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汽油燃料组合物

申请号 CN202280053664.7 申请日 2022-08-04 公开(公告)号 CN117769589A 公开(公告)日 2024-03-26
申请人 国际壳牌研究有限公司; 发明人 C·M·青泽尔; A·菲力克斯-摩尔; J·克吕格尔-费努斯;
摘要 (a)基于 氨 基的沉积控制添加剂和(b)复合酯在 汽油 燃料 组合物中用于在以所述汽油燃料组合物为燃料的火花点火式内燃 发动机 中提供发动机磨损的协同降低的目的的用途,其中(b)复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二 羧酸 、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(c)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。
权利要求

1.(a)基于基的沉积控制添加剂和(b)复合酯在汽油燃料组合物中用于在以所述汽油燃料组合物为燃料的火花点火式内燃发动机中提供发动机磨损的协同降低的目的的用途,其中(b)复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(c)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。
2.根据权利要求1所述的用途,其中组分(A)选自脂族直链C6至C10二羧酸。
3.根据权利要求1或2所述的用途,其中组分(B)选自甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途,其中组分(C)选自(C1)脂族直链或支链C8至C18一元羧酸,或选自(C2)直链或支链C8至C18烷醇。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途,其中所述复合酯由2个至9个分子单元的所述组分(A)和3个至10个分子单元的所述组分(B)构成,所述组分(B)与所述组分(A)相比是过量的,并且(B)的剩余游离羟基用对应数量的分子单元的所述组分(C1)完全或部分封端。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途,其中所述复合酯由3个至10个分子单元的所述组分(A)和2个至9个分子单元的所述组分(B)构成,所述组分(A)与所述组分(B)相比是过量的,并且(A)的剩余游离羧基用对应数量的分子单元的所述组分(C2)完全或部分封端。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中所述至少一种复合酯以按所述汽油燃料组合物的重量计10‑5000ppmw的量存在于所述汽油燃料组合物中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用途,其中所述基于氨基的沉积控制添加剂是具有至少一个性氮原子的脂族基取代的胺,其中烃基的数均分子量为约700至3,000。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途,其中所述基于氨基的沉积控制添加剂是聚异丁烯基胺。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的用途,所述基于氨基的沉积控制添加剂以按所述汽油燃料组合物的重量计50‑2000ppm的平存在。
11.(a)基于氨基的沉积控制添加剂和(b)复合酯在汽油燃料组合物中用于在以所述汽油燃料组合物为燃料的火花点火式内燃发动机中提供摩擦的协同降低的目的的用途,其中(b)复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(c)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。

说明书全文

汽油燃料组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种汽油燃料组合物,并且特别地涉及添加剂组分的某种组合在汽油燃料组合物中用于提供发动机磨损和/或摩擦的协同降低的用途。

背景技术

[0002] 政府法规和市场需求继续强调运输行业中化石燃料的节约。为了满足CO2排放减少目标,越来越需要燃料效率更高的车辆。因此,燃料经济性(FE)的任何增量改进在汽车行业中都是非常重要的。已知通过降低汽油燃料组合物的摩擦和磨损性质,可获得火花点火式发动机中燃料经济性能的改善。
[0003] EP3050636B1公开了复合酯用于降低燃料消耗的用途。
