TW528797B - A fuel additive composition for improving the delivery of friction modifier to the lubricant oil of an internal combustion engine - Google Patents

A fuel additive composition for improving the delivery of friction modifier to the lubricant oil of an internal combustion engine Download PDF

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Benjamin J Kaufman
Frank J Deblase
Thomas E Hayden
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Description

528797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（1 ) 本發明係有關於一種用於增進摩擦改良劑運送至内燃機 潤滑油的燃料添加劑組成物，一種含該添加劑之燃料組成 物及種利用燃料操作發動機之方法。 内燃機中燃料之燃燒一般會在燃”燒室之各部份及發動機 燃料進入及排氣系統造成沉積物形成及累積。燃燒室中這 -冗積物之存在g會產生下列問題··（ 1 )發動機運轉效率降 低，（2)抑制燃燒室與發動機冷卻系統間的熱輸送；及（3)燃 燒區體積減少，其會在發動機中引起比設計更高之壓縮 比。爆震發動機也會因沉積物在燃燒室中形成及累積而發 生。 Λ 。爆震發動機之期間延長會造成發動機組件應力疲勞及磨 才貝，如，例如活塞，連桿軸承及凸輪桿。磨損之速度在發 動機内存在之嚴厲溫度及壓力條件下會跟著提高，除限制 I使用中發動機組件之有用壽命外，組件之磨損代價會很 高因爲發動機組件本身製造起來很昂貴。與磨損相關:其 他明顯問題包括，例如，設備停機時間，降低之安全性2 減少之可靠度。 ‘ 達到增強之燃料經濟而因此降低發動機組件之磨損之一 種方法是，改良使用燃料之内燃機之效率。發動機效率之 改艮可經由-些方法達成，例如，⑴改良對燃料/空氣 控制；（2)降低曲軸箱油黏度；及（3)降低發動機某些特 :因：損所產生的内摩擦。在方法(3)中，例如在發動機内 中，有約18%(燃料熱値，亦即，燃料燃燒釋出而因此於 —*—Λ-----Aw --------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 528797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —---E_______ 五、發明說明（2 ) 作工之熱量，係由於發動機組件如軸承，氣門機件，舌 塞，環形件，水及油泵等等之内摩擦而消散。只有約… 之燃料熱値在曲軸轉換成有用之功。活塞環及氣門機件^ 部件發生的摩擦佔熱値損失之5〇%以上。能降低這些發= 機組件之摩擦三分之一的潤滑性增.進燃料添加劑即可^持 額外之3%燃料熱値於曲軸作有用之功。因此，一直繼嬙在 尋求可增進摩擦改良劑運送至發動機重要部位而因此改良 發動機燃料經濟之燃料添加劑。 例如，美國專利第 2,252,889，4，185 594 , 4，2〇819〇， 4,204,481及4,428，182號揭示適用於柴油發動機之燃料之抗 磨損添加劑，其係由脂肪酸酯，不飽和二聚合脂肪酸，第 一脂族胺，二乙醇胺之脂肪酸醯胺及長鏈脂族單羧酸所組 成。 美國專利第4,427,562號揭示用於潤滑劑及燃料之摩擦降 低劑’其係第一烷氧基烷基胺與羧酸之反應或適當甲酸酯 之氨解所形成。 美國專利第4,729,769號揭示用於汽油之清潔劑，其含有 C6_C2〇脂肪酸酯如椰子油與單-或二-羥基烴基胺如二乙醇胺 或二甲基胺基丙胺之反應產物。 垄if!概述 根據本發明，其提供之燃料添加劑組成物包含： (a) 摩擦改良量之至少一種天然或合成油與至少一種烷醇 胺之反應產物；及 (b) 至少一種燃料清潔劑。 __ _ 5 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） I------- 111 ^ · I--— — — -訂—---111« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 528797
