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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen zur
Erhöhung
der Leitfähigkeit von
Kohlenwasserstoffen und spezieller betrifft sie in einer Ausführungsform
Mischungen von halogenfreien Arcrylat-Copolymer-Zusammensetzungen mit Polysulfon-Copolymeren,
welche die Leitfähigkeit
von flüssigen Kohlenwasserstoffen,
wie beispielsweise Lösungsmitteln
und Treibstoffen, erhöhen
und dadurch die Ansammlung von möglicherweise
gefährlichen
statischen Ladungen in solchen Flüssigkeiten kontrollieren, und
sie betrifft Verfahren zur Herstellung und Verwendung solcher Zusammensetzungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
ist weithin bekannt, dass elektrostatische Ladungen durch Reibung
zwischen zwei unähnlichen, nicht
leitenden Materialien übertragen
werden können.
Wenn dies erfolgt, so erscheint die somit erzeugte elektrostatische
Ladung an den Oberflächen
der in Kontakt stehenden Materialien. Die Größenordnung der erzeugten Ladung
hängt von
der Art und genauer von der jeweiligen Leitfähigkeit jedes Materials ab.
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Die
bekanntesten Beispiele für
einen Aufbau von elektrischer Ladung beinhalten vielleicht solche,
die auftreten können,
wenn man über
einen Teppichboden schlurft oder wenn man seine Hand über die
Haare eines anderen oder das Fell eines Tieres streicht. Auch wenn
es nicht so allgemein bekannt ist, kann eine elektrostatische Aufladung
auch dann auftreten, wenn ein Feststoff mit einer Flüssigkeit
vermischt wird und wenn Wasser sich durch eine Kohlenwasserstofflösung absetzt.
Die letzteren Situationen sind von größtem Interesse für die Erdölindustrie,
da dann, wenn sich solche Ladungen in entzündlichen Flüssigkeiten oder in deren Nähe aufbauen,
ihre Entladung möglicherweise
zu Zündfunken
führen
kann, und möglicherweise
zu einem Großbrand
oder einer Explosion.
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Obwohl
die Funkenbildung ein allgegenwärtiges
Problem in der Erdölindustrie
darstellt, ist die Feuer- und Explosionsgefahr möglicherweise während der
Produkthandhabung, Transfer und Transport am größten. Es ist beispielsweise
bekannt, dass statische Ladungen sich in Lösungsmitteln und Treibstoffen
ansammeln, wenn diese durch Rohrleitungen strömen, insbesondere wenn diese
Flüssigkeiten
durch einen Bereich mit großer
Oberfläche
oder „feine" Filter und andere
Verfahrenskontrollen strömen,
wie es bei dem Befüllen
von Tankfahrzeugen üblich
ist.
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Es
können
Gegenmaßnahmen
eingesetzt werden, die dazu gedacht sind; eine
Akkumulation von elektrostatischen Ladungen auf einem Behälter, der
gefüllt
wird, zu verhindern, und um Funken von dem leitenden Behälter zum
Boden zu verhindern, wie beispielsweise Bodenverbindung des Containers
(d.h. „Erden") und elektrische
Masseverbindung. Man hat jedoch erkannt, dass diese Maßnahmen
unzureichend sind, um erfolgreich sämtliche elektrostatischen Gefährdungen,
die von Kohlenwasserstoff-Treibstoffen ausgehen, zu bewältigen.
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Für sich genommen,
sind Erdung und elektrische Masseverbindung nicht ausreichend, um
die elektrostatische Aufladung in wenig leitenden, flüchtigen
organischen Flüssigkeiten,
wie beispielsweise Treibstoffdestillaten wie Diesel, Benzin, Düsentreibstoff,
Turbinentreibstoffen und Kerosin, zu verhindern. Ähnlich verhindern
Erdung und elektrische Masseverbindung nicht die Ansammlung von
statischer Ladung in relativ reinen (d.h. verunreinigungsfreien)
leichten Kohlenwasserstoffölen,
wie beispielsweise organischen Lösungsmitteln und
Reinigungsfluiden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Leitfähigkeit
dieser organischen Verbindungen so gering ist, dass sich eine statische
Ladung sehr langsam durch diese Flüssigkeiten bewegt und es eine beachtliche
Zeit dauern kann, bis sie die Oberfläche eines geerdeten leitenden
Behälters
erreicht. Bis dies erfolgt, kann ein hohes Oberflächenspannungspotenzial
erreicht werden, welches einen Zündfunken
erzeugen kann. In einer Umgebung von Luft-Kohlenwasserstoffdampf
kann somit eine Entzündung
oder Explosion erfolgen.