[0004] 现已令人惊奇地发现,在汽油燃料组合物中选定的基于胺的沉积控制添加剂(DCA)与选定的复合酯的组合使用可提供发动机磨损和/或摩擦的协同降低。

发明内容

[0005] 根据本发明,提供了(a)基于基的沉积控制添加剂和(b)复合酯在汽油燃料组合物中用于在以所述汽油燃料组合物为燃料的火花点火式内燃发动机中提供发动机磨损的协同降低的目的的用途,其中(b)复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(C)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。
[0006] 本发明进一步提供了(a)基于氨基的沉积控制添加剂和(b)复合酯在汽油燃料组合物中用于在以所述汽油燃料组合物为燃料的火花点火式内燃发动机中提供摩擦的协同降低的目的的用途,其中(b)复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(C)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。
[0007] 本发明进一步提供了一种用于提供火花点火式内燃发动机中发动机磨损的协同降低的方法,所述方法包括用汽油燃料组合物为内燃发动机提供燃料,该汽油燃料组合物包含:(a)基于氨基的沉积控制添加剂;(b)通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(C)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应可获得的复合酯;和(c)适用于内燃发动机的基础燃料。
[0008] 本发明进一步提供了一种用于提供火花点火式内燃发动机中摩擦的协同降低的方法,所述方法包括用汽油燃料组合物为内燃发动机提供燃料,该汽油燃料组合物包含:
[0009] (a)基于氨基的沉积控制添加剂;
[0010] (b)通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(C)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应可获得的复合酯;和
[0011] (c)适用于内燃发动机的基础燃料。附图说明
[0012] 图1‑18是以上表1和2中所示结果的图形表示。
[0013] 图1是实施例1‑4的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0014] 图2是实施例1‑4的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0015] 图3是实施例1‑4的燃料在40℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0016] 图4是实施例1‑4的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0017] 图5是实施例1、5和6的燃料在30℃下的摩擦系数数据的图形表示。
[0018] 图6是实施例1、5和6的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0019] 图7是实施例1、5和6的燃料在40℃下的摩擦系数数据的图形表示。
[0020] 图8是实施例1、5和6的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0021] 图9是实施例1、11、12和13的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0022] 图10是实施例1、11、12和13的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0023] 图11是实施例1、11、12和13的燃料在40℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0024] 图12是实施例1、11、12和13的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0025] 图13是实施例1、2和11的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0026] 图14是实施例1、2和11的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0027] 图15是实施例1、8和13的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0028] 图16是实施例1、8和13的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0029] 图17是实施例14‑19的燃料在30℃下的平均摩擦系数数据的图形表示。