再根據本發明，其提供之燃料組成物包含： (a) 主要量之内燃機燃料；及 (b) 次要有效量之燃料添加劑組成物，其包含： ⑴摩擦改艮量之至少一種天然或合成油與至少一種烷醇胺 之反應產物；及 (ii)至少一種燃料清潔劑。 返有再根據本發明，其提供之内燃機操作方法包含利用 燃料組成物作爲燃料操料動機，該燃料組成物包含： (a) 主要量之内燃機燃料；及 (b) 次要有效量之燃料添加劑組成物，其包含： (1)摩掭改良量之至少一種天然或合成油與至少一種烷醇胺 之反應產物；及 (ii)至少一種燃料清潔劑。 “燃料，，一詞如此處所用應了解爲係指烴燃料如汽油或柴 油，醇系燃料如甲醇或乙醇，或烴與醇系燃料之混合物。 “柴油” 一詞如此處所用應了解爲係指在煤油後蒸餾且可 用於壓縮·點火發動機内燃之粗油之餚份。 、/飞油’’ 一詞如此處所用應了解爲係指用於火花-點火内燃 機之燃料，其基本上係由粗石油藉諸如蒸餾重整，聚合， 觸媒裂解及烷基化等方法衍生而得之揮發性可爲液體烴所 組成。 天然油一凋如此處所用係指自動物或植物源衍生之天 然存在油。此等油係混合之c^c：22脂肪酸酯如甘油脂肪酸 酉曰’且特別包括椰子油’巴巴蘇油Ο。），標櫚仁 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 528797 A7 B7 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 油’棕櫚油，橄欖油，蓖麻油，菜油，牛油，鯨油，向日 蒸油’棉子油，亞麻子油，桐油，脂油，豬油，花生油， 大1油等等。應了解的是，此等油主要將包含甘油三酸酯 和小量例如多達1 〇重量％之單-及三·甘油酯。 合成油’’ 一詞在此處係用以指羧.酸與甘油反應所產生之 產物，例如，甘油三醋酸酯及類似物。應了解的是，此等 合成油可含有介於約O.i重量。/❶至約2〇重量％之單·及二-甘 油酯，及其混合物。 在燃料組成物中利用由（1)摩擦改良量之至少一種然或合 成油與至少一種烷醇胺之反應產物；與（2)至少一種燃料清 潔劑所形成之燃料添加劑組成物，已令人意外地發現，摩 擦改良量之反應產物…亦即，其中所含之摩擦改良劑_ •可 運送至發動機之汽缸壁，因此降低其摩擦；然後接著遷移 進入曲軸箱潤滑油中，因此增強潤滑油在發動機其他部位 之摩擦改良性質。雖然不願受理論約束，但咸信清潔添加 劑增進摩擦改良劑運送至潤滑劑之機制如下。在自化油器 或燃料噴射器噴出後，汽油即以小液滴存在。這些液滴立 即開始蒸發，提供在發‘動機内燃燒之蒸氣。最低分子量之 成分先蒸發，而相反地，較重之成分則留下。請參閱芝田 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (Shibata)等人之 “Effect of Intake Valve Deposits and
Gasoline Composition on S.I. Engine Performance9% Society of Automotive Engineers, Warrandale，PA (1992)。在典型發動 機操作條件（例如，溫度及停留時間）下，摩擦改良劑及沉 積物控制添加劑之活性成分不會蒸發。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 528797 Α7 -------Β7 五、發明說明（5 ) 如應用於此處所述本發明，當摩擦改良劑溶解於汽油在 操作條件下會芫全蒸發之汽油中時，摩擦改良劑不會在這 些相同條件下条發（摩擦改良劑濃度爲230 。以自化 油器/噴射器噴出後具有直徑100微米之最初液滴而言，此 一液滴之體積爲523,600立方微米。·在汽油蒸發後，該液滴 即由摩擦改良劑所構成，而體積爲起初液滴體積之〇 〇〇〇23 倍，或120 jl方微米。此等於直徑61微米。假設密度爲i克 /立方厘米，此一液滴之質量將爲12 χ 1〇-1G克。 燃料沉積物控制添加劑加入燃料組成物中即會提高揮發 性物負之f，其依次在汽油己蒸發後生成更大殘留液滴。 殘留液滴質量（增加將與所加入非揮發性沉積物控制成分 < f成正比。以典型燃料而言，沉積物控制成分在燃料中 加入320 ppmv。因此，非揮發性物質之濃度變成55〇 ppmv，而由1〇〇微米直徑之最初液滴所產生之殘留液滴之質 量則變成2.9X l(r1G克。 貝f更大（液滴較不會被汽缸中之旋渦氣體夾帶，而更 合易扣到Ά缸壁。一旦在其上，摩擦改良劑即能降低摩擦 並向下流入機油缸。因‘此，汽油中較高濃度之非揮發性添 加劑所產生之更大顆’更重之殘留液滴將更能有效地運送 至汽缸壁及發動機油。 Μ佳具體例之詳細_^_^ 本發明之燃料添加劑組成物係自⑷摩擦改良量之至少— 種天然或合成油與至少一種烷醇胺之反應產物及至少一 種燃料清潔劑所製得。 ^紙張尺度適用中關家標準（CN^^⑽χ 297·：^-------_ ---1—--*--------— II--訂· ---I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 528797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 用於本發明之天然油如混合之c6-c22脂肪酸酯，亦即，自 天然源衍生之甘油脂肪酸酯或甘油三酸酯係包括，但不限 於，牛油，豬油，棕櫊油，蓖麻油，棉子油，玉米油，花 生油，大豆油，向日葵油，橄欖油，鯨油，鯡油，沙丁 油，椰子油，棕橺仁油，巴巴蘇油，菜油，豆油及類似 物，以椰子油爲較佳之天然油。 可用於本發明燃料添加劑組成物之天然油一般將含有 C0-C22脂肪酸酯，亦即，若干脂肪酸基團，其數量及種類隨 油之來源而異。脂肪酸是一類含有長烴鏈及終瑞羧酸基之 化合物，並視烴鏈中有無雙鍵而定，以不飽和或飽和爲特 徵。因此，不飽和脂肪酸在烴鏈中具有至少一個雙鍵，而 飽和脂肪酸則在其脂肪酸鏈中不具有雙鍵，此酸較佳爲飽 和。不飽和脂肪酸之實例包括肉豆蔻腦酸，棕櫚油酸，油 酸，亞油酸及類似物。飽和脂肪酸之實例包括己酸，辛 酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，棕櫚酸，硬酯酸，花生 酸，廿十二烷酸，廿十四烷酸及類似物。 酸基團可以完全酯化或較未完全酯化之化合物供應，例 如，分別爲三硬脂酸甘‘油酯或二_月桂酸甘油酯及單-油酯 甘油酯。包括二元醇及聚伸烷基二醇之多元醇之酯，如甘 路糖醇，山梨糖醇，季戊四醇，聚氧伸烷基多元醇及類似 物皆可使用。 用於此處之合成油包括烷氧化烷基酚，烷氧化醇，聚烷 氧化物爲基之醇及二元醇，其利用羧酸之酯，前述化合物 之醚，脂族酸例如多元酸之酿，及脂族醇例如多元醇之 - # h 『 r ---*---*-----裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9-
528797 A7 B7 五、發明説明（ 酯，及類似物。 與天然或合成油反應形成反應產物之烷醇胺可爲擁有至 > 一個羥基之第一或第二胺。烷醇胺相當於一般化學式 ί^(ΙΙΌΗ)2_χΗχ ’其中R’爲具約2至約6個碳原子之低碳炉 基，及X爲〇或1。“烷醇胺，，一詞，其最廣意義包括含有至 少一個第一或第二胺及至少一個羥基之化合物，如例如， 早烷醇胺，二烷醇胺，以此類推。咸信幾乎任何烷醇胺都 可使用’雖然較佳烷醇胺爲具約2至約6個碳原子之低碳燒 醇胺。烷醇胺除一個胺基（該基爲第一或第二胺基）及^二 —個羥基外，可擁有〇或N官能度。用於此處之適當烷醇胺 包括單乙醇胺，二乙醇胺，丙醇胺，異丙醇胺，二丙醇 月文，二-異丙醇胺，丁醇胺，胺基乙基胺基乙醇，例如，2 _ (2 -胺基乙基胺基）乙醇及類似物，以二乙醇胺爲較佳。也 涵盍可使用二或多種烷醇胺之混合物。 一般而言，反應可藉由將所欲比例之天然或合成油與烷 醇胺之混合物加熱進行以產生所要反應產物。反應一般可 藉維持反應物於溫度約l〇〇U〇〇O，較佳約l2〇r-15〇OT —段約1-10小時，較佳約2-4小時之時間而進行。一般而 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 II ϋϋ m ϋ— m mi m· mi I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 言’天然或合成油與烷醇胺之重量比普通爲約〇·2至約3， 較佳約0.7至約2。 若有需要’反應可在溶劑中進行，較佳是與產物欲使用 於其中之最終組成物可相容之溶劑。有用之溶劑包括，但 不限於，Aromatic-100，Aromatic_15〇，shells〇lv ΑΒ，
Avj et ’甲苯’二甲苯，及類似物，及其混合物。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡 528797 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 、熟諳本技藝者應了解的是，前述反應產物將含有包括脂 肪酸醯胺，脂肪酸酯，脂肪酸酯-醯胺，未反應起始反應 物，游離脂肪酸，甘油及甘油之部份脂肪酸酯（即，單-及 :1甘油酯）之化合物之複雜混合物。一般而言，反應產物 知έ有約5至約6 5莫耳。/〇之添加劑脂肪酸醯胺以及約5至約 6 5莫耳％之副產物醯胺單_及二-酯化合物，約3至約3 〇莫 耳/〇之刻產物胺基單-及二·酯化合物，約〇 · 1至約5 〇莫耳％ 之田丨產物喪基單-及二_酯化合物，約〇. 1至約3 〇莫耳％之以 甘油馬代表之副產物，約〇1至約3〇莫耳％之羧酸，約〇1至 莫耳％之加料胺，約0,1至約30莫耳％之加料甘油三酸 酉=等等。反應產物混合物不必分離以離析一或多種特定成 刀因此，反應產物混合物可知本發明之燃料添加劑組成 物叙使用。較佳反應產物可爲美國專利第4,729,769號所 揭示者，其内容併於此以供參考。 :般而言，用於本發明燃料添加劑組成物之前述反應產 物之摩擦改良1將爲約丨〇至約1〇〇〇磅/千桶（ρτΒ)，較佳約 2〇至約500 PTB，更佳約5〇至約26〇ρτΈ。 用於本發明燃料添加‘劑組成物之燃料清潔劑可爲熟諳本 、者所知用以降低發動機燃燒室及進氣系統中沉積物形 成發生之任何市售燃料清潔劑。適當之燃料清潔劑包括任 可聚醚及/或以聚晞烴，例如，聚乙烯，聚丙烯，聚丁晞 爲，之-或多種類型，包括其異構物，及至少二種前述之 ^ " 聚晞纟工基清潔劑，例如，醯亞胺如琥珀醯亞胺， 月女及頜似物’其中後者可由氯化選定之烯烴，並使如此氯 ' r * ' I -------------·裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
