DE69000136T2

DE69000136T2 - Ori-gehemmte und niederschlagsbestaendige motorkraftstoffzusammensetzung.

Info

Publication number: DE69000136T2
Application number: DE9090300709T
Authority: DE
Inventors: Rodney Lu-Dai Sung
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2010-01-24
Also published as: US4865622A; DE69000136D1; EP0380305A1; EP0380305B1; CA2003226A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine ORI-gehemmte und ablagerungsbeständige Motortreibstoffzusammensetzung. Genauer gesagt, betrifft diese Erfindung eine Motortreibstoffzusammensetzung, die ein Reaktionsprodukt umfaßt, daß durch Umsetzen eines zweibasigen Säureanhydrids, eines Polyoxyalkylendiamins und eines heterozyklischen Azols erhalten wird.
US-A-4 981 604 offenbart eine trübe, oxidations- und korrosionsbeständige Dieselmotor-Schmiermittelzusammensetzung, die eine Hauptmenge eines Kohlenwasserstoff-Schmieröls und eine geringere Menge des Reaktionsprodukt aus einem zweibasigen Säureanhydrid, einem Polyoxyalkylendiamin und einem heterozyklischen Azol umfaßt.
US-A-4 865 621 (Sung) offenbart eine ORI-gehemmte und ablagerungsbeständige Motortreibstoffzusammensetzung, die eine geringere Menge des Reaktionsprodukt aus einem zweibasigen Säureanhydrid, einem Polyoxyalkylenmonoamin und einem N-Alkylalkylendiamin umfaßt.
US-A-4 869 728, eingereicht am 19. September 1988, offenbart eine ORI-gehemmte Motortreibstoffzusammensetzung, die das Reaktionsprodukt aus einer oder mehreren aliphatischen Carbonsäuren und einem Polyoxyalkylendiamin umfaßt.
Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 211 937, eingereicht am 27. Juni 1988, offenbart eine Motortreibstoffzusammensetzung, die das Reaktionsprodukt aus (i) einem mit Kohlenwasserstoff substituierten zweibasigen Säureanhydrid und (ii) einem Polyoxyalkylendiamin und einer fakultativen polymeren Komponente, die ein Polyolefin-Polymer/Copolymer oder Mischungen derselben, eines C&sub2;- C&sub1;&sub0;-Kohlenwasserstoffs ist, umfaßt.
US-A 4 852 993, eingereicht am 12. August 1987, offenbart eine Motortreibstoffzusammensetzung, die (I) das Reaktionsprodukt aus dem Polyoxyalkylendiamin der auf die Anmelderin übertragenen US 4 747 851, einem zweibasigen Säureanhydrid und einem Kohlenwasserstoffpolyamin und (II) ein Gemisch, das Polyisobutylenethylendiamin und Polyisobutylen in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel umfaßt.
US-A-4 810 261, eingereicht am 19. Februar 1988, offenbart eine Motortreibstoffzusammensetzung, die das Reaktionsprodukt aus dem Polyoxyalkylendiamin von US 4 747 851, einem zweibasigen Säureanhydrid und einem Kohlenwasserstoffpolyamin umfaßt. Ein fakultatives zusätzliches Polymer/Copolymer-Additiv mit einem Molekulargewicht von 500-3500 kann ebenfalls im Zusammenhang mit dem Reaktionsprodukt-Additiv eingesetzt werden.
US 4 747 851 offenbart eine Motortreibstoffzusammensetzung, die eine Polyoxyalkylendiamin-Verbindung der Formel umfaßt:
in der c einen Wert von 5-150 hat, b+d einen Wert von 5-150 hat und a+e einen Wert von 2-12 hat, entweder allein oder in Kombination mit einem Polymer/Copolymer-Additiv.