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Man
kann die Ursache des erhöhten
Risikos, das von diesen organischen Flüssigkeiten mit niedriger Leitfähigkeit
ausgeht, direkt in Angriff nehmen, indem die Leitfähigkeit
der Flüssigkeit
mit Zusatzstoffen erhöht wird.
Durch die erhöhte Leitfähigkeit
der Flüssigkeit
wird sich die Zeit, die erforderlich ist, um irgendwelche in der
Flüssigkeit
vorhandenen Ladungen über
die geerdete innere Oberfläche
des Behälters
abzuleiten, wesentlich verringern. Es sind verschiedene Zusammensetzungen
zur Verwendung als Zusatzstoffe für flüssige Kohlenwasserstoffe bekannt,
um die elektrische Leitfähigkeit
dieser Flüssigkeiten
zu erhöhen.
Beispielsweise sind in den US-Patenten Nr. 3,578,421; 3,677,724;
3,807,977; 3,811,848 und 3,917,466 antistatische Zusatzstoffe beschrieben,
im Allgemeinen aus der Klasse der alpha-Olefin-Copolymere. Im US-Patent
Nr. 3,677,725 ist ein antistatischer Zusatzstoff vom Typ alpha-Olefin-Maleinsäureanhydrid-Copolymer
beschrieben. Antistatische Amine und Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymere sind in
US-Patent Nr. 3,578,421 beschrieben. Weiterhin sind in dem US-Patent Nr. 3,652,238
antistatische aliphatische Amine-fluorierte Polyolefine beschrieben. Ähnlich sind
in US-Patent Nr. 3,758,283 antistatische Chromsalze und Aminphosphate
offenbart. Und in US-Patent Nr. 4,333,741 sind Olefin-Acrylnitril-Copolymere zur Verwendung
als antistatische Zusatzstoffe in Kohlenwasserstoffen offenbart.
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Die
Olefin-Acrylnitril-Copolymer-Zusammensetzungen, wie oben angegeben,
haben sich wirksam erwiesen als antistatische Mittel oder „statische
Umwandler", als
welche sie ebenfalls bekannt sind, wenn sie mit flüchtigen
flüssigen
Kohlenwasserstoffen kombiniert werden.
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In
der Vergangenheit haben halogenhaltige Zusammensetzungen, die Treibstoffen
zugegeben wurden, eine entscheidende Rolle dabei gespielt, antistatische
Eigenschaften in Treibstoffen zu erzielen. Obwohl diese halogenhaltigen
Zusammensetzungen als antistatische Mittel wirksam sind, wurden
manche halogenhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen mit Gesundheitsrisiken
für Menschen
und Tiere sowie mit der Umweltzerstörung in Zusammenhang gebracht.
Gesetzliche Verfügungen,
einschließlich
der Änderung
der „The Clean
Air Act" 1990 in
den Vereinigten Staaten, signalisieren einen Trend weg von der fortgesetzten
zulässigen Verwendung
von Zusammensetzungen, die Halogene enthalten, in manchen Medien.
Selbst dort, wo die Verwendung von halogenhaltigen Zusammensetzungen
noch erlaubt ist, bestimmen oft strenge Regulierungen die Verwendung,
Lagerung und insbesondere die Entsorgung von und/oder Behandlung
von Abfallströmen, welche diese
Zusammensetzungen enthalten. Derartige Faktoren stellen die fortgesetzte
praktische und wirtschaftliche Realisierbarkeit von antistatischen
Mitteln, die Halogene enthaften, im Hinblick auf die behandelten Medien
in Frage.