528797 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 化之烯煙與多胺，例如，乙二胺，四伸乙基戊胺等等反應 而製成。適^之選走晞fe爲具分子量在45〇至15〇〇，更佳在 90〇至14〇〇範圍内之聚異丁烯。另一適當之清潔劑可以較佳 具分子量在450至1500，更佳在9〇〇至14〇〇範圍内之聚異丁烯 為基，其已與馬來酸反應，而所得之酸官能化聚烯烴然後 與多胺如四伸乙基五胺反應，也已知有不涉及氯之方法。 例如，BASF用以製備聚烯烴-胺（市售爲puradd fd_i⑻）之 0X0方法及類似法。 用於此處之另一種適當清潔劑爲曼里期（Mannich)基清潔 劑。曼里期基清潔劑可爲熟諳本技藝者所知任何市售曼里 期基。X里期基係已知化合物，已發現可用作爲，例如， 分散劑，清潔劑，腐蝕抑制劑，當用作爲燃料添加劑時。 哭里期基之代表例爲已揭示於美國專利第3,368,972， 3,413,347，3,539,633，3,752,277，4,231，759 及 5,634,951 號 者，其内容均併於此以供參考。 般而a，哭里期基可由例如烷基酚，醛及胺或多胺之 縮合反應產物製得。製備這些曼里期基之方法已爲本技藝 所知且不構成本發明之一部份。烷基酚可經單或二烷基取 代，以烷基在對位被取代者爲較佳。烷基可含有約5 〇至約 20,000個碳原子，較佳約2〇〇至約3〇〇個碳原子。適當烷基酚 包括多丙基酚，多丁基酚，多異丁基酚，多戊基酚，多丁 基-共-多丙基酚及類似者。可便用其他類似長鏈烷基酚， 但較差。 哭里期基所用之醛可爲游離醛，醛之水溶液或在反應條 -12- 尽，，氏張尺度通用中國國家標準（CNS )八4規格（21〇><297公釐 r--*----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 528797 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（1G ) 件下可提供單體醛之聚合型醛。於 u ^ 用於I備趸里期基產物之 代表性醛類包括脂族趁如甲趁，乙醛，丙趁，丁醛，戊 酸’己酸’㈣’硬脂趁及類似纟；芳族趁如苯酸，水楊 趁及類似者；雜«如味喃駿，喔㈣及類似者。A他趁 類包括甲趁產生藥劑如仲甲越，含·水甲趁溶液，例如，福 馬林及類似者，以甲醛及福馬林爲較佳。 胺可爲具東反應性氮基之廣大範圍胺之任何一種，且一 般含有少於釣100個之碳原子。適當胺包括具以下一般化學 式之多胺：
H2N(-A-N),H
I Η 其中Α爲具2至約6個碳原子之二價伸烷基，及乂爲is 1〇， 較佳2至6之整數。有用之多胺包括多_乙二胺，伸丙基-多 胺，乙二胺，二乙三胺，三乙四胺，四乙五胺，五乙六 胺，六乙七胺，丙二胺，二丙三胺，三丙四胺，四丙五 胺，五丙7T胺，六丙七胺及類似者，以乙多胺如四乙五胺 爲較佳。多胺可藉本技藝熟知之方法製備。 當具二個以上胺基之‘多胺爲反應物且每莫耳多胺使用烷 基酚及甲醛各爲二莫耳以上時，内胺基也可具有經烷基及 烴基取代之芊基取代基。視所用特定多胺及所用烷基酚及 甲酸與多胺之特定比而定，所產生之反應可不具，具一些 或全邵以烷基及經朞取代之苄基取代之多胺之内胺基。 厂1 \ ΐ; 所用之胺可具有額外取代，只要不會破壞最後曼里期化 合物之燃料溶解度且不干擾曼里期縮合即可。例如，經經 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） I —Aw ill — —----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) s'. 528797 A7 B7 11 五、發明說明（ 基取代之胺可用於此。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於此處之較佳曼里期基係藉酚以聚烯烴烷基化並使所 得烷基化酚與多胺及甲醛反應而得。這一型的清潔劑可自 Ethyl公司（Richmond, Virginia)貼得，商標名爲 HiTEC 4995 及HiTEC-4997 〇 燃料清潔劑在本發明燃料添加劑組成物之使用量普通爲 約1 0至約1 〇〇〇 PTB ’較佳約1 5至約400 PTB。 