US 4 659 337 offenbart die Verwendung des Reaktionsprodukts aus Maleinsäureanhydrid, einem Polyetherpolyamin, das Oxyethylen- und Oxypropylenether-Einheiten enthält, und einem Kohlenwasserstoffpolyamin in einem Benzinmotortreibstoff, um Motor-ORI zu verringern und Vergaserreinigungsfähigkeit bereitzustellen.
US 4 659 336 offenbart die Verwendung der Mischung aus: (i) des Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid, einem Polyätherpolyamin, das Oxyethylen und Oxypropylenether-Einheiten enthält, und einem Kohlenwasserstoffpolyamin; und (ii) einem Polyolefin-Polymer/Copolymer als einem Additiv in Motortreibstoff- Zusammensetzungen, um Motor-ORI zu verringern.
US-A-4 536 189 (Sung) offenbart eine Anti-Korrosionsadditiv- Zusammensetzung für Motortreibstoffe, die eine geringere Menge (d.h. von 1 bis 10%) eine kurzkettigen aliphatischen Alkohols enthält, der hergestellt wird, indem im wesentlichen gleiche molare Mengen von Maleinsäureanydrid und einen mit Kohlenwasserstoff substituierten primären Monoamin oder mit Kohlenwasserstoff substituierten primären Monoetheramin umgesetzt werden, um ein Aminomaleinsäure-Reaktionszwischenprodukt zu bilden, gefolgt (b) Umsetzen besagtem Zwischenprodukts aus (a) mit einem im wesentlichen gleichen molaren Menge einer heterozyklischen Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 5-Amino- 1,3,4-thidiazol-2-thiol oder Benzotriazol besteht.
US 4 604 103 offenbart ein Ablagerungskontrolladditiv für Motortreibstoff zur Verwendung in Verbrennungsmotoren, das die Sauberkeit des Motoransaugsystems aufrechterhält, ohne zu Verbrennungskammerablagerungen oder Motor-ORI beizutragen. Das offenbarte Additiv ist ein Kohlenwasserstoff-Polyoxyalkylenpolyaminethan des Molekulargewichtsbereich 300-2500 mit der Formel
in der R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen ist; R' ausgewählt ist aus Methyl und Ethyl; x eine ganze Zahl von 5 bis 30 ist; und R", und R'" unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff und -(CH&sub2;CH&sub2;NH-)y-H, wobei y eine ganze Zahl von 0-5 ist.
US 4 198 306 (Lewis) offenbart die Verwendung von Kohlenwasserstoff-Poly (oxyalkylen) aminoestern, die Monoester eines Poly(oxyalkylen)alkohols mit endständiger Kohlenwasserstoffgruppe und einer einbasigen (aminosubstituierten) C&sub2;-C&sub2;&sub0;-Alkansäure sind, als einem ORI-kontrollierenden Additiv in Motortreibstoffzusammensetzungen.
EP-A-0 273 545 (Texaco) offenbart ein Reaktionsprodukt, das erhalten wird, indem ein zweibasiges Säureanhydrid, ein Diamin, das Block-Copolymere mit Polyoxyalkylen-Rückgraten enthält, und ein Kohlenwasserstoff-Polyamin umgesetzt werden.
EP-A-0 240 743 (Texaco) offenbart eine Motortreibstoffzusammensetzung, die eine Mischung von Kohlenwasserstoffen im Siedebereich von Benzin umfaßt, die in Kombination eine Reaktionsproduktkomponente und eine Polyolefin/Polymer/Copolymer-Komponente enthält. Die Reaktionsprodukt-Komponente ist das Reaktionsprodukt aus Maleinsäureanhydrid, einem Polyetherpolyamin und einem Kohlenwasserstoff-Polyamin. Die Polyolefin-Polymer/Copolymer Komponente ist das Polymer, Copolymer oder das entsprechende hydrierte Polymer oder Copolymer eines ungesättigten C&sub2;-C&sub6;-Kohlenwasserstoffs, wobei besagtes Polymer oder Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 500-3500, vorzugsweise 650-2600 besitzt.