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Andere
Zusammensetzungen des Standes der Technik enthalten notwendigerweise
etwa so viel wie 10 % (pro Gewicht an aktiven Bestandteilen) an
Schwefel in einer Form, durch welche die Schwefelverunreinigung
der Treibstoffe oder anderer Fluide erhöht oder erzeugt wird, wenn
sie hinzugefügt
werden. Schwefel in verschiedenen Formen, wie beispielsweise Schwefeldioxid,
ist als eine unerwünschte
Verunreinigung bekannt. Seine Unerwünschtheit ist auf vielfältige Ursachen
zurückzuführen, unter
anderem auf die Probleme, die er in der Handhabung mit sich bringt
und auf seine Beeinträchtigung
der Endverwendungen des schwefelverunreinigten Fluids oder dabei
auftretende unerwünschte
Nebenwirkungen. Obwohl die Anwesenheit von Schwefel in bestimmten
Formen in bestimmten Fluiden akzeptabel ist, ist es bevorzugt, das
Vorhandensein von Schwefel zu minimieren.
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Das
US-Patent Nr. 5,672,183 betrifft eine Zusammensetzung mit erhöhter elektrischer
Leitfähigkeit, welche
einen flüssigen
Kohlenwasserstoff und eine antistatische Menge eines Kohlenwasserstoff-löslichen Copolymers
aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer
umfasst. Das Copolymer weist ein Verhältnis von Alkylvinylmonomereinheit
zu kationischer Vinylmonomereinheit von etwa 1:1 bis etwa 10:1 und
ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 800 bis etwa 1
000 000 auf.
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Es
hat sich daher klar ein Bedarf eines wirksamen, kostengünstigen
antistatischen Mittels ergeben, das mit einer breiten Vielfalt von
flüchtigen
Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten
verwendbar ist. Es ist in vielen Situationen besonders wünschenswert,
dass das Mittel frei von Halogenen ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend
ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neue flüssige Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung
bereitzustellen, welche eine erhöhte
elektrische Leitfähigkeit
aufweist.
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Es
ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, um akkumulierte statische elektrische Ladung auf
einer Oberfläche
eines flüssigen
Kohlenwasserstoffs zu verringern.
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Bei
der Durchführung
dieses und anderer Gegenstände
der vorliegenden Erfindung wird in einer Form eine Zusammensetzung
mit erhöhter
elektrischer Leitfähigkeit
bereitgestellt, welche einschließt a) einen flüssigen Kohlenwasserstoff;
b) eine antistatische Menge wenigstens eines Kohlenwasserstoff löslichen
Copolymers aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer,
wobei das Copolymer ein Verhältnis
von Alkylvinylmonomereinheit zu kationischer Vinylmonomereinheit
von 1:1 bis 10:1 aufweist, wobei das Copolymer ein durchschnittliches
Molekulargewicht von 800 bis 1 000 000 aufweist und c) eine antistatische Menge
wenigstens eines Kohlenwasserstoff-löslichen Polysulfon-Copolymers aus wenigstens
einem Olefin und Schwefeldioxid; wobei das Gewichtsverhältnis von
Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer
zu Polysulfon-Copolymer im Bereich von 1/9 bis 9/1 liegt.
