本發明專利技術涉及新的不含酸的季銨化氮化合物，其制備方法及其作為燃料添加劑和潤滑劑添加劑的用途，更尤其作為洗滌劑添加劑、作為蠟抗沉降劑（WASA）或作為用于減少內部柴油噴射器沉積物（IDID）的添加劑。本發明專利技術還涉及含有這些化合物的添加劑包裝；以及涉及含有所述添加劑的燃料和潤滑劑。本發明專利技術還涉及這些不含酸的季銨化氮化合物作為燃料添加劑用于減少或防止在直接噴射式柴油發動機的噴射體系中的沉積物的用途，尤其是在共軌噴射系統中，用于降低直接噴射式柴油發動機的燃料消耗，尤其是降低具有共軌噴射系統的柴油發動機的燃料消耗，和用于使直接噴射式柴油發動機中的功率損失盡可能小，尤其是使具有共軌噴射系統的柴油發動機中的功率損失盡可能小。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】不含酸的季銨化氮化合物及其在燃料和潤滑劑中作為添加劑的用途本專利技術涉及新的不含酸的季銨化氮化合物，其制備方法及其作為燃料添加劑和潤滑劑添加劑的用途，更尤其作為洗滌劑添加劑、作為蠟抗沉降劑(WASA)或作為用于減少內部柴油噴射器沉積物(IDID)的添加劑；以及涉及含有這些化合物的添加劑包裝；以及涉及如此添加處理的燃料和潤滑劑。本專利技術還涉及這些不含酸的季銨化氮化合物作為燃料添加劑用于減少或防止在直接噴射式柴油發動機的噴射體系中的沉積物的用途，尤其是在共軌噴射系統中，用于降低直接噴射式柴油發動機的燃料消耗，尤其是降低具有共軌噴射系統的柴油發動機的燃料消耗，和用于使直接噴射式柴油發動機中的功率損失盡可能小，尤其是使具有共軌噴射系統的柴油發動機中的功率損失盡可能小。現有技術:在直接噴射式柴油發動機中，燃料進行噴射并通過多孔噴射噴嘴以超細方式分布(霧化)，所述噴嘴直接到達柴油發動機中的燃燒室中，而不是象在傳統(室)柴油發動機的情況那樣被引入預制室或渦流室中。直接噴射式柴油發動機的優點在于它們對于柴油發動機的高性能以及低的燃料消耗。此外，這些發動機即使在低速時也達到非常高的力矩。目前，基本上三種方法用于將燃料直接噴射到柴油發動機的燃燒室中:常規分布器噴射泵，泵-噴嘴體系(單位噴射器體系或單位泵體系)，和共軌體系。在共軌體系中，柴油燃料是通過用最高2000巴的壓力經由泵輸送到高壓管線、共軌中。從共軌開始，支路管線進入將燃料直接噴射到燃燒室中的不同噴射器中。全部壓力總是施加到共軌上，這導致多次噴射或特定噴射形式。與此相比，在其它噴射體系中，僅僅在噴射中的較小變化是可能的。在共軌中的噴射基本上分成三類:(I)預先噴射，由此基本上實現更溫和的燃燒，使得粗糙燃燒噪音(“刮擦”)降低并且發動機安靜地運行；(2)主噴射，這尤其對于優良的力矩分布負責；和(3)后噴射，這尤其確保了低NOx值。在這種后噴射中，燃料一般沒有燃燒，而是 通過在機筒中的殘余熱量蒸發。所形成的廢氣/燃料混合物被輸送到廢氣體系，其中燃料在合適催化劑的存在下用作對于氮氧化物NOx的還原劑。在共軌噴射體系中的可變的機筒單獨噴射可以有利地影響發動機的污染物釋放，例如氮氧化物NOx、一氧化碳(CO)和尤其顆粒(煙灰)的釋放。這例如可以使得配備共軌噴射體系的發動機即使在沒有額外顆粒過濾器的情況下也能在理論上滿足Euro4標準。在現代共軌柴油發動機中，在特定條件下例如當使用含生物柴油的燃料或具有金屬雜質例如鋅化合物、銅化合物和其它金屬化合物的燃料時，會在噴射器孔上形成沉積物，這不利地影響燃料的噴射性能，進而損害發動機的性能，即尤其降低功率，但是在一些情況下也使燃燒變差。