若有需要，A然或合成油與㉟醇胺之反應產物及燃料清 潔劑可配合載劑使用。此種載劑可爲各種型式如液體載劑 (又稱爲溶劑，稀釋劑或謗發助劑）或固體，例如，蠟，以 敗體載劑爲較佳。可用於此處之液體載劑之代表例爲美國 專利第5’551，957’5,634,951及5,679，116號所揭示者，其内 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 容併於此以供參考。適當液體載劑之實例包括此等物質如 液體聚-阿爾發·烯烴低聚物如經氫處理及未氫處理之聚·阿 爾發-烯烴低聚物，亦即，氫化或未氫化產物，主要爲阿爾 發-烯烴單體之三聚物，四聚物及五聚物，其單體含約6至 約1 2個碳原子；液體聚烯烴，例如，聚丙烯，聚丁烯，聚 異丁晞，或類似者；液‘體之經氫處理之聚烯烴，例如，氫 處理之聚丙晞，氫處理之聚丁晞，氫處理之聚異丁埽或類 似者；礦物油；液體聚氧伸烷基化合物；液體醇或多元 醇；液體酯，及類似液體載劑或溶劑。也涵蓋可在此處使 用二或多種此等載劑或溶劑之混合物。 用於此處之較佳液體載劑爲聚醚如經取代之聚醚，環聚 醚（亦即，冠聚醚），芳族聚醚，聚醚醇及類似者，以聚醚 -14- 528797 A7 B7 五、發明説明（12 ) 醇爲最佳。一般而言，聚醚醇將具有以下一般化學式： R2 R3 R4 ^ | | ( 。Jbcn.a) v.{.ckcho)y(-c![2c即 其中x爲0至約5之整數，y爲i至約4 9，較佳約5至約4 Ο， 更佳約5至約1 0之整數，ζ爲1至約4 9，較佳約5至約4 0， 更佳約5至約1 0之整數，而x + y + ζ之和等於3至約5 〇 ; r 1爲 具約4至約3 0個碳原子之烷基，脂環基或烷基脂環基或其 中k基爲約4至約3 0個碳原子之垸芳基，包括，以例證言 之，未取代直鏈或支鏈脂族，環脂族及芳族基及以一或多 個直鏈或支鏈脂族，環脂族及/或芳族基取代之環脂族及芳 族基。因此，例如，R 1可用以下一般化學式代表： R5- 其中R5具約4至約30個碳原子之烴基，包括以實例言之， 具約ό至約24個碳原子，較佳約8至約2〇個碳原予， 9至約1 8個碳原子之單價脂族基。R 2及R 3 ,、’、 至4個碳原子之燒基及每—氧㈣基 、目同且爲具1 聚物(以無規共聚物爲較佳)之重複氧二成：規或嵌段共 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 合；⑽或R，。用於此處作爲液體載；：：：:壬何組 爲2-(4+壬基（聚（環氧丙垸-共環氧丁又成鍵醇 醇與2-(4-n-壬基（聚（環氧丙烷_共_ 丙 -η - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 丁醇之混合物。 …境)苯鍵) 一般而言，可用作爲液體載劑之聚醚 般化學式之烷芳基或烴基醇 承先由具以下 15 本紙張尺度適财關家標準（CNS〉Α4規格（210^297^17 528797 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（η )
R1—0H L其,中R1具上述意義)與由以下一般化學式所代表之至少二 種環氧化物反應而得 〜 - R" R3
! I
H2C—~CH* 及 ’ H2C· —CH
V V (其中R2及R3具上述意義）。視需要而定， 檢，M , A 4里< %氧乙 ^ 乡$約35%，可力口至前述反應以提供由以下一般 學式所代表之烴基聚氧伸烷基氫氧化物 ， f κ3 — y
㈣队娜CH〇McHiH〇^CH2L〇H 其中，^^，…，^^，^/，^及且以上音兰 Υ 八以上思我。用於此處之 ^ 1，2-環氧化物包括，但不限於，環氧乙燒，環氧丙燒， J衣氧丁烷及類似者。 故烴基醇與至少二種1>2環氧乙燒可有利地反應形成煙基聚 氧伸烷基氫氧化物之反應混合物，其莫耳比通常係自約1至 、’、勺100，較佳約5至約2 5。反應通常係在溫度自約5 〇至約 4〇〇°c，較佳約100Ό至約1S(rc下進行。在較佳參數下製備 烴基聚氧伸烷基氫氧化物之時間一般將不超過3小時。 然後藉由使反應混合物通過酸性樹脂將烴基聚氧伸燒義 氫氧化物酸化而形成聚醚醇。 土 本發明燃料添加劑組成物使用之液體載劑之量一般將自 約10 PTB至約1000 PTB加等量之燃料清潔劑。 本發明之添加劑組成物可藉由反應混合物（a)與燃料清潔 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公餐 -- --» —i— - - - - —L si—..... [ - -I - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 528797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（14 ) 劑（b)及視需要之液體載劑（c)依序或任何適當順序混合而製 備。