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Unter
den verschiedenen Vorteilen, von denen sich herausgestellt hat,
dass sie durch die vorliegende Erfindung erzielt werden können, kann
daher die Bereitstellung einer Zusammensetzung und eines Verfahrens genannt
werden, welches verbesserte antistatische Eigenschaften für eine Vielfalt
an Medien bereitstellt; die Bereitstellung einer solchen Zusammensetzung
und eines solchen Verfahrens, bei dem in keiner Situation eine Verwendung
von Halogenen erforderlich ist; die Bereitstellung einer solchen
Zusammensetzung und eines solchen Verfahrens, welches die Verwendung
geringerer Mengen an Schwefel, die Verringerung der Verwendung von
Schwefel in einer für
die Umwelt nicht annehmbaren Form ermöglicht; und die Bereitstellung
einer solchen Zusammensetzung, die unter relativ geringen Kosten
und mit wenig Abfall hergestellt werden kann.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Man
hat herausgefunden, dass ein Gemisch aus wenigstens einem Kohlenwasserstofflöslichen
Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer
mit wenigstens einem Kohlenwasserstoff-löslichen Polysulfon- Copolymer aus wenigstens
einem Olefin und Schwefeldioxid eine Zusammensetzung bereitstellen
kann, welche die elektrische Leitfähigkeit eines Kohlenwasserstoff-Fluids,
mit dem es gemischt wird, erhöhen
kann. Obwohl jede dieser Komponenten einzeln als ein antistatischer
Zusatzstoff für
Kohlenwasserstoff-Treibstoffe bekannt ist, hat man herausgefunden,
dass mit den Gemischen in manchen Fällen eine bessere Leitfähigkeit
erhalten werden kann, als sie mit jedem Copolymer einzeln erhalten
werden kann. Das heisst, es kann eine synergistische Wirkung beobachtet
werden. Weiterhin ermöglicht
die Verwendung eines Copolymers aus einem Alkylvinylmonomer und
einem kationischen Vinylmonomer in den Gemischen, dass weniger von
dem Polysulfon-Copolymer verwendet wird. Das Polysulfon-Copolymer
ist ein verhältnismäßig teureres
Copolymer und es enthält
Schwefeldioxid. Wie angemerkt ist es erwünscht, den Anteil an Schwefeldioxid
zu minimieren. Ferner sind in den Gemischen dieser Erfindung keine
Halogenatome vorhanden.
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Im
Zusammenhang dieser Erfindung sollte es so verstanden werden, dass
die Bezeichnungen „Kohlenwasserstoff
Flüssigkeit" und „Kohlenwasserstoff-Fluid" synonym sind und
dass diese Bezeichnungen herkömmliche
Kohlenwasserstoff-Treibstoffe
ebenso wie sauerstoffhaltige Treibstoffe (z.B. Methanol, Ethanol etc.)
und Gemische davon einschließen.
Es wird auch davon ausgegangen, dass die Zusammensetzungen der Erfindung
als antistatische Zusatzstoffe in Treibstoffen, die in der Zukunft
entwickelt werden, Verwendung finden können.
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Das
Kohlenwasserstofflösliche
Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer
ist in US-Patent Nr. 5,672,183 beschrieben und kann durch die dortigen
Verfahren hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Copolymer ein Verhältnis
von Alkylvinylmonomereinheit zu kationischer Vinylmonomereinheit
von 1:1 bis 10:1 auf, wobei das Copolymer ein durchschnittliches
Molekulargewicht von 800 bis 1 000 000 aufweist. in einer weiteren
Ausführungsform
ist das kationische Vinylmonomer ein kationisches quaternäres Ammoniumvinyl-Monomer
und in einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein kationisches quatemäres
Ammoniumacrylat-Monomer oder ein kationisches quaternäres Ammoniummethacrylat-Monomer.
In einer weiteren Ausführungsform
entspricht das kationische Vinylmonomer der Formel:
wobei Z ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Phosphor und Schwefel,
X
- ein Nichthalogenatom ist, R ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus -C(=O)O-, -C(=O)NH-, geradkettigen
und verzweigtkettigen Alkylengruppen, divalenten aromatischen Gruppen
und divalenten alicyclischen Gruppen, R
3 ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methyl, R
4 eine
geradkettige oder verzweigtkettige Alkylengruppe mit bis zu zwanzig
Kohlenstoffatomen (C
1-C
20)
ist, und R
5, R
6 und
R
7 jeweils unabhängig eine geradkettige oder
verzweigtkettige Alkylgruppe mit bis zu zwanzig Kohlenstoffatomen
sind, jedoch unter der Maßgabe,
dass dann wenn Z Schwefel ist R
7 nicht vorhanden
ist. Gegebenenfalls kann ein Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer
und einem nitrilhaltigen Monomer in Verbindung mit dem Copolymer
aus Alkylvinylmonomer und kationischem Vinylmonomer verwendet werden.