[0030] 图18是实施例14‑19在30℃下的磨痕数据的图形表示。

具体实施方式

[0031] 本文的汽油燃料组合物包含适用于火花点火式内燃发动机的基础燃料、基于氨基的沉积控制添加剂和复合酯。该适用于火花点火式内燃发动机的基础燃料是汽油基础燃料,并且因此本文的燃料组合物是汽油燃料组合物。
[0032] 根据本发明,提供了用于提供发动机磨损的协同降低的用途和方法。如本文所用,术语“发动机磨损的协同降低”意指用包含如本文所述的基于氨基的沉积控制添加剂和复合酯的组合的本发明的燃料组合物获得的发动机磨损的降低大于用仅包含基于氨基的沉积控制添加剂(即不含复合酯)的类似燃料制剂获得的发动机磨损降低和用仅包含复合酯(即不含基于氨基的沉积控制添加剂)的类似燃料制剂获得的发动机磨损降低的简单总和。换句话说,经由本发明的用途和方法获得的发动机磨损的降低是协同的而不是相加的。在本发明的这个方面的上下文中,术语“降低”可以例如是由包含根据本发明的基于氨基的沉积控制添加剂或复合酯中的一者的类似燃料制剂提供的发动机磨损的0.05%或更多,优选地0.1%或更多,更优选地0.2%或更多,甚至更优选地0.5%或更多,尤其是1%或更多,更尤其是2%或更多,并且甚至更尤其是5%或更多。发动机磨损的降低甚至可以高达由含有基于氨基的沉积控制添加剂或复合酯中的一者的类似燃料制剂所提供的发动机磨损的
20%。
[0033] 如本文所用,术语‘摩擦的协同降低’意指用包含如本文所述的基于氨基的沉积控制添加剂和复合酯的组合的本发明的燃料组合物获得的摩擦的降低大于用仅包含基于氨基的沉积控制添加剂(即不含复合酯)的类似燃料制剂获得的摩擦降低和用仅包含复合酯(即不含基于氨基的沉积控制添加剂)的类似燃料制剂获得的摩擦降低的简单总和。换句话说,经由本发明的用途和方法获得的摩擦的降低是协同的而不是相加的。在本发明的这个方面的上下文中,术语“降低”可以是例如由包含根据本发明的基于氨基的沉积控制添加剂或复合酯中的一者的类似燃料制剂提供的摩擦的0.05%或更多,优选地0.1%或更多,更优选地0.2%或更多,甚至更优选地0.5%或更多,尤其是1%或更多,更尤其是2%或更多,甚至更尤其是5%或更多。摩擦的降低甚至可以高达由含有基于氨基的沉积控制添加剂或复合酯中的一者的类似燃料制剂所提供的摩擦的30%。
[0034] 用于本文的第一组分是基于氨基的沉积控制添加剂。如本文所用,术语“沉积控制添加剂”用于指在本领域中也称为清净剂的组分。该基于氨基的沉积控制添加剂通常具有至少一个数均分子量(Mn)为85至20000的疏基和至少一个选自具有至多6个氮原子的单氨基或多氨基基团的极性部分,其中这些氮原子中的至少一个氮原子具有性性质。
[0035] 上述基于氨基的沉积控制添加剂中确保在基础流体中的足够溶解度的疏水性烃基的数均分子量(Mn)为85至20000,尤其是113至10000,特别是300至5000。典型的疏水性烃基,尤其是与极性部分结合的疏水性烃基包括聚烯烃(polyalkene/polyolefin),诸如聚丙烯基、聚丁烯基和聚异丁烯基,其Mn各自为300至5000,优选地500至2500,更优选地700至2300,并且尤其是700至1000。优选的疏水性烃基是聚异丁烯基。
[0036] 在本文的一个实施方案中,该基于氨基的沉积控制添加剂是具有至少一个碱性氮原子的脂族烃基取代的胺,其中该烃基的数均分子量为约700至3,000。
[0037] 这些基于氨基的沉积控制添加剂的非限制性示例包括以下:
[0038] 包含单氨基或多氨基基团(A1)的添加剂优选是基于Mn为300至5000的聚丙烯或常规(即主要具有内部双键)聚丁烯或聚异丁烯的聚烯烃单胺或聚烯烃多胺。当主要具有内部双键(通常在β和γ位)的聚丁烯或聚异丁烯用作制备添加剂的原料时,可能的制备路线是通过氯化和随后胺化,或通过用空气或臭氧化双键以得到羰基或羧基化合物和随后在还原(氢化)条件下胺化。这里用于胺化的胺可以是例如氨、单胺或多胺,如二甲基氨基丙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺。基于聚丙烯的对应添加剂特别描述于WO‑A‑94/24231中。
[0039] 另外的优选的包含单氨基基团的添加剂是平均聚合度为5至100的聚异丁烯与氮氧化物或氮氧化物和氧的混合物的反应产物的氢化产物,特别如WO‑A‑97/03946中所述。
[0040] 另外的优选的包含单氨基基团的添加剂是可由聚异丁烯环氧化物通过与胺反应并随后脱水和还原氨基醇而获得的化合物,特别如DE‑A‑19620262中所述。
