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DE69419456T2 - Fatty acid ester treated with a pour point, as a biodegradable internal combustion engine fuel - Google Patents

Fatty acid ester treated with a pour point, as a biodegradable internal combustion engine fuel

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DE69419456T2
DE69419456T2 DE1994619456 DE69419456T DE69419456T2 DE 69419456 T2 DE69419456 T2 DE 69419456T2 DE 1994619456 DE1994619456 DE 1994619456 DE 69419456 T DE69419456 T DE 69419456T DE 69419456 T2 DE69419456 T2 DE 69419456T2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft umgeesterte tierische Öle und pflanzliche Öle, die mindestens einen Stockpunkt-Erniedriger und ein Antioxidationsmittel enthalten. Zusätzlich zu Stockpunkt-Erniedrigern und Antioxidationsmitteln kann das umgeesterte natürliche Öl auch zusätzlich Additive sowie einen normalerweise flüssigen Treib- bzw. Brennstoff enthalten.The present invention relates to interesterified animal oils and vegetable oils which contain at least one pour point depressant and one antioxidant. In addition to pour point depressants and antioxidants, the interesterified natural oil can also contain additional additives and a normally liquid fuel.

Die erfolgreiche Verwendung von Estern von umgeesterten natürlichen Ölen als umweltfreundliche, d. h. biologisch abbaubare, Grundflüssigkeiten für industrielle Anwendungen und auch als Treib- bzw. Brennstoffadditive, wenn sie mit normalerweise flüssigen Treib- bzw. Brennstoff gemischt werden, ist von der Verbesserung ihrer Viskositäteigenschaften bei niedrigen Temperaturen abhängig. Beispielsweise ist ein von der Umesterung von Rapsöl erhaltener Methylester als umweltfreundlicher Dieselkraftstoff geeignet. Dieser Methylester weist jedoch einen Stockpunkt von -12ºC auf und erstarrt bei -13,6ºC, was zu verstopften Filtern und Motorschäden führt. Um den Vorteil der biologischen Abbaubarkeit von umgeesterten Estern von natürlichen Ölen zu nutzen, ist eine Erniedrigung des Stockpunkts notwendig.The successful use of esters of transesterified natural oils as environmentally friendly, i.e. biodegradable, base fluids for industrial applications and also as fuel additives when mixed with normally liquid fuels depends on improving their viscosity properties at low temperatures. For example, a methyl ester obtained from the transesterification of rapeseed oil is suitable as an environmentally friendly diesel fuel. However, this methyl ester has a pour point of -12ºC and solidifies at -13.6ºC, which leads to clogged filters and engine damage. In order to take advantage of the biodegradability of transesterified esters of natural oils, a lowering of the pour point is necessary.

US-PS 2,243,198 (Dietrich, 27. Mai 1941) betrifft nicht-viskose, normalerweise flüssige Kohlenwasserstofföle und insbesondere die Herstellung von Heizölen mit verbesserten Fließeigenschaffen bei Niedrigtemperaturbedingungen. Die Fließeigenschaften von Heizöl werden durch den Zusatz eines Derivats von hydriertem Rizinusöl zu einem nicht-viskosen, normalerweise flüssigen Kohlenwasserstofföl verbessert. Ein Derivat von hydriertem Rizinusöl ist definiert als das Produkt, das durch Umsetzen von hydriertem Rizinusöl entweder mit seinen eigenen Hydroxylgruppen oder mit einer anderen organischen Verbindung, ausgewählt aus den Klassen von Alkoholen, Aldehyden, Säuren, Isocyanaten und Isothiocyanaten erhalten wird.U.S. Patent 2,243,198 (Dietrich, May 27, 1941) relates to non-viscous, normally liquid hydrocarbon oils and, more particularly, to the preparation of fuel oils having improved flow properties under low temperature conditions. The flow properties of fuel oil are improved by the addition of a hydrogenated castor oil derivative to a non-viscous, normally liquid hydrocarbon oil. A hydrogenated castor oil derivative is defined as the product obtained by reacting hydrogenated castor oil with either its own hydroxyl groups or with another organic compound selected from the classes of alcohols, aldehydes, acids, isocyanates and isothiocyanates.

US-PS 4,364,743 (Erner, 21. Dezember 1982) betrifft eine Treib- bzw. Brennstoffquelle für Ölverbrennungsvorrichtungen, die selbst ein Treib- bzw. Brennstoff ist oder mit Erdöl-Mitteldestillaten gemischt werden kann. Fettsäuren der allgemeinen Formel US-PS 4,364,743 (Erner, December 21, 1982) relates to a fuel source for oil combustion devices, which is itself a fuel or can be mixed with petroleum middle distillates. Fatty acids of the general formula

können einen solchen Treib- bzw. Brennstoff bereitstellen, worincan provide such a fuel, in which

(a) der Rest R (1) eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, (2) eine Alkoxyalkylgruppe ist, wobei der Alkoxyteil 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält und der Alkylteil eine Ethyl- oder Propylgruppe ist, (3) eine Cyclopentyl- oder Cyclohexylgruppe ist und (4) eine Hydroxyethyl- und Hydroxypropylgruppe ist;(a) the radical R is (1) an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, (2) an alkoxyalkyl group, wherein the alkoxy part contains 1 to 4 carbon atoms and the alkyl part is an ethyl or propyl group, (3) a cyclopentyl or cyclohexyl group and (4) a hydroxyethyl and hydroxypropyl group;

(b) n = 11-22 ist;(b) n = 11-22;

(c) a = 2n+1, 2n-1, 2n-3, 2n-5 oder 2n-7 ist; und(c) a = 2n+1, 2n-1, 2n-3, 2n-5 or 2n-7; and

(d) x den Wert 0 oder 1 hat.(d) x has the value 0 or 1.

US-PS 4,575,382 (Sweeney et al., 11. März 1986) betrifft einen ein pflanzliches Öl enthaltenden Mitteldestillat-Treib- bzw. Brennstoff, der verbesserte thermische Stabilitätseigenschaften aufweist. Die verwendbaren pflanzlichen Öle beinhalten Sojaöl, Erdnußöl und Sonnenblumenöl.U.S. Patent 4,575,382 (Sweeney et al., March 11, 1986) relates to a middle distillate fuel containing a vegetable oil having improved thermal stability properties. The vegetable oils that can be used include soybean oil, peanut oil and sunflower oil.

US-PS 4,695,411 (Stern et al., 22. September 1987) betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hauptanteils von Ethylestern, die als Gasölersatz-Motortreib- bzw. brennstoff verwendet werden können, durch Umesterung eines tierischen oder pflanzlichen Öls, das gegebenenfalls freie Säuren enthält.US Patent 4,695,411 (Stern et al., September 22, 1987) relates to a process for producing a major portion of ethyl esters useful as gas oil substitute motor fuel by transesterification of an animal or vegetable oil optionally containing free acids.

US-PS 5,160,506 (Schur et al., 3. November 1992) betrifft ein flüssiges Treib- bzw. Brennstoffgemisch, umfassend ein C&sub3;- und/oder mindestens ein C&sub4;-Alkan und mindestens eine Ölkomponente und gegebenenfalls mindestens ein Additiv, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung für Zweitaktmotoren.US-PS 5,160,506 (Schur et al., November 3, 1992) relates to a liquid fuel mixture comprising a C3 and/or at least one C4 alkane and at least one oil component and optionally at least one additive, a process for its preparation and its use for two-stroke engines.

WO 92/11345 betrifft Gemische von Fettsäure-Niederalkylestern mit verbesserter Kältestabilität, enthaltendWO 92/11345 relates to mixtures of fatty acid lower alkyl esters with improved cold stability, containing

a) 58-95 Gew.-% mindestens eines Esters mit einer Jodzahl von 50-150, abgeleitet von Fettsäuren mit 12-22 Kohlenstoffatomen und niederen aliphatischen Alkoholen mit 1-4 Kohlenstoffatomen,a) 58-95% by weight of at least one ester with an iodine number of 50-150, derived from fatty acids with 12-22 carbon atoms and lower aliphatic alcohols with 1-4 carbon atoms,

b) 4-40 Gew.-% mindestens eines Esters von Fettsäuren mit 6-14 Kohlenstoffatomen und niederen aliphatischen Alkoholen mit 1-4 Kohlenstoffatomen undb) 4-40% by weight of at least one ester of fatty acids with 6-14 carbon atoms and lower aliphatic alcohols with 1-4 carbon atoms and

c) 0,1-2 Gew.-% von mindestens einem polymeren Ester.c) 0.1-2 wt.% of at least one polymeric ester.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend:According to the present invention there is provided a composition comprising:

(A) Ester von der Umesterung von mindestens einem tierischen oder pflanzlichen Triglyceridöl der allgemeinen Formel (A) Esters from the transesterification of at least one animal or vegetable triglyceride oil of the general formula

mit einem Alkohol R&sup4;OH, wobei die Reste R¹, R² und R³ aliphatische Gruppen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen sind und der Rest R&sup4; eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist;with an alcohol R⁴OH, where the radicals R¹, R² and R³ are aliphatic groups having 6 to 24 carbon atoms and the radical R⁴ is an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms;

(B) einen Stockpunkt-Erniedriger und(B) a pour point depressant and

(C) (4) ein Antioxidationsmittel, umfassend (a) und (b) und (c) gemäß Anspruch 1.(C) (4) an antioxidant comprising (a) and (b) and (c) according to claim 1.

Zusätzlich zu den Komponenten (A), (B) und (C)(4) kann die Zusammensetzung auch ein Additiv (C)(1)-(3) und/oder (D) einen normalerweise flüssigen Treib- bzw. Brennstoff umfassen.In addition to components (A), (B) and (C)(4), the composition may also comprise an additive (C)(1)-(3) and/or (D) a normally liquid fuel.

Verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in nicht beschränkender Weise veranschaulicht.Various preferred features and embodiments of the invention are illustrated below in a non-limiting manner.

(A) Die umgeesterten Ester(A) The interesterified esters

Bei der Durchführung dieser Erfindung wird ein natürliches Öl, umfassend tierisches Fett oder pflanzliche Öle, mit einem Alkohol umgesetzt, um umgeesterte Ester zu erhalten. Diese natürlichen Öle beinhalten Triglyceride der allgemeinen Formel In the practice of this invention, a natural oil, including animal fat or vegetable oils, is reacted with an alcohol to obtain interesterified esters. These natural oils include triglycerides of the general formula

in der die Reste R¹, R² und R³ aliphatische Hydrocarbylgruppen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen sind. Der in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendete Begriff "Hydrocarbylgruppe" bezeichnet einen Rest mit einem Kohlenstoffatom, das direkt an den Rest des Moleküls gebunden ist. Die aliphatischen Hydrocarbylgruppen beinhalten die folgenden:in which R¹, R² and R³ are aliphatic hydrocarbyl groups containing 6 to 24 carbon atoms. The term "hydrocarbyl group" as used in the specification and claims refers to a group containing a carbon atom directly bonded to the rest of the molecule. The aliphatic hydrocarbyl groups include the following:

(1) aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen; d. h., Alkylgruppen wie Heptyl, Nonyl, Undecyl, Tridecyl, Heptadecyl; Alkenylgruppen mit einer einzigen Doppelbindung wie Heptenyl, Nonenyl, Undecenyl, Tridecenyl, Heptadecenyl, Heneicosenyl; Alkenylgruppen mit 2 oder 3 Doppelbindungen wie 8,11-Heptadecadienyl und 8,11,14-Heptadecatrienyl. Alle Isomere davon sind eingeschlossen, aber geradkettige Gruppen sind bevorzugt.(1) Aliphatic hydrocarbon groups; i.e., alkyl groups such as heptyl, nonyl, undecyl, tridecyl, heptadecyl; alkenyl groups with a single double bond such as heptenyl, nonenyl, undecenyl, tridecenyl, heptadecenyl, heneicosenyl; alkenyl groups with 2 or 3 double bonds such as 8,11-heptadecadienyl and 8,11,14-heptadecatrienyl. All isomers of these are included, but straight-chain groups are preferred.

(2) substituierte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen; d. h., Gruppen, die Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten enthalten, die, im Kontext dieser Erfindung, den vorwiegenden Kohlenwasserstoffcharakter der Gruppe nicht verändern. Geeignete Substituenten sind bekannt; Beispiele sind Hydroxy-, Carbalkoxy- (insbesondere niedere Carbalkoxy-) und Alkoxy- (insbesondere niedere Alkoxy)-Gruppen, wobei der Ausdruck "nieder" Gruppen mit weniger als 7 Kohlenstoffatomen bezeichnet.(2) substituted aliphatic hydrocarbon groups; i.e., groups containing non-hydrocarbon substituents which, in the context of this invention, do not alter the predominantly hydrocarbon character of the group. Suitable substituents are known; examples are hydroxy, carbalkoxy (especially lower carbalkoxy) and alkoxy (especially lower alkoxy) groups, where the term "lower" refers to groups having less than 7 carbon atoms.

(3) Heterogruppen; d. h., Gruppen, die, während sie einen vorwiegenden aliphatischen Kohlenwasserstoffcharakter innerhalb des Kontext dieser Erfindung aufweisen, andere Atome als Kohlenstoff enthalten, anwesend in einer Kette oder einem Ring, die/der ansonsten aus aliphatischen Kohlenstoffatomen aufgebaut ist. Geeignete Heteroatome sind bekannt und beinhalten z. B. Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel.(3) Heterogroups; i.e., groups which, while having predominantly aliphatic hydrocarbon character within the context of this invention, contain atoms other than carbon present in a chain or ring otherwise composed of aliphatic carbon atoms. Suitable heteroatoms are known and include, for example, oxygen, nitrogen and sulfur.

Tierische Fette einschließlich Rindertalgöl und Menhadenöl sind geeignet. Geeignete pflanzliche Öle beinhalten Sonnenblumenöl, Baumwollsaatöl, Safloröl, Maisöl, Sojaöl, Rapsöl, Wiesenschaumkrautöl oder jegliche der vorstehend erwähnten pflanzlichen Öle, die genetisch modifiziert sind, so daß der einfach ungesättigte Gehalt den normalen Wert übersteigt. Beispielsweise weist ein synthetisches Triglycerid, hergestellt durch Umsetzen von 1 Mol Glycerin mit 3 Mol Ölsäure, einen Ölsäuregehalt von 100% auf und daher einen einfach ungesättigten Gehalt von 100%. Normales Sonnenblumenöl hat einen Ölsäuregehalt von 25-30%. Durch genetische Modifikation der Sonnenblumensaaten kann ein Sonnenblumenöl mit einem Ölsäuregehalt von 60% bis 90% erhalten werden.Animal fats including beef tallow oil and menhaden oil are suitable. Suitable vegetable oils include sunflower oil, cottonseed oil, safflower oil, corn oil, soybean oil, canola oil, meadowfoam oil or any of the above-mentioned vegetable oils that are genetically modified so that the monounsaturated content exceeds the normal value. For example, a synthetic triglyceride made by reacting 1 mole of glycerin with 3 moles of oleic acid has an oleic acid content of 100% and therefore a monounsaturated content of 100%. Normal sunflower oil has an oleic acid content of 25-30%. By genetically modifying the sunflower seeds, a sunflower oil with an oleic acid content of 60% to 90% can be obtained.

Vorzugsweise wird der einfach ungesättigte Charakter von einem Oleylrest abgeleitet, d. h. R¹CO, R²CO und R³CO ist der Rest der Ölsäure. Die bevorzugten Triglyceridöle sind Triglyceridöle mit hohem Ölsäuregehalt (mindestens 60%). Typische pflanzliche Öle mit hohem Ölsäuregehalt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, beinhalten Safloröl mit hohem Ölsäuregehalt, Maisöl mit hohem Ölsäuregehalt, Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt, Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt, Sojaöl mit hohem Ölsäuregehalt, Baumwollsaatöl mit hohem Ölsäuregehalt und Palmöl mit hohem Ölsäuregehalt.Preferably, the monounsaturated character is derived from an oleyl residue, i.e. R¹CO, R²CO and R³CO is the residue of oleic acid. The preferred triglyceride oils are high oleic triglyceride oils (at least 60%). Typical high oleic vegetable oils used in the present invention include high oleic safflower oil, high oleic corn oil, high oleic rapeseed oil, high oleic sunflower oil, high oleic soybean oil, high oleic cottonseed oil and high oleic palm oil.

