[0001] Die vorliegende Erfindung beschreibt Additive von Benzin und additivierte Otto-Kraftstoffe
zur Verringerung unkontrollierter Zündungen in Otto-Verbrennungsmotoren.
[0002] Bei neueren Entwicklungen von aufgeladenen Ottomotoren, insbesondere bei Ottomotoren
mit direkter Einspritzung, sogenannten DISI-Motoren (Direct Injection Spark Ignition),
wird besonders bei niedrigen Drehzahlen ein Phänomen einer vorzeitigen unkontrollierten
Zündung des Kraftstoffs bei relativ niedrigen Drehzahlen im Verbrennungsraum beobachtet,
das als Low Speed Pre-Ignition (LSPI) bezeichnet wird. Dabei findet eine Verbrennung
des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Verbrennungsraum noch vor der Zündung durch die Zündkerze
statt. Infolge des Druckanstiegs durch den Verbrennungsvorgang, der häufig noch vor
Erreichen des oberen Totpunkts, also noch in der Verdichtungsphase des Kraftstoff-Luft-Gemischs
stattfindet, bilden sich Druckspitzen aus, die zumindest zu einem unrunden Lauf des
Motors führen und im Extremfall zu einem Motorschaden führen können, wenn sich die
Druckspitzen auf Kolben, Kolbenringe, Lager, Zylinderkopf oder Ventile auswirken.
[0003] Der Effekt des LSPI unterscheidet sich vom Klopfen dadurch, dass es sich bei dem
Klopfvorgang um eine unregelmäßige Verbrennung erst nach der Zündung handelt, zumeist
infolge der Ausbildung einer unregelmäßigen Flammenfront neben der gewünschten, von
der Zündkerze ausgehenden kugelschalenförmigen Flammenfront.
[0004] Im Rahmen dieses Textes bezeichnet LSPI ein vorzeitiges Einsetzen der Verbrennung
eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in einem Ottomotor während der Verdichtung vor der
Zündung durch die Zündkerze, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10° der Kurbelwellenumdrehung
vor der Zündung, besonders bevorzugt 2 bis 9° und ganz besonders bevorzugt 3 bis 8°
vor Zündung.
[0005] Als eine Ursache für den LSPI wird diskutiert, dass im Verbrennungsraum feste oder
flüssige Verbrennungs- oder Ölrückstände verbleiben, die bei einem Ablösen die vorzeitige
Verbrennung auslösen. Demzufolge haben sich die bisherigen Entwicklungen auf das Einbringen
von Additiven in Motoröle konzentriert, um derartige Auslöser zu verringern.
[0006] So wurden Kalzium-basierte Additive im Motorenöl für vorzeitige Zündungen verantwortlich
gemacht (
http://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2016-01-2292/), besonders Kalziumsalicylat (
http://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2014-32-0092/), sowie darüberhinaus Magnesium- und Natriumverbindungen (
http://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2015-32-0771/).
[0007] In einer anderen Publikation
(http://www.atz-magazine.com/download/2016 77 06 I 036-041 W Vorentflammung TU Wien
101048 online.pdf) wird der die LSPI verstärkende Einfluß von Kalziumverbindungen in Motoröl bestätigt
aber auch berichtet, Magnesiumverbindungen hätten keinen Einfluß. Molybdän Dialkyldithiocarbamat
als Additiv im Motoröl habe demzufolge einen LSPI-vermindernden Effekt, Zink Dialkyldithiophosphat
hingegen einen verschlechternden.
[0008] Die Anwesenheit von Zink Dialkyldithiophosphat in Motorenöl wird hingegen in einer
anderen Publikation
(https://www.infineuminsight.com/articles/passenger-cars/guenching-low-speed-pre-ignition/) in hohen Dosen als LSPI vermindernd beschrieben, wobei der Effekt in geringen Dosen
abnimmt. Der Effekt von Kalziumverbindungen in Motorenöl als LSPI-fördernd wird hier
bestätigt. Weiterhin wird die Anwesenheit von Antioxidantien (alkylierte Diphenylamine,
sterisch gehinderte Alkylphenole, sulfurisierte Ester) in Motorenöl als statistisch
nicht signifikant beschrieben.
[0009] Hingegen wird die Anwesenheit von Diarylaminen als Additiv in einem Kraftstoff in
WO 2018/041710 als LSPI-vermindernd beschrieben.
[0010] Um dem negativen Einfluß von Kalzium-enthaltenden Motorölen zu begegnen schlägt
WO 19/079246 den Einsatz von Mannich-Detergentien vor.
[0011] Man sieht aus diesen angeführten Dokumenten des Standes der Technik somit, dass die
Beobachtungen unterschiedlicher Arbeitsgruppen für Motoröladditive sich teilweise
widersprechen, und dass die Ergebnisse für Additive in Motorölen nicht auf deren Wirkung
als Additive in Kraftstoffen übertragbar ist.
[0012] Somit bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neue Additive für den
Einsatz in Kraftstoffen zu entwickeln, die in der Lage sind, den Effekt der LSPI zu
verringern oder zu unterbinden.
[0013] Die Aufgabe wurde gelöst durch die Verwendung von (A) mindestens einer Verbindung
von Metallen ausgewählt aus den Gruppen 1, 2 und 7 bis 12 des Periodensystems mit
einer Löslichkeit in Toluol bei 25 °C von mindestens 0,1 g/l, bevorzugt mindestens
0,2 g/l in Ottokraftstoffen zur Verminderung und/oder Verhinderung des vorzeitigen
Einsetzens der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in einem Ottomotor vor der
Zündung durch die Zündkerze (LSPI).
[0014] Die erfindungsgemäßen Verbindungen (A) eignen sich aufgrund ihrer Löslichkeit als
Additive in Ottokraftstoffen und sind als Additive in Ottokraftstoffen in der Lage,
LSPI zu verringern.
[0015] Die benannten Gruppen des Periodensystems sind durch ihre aktuelle IUPAC-Numerierung
bezeichnet.
