[0001] Die Erfindung betrifft eine Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung, sowie die Verwendung
von Polybutyl- oder Polyisobutylderivaten in derartigen Zusammensetzungen.
[0002] Polyisobutenderivate sind in der Literatur vielfach beschrieben und finden weltweit
in großem Umfang Andwendung als Schmier- und Kraftstoffadditive. Die Zwischenprodukte
zur Herstellung solcher Additive sind Polybutentchlorid, Polybutenylbersteinsäureanhydrid
und Polybutylphenole. Aus ihnen werden nahezu ausschließlich Detergentien hergestellt.
[0003] Auf dem Schmierölbereich werden diese im allgemeinen als ''ashless dispersants'',
im Falle der Polybutylphenole gelegentlich auch als Mannich-Dispersants berechnet.
Diese Dispersants haben die Aufgabe ölunlösliche Verbrennungsrückstände, die bei Dieselmotoren
bis zu 10 Gew.% des Schmieröls ausmachen können (z.B. Ruß, Koks, Bleiverbindungen
und an organische Salze) und deren Zusammenbacken zu Festpartikeln der Größe 0,6 bis
1,5 µm durch Bildung von harz- und asphaltartigen Oxidationsprodukten im Schmieröl
begünstigt wird, in Suspension zu halten und dadurch Ablagerungen an Metalloberflächen,
Ölverdickungen und Schlamm-Ausscheidungen im Motor sowie durch Neutralisation saurer
Verbrennungsprodukte korrosiven Verschleiß zu verhindern.
[0004] Im Kraftstoffbereich bezeichnet man die Folgeprodukte meist als Vergaser- oder Ventildetergents.
Ihre Aufgabe ist es, das gesamte Einlaßsystem von Ablagerungen zu befreien, weitere
Ablagerungen zu verhindern und das System vor Korrosion zu schützen. Die Ablagerungen
sind meist Folge von instabilem Kraftstoff wie nicht- oder teilhydrierten Crackbenzinen
oder Pyrolysebenzinen oder von Verunreinigungen aus Rohrleitungen, Lager- und Transportbehältern.
[0005] Die Herstellung von aschefreien Dispergatoren aus vorgenannten Zwischenprodukten
ist z.B. in der EP-A-72645 oder DE-A-1 922 896 beschrieben, die der Kraftstoffadditive
erfolgt zum Teil analog, was Polyisobutylbernsteinsäureanhydridderivate anbelangt,
oder z.B. gemäß GB-A-1 096 320, wenn man von Polyisobutenylchlorid ausgeht.
[0006] Da die Herstellung von Detergents relativ kostspielig ist, hat es nicht an Versuchen
gefehlt vor allem bei Kraftstoffadditivierung die Kosten zu senken. Dies gelingt durch
Abmischung solcher Detergents mit hochsiedenden Mineralölen, Brightstock und niedermolekularen
Polymeren, wie in EP-A-62940 beschrieben. Diese bekannten ''Trägersubstanzen'' sind
jedoch häufig nur begrenzt verträglich und stellen die Additivhersteller auch wegen
ihrer Viskosität vor Formulierungsprobleme.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzungen
zur Verfügung zu stellen, welche Trägersubstanzen enthalten, die in der Herstellung
billig sind, eine erhöhte Stabilität aufweisen und überdies praktisch halogenfrei,
d.h. frei von Chlor und Brom, sind. Diese Trägersubstanzen sollen überdies gegebenenfalls
auch eine Detergentwirkung besitzen.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung, die
geringe Mengen mindestens eines Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der allgemeinen
Formel (I)
R - CH₂ - OH (I),
worin R einen von Isobuten und bis zu 20 Gew.% n-Buten abgeleiteten Polybutyl- oder
Polyisobutylrest mit einem Molekulargewicht
N von 324 bis 3000 darstellt, oder ein (Poly)alkoxilat des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols
der Formel I oder einen entsprechenden Carbonsäureester des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols,
enthält.
[0009] Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das (Poly)alkoxilat des Polybutyl- oder
Polyisobutylalkohols ein solches der allgemeinen Formel (II)