Ein bevorzugtes pflanzliches Öl mit hohem Ölsäuregehalt ist Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt, erhalten von Helianthus sp. Dieses Produkt ist von SVO Enterprises, Eastlake, Ohio, als Sunyl® Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt erhältlich. Sunyl 80 ist ein Triglycerid mit hohem Ölsäuregehalt, wobei die Säurereste 80% Ölsäure umfassen. Ein anderes bevorzugtes pflanzliches Öl mit hohem Ölsäuregehalt ist Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt, erhalten von Brassica compestris oder Brassica napus, und ist auch von SVO Enterprises als RS® Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt erhältlich. RS80 bezeichnet ein Rapsöl, bei dem die Säurereste 80% Ölsäure umfassen.A preferred high oleic vegetable oil is high oleic sunflower oil obtained from Helianthus sp. This product is available from SVO Enterprises, Eastlake, Ohio as Sunyl® High Oleic Sunflower Oil. Sunyl 80 is a high oleic triglyceride where the acid residues comprise 80% oleic acid. Another preferred high oleic vegetable oil is high oleic canola oil obtained from Brassica compestris or Brassica napus and is also available from SVO Enterprises as RS® High Oleic Canola Oil. RS80 refers to a canola oil where the acid residues comprise 80% oleic acid.

Die zur Bildung der umgeesterten Ester verwendeten Alkohole haben die allgemeine Formel R&sup4;OH, in der der Rest R&sup4; eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist. Der Rest R&sup4; kann geradkettig oder verzweigtkettig und gesättigt oder ungesättigt sein. Beispiele für Die zur Bildung der umgeesterten Ester verwendeten Alkohole haben die allgemeine Formel R&sup4;OH, in der der Rest R&sup4; eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist. Der Rest R&sup4; kann geradkettig oder verzweigtkettig und gesättigt oder ungesättigt sein. Beispiele für Alkohole sind: Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol und die isomeren Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Dodecyl-, Pentadecyl- und Octadecylalkohole. Der Alkohol ist vorzugsweise Methylalkohol.The alcohols used to form the transesterified esters have the general formula R⁴OH, in which the radical R⁴ is an aliphatic group having 1 to 24 carbon atoms. The radical R⁴ can be straight-chain or branched and saturated or unsaturated. Examples of The alcohols used to form the transesterified esters have the general formula R⁴OH, in which the radical R⁴ is an aliphatic group having 1 to 24 carbon atoms. The radical R⁴ can be straight-chain or branched-chain and saturated or unsaturated. Examples of alcohols are: methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol and the isomeric butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, dodecyl, pentadecyl and octadecyl alcohols. The alcohol is preferably methyl alcohol.

Die Umesterung findet im allgemeinen durch Mischen von mindestens 3 Mol R&sup4;OH pro 1 Mol Triglycerid statt. Ein Katalysator, falls verwendet, umfaßt Alkalimetall- oder Erdalkalimetallalkoxide mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Katalysatoren sind Natrium- oder Kaliummethoxid, Calcium- oder Magnesiummethoxid, die Ethoxide von Natrium, Kalium, Calcium oder Magnesium und die isomeren Propoxide von Natrium, Kalium, Calcium oder Magnesium. Der am meisten bevorzugte Katalysator ist Natriummethoxid.The transesterification generally takes place by mixing at least 3 moles of R4OH per 1 mole of triglyceride. A catalyst, if used, comprises alkali metal or alkaline earth metal alkoxides having 1 to 6 carbon atoms. Preferred catalysts are sodium or potassium methoxide, calcium or magnesium methoxide, the ethoxides of sodium, potassium, calcium or magnesium, and the isomeric propoxides of sodium, potassium, calcium or magnesium. The most preferred catalyst is sodium methoxide.

Die Umesterung findet zweckmäßig bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zur Zersetzungstemperatur von jeglichem Reaktanten oder Produkt statt. Gewöhnlich ist die obere Temperaturgrenze nicht höher als 150ºC und vorzugsweise nicht höher als 120ºC.The transesterification conveniently takes place at a temperature from room temperature to the decomposition temperature of any reactant or product. Usually the upper temperature limit is not higher than 150ºC and preferably not higher than 120ºC.

Bei der Umesterung werden gemischte Ester gemäß folgender Reaktionsgleichung erhalten: During transesterification, mixed esters are obtained according to the following reaction equation:

Die Umesterung ist eine Gleichgewichtsreaktion. Um das Gleichgewicht auf die rechte Seite zu verschieben, ist es gewöhnlich notwendig, entweder einen großen Überschuß von Alkohol zu verwenden oder das gebildete Glycerin zu entfernen. Wenn ein Überschuß von Alkohol ver-Transesterification is an equilibrium reaction. To shift the equilibrium to the right, it is usually necessary to either use a large excess of alcohol or to remove the glycerol formed. If an excess of alcohol is used,

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Beispiel A-1Example A-1

Ein 12 Liter-Vierhalskolben wird mit 7056 Teilen (8 Mol) Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt, 1280 Teilen (40 Mol) absolutem Methylalkohol und 70,5 Teilen (1,30 Mol) Natriummethoxid beschickt. Der Inhalt wird auf eine Rückflußtemperatur von 73ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für 3 Stunden gehalten und es werden 76 Teile (0,65 Mol) 85%ige Phosphorsäure tropfenweise während 0,4 Stunden zugegeben, um den Katalysator zu neutralisieren. Überschüssiger Methylalkohol wird dann durch Erhitzen auf 100ºC unter Abstreifen mit Stickstoff mit 5,66 l/h (0,2 cfh) und später unter einem vermindertem Druck von 40 mbar (30 mm Hg) entfernt. Der Inhalt wird filtriert, wobei 6952 Teile des umgeesterten Methylesters von Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt erhalten werden.A 12 liter four-necked flask is charged with 7056 parts (8 moles) of high oleic rapeseed oil, 1280 parts (40 moles) of absolute methyl alcohol and 70.5 parts (1.30 moles) of sodium methoxide. The contents are heated to a reflux temperature of 73ºC and held at this temperature for 3 hours and 76 parts (0.65 moles) of 85% phosphoric acid are added dropwise over 0.4 hour to neutralize the catalyst. Excess methyl alcohol is then removed by heating to 100ºC while blowing with nitrogen at 5.66 L/h (0.2 cfh) and later under a reduced pressure of 40 mbar (30 mm Hg). The contents are filtered to yield 6952 parts of the interesterified methyl ester of high oleic rapeseed oil.

Beispiel A-2Example A-2

Das Verfahren von Beispiel A-1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt durch Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt ersetzt wird, wobei der umgeesterte Methylester von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt erhalten wird.The procedure of Example A-1 is essentially repeated except that the high oleic rapeseed oil is replaced by high oleic sunflower oil to give the interesterified methyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-3Example A-3

Ein 5 Liter-Vierhalskolben wird mit 759 Teilen (12,5 Mol) Isopropylalkohol beschickt. Bei Raumtemperatur werden 5,75 Teile (0,25 Mol) elementares Natrium langsam zugegeben. Wenn das Natrium vollständig umgesetzt ist, werden 2205 Teile (25 Mol) Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt zugegeben. Der Inhalt wird auf 85ºC erhitzt und für 4 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, worauf der Katalysator mit 9,67 Teilen (0,083 Mol) 85%iger Phosphorsäure neutralisiert wird. Der Inhalt wird bis 120ºC bei 36 mbar (27 mm Hg) abgestreift, wobei 2350 Teile des umgeesterten Isopropylesters von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt erhalten werden.A 5-liter, four-necked flask is charged with 759 parts (12.5 moles) of isopropyl alcohol. At room temperature, 5.75 parts (0.25 moles) of elemental sodium are slowly added. When the sodium is completely reacted, 2205 parts (25 moles) of high oleic sunflower oil are added. The contents are heated to 85ºC and held at that temperature for 4 hours, after which the catalyst is neutralized with 9.67 parts (0.083 moles) of 85% phosphoric acid. The contents are stripped to 120ºC at 36 mbar (27 mm Hg) to yield 2350 parts of the interesterified isopropyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-4Example A-4

Das Verfahren von Beispiel A-3 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Katalysator durch Umsetzen von 690 Teilen (15 Mol) absolutem Ethylalkohol mit 6,9 Teilen (0,3 Mol) Natriummetall hergestellt wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte Ethylester von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt.The procedure of Example A-3 is essentially repeated except that the catalyst is prepared by reacting 690 parts (15 moles) of absolute ethyl alcohol with 6.9 parts (0.3 moles) of sodium metal. The product obtained is the interesterified ethyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-5Example A-5

Das Verfahren von Beispiel A-3 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Katalysator durch Umsetzen von 910 Teilen (15 Mol) n-Propylalkohol mit 6,9 Teilen (0,3 Mol) Natriummetall hergestellt wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte n-Propylester von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt.The procedure of Example A-3 is essentially repeated except that the catalyst is prepared by reacting 910 parts (15 moles) of n-propyl alcohol with 6.9 parts (0.3 moles) of sodium metal. The product obtained is the interesterified n-propyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-6Example A-6

Das Verfahren von Beispiel A-3 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Katalysator durch Umsetzen von 1114,5 Teilen (15 Mol) n-Butylalkohol mit 6,9 Teilen (0,3 Mol) Natriummetall hergestellt wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte n-Butylester von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt.The procedure of Example A-3 is essentially repeated except that the catalyst is prepared by reacting 1114.5 parts (15 moles) of n-butyl alcohol with 6.9 parts (0.3 moles) of sodium metal. The product obtained is the interesterified n-butyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-7Example A-7

Das Verfahren von Beispiel A-3 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Katalysator durch Umsetzen von 1300 Teilen (12,5 Mol) n-Hexylalkohol mit 5,75 Teilen (0,25 Mol) Natriummetall hergestellt wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte n-Hexylester von Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt.The procedure of Example A-3 is essentially repeated except that the catalyst is prepared by reacting 1300 parts (12.5 moles) of n-hexyl alcohol with 5.75 parts (0.25 moles) of sodium metal. The product obtained is the interesterified n-hexyl ester of high oleic sunflower oil.

Beispiel A-8Example A-8

Unter Verwendung des in Beispiel A-3 hergestellten Katalysators wird Safloröl mit Isopropylalkohol umgeestert, wobei die umgeesterten Isopropylester von Safloröl erhalten werden.Using the catalyst prepared in Example A-3, safflower oil is transesterified with isopropyl alcohol to obtain the transesterified isopropyl esters of safflower oil.

Beispiel A-9Example A-9

Unter Verwendung des in Beispiel A-4 hergestellten Katalysators wird Baumwollsaatöl mit Ethylalkohol umgeestert, wobei die umgeesterten Ethylester von Baumwollsaatöl erhalten werden.Using the catalyst prepared in Example A-4, cottonseed oil is transesterified with ethyl alcohol to obtain the transesterified ethyl esters of cottonseed oil.

Beispiel A-10Example A-10

Unter Verwendung des in Beispiel A-6 hergestellten Katalysators wird Maisöl mit n-Butylalkohol umgeestert, wobei die umgeesterten n-Butylester von Maisöl erhalten werden.Using the catalyst prepared in Example A-6, corn oil is transesterified with n-butyl alcohol to obtain the transesterified n-butyl esters of corn oil.

Beispiel A-11Example A-11

Das Verfahren von Beispiel A-9 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Rindertalgöl anstelle von Baumwollsaatöl verwendet wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte Ethylester von Rindertalgöl.The procedure of Example A-9 is essentially repeated except that beef tallow oil is used in place of cottonseed oil. The product obtained is the interesterified ethyl ester of beef tallow oil.

Beispiel A-12Example A-12

Das Verfahren von Beispiel A-10 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Menhadenöl anstelle von Maisöl verwendet wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte n- Butylester von Menhadenöl.The procedure of Example A-10 is essentially repeated except that menhaden oil is used instead of corn oil. The product obtained is the interesterified n-butyl ester of menhaden oil.

Beispiel A-13Example A-13

Das Verfahren von Beispiel A-1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Rapsöl anstelle von Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt verwendet wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte Methylester von Rapsöl.The procedure of Example A-1 is essentially repeated except that rapeseed oil is used instead of high oleic rapeseed oil. The product obtained is the interesterified methyl ester of rapeseed oil.

Beispiel A-14Example A-14

Das Verfahren von Beispiel A-1 wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Sojaöl anstelle von Rapsöl mit hohem Ölsäuregehalt verwendet wird. Das erhaltene Produkt ist der umgeesterte Methylester von Sojaöl.The procedure of Example A-1 is essentially repeated except that soybean oil is used instead of high oleic rapeseed oil. The product obtained is the interesterified methyl ester of soybean oil.

(B) Der Stockpunkt-Erniedriger(B) The pour point depressant

Ein Nachteil der Verwendung von umgeesterten Estern liegt in den mit dem Erstarren der umgeesterten Ester bei niedrigen Temperaturen (unter -10ºC) verbundenen Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten ergeben sich aus einem natürlichen Versteifen der umgeesterten Ester bei niedrigen Temperaturen analog dem Versteifen von Honig oder Melasse bei einer verringerten Temperatur. Um die "Gießfähigkeit" oder "Fließfähigkeit" der umgeesterten Ester aufrecht zu erhalten, wird dem Öl ein Stockpunkt-Erniedriger zugesetzt.A disadvantage of using interesterified esters is the difficulties associated with the solidification of the interesterified esters at low temperatures (below -10ºC). These difficulties arise from a natural stiffening of the interesterified esters at low temperatures, analogous to the stiffening of honey or molasses at a reduced temperature. To maintain the "pourability" or "flowability" of the interesterified esters, a pour point depressant is added to the oil.

Stockpunkt-Erniedriger (PPD), die in dieser Erfindung geeignet sind, sind Carboxylgruppenenthaltende Copolymere, in denen viele der Carboxylgruppen verestert sind und die verbleibenden Carboxylgruppen, falls vorhanden, durch Umsetzung mit Aminoverbindungen neutralisiert werden; Acrylatpolymere, Stickstoff-enthaltende Acrylatpolymere und Methylen-verbundene aromatische Verbindungen.Pour point depressants (PPD) useful in this invention are carboxyl group-containing copolymers in which many of the carboxyl groups are esterified and the remaining carboxyl groups, if present, are neutralized by reaction with amino compounds; acrylate polymers, nitrogen-containing acrylate polymers, and methylene-linked aromatic compounds.

Carboxylgruppen-enthaltende CopolymereCarboxyl group-containing copolymers

Dieser PPD ist ein Ester eines Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers, wobei das Copolymer eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,05 bis 2 besitzt, wobei der Ester im wesentlichen frei von titrierbarer Säure ist, d. h., zu mindestens 90% verestert ist, und durch die Gegenwart von gebundenen polaren Gruppen innerhalb der polymeren Struktur charakterisiert ist: (i) eine Carbonsäureestergruppe mit einem relativ hohen Molekulargewicht, wobei die Carbonsäureestergruppe mindestens 8 bis 24 aliphatische Kohlenstoffatome in der Estergruppe besitzt, (ii) eine Carbonsäureestergruppe mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht mit nicht mehr als 7 aliphatischen Kohlenstoffatomen in der Estergruppe, und gegebenenfalls (iii) eine Carbonyl-Polyaminogruppe, abgeleitet von einer Polyaminoverbindung mit einer primären oder sekundären Aminogruppe, wobei das Molverhältnis von (i): (ii) (1-20): 1 beträgt, vorzugsweise (1-10) : 1 und wobei das Molverhältnis von (i) : (ii): (iii) (50-100): (5-50): 0,1-15) beträgt.This PPD is an ester of a carboxyl group-containing copolymer, the copolymer having a reduced specific viscosity of 0.05 to 2, the ester being substantially free of titratable acid, i.e. i.e., at least 90% esterified, and characterized by the presence of attached polar groups within the polymeric structure: (i) a relatively high molecular weight carboxylic acid ester group, wherein the carboxylic acid ester group has at least 8 to 24 aliphatic carbon atoms in the ester group, (ii) a relatively low molecular weight carboxylic acid ester group having no more than 7 aliphatic carbon atoms in the ester group, and optionally (iii) a carbonyl polyamino group derived from a polyamino compound having a primary or secondary amino group, wherein the molar ratio of (i): (ii) is (1-20): 1, preferably (1-10): 1 and wherein the molar ratio of (i): (ii): (iii) is (50-100): (5-50): 0.1-15).

Ein wesentliches Kennzeichen dieses Esters ist, daß der Ester ein gemischter Ester ist, d. h., ein Ester, in dem in Kombination sowohl eine Estergruppe mit hohem Molekulargewicht als auch eine Estergruppe mit niedrigem Molekulargewicht vorhanden ist, insbesondere in dem vorstehend erwähnten Verhältnis. Ein solches kombiniertes Vorhandensein ist kritisch in Bezug auf die Viskositätseigenschaften des gemischten Esters, sowohl in Bezug auf dessen Viskositäts-Modifizierungseigenschaften als auch auf dessen Verdickungseffekt auf Schmiermittelzusammensetzungen, in denen der Ester als Additiv verwendet wird.An essential characteristic of this ester is that the ester is a mixed ester, i.e., an ester in which both a high molecular weight ester group and a low molecular weight ester group are present in combination, particularly in the ratio mentioned above. Such combined presence is critical with respect to the viscosity properties of the mixed ester, both in terms of its viscosity modifying properties and its thickening effect on lubricant compositions in which the ester is used as an additive.