[0016] Bei der 1. Gruppe handelt es sich um die Alkalimetallgruppe, bevorzugt hiervon sind
Lithium, Natrium und Kalium, besonders bevorzugt Natrium und Kalium und ganz besonders
bevorzugt Natrium.
[0017] Bei der 2. Gruppe handelt es sich um die Erdalkalimetallgruppe, bevorzugt sind unter
diesen Magnesium, Kalzium und Barium, besonders bevorzugt ist Magnesium.
[0018] Bei der 7. Gruppe handelt es sich um die Mangangruppe, bevorzugtes Metall dieser
Gruppe ist Mangan.
[0019] Bei der 8. bis 10. Gruppe handelt es sich um die Eisengruppen, bevorzugte Metalle
dieser Gruppen sind Eisen, Kobalt, Nickel,
[0020] Aus der 11. Gruppe sind Kupfer und Silber bevorzugt, besonders bevorzugt ist Kupfer.
[0021] Aus der 12. Gruppe ist Zink bevorzugt.
[0022] Unter den obigen Metallverbindungen sind Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Natrium, Kalium, Magnesium, Kalzium, Barium, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer
und Zink mit der oben bezeichneten Löslichkeit bevorzugt, besonders bevorzugt sind
Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Mangan, Eisen und
Zink, ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium und
Zink, sofern sie zusammen mit dem jeweiligen Gegenion die obige Löslichkeit erfüllen.
[0023] Es stellt eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar Zinkverbindungen
einzusetzen, sofern sie zusammen mit dem jeweiligen Gegenion die obige Löslichkeit
erfüllen.
[0024] Es stellt eine weitere spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar Magnesiumverbindungen
einzusetzen, sofern sie zusammen mit dem jeweiligen Gegenion die obige Löslichkeit
erfüllen.
[0025] Dabei können die genannten Metalle bevorzugt in folgenden möglichen Oxidationsstufen
vorliegen:
Natrium +1
Kalium +1
Magnesium +2
Kalzium +2
Barium +2
Mangan +1, +2, +4, +7
Eisen +2, +3
Kobalt +2, +3
Nickel +2
Kupfer +1, +2
Zink +2
[0026] Als Gegenionen bzw. Liganden der genannten Metalle in den erfindungsgemäß kommen
in Frage Halogenide, Carbonate, Hydrogencarbonate, C
1-C
12-Alkylcarbonate, Sulfate, Hydrogensulfate, C
1-C
12-Alkylsulfate, C
1-C
12-Alkylsulfonate, C
6-C
10-Arylsulfonate oder C
7-C
30-Alkylarylsulfonaten, Carbamate, Thiocarbamate, Dithiocarbamate, C
1-C
12-Dialkyldithiophosphate, Cyanate, Thiocyanate, Anionen von bis zu 30 Kohlenstoffatomen
aufweisenden organischen Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren, Carbonyl (CO) und optional
alkylsubstituiertes Cyclopentadienyl.
[0027] Unter diesen Gegenionen und Liganden sind diejenigen bevorzugt, die zusammen mit
dem jeweiligen Metall in der entsprechenden Oxidationsstufe Verbindungen ergeben,
die die erforderliche Löslichkeit erfüllen.
[0028] Bevorzugte Gegenionen und Liganden sind C
1-C
12-Alkylcarbonate, C
1-C
12-Alkylsulfate, C
1-C
12-Alkylsulfonate, C
6-C
10-Arysulfonate, C
7-C
30-Alkylarylsulfonaten, Dithiocarbamate, C
1-C
12-Dialkyldithiophosphate, Anionen von bis zu 30 Kohlenstoffatomen aufweisenden organischen
Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren, Carbonyl (CO), Dicarbonylverbindungen und optional
alkylsubstituiertes Cyclopentadienyl.
[0029] Beispiele für diese Verbindungsklassen sind:
C1-C12-Alkylcarbonate: Methylcarbonat, Ethylcarbonat, n-Butylcarbonat, n-Hexylcarbonat,
n-Decylcarbonat und n-Dodecylcarbonat.
C1-C12-Alkylsulfate: Methylsulfat, Ethylsulfat, n-Butylsulfat, n-Hexylsulfat, n-Decylsulfat
und n-Dodecylsulfat.
C1-C12-Alkylsulfonate: p-Toluolsulfonat, Ethylsulfonat, n-Butylsulfonat, n-Hexylsulfonat,
n-Decylsulfonat und n-Dodecylsulfonat.
C6-C10-Arysulfonate: Benzolsulfonat, Sulfanilat, α-oderβ-Naphthalinsulfonat.
C7-C30-Alkylarylsulfonaten: Methylbenzolsulfonat, Butylbenzolsulfonat, Hexylbenzolsulfonat,
Octylbenzolsulfonat, Decylbenzolsulfonat und Dodecylbenzolsulfonat.
C1-C12-Dialkyldithiophosphate: Ethyl-, 2-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, 1,3-Dimethylbutyl-, Heptyl-,
Octyl-, 2-Ethylhexyl-, 6-Methylheptyl- und 1-Methylpropyl Dialkyldithiophosphate,
sowie Dialkyldithiophosphate mit Gemischen aus C3-C6-Alkylgruppen.
[0030] Anionen von bis zu 30 Kohlenstoffatomen aufweisenden organischen Mono-, Di- oder
Polycarbonsäuren, wie Octansäure (Caprylsäure), Pelargonsäure (Nonansäure), Decansäure
(Caprinsäure), Undecansäure, Dodecansäure (Laurinsäure), Tridecansäure, Tetradecansäure
(Myristinsäure), Pentadecansäure, Palmitinsäure (Hexadecansäure), Margarinsäure (Heptadecansäure),
Stearinsäure (Octadecansäure), Nonadecansäure, Arachinsäure (Eicosansäure), Behensäure
(Docosansäure), Tetracosansäure (Lignocerinsäure), Cerotinsäure (Hexacosansäure),
Triacontansäure (Melissinsäure), Palmitoleinsäure [(9Z)-Hexadec-9-ensäure], Ölsäure
[(9Z)-Octadec-9-ensäure], Elaidinsäure [(9E)-Octadec-9-ensäure], Erucasäure [(13Z)-Docos-13-ensäure],
Linolsäure [(9Z,12Z)-Octadeca-9,12-diensäure], Linolensäure [(9Z,12Z,15Z)-Octadeca-9,12,15-triensäure]
und Elaeostearinsäure [(9Z,11E,13E)-Octadeca-9,11,13-triensäure], 2-Ethylhexansäure,
2-Propylheptansäure, Neononansäure, Neodecansäure, Neoundecansäure, Neododecansäure,
Benzoesäure, α-oder β-Naphthalincarbonsäure, Salicylsäure, alkylierte Salicylsäuren,
Anthranilsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure,
Azelainsäure oder Sebacinsäure, sowie die Mono-Ci-Cs-Alkylester der genannten Dicarbonsäuren.