例如，反應混合物可和曼里期基混合，然後此一混合 物再與液體載劑混合或曼里期基與液體載劑之混合物可和 反應混合物混合。此一混合可在組合物添加至燃料之前或 在含本發明添加劑組成物之燃料混洽時進行。因此，本發 明各種成分之添加及/或混合之順序並不重要，而全部此等 成分之添加及/或混合順序均視爲在本發明之範圍内。 在本發明之燃料添加劑組成物及/或燃料組成物中，可使 用其他燃料添加劑以增強燃料之性能，包括例如，抗氧化 劑，腐蝕抑制劑，去混濁劑，去乳化劑，金屬失活,，杧 發泡劑，燃燒改良劑如十六烷改良劑，共溶劑，包^相= 劑，金屬基添加劑如金屬燃燒增進前，抗爆震劑如四乙$ 錯化合物，Ρ方結冰劑，染料，-或多種燃料溶性抗氧^ 劑，辛貌增進劑，㈣降⑽，補助清潔劑/分教劑添加劑 及類似物及其混合物。 本發明之燃料添加劑組成物，當用作爲由 田J丨(=馬内燃機燃料組成 物之添加劑以增進摩擦改良劑運送至愀焯 儿 Λ、、、h至及曲軸箱潤滑 劑時，特別有用。因此，燃料組成物將本 j η β王要f之内橼 機燃料組成物及次要有效量之至少一種太 十丨，丄、， 硬本發明乏燃料添加 劑組成物。一般而言，燃料組成物所用 _ 然枓添加劑組成物 《置可自約20 PTB至約2000 PTB，較佳約 1MB 至約 3〇〇 PTB ’ 更佳約 5〇 PTB至約 150 PTB。 可使用本發明添加劑組成物之燃料可& / 打』馬任何烴燃料，例 如，柴油，汽油，煤油，喷射機油等等；醇系燃料如甲醇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} i I--I I I 訂--I-- 辱· -17· 528797
發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然料^昆合物。當_料爲柴油時，此 種燃科-奴在約212F以上滞騰。柴油 餾物或眞空蒸餾物，或直餾物盥鼽 匕口大巩盛… ^ Λ Μ > ^ ^ ^ ”…及或觸媒裂解蒸餾物任 = : != 燃料具十六境値至少4〇,較佳 、二更 上。柴油燃料在添加任何十六烷增進 劑添加前具有此種十六烷値。燃曰 六烷增進劑提升。 十値可精添加十 當燃料爲汽油時，其可由直鏈石 然汽油，觸媒裂解或熱裂解烴，觸煤二：：物汽油’天 生。熟諳本技藝者應了解的是：原科及類似物衍 至約—之範圍嶋:可會在均8” ^j甶直鏈或支鏈石蠟，環石 %，烯烴及方族烴或這些之任何混合物所組成。 ::而言’燃料之組成及辛燒或十六燒含量並 任何習知燃料皆可使用。 含本發明燃料添加劑組成物 之操作。當基本燃料爲柴油時_ 此等燃料操作之壓縮-點火發::成=:= 1 w '燃料組成物將適‘合於例如一般以此等燃料操作之火 人發動機。應了解的是，含本發明燃料添加劑之煥料 :二物可用以操作各種不同發動機及用於需要具有增進2 η艮劑運送之燃料之任何其他用途，例 擎，窯爐等等。 ⑻51 :下實例將用以説明製造本燃料添加劑組成物之方法， 及’、在增進燃料組成物之摩擦改良劑運送之燃料添加劑上 -18- 士公爱) . . Aw Μ--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 528797 A7 ----B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16 ) 之用途。 實驗部份 I ·摩擦改良劑之製i 實例1 將1 · 3公斤椰子油（約分子量65 7 AMU)加熱至約6 0 °C並一 邊攪拌一邊將0.38公斤二乙醇胺加入。然後在氮氣下將混合 物加熱至120°C並保持^014小時並在100-120°C拋先過濾。 將產物定量分離成爲含有氮含量爲2·9%及鹼値TBN目標爲9 之黃色半固體。 依照實例1之程序，利用26·7克（〇·4莫耳）之椰子油及 73.44克（0.72莫耳）之二乙醇胺。 產物含有2.8%氮及鹼値ΤΒΝ爲9.4。 若反應物爲以下各物，可得與實例 表1 實例 t 3 玉米油 4 花生油 5 豆油 6 棕櫚油 7 橄欖油 11.燃料摻合物之製備 汽油摻合物1 在汽油燃料中加入80 PTB之實例1摩擦改良劑 -19- 1及2同等的結果： 乙醇胺 二乙醇胺 二乙醇胺 乙醇胺 丙醇胺 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 528797 五、發明說明（17 ) 在》"L油燃料中加入8〇 PTB之眘你丨】疳t、