[0041] 用于本文的优选的基于氨基的沉积控制添加剂是聚异丁烯基胺。可商购获得的聚异丁烯基胺沉积控制添加剂的示例是可从BASF以商品名Kerocom PIBA03商购获得的聚异丁烯基胺沉积控制添加剂。
[0042] 该基于氨基的沉积控制添加剂优选地以按总燃料组合物的重量计50‑2000ppm,更优选地90‑1500ppm,甚至更优选地150‑1000ppm,并且尤其是170‑950ppm范围内的水平存在于燃料组合物中。
[0043] 在本文特别优选的实施方案中,该基于氨基的沉积控制添加剂以按总燃料组合物的重量计179‑920ppm范围内的水平存在于燃料组合物中。
[0044] 本文的第二基本组分是复合酯。用于本文的复合酯可通过(A)至少一种脂族直链或支链C2至C12二羧酸、(B)至少一种具有3至6个羟基的脂族直链或支链多羟基醇与(C)在组分(B)过量的情况下作为链终止剂的(C1)至少一种脂族直链或支链C1至C30单羧酸、或在组分(A)过量的情况下作为链终止剂的(C2)至少一种脂族直链或支链一元C1至C30醇之间的酯化反应获得。
[0045] 组分(A)的脂族二羧酸可为支链的或优选地直链的;它们可以是不饱和的或优选地饱和的。组分(A)的典型示例是乙二酸(草酸)、丙二酸(胡萝卜酸)、丁二酸(琥珀酸)、(Z)‑丁烯二酸(来酸)、(E)‑丁烯二酸(富马酸)、戊二酸(胶酸)、戊‑2‑烯二酸(戊烯二酸)、己二酸(肥酸)、庚二酸(蒲桃酸)、辛二酸(软木酸)、壬二酸(杜鹃花酸)、癸二酸(皮脂酸)、十一烷二酸、十二烷二酸、十二‑2‑烯二酸(愈伤酸)和(2E,4E)‑己‑2,4‑二烯二酸(粘康酸)。也可以使用上述脂族二羧酸的混合物。
[0046] 在优选的实施方案中,组分(A)的至少一种脂族二羧酸选自脂族直链C6至C10二羧酸,这些脂族直链C6至C10二羧酸优选地是饱和的。最优选的是己二酸和癸二酸。
[0047] 在本文特别优选的实施方案中,组分(A)的至少一种脂族二羧酸是己二酸。
[0048] 组分(B)的脂族多羟基醇可以是支链的或直链的;它们可以是不饱和的或优选地饱和的;它们可以含有3个至12个,优选地3个至8个,尤其是3个至6个碳原子,优选地3个、4个或5个羟基。组分(B)的典型示例是三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、山梨糖醇、甘油和季戊四醇。也可以使用上述脂族多羟基醇的混合物。
[0049] 在优选的实施方案中,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇选自甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
[0050] 在另一优选的实施方案中,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇选自三羟甲基丙烷和季戊四醇。
[0051] 在本文特别优选的实施方案中,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇是三羟甲基丙烷。
[0052] 取决于组分(B)与组分(A)相比过量地用于酯化反应,从而导致剩余游离羟基,还是组分(A)与组分(B)相比过量地用于酯化反应,从而导致剩余游离羧基,将链终止剂(C1)或(C2)用于所提及的复合酯的合成。羧酸酯组分(C1)将剩余的游离羟基转化成附加的羧酸酯基团。一元醇组分(C2)将剩余的游离羧基转化成附加羧酸酯基团。
[0053] 组分(C1)的脂族单羧酸可以是支链或直链的,它们可以是不饱和的或优选地饱和的。组分(C1)的典型示例是甲酸、乙酸、丙酸、2,2‑二甲基丙酸(新戊酸)、己酸、辛酸(亚羊脂酸)、2‑乙基己酸、3,5,5‑三甲基己酸、壬酸、癸酸(羊脂酸)、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十六烷酸(棕榈酸)、十八烷酸(硬脂酸)、异硬脂酸、油酸、亚油酸、反式亚油酸、芥酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸和蜡酸。上述单羧酸,包括所谓的脂肪酸,可以是合成或天然来源的。也可以使用上述脂族单羧酸的混合物。
[0054] 在优选的实施方案中,组分(C1)的至少一种脂族单羧酸选自脂族直链或支链C8至C18单羧酸。
[0055] 在特别优选的实施方案中,组分(C1)的至少一种脂族单羧酸选自脂族直链或支链C8至C10单羧酸。