In Bezug auf die Größe der Estergruppen wird betont, daß eine Estergruppe durch die allgemeine FormelWith regard to the size of the ester groups, it is emphasized that an ester group is represented by the general formula

-C(O)(OR)-C(O)(OR)

dargestellt wird und daß die Anzahl der Kohlenstoffatome in einer Estergruppe die kombinierte Gesamtzahl der Kohlenstoffatome der Carbonylgruppe und der Kohlenstoffatome der Estergruppe, d. h., der (OR)-Gruppe, ist.and that the number of carbon atoms in an ester group is the combined total number of carbon atoms of the carbonyl group and the carbon atoms of the ester group, i.e., the (OR) group.

Eine gegebenenfalls vorhandene Eigenschaft dieses Esters ist die Gegenwart einer Polyaminogruppe, die von einer einzelnen Aminoverbindung abgeleitet ist, d. h. einer Verbindung, in der mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine monofunktionale Aminogruppe vorhanden ist. Solche Polyaminogruppen verbessern die Dispergierbarkeit von solchen Estern in Schmiermittelzusammensetzungen und Additivkonzentraten für Schmiermittelzusammensetzungen, wenn sie in den gemischten Estern in den vorstehend angegebenen Anteilen vorhanden sind.An optional property of this ester is the presence of a polyamino group derived from a single amino compound, that is, a compound in which at least one primary or secondary amino group and at least one monofunctional amino group is present. Such polyamino groups improve the dispersibility of such esters in lubricant compositions and additive concentrates for lubricant compositions when they are present in the mixed esters in the proportions specified above.

Ein weiteres wesentliches Kennzeichen des gemischten Esters ist das Ausmaß der Veresterung im Verhältnis zum Ausmaß der Neutralisation der nicht veresterten Carboxylgruppen des Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers durch deren Umwandlung in die gegebenenfalls vorhandenen Polyamino-enthaltenden Gruppen. Aus Gründen der Einfachheit werden die relativen Anteile der Estergruppen mit hohem Molekulargewicht zu den Estergruppen mit niedrigem Molekulargewicht und zu den Polyaminogruppen in Molverhältnissen von (50-100) : (5-50) (0,1-15) ausgedrückt. Das bevorzugte Verhältnis ist (70-85) : (15-30) : (3-4). Es ist anzumerken, daß die als Carbonyl-Polyaminogruppe beschriebene Bindung Imid, Amid oder Amidin sein kann und insoweit als jegliche dieser Bindungen innerhalb der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird der Ausdruck "Carbonyl-Polyamino" als eine zweckmäßige Sammelbezeichnung angesehen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine solche Bindung ein Imid oder vorwiegend Imid.Another important characteristic of the mixed ester is the extent of esterification relative to the extent of neutralization of the unesterified carboxyl groups of the carboxyl group-containing copolymer by converting them to the optional polyamino-containing groups. For simplicity, the relative proportions of the high molecular weight ester groups to the low molecular weight ester groups and to the polyamino groups are expressed in molar ratios of (50-100):(5-50)(0.1-15). The preferred ratio is (70-85):(15-30):(3-4). It is to be noted that the bond described as a carbonyl-polyamino group can be imide, amide or amidine and insofar as any of these bonds are used within the present invention, the term "carbonyl-polyamino" is considered to be a convenient collective term. In a particularly advantageous embodiment of the invention, such a bond is an imide or predominantly imide.

Ein weiteres wichtiges Kennzeichen des gemischten Esters ist das Molekulargewicht des Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird das Molekulargewicht als "reduzierte spezifische Viskosität" des Copolymers ausgedrückt, was eine weithin anerkannte Größe für die Angabe der molekularen Größe einer polymeren Substanz darstellt. Die hier verwendete reduzierte spezifische Viskosität (abgekürzt RSV) ist der Wert der gemäß der FormelAnother important characteristic of the mixed ester is the molecular weight of the carboxyl group-containing copolymer. For convenience, the molecular weight is expressed as the "reduced specific viscosity" of the copolymer, which is a widely accepted term for indicating the molecular size of a polymeric substance. The reduced specific viscosity (abbreviated RSV) used here is the value of according to the formula

RSV = Relative Viskosität - 1 / KonzentrationRSV = Relative Viscosity - 1 / Concentration

erhalten wird, wobei die relative Viskosität durch Messung der Viskosität einer Lösung von 1 g des Copolymers in 10 ml Aceton und der Viskosität von Aceton bei 30ºC ± 0,02ºC mittels eines Verdünnungsviskosimeters bestimmt wird. Zur Berechnung der RSV mit der vorstehenden Formel wird die Konzentration auf 0,4 g des Copolymers pro 100 ml Aceton eingestellt. Eine detailliertere Diskussion der reduzierten spezifischen Viskosität, auch als spezifische Viskosität bekannt, sowie deren Verhältnis zum mittleren Molekulargewicht eines Copolymers findet sich in Paul J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Ausgabe 1953, Seiten 308ff.where the relative viscosity is determined by measuring the viscosity of a solution of 1 g of the copolymer in 10 ml of acetone and the viscosity of acetone at 30ºC ± 0.02ºC using a dilution viscometer. To calculate the RSV using the above formula, the concentration is adjusted to 0.4 g of the copolymer per 100 ml of acetone. A more detailed discussion of reduced specific viscosity, also known as specific viscosity, and its relationship to the average molecular weight of a copolymer can be found in Paul J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, 1953 edition, pages 308ff.

Während Copolymere mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,05 bis 2 in dem gemischten Ester vorhanden sind, haben die bevorzugten Copolymere eine reduzierte spezifi sche Viskosität von 0,1 bis 1. In den meisten Fällen sind Copolymere mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,1 bis 0,8 besonders bevorzugt.While copolymers with a reduced specific viscosity of 0.05 to 2 are present in the mixed ester, the preferred copolymers have a reduced specific cal viscosity of 0.1 to 1. In most cases, copolymers with a reduced specific viscosity of 0.1 to 0.8 are particularly preferred.

Von einem Standpunkt der Nützlichkeit aus betrachtet, sowohl aus kommerziellen als auch wirtschaftlichen Gründen, sind Ester bevorzugt, in denen die Estergruppe mit hohem Molekulargewicht 8 bis 24 aliphatische Kohlenstoffatome und die Estergruppe mit niedrigem Molekulargewicht 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthält und die Carbonylaminogruppe von einem mit einem primären Aminoalkylsubstituierten tertiären Amin abgeleitet ist, insbesondere von heterocyclischen Aminen. Spezielle Beispiele dieser Carbonsäureestergruppen mit hohem Molekulargewicht, d. h., der (OR)-Gruppe des Esterrestes (d. h. -(O) (OR)), beinhalten Heptyloxy, lsooctyloxy, Decyloxy, Dodecyloxy, Tridecyloxy, Tetradecyloxy, Pentadecyloxy, Octadecyloxy, Eicosyloxy, Tricosyloxy und Tetracosyloxy. Spezielle Beispiele von Gruppen mit niedrigem Molekulargewicht beinhalten Methoxy, Ethoxy, n-Propyloxy, Isopropyloxy, n-Butyloxy, sec- Butyloxy, Isobutyloxy, n-Pentyloxy, Neopentyloxy, n-Hexyloxy, Cyclohexyloxy, Cyclopentyloxy, 2-Methylbutyl-1-oxy und 2,3-Dimethylbutyl-1-oxy. In den meisten Fällen umfassen Alkoxygruppen von geeigneter Größe die Estergruppen mit hohem und niedrigem Molekulargewicht. In solchen Estergruppen können polare Substituenten vorliegen. Beispiele von polaren Substituenten sind Chlor, Brom, Ether- und Nitrogruppen.From a standpoint of utility, both commercial and economic, preferred are esters in which the high molecular weight ester group contains 8 to 24 aliphatic carbon atoms and the low molecular weight ester group contains 3 to 5 carbon atoms and the carbonylamino group is derived from a primary aminoalkyl-substituted tertiary amine, particularly from heterocyclic amines. Specific examples of these high molecular weight carboxylic acid ester groups, i.e., the (OR) group of the ester residue (i.e., -(O)(OR)), include heptyloxy, isooctyloxy, decyloxy, dodecyloxy, tridecyloxy, tetradecyloxy, pentadecyloxy, octadecyloxy, eicosyloxy, tricosyloxy and tetracosyloxy. Specific examples of low molecular weight groups include methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropyloxy, n-butyloxy, sec-butyloxy, isobutyloxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, n-hexyloxy, cyclohexyloxy, cyclopentyloxy, 2-methylbutyl-1-oxy and 2,3-dimethylbutyl-1-oxy. In most cases, alkoxy groups of appropriate size include the high and low molecular weight ester groups. Polar substituents may be present in such ester groups. Examples of polar substituents are chlorine, bromine, ether and nitro groups.

Beispiele der Carbonylpolyaminogruppe beinhalten solche, die von Polyaminoverbindungen mit einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer monofunktionellen Aminogruppe abgeleitet sind, wie eine tertiäre Aminogruppe oder eine heterocyclische Aminogruppe. Solche Verbindungen können folglich tertiär-aminosubstituierte primäre oder sekundäre Amine sein oder andere substituierte primäre oder sekundäre Amine, in denen der Substituent abgeleitet ist von Pyrrolen, Pyrrolidonen, Caprolactamen, Oxazolidonen, Oxazolen, Thiazolen, Pyrazolen, Pyrazolinen, Imidazolen, Imidazolinen, Thiazinen, Oxazinen, Diazinen, Oxycarbamyl, Thiocarbamyl, Uracilen, Hydantoinen, Thiohydantoinen, Guanidinen, Harnstoffen, Sulfonamiden, Phosphoramiden, Phenothiazinen und Amidinen. Beispiele solcher Polyaminoverbindungen beinhalten Dimethylaminoethylamin, Dibutylaminoethylamin, 3-Dimethylamino-1-propylamin, 4-Methylethylamino-1-butylamin, Pyridylethylamin, N-Morpholinoethylamin, Tetrahydropyridylethylamin, Bis-(dimethylamino)-propylamin, Bis-(diethylamino)- ethylamin, N,N-Dimethyl-p-phenylendiamin, Piperidylethylamin, 1-Aminoethylpyrazol, 1- (Methylamino)-pyrazolin, 1-Methyl-4-aminooctylpyrazol, 1-Aminobutylimidazol, 4-Aminoethylthiazol, 2-Aminoethylpyridin, o-Aminoethyl-N,N-dimethylbenzolsulfamid, N-Aminoethylpheno- thiazin, N-Aminoethylacetamidin, 1-Aminophenyl-2-aminoethylpyridin und N-Methyl-N-aminoethyl-S-ethyldithiocarbamat. Bevorzugte Polyaminverbindungen beinhalten die N-Aminoalkylsubstituierten Morpholine wie Aminopropylmorpholin. Zum größten Teil sind die Polyamino verbindungen solche Verbindungen, die nur eine primäre Amino- oder sekundäre Aminogruppe enthalten und, vorzugsweise, mindestens eine tertiäre Aminogruppe. Die tertiäre Aminogruppe ist vorzugsweise eine heterocyclische Aminogruppe. In manchen Fällen können Polyaminoverbindungen bis zu 6 Aminogruppen enthalten, obwohl, in den meisten Fällen, sie eine primäre Aminogruppe und entweder eine oder zwei tertiäre Aminogruppen enthalten. Die Polyaminoverbindungen können aromatische oder aliphatische Amine sein und sind vorzugsweise heterocyclische Amine wie Aminoalkyl-substituierte Morpholine, Piperazine, Pyridine, Benzopyrrole, Chinoline, Pyrrole, usw. Üblicherweise sind es Amine mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 12 Kohlenstoffatomen. Polare Substituenten können gleichermaßen in den Polyaminen vorhanden sein.Examples of the carbonylpolyamino group include those derived from polyamino compounds having a primary or secondary amino group and at least one monofunctional amino group, such as a tertiary amino group or a heterocyclic amino group. Such compounds may thus be tertiary amino-substituted primary or secondary amines or other substituted primary or secondary amines in which the substituent is derived from pyrroles, pyrrolidones, caprolactams, oxazolidones, oxazoles, thiazoles, pyrazoles, pyrazolines, imidazoles, imidazolines, thiazines, oxazines, diazines, oxycarbamyl, thiocarbamyl, uracils, hydantoins, thiohydantoins, guanidines, ureas, sulfonamides, phosphoramides, phenothiazines and amidines. Examples of such polyamino compounds include dimethylaminoethylamine, dibutylaminoethylamine, 3-dimethylamino-1-propylamine, 4-methylethylamino-1-butylamine, pyridylethylamine, N-morpholinoethylamine, tetrahydropyridylethylamine, bis-(dimethylamino)-propylamine, bis-(diethylamino)-ethylamine, N,N-dimethyl-p-phenylenediamine, Pip eridylethylamine, 1-aminoethylpyrazole, 1-(methylamino)pyrazoline, 1-methyl-4-aminooctylpyrazole, 1-aminobutylimidazole, 4-aminoethylthiazole, 2-aminoethylpyridine, o-aminoethyl-N,N-dimethylbenzenesulfamide, N-aminoethylphenothiazine, N-aminoethylacetamidine, 1-amino phenyl-2-aminoethylpyridine and N-methyl-N-aminoethyl-S-ethyldithiocarbamate. Preferred polyamine compounds include the N-aminoalkyl substituted morpholines such as aminopropylmorpholine. For the most part, the polyamino compounds are those compounds which contain only one primary amino or secondary amino group and, preferably, at least one tertiary amino group. The tertiary amino group is preferably a heterocyclic amino group. In some cases, polyamino compounds may contain up to 6 amino groups, although, in most cases, they contain one primary amino group and either one or two tertiary amino groups. The polyamino compounds may be aromatic or aliphatic amines and are preferably heterocyclic amines such as aminoalkyl-substituted morpholines, piperazines, pyridines, benzopyrroles, quinolines, pyrroles, etc. Usually they are amines having 4 to 30 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms. Polar substituents may equally be present in the polyamines.

Die Carboxyl-enthaltenden Copolymere beinhalten im wesentlichen Copolymere von alpha, beta-ungesättigten Säuren oder Anhydriden wie Maleinsäureanhydrid oder Itaconsäureanhydrid mit Olefinen (aromatisch oder aliphatisch) wie Ethylen, Propylen, Isobuten oder Styrol oder substituiertes Styrol, wobei der Substituent eine Hydrocarbylgruppe mit 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen ist. Die Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere sind besonders geeignet. Sie werden durch Polymerisieren von gleichen molaren Mengen von Styrol und Maleinsäureanhydrid erhalten, mit oder ohne einem oder mehreren zusätzlichen copolymerisierbaren Comonomeren. Anstelle von Styrol kann ein aliphatisches Olefin verwendet werden, wie Ethylen, Propylen oder Isobuten. Anstelle von Maleinsäureanhydrid kann Acrylsäure oder Methacrylsäure oder ein Ester davon verwendet werden. Solche Copolymere sind bekannt. Wenn ein copolymerisierbares Comonomer verwendet wird, sollte es in einem relativ geringen Anteil vorliegen, z. B. weniger als 0,3 Mol, gewöhnlich weniger als 0,15 Mol, pro Mol von entweder dem Olefin (z. B. Styrol) oder der alpha, beta-ungesättigten Säure oder dem Anhydrid (z. B. Maleinsäureanhydrid).The carboxyl-containing copolymers essentially include copolymers of alpha, beta-unsaturated acids or anhydrides such as maleic anhydride or itaconic anhydride with olefins (aromatic or aliphatic) such as ethylene, propylene, isobutene or styrene or substituted styrene, wherein the substituent is a hydrocarbyl group having 1 to about 18 carbon atoms. The styrene-maleic anhydride copolymers are particularly suitable. They are obtained by polymerizing equal molar amounts of styrene and maleic anhydride, with or without one or more additional copolymerizable comonomers. Instead of styrene, an aliphatic olefin can be used, such as ethylene, propylene or isobutene. Instead of maleic anhydride, acrylic acid or methacrylic acid or an ester thereof can be used. Such copolymers are known. If a copolymerizable comonomer is used, it should be present in a relatively small amount, e.g., less than 0.3 moles, usually less than 0.15 moles, per mole of either the olefin (e.g., styrene) or the alpha, beta-unsaturated acid or anhydride (e.g., maleic anhydride).