Gemäß dieser Erfindung umfaßt eine ORI-gehemmte und ablagerungsbeständige Motortreibstoffzusammensetzung, die ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen umfaßt, die im Bereich von etwa 32-232ºC (90º- 450ºF) sieden, und zusätzlich von etwa 0,0005-5,0 Gew.-% des Reaktionsprodukts umfaßt, das erhalten wird, indem bei einer Temperatur von etwa 30-200ºC:
(a) 0,5-2,5 Mol eines zweibasigen Säureanhydrids;
(b) 0,5-1,5 Mol eines Polyoxyalkylendiamins der Formel
in der R&sub1; und R&sub2; C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkylengruppen sind, q und r ganze Zahlen mit einem Wert von 0 oder 1 sind, c einen Wert von 2-150 hat, b+d einen Wert von 2-150 hat und a+e einen Wert von 0-12 hat; und
(c) 0,5-1,5 Mol eines heterozyklischen Azols, umgesetzt werden.
Die Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Motortreibstoffes in einem Verbrennungsmotor führt im allgemeinen zur Bildung und Akkumulierung von Ablagerungen auf verschiedenen Teilen der Verbrennungskammer sowie auf den Treibstoffansaug- und Abgassystemen des Motors. Das Vorhandensein von Ablagerungen in der Verbrennungskammer verringert die Betriebseffizienz des Motor in Schwerwiegender Weise. Zunächst hemmt Ablagerungsakkumulierung innerhalb der Verbrennungskammer den Wärmeübergang zwischen der Kammer und dem Motorkühlsystem. Dies führt zu höheren Temperaturen innerhalb der Verbrennungskammer, die zu Anstiegen in der Endgastemperatur der hereinkommenden Charge führen. Folglich tritt Selbstzündung des Endgases auf, was Motorklopfen verursacht. Und Zusätzlich verringert die Akkumulation von Ablagerungen innerhalb der Verbrennungskammer das Volumen der Verbrennungszone, was ein höheres als das geplante Verdichtungsverhältnis im Motor bewirkt. Dies seinerseits führt zu Schwerwiegenden Motorklopfen. Ein klopfender Motor nutzt die Verbrennungsenergie nicht effektiv. Darüberhinaus wird ein längerer Zeitraum mit Motorklopfen Belastungsermüdung und Abnutzung lebenswichtiger Teile des Motors bewirken. Das oben beschriebene Phänomen ist charakteristisch für benzinbetriebene Verbrennungsmotoren. Es wird üblicherweise durch Verwendung eines Benzins mit höherer Oktanzahl zum Antreiben des Motors überwunden und ist daher bekannt geworden als das Phänomen des Erfordernisses des Anstiegs der Oktanzahl (ORI) des Motors. Es wäre daher hoch vorteilhaft, wenn der Motor-ORI wesentlich verringert oder eliminiert werden könnte, indem Ablagerungsbildung in den Verbrennungskammern des Motors verringert oder modifiziert würde.
Ein anderes bei Verbrennungsmotoren übliches Problem betrifft die Akkumulierung von Ablagerungen im Vergaser, die dazu neigen, den Luftstrom durch den Vergaser im Leerlauf und bei niedriger Geschwindigkeit einzuschränken, was zu einem fetten Treibstoffgemisch führt. Diese Bedingung fördert auch unvollständige Treibstoffverbrennung und führt zu rauhem Motorleerlauf und Abwürgen des Motors. Übermäßige Abgasemissionen an Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid werden ebenfalls unter diesen Bedingungen produziert. Es wäre daher vom Standpunkt der Motorfunktionsfähig keit und Gesamtluftqualität wünschenswert, eine Motortreibstoffzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die die oben beschriebenen Probleme minimiert oder überwindet.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Motortreibstoffzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die Ablagerungsbeständigkeit und ORI-Hemmung zeigt, wenn sie in einem Verbrennungsmotor eingesetzt wird.