[0056] 组分(C2)的脂族一元醇可以是支链的或直链的;它们可以是不饱和的,或优选地饱和的。组分(C2)的典型示例是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、2‑乙基己醇、正壬醇、2‑丙基庚醇、正癸醇、正十一烷醇、正十二烷醇、正十三烷醇、异十三烷醇、正十四烷醇、异十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇、异十八烷醇和正二十烷醇。也可以使用上述一元醇的混合物。在用作用于制备所提及的复合酯的链终止剂之前,所述一元醇可以已经借助于烃基环氧化物如环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷进行烷氧基化,以产生单封端的聚醚。
[0057] 在优选的实施方案中,组分(C2)的至少一种脂族一元醇选自直链或支链C8‑C18链烷醇。
[0058] 在本发明的一个优选的实施方案中,组分(A)的至少一种脂族二羧酸选自优选地饱和的脂族直链C6‑C10二羧酸,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇选自甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇,并且链终止剂(C)是选自脂族直链或支链C8至C18单羧酸的至少一种脂族单羧酸组分(C1)。
[0059] 在本发明的特别优选的实施方案中,组分(A)的至少一种脂族二羧酸选自己二酸或癸二酸,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇是三羟甲基丙烷或季戊四醇,并且链终止剂(C)是选自脂族直链或支链C8至C18单羧酸的脂族单羧酸组分(C1)。
[0060] 在本发明的特别优选的实施方案中,组分(A)的至少一种脂族二羧酸选自己二酸,组分(B)的至少一种脂族多羟基醇是三羟甲基丙烷,并且链终止剂(C)是选自脂族直链或支链C8至C10单羧酸的脂族单羧酸组分(C1)。
[0061] 复合酯的合成是本领域中已知的。该合成的进一步细节可以在EP 3060 636B1中找到,该专利以引用方式并入本文。其可通过将组分(A)与(B)混合并反应,随后使由(A)形成的中间体酯与组分(C)反应来制备。另选地,也可以通过将组分(A)、组分(B)和组分(C)同时混合并反应来制备。
[0062] 所提及的复合酯通常由至少2个分子单元的组分(A)、至少3个分子单元的组分(B)和对应数量的分子单元的链终止剂(C)构成,或者由至少2个分子单元的组分(B)、至少3个分子单元的组分(A)和对应数量的分子单元的链终止剂(C)构成。
[0063] 在优选的实施方案中,所提及的复合酯由2个至9个分子单元,尤其是2个至5个分子单元的组分(A)和3个至10个分子单元,尤其是3个至6个分子单元的组分(B)构成,组分(B)与组分(A)相比过量,其中(B)的剩余游离羟基被对应数量的分子单元的组分(C1)完全或部分封端。
[0064] 在另一优选的实施方案中,所提及的复合酯由3个至10个分子单元,尤其是3个至6个分子单元的组分(A)和2个至9个分子单元,尤其是2个至5个分子单元的组分(B)构成,组分(A)相对于组分(B)过量,其中(A)的剩余游离羧基被对应数量的分子单元的组分(C2)完全或部分封端。
[0065] 可用于本发明的典型复合酯由3个或4个分子单元的组分(A),尤其是至少一种脂族直链C6至C10二羧酸(诸如己二酸和/或癸二酸),或4个或5个分子单元的组分(B),尤其是甘油、三羟甲基丙烷和/或季戊四醇,以及6个至12个分子单元的组分(C1),尤其是至少一种脂族直链或支链C8至C18单羧酸(诸如辛酸、2‑乙基己酸、3,4,4‑三甲基己酸、壬酸、癸酸和/或异硬脂酸)组成。
[0066] 用于本文的特别优选的复合酯是EP 3060636B1的实施例2和实施例3。
[0067] 在本文的一个实施方案中,用于本文的复合酯是EP3060636B1的实施例2。
[0068] 在本文的另一实施方案中,用于本文的复合酯是EP3060636B1的实施例3。
[0069] 所提及的该复合酯是油溶性的,这意味着当与矿物油和/或燃料以10:90、50:50和90:10的重量比混合时,对于该三种重量比10:90、50:50和90:10中的至少两种重量比,该复合酯在室温下静置24小时后不显示相分离。
[0070] 通常,该至少一种复合酯在本文的汽油燃料组合物中的量是按重量计10‑5000ppm,更优选地按重量计20‑2000ppm,甚至更优选地按重量计30‑1000ppm,尤其是按重量计40‑500ppm,例如按重量计50‑300ppm。
[0071] 在本发明的一个实施方案中,该至少一种复合酯在本文的汽油燃料组合物中的量按该汽油燃料组合物的重量计是30‑352ppm。
[0072] 在本发明的优选的实施方案中,基于氨基的沉积控制添加剂以按总燃料组合物的重量计在179‑920ppm范围内的水平存在于燃料组合物中,并且至少一种复合酯以按汽油燃料组合物的重量计在30‑352ppm范围内的水平存在于燃料组合物中。