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Weiter
ist das Kohlenwasserstoff-lösliche
Polysulfon-Copolymer in US-Patent Nr. 3,917,466 beschrieben und
kann durch die dortigen Verfahren hergestellt werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
schließt das
Kohlenwasserstoff-lösliche
Polysulfon-Copolymer aus wenigstens einem Olefin und Schwefeldioxid
etwa 50 Molprozent an Einheiten Schwefeldioxid, 40 bis 50 Molprozent
Einheiten, die von einem oder mehreren 1-Alkenen abgeleitet sind,
die jeweils 6 bis 24 Kohlenstoffatome aufweisen, und von 0 bis 10
Molprozent Einheiten, die von einer olefinischen Verbindung der
Formel ACH=CHB abgeleitet sind, worin A eine Gruppe mit der Formel
-(CxH2x)-COOH ist,
worin x von 0 bis 17 ist und B Wasserstoff oder Carboxyl ist, mit
der Maßgabe, dass
dann, wenn B Carboxyl ist und x = 0 ist, A und B zusammen eine Dicarbonsäureanhydrid-Gruppe
sein können,
ein. Das Molekulargewicht des Polysulfon-Copolymers kann im Bereich
von etwa 10 000 bis etwa 500 000, in einer nicht begrenzenden Ausführungsform,
und bevorzugt im Bereich von etwa 200 000 bis etwa 300 000 liegen.
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Eine
optionale Komponente der antistatischen Mischung dieser Erfindung
ist ein polymeres Polyamin. Das Polyamin ist auch ein Antistatikmittel
und weist bevorzugt die Formel:
auf, worin
R
9 eine aliphatische Hydrocarbylgruppe mit
8 bis 24 Kohlenstoffatomen ist,
R
10 eine
Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist,
R
8 =
R
9 oder eine n-aliphatische Hydrocarbylalkylengruppe
der Formel R
9NHR
10 ist,
a
eine ganze Zahl von 0 bis 20 ist,
b eine ganze Zahl von 0 bis
20 ist,
c eine ganze Zahl von 0 bis 20 ist und
y eine
ganze Zahl von 1 bis 2 ist,
mit der Maßgabe, dass dann wenn R
8 = R
9 ist, a eine
ganze Zahl von 2 bis 20 ist und b = c = 0, und dass dann wenn R
8 = R
9NH-R
10 ist, a = 0 ist und b + c eine ganze Zahl
von 2 bis 20 ist.
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Eine
Arylsulfonsäure
kann ebenfalls vorhanden sein, wobei die Arylsulfonsäure mit
dem Polyamin ein Salz bildet und dieses neutralisiert. Dadurch wird
die Beständigkeit
der Zusammensetzung gegenüber
Präzipitation,
welche nicht wünschenswert
ist, verbessert. Das Polyamin und die Sulfonsäure sind auch in US-Patent
Nr. 3,917,466 beschrieben. Es ist für eine verbesserte Beständigkeit
gegenüber
Präzipitatbildung
bei Lagerung bevorzugt, dass das polymere Polyamin als ein Salz,
insbesondere ein Sulfonsäuresalz
vorliegt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden in dem Gemisch wenigstens zwei unterschiedliche
Polysulfon-Copolymere verwendet.
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Das
Gewichtsverhältnis
des Copolymers aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen
Vinylmonomer zu dem Polysulfon-Copolymer liegt im Bereich von 1/9
bis 9/1. Ein bevorzugter Bereich ist von etwa 1/1 bis etwa 7/3.
Ein weiterer nicht begrenzender bevorzugter Bereich des Gewichtsverhältnisses
der beiden Copolymere ist von etwa 6/4 bis etwa 4/6, weiter bevorzugt
etwa 1/2 bis etwa 2/1 oder sogar etwa 1/1. Das Polysulfon-Copolymer
und das polymere Polyamin können
in einem Gewichtsverhältnis
von etwa 100/1 bis etwa 1/100, bevorzugt 50/1 bis 1/1 und am meisten
bevorzugt von etwa 20:1 bis 1:1 vorhanden sein. Die Arylsulfonsäure, falls
mit dem polymeren Amin vorhanden, liegt in einem ungefähren Molverhältnis von
1/1 mit dem Polyamin vor, um das Salz zu bilden.