Es sind verschiedene Verfahren zur Copolymerisation von Styrol und Maleinsäureanhydrid bekannt. Zum Beispiel beinhalten die copolymerisierbaren Comonomere die Vinylmonomere wie Vinylacetat, Acrylnitril, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylsäure, Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylchlorid und Isobuten.Various processes for the copolymerization of styrene and maleic anhydride are known. For example, the copolymerizable comonomers include the vinyl monomers such as vinyl acetate, acrylonitrile, methyl acrylate, methyl methacrylate, acrylic acid, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl chloride and isobutene.

Die Stickstoff-enthaltenden Ester der gemischten Ester werden am zweckmäßigsten dadurch hergestellt, daß zunächst das Carboxylgruppen-enthaltende Copolymer mit einem Alkohol mit einem relativ hohen Molekulargewicht und einem Alkohol mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht zu 100% verestert wird. Wenn die optionale Komponente (C) eingesetzt wird, wird der Alkohol mit hohem Molekulargewicht und der Alkohol mit niedrigem Molekulargewicht verwendet, um mindestens 50% und nicht mehr als 98% der Carboxylgruppen des Copolymers in Estergruppen umzuwandeln, und dann werden die verbliebenen Carboxylgruppen mit einer Polyaminoverbindung, wie vorstehend beschrieben, neutralisiert. Um die geeigneten Mengen der beiden Alkoholgruppen in das Copolymer einzuführen, sollte das Verhältnis des im Verfahren verwendeten Alkohols mit hohem Molekulargewicht zu dem Alkohol mit niedrigem Molekulargewicht innerhalb des Bereichs von 2 : 1 bis 9 : 1 liegen, auf der Basis der Molzahlen. In den meisten Fällen beträgt das Verhältnis 2,5 : 1 bis 5 : 1. Im Verfahren kann mehr als ein Alkohol mit hohem Molekulargewicht oder niedrigem Molekulargewicht verwendet werden; so können auch käufliche Alkoholgemische wie die sogenannten Oxoalkohole verwendet werden, die z. B. Gemisch von Alkohole mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen umfassen. Eine besonders geeignete Klasse von Alkoholen sind die käuflichen Alkohole oder Alkoholgemische, die Decylalkohol, Dodecylalkohol, Tridecylalkohol, Tetradecylalkohol, Pentadecylalkohol, Hexydecylalkohol, Heptadecylalkohol und Octadecylalkohol umfassen. Andere im Verfahren geeignete Alkohole sind die, die durch Veresterung die vorstehend beschriebenen Estergruppen ergeben.The nitrogen-containing esters of the mixed esters are most conveniently prepared by first esterifying the carboxyl group-containing copolymer with a relatively high molecular weight alcohol and a relatively low molecular weight alcohol to 100%. When the optional component (C) is employed, the high molecular weight alcohol and the low molecular weight alcohol are used to convert at least 50% and not more than 98% of the carboxyl groups of the copolymer into ester groups and then the remaining carboxyl groups are neutralized with a polyamino compound as described above. In order to introduce the appropriate amounts of the two alcohol groups into the copolymer, the ratio of the high molecular weight alcohol to the low molecular weight alcohol used in the process should be within the range of 2:1 to 9:1 on a mole basis. In most cases the ratio is 2.5:1 to 5:1. More than one high molecular weight or low molecular weight alcohol can be used in the process; commercially available alcohol mixtures such as the so-called oxo alcohols can also be used, which comprise, for example, mixtures of alcohols having 8 to 24 carbon atoms. A particularly suitable class of alcohols are the commercially available alcohols or alcohol mixtures comprising decyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, pentadecyl alcohol, hexadecyl alcohol, heptadecyl alcohol and octadecyl alcohol. Other alcohols suitable for use in the process are those which, upon esterification, give the ester groups described above.

Das Ausmaß der Veresterung, wie vorstehend angegeben, kann im Bereich von 50% bis 98% Umwandlung der Carboxylgruppen des Copolymers in Estergruppen liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Ausmaß der Veresterung im Bereich von 75% bis 95%.The extent of esterification, as indicated above, may range from 50% to 98% conversion of the carboxyl groups of the copolymer to ester groups. In a preferred embodiment, the extent of esterification ranges from 75% to 95%.

Die Veresterung kann einfach durch Erhitzen des Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers und des Alkohols oder der Alkohole unter typischen Veresterungsbedingungen erreicht werden. Solche Bedingungen sind z. B. eine Temperatur von mindestens etwa 80ºC, vorzugsweise 150-350ºC, mit der Maßgabe, daß die Temperatur unterhalb des Zersetzungspunkts des Reaktionsgemisches liegt, und das Entfernen von Wasser aus der Veresterung bei fortschreitender Umsetzung. Solche Bedingungen können gegebenenfalls die Verwendung eines Überschusses des Alkoholreaktanten beinhalten, so daß die Veresterung erleichtert wird, die Verwendung eines Lösungs- oder Verdünnungsmittels wie Mineralöl, Toluol, Benzol, Xylol oder dergleichen und eines Veresterungskatalysators wie Toluolsulfonsäure, Schwefelsäure, Aluminiumchlorid, Bortrifluorid-Triethylamin, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumsulfat, Phosphorsäure, Natriummethoxid. Diese Bedingungen und Variationen davon sind bekannt.Esterification can be accomplished simply by heating the carboxyl group-containing copolymer and the alcohol or alcohols under typical esterification conditions. Such conditions include, for example, a temperature of at least about 80°C, preferably 150-350°C, provided that the temperature is below the decomposition point of the reaction mixture, and removing water from the esterification as the reaction proceeds. Such conditions may optionally include the use of an excess of the alcohol reactant so as to facilitate esterification, the use of a solvent or diluent such as mineral oil, toluene, benzene, xylene or the like, and an esterification catalyst such as toluenesulfonic acid, sulfuric acid, aluminum chloride, boron trifluoride-triethylamine, hydrochloric acid, ammonium sulfate, phosphoric acid, sodium methoxide. These conditions and variations thereof are known in the art.

Ein besonders geeignetes Veresterungsverfahren beinhaltet zunächst das Umsetzen des Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers mit dem Alkohol mit relativ hohem Molekulargewicht und dann das Umsetzen des partiell veresterten Copolymers mit dem Alkohol mit relativ niedrigem Molekulargewicht. Eine Variation dieses Verfahrens beinhaltet die anfängliche Veresterung mit dem Alkohol mit relativ hohem Molekulargewicht. Vor dem Abschluß dieser Veresterung wird der Alkohol mit relativ niedrigem Molekulargewicht der Reaktionsmasse zugesetzt, so daß eine gemischte Veresterung erreicht wird. In jedem Fall wurde entdeckt, daß ein zweistufiges Veresterungsverfahren, wobei das Carboxylgruppen-enthaltende Copolymer als erstes mit dem Alkohol mit relativ hohem Molekulargewicht verestert wird, so daß eine Umwandlung der Carboxylgruppen zu Estergruppen von 50% bis 75% stattfindet, und dann mit dem Alkohol mit relativ niedrigem Molekulargewicht verestert wird, um den abschließend gewünschten Veresterungsgrad zu erreichen, zu Produkten führt, die ungewöhnlich vorteilhafte Viskositätseigenschaften aufweisen.A particularly suitable esterification process involves first reacting the carboxyl group-containing copolymer with the relatively high molecular weight alcohol and then reacting the partially esterified copolymer with the relatively low molecular weight alcohol. A variation of this process involves initial esterification with the relatively high molecular weight alcohol. Before completion of this esterification, the relatively low molecular weight alcohol is added to the reaction mass so that a mixed esterification is achieved. In each case, it has been discovered that a A two-step esterification process wherein the carboxyl group-containing copolymer is first esterified with the relatively high molecular weight alcohol to achieve 50% to 75% conversion of the carboxyl groups to ester groups and then esterified with the relatively low molecular weight alcohol to achieve the final desired degree of esterification, resulting in products having unusually advantageous viscosity properties.

Das veresterte Copolymer kann gegebenenfalls mit einer Polyaminoverbindung behandelt werden, so daß im wesentlichen die gesamten nicht veresterten Carboxylgruppen des Copolymers neutralisiert werden. Die Neutralisation wird vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens etwa 80ºC, häufig von 120ºC bis 300ºC durchgeführt, mit der Maßgabe, daß die Temperatur den Zersetzungspunkt der Reaktionsmasse nicht überschreitet. In den meisten Fällen liegt die Neutralisationstemperatur zwischen 150ºC und 250ºC. Ein geringer Überschuß der stöchiometrischen Menge der Aminoverbindung ist häufig erwünscht, um die Neutralisation im wesentlichen vollständig durchzuführen, d. h., daß nicht mehr als 2% der ursprünglich im Copolymer vorhandene Carboxylgruppen nicht neutralisiert verbleiben.The esterified copolymer may optionally be treated with a polyamino compound so that substantially all of the unesterified carboxyl groups of the copolymer are neutralized. Neutralization is preferably carried out at a temperature of at least about 80°C, often from 120°C to 300°C, provided that the temperature does not exceed the decomposition point of the reaction mass. In most cases, the neutralization temperature is between 150°C and 250°C. A slight excess of the stoichiometric amount of the amino compound is often desirable in order to make the neutralization substantially complete, i.e., so that no more than 2% of the carboxyl groups originally present in the copolymer remain unneutralized.

Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung der gemischten Ester der vorliegenden Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.The following non-limiting examples illustrate the preparation of the mixed esters of the present invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

Beispiel (B-1)Example (B-1)

Ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer wird durch Herstellen einer Lösung von Styrol (16,3 Gewichtsteile) und Maleinsäureanhydrid (12,9 Teile) in einer Benzol-Toluollösung (270 Teile; Gewichtsverhältnis von Benzol zu Toluol 66,5 : 33,5) und In-Kontakt-Bringen der Lösung bei 86ºC in einer Stickstoffatmosphäre für 8 Stunden mit einer Katalysatorlösung, hergestellt durch Lösen von 70%igem Benzoylperoxid (0,42 Teile) in einem ähnlichen Benzol-Toluolgemisch (2,7 Teile) erhalten. Das erhaltene Produkt ist eine dickflüssige Aufschlämmung des Copolymers in dem Lösungsmittelgemisch. Der Aufschlämmung wird Mineralöl (141 Teile) zugesetzt, während das Lösungsmittelgemisch bei 150ºC und dann bei 150ºC/267 mbar (200 mm Hg) abdestilliert wird. 209 Teilen der abgestreiften Mineralöl-Copolymer-Aufschlämmung (reduzierte spezifische Viskosität des Copolymers: 0,72) werden Toluol (25,2 Teile), n-Butylalkohol (4,8 Teile), ein käuflicher Alkohol, bestehend im wesentlichen aus primären Alkoholen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen (56,6 Teile) und ein käuflicher Alkohol, bestehend aus primären Alkoholen mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen (10 Teile) zugesetzt und das erhaltene Gemisch wird mit 96%iger Schwefelsäure (2,3 Teile) versetzt. Das Gemisch wird dann für 20 Stunden bei 150-160ºC erhitzt, worauf Wasser abdestilliert wird. Eine zusätzliche Menge von Schwefelsäure (0,18 Teile) wird zusammen mit einer zusätzlichen Menge von n-Butylalkohol (3 Teile) zugesetzt und die Veresterung wird solange fortgesetzt, bis 95% der Carboxylgruppen des Polymers verestert wurden. Dem veresterten Copolymer wird dann Aminopropylmorpholin (3,71 Teile; 10% im Überschuß zur stöchiometrischen Menge, die zur Neutralisation der verbliebenen freien Carboxylgruppen benötigt wird) zugesetzt und das erhaltene Gemisch wird auf 150-160ºC/13 mbar (10 mm Hg) erhitzt, um Toluol und jegliche andere flüchtige Komponenten abzudestillieren. Das abgestreifte Produkt wird mit einer zusätzlichen Menge Mineralöl (12 Teile) gemischt und filtriert. Das Filtrat ist eine Mineralöllösung des Stickstoff-enthaltenden gemischten Esters mit einem Stickstoffgehalt von 0,16-0,17%.A styrene-maleic anhydride copolymer is obtained by preparing a solution of styrene (16.3 parts by weight) and maleic anhydride (12.9 parts) in a benzene-toluene solution (270 parts; weight ratio of benzene to toluene 66.5:33.5) and contacting the solution at 86°C in a nitrogen atmosphere for 8 hours with a catalyst solution prepared by dissolving 70% benzoyl peroxide (0.42 parts) in a similar benzene-toluene mixture (2.7 parts). The product obtained is a thick slurry of the copolymer in the solvent mixture. Mineral oil (141 parts) is added to the slurry while the solvent mixture is distilled off at 150°C and then at 150°C/267 mbar (200 mm Hg). To 209 parts of the stripped mineral oil copolymer slurry (reduced specific viscosity of the copolymer: 0.72) are added toluene (25.2 parts), n-butyl alcohol (4.8 parts), a commercial alcohol consisting essentially of primary alcohols having 12 to 18 carbon atoms (56.6 parts) and a commercial alcohol consisting of primary alcohols having 8 to 10 carbon atoms (10 parts), and the resulting mixture is added with 96% sulfuric acid (2.3 parts). The mixture is then stirred for 20 hours. at 150-160ºC, after which water is distilled off. An additional amount of sulfuric acid (0.18 parts) is added together with an additional amount of n-butyl alcohol (3 parts) and the esterification is continued until 95% of the carboxyl groups of the polymer have been esterified. Aminopropylmorpholine (3.71 parts; 10% in excess of the stoichiometric amount required to neutralize the remaining free carboxyl groups) is then added to the esterified copolymer and the resulting mixture is heated to 150-160ºC/13 mbar (10 mm Hg) to distill off toluene and any other volatile components. The stripped product is mixed with an additional amount of mineral oil (12 parts) and filtered. The filtrate is a mineral oil solution of the nitrogen-containing mixed ester with a nitrogen content of 0.16-0.17%.

Beispiel (B-2)Example (B-2)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Veresterung in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei die erste Stufe die Veresterung des Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymers mit dem käuflichen Alkohol mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und die zweite Stufe die weitere Veresterung des Copolymers mit n-Butylalkohol ist.The procedure of Example (B-1) is repeated except that the esterification is carried out in two steps, the first step being the esterification of the styrene-maleic anhydride copolymer with the commercial alcohol having 8 to 18 carbon atoms and the second step being the further esterification of the copolymer with n-butyl alcohol.

Beispiel (B-3)Example (B-3)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Veresterung durch anfängliches Verestern des Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymers mit dem käuflichen Alkohol mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen durchgeführt wird, bis 70% der Carboxylgruppen des Copolymers in die Estergruppen umgewandelt worden sind, und anschließend wird die Veresterung mit jeglichen noch nicht umgesetzten käuflichen Alkoholen und n-Butylalkohol fortgesetzt, bis 95% der Carbonylgruppen des Copolymers in Estergruppen umgewandelt worden sind.The procedure of Example (B-1) is repeated except that the esterification is carried out by initially esterifying the styrene-maleic anhydride copolymer with the commercial alcohol having 8 to 18 carbon atoms until 70% of the carboxyl groups of the copolymer have been converted to the ester groups and then continuing the esterification with any unreacted commercial alcohols and n-butyl alcohol until 95% of the carbonyl groups of the copolymer have been converted to the ester groups.

Beispiel (B-4)Example (B-4)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Copolymer durch Polymerisieren einer Lösung, die aus Styrol (416 Teile), Maleinsäureanhydrid (392 Teile), Benzol (2153 Teile) und Toluol (5025 Teile) besteht, in Gegenwart von Benzoylperoxid (1,2 Teile) bei 65-106ºC hergestellt wird. (Das erhaltene Copolymer weist eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,45 auf.)The procedure of Example (B-1) is repeated except that the copolymer is prepared by polymerizing a solution consisting of styrene (416 parts), maleic anhydride (392 parts), benzene (2153 parts) and toluene (5025 parts) in the presence of benzoyl peroxide (1.2 parts) at 65-106°C. (The resulting copolymer has a reduced specific viscosity of 0.45.)

Beispiel (B-5)Example (B-5)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Styrol-Maleinsäureanhydrid durch Polymerisieren eines Gemisches von Styrol (416 Teile), Maleinsäureanhydrid (392 Teile), Benzol (6101 Teile) und Toluol (2310 Teile) in Gegenwart von Benzoylperoxid (1,2 Teile) bei 78-92ºC erhalten wird. (Das erhaltene Copolymer weist eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,91 auf.)The procedure of Example (B-1) is repeated except that the styrene-maleic anhydride is obtained by polymerizing a mixture of styrene (416 parts), maleic anhydride (392 parts), benzene (6101 parts) and toluene (2310 parts) in the presence of benzoyl peroxide (1.2 parts) at 78-92°C. (The resulting copolymer has a reduced specific viscosity of 0.91.)

