专利名称：改进烃类燃料内燃机的燃料经济性的组合物和方法
改进烃类燃料内燃机的燃料经济性的组合物和方法本发明的领域
本发明涉及改进烃类燃料内燃机的燃料经济性。更具体地说，本发明涉及改进内燃机 的燃料经济性的用于烃类燃料的添加剂组合物。该组合物还显示出减少发动机磨损的抗磨 性并且能够用作润滑油的摩擦改良剂/抗磨剂。该组合物是(a)至少一种脂肪酸和/或脂 肪酸酯和(b) 二烷醇胺的丙氧基化和/或丁氧基化反应产物。本发明的背景
政府法律规定的燃料经济性和污染标准已经导致了促使汽车公司和添加剂供应商增 强机动车辆的燃料经济性的效果。需要增强的燃料经济性的附加压力是不断上升的燃料成 本。已知的是汽油和其它燃料的特性能够通过添加剂的使用来改进。例如，洗涤剂能 够被添加来抑制吸入系统沉积物的形成，因此改进发动机清洁性。新近，摩擦改善剂已经被 添加到汽油中以通过减少发动机摩擦来提高燃料经济性。在为洗涤剂或摩擦改善添加剂选 择合适的组分时，重要的是确保各种性能的平衡。例如，摩擦改善剂不应该不利地影响洗涤 剂的沉积物控制。另外，该添加剂复合剂(additive package)不应该显示出对发动机的特 性的任何有害影响，如阀门粘着。实现增强的燃料经济性的一种途径是改进使用燃料的发动机的效率。发动机效 率的改进能够通过多种方法来实现，例如，对燃料/空气比的改进的控制，降低的曲轴箱 (crankcase)油粘度，和在发动机的特定的、战略区域的降低的内摩擦。至于降低在发动机内的摩擦，燃料热值的约18%是通过内摩擦(例如轴承，配气机 构(valve train)，活塞，活塞环(rings)，水和油泵被耗散，而仅仅约25%实际上在曲轴上 被转化成有用功。活塞环和阀门组系的一部分占摩擦的50%以上并且以边界润滑模式运转 至少一部分的时间，在该时间中摩擦改善剂是有效的。如果摩擦改善剂使这些组件的摩擦 减少三分之一，则该摩擦降低对应于在燃烧热的利用率上的约35%改进，并且反映在相应 的燃料经济性改进。因此，研究者继续考察在发动机的战略区域中减少摩擦的燃料添加剂， 因此改进发动机的燃料经济性。润滑油组合物还含有各种各样的添加剂，其中包括具有耐磨损性，抗摩擦性能，抗 氧化性能等等的那些。设计润滑油的本领域那些技术人员因此连续地寻找能够改进这些性 能但对于其它所需性能没有有害影响的添加剂。多年来人们已经投入相当大的工作来设计减少内燃机中的摩擦的添加剂。例如， 美国专利 No 2,252. 889，4，185，594，4，208，190，4，204，481.和 4，428，182 公开了由脂肪酸 酯，不饱和二聚脂肪酸，脂肪族伯胺，二乙醇胺的脂肪酸酰胺和长链脂肪族单羧酸组成的用 于柴油发动机燃料的添加剂。美国专利No. 4，427，562公开了通过烷氧基烷基伯胺与羧酸的反应或另外通过 合适的甲酸酯的氨解作用所形成的用于润滑剂和燃料的摩擦降低添加剂。美国专利No. 4. 729，769公开汽油的清洗添加剂，它含有C6-C2tl脂肪酸酯如椰子 油与单或二-羟烷基胺如二乙醇胺或二甲基氨基丙基胺之间的反应产物。
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公开了可用作燃料添加剂的链烷醇酰胺和烷氧基化链烷醇酰胺的其它专利包 括美国专利No. 4,446,038 ；美国专利No. 4，512，903 ；美国专利No. 4，525，288 ；美 国专利No. 4,647,389 ；美国专利No. 4，765，918 ；美国专利No. 6，743，266 ；美国专 利 No. 6，589，302 ；美国专利 No. 6，5 , 353 ；美国专利 No. 4，419，255 ；美国专利 No. 6，277，158 ；US专利No. 