Es ist ein Merkmal von Motortreibstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, dar Ablagerungsbildung in der Verbrennungskammer minimiert wird, mit gleichzeitiger Verringerung von Motor- ORI.
Es ist ein Vorteil, dar Motortreibstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verringerte Ablagerungsbildung und verringerten Motor-ORI zeigen.
Die ORI-gehemmte und ablagerungsbeständige Motortreibstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Reaktionsprodukt-Additiv, das dadurch erhalten wird, daß ein zweibasiges Säureanhydrid, ein Polyoxyalkylendiamin und ein heterozyklisches Azol umgesetzt werden. Der Reaktant "zweibasiges Säureanhydrid", der verwendet wird, um das Reaktionsprodukt herzustellen, ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Maleinsäureanydrid, Alpha-Methylmaleinsäureanhydrid, Alpha-Ethylmaleinsäureanhydrid und Alpha, Beta-Dimethylmaleinsäureanhydrid besteht. Das bevorzugteste zweibasige Säureanhydrid für diesen Anwendungszweck ist Maleinsäureanhydrid.
Der Reaktant "Polyoxyalkylendiamin", der verwendet wird, um das Reaktionsprodukt herzustellen, ist ein Diamin der Formel
in der R&sub2; und R&sub3; C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkylengruppen sind, vorzugsweise eine C&sub2;-C&sub6; Alkylengruppe, am bevorzugtesten eine Propylen- oder Butylengruppe, q und r ganze Zahlen mit einem Wert von 0 oder 1 sind, vorzugsweise mit q=1 und r=0, c einen Wert von etwa 2-150 hat, vorzugsweise 2-50;. b+d einen Wert etwa 2-150 hat, vorzugsweise 2-50; und a+e einen Wert von etwa 0-12 hat, vorzugsweise 2-8. In der bevorzugten Ausführungsform, ist q=1, ist r=0, ist R&sub2; eine Butylengruppe, und der Reaktant Polyoxyalkylendiamin hat daher die Formel
in der c eine Wert von 2-150 hat, vorzugsweise 2-50, b+d einen Wert von 2-150 hat, vorzugsweise 2-50, und a+e einen Wert von 2-12 hat, vorzugsweise 2-8.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, ist q=1, ist r=0, ist R&sub2; eine Propylengruppe, hat a+e einen Wert von 0, und der Reaktant Polyoxyalkylendianin hat daher die Formel
in der c bzw. b+d einen Wert von 2-150 hat, vorzugsweise 2-50. Polyoxyalkylendiamine der obigen Struktur, die für diesen Anwendungszweck geeignet sind, schließend diejenigen ein, die von Texaco Chemical Co. unter dem Handelsnamen JEFFAMINE ED-Series erhältlich sind. Spezielle Beispiele solcher Verbindungen sind unten angegeben: ungefährer Wert Handelsname ungefähres Molekulargewicht
Der Reaktant "heterozyklisches Azol", der verwendet wird, um das Reaktionsprodukt herzustellen, kann irgendein substituiertes oder unsubstituiertes heterozyklisches Azol sein, ist vorzugsweise aber aus der Gruppe ausgewählt, die aus Tolyltriazol (im weiteren als TTZ bezeichnet), Benzotriazol (im weiteren als BTZ bezeichnet), Aminotriazol (im weiteren als ATZ bezeichnet), Aminotetrazol (im weiteren als ATTZ bezeichnet), Aminomercaptothiadiazol (im weiteren als AMTZ bezeichnet) und Benzomercaptothiazol (im weiteren als BMTZ bezeichnet) besteht.