Beispiel (B-6)Example (B-6)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Styrol-Maleinsäureanhydrid durch das folgende Verfahren hergestellt wird: Maleinsäureanhydrid (392 Teile) wird in Benzol (6870 Teile) gelöst. Diesem Gemisch wird Styrol (416 Teile) bei 76ºC zugesetzt, worauf Benzoylperoxid (1, 2 Teile) zugegeben wird. Das Polymerisationsgemisch wird für etwa 5 Stunden bei 80-82ºC gehalten. (Das erhaltene Copolymer weist eine reduzierte spezifische Viskosität von 1,24 auf.)The procedure of Example (B-1) is repeated except that the styrene-maleic anhydride is prepared by the following procedure: Maleic anhydride (392 parts) is dissolved in benzene (6870 parts). To this mixture is added styrene (416 parts) at 76°C, followed by the addition of benzoyl peroxide (1.2 parts). The polymerization mixture is maintained at 80-82°C for about 5 hours. (The resulting copolymer has a reduced specific viscosity of 1.24.)

Beispiel (B-7)Example (B-7)

Das Verfahren von Beispiel (B-1) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß Aceton (1340 Teile) anstelle von Benzol als das Polymerisationslösungsmittel verwendet wird und daß Azobisisobutyronitril (0,3 Teile) anstelle von Benzoylperoxid als Polymerisationskatalysator verwendet wird.The procedure of Example (B-1) is repeated except that acetone (1340 parts) is used instead of benzene as the polymerization solvent and that azobisisobutyronitrile (0.3 parts) is used instead of benzoyl peroxide as the polymerization catalyst.

Beispiel (B-8)Example (B-8)

Ein Copolymer (0,86 Carboxyl-Äquivalente) von Styrol und Maleinsäureanhydrid (hergestellt aus einem äquimolaren Gemisch von Styrol und Maleinsäureanhydrid und mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,69) wird mit Mineralöl unter Bildung einer Aufschlämmung gemischt, und dann mit einem käuflichen Alkoholgemisch (0,77 Mol; umfassend primäre Alkohole mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen) bei 150-160ºC in Gegenwart einer katalytischen Menge von Schwefelsäure verestert, bis etwa 70% der Carboxylgruppen in Estergruppen umgewandelt worden sind. Das partiell veresterte Copolymer wird dann weiter mit einem n-Butylalkohol (0,31 Mol) verestert, bis 95% der Carboxylgruppen des Copolymers in die gemischten Estergruppen umgewandelt worden sind. Das veresterte Copolymer wird dann mit Aminopropylmorpholin (geringer Überschuß zur stöchiometrischen Menge, um die freien Carboxylgruppen des Copolymers zu neutralisieren) bei 150-160ºC behandelt, bis das erhaltene Produkt im wesentlichen neutral reagiert (Säurezahl von 1 gegen Phenolphthalein-Indikator). Das erhaltene Produkt wird mit Mineralöl gemischt, so daß eine Öllösung gebildet wird, die 34% des polymeren Produkts enthält.A copolymer (0.86 carboxyl equivalents) of styrene and maleic anhydride (prepared from an equimolar mixture of styrene and maleic anhydride and having a reduced specific viscosity of 0.69) is mixed with mineral oil to form a slurry and then esterified with a commercially available alcohol mixture (0.77 moles; comprising primary alcohols having 8 to 18 carbon atoms) at 150-160°C in the presence of a catalytic amount of sulfuric acid until about 70% of the carboxyl groups have been converted to ester groups. The partially esterified copolymer is then further esterified with an n-butyl alcohol (0.31 moles) until 95% of the carboxyl groups of the copolymer have been converted to the mixed ester groups. The esterified copolymer is then treated with aminopropylmorpholine (slight excess to the stoichiometric amount to neutralize the free carboxyl groups of the copolymer) at 150-160ºC until the product obtained in reacts essentially neutrally (acid number of 1 against phenolphthalein indicator). The product obtained is mixed with mineral oil to form an oil solution containing 34% of the polymeric product.

Die Beispiele (B-1) bis (B-8) werden unter Verwendung von Mineralöl als Verdünnungsmittel hergestellt. Das gesamte Mineralöl oder ein Teil davon kann durch das Triglyceridöl (A) ersetzt werden. Das bevorzugte Triglyceridöl ist Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt.Examples (B-1) to (B-8) are prepared using mineral oil as a diluent. All or part of the mineral oil may be replaced by the triglyceride oil (A). The preferred triglyceride oil is high oleic sunflower oil.

Beispiel (B-9)Example (B-9)

Ein 12 Liter-Vierhalskolben wird mit 3621 Teilen des Copolymers von Beispiel (B-8) in Form einer Toluol-Aufschlämmung beschickt. Der Toluolanteil beträgt etwa 76%. Unter Rühren werden 933 Teile (4,3 Äquivalente) Alfol 1218-Alkohol und 1370 Teile Xylol zugesetzt. Der Inhalt wird erhitzt und Toluol wird durch Destillation entfernt. Zusätzliches Xylol wird in Anteilen von 500, 500, 300 und 300 Teilen zugesetzt, während die Entfernung des Toluols fortgesetzt wird, was zu einem Ersatz des niedriger siedenden Toluols durch das höher siedende Xylol führen soll. Die Entfernung des Lösungsmittels wird abgebrochen, wenn eine Temperatur von 140ºC erreicht ist. Der Kolben wird dann mit einem zusätzlichen Trichter versehen und das Reaktionsgemisch wird unter Rückfluß gesetzt. Bei 140ºC werden innerhalb von etwa 20 Minuten 23,6 Teile (0,17 Äquivalente) Methansulfonsäure in 432 Teilen (3 Äquivalente) Alfol 810-Alkohol zugegeben. Der Inhalt wird über Nacht unter Rückfluß gerührt, während Wasser in einer Dean-Stark-Falle gesammelt wird. Dann werden 185 Teile (2,5 Äquivalente) n-Butanol zugesetzt, die 3,0 Teile (0,02 Äquivalente) Methansulfonsäure enthalten. Diese Zugabe wird während eines Zeitraums von 60 Minuten durchgeführt. Der Inhalt wird für 8 Stunden unter Rückfluß gehalten und dann werden zusätzliche 60 Teile (0,8 Äquivalente) n-Butanol zugesetzt und der Inhalt wird über Nacht unter Rückfluß gehalten. Bei 142ºC werden 49,5 Teile (0,34 Äquivalente) Aminopropylmorpholin innerhalb von 60 Minuten zugesetzt. Nach 2 Stunden unter Rückfluß werden 13,6 Teile (Äquivalente) 50%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung während 60 Minuten zugegeben und nach weiteren 60 Minuten Rühren werden 17 Teile eines alkylierten Phenols zugesetzt.A 12 liter four-necked flask is charged with 3621 parts of the copolymer of Example (B-8) in the form of a toluene slurry. The toluene content is about 76%. With stirring, 933 parts (4.3 equivalents) of Alfol 1218 alcohol and 1370 parts of xylene are added. The contents are heated and toluene is removed by distillation. Additional xylene is added in proportions of 500, 500, 300 and 300 parts while the removal of toluene is continued, which should result in replacement of the lower boiling toluene with the higher boiling xylene. Removal of the solvent is stopped when a temperature of 140°C is reached. The flask is then fitted with an additional funnel and the reaction mixture is refluxed. At 140ºC, 23.6 parts (0.17 equivalents) of methanesulfonic acid in 432 parts (3 equivalents) of Alfol 810 alcohol are added over a period of about 20 minutes. The contents are stirred at reflux overnight while collecting water in a Dean-Stark trap. Then 185 parts (2.5 equivalents) of n-butanol containing 3.0 parts (0.02 equivalents) of methanesulfonic acid are added. This addition is carried out over a period of 60 minutes. The contents are refluxed for 8 hours and then an additional 60 parts (0.8 equivalents) of n-butanol are added and the contents are refluxed overnight. At 142ºC, 49.5 parts (0.34 equivalents) of aminopropylmorpholine are added over a period of 60 minutes. After 2 hours under reflux, 13.6 parts (equivalents) of 50% aqueous sodium hydroxide solution are added over 60 minutes and after stirring for a further 60 minutes, 17 parts of an alkylated phenol are added.

Ein 1 Liter-Kolben wird mit 495 Teilen des vorstehenden veresterten Produkts beschickt. Der Inhalt wird auf 140ºC erhitzt und es werden 337 Teile Sunyl® 80 zugesetzt. Das Lösungsmittel wird bei 155ºC durch Abstreifen mit Stickstoff mit 28,2 l/h (1 cfh) entfernt. Die abschließenden Abstreifbedingungen sind 155ºC und 27 mbar (20 mm Hg). Bei 100ºC wird der Inhalt unter Verwendung von Kieselgur filtriert. Das Filtrat ist eine Lösung des Stickstoff-enthaltenden gemischten Esters mit einem Stickstoffgehalt von 0,14% in pflanzlichem Öl.A 1 liter flask is charged with 495 parts of the above esterified product. The contents are heated to 140ºC and 337 parts of Sunyl® 80 are added. The solvent is removed at 155ºC by nitrogen blowing at 28.2 l/h (1 cfh). The final blowing conditions are 155ºC and 27 mbar (20 mm Hg). At 100ºC the contents are Filtered using diatomaceous earth. The filtrate is a solution of the nitrogen-containing mixed ester with a nitrogen content of 0.14% in vegetable oil.

In den Beispielen (B-10) und (B-11) wird ein copolymerisierbares Monomer als Teil des Carboxylgruppen-enthaltenden Copolymers verwendet.In Examples (B-10) and (B-11), a copolymerizable monomer is used as part of the carboxyl group-containing copolymer.

Beispiel (B-10)Example (B-10)

Jeweils 1 Mol von Maleinsäureanhydrid und Styrol und 0,05 Mol Methylmethacrylat werden in Toluol in Gegenwart von Benzoylperoxid (1,5 Teile) bei 75-95ºC polymerisiert. Das erhaltene Copolymer weist eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,13 auf und ist eine 12%ige Aufschlämmung in Toluol. Ein 2 Liter-Vierhalskolben wird mit 868 Teilen (1 Äquivalent) des Polymers zusammen mit 68 Teilen (0,25 Äquivalente) Oleylalkohol, 55 Teilen (0,25 Äquivalente) Neodol 45, 55 Teilen (0,25 Äquivalente) Alfol 1218 und 36 Teilen (0,25 Äquivalente) Alfol 8-10 beschickt. Der Inhalt wird auf 115ºC erhitzt und es werden 2 Teile (0,02 Mol) Methansulfonsäure zugesetzt. Nach einer Reaktionsdauer von 2 Stunden wird Toluol abdestilliert. Bis zu einer Neutralisationszahl von 18,7 gegen Phenolpthalein (was einer Veresterung von 89% entspricht) werden 15 Teile (0,20 Äquivalente) n-Butanol tropfenweise während 5 Stunden zugesetzt. Die Neutralisationszahl bzw. der Veresterungsgrad beträgt 14,0 bzw. 92,5%. Dann werden 1,6 Teile (0,02 Mol) 50%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung zugesetzt, um den Katalysator zu neutralisieren. Anschließend werden 5,5 Teile (0,038 Äquivalente) Aminopropylmorpholin und 400 Teile Sunyl® 80 zugesetzt. Der Inhalt wird bei 100ºC bis 20 mbar (15 mm Hg) abgestreift und unter Verwendung einer Kieselgur-Filterhilfe filtriert. Das Filtrat ist das Produkt, das 0,18% Stickstoff und 54,9% Sunyl® 80 enthält.1 mole each of maleic anhydride and styrene and 0.05 mole of methyl methacrylate are polymerized in toluene in the presence of benzoyl peroxide (1.5 parts) at 75-95°C. The resulting copolymer has a reduced specific viscosity of 0.13 and is a 12% slurry in toluene. A 2 liter four-necked flask is charged with 868 parts (1 equivalent) of the polymer together with 68 parts (0.25 equivalent) of oleyl alcohol, 55 parts (0.25 equivalent) of Neodol 45, 55 parts (0.25 equivalent) of Alfol 1218 and 36 parts (0.25 equivalent) of Alfol 8-10. The contents are heated to 115ºC and 2 parts (0.02 mol) of methanesulfonic acid are added. After a reaction time of 2 hours, toluene is distilled off. 15 parts (0.20 equivalents) of n-butanol are added dropwise over 5 hours until a neutralization number of 18.7 against phenolphthalein (which corresponds to an esterification of 89%) is reached. The neutralization number and the degree of esterification are 14.0 and 92.5% respectively. Then 1.6 parts (0.02 mol) of 50% aqueous sodium hydroxide solution are added to neutralize the catalyst. Then 5.5 parts (0.038 equivalents) of aminopropylmorpholine and 400 parts of Sunyl® 80 are added. The contents are stripped at 100ºC to 20 mbar (15 mm Hg) and filtered using a diatomaceous earth filter aid. The filtrate is the product containing 0.18% nitrogen and 54.9% Sunyl® 80.

Das folgende Beispiel gleicht dem Beispiel (B-10), aber es werden andere Alkohole und andere Mengen in einer anderen Zugabereihenfolge verwendet.The following example is similar to Example (B-10), but uses different alcohols and different amounts in a different order of addition.

Beispiel (B-11)Example (B-11)

Ein 2 Liter-Vierhalskolben wird mit 868 Teilen (1 Äquivalent) des Polymers von Beispiel (B-10), 9,25 Teilen (0,125 Äquivalente) Isobutylalkohol, 33,8 Teilen (0,125 Äquivalente) Oleylalkohol, jeweils 11 Teilen (0,125 Äquivalente) 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1-butanol und 1-Pentanol, 23,4 Teilen (0,125 Äquivalente) Hexylalkohol und jeweils 16,25 Teilen (0,125 Äquivalente) 1- Octanol und 2-Octanol beschickt. Bei 110ºC werden 2 Teile (0,02 Mol) Methansulfonsäure zugesetzt. Nach 1 Stunde wird Toluol abdestilliert und wenn die Destillation abgeschlossen ist, beträgt die Neutralisationszahl bzw. der Veresterungsgrad 62,5 bzw. 70%. Bei 140ºC werden 31,2 Teile (0,43 Äquivalente) n-Butanol tropfenweise während 28 Stunden zugesetzt und die Neutralisationszahl bzw. der Veresterungsgrad beträgt 36,0 bzw. 79,3%. Bei 120ºC werden 0,3 Teile (0,03 Mol) Methansulfonsäure zugesetzt, gefolgt von 20,4 Teilen (0,20 Äquivalente) Hexylalkohol. Nach der Veresterung beträgt die Neutralisationszahl bzw. der Veresterungsgrad 10,5 bzw. 95%. Dann werden 1,9 Teile (0,023 Mol) 50%ige Natriumhydroxidlösung zugesetzt, gefolgt von 5,9 Teilen (0,04 Äquivalente) Aminopropylmorpholin und 400 Teilen Sunyl® 80. Der Inhalt wird filtriert und das Produkt enthält 0,18% Stickstoff.A 2-liter four-necked flask is charged with 868 parts (1 equivalent) of the polymer of Example (B-10), 9.25 parts (0.125 equivalent) of isobutyl alcohol, 33.8 parts (0.125 equivalent) of oleyl alcohol, 11 parts (0.125 equivalent) each of 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol and 1-pentanol, 23.4 parts (0.125 equivalent) of hexyl alcohol and 16.25 parts (0.125 equivalent) each of 1-octanol and 2-octanol. At 110ºC, 2 parts (0.02 mole) of methanesulfonic acid are added. After 1 hour, toluene is distilled off and when the distillation is complete, the neutralization number or degree of esterification is 62.5 or 70%. At 140ºC, 31.2 parts (0.43 equivalents) of n-butanol are added dropwise over 28 hours and the neutralization number or degree of esterification is 36.0 or 79.3%. At 120ºC, 0.3 parts (0.03 mol) of methanesulfonic acid are added, followed by 20.4 parts (0.20 equivalents) of hexyl alcohol. After esterification, the neutralization number or degree of esterification is 10.5 or 95%. Then 1.9 parts (0.023 mole) of 50% sodium hydroxide solution are added, followed by 5.9 parts (0.04 equivalents) of aminopropylmorpholine and 400 parts of Sunyl® 80. The contents are filtered and the product contains 0.18% nitrogen.