worin R die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzt, n für eine ganze Zahl von
2 bis 8 steht und m eine ganze Zahl von 1 bis 200 darstellt.
[0010] Besonders bevorzugt handelt es sich beim (Poly)alkoxilat des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols
um ein solches, das von Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid, oder dessen Mischungen,
abgeleitet ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß der Begriff (Poly)alkoxilat
Alkoxilate und Polyalkoxilate des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols umfassen soll.
In der allgemeinen Formel (II) kommt dies durch den Index m zum Ausdruck, der im Falle
von Alkoxilaten für 1 steht und im Falle von (Poly)alkoxilaten für eine Zahl > 1
steht.
[0011] In der obigen allgemeinen Formel (II) besitzt der Index n die Bedeutungen 2 bis 8,
vorzugsweise 2 bis 4. Der Index m steht für eine ganze Zahl zwischen 1 und 200, vorzugsweise
zwischen 5 und 100, besonders bevorzugt zwischen 10 und 50.
[0012] Selbstverständlich können auch Gemische der (Poly)alkoxilate eingesetzt werden. Diese
ergeben sich beispielsweise durch den Einsatz von Mischoxiden aus Ethylen-, Propylen-
und Butylenoxid. Besonders bevorzugt sind Ethylenoxid und Propylenoxid als Ausgangskomponente.
[0013] Soweit die erfindungsgemäße Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung einen entsprechenden
Ester des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der allgemeinen Formel (I) enthält,
kann es sich bei der den Ester bildenden Säuregruppe um eine solche handeln, die von
gesättigten und ungesättigten, aliphatischen oder aromatischen, acyclischen oder
cyclischen Mono- oder Polycarbonsäuren abgeleitet ist. Vorzugsweise weist der Monocarbonsäurerest
2 bis 9 Kohlenstoffatome auf. Der Säurerest kann auch abgeleitet sein von Hydroxycarbonsäuren,
beispielsweise von Zitronensäure. Bei den Di-, Tri-und Tetracarbonsäuren, von welchen
die Säuregruppe abgeleitet ist, kann es sich ebenfalls um gesättigte und ungesättigte,
aliphatische oder aromatische, acyclische oder cyclische Carbonsäuren handeln, insbesondere
um solche mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen. Die Carbonsäuregruppen können gegebenenfalls
auch basische Funktionen aufweisen. Diese basischen Funktionen ergeben sich durch
Umsetzung der Säuregruppe im Ester mit beispielsweise NH₃, Mono-, Di-, Tri-, Tetra-
oder Polyaminen oder -amiden. Hierbei entstehen die entsprechenden Ammonium- oder
Aminsalze, Amide oder Imide, oder deren Mischungen. Derartige, mit basischen Funktionen
versehene Ester sind besonders bevorzugt.
[0014] Als typische Beispiele für Carbonsäuren sind zu nennen Essigsäure, Propionsäure,
Ethylhexansäure, Isononansäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure,
Terephthalsäure, Trimellithsäure, Trimesinsäure, Pyrromellithsäure und Butantetracarbonsäure.
[0015] In den erfindungsgemäßen Kraft- und Schmierstoffzusammensetzungen können auch Kombinationen
des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der allgemeinen Formel (I) mit den entsprechenden
(Poly)alkoxilaten oder Estern der Polybutyl- oder Polyisobutylalkohole vorliegen.
[0016] Gegenstand der Erfindung sind auch als neue Stoffe die Ester und (Poly)alkoxilate
des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der allgemeinen Formel VII
R-CH₂-O-Rʹ (VII)
worin R die vorstehenden Bedeutungen besitzt und Rʹ für einen Acylrest oder zusammen
mit dem Sauerstoff für einen (Poly)alkoxilatrest steht. Beim Acylrest Rʹ handelt es
sich insbesondere um einen solchen, der von einer gesättigten oder ungesättigten,
aliphatischen oder aromatischen, acyclischen oder cyclischen Mono- oder Polycarbonsäure
mit insbesondere den vorstehenden Bedeutungsmöglichkeiten, abgeleitet ist. Die (Poly)alkoxilatgruppe
-O-Rʹ kann insbesondere der folgenden Formel entsprechen:

worin n und m die eingangs genannten Bedeutungen besitzen.
[0017] Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen
Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzungen zusätzlich zum Polybutyl- oder Polyisobutylalkohol
der allgemeinen Formel (I) oder dessen (Poly)alkoxilaten oder Estern auch stickstoffhaltige
Additive. Hierbei kann es sich um an sich bekannte stickstoffhaltige Additive handeln,
oder um solche, die der allgemeinen Formel (III) entsprechen:

worin R die vorstehend angegebene Definition besitzt und R¹ und R², die gleich oder
verschieden sein können, für Wasserstoff, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste,
primäre oder sekundäre, aromatische oder aliphatische Aminoalkylenreste oder Polyaminoalkylenreste,
Polyoxyalkylenreste, Heteroaryl- oder Heterocyclylreste stehen, oder gemeinsam mit
dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Ring bilden, in dem noch weitere
Heteroatome vorhanden sein können.
[0018] Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind in der allgemeinen Formel (III)
die Reste R¹ und R² gleich oder verschieden und bedeuten jeweils Wasserstoff, Alkyl,
Aryl, Hydroxyalkyl, einen Aminoalkylenrest der allgemeinen Formel (IV)

worin R³ für einen Alkylenrest steht und R⁴ und R⁵, die gleich oder verschieden
sind, für Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Hydroxyalkyl oder Polybutyl oder Polyisobutyl
stehen, einen Polyaminoalkylenrest der allgemeinen Formel (V)

worin die Reste R³ jeweils gleich oder verschieden sind und die Reste R⁴ jeweils
gleich oder verschieden sind und die Reste R³, R⁴ und R⁵ die zuvor genannten Bedeutungen
besitzen, und m für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht, oder einen Polyoxyalkylenrest
der allgemeinen Formel (VI)