[0031] Dicarbonylverbindungen: Acetoaceton, Acetessigsäure C
1-C
8-alkylester, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandion.
[0032] Optional alkylsubstituiertes Cyclopentadienyl: Cyclopentadienyl, Mono-, Di-, Tri-,
Tetra- oder Pentamethylcyclopentadienyl.
Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen sind
[0033] Zinkverbindungen: Zink octanoat, Zink ethylhexanoat, Zink dekanoat, Zink neodekanoat,
Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink palmitat, Zink stearat, Zink salicylat, Zink
Dialkyldithiophosphat
[0034] Magnesiumverbindungen: Magnesium naphthenat, Magnesium phthalat, Magnesium bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat),
Magnesium octanoat, Magnesium ethylhexanoat, Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat,
Magnesium dodekanoat, Magnesium myristat, Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium
C
1-C
12-alkylsulfonat, Magnesium C
6-C
10-arylsulfonat, Magnesium salicylat
[0035] Eisenverbindungen: Ferrocen, Eisenpentacarbonyl, Eisen-(III) p-Toluolsulfonat, Eisen
(III) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat.
Manganverbindungen: Methylcyclopentadienyl mangan tricarbonyl
[0036] Bevorzugte Verbindungen (A) sind Zink octanoat, Zink ethylhexanoat, Zink dekanoat,
Zink neodekanoat, Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink palmitat, Zink stearat, Zink
salicylat, Zink Dialkyldithiophosphat, Magnesium naphthenat, Magnesium phthalat, Magnesium
bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat), Magnesium octanoat, Magnesium ethylhexanoat,
Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat, Magnesium dodekanoat, Magnesium myristat,
Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium C
1-C
12-alkylsulfonat, Magnesium C
6-C
10-arylsulfonat und Magnesium salicylat.
[0037] Die Metallverbindungen werden in den Ottokraftstoffen üblicherweise in Mengen von
0,1 bis 500, bevorzugt 0,5 bis 250, besonders bevorzugt 1 bis 150, ganz besonders
bevorzugt 2 bis 100 und insbesondere 5 bis 75 Gew.ppm zugesetzt, bezogen auf die Gesamtmasse
des zu additivierenden Kraftstoffes ohne weitere Additive.
[0038] Die Metallverbindungen werden dem Ottokraftstoff üblicherweise als Lösung in einem
aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemisch oder
als Lösung in einem Alkanol oder Polyalkylenglykol zugesetzt, bevorzugt in einem Kraftstoff
(siehe unten).
[0039] Beispiele dafür sind Lösungsmittel der Solvesso
® Serie, Toluol, Xylol oder geradkettige und verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffe
wie Paraffine oder Naphthene, Kraftstoffe, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, n-Decanol,
n-Dodecanol (Laurylalkohol), Tridekanol Isomerengemische, 2-Ethylhexanol, 2-Propylheptanol,
Polypropylenglykole, Polybutylenglykole, oder gemischte Polypropylen-/ -butylenglykole.
(B) Weitere Additivkomponenten
[0040] Die erfindungsgemäßen Metallverbindungen (A) können den zu additivierenden Kraftstoffen
einzeln oder im Gemisch mit weiteren wirksamen Additivkomponenten (Co-Additiven) zugesetzt
werden und bilden so erfindungsgemäße Kraftstoffadditivzusammensetzungen.
B1) Detergensadditive
[0041] Als Beispiele können Additive mit Detergenswirkung und/oder mit Ventilsitzverschleißhemmender
Wirkung (im folgenden bezeichnet als Detergensadditive) genannt werden. Dieses Detergensadditiv
besitzt mindestens einen hydrophoben Kohlenwasserstoffrest mit einem zahlengemittelten
Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20 000 und mindestens eine polare Gruppierung ausgewählt
aus:
- (a) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein
Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
- (b) Nitrogruppen, ggf. in Kombination mit Hydroxylgruppen;
- (c) Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens
ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
- (d) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
- (e) Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
- (f) Polyoxy-C2- bis C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono- oder Poly-aminogruppen, wobei
mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat, oder durch Carbamatgruppen
terminiert sind;
- (g) Carbonsäureestergruppen;
- (h) aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino-
und/oder Amido- und/oder Imidogruppen; und/oder
- (i) durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder
Polyaminen erzeugten Gruppierungen;
[0042] Der hydrophobe Kohlenwasserstoffrest in den obigen Detergensadditiven, welcher für
die ausreichende Löslichkeit im Kraftstoff sorgt, hat ein zahlengemitteltes Molekulargewicht
(Mn) von 85 bis 20,000, insbesondere von 113 bis 10,000, vor allem von 300 bis 5000.
Als typischer hydrophober Kohlenwasserstoffrest, insbesondere in Verbindung mit den
polaren Gruppierungen (a), (c), (h) und (i), kommen der Polypropenyl-, Polybutenyl-
und Polyisobutenylrest mit jeweils Mn = 300 bis 5000, insbesondere 500 bis 2500, vor
allem 700 bis 2300, in Betracht.
[0043] Als Beispiele für obige Gruppen von Detergensadditiven seien die folgenden genannt:
Mono- oder Polyaminogruppen (a) enthaltende Additive sind vorzugsweise Polyalkenmono-
oder Polyalkenpolyamine auf Basis von Polypropen oder konventionellem (d.h. mit überwiegend
mittenständigen Doppelbindungen) Polybuten oder Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000.
