專利名稱：：含氨基醇、高分子量羥基芳族化合物和醛的反應(yīng)產(chǎn)物的清潔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種由氨基醇、高分子量羥基芳族化合物和醛制備曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物的新型反應(yīng)和所制備的曼尼希產(chǎn)物。還提供使用曼尼希堿清潔劑的燃料添加劑和燃料組合物，以及使用曼尼希堿清潔劑的益處。
背景技術(shù)：
：曼尼?；衔锏挠猛臼枪?。曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物已經(jīng)被教導(dǎo)在燃料中用作清潔劑。燃料的非揮發(fā)性成分，例如添加劑，在發(fā)動機(jī)元件上形成沉積物。傳統(tǒng)的可溶于油/燃料的曼尼?？s合產(chǎn)物有助于減少沉積。公知的曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物由胺、醛和羥基芳族化合物三種組分的反應(yīng)產(chǎn)生。已經(jīng)披露了由烷基盼、醛和胺產(chǎn)生的曼尼?？s合產(chǎn)物。曼尼?？s合產(chǎn)物還可以通過組合多異丁基取代的羥基芳族化合物、醛、氨基酸或其酯以及堿金屬堿形成。正如美國專利No，6，176，886所講述，用于低硫含量、中餾分燃料的潤滑性添加劑是一種溶于燃料的可通過低分子量烷基取代的羥基芳族化合物、醛和氨基醇反應(yīng)荻得的產(chǎn)物。美國專利No.6，176，886通過參考在此全文引用。但是，低分子量曼尼希產(chǎn)物被認(rèn)為是差的清潔劑。因此，所參考專利886，本身建議將參考文獻(xiàn)講述的反應(yīng)產(chǎn)物(潤滑性添加劑)與包含高分子量烷基取代的羥基芳族化合物、醛和多胺(清潔添加劑)的反應(yīng)產(chǎn)物的曼尼?？s合產(chǎn)物組合。認(rèn)為低分子量碳鏈在進(jìn)氣閥和其它發(fā)動機(jī)元件上分解。沉積物或附著在曼尼希產(chǎn)物上的材料遺留下來作為燃料噴射器或進(jìn)氣閥上的沉積物。雖然已經(jīng)掌握許多燃料處理措施，但是現(xiàn)有技術(shù)沒有公開本發(fā)明反應(yīng)產(chǎn)物。因此要求或期望發(fā)明一種制備曼尼希產(chǎn)物和/或改進(jìn)這種產(chǎn)物作為清潔燃料添加劑或含添加劑的燃料配方的性能的新方法。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本公開，披露了一種通過具有下述定義的式(I)，(II)和(III)化合物反應(yīng)或組合形成的產(chǎn)物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Rl-H或Cl-C4，R2-H或C1-C4，因此R1或R2至少之一為H，R3=C35-C跳R4=H，R5-C1-C6，或另一個氨基或羥基，R6-C1-C6或另一個氨基，R7-H或另一個氨基或烷基Cl-C6羥基，R8-支鏈或直鏈、飽和或不飽和C1-C20。此外，還披露了一種包含通過式(I)、(II)和(III)化合物反應(yīng)形成的復(fù)合添加劑。該復(fù)合添加劑在燃料中用作清潔劑。因此，與無添加劑的燃料相比，使用該復(fù)合添加劑與燃料減少了進(jìn)氣閥沉積物，提高或更好地維持了噴射器的清潔度。此外，還披露了一種燃料組合物，其中包含主要量的燃料和少量的曼尼希添加劑或通過式(I)，(II)和(III)化合物反應(yīng)制備的反應(yīng)產(chǎn)物。曼尼希添加劑在燃料中的存在量可在約10ppm-1000ppmw/w處理率的范圍內(nèi)。在一個實施例中，添加劑優(yōu)選為30ppm-500ppmw/w處理率。此外，還披露了使用添加有通過式(I)、(H)和(III)化合物反應(yīng)形成的反應(yīng)產(chǎn)物的燃料獲得的出人意料的性能優(yōu)勢。與不含這種反應(yīng)產(chǎn)物的燃料相比，這種曼尼希添加劑出人意料地減少了進(jìn)氣閥沉積并且提高或更好地維持了燃料噴射器的清潔度和性能。發(fā)現(xiàn)較高的分子量的鏈提高了所述反應(yīng)產(chǎn)物的清潔特性。