ΰ〈實例1摩擦改艮劑以及59 PTB 禾伸異丁基紛，甲酸斑3 > η 3_(N，N-二甲基）_1，3-丙烷-二胺 < β料添加劑縮合產物。 1 1 1 ·奠驗結果 上後將汽油摻合物1 (在本發明範圍外)與汽油摻合物2 1本發明範圍）作比較，利用在控制速度3_rpm下及採用 乂下表2所述雙&缸、上置凸輪軸及水冷式引擎之本田 (Honda)發電機引擎測試這二種摻合物。 表2 型式：4 -衝程 上置凸輪，2氣紅 冷卻系統： 液體冷卻 排量： 359 cc 缸徑X衝程： 58 X 68毫米 構造： 鋁製氣缸蓋及體，g 壓縮： 8.5 ： 1 最大功率： 9.1 Kw/3600 rpm 最大扭矩： 240公斤-厘米 燃料系統： 4匕油器 FTIR分析方法顯示，在發動機曲軸箱潤滑用油中運送之 摩擦改良劑，當配合本發明範圍内之清潔劑（汽油摻合物2) 使用時增加8.46%，此係與在本發明範圍外只含摩擦1良劑 之汽油掺合物1比較。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f Μ--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 528797 A7 B7 五、發明説明（18 ) FTIR實驗參數爲： A·分辨度= 4.0厘米」 B .掃描=6 4 C.小管= 1.0毫米NaCl透過小管。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 案 號 090107702 類 修正——.....補充丨 £ S專利説明書 5期! -、《名稱 中 文 用於增進摩擦改良劑運送至内燃機之潤滑油的燃料添加劑組成物 英 文 A FUEL ADDITIVE COMPOSITION FOR IMPROVING THE DELIVERY OF FRICTION MODIFIER TO THE LUBRICANT OIL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE 姓 名 1. 湯瑪斯F.迪羅莎 2. 班傑明J.考夫曼 3. 法蘭克J.邊布拉斯 4. 湯ί爲斯E.海_
THOMAS F. DEROSA BENJAMIN J. KAUFMAN FRANK J. DEBLASE THOMAS E. HAYDEN 國 籍 發明 創作> 1-4均美國 住、居所 姓 名 (名稱） 國 籍 1 ·美國康乃迪克州華林渥德市布倫特伍德街丨39號 2.美國紐約州荷波威爾市紐哈德廣場3 5號 3 ·美國紐約州荷波威爾市艾德華路33號 4·美國紐約州瓦賓格瀑布市保登街25號 美商德士古開發公司 TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 美國 申請人 色_、居所 (事秦所) 美國紐約州懷特布蘭市維契斯特大街2000號 S表i
約翰M·布萊迪 JOHN M. BRADY

Claims (1)

1528797公營09繁〇2號專利申請案 呷又ft青1利範圍修正本(91年9月) ABCI 11 •月 9 14 1—------^ 正Ήν一修禎 六、申請專利範圍 1· 一種用於增進摩擦改良劑運送至發動機之潤滑劑之燃料 添加劑組成物，包含： (a) 10 PTB至1〇〇〇 PTB之經至少一種天然或合成油與 至少一種燒醇胺反應製得之摩擦改良物質；及 (b) 至少一種燃料清潔劑，其中該燃料清潔劑之量為1〇 PTB 至 1000 PTB。 2.如申請專利範圍第丨項之燃料添加劑組成物，其中天然 /甴為C6-C22脂肪酸@旨。 3·如申請專利範圍第2項之燃料添加劑組成物，其中天然 油係自牛油，豬油，棕櫚油，蓖麻油，棉子油，玉米 油’花生油，大豆油，向日葵油，橄欖油，鯨油，鯡 油，沙丁油，椰子油，棕櫚仁油，巴巴蘇油，菜油及豆 油所組成之族群中所選出。 4·如申請專利範圍第1項之燃料添加劑組成物，其中烷醇 胺係自單乙醇胺，二乙醇胺，丙醇胺，異丙醇胺，二丙 醇胺，二-異丙醇胺，丁醇胺，胺基乙基胺基乙醇及其 混合物所組成之族群中所選出。 、 5·如申請專利範圍第丨項之燃料添加劑組成物，其中天然 油或合成油與烷醇胺之重量比為〇.2至3。 …、 6·噙申π專利範圍第i項之燃料添加劑組成物，其 清潔劑綱自曼里期基(Mannichbase)清潔劑^ 胺，聚埽烴胺，聚埽烴_多胺，聚缔烴-盼-多胺 煙琥靖酿亞胺及其混合物所組成之族群中所選出。 7.如申請專利項之燃料添加劑組成物，尚包含液 本紙張尺度適财關家標準(CNS)A4規格(21〇x297公着) 、申請專利範圍 體載劑。 8·如申μ專利範圍第7項之燃料添加劑組成物，其中液體 載劑係自經取代聚醚，環聚醚，芳族聚醚及聚㈣所組 成之族群中所選出。 上申叫專利範圍第8項之燃料添加劑組成物，其中聚醚 醇具有以下一般化學式 其中X為0至5之整數，y為u49，較佳5至4〇，更佳5至 Μ又整數，2為1至49，較佳5至4〇，更佳5至1〇之整數 X y + z之和等於3至50;!