Geht man bei der Herstellung der Additive von Polybuten oder Polyisobuten mit überwiegend
mittenständigen Doppelbindungen (meist in der beta-und gamma-Position) aus, bietet
sich der Herstellweg durch Chlorierung und anschließende Aminierung oder durch Oxidation
der Doppelbindung mit Luft oder Ozon zur Carbonyl- oder Carboxylverbindung und anschließende
Aminierung unter reduktiven (hydrierenden) Bedingungen an. Zur Aminierung können hier
Amine, wie z.B. Ammoniak, Monoamine oder Polyamine, wie Dimethylaminopropylamin, Ethylendiamin,
Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin, eingesetzt werden.
Entsprechende Additive auf Basis von Polypropen sind insbesondere in der WO-A-94/24231
beschrieben.
[0044] Weitere bevorzugte Monoaminogruppen (a) enthaltende Additive sind die Hydrierungsprodukte
der Umsetzungsprodukte aus Polyisobutenen mit einem mittleren Polymerisationsgrad
P = 5 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff, wie sie
insbesondere in
WO-A-97/03946 beschrieben sind.
[0045] Weitere bevorzugte Monoaminogruppen (a) enthaltende Additive sind die aus Polyisobutenepoxiden
durch Umsetzung mit Aminen und nachfolgender Dehydratisierung und Reduktion der Aminoalkohole
erhältlichen Verbindungen, wie sie insbesondere in
DE-A-196 20 262 beschrieben sind.
[0046] Nitrogruppen (b), ggf. in Kombination mit Hydroxylgruppen, enthaltende Additive sind
vorzugsweise Umsetzungsprodukte aus Polyisobutenen des mittleren Polymerisationsgrades
P = 5 bis 100 oder 10 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff,
wie sie insbesondere in
WO-A-96/03367 und
WO-A-96/03479 beschrieben sind. Diese Umsetzungsprodukte stellen in der Regel Mischungen aus reinen
Nitropolyisobutenen (z.B. alpha,beta-Dinitropolyisobuten) und gemischten Hydroxynitropolyisobutenen
(z.B. alpha-Nitro-betahydroxypolyisobuten) dar.
[0047] Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen (c) enthaltende Additive
sind insbesondere Umsetzungsprodukte von Polyisobutenepoxiden, erhältlich aus vorzugsweise
überwiegend endständige Doppelbindungen aufweisendem Polyisobuten mit Mn = 300 bis
5000, mit Ammoniak, Mono- oder Polyaminen, wie sie insbesondere in
EP-A-476 485 beschrieben sind.
[0048] Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (d) enthaltende
Additive sind vorzugsweise Copolymere von C
2-C
40-Olefinen mit Maleinsäureanhydrid mit einer Gesamt-Molmasse von 500 bis 20 000, deren
Carboxylgruppen ganz oder teilweise zu den Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen
und ein verbleibender Rest der Carboxylgruppen mit Alkoholen oder Aminen umgesetzt
sind. Solche Additive sind insbesondere aus der
EP-A-307 815 bekannt. Derartige Additive dienen hauptsächlich zur Verhinderung von Ventilsitzverschleiß
und können, wie in der
WO-A-87/01126 beschrieben, mit Vorteil in Kombination mit üblichen Kraftstoffdetergenzien wie Poly(iso)butenaminen
oder Polyetheraminen eingesetzt werden.
[0049] Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (e) enthaltende
Additive sind vorzugsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze eines Sulfobernsteinsäurealkylesters,
wie er insbesondere in der
EP-A-639 632 beschrieben ist. Derartige Additive dienen hauptsächlich zur Verhinderung von Ventilsitzverschleiß
und können mit Vorteil in Kombination mit üblichen Kraftstoffdetergenzien wie Poly(iso)butenaminen
oder Polyetheraminen eingesetzt werden.
[0050] Polyoxy-C
2-C
4-alkylengruppierungen (f) enthaltende Additive sind vorzugsweise Polyether oder Polyetheramine,
welche durch Umsetzung von C
2-C
60-Alkanolen, C
6-C
30-Alkandiolen, Mono- oder Di-C
2-C
30-alkylaminen, C
1-C
30-Alkylcyclohexanolen oder C
1-C
30-Alkylphenolen mit 1 bis 30 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid
pro Hydroxylgruppe oder Aminogruppe und, im Falle der Polyetheramine, durch anschließende
reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen erhältlich sind. Derartige
Produkte werden insbesondere in
EP-A-310 875,
EP-A-356 725,
EP-A-700 985 und
US-A-4 877 416 beschrieben. Im Falle von Polyethern erfüllen solche Produkte auch Trägeröleigenschaften.
Typische Beispiele hierfür sind Tridecanol- oder Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxylate
sowie Polyisobutenolbutoxylate und -propoxylate sowie die entsprechenden Umsetzungsprodukte
mit Ammoniak.
[0051] Carbonsäureestergruppen (g) enthaltende Additive sind vorzugsweise Ester aus Mono-,
Di- oder Tricarbonsäuren mit langkettigen Alkanolen oder Polyolen, insbesondere solche
mit einer Mindestviskosität von 2 mm
2/s bei 100°C, wie sie insbesondere in
DE-A-38 38 918 beschrieben sind. Als Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren können aliphatische oder aromatische
Säuren eingesetzt werden, als Esteralkohole bzw.- polyole eignen sich vor allem langkettige
Vertreter mit beispielsweise 6 bis 24 C-Atomen. Typische Vertreter der Ester sind
Adipate, Phthalate, iso-Phthalate, Terephthalate und Trimellitate des iso-Octanols,
iso-Nonanols, iso-Decanols und des iso-Tridecanols. Derartige Produkte erfüllen auch
Trägeröleigenschaften.