本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點將在下述說明部分闡述，和/或可從本公開的實踐部分了解。利用在附屬權(quán)利要求中特別指出的元素和組合將實現(xiàn)并獲得本發(fā)明公開的其它目標(biāo)和優(yōu)點。應(yīng)該理解的是，前文概述和下面的詳細(xì)說明都僅僅是示例和說明性的，對所要求的公開不構(gòu)成任何限制。具體實施方式這里講述的曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物可與燃料或復(fù)合燃料添加劑一起操作以提高內(nèi)燃機(jī)和/或有關(guān)元件(進(jìn)氣閥、燃料噴射器等)的性能。所述曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物通過氨基醇、高分子量羥基芳族化合物和眵反應(yīng)獲得。由于與一般在胺化合物上發(fā)現(xiàn)的COOH基團(tuán)相反(或作為選擇，除此之外)，本發(fā)明在胺中包含OH基團(tuán)。所述反應(yīng)產(chǎn)物旨在用作清潔劑以減少進(jìn)氣閥沉積物(IVD)并且提高燃料噴射器的清潔度和性能。高分子量羥基芳族化合物給予該反應(yīng)產(chǎn)物清潔特性。所述反應(yīng)產(chǎn)物中的羥基芳族化合物的長鏈/高分子量有助于該反應(yīng)產(chǎn)物抵抗進(jìn)氣閥上的分解。因此，附著在該反應(yīng)產(chǎn)物極性端的任何材料隨著該反應(yīng)產(chǎn)物通過進(jìn)氣閥被沖洗脫離該閥。提高了的清潔特性還使噴射器清潔度得到改善。更具體地，所述曼尼希產(chǎn)物通過具有下述定義的式(I)，(H)和(III)化合物反應(yīng)或組合形成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中R"H或C1-C4，R2-H或C1-C4，因此R1或R2中至少一項為H，R3-C35陽C100，R4=H，R5-C1-C6，或另一個氨基或羥基，R6=Cl-C6或另一個氨基，R7=H或另一個氨基或烷基Cl-C6羥基，R8-支鏈或直鏈、飽和或不飽和C1-C20。用于本發(fā)明的羥基芳族化合物具有至少約500的分子量。正如這里所討論，這種相對較高的分子量給予所得反應(yīng)產(chǎn)物清潔特性。在一個實施例中，分子量在約550和約1500之間。例如，在另一種實施方案中，所述羥基芳族化合物為分子量為約700-約IIOO的PIB-甲酚。清潔特性包括，但不限于，與不包含所述反應(yīng)產(chǎn)物的燃料相比，減少了進(jìn)氣閥沉積物和改善了噴射器的清潔度。在一種優(yōu)選實施方案中，所述反應(yīng)通過首先將烷基化物加入燒瓶進(jìn)行。將芳族溶劑，例如Aromatic100，加入容納所述組分的容器。其它合適的溶劑是可商購的(例如甲苯)。此時將占芳族溶劑總量大約75%的溶劑加入所述組分。所述組分在N2保護(hù)下攪拌。N2被設(shè)定為大約0.1-0.2SCFH。在均勻條件下，加入特定的胺。溫度通常在攝氏40-45"C之間。然后加入醛并且將溫度升高到約45-50TC。烷基化物、胺和醛可按照要求的摩爾比預(yù)先確定的不同量組合。在一個實施例中，所述比例為烷基化物:胺:醛-1:1:1。在一個實施例中，烷基化物為鄰位烷基取代的羥基芳烴。一旦組合，設(shè)定的溫度點被提高到約801C，并且在該溫度下保持約30-60分鐘。在那種情況下，在開始蒸餾的準(zhǔn)備過程中將溫度設(shè)定在145*C，蒸餾一般在約30分鐘后開始進(jìn)行。蒸餾一般在95-105TC下進(jìn)行，并且，為了蒸餾，N2設(shè)定為大約0.5SCFH。溫度在145t:下再保持2-2.5小時。蒸餾后，根據(jù)容器中的產(chǎn)物總重量確定使最終的復(fù)合組合物實現(xiàn)溶劑量為25%需要另外加入的溶劑量。所述烷基化物可以包含其它適當(dāng)?shù)母叻肿恿拷M分，例如，但是不限于，PIB-曱盼、PIB-苯盼等。另外還存在著大量適用氨基醇。氨基醇可以是，例如，2-氨基-l，3-丙二醇、3-氨基-l，2-丙二醇、乙醇胺和二乙醇胺。在上面討論的實例中，醛為甲醛。