沉積物的形成進一步通過對噴射器結構的其它開發來改進，尤其通過改變噴嘴的幾何形狀(更窄，具有圓形出口的錐形孔)。為了延長發動機和噴射器的最佳作用，在噴嘴孔中的這些沉積物必須防止或通過合適的燃料添加劑減少。W02006/135881描述了季銨鹽，其通過烴基取代的酰化劑與具有叔氨基的含氧化合物或含氮化合物進行縮合、隨后用烴基環氧化物在化學計算量的酸、尤其乙酸存在下進行季銨化來制備。需要化學計算量的酸來確保環氧化物季銨化劑的完全開環，和進而非常基本上定量的季銨化。基于二羧酸的酰化劑與胺在縮合條件下、即消除水的情況下反應，形成DMAPA琥珀酰亞胺，其然后在每種情況下用等摩爾量的環氧化物和酸進行季銨化，其中基于二羧酸的酰化劑是例如PIBSA，胺例如是二甲基氨基丙基胺(DMAPA)。根據W02006/135881的描述，發現存在化學計算量的酸是特別不利的，這另外對于平衡其中用于季銨化酰亞胺洗滌劑的電荷而言是必要的。為了降低其中的酰亞胺中的酸含量，或為了完全除去酸，將需要額外的工藝措施，這將導致產物的制備更復雜，進而更昂貴。所以，根據W02006/135881制備的被環氧化物季銨化的酰亞胺，在沒有進一步提純的情況下，是在此申請中所述的實驗中以羧酸鹽的形式作為燃料添加劑使用的。但是，另一方面，已經知道酸會引起燃料添加劑的腐蝕問題(參見例如Sugiyama等；SAE International, Technical Paper,產品編號:2007-01-2027，公開日期:2007-07-23)。所以，根據W02006/135881提供的被環氧化物季銨化的添加劑由于明顯的腐蝕風險而存在顯著的應用風險。此外，此產品具有對于馬達油相容性和低溫性能方面的明顯缺點。在現代柴油發動機的噴射系統中，沉積物引起明顯的性能問題。公知的是，這些沉積物在噴灑通道中會導致燃料流動降低和進而導致功率損失。相比之下，在噴射器尖端的沉積物會損害燃料噴霧的最佳形成，結果是引起燃燒變差以及相關的高釋放和增加的燃料消耗。與這些常規“外部”沉積現象相比，“內部”沉積物(統稱為內部柴油噴射器沉積物(IDID)),尤其在噴射器的部件中，例如在噴嘴尖端處、在控制活塞處、在閥門活塞處、在閥門座處、在控制單元中和在這些組件的導管中，也顯著引起了性能問題。常規添加劑顯示出抵抗這些IDID的作用不充足。所以，本專利技術的目的是提供改進的季銨化燃料添加劑，尤其是基于被烴基取代的多羧酸酐，其不再具有現有技術的所述缺點。專利技術簡述: 現在驚奇地發現，上述目的能通過提供能在不含酸的條件下進行的添加工藝實現，所述添加工藝用于制備被環氧化物季銨化的含氮添加劑，所述添加劑是基于被烴基取代的多羧酸酐和具有能被季銨化的氨基并能與所述多羧酸酐反應的化合物；以及通過如此獲得的不含酸的反應產物實現。本專利技術的反應方案驚奇地允許完全省略游離酸的添加，尤其是游離質子酸，這些酸根據現有技術是必須加入環氧烷季銨化試劑中的。這是因為，在本專利技術的實施方案中，通過將含氮的能季銨化的化合物加成到被烴基取代的多羧酸酐并使酸酐環進行開環，產生了分子內鍵接的酸官能團，并且認為在不限于任何模式考慮的情況下，這種分子內產生的羧基活化了在季銨化反應中的環氧烷，并且通過在加成環氧烷之后形成的中間體醇的質子化反應，形成了具有甜菜堿結構形式的反應產物。驚奇的是，如此制備的本專利技術添加劑在許多方面優于現有技術中通過常規方式經由環氧化物/酸季銨化反應制備的添加劑。