[0052] Aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleitete Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino-
und/oder Amido- und/oder Imidogruppen (h) enthaltende Additive sind vorzugsweise entsprechende
Derivate von Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid, welche durch Umsetzung von konventionellem
oder hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000 mit Maleinsäureanhydrid auf
thermischen Wege oder über das chlorierte Polyisobuten erhältlich sind. Von besonderem
Interesse sind hierbei Derivate mit aliphatischen Polyaminen wie Ethylendiamin, Diethylentriamin,
Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin. Derartige Ottokraftstoffadditive sind
insbesondere in
US-A-4 849 572 beschrieben.
[0053] Durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder
Polyaminen erzeugte Gruppierungen (i) enthaltende Additive sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte
von polyisobutensubstituierten Phenolen mit Formaldehyd und Mono- oder Polyaminen
wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin oder
Dimethylaminopropylamin. Die polyisobutenylsubstituierten Phenole können aus konventionellem
oder hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000 stammen. Derartige "Polyisobuten-Mannichbasen"
sind insbesondere in der
EP-A-831 141 beschrieben.
[0054] Zur genaueren Definition der einzelnen aufgeführten Ottokraftstoffadditive wird hier
auf die Offenbarungen der obengenannten Schriften des Standes der Technik ausdrücklich
Bezug genommen.
B2) Trägeröle und weitere Komponenten:
[0055] Die erfindungsgemäßen Additiv-Formulierungen können darüber hinaus mit noch weiteren
üblichen Komponenten und Additiven kombiniert werden. Hier sind in erster Linie Trägeröle
ohne ausgeprägte Detergenswirkung zu nennen.
[0056] Geeignete mineralische Trägeröle sind bei der Erdölverarbeitung anfallende Fraktionen,
wie Brightstock oder Grundöle mit Viskositäten wie beispielsweise aus der Klasse SN
500 - 2000; aber auch aromatische Kohlenwasserstoffe, paraffinische Kohlenwasserstoffe
und Alkoxyalkanole. Brauchbar ist ebenfalls eine als "hydrocrack oil" bekannte und
bei der Raffination von Mineralöl anfallende Fraktion (Vakuumdestillatschnitt mit
einem Siedebereich von etwa 360 bis 500°C, erhältlich aus unter Hochdruck katalytisch
hydriertem und isomerisiertem sowie entparaffiniertem natürlichen Mineralöl). Ebenfalls
geeignet sind Mischungen oben genannter mineralischer Trägeröle.
[0057] Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare synthetische Trägeröle sind ausgewählt
unter: Polyolefinen (Polyalphaolefine oder Polyinternalolefine), (Poly)estern, (Poly)alkoxylaten,
Polyethern, aliphatischen Polyetheraminen, alkylphenolgestarteten Polyethern, alkylphenolgestarteten
Polyetheraminen und Carbonsäureester langkettiger Alkanole.
[0058] Beispiele für geeignete Polyolefine sind Olefinpolymerisate mit Mn = 400 bis 1800,
vor allem auf Polybuten- oder Polyisobuten-Basis (hydriert oder nicht hydriert).
[0059] Beispiele für geeignete Polyether oder Polyetheramine sind vorzugsweise Polyoxy-C
2-C
4-alkylengruppierungen enthaltende Verbindungen, welche durch Umsetzung von C
2-C
60-Alkanolen, C
6-C
30-Alkandiolen, Mono- oder Di-C
2-C
30-alkylaminen, C
1-C
30-Alkylcyclohexanolen oder C
1-C
30-Alkylphenolen mit 1 bis 30 mol Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid
pro Hydroxylgruppe oder Aminogruppe und, im Falle der Polyetheramine, durch anschließende
reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen erhältlich sind. Derartige
Produkte werden insbesondere in
EPA-310 875,
EP-A-356 725,
EP-A-700 985 und
US-A-4,877,416 beschrieben. Beispielsweise können als Polyetheramine Poly-C
2-C
6-Alkylenoxidamine oder funktionelle Derivate davon verwendet werden. Typische Beispiele
hierfür sind Tridecanol- oder Isotridecanolbutoxylate, Isononylphenolbutoxylate sowie
Polyisobutenolbutoxylate und -propoxylate sowie die entsprechenden Umsetzungsprodukte
mit Ammoniak.
[0060] Beispiele für Carbonsäureester langkettiger Alkanole sind insbesondere Ester aus
Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit langkettigen Alkanolen oder Polyolen , wie sie
insbesondere in der
DE-A-38 38 918 beschrieben sind. Als Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren können aliphatische oder aromatische
Säuren eingesetzt werden, als Esteralkohole bzw. -polyole eignen sich vor allem langkettige
Vertreter mit beispielsweise 6 bis 24 C-Atomen. Typische Vertreter der Ester sind
Adipate, Phthalate, iso-Phthalate, Terephthalate und Trimellitate des Isooctanols,
Isononanols, Isodecanols und des Isotridecanols, wie z.B. Di-(n- oder lso-tridecyl)-phthalat.
[0062] Beispiele für besonders geeignete synthetische Trägeröle sind alkoholgestartete Polyether
mit etwa 5 bis 35, wie z.B. etwa 5 bis 30, C
3-C
6-Alkylenoxideinheiten, wie z.B. ausgewählt unter Propylenoxid-, n-Butylenoxid- und
i-Butylenoxid-Einheiten, oder Gemischen davon. Nichtlimitierende Beispiele für geeignete
Starteralkohole sind langkettige Alkanole oder mit langkettigem Alkyl substituierte
Phenole, wobei der langkettige Alkylrest insbesondere für einen geradkettigen oder
verzweigten C
6-C
18-Alkylrest steht. Als bevorzugte Beispiele sind zu nennen Tridecanol und Nonylphenol.