4，737，160 ；美国专利出版物No. 2003/0056431 ；美国专利出版 物No. 2004/0154218 ；美国专利No. 6，786，939 ；美国专利No. 6，689，908 ；美国专利出 版物 No. 2006/0047141 ；美国专利 No. 6，0；34，257 ；美国专利 No. 6，534，464 ；美国专 利出版物No. 2005/0026805 ；美国专利出版物No. 2005/0233929 ；美国专利出版物No. 2003/0091667 ；美国专利出版物No. 2005/0053681 ；美国专利No. 6，764. 989 ；美国专利 No. 5，979，479 ；美国专利 No. 5，339，855 ;W0 2005/113694 ；美国专利 No. 6, 746, 988 -M 国专利出版物 No. 2004/0231233 ；美国专利 No. 6，531，443 ；WO 99/46356 ；美国专利 No. 6，277，191 ；和美国专利 No. 5,229,033。然而，仍然需要提供足够的摩擦降低作用以增强燃料经济性的用于汽油和其它烃 基燃料的改进的添加剂，它在贮存添加剂的温度范围中是稳定的并且不会不利地影响成品 汽油或其中使用该汽油的发动机的特性和性能。本发明的概述
本发明涉及改进包括汽油和柴油机燃料的烃类燃料的燃料经济性的方法和组合物。更 具体地说，本发明涉及用于内燃发动机的燃料添加剂，该添加剂包括(a) —种或多种脂肪 酸、一种或多种脂肪酸酯或它们的混合物与(b) 二烷醇胺如二乙醇胺的丙氧基化和/或丁 氧基化反应产物。更具体地说，该燃料添加剂包括具有通式(I)的丙氧基化和/或丁氧基化酰胺和 通式I (a)的酯化合物
权利要求
1.组合物，该组合物包括(i)具有以下结构的烷氧基化酰胺
2.权利要求1的组合物，其中-CHR2-CHR3-O包括丙氧基。
3.权利要求1的组合物，其中-CHR2-CHR3-O包括丁氧基。
4.权利要求1的组合物，其中-CHR2-CHR3-O包括丙氧基和丁氧基。
5.权利要求1的组合物，其中R1-Cb0)-是脂肪酸，脂肪酸酯，植物油，动物油，或它们 的混合物的残基。
6.权利要求5的组合物，其中R1-(C=O)-含有8-M个碳原子。
7.权利要求5的组合物，其中该脂肪酸选自月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，辛酸， 壬酸，山俞酸，蜡酸，褐煤酸，二十四烷酸，十九碳烯酸，芥子酸，亚油酸，生红酸，硬脂四烯 酸，花生四烯酸，chypanodoic acid，蓖麻油酸，癸酸，癸酸，异硬脂酸，顺式9_ 二十碳烯酸， 肉豆蔻脑酸，棕榈油酸，5-十二碳烯酸，油酸，伞形花子油酸，它们的酯，和它们的混合物。
8.权利要求5的组合物，其中该脂肪酸是脂肪酸的甲酯或乙酯，该脂肪酸选自月桂酸， 肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，辛酸，壬酸，山俞酸，蜡酸，褐煤酸，二十四烷酸，十九碳烯酸，芥 子酸，亚油酸，生红酸，硬脂四烯酸，花生四烯酸，chypanodoic acid，蓖麻油酸，癸酸，癸酸， 异硬脂酸，顺式9- 二十碳烯酸，肉豆蔻脑酸，棕榈油酸，5-十二碳烯酸，油酸，伞形花子油 酸，它们的酯，和它们的混合物。
9.权利要求5的组合物，其中该植物油或动物油选自于椰子油，巴巴苏油，棕榈仁油， 棕榈油，橄榄油，蓖麻油，花生油，霍霍巴油，大豆油，向日葵籽油，核桃油，芝麻籽油，菜籽 油，菜油，牛脂，猪油，鲸脂，海豹油，海豚油，鳕鱼肝油，玉米油，妥尔油，棉籽油，和它们的混 合物。