worin die Reste R³ jeweils gleich oder verschieden sein können und die vorstehende
Bedeutung besitzen, X für Alkyl oder H steht und n eine ganze Zahl zwischen 1 und
30 darstellt,
oder worin R¹ und R² zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen
Morpholinylrest, Pyridylrest, Piperidylrest, Pyrrolylrest, Pyrimidinylrest, Pyrrolinylrest,
Pyrrolidinylrest, Pyrazinylrest oder Pyridazinylrest, darstellen.
[0019] Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Polybutyl- oder Polyisobutylalkoholen
der allgemeinen Formel (I)
R - CH₂ - OH (I)
worin R einen von Isobuten und bis zu 20 Gew.% n-Buten abgeleiteten Polybutyl- oder
Polyisobutylrest darstellt, oder den entsprechenden (Poly)alkoxilaten oder Estern
der Polybutyl- oder Polyisobutylalkohole in Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzungen.
[0020] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polybutyl- oder Polyisobutylalkohole sowie deren
(Poly)alkoxilate oder Ester weisen eine hervorragende Verträglichkeit mit Detergentien
auf. Sie lassen sich in äußerst kostengünstiger Weise durch Hydroformylierung von
Polybutenen und Hydrierung des Oxoproduktes erhalten. Hierdurch erhält man - im Gegensatz
zum Stand der Technik - praktisch halogenfreie (d.h. frei von Chlor und Brom) Produkte.
Die relativ preisgünstige Funktionalisierung von Polybuten durch die Hydroformylierung
eröffnet über den Polybutylalkohol eine Vielzahl von Umsetzungsmöglichkeiten unter
Bildung wertvoller Trägersubstanzen, welche, insbesondere im Falle der (Poly)alkoxilate
und Ester auch noch Detergentwirkung aufweisen.
[0021] Die Verbindungen in den erfindungsgemäßen Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzungen
sind aus Polybutenen hergestellt, die bevorzugt ein Molekulargewicht
N von 324 bis 3000, besonders vorteilhaft von 378 bis 1500 besitzen. Die Reaktivität,
d.h. der α- und β-Olefingehalt des Polybutens, sollte möglichst hoch sein. Solche
Polybutene erhält man im allgemeinen durch Polymerisation von Isobuten und isobutenhaltigen
Olefinschnitten in Gegenwart von BF₃ und Aluminiumhalogeniden oder -alkylen. Bevorzugt
sind niedrige Katalysatormengen und kurze Reaktionszeiten wie in DE-A-27 02 604 beschrieben.
[0022] Die Hydroformylierung kann mit üblichen Rhodium- oder Cobalt-Katalysatoren bei Temperaturen
zwischen 80 und 200°C, vorzugsweise 120 bis 190°C, und CO/H₂-Drucken bis 600 bar,
vorzugsweise 50 bis 300 bar, durchgeführt werden. Dabei wird eine zweistufige Reaktion
bevorzugt, wobei die erste Stufe bei niedrigen Temperaturen, z.B. 120°C, und die zweite
Stufe bei hohen Temperaturen, z.B. 180°C, arbeitet. In der ersten Stufe werden dann
die reaktiven Doppelbindungen vorwiegend zu Aldehyden und Ketonen umgesetzt, während
die Hydrierung als Konkurrenzreaktion erst in der zweiten Stufe in Erscheinung tritt.
Bei genügend langer Reaktionszeit erhält man so ein völlig hydriertes Produkt mit
hohen Anteilen an Polyisobutylalkohol (70-90 %). Um die Reaktion durchzuführen, wird
zweckmäßigerweise ein inertes Lösungsmittel verwendet, das nur in begrenztem Maß
Wasserstoff aufnehmen kann und den Hydroformylierungskatalysator praktisch nicht vergiftet.
Gut geeignet als Lösungsmittel sind z.B. Isoparaffine C₈-C₁₆. Das Lösungsmittel soll
die Viskosität des Polyisobutens herabsetzen. Es kann nach der Oxoreaktion und der
Hydrierung, aber auch erst nach weiteren Umsetzungen wie Alkoxilierung oder Veresterung
abdestilliert oder im Falle der aschefreien Dispergatoren gegen Mineralöl, z.B. Solvent
Neutral 100, ausgetauscht werden.
[0023] Die Addition von Alkylenoxiden an Alkoholate in Gegenwart basischer Katalysatoren
ist hinlänglich bekannt. Insbesondere Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid
sowie deren Mischungen sind technisch von Bedeutung, doch sind auch Additionen von
Verbindungen wie Cyclohexenoxid denkbar. Besonders vorteilhaft an dieser Verbindungsklasse
ist die gute Kraftstoff- und Mineralölverträglichkeit aufgrund des langen, unpolaren
Polyisobutylrestes. Vor allem die Mineralölverträglichkeit, die bei niedermolekularen
Alkoholen mit Butylenoxid nur bedingt erhalten wird, ist von hohem Interesse. Hier
kann das teure Butylenoxid durch billigere Oxide substituiert werden. Die addierte
Oxidmenge richtet sich bevorzugt nach der Mineralölverträglichkeit, sollte jedoch
das Molgewicht des Polyisobutens nicht überschreiten. Ein weiterer Vorzug dieser
Polyisobutenmodifizierung ist der Abfall der Viskosität und damit z.B. eine Verringerung
der Neigung zu 2Ventilstecken2 bei Einsatz als Kraftstoffadditiv.
[0024] Auch die Veresterung von Polyisobutylalkohol oder -alkoxilaten wird nach gängigen
Methoden durchgeführt. Das Ende der Reaktion wird von einer fallenden OH-Zahl angezeigt.
Neben Mono- und Dicarbonsäuren sind jedoch vor allem Tri- und Tetracarbonsäuren von
Interesse. Bei der Wahl der Säure wird im allgemeinen der Viskosität durch Einsatz
eines entsprechenden Polyisobutylalkohols Rechnung getragen. Mono- und Dicarbonsäuren
gestatten den Einsatz höherer Polyisobutylalkohole oder -alkoxilate als Tri- und
Tetracarbonsäuren. Zur Synthese können die Säuren auch in Form ihrer Ester oder Anhydride
eingesetzt werden.
[0025] Für die Synthese von aschefreien Dispergatoren eignen sich als Säuren Di-, Tri- und
Tetracarbonsäuren, die nur teilverestert werden dürfen, um mit Hilfe von Ammoniak,
Amin und Amid weitere polare Gruppen einzubringen. Die je nach Reaktionsbedingungen
resultierenden Amide, Imide, Ammonium- oder Aminsalze weisen zum Teil hervorragende
dispergierende Eigenschaften auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
setzt man Phthalsäureanhydrid oder Trimellithsäureanhydrid mit Polyisobutylalkohol
um. Das Molverhältnis ist dabei 1:1. Dieses Verfahren führt zu Produkten hoher chemischer
Einheitlichkeit. In einer weiteren Reaktionsstufe setzt man die noch freien Carbonsäuregruppen
z.B. mit Polyaminen wie Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin
um, wobei pro freier Carbonsäuregruppe ein halbes Mol Amin zugesetzt wird. Durch Einhalten
einer Reaktionstemperatur von 180°C über 6 h erhält man Amidstrukturen. Als Lösungsmittel
dieser hochviskosen Substanzen benutzt man bevorzugt Mineralöl.
[0026] Die zur Kombination insbesondere mit dem Polyisobutylalkohol vorgeschlagenen Polybutyl-
oder Polyisobutylamine der allgemeinen Formel III lassen sich dadurch herstellen,
daß man ein entsprechendes Polybuten oder Polyisobuten mit einem Rhodium- oder Kobaltkatalysator
in Gegenwart von CO und H₂ bei Temperaturen zwischen 80 und 200°C und CO/H₂-Drucken
von bis zu 600 bar hydroformyliert und anschließend eine Mannichreaktion oder hydrierende
Aminierung des Oxoprodukts durchführt. Die Aminierungsreaktion wird zweckmäßig bei
Temperaturen von 0 bis 200°C und Drucken bis 600 bar, vorzugsweise 80 bis 300 bar,
durchgeführt.
[0027] Bei dem Herstellungsverfahren wird zweckmäßigerweise ein geeignetes, inertes Lösungsmittel
verwendet, um die Viskosität des Reaktionsgemisches herabzusetzen. Als Lösungsmittel
sind vor allem schwefelarme aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe
geeignet. Besonders bevorzugt sind aliphatische Lösungsmittel, die frei von Schwefelverbindungen
sind und weniger als 1 % Aromaten enthalten.
[0028] Die im Verfahren zur Herstellung der Polybutyl- oder Polyisobutylamine eingesetzten
Polybutene, die überwiegend aus Isobuteneinheiten aufgebaut sind (der Isobutenanteil
liegt meist bei mehr als 80 Gew.%), haben beispielsweise ein Molekulargewicht
N von 300 bis 5000, vorzugsweise 500 bis 2500. Man kann sogenannte reaktive Polybutene,
insbesondere Polybuten A, B oder C, einsetzen. Unter einem reaktiven Polybuten versteht
man ein ungesättigtes Polymer mit hoher chemischer Einheitlichkeit, wobei mehr als
10 % der Doppelbindungen α-ständig sind. Einen Weg zur Herstellung solcher Polybutene
beschreibt DE-A-27 02 604. Ein so hergestelltes Polymer enthält ca. 60 % α-Olefin
und 30 % β-Olefin, trisubstituiert.
[0029] Mittelreaktive Polybutene werden meist durch Polymerisation von Isobuten oder isobutenhaltigen
C₄-Schnitten mit aluminiumhaltigen Katalysatoren erhalten, sind chemisch weniger einheitlich
und enthalten nur geringe Mengen α-Olefin, meist unter 10 %. Die Signale im C₁₃-NMR
zeigen den Unterschied. Der β-ständige, trisubstituierte, chemisch einheitliche Anteil
beträgt beim Polybuten B etwa 40 %, der α-Olefinanteil ca. 10 %.
[0030] Das Polybuten A schließlich ist als wenig reaktiv zu bezeichnen und weist keine nennenswerten
chemisch einheitlichen Anteile mehr auf.
[0031] Besonders geeignete Polybutene und Polyisobutene zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Polyamine der allgemeinen Formel I und der erfindungsgemäßen Alkohole der allgemeinen
Formel V sind solche, die einen mittleren Polymerisationsgrad P von 10 bis 100 aufweisen
und worin der Anteil E an Doppelbindungen, die zur Reaktion mit Maleinanhydrid befähigt
sind, 60 bis 90 % beträgt. Hierbei entspricht ein Wert E = 100 % dem berechneten theoretischen
Wert für den Fall, daß jedes Molekül des Buten- oder Isobutenpolymeren eine derart
reaktive Doppelbindung enthält. Der Wert E wird berechnet für eine Reaktion des Polyisobutens
mit Maleinanhydrid in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 und für 4-stündiges Erhitzen
der Mischung unter Rühren auf 200°C. Weitere Einzelheiten hierzu finden sich in der
GB-A-1 592 016, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich bezug genommen wird.
[0032] Die Polybutene sind Handelsprodukte.
[0033] Das bei der Hydroformylierung entstehende Oxoprodukt liegt normalerweise als Aldehyd/Alkoholgemisch
vor. Es kann als Gemisch weiterverarbeitet oder aus Gründen der Lagerstabilität vorher
durchhydriert werden. Durchhydrierte Produkte sind weniger reaktiv.
[0034] Aus wirtschaftlichen Gründen sind Polybutyl- oder Polyisobutylamine der allgemeinen
Formel III, in der die Reste R² und R³ jeweils für Wasserstoff stehen, für den Kraftstoffbereich,
d.h. in den erfindungsgemäßen Kraftstoffzusammensetzungen, besonders als Ventil-reinhaltendes
oder -reinigendes Additiv in Kombination mit dem Polyisobutylalkohol und dessen Derivaten
geeignet.
[0035] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen werden den Kraft- oder Schmierstoffen
in geringen Mengen, im allgemeinen in Mengen von 0,005 bis 0,5 Gew.%, vorzugsweise
0,01 bis 0,1 Gew.%, bezogen auf die Kraft- oder Schmierstoffe, zugesetzt.
[0036] Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Beispiel für Schmierstoffadditive
[0037] 140 g Polyisobutylalkohol mit Zahlenmittel Molgewicht
N 980 werden in 100 g Mineralöl Solvent Neutral 100 mit 19,2 g Trimellithsäureanhydrid
umgesetzt. Man rührt bei 150°C bis eine klare Lösung eintritt, jedoch mindestens eine
Stunde. Dann gibt man bei 90°C 21 g Diethylentriamin zu, rührt eine weitere Stunde
und reduziert den Druck langsam auf 1 mbar. Dann wird die Temperatur auf 200°C erhöht
und 3 h gerührt. Nach dem Abkühlen wird das Dispersant im Tüpfeltest wie von A. Schilling
in ''Les Huiles pour Moteurs et le Graissage de Moteurs, Vol. 1, 1962, Seite 89-90
beschrieben, geprüft.
[0038] Das Rating beträgt 714 und liegt damit im Bereich guter Mannichdispersants oder
solcher auf Polyisobutenylbernsteinsäureanhydridbasis.
Beispiel 2
Erfindungsgemäße Kombinationsformulierungen von Kraftstoffadditiven
[0039] In einem 1,2 l Opel Kadett-Motor werden gemäß CEC Methode F-02-C-79 folgende Versuche
mit einem Superkraftstoff der ROZ 98 durchgeführt und die Ventilablagerungen gravimetrisch
bestimmt:

[0040] Der Tabelle ist zu entnehmen, daß die Kombination von Polybutylalkohol und Polybutylamin
zu ausgezeichneten Ventilablagerungswerten führt.
[0041] Die Herstellung des Polybutylamins ist nachstehend erläutert:
500 g Polybuten mit Molgewicht
N = 950, 300 g Dodecan und 2,8 g Kobaltoctacarbonyl werden in einem 2,5 l Hubrührautoklaven
bei 280 bar CO/H₂ 1:1 unter Rühren 5 Stunden auf 185°C erhitzt. Dann kühlt man auf
Raumtemperatur ab und entfernt den Katalysator mit 400 ml 10 %iger wäßriger Essigsäure.
Anschließend wird neutral gewaschen. Man behandelt das so erhaltene Oxoprodukt mit
1 l Ammoniak sowie 300 g Ethanol und 100 g Raney-Kobalt in einem 5 l-Rollautoklaven
mit 200 bar Wasserstoff bei 180°C 5 Stunden lang. Nach dem Abkühlen trennt man den
Katalysator durch Filtrieren ab, verdampft das überschüssige Ammoniak und trennt das
Lösungsmittel destillativ ab.
[0042] Bei dem in diesem Beispiel eingesetzten Polybuten handelt es sich um ein hochreaktives
Polybuten C, das gemäß DE-A 2 702 604 hergestellt wurde.
1. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie geringe Mengen mindestens eines Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der
allgemeinen Formel (I)
R - CH₂ - OH (I),
worin R einen von Isobuten und bis zu 20 Gew.% n-Buten abgeleiteten Polybutyl- oder
Polyisobutylrest mit einem Molekulargewicht
N von 324 bis 3000 darstellt, oder ein entsprechendes (Poly)alkoxilat oder einen entsprechenden
Carbonsäureester des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols, enthält.
2. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das (Poly)alkoxilat des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols ein solches der
allgemeinen Formel (II)