[0063] Weitere geeignete synthetische Trägeröle sind alkoxylierte Alkylphenole, wie sie
in der
DE-A-10 102 913 beschrieben sind
B3) Weitere Co-Additive
[0064] Weitere übliche Additive sind Korrosionsinhibitoren, beispielsweise auf Basis von
zur Filmbildung neigenden Ammoniumsalzen organischer Carbonsäuren oder von heterocyclischen
Aromaten im Falle von Buntmetallkorrosionsschutz; Antioxidantien oder Stabilisatoren,
beispielsweise auf Basis von Aminen wie p-Phenylendiamin, Dicyclohexylamin oder Derivaten
hiervon oder von Phenolen wie 2,4-Di-tert.-butylphenol oder 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionsäure;
Demulgatoren; Antistatikmittel; Schmierfähigkeitsverbesserer (andere als die erfindungsgemäßen
Triazole) wie bestimmte Fettsäuren, Alkenylbernsteinsäureester, Bis(hydroxyalkyl)fettamine,
Hydroxyacetamide oder Ricinusöl; sowie Farbstoffe (Marker). Gegebenenfalls werden
auch Amine zur Absenkung des pH-Wertes des Kraftstoffes zugesetzt.
[0065] Die Komponenten bzw. Additive können dem Kraftstoff einzeln oder als vorher zubereitetes
Konzentrat (Additivpaket) zusammen mit der erfindungsgemäßen Metallverbindung (A)
zugegeben werden.
[0066] Die genannten Detergensadditive mit den polaren Gruppierungen (a) bis (i) werden
dem Kraftstoff üblicherweise in einer Menge von 10 bis 5000 Gew.-ppm, insbesondere
50 bis 1000 Gew.-ppm, zugegeben. Die sonstigen erwähnten Komponenten und Additive
werden, wenn gewünscht, in hierfür üblichen Mengen zugesetzt.
(C) Kraftstoffe
[0067] Die erfindungsgemäßen Additivzusammensetzungen sind in allen herkömmlichen Ottokraftstoffen,
wie sie beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Aufl.
1990, Band A16, S. 719 ff. beschrieben sind, verwendbar.
[0068] Zum Beispiel ist die Verwendung in einem Ottokraftstoff mit einem Aromatengehalt
von maximal 60, wie z.B. maximal 42 oder maximal 35 Vol.-% und/oder einem Schwefelgehalt
von maximal 2000, wie z.B. maximal 150 oder maximal 10 Gew.-ppm möglich.
[0069] Der Aromatengehalt des Ottokraftstoffes beträgt beispie!sweise10 bis 50, wie z.B.
30 bis 42 Vol.-%, insbesondere 32 bis 40 Vol.-%, oder maximal 35 Vol.-%. Der Schwefelgehalt
des Ottokraftstoffes beträgt beispielsweise 2 bis 500, wie z.B. 5 bis 100Gew.-ppm,
oder maximal10 Gew.-ppm.
[0070] Weiterhin kann der Ottokraftstoff beispielsweise einen Olefingehalt bis zu 50 Vol.-%,
wie z.B. von 6 bis 21 Vol.-%, insbesondere 7 bis 18 Vol.-%; einen Benzolgehalt von
bis zu 5 Vol.-%, wie z.B. 0,5 bis 1,0 Vol.-%, insbesondere 0,6 bis 0,9 Vol.-% und/oder
einen Sauerstoffgehalt von bis zu 25 Vol.-%, wie z.B. bis zu 10 Gew.-% oder 1,0 bis
2,7 Gew.-%, insbesondere von 1,2 bis 2,0 Gew.-%, aufweisen.
[0071] Insbesondere können solche Ottokraftstoffe beispielhaft genannt werden, welche gleichzeitig
einen Aromatengehalt von maximal 38 oder 35 Vol.-%, einen Olefingehalt von maximal
21 Vol.-%, einen Schwefelgehalt von maximal 50 oder 10 Gew.-ppm, eine Benzolgehalt
von maximal 1,0 Vol.-% und eine Sauerstoffgehalt von 1,0 bis 2,7 Gew.-% aufweisen.
[0072] Der Gehalt an Alkoholen und Ethern im Ottokraftstoff kann über einem weiten Bereich
variieren. Beispiele typischer maximaler Gehalte sind für Methanol 15 Vol.-%, für
Ethanol 85 Vol.-%, für Isopropanol 20 Vol.-%, für tert.-Butanol 15 Vol.-%, für Isobutanol
20 Vol.-% und für Ether mit 5 oder mehr C-Atomen im Molekül 30 Vol.-%. Denkbar sind
auch reine Alkanole, besonders reines Methanol oder Ethanol.
[0073] Der Sommer-Dampfdruck des Ottokraftstoffes beträgt üblicherweise maximal 70 kPa,
insbesondere 60 kPa (jeweils bei 37°C).
[0074] Die ROZ des Ottokraftstoffes beträgt in der Regel 75 bis 105. Ein üblicher Bereich
für die entsprechende MOZ liegt bei 65 bis 95.
[0075] Die genannten Spezifikationen werden nach üblichen Methoden bestimmt (DIN EN 228).
[0076] Die so additivierten Kraftstoffe sind dementsprechend ebenfalls zur Verminderung
und/oder Verhinderung des vorzeitigen Einsetzens der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs
in einem Ottomotor vor der Zündung durch die Zündkerze (LSPI) geeignet.
[0077] Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben:
Experimenteller Teil:
[0078] Die Tests auf LSPI wurden in einem 4-Zylinder Ottomotor aus Großserie mit 1,6 Liter
Hubraum (Bohrung 85,8 mm, Hub 77,0 mm) und Turbolader bei einer maximalen Leistung
von 125 kW und einem Emissionsstandard gemäß Euro 4-Norm durchgeführt. Der Motor kann
gemäß Herstellerempfehlung mit Kraftstoffen mit einer ROZ von 91 bis 98 betrieben
werden.
Die 7-Loch Injektoren waren seitlich im Brennraum angeordnet und wurden bei einem
maximalen Kraftstoffdruck von 120 bar betrieben.
[0079] Alle vier Zylinder wurden mit speziellen Indizierzündkerzen mit integriertem Druckaufnehmer
ausgerüstet und mit SMETEC Combi Combustion Analyser ausgewertet.
Während der Spitzendruck der Motorkonfiguration bei 1600 U/min und wide open throttle
(WOT) 60 bar beträgt, wurde eine Druckspitze über 90 bar als jeweils ein LSPI-Ereignis
bewertet.
