1,0 %.
Die Treibstoffzusammensetzungen dieser Erfindung können zusätzlich zu den Zusammensetzungen dieser Erfindung andere bekannte Additive enthalten. Sie können Antiklopfmittel, wie Tetraalkylbleiverbindungen, Bleifänger, wie Halogenalkane (z.B. Ethylendichlorid und Ethylendibromid), Ablagerungsverhinderer oder -modifizierer, wie Triarylphosphate, Farbstoffe, Cetanverbesserer, Hilfsantioxidantien, wie 2,6-Ditert.-butyl-4-methylphenol, Rostinhibitoren, wie alkylierte Bernsteinsäuren und -anhydride, bakteriostatische Mittel, Gummiinhibitoren, Metalldeaktivatoren, Deemulgatoren, Schmiermittel für den oberen Teil des Zylinders, Antivereisungsmittel und ähnliche umfassen.
In besonders bevorzugten Treibstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen mit einem aschelosen Dispersans in Benzin vereinigt. Solche aschelosen Dispersantien sind vorzugsweise Ester von Mono- oder Polyolen und einer Mono- oder Polycarbonsäure hohen Molekulargewichts als Acylierungsmittel, enthaltend mindestens 30 Kohlenstoffatome im Acylrest. Solche Ester sind bekannt. Vgl. z.B. französische Patentschrift 1,396,645, britische Patentschriften 981,850 und 1,055,337 und die US-Patentschriften 3,255,108; 3,311,558; 3,331,776; 3,346,354; 3,522,179; 3,579,450; 3,542,680; 3,381,022; 3,639,242; 3,697,428; 3,708,522; und die britische Patentschrift 1,306,529. Diese Patentschriften beschreiben geeignete Ester und Verfahren zu ihrer Herstellung. Im allgemeinen beträgt das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung der Erfindung zu den vorstehend genannten aschelosen Dispersantien etwa 0,1 bis etwa 10,0, vorzugsweise 1 bis etwa 10 Teile der Zusammensetzung zu einem Teil aschelosem Dispersans. In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung werden die Additive der Erfindung mit Mannich-Kondensationsprodukten, hergestellt aus substituierten Phenolen, Aldehyden, Polyaminen, und substituierten Pyridinen, kombiniert. Solche Kondensationsprodukte sind in den US-Patentschriften 3,649,659; 3,558,743; 3,539,633; 3,704,308 und 3,725,277 beschrieben.
Die Zusammensetzungen dieser Erfindung können direkt zum Treibstoff unter Bildung einer Treibstoffzusammensetzung dieser Erfindung gegeben werden, oder sie können mit einem im wesentlichen inerten normalerweise flüssigen organischen Lösungsmittel/Verdünnungsmittel, wie Mineralöl, Xylol oder einem normalerweise flüssigen Treibstoff, wie vorstehend beschrieben, unter Bildung eines Additivkonzentrats verdünnt werden, das dann zum Treibstoff in ausreichender Menge unter Herstellung der erfindungsgemäßen hierin beschriebenen Treibstoffzusammensetzung zugegeben wird. Diese Konzentrate enthalten im allgemeinen etwa 10 bis 90 Gew.-% der Zusammensetzung dieser Erfindung und können zusätzlich ein beliebiges der vorstehend beschriebenen üblichen Additive, insbesondere der vorstehend beschriebenen aschelosen Dispersantien, in vorstehend genannten Verhältnissen enthalten. Der Rest des Konzentrats ist Lösungsmittel/Verdünnungsmittel.
Die Schmierstoff-Treibstoff- und Additiv-Konzentrat-Zusammensetzungen dieser Erfindung sind in der nachstehenden Tabelle beispielhaft erläutert. Alle Mengen, außer jenen für Mineralöl, schließen das als Verdünnungsmittel verwendete Öl nicht ein. Bestandteil Gewichtsteile Mineralöl Reaktionsprodukt aus Malein-Styrol-Copolymer mit Alkohol und heterocyclischem Amin Hydrierter Styrol-Isopren-Nicht-Dispersant-Viskositätsverbesserer Polybutenylsuccinanhydrid-Ethylenpolyamin-Reaktionsprodukt Styrol-Alkylmaleat-Copolymer Zinkisooctyldithiophosphorsäureester Zinkmethylamyldithiophosphorsäureester Zinksalz der gemischten Isobutyl- und primären Amyl-Phosphorsäuredithioester Zinksalz der gemischten Isopropyl- und primären Amyl-Phosphorsäuredithioester Basisches Calcium-Erdöl-Sulfonat Basisches Natrium-Erdöl-Sulfonat Basisches Magnesium-Erdöl-Sulfonat Sulfurisiertes Diels-Alder-Addukt Alkylierte Arylamine Oleamid/Linolamid-Gemisch Silicon-Antischaummittel Produkt aus Beispiel
Der Treibstoffverbrauch von Motoren, die mit Zusammensetzungen dieser Erfindung geschmiert werden, ist meßbar niedriger als der von Motoren, die mit bisher bekannten Schmierstoffen geichmiert werden. Das kann durch den Motored Engine Friction Horsepower Test gezeigt werden, in dem ein Motor mit einem Dynamometer bei konstanter Temperatur angetrieben wird und Motorendrehzahl und Drehmoment mit einem Digitaltachometer bzw. einem Präzisionszeigermanometer gemessen werden. Die aus diesen Werten berechnete Friction horsepower ist ungefähr proportional dem Treibetoffverbrauch und durch die verbesserte Treibstoffausnutzung verringert.

Claims

1. Zusammensetzung, umfassend ein oder mehrere substituierte Succinimidderivate der Formel:

in der R einen Rest auf Kohlenwasserstoffbasis mit 8 bis Kohlenstoffatomen bedeutet und X ein Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkatom darstellt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei R ein nicht-acetylenisch ungesättigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, in dem mindestens 8 Kohlenstoffatome in geradkettiger Anordnung vorliegen.

3. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein oder mehrere substituierte Succinimide der Formel:

in der R einen nicht-acetylenisch ungesättigten Rest auf Kohlenwasserstoffbasis mit 8 bis 35 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit mindestens einem reaktiven Metall, reaktiven Metallderivat oder Gemischen davon umgesetzt wird, wobei das Metall Magnesium, Calcium, Barium oder Zink ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das reaktive Metallderivat ein Metallsalz ist.

5. Additivkonzentrat, umfassend ein im wesentlichen inertes, normalerweise flüssiges Organisches Lösungsmittel und 10 bis 90 Gew.-% einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

6. Schmiermittel, umfassend eine Hauptmenge eines Schmieröls und eine geringere Menge mindestens einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

7. Treibstoffzusammensetzung, umfassend eine Hauptmenge eines normalerweise flüssigen Treibstoffs und eine geringere Menge mindestens einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

8. Verfahren zur Verminderung des Treibstoffverbrauchs in Verbrennungsmotoren, umfassend die Schmierung des Motors während des Betriebes mit mindestens einem Schmiermittel, umfassend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder eine Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

9. Verfahren zur Herstellung eines Additivkonzentrats, umfassend das Vermischen eines im wesentlichen inerten, normalerweise flüssigen organischen Verdünnungsmittels mit 10 bis 90 Gew.-% einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels, umfassend das Vermischen einer Hauptmenge eines Schmieröls und einer geringeren Menge mindestens einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.

11. Verfahren zur Herstellung einer Treibstoffzusammensetzung, umfassend das Vermischen einer Hauptmenge eines normalerweise flüssigen Treibstoffs und einer geringeren Menge mindestens einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder einer Zusammensetzung, gewonnen durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4.