Acrylat-PolymereAcrylate polymers

In einem andere Aspekt kann die Komponente (B) mindestens ein kohlenwasserstofflösliches Acrylat-Polymer der allgemeinen Formel In another aspect, component (B) may comprise at least one hydrocarbon-soluble acrylate polymer of the general formula

sein, in der der Rest R&sup5; ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sup6; ein Gemisch von Alkyl-, Cycloalkylgruppen oder aromatischen Gruppen mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist und x eine ganze Zahl ist, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) des Acrylat-Polymers von 5000 bis 1 Mio. gewährleistet.in which the radical R⁵ is a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the radical R⁵ is a mixture of alkyl, cycloalkyl or aromatic groups having 4 to 24 carbon atoms and x is an integer which ensures a weight average molecular weight (Mw) of the acrylate polymer of 5000 to 1 million.

Vorzugsweise ist der Rest R&sup5; eine Methyl- oder Ethylgruppe und insbesondere eine Methylgruppe. Der Rest R&sup6; ist in erster Linie ein Gemisch von Alkylgruppen mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen. In einer Ausführungsform beträgt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Acrylat-Polymers 100000 bis 1 Mio. und in anderen Ausführungsformen beträgt das Molekulargewicht des Polymers 100000 bis 700000 und 300000 bis 700000.Preferably, R5 is a methyl or ethyl group, and especially a methyl group. R6 is primarily a mixture of alkyl groups having from 4 to 18 carbon atoms. In one embodiment, the weight average molecular weight of the acrylate polymer is from 100,000 to 1 million, and in other embodiments, the molecular weight of the polymer is from 100,000 to 700,000 and from 300,000 to 700,000.

Spezielle Beispiele dieser Alkylgruppen R&sup6;, die in den Polymeren der vorliegenden Erfindung enthalten sein können, beinhalten beispielsweise n-Butyl, Octyl, Decyl, Dodecyl, Tridecyl, Hexadecy, Octadecyl. Das Gemisch von Alkylgruppen kann variiert werden, solange das erhaltene Polymer kohlenwasserstofflöslich ist.Specific examples of these alkyl groups R⁶ which may be contained in the polymers of the present invention include, for example, n-butyl, octyl, decyl, dodecyl, tridecyl, hexadecyl, octadecyl. The mixture of alkyl groups can be varied as long as the resulting polymer is hydrocarbon-soluble.

Die folgenden, nicht beschränkenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung der Acrylat- Polymere der vorliegenden Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.The following non-limiting examples illustrate the preparation of the acrylate polymers of the present invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

Beispiel (B-12)Example (B-12)

Ein 2 Liter-Vierhalskolben wird mit 50,8 Teilen (0,20 Mol) Laurylmethacrylat, 44,4 Teilen (0,20 Mol) Isobornylmethacrylat, 38,4 Teilen (0,20 Mol) 2-Phenoxyethylacrylat, 37,6 Teilen (0,20 Mol) 2-Ethylhexylacrylat, 45,2 Teilen (0,20 Mol) lsodecylmethacrylat und 500 Teilen Toluol beschickt. Bei 100ºC wird 1 Teil Vazo® 67 (2,2'-Azobis-(2-methylbutyronitril)) in 20 Teilen Toluol während 7 Stunden zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird für 16 Stunden bei 100ºC gehalten, worauf die Temperatur auf 120ºC erhöht wird, um Toluol zu entfernen, und es werden 216 Teile Sunyl® 80 zugesetzt. Flüchtige Bestandteile werden durch Destillation unter vermindertem Druck bei 27 mbar (20 mm Hg) bei 140ºC entfernt. Der Inhalt wird filtriert, wobei das gewünschte Produkt erhalten wird.A 2 liter four-necked flask is charged with 50.8 parts (0.20 mole) of lauryl methacrylate, 44.4 parts (0.20 mole) of isobornyl methacrylate, 38.4 parts (0.20 mole) of 2-phenoxyethyl acrylate, 37.6 parts (0.20 mole) of 2-ethylhexyl acrylate, 45.2 parts (0.20 mole) of isodecyl methacrylate and 500 parts of toluene. At 100ºC, 1 part of Vazo® 67 (2,2'-azobis-(2-methylbutyronitrile)) in 20 parts of toluene is added over 7 hours. The reaction mixture is held at 100°C for 16 hours, after which the temperature is raised to 120°C to remove toluene and 216 parts of Sunyl® 80 are added. Volatiles are removed by distillation under reduced pressure at 27 mbar (20 mm Hg) at 140°C. The contents are filtered to give the desired product.

Beispiel (B-13)Example (B-13)

Ein 2 Liter-Vierhalskolben wird mit 38,1 Teilen (0,15 Mol) Laurylmethacrylat, 48,6 Teilen (0,15 Mol) Stearylacrylat, 28,2 Teilen (0,15 Mol) 2-Ethylhexylmethacrylat, 25,5 Teilen (0,15 Mol) Tetrahydrofurfurylmethacrylat, 33,9 Teilen (0,15 Mol) Isodecylmethacrylat und 500 Teilen Toluol beschickt. Bei 100ºC wird 1 Teil Vazo® 67 in 20 Teilen Toluol tropfenweise während 6 Stunden zugegeben. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch für 15,5 Stunden bei 100ºC gehalten, Toluol wird abdestilliert und es werden 174 Teile Sunyl® 80 zugesetzt. Der Inhalt wird bei 140ºC bei 27 mbar (20 mm Hg) abgestreift und filtriert, wobei das gewünschte Produkt erhalten wird.A 2-liter four-necked flask is charged with 38.1 parts (0.15 mole) of lauryl methacrylate, 48.6 parts (0.15 mole) of stearyl acrylate, 28.2 parts (0.15 mole) of 2-ethylhexyl methacrylate, 25.5 parts (0.15 mole) of tetrahydrofurfuryl methacrylate, 33.9 parts (0.15 mole) of isodecyl methacrylate and 500 parts of toluene. At 100ºC, 1 part of Vazo® 67 in 20 parts of toluene is added dropwise over 6 hours. After the addition is complete, the reaction mixture is kept at 100ºC for 15.5 hours, toluene is distilled off and 174 parts of Sunyl® 80 are added. The contents are stripped at 140ºC at 27 mbar (20 mm Hg) and filtered to give the desired product.

Ein Beispiel für ein käufliches Methacrylatester-Polymer, das in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wird unter dem Warenzeichen "Acryloid 702" von Rohm und Haas verkauft, wobei der Rest R&sup5; vorwiegend ein Gemisch von n-Butyl, Tridecyl und Octadecylgruppen ist. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) des Polymers beträgt etwa 404000 und das Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) beträgt etwa 118000. Andere käufliche Methacrylat- Polymere, die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind unter dem Warenzeichen "Acryloid 954" von Rahm und Haas erhältlich, wobei der Rest R&sup5; vorwiegend ein Gemisch von n-Butyl, Decyl, Tridecyl, Octadecyl und Tetradecylgruppen ist. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts von Acryloid 954 beträgt etwa 440000 und das Zahlenmittel des Molekularge wichts beträgt etwa 111000. Jedes dieser käuflichen Methacrylat-Polymere wird in Form eines Konzentrats mit etwa 40 Gew.-% des Polymers in einem schwach gefärbten Mineralschmiergrundöl verkauft. Wenn das Polymer mit dem Warenzeichen bezeichnet wird, beträgt die Menge des zugegebenen Materials eine Menge des käuflichen Acryloid-Materials einschließ- lich des Öls.An example of a commercially available methacrylate ester polymer useful in the present invention is sold under the trademark "Acryloid 702" by Rohm and Haas, wherein the R5 radical is predominantly a mixture of n-butyl, tridecyl and octadecyl groups. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer is about 404,000 and the number average molecular weight (Mn) is about 118,000. Other commercially available methacrylate polymers useful in the present invention are sold under the trademark "Acryloid 954" by Rahm and Haas, wherein the R5 radical is predominantly a mixture of n-butyl, decyl, tridecyl, octadecyl and tetradecyl groups. The weight average molecular weight of Acryloid 954 is about 440,000 and the number average molecular weight weight is about 111,000. Each of these commercial methacrylate polymers is sold in the form of a concentrate containing about 40% by weight of the polymer in a light colored mineral lubricating base oil. When the polymer is designated by the trademark, the amount of material added is an amount of the commercial acryloid material including the oil.

Andere käufliche Polymethacrylate sind von Rohm und Haas als Acryloid 1253, Acryloid 1265, Acryloid 1263, Acryloid 1267, von Rohm GmbH als Viskoplex 0-410, Viskoplex 10-930, Viskoplex 5029, von der Societe Francaise D'Organo-Synthese als Garbacryl T-84, Garbacryl T- 78S, von Texaco als TLA 233, TLA 5010 und TC 10124 erhältlich. Manche dieser Polymethacrylate können Polymere vom PMA/OCP (Olefin-Copolymer)-Typ sein.Other commercially available polymethacrylates are from Rohm and Haas as Acryloid 1253, Acryloid 1265, Acryloid 1263, Acryloid 1267, from Rohm GmbH as Viskoplex 0-410, Viskoplex 10-930, Viskoplex 5029, from Societe Francaise D'Organo-Synthese as Garbacryl T-84, Garbacryl T- 78S, from Texaco as TLA 233, TLA 5010 and TC 10124. Some of these polymethacrylates may be PMA/OCP (olefin copolymer) type polymers.

Stickstoff-enthaltende PolyacrylateNitrogen-containing polyacrylates

Die Komponente (B) kann auch ein Stickstoff-enthaltendes Polyacrylat sein, das durch Umsetzen eines Acrylatesters der allgemeinen Formel Component (B) may also be a nitrogen-containing polyacrylate obtained by reacting an acrylate ester of the general formula

in der der Rest R&sup9; ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und der Rest R¹&sup0; eine Alkyl-, Cycloalkylgruppe oder eine aromatische Gruppe mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, mit einer Stickstoff = enthaltenden Verbindung hergestellt werden. Pro Mol des Acrylatesters werden 0,001 bis 1,0 Mol der Stickstoff-enthaltenden Verbindung eingesetzt. Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 50ºC bis 250ºC durchgeführt. Nichtbeschränkende Beispiele von Stickstoff-enthaltenden Verbindungen sind 4-Vinylpyridin, 2- Vinylpyridin, 2-N-Morpholinoethylacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylat und N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat.in which R9 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and R10 is an alkyl, cycloalkyl or an aromatic group having 4 to 24 carbon atoms, with a nitrogen-containing compound. 0.001 to 1.0 mole of the nitrogen-containing compound is used per mole of the acrylate ester. The reaction is carried out at a temperature of 50°C to 250°C. Non-limiting examples of nitrogen-containing compounds are 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, 2-N-morpholinoethyl acrylate, N,N-dimethylaminoethyl acrylate and N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.

Das folgende nicht-beschränkende Beispiel veranschaulicht die Herstellung des Stickstoffenthaltenden Polymethacrylats. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.The following non-limiting example illustrates the preparation of the nitrogen-containing polymethacrylate. All parts and percentages are by weight, unless otherwise indicated.

Beispiel (B-14)Example (B-14)

Ein 2 Liter-Vierhalskolben wird mit 50,8 Teilen (0,2 Mol) Laurylmethacrylat, 44,4 Teilen (0,20 Mol) Isobornylmethacrylat, 38,4 Teilen (0,20 Mol) 2-Phenoxyethylacrylat, 37,6 Teilen (0,20 Mol) 2-Ethylhexylacrylat, 45,2 Teilen (0,20 Mol) Isodecylmethacrylat, 21 Teilen (0,20 Mol) 4- Vinylpyridin und 500 Teilen Toluol beschickt. Bei 100ºC wird 1 Teil Vazo 67 in 20 Teilen Toluol tropfenweise während 8 Stunden zugegeben. Nachdem die Temperatur für zusätzliche 20 Stunden bei 100ºC gehalten wurde, werden zusätzliche 0,5 Teile Vazo 67 in 10 Teilen Toluol während 3 Stunden zugegeben. Das Toluol wird dann durch Destillation entfernt und es werden 235 Teile Sunyl® 80 zugesetzt und der Inhalt wird unter vermindertem Druck bis 33 mbar (25 mm Hg) bei 140ºC abgestreift. Der Inhalt wird filtriert, wobei ein Produkt mit 0,71% Stickstoff erhalten wird.A 2-liter four-necked flask is charged with 50.8 parts (0.2 mol) lauryl methacrylate, 44.4 parts (0.20 mol) isobornyl methacrylate, 38.4 parts (0.20 mol) 2-phenoxyethyl acrylate, 37.6 parts (0.20 mol) 2-ethylhexyl acrylate, 45.2 parts (0.20 mole) isodecyl methacrylate, 21 parts (0.20 mole) 4-vinylpyridine and 500 parts toluene. At 100ºC, 1 part Vazo 67 in 20 parts toluene is added dropwise over 8 hours. After maintaining the temperature at 100ºC for an additional 20 hours, an additional 0.5 parts Vazo 67 in 10 parts toluene is added over 3 hours. The toluene is then removed by distillation and 235 parts Sunyl® 80 are added and the contents are stripped under reduced pressure to 33 mbar (25 mm Hg) at 140ºC. The contents are filtered to give a product containing 0.71% nitrogen.

Einige Firmen, die Stickstoff-enthaltende Polyacrylate herstellen, sind Rohm und Haas, Rohm GmbH, Texaco, Albright & Wilson, Societe Francaise D'Organo-Synthese (SFOS).Some companies that produce nitrogen-containing polyacrylates are Rohm and Haas, Rohm GmbH, Texaco, Albright & Wilson, Societe Francaise D'Organo-Synthese (SFOS).

Methylen-verbundene aromatische VerbindungenMethylene-linked aromatic compounds

Ein anderer in dieser Erfindung geeigneter PPD ist ein Gemisch von Verbindungen der allgemeinen FormelAnother PPD suitable in this invention is a mixture of compounds of the general formula

Ar-(R&sup7;)-[-Ar'(R&sup8;)]nAr"Ar-(R7 )-[-Ar'(R8 )]nAr"

in der die Reste Ar, Ar' und Ar" unabhängig eine aromatische Gruppe sind und jede aromatische Gruppe mit 0 bis 3 Substituenten (der bevorzugte aromatische Vorläufer ist Naphthalin) substituiert ist, die Reste R&sup7; und R&sup8; unabhängig geradkettige oder verzweigtkettige Alkylene mit 1 bis 100 Kohlenstoffatomen sind, und n den Wert 0 bis 1000 hat.in which Ar, Ar' and Ar" are independently an aromatic group and each aromatic group is substituted with 0 to 3 substituents (the preferred aromatic precursor is naphthalene), R⁷ and R⁸ are independently straight chain or branched chain alkylenes having 1 to 100 carbon atoms, and n is 0 to 1000.

Dieser PPD ist durch die Gegenwart von Verbindungen über einen weiten Molekulargewichtsbereich gekennzeichnet. Das Molekulargewicht von Verbindungen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung könnte von dem eines einfachen, unsubstituierten Benzols zu dem eines Polymers mit 1000 Monomeren von trisubstituierten Naphthalinen, die durch Alkylene mit 100 Kohlenstoffatomen verbunden sind, variieren, wobei die Substituenten des Naphthalins 1 bis 50 Kohlenstoffatome enthalten.This PPD is characterized by the presence of compounds over a wide range of molecular weights. The molecular weight of compounds in the composition of the invention could vary from that of a simple, unsubstituted benzene to that of a polymer containing 1000 monomers of trisubstituted naphthalenes linked by alkylenes of 100 carbon atoms, with the substituents of the naphthalene containing 1 to 50 carbon atoms.

Die Substituenten für die aromatischen Gruppen werden von Olefinen und/oder chlorierten Kohlenwasserstoffen erhalten.The substituents for the aromatic groups are obtained from olefins and/or chlorinated hydrocarbons.

Die geeigneten Olefine beinhalten 1-Octen, 1-Decen und alpha-Olefine mit den Kettenlängen C&sub1;&sub2;, C&sub1;&sub4;, C&sub1;&sub6;&submin;&sub1;&sub8;, C&sub1;&sub5;&submin;&sub2;&sub0;, C&sub2;&sub0;&submin;&sub2;&sub4; und C&sub2;&sub4;&submin;&sub2;&sub8;. Mehr bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Olefinen durchgeführt, die Mischungen der vorstehenden Olefine sind. Ein geeignetes Beispiel würden die C&sub1;&sub5;&submin;&sub2;&sub0;-gecrackten Wachsolefine oder ein Gemisch von 1-Octen und C&sub1;&sub6;&submin;&sub1;&sub8;alpha-Olefin sein.The suitable olefins include 1-octene, 1-decene and alpha-olefins having chain lengths of C₁₂, C₁₄, C₁₆₋₁₈, C₁₅₋₂₀, C₁₅₋₂₀ and C₁₆₋₂₈. More preferably, the process of the invention with olefins which are mixtures of the above olefins. A suitable example would be the C₁₅₋₂₀ cracked waxy olefins or a mixture of 1-octene and C₁₆₋₁₈ alpha-olefin.

