[发明专利]季铵酰胺和/或酯盐

说明书

技术领域

本发明涉及季铵酰胺和酯盐，制备它们的方法，以及它们作为添加剂的用途，包括它们在燃料(如柴油燃料和燃料油)中的应用。本发明尤其涉及季铵酰胺和酯盐在燃料中作为清净剂的用途以及制备它们的方法。

背景技术

烃燃料通常含有许多形成沉积的物质。当烃燃料用于内燃机(ICEs)时，沉积物倾向于在与燃料接触的发动机的狭窄区域上或周围形成。在汽车发动机中，沉积物会在发动机进口阀上累积，使得气体燃料混合物流入燃烧室时逐步受限，并导致阀粘着。通常有两种类型的进口阀沉积物，重沉积物和薄沉积物，这些不同类型的沉积物以稍微不同的方式影响燃料和发动机的性能。重沉积物外观呈含碳和油状。它们使经过阀的流动受限，从而降低发动机的最大功率和燃料经济性，并增加排放物。薄沉积物会导致发动机启动问题并增加排放物。

当发动机对沉积物较敏感时，为了抑制发动机中沉积物的形成和促进发动机中沉积物的脱除，向燃料组合物中加入清净剂已成为惯用手段，从而改进发动机性能和排放。

已知使用某些聚异丁基琥珀酰亚胺衍生的季化PIB/胺分散剂/清净剂作为燃料组合物的添加剂。聚异丁基琥珀酰亚胺也可描述为聚异丁烯琥珀酰亚胺。这些季化分散剂/清净剂衍生自传统PIB/胺燃料添加剂化合物，该化合物具有能被烷基化的侧叔胺位，也就是通过季化剂，如环氧丙烷被季化。这些添加剂的例子在美国专利申请US 2008/0307698中被公开。

然而，需要添加剂提供上述好处的同时，还呈现改进的热稳定性和/或油相容性。同样需要添加剂更有效地提供上述好处，这样就能在获得相同性能的同时允许使用较低的添加剂处理率，从而降低添加剂以及使用添加剂的组合物的费用和对环境的影响。同样需要添加剂提供上述减少生产能量强度的好处。

本发明提供一种新型清净剂，其相对于包括聚异丁基琥珀酰亚胺衍生的季化清净剂在内的传统PIB/胺清净剂提供明显改进。衍生自聚异丁烯基琥珀酰胺和/或酯的新型季化PIB/胺现在已经被发现。这些添加剂比酰亚胺衍生物具有更好的热稳定性，可通过较低能量强度的方法生产。本发明的季化添加剂不仅与对应的聚异丁烯基琥珀酰亚胺季化添加剂性能至少相同，还能提供更有效的性能和/或改进的热稳定性和/或油相容性。

发明简述

本发明提供一种含季铵酰胺和/或季铵酯盐清净剂的组合物，其中季化清净剂包含如下的反应产物：(a)具有叔胺官能度的非季化酰胺和/或酯清净剂；和(b)季化剂。这些添加剂可衍生自非季化聚异丁基琥珀酰胺和/或酯，与上述含酰亚胺基团的材料不同，其是具有叔胺官能度和酰胺和/或酯基的分散剂/清净剂。

本发明还提供这些添加剂和制备它们的方法，其中添加剂通过在质子溶剂存在下完成的反应形成，和/或除了清净剂结构本身中存在的酸基团外基本不含至不含任何其它酸组分。本发明包括如下实施方案：其中非季化清净剂是烃基取代的酰化剂与具有能与该试剂缩合的氧或氮原子的化合物的缩合产物。

本发明还提供含本文所述添加剂的燃料和添加剂浓缩物组合物，其中这种组合物还可包含燃料，以及任选一种或多种其它燃料添加剂。

本发明还提供制备本文所述添加剂的方法，其中该方法包括：使具有叔胺官能度的非季化酰胺和/或酯清净剂与季化剂反应，从而获得季化清净剂。

本发明的方法可包括如下步骤：(1)混合具有胺官能度的非季化酰胺和/或酯清净剂，季化剂和质子溶剂；(2)将混合物加热到约50℃至约130℃之间的温度；(3)保持至反应完全；从而获得季化酰胺和/或酯清净剂。在一些实施方案中，该方法不用添加任何酸反应物，如乙酸。尽管缺少这样的酸反应物，仍获得产品。

本发明还提供运行内燃机和/或有焰燃烧器的方法，包括向发动机和/或有焰燃烧器供应本文所述的燃料组合物。本发明还提供这些添加剂作为燃料清净剂的用途。

发明详述

各种优选特征和实施方案将在下面通过非限定性说明进行描述。

季铵酰胺和/或酯盐清净剂

本发明的季酰胺和/或酯清净剂可被描述为如下的反应产物：(a)具有叔胺官能度的非季化酰胺和/或酯清净剂；和(b)季化剂。在一些实施方案中，非季化清净剂是(i)烃基取代的酰化剂和(ii)具有能与所述酰化剂缩合的氧或氮原子并具有至少一个叔氨基团的化合物的缩合产物。

a.非季化酰胺和/或酯清净剂