ist, worin R die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzt, n für eine ganze
Zahl von 2 bis 8 steht und m eine ganze Zahl von 1 bis 200 darstellt.
3. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim Ester des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols die Säurekomponente
von einer gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder aromatischen Mono-,
Di-, Tri- oder Tetracarbonsäure ableitet.
4. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das (Poly)alkoxilat des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols durch Umsetzung
mit Ethylen-, Propylen- oder Butylenoxid oder dessen Mischungen hergestellt ist.
5. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekomponente des Esters des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols von
Di-, Tri- und Tetracarbonsäuren abgeleitet ist, welche mit Ammoniak, Mono-, Di-,
Tri-, Tetra- oder Polyaminen zu den entsprechenden Ammonium- oder Aminsalzen, Amiden
oder Imiden oder Mischungen davon umgesetzt wurden.
6. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekomponente des Esters des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols von
Essigsäure, Propionsäure, Ethylhexansäure, Isononansäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure,
Maleinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Zitronensäure, Trimellithsäure, Trimesinsäure,
Pyromellithsäure oder Butantetracarbonsäure abgeleitet ist.
7. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich
enthaltend mindestens ein stickstoffhaltiges Additiv.
8. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zusätzlich
enthaltend geringe Mengen mindestens eines Polybutyl- oder Polyisobutylamins der
allgemeinen Formel (III)