用于制備高分子量曼尼希產(chǎn)物的其它代表性醛包括其它的脂族醛，例如乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛和十八醛。芳族醛也是合適的，其中包括，例如，苯甲醛和水楊醛。在此應(yīng)用的示例性雜環(huán)醛為糠醛和噻酚醛等。產(chǎn)生甲醛的試劑如低聚甲醛或甲醛水溶液如福爾馬林可以使用。在配制有添加劑的燃料或燃料組合物時，曼尼希添加劑，與或不與其它添加劑一起，以相對不包含添加劑的燃料有效減少IVD或提高或更好保持噴射器清潔度的量使用。一般而言，有添加劑的燃料包含約10ppm-1000ppmw/w的曼尼希添加劑。在一個實施例中，添加劑可以30ppm畫500ppmw/w處理率使用。具有本發(fā)明反應(yīng)產(chǎn)物的燃料組合物可以包含或與輔助添加劑結(jié)合，例如潤滑添加劑、分散劑、十六烷值改進(jìn)劑、其它清潔劑、抗氧化劑、栽流體等。本發(fā)明反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)該不對這些其它添加劑產(chǎn)生不利影響。另外，包含所述反應(yīng)產(chǎn)物的燃料或復(fù)合添加劑不應(yīng)該對燃料燃燒性能產(chǎn)生不利影響。正如這里所用，除非另有說明，術(shù)語"氨基醇"或"氨基羥基化合物"意味著同時包含(i)至少一個伯或仲胺和(ii)至少一個羥基的化合物。因此在此預(yù)計并且包括的是，除一個或多個輕基之外，一個、兩個或多個氨基可存在于結(jié)構(gòu)(H)中。結(jié)構(gòu)(H)可以是胺化的二醇或胺化的多元醇。所制備的試樣已經(jīng)分析并且進(jìn)行了發(fā)動機(jī)測試l.IVD臺架測試該測試用于證明添加劑在減少進(jìn)氣閥沉積物方面的有效性。以特定的劑量將添加劑加入基礎(chǔ)燃料(歐洲標(biāo)準(zhǔn)燃料)。該測試用于模擬IVD沉積(IVD模擬器，型號L-2。中國專利No.ZL03261710.0)。測試使用300ml有添加劑的燃料。燃料和空氣通過流量儀計量加入噴射器。空氣與燃料的混合物在1741C左右面向加熱的金屬板噴出。在測試之前和之后稱量該金屬板。每次測試持續(xù)大約70分鐘。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>正如上面的表1所說明，與沒有添加劑的燃料相比，依照本發(fā)明的曼尼希清潔劑或分散劑顯示出顯著的IVD減少。2.PFI裝備測試該測試用于確定添加劑保持噴射器清潔的有效性。該測試依照修訂的標(biāo)準(zhǔn)測試程序ASTMD-6421。在該情況下，不采用所述方法要求的Chrysler噴射器，而是使用NewHonda噴射器。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>正如表2所示結(jié)果所說明的，依照本發(fā)明的曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物是有效的燃料噴射器清潔劑。3.Ford2.3L發(fā)動機(jī)測試這是一種確定燃料添加劑關(guān)于IVD沉積物的標(biāo)準(zhǔn)測試(ASTMD-6201)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>正如表3所說明，依照本發(fā)明的曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物與無添加劑燃料相比顯著減少了IVD。4.Intrepid汽車測試汽車測試添加劑的IVD減少效果。累積英里數(shù)通過以平均速度45.7MPH完成四個循環(huán)、每循環(huán)長度76英里的測試產(chǎn)生，測試采用標(biāo)準(zhǔn)的1997DodgeIntrepid,3.3L,V-6。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4說明，根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的曼尼希產(chǎn)物提供了優(yōu)異的IVD性能。在檢測表中，燃料代碼R04004651和R04006588是取自不同燃料批次的相同燃料。AC-2400是來自拜耳公司的商品"ACTACLEAR，，TM2400。