10.权利要求5的组合物，其中该脂肪酸酯选自三硬脂酸甘油酯，三棕榈酸甘油酯，二 月桂酸甘油基酯，单硬脂酸甘油酯，二月桂酸乙二醇酯，四硬脂酸季戊四醇酯，三月桂酸季 戊四醇酯，单棕榈酸山梨糖醇酯，五硬脂酸山梨糖醇酯，单硬脂酸丙二醇酯，和它们的混合 物。
11.权利要求1的组合物，其中R1-CbO)-是椰油脂肪酸的残基。
12.权利要求1的组合物，其中CHRa-CHRb-O-是CH2-CH2_0-。
13.权利要求1的组合物，其中n+m是1-5。
14.权利要求1的组合物，其中n+m是1-3。
15.权利要求1的组合物，其中η和m中的一个是0。
16.权利要求1的组合物，其中该烷氧基化酰胺具有以下结构
17.权利要求1的组合物，其中P+ q是0-3。
18.权利要求1的组合物，其中该烷氧基化酯是以至多约30重量份/每100重量份的 总烷氧基化酰胺和烷氧基化酯的量存在于该组合物中。
19.燃料组合物，该组合物包括(a)主要量的用于内燃发动机的烃类燃料；和(b)少量的权利要求1的组合物。
20.权利要求19的燃料组合物，其中该燃料组合物按重量包括约50-约2000ppm的权 利要求1的组合物。
21.权利要求19的燃料组合物，其中该燃料组合物包括约20-约250磅的权利要求1 的组合物/每千桶。
22.权利要求19的燃料组合物，其中该烃类燃料是汽油或柴油燃料。
23.运转内燃发动机的方法，该方法包括使用燃料组合物运转发动机，该燃料组合物包括(a)主要量的用于内燃发动机的烃类燃料；和(b)少量的权利要求1的组合物。
24.在内燃发动机的运转中减少摩擦的方法，该方法包括为用燃料组合物供以发动机 燃料，该燃料组合物包括(a)主要量的用于内燃发动机的烃类燃料；和(b)少量的权利要求1的组合物。
25.在内燃发动机的运转中减少摩擦和发动机磨损的方法，该方法包括使用润滑油组 合物，该润滑油组合物包括(a)主要量的用于内燃发动机的润滑油；和(b)少量的权利要求1的组合物。
26.包括反应产物的组合物，该反应产物通过以下制备(a)让脂肪酸，脂肪酸酯，植物油，动物油，或它们的混合物与二烷醇胺按照约0.3-约 1. 2摩尔的该二烷醇胺/每摩尔的脂肪酸残基的量进行反应，以形成包括脂肪酸残基的二 烷醇酰胺的第一种反应产物，然后(b)在环氧乙烷不存在的情况下，让(a)的第一种反应产物与1-5总摩尔数的环氧丙 烷和/或环氧丁烷/每摩尔的在(a)的第一种反应产物中的二烷醇酰胺进行丙氧基化和/或丁氧基化反应。
27.权利要求沈的组合物，该组合物包括具有以下结构的一种或多种烷氧基化酰胺
28.权利要求沈的组合物，进一步包括一种或多种的二烷醇胺，甘油，脂肪酸，脂肪酸 残基，植物油，和动物油。
29.权利要求沈的组合物，其中该植物油包括椰子油。
30.权利要求沈的组合物，其中该二烷醇胺包括二乙醇胺。
31.权利要求沈的组合物，其中(a)的反应产物用1-3摩尔的环氧丙烷/每摩尔的二烷醇酰胺进行丙氧基化。
全文摘要
改进由烃类燃料提供动力的内燃发动机的燃料经济性的组合物和方法。组合物含有(a)至少一种脂肪酸、脂肪酸酯或它们的混合物与(b)二烷醇胺的丙氧基化和/或丁氧基化反应产物。该组合物是以基于烃类燃料重量的约5-约2,000ppm的量被添加到烃类燃料中，以减少在发动机内的摩擦和实现增强的燃料经济性。
文档编号C10L1/14GK102149796SQ200980135633
公开日2011年8月10日 申请日期2009年6月16日 优先权日2008年7月11日
发明者A·K·永, A·米斯克, L·弗尔克尔, S·克里马 申请人:巴斯夫欧洲公司