附圖簡述: 附圖說明圖1顯示了不同柴油燃料在DWlO發動機試驗中的功率損失。尤其是，顯示了未添加的燃料(方形)和根據本專利技術添加的燃料(菱形)，與和現有技術添加劑按照相同劑量混合的對比燃料(三角形)進行比較。本專利技術的詳細描述:Al)具體實施方案本專利技術尤其涉及以下具體實施方案:1.一種制備季銨化的氮化合物的方法，其中:a.將含有至少一個能與酸酐反應的含氧或含氮基團和另外含有至少一個能被季銨化的氨基的化合物加成到多羧酸酐化合物上，所述能與酸酐反應的含氧或含氮基團是例如-OH和/或伯氨基或仲氨基，所述多羧酸酐化合物尤其是多羧酸酐或被烴基取代的多羧酸酐，尤其是被聚亞烷基取代的多 羧酸酐，和b.將來自階段a)的產物進行季銨化，尤其用不含H+供體和特別是不含酸的季銨化試劑進行季銨化。2.根據實施方案I的方法，其中多羧酸酐化合物是二羧酸酐、三羧酸酐或四羧酸酐。3.根據前述實施方案中任一項的方法，其中多羧酸酐化合物是C4-Cltl 二羧酸的酸酐。4.根據前述實施方案中任一項的方法，其中多羧酸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.06 EP 10168622.8;2011.05.12 EP 11165920.71.一種制備季銨化的氮化合物的方法，其中: a)將含有至少一個能與酸酐反應的含氧或含氮基團和另外含有至少一個能被季銨化的氨基的化合物加成到多羧酸酐化合物上，和 b)將來自階段a)的產物進行季銨化。2.根據權利要求1的方法，其中多羧酸酐化合物是二羧酸酐、三羧酸酐或四羧酸酐。3.根據前述權利要求中任一項的方法，其中多羧酸酐化合物是C4-Cltl二羧酸的酸酐。4.根據前述權利要求中任一項的方法，其中多羧酸酐化合物含有至少一個數均分子量(Mn)為約200-10000、尤其350-5000的烴基取代基。5.根據前述權利要求中任一項的方法，其中能與酸酐反應的化合物是選自: a)被羥基烴基取代的單胺或多胺，其具有至少一個能被季銨化的伯氨基、仲氨基或叔氣基; b)直鏈或支化的、環狀、雜環的、芳族或非芳族的多胺，其具有至少一個伯氨基或仲氨基并且具有至少一個能被季銨化的伯氨基、仲氨基或叔氨基； c)哌嗪。6.根據權利要求5的方法，其中能與酸酐反應的化合物是選自: a)被羥基烴基取代的伯、仲 或叔的單胺，以及被羥基烷基取代的伯、仲或叔的二胺； b)直鏈或支化的具有兩個伯氨基的脂族二胺；具有至少一個伯氨基和至少一個仲氨基的二胺或多胺；具有至少一個伯氨基和至少一個叔氨基的二胺或多胺；具有兩個伯氨基的芳族碳環二胺；具有兩個伯氨基的芳族雜環多胺；芳族或非芳族的具有一個伯氨基和一個叔氨基的雜環化合物。7.根據前述權利要求中任一項的方法，其中季銨化試劑是選自環氧化物，尤其是烴基環氧化物。8.根據權利要求7的方法，其中季銨化是在不添加H+供體的情況下進行的，尤其不添加酸。9.根據前述權利要求中任一項的方法，其中階段a)是在低于約80°C的溫度下進行，尤其是約30-70°C，特別是40-60°C。10.根據前述權利要求中任一項的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：W·格拉巴斯，H·伯恩克，C·托科，C·勒格爾格普費特，L·弗爾克爾，
申請(專利權)人：巴斯夫歐洲公司，
類型：
國別省市：
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