[0073] 在本发明特别优选的实施方案中,基于氨基的沉积控制添加剂以按总燃料组合物的重量计在179‑920ppm范围内的水平存在于燃料组合物中,并且至少一种复合酯以按汽油燃料组合物的重量计在30‑352ppm范围内的水平存在于燃料组合物中,并且基于氨基的沉积控制添加剂与至少一种复合酯的重量比在10:1至2:1的范围内。
[0074] 该基于氨基的沉积控制添加剂和复合酯可以单独地或以燃料添加剂包(也称为汽油性能包)的形式添加到汽油基础燃料中。这种包是燃料添加剂浓缩物并且是添加剂共混物的一部分。然后将添加剂共混物添加到汽油基础燃料中以产生汽油燃料组合物。
[0075] 优选地,该基于氨基的沉积控制添加剂与复合酯的重量比在10:1至1:1,更优选地10:1至2:1的范围内。
[0076] 在本发明的一个实施方案中,基于氨基的沉积控制添加剂与复合酯的重量比在8:1至2:1的范围内。
[0077] 在本发明的另一实施方案中,基于氨基的沉积控制添加剂与复合酯的重量比在6:1至2:1的范围内。
[0078] 在本发明的液体燃料组合物中,如果所用的基础燃料是汽油,则汽油可以是适用于本领域已知的火花点火(石油)型内燃发动机的任何汽油,包括汽车发动机以及其他类型的发动机,例如越野和航空发动机。在本发明的液体燃料组合物中用作基础燃料的汽油也可方便地称为‘基础汽油’。
[0079] 汽油通常包含沸点在25℃至230℃范围内的烃的混合物(EN‑ISO 3405),最佳范围和蒸馏曲线通常根据气候和一年中的季节而变化。汽油中的烃可以通过本领域已知的任何手段得到,方便地,烃可以以任何已知的方式从直馏汽油、合成生产的芳烃混合物、热或催化裂化烃、加氢裂化石油馏分、催化重整的烃或这些的混合物得到。
[0080] 汽油的具体蒸馏曲线、烃组成、研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)不是关键的。
[0081] 方便地,汽油的研究法辛烷值(RON)可以是至少80,例如在80至110的范围内,优选地汽油的RON将为至少90,例如在90至110的范围内,更优选地汽油的RON将为至少91,例如在91至105的范围内,甚至更优选地汽油的RON将为至少92,例如在92至103的范围内,甚至更优选地汽油的RON将为至少93,例如在93至102的范围内,并且最优选地汽油的RON将为至少94,例如在94至100的范围内(DIN EN ISO 5163),汽油的马达法辛烷值(MON)可以方便地为至少70,例如在70至110的范围内,优选地汽油的MON将为至少75,例如在75至105的范围内,更优选地汽油的MON将为至少80,例如在80至100的范围内,最优选地汽油的MON将为至少82,例如在82至95的范围内(DIN EN ISO 5163)。
[0082] 通常,汽油包含选自以下组中的一者或多者的组分:饱和烃、烯烃、芳烃和氧化烃。方便地,汽油可包含饱和烃、烯烃、芳烃和任选氧化烃的混合物。
[0083] 通常,汽油的烯烃含量基于汽油计在0‑40体积%的范围内(ASTM D1319);优选地,汽油的烯烃含量基于汽油计在0‑30体积%的范围内,更优选地,汽油的烯烃含量基于汽油计在0‑20体积%的范围内。
[0084] 通常,汽油的芳烃含量基于汽油计在0‑70体积%的范围内(ASTM D1319),例如,汽油的芳烃含量基于汽油计在10‑60体积%的范围内;优选地,汽油的芳烃含量基于汽油计在0‑50体积%的范围内,例如,汽油的芳烃含量基于汽油计在10‑50体积%的范围内。
[0085] 基于汽油计,汽油的苯含量为至多10体积%,更优选地至多5体积%,特别是至多1体积%。
[0086] 汽油优选具有低的或超低的硫含量,例如至多1000ppmw(重量百万分率),优选地不超过500ppmw,更优选地不超过100ppmw,甚至更优选地不超过50ppmw并且最优选地不超过甚至10ppmw。
[0087] 汽油还优选地具有低的总铅含量,诸如至多0.005g/l,最优选地是不含铅的,不向其中添加铅化合物(即无铅)。
[0088] 当汽油包含氧化烃时,非氧化烃的至少一部分将被取代成氧化烃。基于汽油计,汽油的氧含量可高达35重量%(EN 1601)(例如,乙醇本身)。例如,汽油的氧含量可高达25重量%,优选地高达10重量%。方便地,含氧化合物浓度将具有选自0重量%、0.2重量%、0.4重量%、0.6重量%、0.8重量%、1.0重量%和1.2重量%中的任一者的最小浓度,和选自5重量%、4.5重量%、4.0重量%、3.5重量%、3.0重量%和2.7重量%中的任一者的最大浓度。