Die chlorierten Kohlenwasserstoffe könnten 1-50 Kohlenstoffatome und 2 bis 84 Gew.-% Chlor enthalten. Bevorzugte chlorierte Kohlenwasserstoffe werden durch Chlorierung von Rohparaffinwachsen oder Paraffinwachsen mit C&sub1;&sub8;&submin;&sub3;&sub0;-Kettenlänge zu einem Chlorgehalt von 5-50 Gew.-% erhalten. Ein besonders bevorzugter chlorierter Kohlenwasserstoff enthält etwa 24 Kohlenstoffatome und etwa 2,5 Chloratome pro 24 Kohlenstoffatome.The chlorinated hydrocarbons could contain 1-50 carbon atoms and 2 to 84 weight percent chlorine. Preferred chlorinated hydrocarbons are obtained by chlorinating crude paraffin waxes or paraffin waxes of C18-30 chain length to a chlorine content of 5-50 weight percent. A particularly preferred chlorinated hydrocarbon contains about 24 carbon atoms and about 2.5 chlorine atoms per 24 carbon atoms.

Obwohl die Reste Ar, Ar' und Ar" jegliche aromatische Gruppen mit 1 bis 3 aromatischen Ringen sein können, sind die Reste Ar, Ar' und Ar" vorzugsweise gleich. Darüber hinaus sind die Reste Ar, Ar' und Ar" vorzugsweise anellierte Benzolringe, d. h., wenn 2 oder 3 Benzolringe vorliegen, haben die verbundenen Ringe jeweils 2 Kohlenstoffatome gemeinsam. Insbesondere sind die Reste Ar, Ar' und Ar" alle von Naphthalin abgeleitet.Although Ar, Ar' and Ar" may be any aromatic group having 1 to 3 aromatic rings, Ar, Ar' and Ar" are preferably the same. In addition, Ar, Ar' and Ar" are preferably fused benzene rings, i.e., when 2 or 3 benzene rings are present, the fused rings each have 2 carbon atoms in common. In particular, Ar, Ar' and Ar" are all derived from naphthalene.

Aromaten, die Vorläufer von Ar, Ar' und Ar" sein können, beinhalten Benzol, Biphenyl, Diphenylmethan, Triphenylmethan, Anilin, Diphenylamin, Diphenylether, Phenol, Naphthalin, Anthracen und Phenanthren. Naphthalin ist besonders bevorzugt.Aromatics that can be precursors of Ar, Ar' and Ar" include benzene, biphenyl, diphenylmethane, triphenylmethane, aniline, diphenylamine, diphenyl ether, phenol, naphthalene, anthracene and phenanthrene. Naphthalene is particularly preferred.

Obwohl die aromatischen Reste der vorstehenden allgemeinen Formel 0 bis 3 Substituenten enthalten können, sollen die Zusammensetzungen Verbindungen mit 1 oder 2 Substituenten enthalten und sie werden vorzugsweise Verbindungen mit 2 Substituenten enthalten. Die Substituenten können von jeglichem Olefin (vorzugsweise einem alpha-Olefin mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen) abgeleitet werden oder von einem chlorierten Kohlenwasserstoff mit 8 bis 50 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise ein chlorierter Kohlenwasserstoff, abgeleitet von einem Kohlenwasserstoffwachs mit 22 bis 26 Kohlenstoffatomen). Zusätzlich zu oder anstelle der Bildung der Substituenten kann das Olefin und/oder der chlorierte Kohlenwasserstoff die Alkylenverbindungsgruppe (die Reste R&sup7; und R&sup8;) der allgemeinen Formel bilden. Die Zusammensetzungen der Erfindung können Verbindungen einschließen, in denen jede der Naphthalingruppen mit einer Alkylgruppe mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und einer Gruppe, abgeleitet von einem chlorierten Kohlenwasserstoff mit etwa 24 Kohlenstoffatomen und etwa 2,5 Chloratomen pro 24 Kohlenstoffatomen substituiert ist.Although the aromatic radicals of the above general formula may contain 0 to 3 substituents, the compositions are intended to contain compounds having 1 or 2 substituents and will preferably contain compounds having 2 substituents. The substituents may be derived from any olefin (preferably an alpha-olefin having 8 to 30 carbon atoms) or from a chlorinated hydrocarbon having 8 to 50 carbon atoms (preferably a chlorinated hydrocarbon derived from a hydrocarbon wax having 22 to 26 carbon atoms). In addition to or instead of forming the substituents, the olefin and/or chlorinated hydrocarbon may form the alkylene linking group (the radicals R7 and R8) of the general formula. The compositions of the invention may include compounds in which each of the naphthalene groups is substituted with an alkyl group having 16 to 18 carbon atoms and a group derived from a chlorinated hydrocarbon having about 24 carbon atoms and about 2.5 chlorine atoms per 24 carbon atoms.

Das gewünschte Material ist ein Gemisch von Produkten, das alkylierte Naphthaline, gekoppelte und verbrückte Naphthaline, Oligomere und dehydrohalogenierte Wachse enthält. Die Mw-Verteilung des Endprodukts ist eine eher geeignete Charakterisierung des Endprodukts.The desired material is a mixture of products containing alkylated naphthalenes, coupled and bridged naphthalenes, oligomers and dehydrohalogenated waxes. The Mw distribution of the final product is a more appropriate characterization of the final product.

Ein geeigneter Mw-Bereich beträgt 300-2000. Ein besser geeigneter Mw-Bereich beträgt 500 bis 10000. Eine bevorzugte Verteilung beträgt 400 bis 112000. Die am besten geeignete Verteilung beträgt 271 bis 300000.A suitable Mw range is 300-2000. A more suitable Mw range is 500 to 10000. A preferred distribution is 400 to 112000. The most suitable distribution is 271 to 300000.

Eine Methylen-verbundene aromatische PPD-Verbindung kann gemäß dem folgenden allgemeinen Verfahren hergestellt werden:A methylene-linked aromatic PPD compound can be prepared according to the following general procedure:

(a) Bereitstellen von aromatischen Verbindungen mit 1 bis 3 aromatischen Ringen, wobei die Verbindungen mit 0 bis 3 Substituenten substituiert sind und wobei die Verbindungen Vorläufer für aromatische Gruppen Ar, Ar' und Ar" sind, in einem Reaktionsgefäß;(a) providing aromatic compounds having 1 to 3 aromatic rings, wherein the compounds are substituted with 0 to 3 substituents and wherein the compounds are precursors for aromatic groups Ar, Ar' and Ar", in a reaction vessel;

(b) Zugabe eines Friedel-Crafts- oder Lewis-Säure-Katalysators zum Reaktionsgefäß;(b) adding a Friedel-Crafts or Lewis acid catalyst to the reaction vessel;

(c) Zugabe eines chlorierten Kohlenwasserstoffs zum Reaktionsgefäß;(c) adding a chlorinated hydrocarbon to the reaction vessel;

(d) Zugabe eines Olefins zum Reaktionsgefäß und(d) adding an olefin to the reaction vessel and

(e) Zugabe von CH&sub2;Cl&sub2; zum Reaktionsgefäß, wobei der Schritt (e) vor oder gleichzeitig mit mindestens einem der Schritte (a)-(d) durchgeführt wird.(e) adding CH2Cl2 to the reaction vessel, wherein step (e) is carried out before or simultaneously with at least one of steps (a)-(d).

Wie vorstehend angemerkt, sind die aromatischen Verbindungen, die die Reste Ar, Ar' und Ar" der durch die allgemeine Formel dargestellte Verbindung bilden vorzugsweise Naphthalin. Wenn die aromatische Verbindung substituiert ist, ist sie mit einer Alkyl- oder Alkenylgruppe substituiert, wobei jeder davon Chlor-substituiert, verzweigtkettig oder geradkettig sein kann. Demgemäß wird, entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, Naphthalin in einem Reaktionskolben mit Methylenchlorid gemischt. An dieser Stelle dient das Methylenchlorid als Lösungsmittel. Dann wird dem Gemisch ein Friedel-Crafts- oder Lewis- Säure-Katalysator zugesetzt. Der Katalysator ist vorzugsweise AlCl&sub3;. Nach der Zugabe des Katalysators wird ein chlorierter Kohlenwasserstoff (insbesondere ein chlorierter Kohlenwasserstoff mit 22 bis 26 Kohlenstoffatomen) dem Reaktionskolben zugesetzt und es findet eine Reaktion zwischen dem Naphthalin und dem chlorierten Kohlenwasserstoffwachs statt, derart, daß das Naphthalin mit einem Alkylgruppe, abgeleitet vom chlorierten Kohlenwasserstoffwachs, substituiert wird. Darüber hinaus wird die Verbindung von Naphthalinverbindungen mittels Methylengruppen stattfinden, wie es in der allgemeinen Formel gezeigt ist (R&sup7; oder R&sup8; ist die Gruppe CH&sub2;).As noted above, the aromatic compounds constituting the Ar, Ar' and Ar" groups of the compound represented by the general formula are preferably naphthalene. When the aromatic compound is substituted, it is substituted with an alkyl or alkenyl group, each of which may be chlorine-substituted, branched chain or straight chain. Accordingly, according to one embodiment of the process of the invention, naphthalene is mixed with methylene chloride in a reaction flask. At this point, the methylene chloride serves as a solvent. A Friedel-Crafts or Lewis acid catalyst is then added to the mixture. The catalyst is preferably AlCl₃. After the addition of the catalyst, a chlorinated hydrocarbon (particularly a chlorinated hydrocarbon having 22 to 26 carbon atoms) is added to the reaction flask and a reaction takes place between the naphthalene and the chlorinated hydrocarbon wax such that the Naphthalene is substituted with an alkyl group derived from the chlorinated hydrocarbon wax. Moreover, the connection of naphthalene compounds will take place via methylene groups as shown in the general formula (R⁷ or R⁸ is the group CH₂).

Das Gemisch wird dann vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 0 bis 5ºC abgekühlt. Während die Kühlung des Gefäßes fortgesetzt wird, wird ein Olefin (vorzugsweise ein alpha-Olefin mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen) langsam zugegeben, so daß die Temperatur im Bereich von 0 bis 5ºC bleibt. Es findet Alkylierung der Naphthalinverbindungen statt, so daß die Naphthaline mit einer von dem Olefin abgeleiteten Alkylgruppe substituiert werden. Der Katalysator wird zersetzt und mit einer Base wie Kalk neutralisiert, worauf das Rühren fortgesetzt wird, während die Temperatur anfänglich auf 60ºC und dann auf 120ºC erhöht wird, um die flüchtigen Komponenten des Reaktionsgemisches zu entfernen. Das Gemisch wird filtriert und das gewünschte Produkt wird isoliert.The mixture is then cooled, preferably to a temperature in the range of 0 to 5°C. While cooling of the vessel continues, an olefin (preferably an alpha-olefin having 8 to 30 carbon atoms) is slowly added so that the temperature remains in the range of 0 to 5°C. Alkylation of the naphthalene compounds occurs so that the naphthalenes are substituted with an alkyl group derived from the olefin. The catalyst is decomposed and neutralized with a base such as lime, after which stirring is continued while the temperature is increased initially to 60°C and then to 120°C to remove the volatile components of the reaction mixture. The mixture is filtered and the desired product is isolated.

Chlorierte Kohlenwasserstoffe, die einen Substituenten an einem oder mehreren der aromatischen Gruppen bilden können, können 1 bis 50 Kohlenstoffatome enthalten. Wenn ein chlorierter Kohlenwasserstoff mit 50 Kohlenstoffatomen einen Substituenten bildet und an einen anderen Substituenten mit 50 Kohlenstoffatomen an einem anderen aromatischen Rest gebunden wird, werden die aromatischen Reste durch eine Alkylengruppe mit 100 Kohlenstoffatomen verbunden sein, d. h. (R&sup7;) oder (R&sup8;) enthält etwa 100 Kohlenstoffatome. Die aromatischen Reste Ar können jedoch durch eine einzelne CH&sub2;-Gruppe verbunden sein, d. h., eine Alkylengruppe mit einem einzelnen Kohlenstoffatom, wobei (R&sup7;) oder (R&sup8;) die Gruppe CH&sub2; ist.Chlorinated hydrocarbons which can form a substituent on one or more of the aromatic groups can contain from 1 to 50 carbon atoms. When a chlorinated hydrocarbon having 50 carbon atoms forms a substituent and is bonded to another substituent having 50 carbon atoms on another aromatic radical, the aromatic radicals will be connected by an alkylene group having 100 carbon atoms, i.e., (R⁷) or (R⁸) contains about 100 carbon atoms. However, the aromatic radicals Ar can be connected by a single CH₂ group, i.e., an alkylene group having a single carbon atom, where (R⁷) or (R⁸) is the group CH₂.

Das allgemeine Verfahren zur Herstellung dieses PPD kann in einem weiten Bereich von Komponentenverhältnissen durchgeführt werden. Um das Verhältnis der in den Stufen (a), (b), (c), (d) und (e) zugegebenen Komponenten zu beschreiben, werden die Komponenten jeweils durch die Buchstaben (a'), (b'), (c'), (d') und (e') bezeichnet. Es ist nur notwendig, daß (e') in einer ausreichenden Menge anwesend ist, so daß zumindest einige Bindungen zwischen den Komponenten (a') durch Methylen stattfinden und/oder daß (b'), (c') und (d') in ausreichenden Mengen vorliegen, so daß zumindest eine gewisse Substitution von (a') durch (c') und (d'), katalysiert durch (b'), stattfindet. Die Komponenten (a), (b'), (c'), (d') und (e') können in Gewichtsverhältnissen von (a') : (b') : (c') : (d') : (e') in Bereichen von etwa (1 : 0,01-1) : (0,5-6) : (0,5- 22) : (1-40) vorliegen und insbesondere im Verhältnis (1) : (0,2) : (3) : (11) : (20); alle Verhältnisse sind in Gewichtsteilen angegeben.The general procedure for preparing this PPD can be carried out in a wide range of component ratios. To describe the ratio of components added in steps (a), (b), (c), (d) and (e), the components are designated by the letters (a'), (b'), (c'), (d') and (e'), respectively. It is only necessary that (e') be present in a sufficient amount so that at least some bonding between components (a') takes place through methylene and/or that (b'), (c') and (d') be present in sufficient amounts so that at least some substitution of (a') by (c') and (d') catalyzed by (b') takes place. Components (a), (b'), (c'), (d') and (e') may be present in weight ratios of (a') : (b') : (c') : (d') : (e') in ranges of approximately (1 : 0.01-1) : (0.5-6) : (0.5- 22) : (1-40) and in particular in the ratio (1) : (0.2) : (3) : (11) : (20); all ratios are given in parts by weight.

Das Verfahren kann in einem weiten Temperaturbereich über dem Erstarrungspunkt und bis zu den Siedepunkten des Reaktionsgemisches, das an jeglichem Punkt in den Stufen (a)-(e) vorliegt, durchgeführt werden. Der Siedepunkt von (e'), d. h. Methylenchlorid, liegt bei etwa 40ºC, die maximale Reaktionstemperatur kann jedoch aufgrund der Gegenwart anderer Reaktanten höher oder niedriger als 40ºC bei Atmosphärendruck sein. Das Verfahren kann bei einem niedrigerem oder einem höheren Druck als Atmosphärendruck durchgeführt werden.The process can be carried out over a wide range of temperatures above the freezing point and up to the boiling points of the reaction mixture present at any point in steps (a)-(e). The boiling point of (e'), ie methylene chloride, is about 40°C, but the maximum reaction temperature may vary due to the presence of other reactants higher or lower than 40ºC at atmospheric pressure. The process can be carried out at a pressure lower or higher than atmospheric pressure.