Wenn ein Aminotriazol-Reaktant verwendet wird, wird er vorzugsweise 3-, 4- oder 5-Aminotriazol sein (im weiteren als 3- ATZ, 4-ATZ bzw. 5-ATZ bezeichnet), einschließlich derjenigen, die inerte Substituenten tragen, typfiziert durch Kohlenwasserstoff- oder Alkoxygruppen, die in der vorliegenden Erfindung nicht reagieren. Der bevorzugteste Aminotriazol-Reaktant ist 5-ATZ. Wenn ein Aminotetrazol-Reaktant verwendet wird, wird er vorzugsweise ein 4- oder 5-Aminotetrazol sein (im weiteren als 4-ATTZ bzw. 5- ATTZ bezeichnet) , wieder einschließlich derjenigen, die inerte Substituenten tragen, typifiziert durch Kohlenwasser- oder Alkoxygruppen, die in der vorliegenden Reaktion nicht reagieren. Wenn ein Aminomercaptothiadiazol-Reaktion verwendet wird, wird er bevorzugt ein 5-Aminomercaptothiadiazol sein. Der bevorzugteste Kohlenwasserstoff-Azol-Reaktant zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist 5-ATZ.
Das Reaktionsprodukt-Additiv der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem zunächst 0,5-2,5 Mol, vorzugsweise etwa 2 Mol des oben beschriebenen zweibasigen Säureanhydrids mit 0,5-1,5 Mol, vorzugsweise etwa 1 Mol des oben beschriebenen Polyoxyalkylendiamin-Reaktanten bei einer Temperatur von 30ºC-200ºC, vorzugsweise 90ºC-150ºC, umgesetzt werden, um ein Aminomaleinsäureamid herzustellen. Die Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt. Geeignete Lösungsnittel schließen Kohlenwasserstoffe ein, die im Siedebereich von Benzin von etwa 300º bis etwa 200ºC sieden. Im allgemeinen wird dies gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen einschließen. Spezielle geeignete Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel schliefen Tetrahydrofuran, Hexan, Cyclohexan, Benzol, Toluol und Mischungen derselben ein. Xylol ist das bevorzugte Lösungsmittel. Das Lösungsmittel kann in einer Menge von bis zu etwa 90 Gew.-% der Gesamtreaktionsmischung vorliegen. Wenn die Reaktion erst einmal beendet ist, kann das Aminomaleinsäureamid vom Lösungsmittel unter Verwendung herkömmlicher Mittel abgetrennt werden oder mit einen Teil oder der Gesamtheit des Lösungsmittels vermischt zurückbehalten werden.
Das Aminomaleinsäureamid wird danach, entweder allein oder in Lösung mit dem oben beschriebenen Lösungsmittel, mit 0,5-1,5 Mol, vorzugsweise 1 Mol des vorbeschriebenen Reaktanten "heterozyklisches Azol" bei einer Temperatur von 50-100ºC umgesetzt. Wenn Tetrahydrofuran als Lösungsmittel verwendet wird, ist die bevorzugte Temperatur etwa 80ºC; wenn Xylol als Lösungsmittel verwendet, ist die bevorzugte Temperatur etwa 100ºC. Wenn die Reaktion erst einmal beendet ist, kann das Reaktionsprodukt unter Verwendung herkömmlicher Mittel aus dem Lösungsmittel abgetrennt werden oder mit einem Teil oder der Gesamtheit des Ldsungsmittels vermischt zurückbehalten werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen das bevorzugte Verfahren der Herstellung des Reaktionsproduktes der vorliegenden Erfindung. Man wird verstehen, dar die folgenden Beispiele rein veranschaulichend und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. In den Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, sofern nicht anders angegeben.