[0089] 可掺入到汽油中的氧化烃的示例包括醇、醚、酯、、羧酸和它们的衍生物,和含氧杂环化合物。优选地,可以掺入到汽油中的氧化烃选自醇(诸如甲醇、乙醇、丙醇、2‑丙醇、丁醇、叔丁醇、异丁醇和2‑丁醇)、醚(优选地每分子含有5个或更多个碳原子的醚,例如甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚)和酯(优选地每分子含有5个或更多个碳原子的酯);特别优选的氧化烃是乙醇。
[0090] 当在汽油中存在氧化烃时,汽油中氧化烃的量可以在宽范围内变化。例如,包含较大比例的氧化烃的汽油目前在诸如巴西和美国之类的国家可商购获得,例如乙醇本身和E85,以及包含较小比例的氧化烃的汽油,例如E10和E5。因此,汽油可含有高达100体积%的氧化烃。本文中还包括如巴西使用的E100燃料。优选地,存在于汽油中的氧化烃的量选自以下量中的一者:高达85体积%;高达70体积%;高达65体积%;高达30体积%;高达20体积%;高达15体积%;以及高达10体积%,这取决于汽油的期望的最终制剂。方便地,汽油可以含有至少0.5体积%、1.0体积%或2.0体积%的氧化烃。
[0091] 合适的汽油的示例包括烯烃含量为0‑20体积%(ASTM D1319)、氧含量为0重量%至5重量%(EN 1601)、芳烃含量为0‑50体积%(ASTM D1319)以及苯含量为至多1体积%的汽油。
[0092] 还适用于本文的是可来源于生物来源的汽油共混组分。此类汽油共混组分的示例可见于WO2009/077606、WO2010/028206、WO2010/000761、欧洲专利申请号09160983.4、09176879.6、09180904.6和美国专利申请序列号61/312307。
[0093] 尽管对本发明不是关键的,但除了上述基本基于氨基的沉积控制添加剂和复合酯之外,本发明的基础汽油或汽油组合物可方便地包含一种或多种任选的燃料添加剂。可包括在本发明的基础汽油或汽油组合物中的任选燃料添加剂的浓度和性质不是关键的。可包含在本发明的基础汽油或汽油组合物中的合适类型的燃料添加剂的非限制性示例包括抗氧化剂腐蚀抑制剂、沉积控制添加剂/除了上述基于氨基的沉积控制添加剂之外的清净剂、去雾剂、抗爆添加剂、金属减活剂、座缩陷保护剂化合物、染料、溶剂、载体流体、稀释剂和标志物。合适的此类添加剂的示例一般描述于美国专利号5,855,629中。
[0094] 方便地,可将燃料添加剂与一种或多种溶剂共混以形成添加剂浓缩物,然后可将添加剂浓缩物与本发明的基础汽油或汽油组合物混合。
[0095] 存在于本发明的基础汽油或汽油组合物中的任何任选添加剂的(活性物质)浓度优选地高达1重量%,更优选地在5‑2000ppmw的范围内,有利地在300‑1500ppmw的范围内,诸如300‑1000ppmw。
[0096] 如上所述,汽油组合物还可含有合成或矿物载体油和/或溶剂。
[0097] 通过以下实施例将进一步理解本发明。除非另有说明,否则实施例中公开的所有量和浓度均基于完全配制的燃料组合物的重量。
[0098] 实施例
[0099] 在以下实施例中,使用两种摩擦改进剂。FM1是如EP3060636B1的实施例3中所公开的复合酯。FM2是可从BASF以商品名Kerocom FM38商购获得的摩擦改进剂(不具有上文提及的复杂酯结构)。
[0100] 在所示的实施例中使用可从BASF商购获得的Kerocom PIBA03沉积控制添加剂。实施例1‑13中的基础燃料是异辛烷。异辛烷是汽油的组分,并且在本文实施例1‑13中用作参比基础燃料。实施例14‑19中的基础燃料是满足EN228规格的标准E0汽油基础燃料。表1和2显示了各种添加剂(FM1、FM2、PIBA沉积控制添加剂)在每种燃料组合物中的相对量(以ppm计)。使用HFRR方法(使用ASTM D6079测试方法)在30℃、40℃和50℃;200g(P平均值=0.55GPa);75min;50Hz;1mm行程长度下测量燃料组合物中的每种燃料组合物的摩擦系数。
摩擦结果显示在下表1中。还使用HFRR方法测量燃料组合物中的每种燃料组合物的磨痕。磨痕结果显示在下表2中。
[0101] 表1(摩擦系数数据)
[0102] 实施例 燃料 30℃ 40℃ 50℃1* 异辛烷 0.71 0.61 1.0
2* FM1(30ppm) 0.55 0.63 0.64
3* FM1(90ppm) 0.49 0.31 0.29
4* FM1(270ppm) 0.27 0.31 0.32
5* PIBA(179ppm) 0.60 0.60 0.85
6* PIBA(920ppm) 0.35 0.34 0.32
7* FM2(30ppm) 0.45 0.53 0.64
8* FM2(75ppm) 0.46 NM NM 
9* FM2(90ppm) 0.41 0.41 0.39
10* FM2(270ppm) 0.23 0.23 0.23
1
11 FM1(30ppm)+PIBA(179ppm) 0.35 0.23 0.23