^為具4至3〇個碳原子之烷 基γ脂環基或烷脂環基或其中烷基為4至3〇個碳原子之 2芳基；R2及R3各不同且為具1至4個碳原子之烷基及每 :氧伸烷基可為形成無規或嵌段共聚物之重複氧伸烷基 早兀之任何組合；及R4為與R2及R3同。 1〇·如申請專利範圍第9項之燃料添加劑組成物，其中聚醚 ，系2 ( 4 η壬基（永（環氧丙燒_共·環氧丁貌）苯基醚）_ 1-η-丙醇與2_(4_η_壬基（聚（環氧丙烷-共-環氧丁烷）苯 基醚）-1 - η - 丁醇之混合物。 11·如申請專利範圍第7項之燃料添加劑組成物，其中液體 載劑之量為10至1000 ΡΤΒ。 H 一種燃料組成物，包含： (a) 主要量之内燃機燃料；及 (b) 次要有效量之至少一種燃料添加劑組成物，其包 - 2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) μ規格(加χ挪公董) 528797 A8 B8 C8
含： ⑴10 PTB至1000 PTB之經至少—種天然或合 與至少一種烷醇胺反應製得之摩擦改良物質；及0 油 (11)至少一種燃料清潔劑，其中該燃料清潔劑之Θ、 10 ΡΤΒ 至 1〇〇〇 ΡΤΒ。 I 為 U·如申請專利範圍第12項之燃料組成物，其中燃料係 燃料，醇系燃料及其混合物所組成之族群中所選出'。烴 Η·如申請專利範圍第13項之燃料組成物，其中烴燃料係 柴油，汽油，煤油及喷射機燃料所組成之族群中所^ 出0 、 15·如申請專利範圍第12項之燃料組成物，其中天然油係 C 6- C 22脂肪酸S旨。 … 16·如申請專利範圍第15項之燃料組成物，其中天然油係自 牛油，豬油，棕櫊油，蓖麻油，棉子油，玉米油，花生 油，大豆油，向日葵油，橄欖油，鯨油，鯡油，沙丁 油，椰子油，棕搁仁油，巴巴蘇油，菜油及豆油所組成 之族群中所選出。 17·如申請專利範圍第！ 2項之燃料組成物，其中烷醇胺係自 單乙醇胺，二乙醇胺，丙醇胺，異丙醇胺，二丙醇胺， 二-異丙醇胺，丁醇胺，胺基乙基胺基乙醇及其混合物 所組成之族群中所選出。 18·如申μ專利範圍第1 2項之燃料組成物，其中天然油或合 成油與烷醇胺之重量比為0.2至3。 19.如申請專利範圍第12項之燃料組成物，其中成分（㈠之 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公|) 528797
申請專利範圍 A BCD PTB'產物在燃料添加劑組成物中之存在量為1。至10〇〇 2〇.Γ.::ί!]範圍第12項之燃料組成物，其中燃料清潔劑 U 艾里期基（Mannich base}清潔劑，聚醚胺，聚嫉 fe -胺，聚烯炉 ^ rj^ I- 水希夕胺，聚烯烴-酚多胺，聚埽烴琥珀醯 亞胺及其混合物所組成之族群中所選出。 21.如申請專利範圍第…員之燃料組成物，其中燃料 組成物尚包含液體載劑。 22·如申請專利範圍第21項之燃料組成物，其中液體載劑係 自、、二取代聚醚，環聚醚，芳族聚醚及聚醚醇所組 群中所選出。 灰 23.如申μ專利範圍第2 2項之燃料組成物，其中聚醚醇具有 以下一般化學式： Η ^-^H2cri2o}-v,fcfr,CK(^y4cir^ 其中x為0至5之整數，至49，較佳5至4〇，更佳5至 10义整數，z為1至49，較佳5至40，更佳5至10之整數 及x + y + z之和等於3至50 ; Rl為具4至3〇個碳原子之烷 基’脂環基或烷脂環基或其中烷基為4至3 〇個碳原子之 烷芳基；R2及R3各不同且為具）至4個碳原子之烷基及每 一氧伸烷基可為形成無規或嵌段共聚物之重複氧伸烷基 單元之任何組合；及R4為與R2及R 3同。 24·如申請專利範圍第2 3項之燃料組成物，其中聚_醇係2 _ (4-n -壬基（聚（環氧丙烷-共_環氧丁烷）苯基醚卜1-n•丙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 528797 A8 B8 C8 ΤΓ^ο
τ烷）苯基醚）- 醇與2-(4-n_壬基（聚（環氧丙烷-共-環氧 1 - η - 丁醇之混合物。 25·如申請專利範圍第21項之燃料組成物，其中液體載劑在 燃料添加劑組成物中之存在量為丨〇至丨〇〇〇 。 26·如申請專利範圍第12項之燃料組成物，其中燃料添加劑 組成物之存在量為20至2000 ΡΤΒ。
27·如申請專利範圍第12項之燃料組成物，其中燃料添加劑 組成物之存在量為5〇至150 ΡΤΒ。 28_如申請專利範圍第丨2項之燃料組成物，尚包含自抗氧化 裝. 劑’腐蝕抑制劑，去混濁劑，去乳化劑，金；失：劑， 抗發泡劑，燃燒改良劑，金屬基添加劑，抗爆震劑^防 結冰劑及其混合物所組成之族群中所選出之其他燃料添 加劑。 29·如申清專利範圍第1 2項之燃料組成物 作内燃機之方法中作為燃料。 ’其係用於一種操 -5-
訂
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