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Man
wird erkennen, dass es schwierig ist, im Voraus vorherzusagen, welche
wirksame Menge einer antistatischen Zusatzstoff-Zusammensetzung
in irgendeiner bestimmten Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit verwendet werden sollte,
da die wirksame Menge von mehreren zusammenhängenden Faktoren abhängig wäre, einschließlich aber
nicht notwendigerweise begrenzt auf die Art der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit,
die Anteile und Arten von Copolymeren, die in der antistatischen
Zusatzstoff Zusammensetzung verwendet werden, die Effekte anderer
Zusatzstoffe in der Flüssigkeit
etc. Es kann jedoch, um eine allgemeine, nicht begrenzende Angabe
der erwarteten wirksamen Bereiche anzugeben, die erforderliche Gesamtmenge
an wirksamem Zusatzstoff weniger als 100 ppm betragen, obwohl Konzentrationen
von etwa 20 ppm als angemessen betrachtet werden und in der Praxis
selbst 3–10
ppm ausreichend sein sollten, bezogen auf die Gesamtmenge an flüssigem Kohlenwasserstoff.
In einigen Ausführungsformen
liegen wirksame Mengen bevorzugt im Bereich von etwa 1–2 ppm.
Es ist allgemein wünschenswert,
diese geringeren Konzentrationswerte zu verwenden, vorrangig aus
wirtschaftlichen Gründen,
jedoch auch, um zusätzliche
Beeinträchtigungen
der endgültigen
Verwendungen der behandelten Flüssigkeit
zu verhindern. Außerdem
nimmt der behandelte Treibstoff bei geringeren Konzentrationen weniger
leicht Wasser auf, wie es unter manchen Umständen der Fall sein kann, wenn
oberflächenaktive
Chemikalien vorhanden sind.
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Das
Verfahren zur Erhöhung
der Leitfähigkeit
des Treibstoffs umfasst das Hinzufügen einer der obigen Zusammensetzungen
zu dem Treibstoff oder Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
in einer Konzentration, die wirksam ist, um die Leitfähigkeit
des Treibstoffs oder Lösungsmittels
zu erhöhen.
Die Zusammensetzungen dieser Erfindung können vorformuliert sein und
zu dem Treibstoff oder Lösungsmittel
in einer Portion zugegeben werden oder die verschiedenen Komponenten
können
einzeln in beliebiger Reihenfolge hinzugefügt werden. Dieses Verfahren
kann effizient mit herkömmlicher
Vermengungs- und/oder Vermischungsausstattung durchgeführt werden,
welche weithin verfügbar
ist und in der Treibstoffindustrie verwendet wird.
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Diese
Erfindung erzielt daher durch die Verwendung von Zusammensetzungen,
die kostengünstig
herzustellen sind, antistatische Eigenschaften in Treibstoffen und
für bevorzugte
Ausführungsformen
sind die Bestandteile leicht verfügbar und kostengünstig. Es
kann eine übliche
Verarbeitungsausstattung verwendet werden, und wenn eine halogenfreie
Form eingesetzt wird, so erübrigt
sich die Notwendigkeit einer Behandlung gefährlicher Abfälle halogenhaltiger
Nebenprodukte. Eine normale Verbrennung von Treibstoff, der mit
bevorzugten Zusatzstoff-Zusammensetzungen dieser Erfindung behandelt
wurde, wird nicht nachteilig beeinträchtigt und erzeugt keine gefährlichen
Produkte, wie beispielsweise Dioxin oder andere gefährliche
halogenierte Produkte. Außerdem
führen
die sehr geringen Mengen an Schwefel in diesen antistatischen Zusammensetzungen
zu einem Produkt, das umwelttechnisch annehmbarer ist als kommerziell
erhältliche
Produkte, welche größere Mengen
an Schwefel, insbesondere Schwefel in aggressiveren Formen, enthalten.