2
12 FM1(90ppm)+PIBA(920ppm) 0.25 0.27 0.27
13* FM2(75ppm)+PIBA(233ppm) 0.40 0.45 0.48
14* E0汽油 1.21 NM NM 
15* FM1(90ppm) 0.33 NM NM 
16* FM1(352ppm) 0.28 NM NM 
17* PIBA(920ppm) 0.27 NM NM 
2
18 FM1(90ppm)+PIBA(920ppm) 0.24 NM NM 
3
19 FM1(352ppm)+PIBA(699ppm) 0.22 NM NM
[0103] Nm=未测量
[0104] *比较例
[0105] 1.代表PIBA与FM1的重量比为6:1的实施例11
[0106] 2.代表PIBA与FM1的重量比为10:1的实施例12和实施例18。
[0107] 3.代表PIBA与FM1的重量比为2:1的实施例19
[0108] 表2(球痕磨损平均值)
[0109]
[0110]
[0111] Nm=未测量
[0112] *比较例
[0113] 1.代表PIBA与FM1的重量比为6:1的实施例11
[0114] 2.代表PIBA与FM1的重量比为10:1的实施例12和实施例18。
[0115] 3.代表PIBA与FM1的重量比为2:1的实施例19
[0116] 图1‑18是以上表1和2中所示结果的图形表示。
[0117] 图1是实施例1‑4的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0118] 图2是实施例1‑4的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0119] 图3是实施例1‑4的燃料在40℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0120] 图4是实施例1‑4的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0121] 图5是实施例1、5和6的燃料在30℃下的摩擦系数数据的图形表示。
[0122] 图6是实施例1、5和6的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0123] 图7是实施例1、5和6的燃料在40℃下的摩擦系数数据的图形表示。
[0124] 图8是实施例1、5和6的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0125] 图9是实施例1、11、12和13的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0126] 图10是实施例1、11、12和13的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0127] 图11是实施例1、11、12和13的燃料在40℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0128] 图12是实施例1、11、12和13的燃料在40℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0129] 图13是实施例1、2和11的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0130] 图14是实施例1、2和11的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0131] 图15是实施例1、8和13的燃料在30℃下的平均摩擦系数的图形表示。
[0132] 图16是实施例1、8和13的燃料在30℃下的磨痕平均数据的图形表示。
[0133] 图17是实施例14‑19的燃料在30℃下的平均摩擦系数数据的图形表示。
[0134] 图18是实施例14‑19在30℃下的磨痕数据的图形表示。
[0135] 讨论
[0136] 如从表1和2以及图1‑18中的数据可看出的,根据本发明的汽油燃料组合物中的PIBA沉积控制添加剂和复合酯(FM1)的组合提供了发动机磨损和摩擦的协同降低。表1和2以及图1‑18还表明,PIBA沉积控制添加剂和不是复合酯的不同摩擦改进剂(FM2)的组合不提供发动机磨损和摩擦的协同降低。与包含复合酯(FM1)和PIBA沉积控制添加剂两者的本发明的组合物相比,甚至复合酯(FM1)本身的量的两倍或三倍(没有PIBA沉积控制添加剂)在降低摩擦和磨损方面也没有实现同样好的结果。因此,当与PIBA沉积控制添加剂组合时,可以使用少量复合酯(FM1)以提供摩擦和磨损的协同降低。