[发明专利]具有低水亲合力的聚氧化烯单醚

说明书

                       发明领域

本发明涉及聚氧化烯单醚。具体地说，本发明涉及具有低水亲合力的聚氧化烯单醚，他们可用作燃料添加剂净化体系的组分。

                       发明背景

聚氧化烯单醚和他们的衍生物是人们所熟知的，并且被广泛地用作燃料添加剂净化体系的组分，以保持内燃机进气系统的清洁。许多传统的净化体系含有两种组分：(1)聚氧化烯组分，它作为载体；和(2)去垢剂。已知有各种各样的去垢剂，包括氨基甲酸酯，琥珀酸酯，氨基聚醚和聚异丁烯胺(PIB胺)。这种双组分体系的例子就是在美国专利5,298,039和4,877,416中所公开的。新近，把聚氧化烯部分和净化功能基结合到单一高分子主链上的单组分净化体系也已经出现(例如，参见美国专利5,427,591和5,600,025)。

作为燃料添加剂的聚氧化烯单醚必须是亲油的，以便能与汽油和用以阻止或消除沉积物形成的亲脂性去垢剂混溶。为了达到在燃料中有良好的溶解性并与燃料有良好的混溶性，聚氧化烯组分一般以C₄-C₆₀(更优选C₉-C₃₀)烃基(烷基、芳基，或芳烷基)封端，例如，在美国专利5,298,039、4,877,416和4,422,865中所描述的那些。既使带有这样烃基，这种聚氧化烯组分仍可能是亲水的，以致在与燃料中的水接触时能足以形成乳浊液，或者导致从其他烃类组分中相分离。

为了增强聚氧化烯单醚的油溶解性，配方设计者采取增加起始物醇的亲油性(例如见美国专利5,298,093和5,600,025)，或者接入比较疏水性的氧亚烷基单元，如从C₄环氧化物得到的(例如见美国专利5,044,478)或者从枝化的C₁₁-C₁₄环氧化物得到的(例如见美国专利4,274,837)。不幸的是，相对于可取的方法这些改性常常是太昂贵了一些。

聚氧化烯单醚通常含有比较少量的聚氧化烯二醇杂质。这些二醇杂质是由于氧化烯，如环氧丙烷，在水存在的情况下碱催化聚合而产生的，这里水是作为聚合的起始剂。这些二醇缺乏上述单醚的烃基部位。直到现在，这些少量的二醇杂质还没有被认为对燃料中的聚氧化烯单醚的性能会有有害的影响。

用C₃和更高的氧化烯生成的聚氧化烯单醚含有第二种类型的杂质；烷氧基化的不饱和物。一种副反应使许多氧化烯的碱催化聚合复杂化：即在反应条件下某些氧化烯会异构化，成为烯丙基醇和其他不饱和物。例如，环氧丙烷在碱性条件下会异构成烯丙醇。这些烯丙基醇与氧化烯反应会产生烷氧基化的不饱和物。虽然这些杂质是“单醚”，但他们缺少比较疏水性的端基。直到现在，这些烷氧基化的不饱和物，通常为丙氧基化的烯丙醇，还没有被认为对燃料中的聚氧化烯单醚会有有害的影响。

                       发明概述

本发明是一种亲油的聚氧化烯单醚。这种单醚的结构为：

                   Z-(A)_n-OH其中A是氧亚烷基，Z是选自C₄-C₆₀烷基，芳基和芳烷基的一种烃基残基，n是氧亚烷基的平均数，其数值为约2-500。该单醚含有少于大约6％(摩尔)的烷氧基化的不饱和物，且优选含少于大约5％(摩尔)的聚氧化烯二醇。

我们惊奇地发现，含少于大约6％(摩尔)的烷氧基化不饱和物的聚氧化烯单醚，使燃料具有显著的优点。特别是，这种单醚对水的亲合力小，并且显著减小了与亲脂体系中存在的水形成乳浊液的趋势。单醚的这些优点意味着其在燃料中有较好的可溶性。我们也惊奇地发现，在该单醚中，聚氧化烯二醇杂质的含量减少到少于约5％(摩尔)时，显现出类似的优点。通过用以本发明的聚氧化烯单醚为基础的沉积控制添加剂，燃料的配方设计者能提供用于清洁发动机的更好的溶液。

                       发明详述

本发明的亲油性聚氧化烯单醚的大致结构是Z-(A)_n-OH，其中A是一种氧亚烷基，Z是烃基残基，n是氧亚烷基的平均数。