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Die
folgenden Beispiele beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Weitere Ausführungsformen
innerhalb des Rahmen der vorliegenden Ansprüche werden einem Fachmann aus
der Betrachtung der Beschreibung oder Durchführung der Erfindung, wie hierin
offenbart, offensichtlich sein. Zum Beispiel ist davon auszugehen,
dass abgesehen von solchen Kombinationen die speziell ausprobiert
wurden, auch andere spezielle Kombinationen von Copolymeren, in
anderen Proportionen oder Verhältnissen
oder auf andere Weise zugegeben, welche innerhalb der beanspruchten
Parameter liegen, die aber nicht speziell identifiziert oder in
einer bestimmten Zusammensetzung zur Verbesserung der vorliegenden Polymerisationshemmung getestet
wurden, innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen. In den Beispielen
sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders
angegeben.
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HERSTELLUNGSBEISPIELE
A-J
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Die
folgenden Materialien wurden entsprechend der in Tabelle I angegebenen
Proportionen vermengt:
- Verbindung α – ein Kohlenwasserstoff-lösliches
Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer und einem kationischen Vinylmonomer,
hergestellt gemäß US-Patent
Nr. 5,672,183.
- Verbindung β – ein Kohlenwasserstoff-lösliches
Copolymer aus einem Alkylvinylmonomer und einem nitrilhaltigen Monomer,
hergestellt gemäß US-Patent
Nr. 5,672,183.
- Verbindung γ – ein kommerzielles
50/42 pbw Gemisch aus Verbindung α und
Verbindung β mit
8 Teilen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel,
hergestellt von Baker Petrolite.
- Verbindung δ – ein Kohlenwasserstoff
lösliches
Polysulfon-Copolymer aus wenigstens einem Olefin und Schwefeldioxid,
vermengt mit einem Polyamin, hergestellt von E.I. DuPont des Nemours & Co., gemäß US-Patent
Nr. 3,917,466.
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HerstellunQSbeispiele – Mengen
in Gramm TABELLE
I
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Gemisch
J wurde hergestellt, indem 40 Gew.-%ige Verbindung α auf 30 Gew.-%
verdünnt
wurde, welche anschließend
1:1 mit Verbindung δ vermengt
wurde. Bei Gemisch F wurde etwas Präzipitat beobachtet.
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Die
Leitfähigkeiten
von Proben der Gemische in Diesel-Referenztreibstoffen mit geringem
Schwefelgehalt (LSD) (350 ppm Schwefel) sind in Tabelle II unten
in picoSiemens pro Meter (pS/m) angegeben.
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Treibstoffe,
die durch Zusatzstoffe leitend gemacht wurden, neigen dazu, über die
Zeit aufgrund von Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur
und möglicherweise
auch Feuchtigkeit, die Leitfähigkeit
zu verlieren, und dieser Leitfähigkeitsverlust
kann auch auf die spezifische Zusammensetzung des Treibstoffs zurückzuführen sein,
zum Beispiel ob es einen großen
Anteil an polaren Molekülen
enthält.
Es wird jedoch beobachtet werden, dass in diesen und anderen hierin
angegebenen Tests eine Verringerung der Leitfähigkeit von Treibstoffen, welche
erfindungsgemäße Zusatzstoffe
enthalten, über
die Zeit nicht entscheidend höher
ist als von solchen, welche die vorherigen Zusammensetzungen allein
enthalten und in manchen Fällen wurde überraschenderweise
beobachtet, dass die Leitfähigkeit
eher ansteigt als abfällt.
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TABELLE
II Leüfähigkeitstest
für Gemische
A-J
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Die
Gemische K bis P wurden unter Verwendung von Verbindung ε hergestellt,
bei der es sich um ein Kohlenwasserstoff-lösliches Copolymer aus 1-Deken
und Schwefeldioxid handelt, hergestellt gemäß den Verfahren von US-Patent
Nr. 3,917,466. Es wurde drei Tage später für Gemisch P etwa Präzipitat
beobachtet.