[0080] Zur Bestimmung von LSPI wurde folgender Zyklus an einem obigen Motor auf einem Prüfstand
durchlaufen:
- Der Motor wurde mechanisch gereinigt (Zylinderkopf, Kolbenböden, Ansaugtrakt) und
mit frischem Motoröl befüllt
- In einem Reinigungslauf (A) wurden bei hoher Last (4500 U/min, WOT) für 45 min etwaige
noch vorhandene Reste von Brennraumablagerungen abgebrannt
- Das Motoröl wurde erneut gewechselt, um sicherzustellen, dass das Motoröl während
der Messung auf LSPI keine Ablagerungen oder Additivbestandteile aus vorherigen Zyklen
enthält
- Nach Neustart lief der Motor für 5 min in einem Aufwärmprogramm (B) (1600 U/min bei
8 bar Mitteldruck und 102 Nm, 70 °C Kühlmitteltemperatur)
- Dann erfolgte für 15 min die erste LSPI-Programmphase (C) (1600 U/min bei WOT, 70
°C Kühlmitteltemperatur)
- Anschließend erfolgte für 5 min die erste Erholungsphase (D) (2000 U/min bei 2 bar
Mitteldruck und 25 Nm, 70 °C Kühlmitteltemperatur)
- LSPI-Programmphase (C) und die Erholungsphase (D) wurden abwechselnd jeweils noch
neunmal wiederholt, so dass die Gesamtzeit für die LSPI-Programmphasen (C) bei 150
min lag
- Während der Programmphasen (C) und (D) wurden die zu untersuchenden Benzinadditive
eingesetzt; im Falle der Messung eines Basiswertes entfiel der Einsatz eines Benzinadditivs
- In einem weiteren Reinigungslauf (E) wurden bei hoher Last (4500 U/min, WOT) für 45
min etwaige Brennraumablagerungen abgebrannt
- Der Motor wurde dann für 36 Stunden in einer Verkokungsphase (F) dass betrieben: jeweils
im Zyklus dass1500 U/min bei 5 bar Mitteldruck und 65 Nm, dass 2500 U/min bei 5 bar
Mitteldruck und dass65 Nm, Leerlauf; die Kühlmitteltemperatur betrug 70 °C; die Bedingungen
in dieser Phase waren so, dass Brennraumablagerungen aufgebaut wurden
- In der nächsten Phase (G) über acht Stunden, bei Bedingungen wie bei (F), wurde der
Motor mit einem Kraftstoff betrieben, der die zu untersuchenden Benzinadditive enthielt;
Phase (G) entfiel im Falle der Messung eines Basiswertes, d.h. es folgte direkt Phase
(H)
- Das Motoröl wurde gewechselt.
- Dann erfolgten zehn LSPI-Programmphasen (H) und Erholungsphasen (I), die den bereits
beschriebenen zehn LSPI-Programmphasen (C) und Erholungsphasen (D) entsprechen, so
dass die Gesamtzeit für die LSPI-Programmphasen (H) wieder bei 150 min lag
- Während der Programmphasen (H) und (I) wurden die zu untersuchenden Benzinadditive
eingesetzt; im Falle der Messung eines Basiswertes entfiel der Einsatz der zu untersuchenden
Benzinadditive
Eingesetzte Betriebsmittel
[0081] Bei dem eingesetzten Motoröl handelte es sich um ein handelsübliches Öl der Qualität
5W-30.
- Für die Reinigungsläufe (A) und (E) wurde ein handelsüblicher, unadditivierter Kraftstoff
der Qualität ROZ 95 gemäß EN 228 eingesetzt
- Für die Programmphasen (B), (C), (D), (F), (G), (H) und (I) wurde ein dassMethylcyclopentadienyl
mangan tricarbonyl (MMT) dass, aber ansonsten unadditivierter Kraftstoff eingesetzt,
der der Qualität eines Kraftstoffs im chinesischen Markt entspricht.
Dass
Eingesetzte Additive
[0082] - Additiv 1: Zink neodekanoat, gut löslich in Kraftstoff
- Additiv 2: Magnesium naphthenat, gut löslich in Kraftstoff
- Additiv 3: Octyliertes/butyliertes Diphenylamin als aminisches Antioxidans (Vergleich
gemäß
WO 2018/041710)
| |
|
LSPI-Ereignisse in Programmphase |
| Additiv |
Dosierung [mg Metall/kg Kraftstoff] |
(C) |
(H) |
| keines (Vergleich) |
-- |
21 |
56 |
| 1 (Zn) |
50 |
1 |
10 |
| 1 (Zn) |
20 |
3 |
11 |
| 1 (Zn) |
10 |
5 |
14 |
| 2 (Mg) |
50 |
0 |
18 |
| 2 (Mg) |
20 |
8 |
35 |
| 3 (Vergleich) |
1500 (gesamt) |
23 |
51 |
[0083] Man sieht, dass die erfindungsgemäßen Zink- und Magnesiumverbindungen über den gesamten
Dosierungsbereich eine deutliche Verringerung der LSPI-Ereignisse zeigen, wohingegen
Additiv 3 gemäß
WO 2018/041710 im Kraftstoff keine signifikante Veränderung gegenüber dem unadditivierten Kraftstoff
zeigt.
1. Verwendung von (A) mindestens einer Verbindung von Metallen ausgewählt aus den Gruppen
1, 2 und 7 bis 12 des Periodensystems mit einer Löslichkeit in Toluol bei 25 °C von
mindestens 0,1 g/l in Ottokraftstoffen zur Verminderung und/oder Verhinderung des
vorzeitigen Einsetzens der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in einem Ottomotor
vor der Zündung durch die Zündkerze (LSPI).
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium,
Magnesium, Kalzium, Barium, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Silber und Zink.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Mangan, Eisen
und Zink.
4. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Magnesium und Zink.
5. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalle in den Verbindungen (A) Gegenionen oder Liganden tragen, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Halogeniden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, C1-C12-Alkylcarbonaten, Sulfaten, Hydrogensulfaten, C1-C12-Alkylsulfaten, C1-C12-Alkylsulfonaten, C6-C10-Arylsulfonaten, C7-C30-Alkylarylsulfonaten, Carbamaten, Thiocarbamaten, Dithiocarbamaten, C1-C12-Dialkyldithiophosphate, Cyanaten, Thiocyanaten, Anionen von bis zu 30 Kohlenstoffatomen
aufweisenden organischen Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren, Carbonyl (CO) und optional
alkylsubstituiertem Cyclopentadienyl.
6. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalle in den Verbindungen (A) Gegenionen oder Liganden tragen, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus C1-C12-Alkylcarbonaten, C1-C12-Alkylsulfaten, C1-C12-Alkylsulfonaten, C6-C10-Arrylsulfonaten, C7-C30-Alkylarylsulfonaten, Dithiocarbamaten, C1-C12-Dialkyldithiophosphaten, Anionen von bis zu 30 Kohlenstoffatomen aufweisenden organischen
Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren, Carbonyl (CO), Dicarbonylverbindungen und optional
alkylsubstituiertes Cyclopentadienyl.
7. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zinkoctanoat, Zink
ethylhexanoat, Zink dekanoat, Zink neodekanoat, Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink
palmitat, Zink stearat, Zink salicylat, Zink Dialkyldithiophosphat, Magnesiumnaphthenat,
Magnesium phthalat, Magnesium bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat), Magnesiumoctanoat,
Magnesium ethylhexanoat, Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat, Magnesium dodekanoat,
Magnesium myristat, Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium C1-C12-alkylsulfonat, Magnesium C6-C10-arylsulfonat, Magnesium salicylat, Ferrocen, Eisenpentacarbonyl, Eisen-(III) p-Toluolsulfonat,
Eisen (III) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat und Methylcyclopentadienyl mangan
tricarbonyl.
8. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zinkoctanoat, Zink
ethylhexanoat, Zink dekanoat, Zink neodekanoat, Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink
palmitat, Zink stearat, Zink salicylat, Zink Dialkyldithiophosphat, Magnesiumnaphthenat,
Magnesium phthalat, Magnesium bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat), Magnesiumoctanoat,
Magnesium ethylhexanoat, Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat, Magnesium dodekanoat,
Magnesium myristat, Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium C1-C12-alkylsulfonat, Magnesium C6-C10-arylsulfonat und Magnesium salicylat.
9. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche in einem Ottokraftstoff für aufgeladene
Ottomotoren mit direkter Einspritzung.
10. Kraftstoff, enthaltend eine Hauptmenge eines fossilen und/oder alkoholischen Ottokraftstoffes
(C), 0,1 bis 500 Gew.ppm mindestens einer Verbindung (A) wie beschrieben in einem
der Ansprüche 1 bis 8 sowie optional mindestens eine weitere Additivkomponente, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Detergensadditiven, Trägerölen und Co-Additiven.
11. Kraftstoff gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Detergensadditiv mindestens einen hydrophoben Kohlenwasserstoffrest mit einem
zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 85 bis 20 000 besitzt und mindestens eine
polare Gruppierung ausgewählt aus
(a) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein
Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(b) Nitrogruppen, ggf. in Kombination mit Hydroxylgruppen;
(c) Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens
ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(d) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
(e) Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
(f) Polyoxy-C2- bis C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono- oder
Poly-aminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat,
oder durch Carbamatgruppen terminiert sind;
(g) Carbonsäureestergruppen;
(h) aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino-
und/oder Amido- und/oder Imidogruppen; und/oder
(i) durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder
Polyaminen erzeugten Gruppierungen.
12. Kraftstoff gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindung (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zinkoctanoat, Zink ethylhexanoat,
Zink dekanoat, Zink neodekanoat, Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink palmitat, Zink
stearat, Zink salicylat, Zink Dialkyldithiophosphat, Magnesiumnaphthenat, Magnesium
phthalat, Magnesium bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat), Magnesiumoctanoat,
Magnesium ethylhexanoat, Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat, Magnesium dodekanoat,
Magnesium myristat, Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium C1-C12-alkylsulfonat, Magnesium C6-C10-arylsulfonat und Magnesium salicylat.
13. Verwendung eines Kraftstoffs gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Verminderung
und/oder Verhinderung des vorzeitigen Einsetzens der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs
in einem Ottomotor vor der Zündung durch die Zündkerze (LSPI).
14. Kraftstoffadditivzusammensetzung, enthaltend mindestens mindestens eine Verbindung
(A) wie beschrieben in einem der Ansprüche 1 bis 8, mindestens ein Lösungsmittel ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder
Kohlenwasserstoffgemischen, mindestens einem Alkanol und mindestens einem Polyalkylenglykol,
sowie optional mindestens einem Detergensadditiv, das mindestens einen hydrophoben
Kohlenwasserstoffrest mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 85 bis
20 000 besitzt und mindestens eine polare Gruppierung ausgewählt aus
(a) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein
Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(b) Nitrogruppen, ggf. in Kombination mit Hydroxylgruppen;
(c) Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens
ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(d) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
(e) Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
(f) Polyoxy-C2- bis C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono- oder
Poly-aminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat,
oder durch Carbamatgruppen terminiert sind;
(g) Carbonsäureestergruppen;
(h) aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino-
und/oder Amido- und/oder Imidogruppen; und/oder
(i) durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder
Polyaminen erzeugten Gruppierungen.
15. Kraftstoffadditivzusammensetzung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindung (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zinkoctanoat, Zink ethylhexanoat,
Zink dekanoat, Zink neodekanoat, Zink dodekanoat, Zink myristat, Zink palmitat, Zink
stearat, Zink salicylat, Zink Dialkyldithiophosphat, Magnesiumnaphthenat, Magnesium
phthalat, Magnesium bis(2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-heptandionat), Magnesiumoctanoat,
Magnesium ethylhexanoat, Magnesium dekanoat, Magnesium neodekanoat, Magnesium dodekanoat,
Magnesium myristat, Magnesium palmitat, Magnesium stearat, Magnesium C1-C12-alkylsulfonat, Magnesium C6-C10-arylsulfonat und Magnesium salicylat.