BEISPIEL I

19,6 Teile Maleinsäureanhydrid, 692,8 Teile Xylol und 673,2 Teile Polyoxyalkylendiamin werden bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt, um ein Aminomaleinsäureamid herzustellen. Das Polyoxyalkylendiamin (JEFFAMINE ED-2001) kann durch die Formel repräsentiert werden
in der c einen ungefähren Wert von 40,5 hat und b+d einen ungefähren Wert von 2,5 hat, Das Aminomaleinsäureamid wurde filtriert und unter Vakuum von restlichem Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert. Danach wurden 346,4 Teile einer 50% aktiven Lösung von Xylol und dem oben beschriebenen Aminomaleinsäureamid und 4,2 Teile 5-ATZ bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt, um das endgültige Reaktionsprodukt-Additiv herzustellen. Das Reaktionsprodukt wurde filtriert und unter Vakuum von restlichem Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert.

BEISPIEL II

19,6 Teile Maleinsäureanhydrid, 692,8 Teile Xylol und 673,2 Teile eines Polyoxyalkylendiamin wurden bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt um ein Aminomaleinsäureamid herzustellen. Das Polyoxyalkylendiamin (JEFFAMINE ED-2001) kann durch die Formel repräsentiert werden
in der c einen ungefähren Wert von 40,5 hat und b+d einen ungefähren Wert von 2,5 hat. Das Aminomaleinsäureanid wurde filtriert und unter Vakuum von restlichen Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert. Danach wurden 346,4 Teile einer 40% aktiven Lösung von Xylol und dem oben beschriebenen Aminomaleinsäureamid, 300 Teile Tetrahydrofuran und 6 Teile BTZ bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt, um das endgültige Reaktionsprodukt-Additiv herzustellen. Das Reaktionsprodukt wurde filtriert und unter Vakuum von restlichem Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert.

BEISPIEL III

19,6 Teile Maleinsäureanhydrid, 692,8 Teile Xylol und 673,2 eines Polyoxyalkylendiamins wurden bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt um ein Aminomaleinsäureamid herzustellen. Das Polyoxyalkylendiamin (JEFFAMINE ED-2001) kann durch die Formel repräsentiert werden
in der c einen ungefähren Wert von 40,5 hat und b+d einen ungefähren Wert von 2,5 hat. Das Aminomaleinsäureamid wurde filtriert und unter Vakuum von restlichem Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert. Danach wurden 256,3 Teile einer 50% aktiven Lösung von Xylol und dem oben beschriebenen Aminomaleinsäureamid und 3,3 Teile 5-ATTZ bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden ungesetzt, um das endgültige Reaktionsprodukt-Additiv herzustellen. Das Reaktionsprodukt wurde filtriert und unter Vakuum von restlichem Lösungsmittel gestrippt und durch IR- und Elementaranalyse identifiziert.

BEISPIEL IV

19,6 Teile Maleinsäureanhydrid, 692,8 Teile Xylol und 673,2 Teile eines Polyoxyalkylendiamins werden bei einer Temperatur von 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt, um ein Aminomaleinsäureamid herzustellen. Das Polyoxyalkylendiamin hat die Formel
in der c einen ungefähren Wert von 40,5 hat, b+d einen ungefähren Wert von 40,5 hat und a+e einen ungefähren Wert von 2,5 hat. Anschließend werden 341,4 Teile einer 50% aktiven Lösung von Xylol und dem oben beschriebenen Aminomaleinsäureamid und 4,2 Teile 5- ATZ bei einer Temperatur von etwa 100ºC für annähernd 2 Stunden umgesetzt, um das endgültige Reaktionsprodukt-Additiv herzustellen.
Die Motortreibstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Hauptmenge eines Basis-Motortreibstoffs und 0,0005-5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,001-1,0 Gew.-% des oben beschriebenen Reaktionsprodukts. Bevorzugte Basis-Motortreibstoffzusammensetzungen sind diejenigen, die zur Verwendung in Funkenzündungsverbrennungsmotoren gedacht sind. Solche Motortreibstoffzusammensetzungen, im allgemeinen als Benzin-Grundmischungen bezeichnet, umfassen vorzugsweise ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, das im Siedebereich von Benzin, vorzugsweise von etwa 32ºC (90ºF) bis etwa 232ºC (450ºF), siedet. Dieser Basistreibstoff kann aus geraden Ketten oder verzweigten Ketten von Paraffinen, Cycloparaffinen, Olefinen, aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Mischungen derselben bestehen. Der Basistreibstoff kann unter anderem aus Straight-Run-Benzin, Polymerbenzin, Naturbenzin oder aus katalytisch gecrackten oder thermisch gecrackten Kohlenwasserstoffen und katalytisch reformiertem Ausgangsmaterial gewonnen sein. Die Zusammensetzung und Oktanzahl des Basistreibstoffs sind nicht kritisch und jedes herkömmliche Motortreibstoff-Grundmaterial kann bei der praktischen Umsetzung dieser Erfindung verwendet werden. Ein Beispiel einer Motortreibstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist in Beispiel V unten angegeben.