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TABELLE
III Weitere
Herstellungsbeispiele – Mengen
in Gramm
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Die
Leitfähigkeit
der Proben der Gemische in diesen Referenztreibstoffen mit geringem
Schwefelgehalt (350 ppm Schwefel) sind für 5 ppm Dosen unten in Tabelle
IV in picoSiemens pro Meter (pS/m) angegeben.
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TABELLE
IV Leichtfähigkeitstest
für Gemische
K-P
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Weitere
Herstellungsgemische wurden hergestellt wie in Tabelle V gezeigt.
Die folgenden Materialien wurden verwendet:
TETRAMINE T-Lösung – 25 % TETRAMINE
T (vertrieben von Akzo Nobel) im 1:1 Gewichtsverhältnis von
Isopropylalkohol (IPA) in Xylol.
DDBSA -Dodekylbenzolsulfonsäure (um
Amine zu neutralisieren). Lösungsmittel
14-aromatisches
Lösungsmittel.
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TABELLE
V Weitere
Herstellungsbeispiele – Mengen
in Gramm
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Die
Leitfähigkeiten
der Proben der Gemische in diesen Referenztreibstoffen mit geringen
Schwefelgehalt (350 ppm Schwefel) sind für 5 ppm Dosen in Tabelle VI
unten in picoSiemens pro Meter (pS/m) angegeben.
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TABELLE
VI Leitfähigkeitstest
für Gemische
Q-S
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TABELLE
VII Weitere
Herstellungsbeispiele – Mengen
in Gramm
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Für Gemisch
U wurde etwa Präzipitat
beobachtet. Die Leitfähigkeiten
der Proben der Gemische in Kerosin sind für 5 ppm Dosen in Tabelle VIII
unten in picoSiemens pro Meter (pS/m) angegeben. Verbindung ζ ist ein
kommerzielles Kohlenwasserstoff lösliches Polysulfoncopolymer
aus wenigstens einem Olefin und Schwefeldioxid, vermengt mit einem
Polyamin, hergestellt von E.I. DuPont des Nemours & Co., gemäß US-Patent
Nr. 3,917,466.
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TABELLE
VIII Leitfähigkeitstest
für Gemische
T, U, K und P in Kerosin
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Herstellungsbeispiele
V-Z
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Ein
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
mit einem Gewichtsverhältnis
von 1:1 als Gemisch von Verbindung α verdünnt mit Lösungsmittel 14 wurde wie folgt
hergestellt: 48,2 g Verbindung α +
48,2 g Lösungsmittel 14
(50 % Verbindung α).
Dieses Material wurde weiter gemäß den in
Tabelle IX angegebenen Proportionen vermengt:
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TABELLE
IX Herstellungsbeispiele – Mengen
in Gramm
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Die
Leitfähigkeiten
der Proben der Gemische in 5 ppm Dosen in Kerosin sind unten in
Tabelle X in picoSiemens pro Meter (pS/m) angegeben. Gemisch AA
wurde hergestellt mit 16 g an 50 % Verbindung α und 4 g an Verbindung δ; Gemisch
BB wurde hergestellt mit 17 g an 50 % Verbindung α und 3 g
an Verbindung δ.
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TABELLE
X Leitfähigkeitstest
für Gemische
V-Z
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Die
Ergebnisse zusätzlicher
Leitfähigkeitstests
sind in Tabelle XI für
Diesel-Referenztreibstoffe
mit geringem Schwefelgehalt (350ppm Schwefel) für 5 ppm Dosen für die angegebenen
Gemische gezeigt.
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TABELLE
XI Leitfähigkeitstest
für Gemische
AA, BB, Z und Verbindung δ
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Angesichts
des Obigen wird man erkennen, dass die verschiedenen Vorteile der
Erfindung erreicht werden und weitere vorteilhafte Ergebnisse erzielt
werden.
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Da
verschiedene Veränderungen
der obigen Verfahren und Zusammensetzungen durchgeführt werden
könnten,
ohne von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen, ist es beabsichtigt,
dass der gesamte in der obigen Beschreibung enthaltene Gegenstand
als veranschaulichend und nicht in begrenzendem Sinn interpretiert
werden soll.