A-100是芳族IOO溶劑。H-6410是來者AftonChemical的商品。在一種實施方案中，(1)、(II)和(III)的比例可以為1:2.5:2.5。在另個實施例中，化合物(I)、(II)和(III)以比例1:2:2提供。在另一實施例中，三種化合物的比例為1:1:1。因此，對于組分(I)、(II)和(III)，優(yōu)選的比例范圍為1:1-2.5:1-2.5。本發(fā)明允許在實踐中進(jìn)行重大改變。因此，上述說明不旨在將本發(fā)明限定于上文給出的具體舉例，并且上述說明不應(yīng)該解釋為限制。相反，其意欲包含的范圍由后面的權(quán)利要求確定，并且由于法律的原因其等效物也是允許的。權(quán)利要求1.一種燃料清潔劑，其包括至少組分(a)高分子量羥基芳族化合物、(b)醛和(c)氨基羥基化合物反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。2.如權(quán)利要求1所述的燃料清潔劑，其中所述組分分別以比例1:1:1存在。3.如權(quán)利要求l所述的燃料清潔劑，其中所述的羥基芳族化合物選自苯酚和曱酚。4.如權(quán)利要求l所述的燃料清潔劑，其中所述醛選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己酪、庚醛、十八醛、苯甲醛、水楊醛、糠醛、噢酚醛和產(chǎn)生甲醛的試劑，其中產(chǎn)生甲醛的試劑選自低聚甲醛和福爾馬林。5.如權(quán)利要求l所述的燃料清潔劑，其中氨基羥基化合物選自同時包含(i)至少一個伯或仲胺和(ii)至少一個羥基的化合物。6.如權(quán)利要求l所述的燃料清潔劑，其中所述高分子量羥基芳族化合物具有大于500的分子量。7.如權(quán)利要求6所述的燃料清潔劑，其中所述高分子量羥基芳族化合物為PIB-甲盼，所述PIB-曱盼具有約700-約1100的分子量。8.—種包含權(quán)利要求1所述反應(yīng)產(chǎn)物的燃料。9.如權(quán)利要求8所述的燃料，其中與使用沒有所述反應(yīng)產(chǎn)物的燃料相比，使用有添加劑的燃料減少了進(jìn)氣閥沉積物。10.—種包含如權(quán)利要求l所述反應(yīng)產(chǎn)物的燃料添加劑。11.一種反應(yīng)方法，其包括將烷基化物加入燒瓶；向該燒瓶提供芳烴溶劑；在N2保護(hù)下攪拌燒瓶內(nèi)容物，Nz被設(shè)定為約0.1-0.2SCFH;添加胺；添加醛；其中烷基化物、胺和醛分別按照約1:1:1的比例提供，并且其中的烷基化物為高分子量的鄰位烷基取代的羥基芳烴。12.如權(quán)利要求ll所述的方法，進(jìn)一步包括在1\2保護(hù)下蒸餾燒瓶內(nèi)容物的步驟，N2保護(hù)層被設(shè)定為約0.5SCFH。13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在蒸餾步驟之后提供其它溶劑的步驟，添加其它溶劑的步驟使獲得的組合物達(dá)到約25%溶劑。14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述胺為氨基醇，所述氨基醇選自2-氨基-l，3-丙二醇、3-氨基-l，2-丙二醇、乙醇胺和二乙醇胺。15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述醛選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、十八醛、苯甲醛、水楊醛、糠醛、噻酴醛和產(chǎn)生曱醛的試劑，其中產(chǎn)生甲醛的試劑選自低聚曱醛和福爾馬林。全文摘要本發(fā)明公開了一種由氨基醇、高分子量羥基芳族化合物和醛產(chǎn)生曼尼希產(chǎn)物的反應(yīng)和曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物。還公開了包含烴燃料和所述反應(yīng)產(chǎn)物的組合物。文檔編號C10L1/22GK101210205SQ200710101970公開日2008年7月2日申請日期2007年4月27日優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日發(fā)明者D·J·馬爾費爾,W·J·科盧奇,侯望奇申請人:雅富頓公司