BEISPIEL V

100 PTB des in Beispiel I angegebenen Reaktionsprodukts (d.h. 100 Pounds Reaktionsprodukt pro 1000 Barrel Benzin, äquivalent zu etwa 0,01 Gew.-% Reaktionsprodukt, bezogen auf das Gewicht der Treibstoffzusammensetzung) wird mit einer Hauptmenge eines Basismotortreibstoffs (hier als Basistreibstoff A bezeichnet) vermischt, der ein im wesentlichen unverbleites (weniger als 0,05 g Tetraethylblei pro Gallone) Premium-Benzin ist, das ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen umfaßt, das im Siedebereich von Benzin siedet und aus etwa 22% aromatischen Kohlenwasserstoffen, 11% olefinischen Kohlenwasserstoffen und 67% paraffinischen Kohlenwasserstoffen besteht, die im Bereich von etwa 90ºF bis 450ºF sieden.
Es ist nachgewiesen worden, dar eine Motortreibstoffzusammensetzung, die eine geringere Menge der Reaktionsproduktzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt, bei der Minimierung und Verringerung von Ablagerungen in Benzinverbrennungsmotoren wirksam ist. Dies ist eine Verbesserung im Treibstoffleistungsverhalten, das das Auftreten von Motorklopfen verringern kann. Mehrere Motortreibstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung wurden mit dem Combustion Chamber Deposit Screening Test (CCDST) getestet. In diesem Test werden die ablagerungsbildenden Neigungen eines Benzins gemessen. Die Menge an Ablagerungsbildung korreliert gut mit der ORI-Performance, die in Autotests und Motortests beobachtet wurde. Die Menge an Ablagerung wird verglichen mit einem hohen Bezugswert (einem Standard-Benzin, das für eine hohe Ablagerungsbildung bekannt ist) und einem niedrigen Bezugswert (einen unverbleiten Basis-Treibstoff, von dem bekannt ist, daß er eine niedrige Ablagerungsbildung besitzt).
Der CCDST bestimmt, ob das fragliche Additiv als ein Ablagerungskontrolladditiv wirksam ist, um ORI zu verhindern. In diesem Test wurden die Additivproben der zu testenden Reaktionsproduktzusammensetzungen in 3,0 Gew.-% Methanol gelöst und anschließend in Basistreibstoff A in einer Konzentration von 100 PTB (100 Pounds Additiv pro 1000 Barrel Treibstoff, äquivalent zu etwa 0,033 Gew.- % Additiv) gelöst. In einer Stickstoff/Heißluft-Umgebung wurde das Benzin dann zerstäubt und auf ein erhitztes Aluminiumrohr gesprüht. Nach 100 Minuten wurden die Ablagerungen, die auf dem Rohr gebildet wurden, ausgewogen. Benzine, die größere Mengen Ablagerung auf dem erhitzten Aluminiumrohr bilden, verursachen den größten ORI, wenn sie in einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden. Der CCDST wurde auch verwendet, um die Ablagerungsneigung eines Treibstoff mit hohem Bezugswert (Beispiel H), der bekannt ist, eine grobe Ablagerung zu liefern, und eines Treibstoffs mit niedrigem Bezugswert (Beispiel L), einem unverbleitem Standard- Benzin, von dem bekannt ist, daß es eine niedrige Ablagerung liefert, zu messen. Die Ergebnisse sind unten zusammengefaßt: CCDST-Ergebnisse (mg) Getestete Proben niedriger Bezugswert hoher Bezugswert Probenergebnis Basistreibstoff A + 100 PTB Beispiel I
Die obigen Ergebnisse veranschaulichen, dar die Motortreibstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gegenüber dem unverbleiten Basistreibstoff mit niedrigem Bezugswert leicht überlegen und gegenüber dem Standard-Treibstoff mit hohem Bezugswert stark überlegen sind, im Hinblick auf Beständigkeit gegenüber Ablagerungsbildung und folglich im Hinblick auf ORI-Hemmung.
Zur Erleichterung bei der Versendung und Handhabung, ist es nützlich, ein Konzentrat des Reaktionsproduktes der vorliegenden Erfindung herzustellen. Das Konzentrat kann in einem geeigneten flüssigen Lösungsmittel, wie etwa Toluol oder Xylol, hergestellt werden, wobei Xylol besonders bevorzugt ist. Bei der bevorzugten Art und Weise, ein Konzentrat der vorliegenden Erfindung herzustellen, werden 0,1-10,0, vorzugsweise 5,0-10,0 Gew.-% des Reaktionsproduktes der vorliegenden Erfindung mit einer Hauptmenge eines flüssigen Lösungsmittels, vorzugsweise Xylol, vermischt.
Motortreibstoff- und Konzentratzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können zusätzlich irgendeines der im allgemeinen in Motortreibstoffzusammensetzungen verwendeten Additive umfassen. Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindungen können somit zusätzlich herkömmliche Vergaser-Detergentien, Antiklopfverbindungen, wie etwa Tetraethylblei-Verbindungen, Antivereisungsadditive, Oberzylinderschmieröle und dergleichen enthalten. Insbesondere können solche zusätzlichen Additive Verbindungen einschließen, wie etwa Polyolefin-Polymere, -Copolymere oder entsprechende hydrierte Polymere oder Copolymere von ungesättigten C&sub2;-C&sub6;-Kohlenwasserstoffen oder Mischungen derselben. Zusätzliche Additive können substituierte oder unsubstituierte Monoamin- oder Polyamin-Verbindungen einschließen, wie etwa Alkylamine, Etheramine und Alkylalkylenamine oder Kombinationen derselben.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines ORI-hemmenden Additivs für eine Motorkraftstoffzusammensetzung, gekennzeichnet durch Umsetzen, bei einer Temperatur von 30 bis 200ºC, von:

(a) 0,5 bis 2,5 mol eines zweibasigen Säureanhydrids;

(b) 0,5 bis 1,5 mol eines Polyoxyalkylendiamins der Formel

in der R&sub1; und R&sub2; C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkylen sind, q und r 0 oder 1 sind, c 2 bis 150 ist, b+d 2 bis 150 ist und a+e 0 bis 12 ist; und

(c) 0,5 bis 1,5 mol eines heterozyklischen Azols.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweibasige Säureanhydrid Maleinsäureanhydrid ist.

3. Verfahren nach den Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoxyalkylendiamin die Formel besitzt, in der c 2 bis 50 ist, b+d 2 bis 50 ist und a+e 2 bis 8 ist.

4. Verfahren nach den Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoxyalkylendiamin die Formel

besitzt, in der c 2 bis 50 ist und b+d 2 bis 50 ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das heterozyklische Azol ein Aminotriazol, Aminotetrazol, Aminomercaptothiadiazol, Benzomercaptothiazol, Benzotriazol oder Tolyltriazol ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das heterozyklische Azol 3-, 4- oder 5-Aminotriazol; 4- oder 5- Aminotetrazol oder 5-Aminomercaptothiadiazol ist.

7. Motorkraftstoffzusammensetzung, die ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, die im Bereich von 90 bis 450ºF (32 bis 232ºC) sieden, und von 0,0005 bis 5,0 Gew.-% eines ORI- hemmenden Additivs umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv mit einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist.

8. ORI-hemmendes Additivkonzentrat, das ein flüssiges Lösungsmittel und von 0,1 bis 10 Gew.-% eines Additivs, das mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist, umfaßt.