worin R die in Anspruch 1 angegebene Definition besitzt und R¹ und R², die gleich
oder verschieden sein können, für Wasserstoff, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste,
primäre oder sekundäre, aromatische oder aliphatische Aminoalkylenreste oder Polyaminoalkylenreste,
Polyoxyalkylenreste, Heteroaryl- oder Heterocyclylreste stehen, oder gemeinsam mit
dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Ring bilden, in dem noch weitere
Heteroatome vorhanden sein können.
9. Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel III die Reste R¹ und R² gleich oder verschieden sind
und jeweils Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Hydroxyalkyl, einen Aminoalkylenrest der allgemeinen
Formel (IV)

worin R³ für einen Alkylenrest steht und R⁴ und R⁵, die gleich oder verschieden sind,
für Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Hydroxyalkyl oder Polybutyl oder Polyisobutyl stehen,
einen Polyaminoalkylenrest der allgemeinen Formel (V)

worin die Reste R³ jeweils gleich oder verschieden sind und die Reste R⁴ jeweils
gleich oder verschieden sind und die Reste R³, R⁴ und R⁵ die zuvor genannten Bedeutungen
besitzen, und m für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht, oder einen Polyoxyalkylenrest
der allgemeinen Formel(VI)

worin die Reste R³ jeweils gleich oder verschieden sein können und die vorstehende
Bedeutung besitzen, X für Alkyl oder H steht und n eine ganze Zahl zwischen 1 und
30 darstellt,
bedeuten, oder worin R¹ und R² zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden
sind, einen Morpholinylrest, Pyridylrest, Piperidylrest, Pyrrolylrest, Pyrimidinylrest,
Pyrrolinylrest, Pyrrolidinylrest, Pyrazinylrest oder Pyridazinylrest, darstellen.
10. Kraftstoff- oder Schmierstoffzusammensetzungen gemäß Anspruch 1, enthaltend 0,005
bis 0,5 Gew.% der Verbindungen der Formel I.
11. Verwendung von Polybutyl- oder Polyisobutylalkoholen der allgemeinen Formel (I)
R - CH₂ - OH (I)
worin R einen von Isobuten und bis zu 20 Gew.% n-Buten abgeleiteten Polybutyl- oder
Polyisobutylrest darstellt, oder den entsprechenden (Poly)alkoxilaten oder Estern
der Polybutyl- oder Polyisobutylalkohole in Kraft- oder Schmierstoffzusammensetzungen.
12. Ester und (Poly)alkoxilate des Polybutyl- oder Polyisobutylalkohols der allgemeinen
Formel VII
R - CH₂ - O - Rʹ VII
worin R einen von Isobuten und bis zu 20 Gew.% n-Buten abgeleiteten Polybutyl- oder
Polyisobutylrest mit einem Molekulargewicht
N von 324 bis 3000 darstellt, R' für einen Acylrest von einer gesättigten oder ungesättigten,
aliphatischen oder aromatischen, acyclischen oder cyclischen Mono- oder Polycarbonsäure,
oder zusammen mit dem Sauerstoff für eine (Poly)alkoxylatgruppe der Formel

steht, worin n und m die in Anspruch 2 angegebenen Bedeutungen haben.