Beispiel B-10Example B-10

Naphthalin wird mit 7 Teilen CH&sub2;Cl&sub2; und 0,2 Teilen AlCl&sub3; gemischt. Ein chlorierter Kohlenwasserstoff (2,7 Teile) wird bei 15ºC langsam dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird für 5 Stunden bei Raumtemperatur gehalten oder bis die Freisetzung von HCl abgeschlossen ist. Das Gemisch wird dann auf etwa 5ºC abgekühlt und es werden 7,3 Teile eines alpha-Olefingemisches während 2 Stunden zugegeben, während die Temperatur des Reaktionsgemisches zwischen 0 und 10ºC gehalten wird.Naphthalene is mixed with 7 parts CH2Cl2 and 0.2 parts AlCl3. A chlorinated hydrocarbon (2.7 parts) is slowly added to the reaction mixture at 15°C. The reaction mixture is kept at room temperature for 5 hours or until the release of HCl is complete. The mixture is then cooled to about 5°C and 7.3 parts of an alpha-olefin mixture are added over 2 hours while maintaining the temperature of the reaction mixture between 0 and 10°C.

Der Katalysator wird durch vorsichtige Zugabe von 0,8 Teilen 50%iger wäßriger NaOH-Lösung zersetzt. Die wäßrige Schicht wird abgetrennt und die organische Schicht wird mit Stickstoff gespült und auf 140ºC/4 mbar (3 mm Hg) erhitzt, um die flüchtigen Bestandteile zu entfernen. Der Rückstand wird filtriert, wobei 97% des theoretischen Ausbeutegewichts des Produkts erhalten werden.The catalyst is decomposed by careful addition of 0.8 parts of 50% aqueous NaOH solution. The aqueous layer is separated and the organic layer is purged with nitrogen and heated to 140ºC/4 mbar (3 mm Hg) to remove the volatiles. The residue is filtered to give 97% of the theoretical yield weight of the product.

(C) Das Additiv(C) The additive

Zusätzlich zu den Komponenten (A) und (B) enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch (C)(4) ein Antioxidationsmitteladditiv. Die Zusammensetzung kann auch (C)(1)-(3) enthalten. Die Leistungsfähigkeit kann durch diese Additive in den Bereichen Antiverschleiß, Oxidation und Inhibierung, Rost-/Korrosionsinhibierung, Metallpassivierung, Hochdruck, Reibungsminderung, Viskositätsmodifizierung, Schaumdämpfung, Emulgierung, Demulgierung, Schmierfähigkeit, Dispergierfähigkeit und Detergency verbessert werden.In addition to components (A) and (B), the composition of the invention also contains (C)(4) an antioxidant additive. The composition may also contain (C)(1)-(3). The performance can be improved by these additives in the areas of antiwear, oxidation and inhibition, rust/corrosion inhibition, metal passivation, extreme pressure, friction reduction, viscosity modification, antifoaming, emulsification, demulsification, lubricity, dispersibility and detergency.

(C) (1) ist eine Verbindung der allgemeinen Formel R¹¹A, in der der Rest R¹¹ eine aliphatische Gruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und der Rest A -COOH und/oder -OH oder -NO&sub3; ist;(C) (1) is a compound of the general formula R¹¹A, in which the radical R¹¹ is an aliphatic group having 6 to 24 carbon atoms and the radical A is -COOH and/or -OH or -NO₃;

(C)(2) ist eine Schiffsche Base;(C)(2) is a Schiff base;

(C)(3) ist eine Carboxyl-Dispersantzusammensetzung; und(C)(3) is a carboxyl dispersant composition; and

(C)(4) ist ein Antioxidationsmittel, umfassend (a) und (b) und (c), wie nachstehend beschrieben.(C)(4) is an antioxidant comprising (a) and (b) and (c) as described below.

(C)(1) Die Verbindung R¹¹A(C)(1) The compound R¹¹A

Die Verbindung R¹¹A ist entweder eine Carbonsäure oder ein Alkohol oder ein Gemisch davon oder ein organisches Nitrat. Wenn der Rest A -COOH ist, enthält der Rest R¹¹ vorzugsweise 12 bis 24 Kohlenstoffatome und insbesondere 14 bis 20 Kohlenstoffatome. Die am meisten bevorzugte Carbonsäure ist Ölsäure.The compound R¹¹A is either a carboxylic acid or an alcohol or a mixture thereof or an organic nitrate. When the radical A is -COOH, the radical R¹¹ preferably contains 12 to 24 carbon atoms and especially 14 to 20 carbon atoms. The most preferred carboxylic acid is oleic acid.

Wenn der Rest A -OH ist, enthält der Rest R¹¹ vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome. Bevorzugte Alkohole sind die isomeren Octylalkohole, insbesondere Isooctylalkohol.When the radical A is -OH, the radical R¹¹ preferably contains 6 to 12 carbon atoms. Preferred alcohols are the isomeric octyl alcohols, especially isooctyl alcohol.

Wenn der Rest A -NO&sub3; ist, enthält der Rest R¹¹ vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome. Bevorzugte Nitrate sind die isomeren Octylnitrate, insbesondere 2-Ethylhexylnitrat.When the radical A is -NO₃, the radical R¹¹ preferably contains 6 to 12 carbon atoms. Preferred nitrates are the isomeric octyl nitrates, especially 2-ethylhexyl nitrate.

(C)(2) Die Schiffsche Base(C)(2) The Schiff Base

Eine Schiffsche Base, die in dieser Erfindung verwendet werden kann, hat die allgemeine Formel A Schiff base that can be used in this invention has the general formula

in der der Rest R¹² eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist und der Rest R¹³ eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine aromatische oder eine substituierte aromatische Gruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und n den Wert 0 oder 1 hat.in which the radical R¹² is an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms and the radical R¹³ is an aliphatic group having 1 to 18 carbon atoms or an aromatic or a substituted aromatic group having 6 to 18 carbon atoms and n has the value 0 or 1.

Die Schiffache Base wird durch die Umsetzung eines primären Amins mit einem Aldehyd gebildet. Das Amin kann ein primäres Monoamin sein, so daß n den Wert 0 hat oder ein primäres vicinales Diamin, so daß n den Wert 1 hat. The Schiffache base is formed by the reaction of a primary amine with an aldehyde. The amine can be a primary monoamine, so that n has the value 0, or a primary vicinal diamine, so that n has the value 1.

Die folgende Tabelle I betrifft die Herstellung von Schiffschen Basen. Das Amin wird tropfenweise zum Aldehyd zugesetzt oder umgekehrt und das Reaktionsgemisch wird solange erhitzt, bis die gewünschte Menge Wasser erhalten wird. TABELLE I The following Table I concerns the preparation of Schiff bases. The amine is added dropwise to the aldehyde or vice versa and the reaction mixture is heated until the desired amount of water is obtained. TABLE I

(C)(3) Die Carboxyl-Dispersantzusammensetzung(C)(3) The carboxyl dispersant composition

Die Carboxyl-Dispersantzusammensetzung besitzt in ihrer Molekülstruktur (1) mindestens eine polare Gruppe, ausgewählt aus Acyl-, Acyloxy- oder Hydrocarbylimidoylgruppen und (ii) mindestens eine Gruppe, in der ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom direkt an die Gruppe (i) gebunden ist, und wobei das Stickstoff oder Sauerstoffatom auch an eine Hydrocarbylgruppe gebunden ist. Die Strukturen der polaren Gruppen (i), definiert nach IUPAC, sind die folgenden (der Rest R²&sup7; stellt einen Kohlenwasserstoff oder eine ähnliche Gruppe dar): Acyl: Acyloxy: Uydrocarbalimidoyl: The carboxyl dispersant composition has in its molecular structure (1) at least one polar group selected from acyl, acyloxy or hydrocarbyl imidoyl groups and (ii) at least one group in which a nitrogen or oxygen atom is directly bonded to group (i), and wherein the nitrogen or oxygen atom is also bonded to a hydrocarbyl group. The structures of the polar groups (i), defined according to IUPAC, are as follows (the radical R27 represents a hydrocarbon or similar group): Acyl: Acyloxy: Hydrocarbalimidoyl:

Die Gruppe (ii) ist vorzugsweise mindestens eine Gruppe, in der ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom direkt an die polare Gruppe gebunden ist, wobei das Stickstoff- oder Sauerstoffatom auch an eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine substituierte Kohlenwasserstoffgruppe gebunden ist, insbesondere eine Amino-, Alkylamino-, Polyalkylenamino-, Hydroxy- oder Alkylenoxy-substituierte Kohlenwasserstoffgruppe. In Bezug auf die Gruppe (ii) werden die Dispersants zweckmäßig als "stickstoffverbrückte Dispersants" und "sauerstoffverbrückte Dispersants" bezeichnet, wobei das direkt an die polare Gruppe (i) gebundene Atom ein Stickstoff- bzw. Sauerstoffatom ist.Group (ii) is preferably at least one group in which a nitrogen or oxygen atom is directly bonded to the polar group, wherein the nitrogen or oxygen atom is also bonded to a hydrocarbon group or a substituted hydrocarbon group, in particular an amino, alkylamino, polyalkyleneamino, hydroxy or alkyleneoxy substituted hydrocarbon group. In relation to group (ii), the dispersants are conveniently referred to as "nitrogen-bridged dispersants" and "oxygen-bridged dispersants", wherein the atom directly bonded to the polar group (i) is a nitrogen or oxygen atom, respectively.

Im allgemeinen können die Carboxyl-Dispersants durch die Umsetzung einer Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung (hier manchmal als das "Bernsteinsäureacylierungsmittel" bezeichnet) mit mindestens etwa einem halben Äquivalent pro Äquivalent der Säure erzeugenden Verbindung, einer organischen Hydroxyverbindung oder einem Amin mit mindestens einem Wasserstoffatom, das an eine Stickstoffgruppe gebunden ist, oder einem Gemisch der Hydroxyverbindung und dem Amin hergestellt werden. Die auf diese Weise erhaltenen Carboxyl-Dispersants (C-4) sind gewöhnlich komplexe Gemische, deren genaue Zusammensetzung nur schwer zu ermitteln ist. Die Stickstoff-enthaltenden Carboxyl-Dispersants werden hier manchmal als "acylierte Amine" bezeichnet. Die durch Umsetzen des Acylierungsmittels mit Alkoholen erhaltenen Zusammensetzungen werden hier manchmal als "Carbonsäureester"-Dispersants bezeichnet. Die Carboxyl-Dispersants (C-3) sind entweder öllöslich oder sie sind in den Öl-enthaltenden Schmiermittelflüssigkeiten und funktionellen Flüssigkeiten dieser Erfindung löslich.In general, the carboxyl dispersants can be prepared by reacting a hydrocarbon-substituted succinic acid-producing compound (sometimes referred to herein as the "succinic acylating agent") with at least about one-half equivalent per equivalent of the acid-producing compound, an organic hydroxy compound or an amine having at least one hydrogen atom bonded to a nitrogen group, or a mixture of the hydroxy compound and the amine. The carboxyl dispersants (C-4) thus obtained are usually complex mixtures whose exact composition is difficult to determine. The nitrogen-containing carboxyl dispersants are sometimes referred to herein as "acylated amines". The compositions obtained by reacting the acylating agent with alcohols are sometimes referred to herein as "carboxylic ester" dispersants. The carboxyl dispersants (C-3) are either oil soluble or they are soluble in the oil-containing lubricating fluids and functional fluids of this invention.

Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Komponente (C-3) geeigneten lösli- chen Stickstoff-enthaltenden Carboxyl-Dispersants sind bekannt und wurden in vielen US- PSen beschrieben, einschließlichThe soluble nitrogen-containing carboxyl dispersants useful as component (C-3) in the compositions of the invention are known and have been described in many US patents, including

3,172,892 3,341,542 3,630,9043,172,892 3,341,542 3,630,904

3,219,666 3,444,170 3,787,3743,219,666 3,444,170 3,787,374

3,272,746 3,454,607 4,234,4353,272,746 3,454,607 4,234,435

3,316,177 3,541,0123,316,177 3,541,012

Die als (C-3) geeigneten Carbonsäureester-Dispersants wurden auch im Stand der Technik beschrieben. Beispiele von Patentschriften, die solche Dispersants beschreiben, sind die US- PSen 3,381,022, 3,522,179, 3,542,678, 3,957,855 und 4,034,038. Durch Umsetzung von Acy- lierungsmitteln mit Alkoholen und Aminen oder Aminoalkoholen hergestellte Carboxyl-Dispersants sind beispielsweise in den US-PSen 3,576,743 und 3,632,511 beschrieben.The carboxylic acid ester dispersants suitable as (C-3) have also been described in the prior art. Examples of patents describing such dispersants are US Pat. Nos. 3,381,022, 3,522,179, 3,542,678, 3,957,855 and 4,034,038. Carboxylic dispersants prepared by reacting acylating agents with alcohols and amines or amino alcohols are described, for example, in US Pat. Nos. 3,576,743 and 3,632,511.

Im allgemeinen umfaßt ein zweckmäßiger Weg zur Herstellung der Stickstoff-enthaltenden Carboxyl-Dispersants (C-3) die Umsetzung einer Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung ("Carbonsäureacylierungsmittel") mit einem Amin, das mindestens ein an ein Stickstoffatom gebundenes Wasserstoffatom enthält (d. h. H-N< ). Die Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen beinhalten die Bernsteinsäuren, -anhydride, -halogenide und -ester. Die Anzahl von Kohlenstoffatomen im Kohlenwasserstoffsubstituent der Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung kann über einen weiten Bereich schwanken, mit der Maßgabe, daß die Stickstoff-enthaltende Zusammensetzung (C-3) in den Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung löslich ist. Folglich wird der Kohlenwasserstoffsubstituent im allgemeinen durchschnittlich mindestens 12 aliphatische Kohlenstoffatome und vorzugsweise durchschnittlich mindestens 50 aliphatische Kohlenstoffatome enthalten. Zusätzlich zu den Überlegungen bezüglich der Öllöslichkeit basiert die untere Grenze der durchschnittlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen in dem Substituenten auch auf der Wirksamkeit von solchen Verbindungen in den erfindungsgemäßen Schmierölzusammensetzungen. Der Hydrocarbylsubstituent der Bernsteinsäureverbindung kann, wie vorstehend angegeben, polare Gruppen enthalten, mit der Maßgabe, daß die polaren Gruppen nicht in einem Anteil vorliegen, der ausreichend ist, um den Kohlenwasserstoffcharakter des Substituenten signifikant zu verändern.In general, a convenient way to prepare the nitrogen-containing carboxyl dispersants (C-3) involves reacting a hydrocarbon-substituted succinic acid-producing compound ("carboxylic acid acylating agent") with an amine containing at least one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom (i.e., H-N<). The hydrocarbon-substituted succinic acid-producing compounds include the succinic acids, anhydrides, halides and esters. The number of carbon atoms in the hydrocarbon substituent of the succinic acid-producing compound can vary over a wide range, provided that the nitrogen-containing composition (C-3) is soluble in the lubricant compositions of the present invention. Thus, the hydrocarbon substituent will generally contain an average of at least 12 aliphatic carbon atoms, and preferably an average of at least 50 aliphatic carbon atoms. In addition to oil solubility considerations, the lower limit of the average number of carbon atoms in the substituent is also based on the effectiveness of such compounds in the lubricating oil compositions of the present invention. The hydrocarbyl substituent of the succinic acid compound may contain polar groups as noted above, provided that the polar groups are not present in an amount sufficient to significantly alter the hydrocarbon character of the substituent.

Die Quellen für die im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff bestehenden Substituenten beinhalten grundsätzlich die im wesentlichen gesättigten Erdöl-Fraktionen mit hohem Molekulargewicht und die im wesentlichen gesättigten Olefin-Polymere mit hohem Molekulargewicht, insbesondere Polymere von Monoolefinen mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die besonders geeigneten Polymere sind die Polymere von 1-Monoolefinen wie Ethylen, Propen, 1-Buten, Isobuten, 1-Hexen, 1-Octen, 2-Methyl-1-hepten, 3-Cyclohexyl-1-buten und 2-Methyl-5-propyl- 1-hexen. Polymere von mittleren Olefinen, d. h. Olefinen, bei denen sich die olefinische Bindung nicht in der endständigen Position befindet, sind ebenso geeignet. Beispiele dafür sind 2- Buten, 2-Penten und 4-Octen.The sources of the essentially hydrocarbon substituents include basically the essentially saturated high molecular weight petroleum fractions and the essentially saturated high molecular weight olefin polymers, in particular polymers of monoolefins having 2 to 30 carbon atoms. The particularly suitable polymers are the polymers of 1-monoolefins such as ethylene, propene, 1-butene, isobutene, 1-hexene, 1-octene, 2-methyl-1-heptene, 3-cyclohexyl-1-butene and 2-methyl-5-propyl-1-hexene. Polymers of medium olefins, i.e. olefins in which the olefinic bond is not in the terminal position, are also suitable. Examples of these are 2-butene, 2-pentene and 4-octene.

Ebenso geeignet sind die Copolymere beispielsweise der vorstehend veranschaulichten Olefine mit anderen copolymerisierbaren olefinischen Substanzen wie aromatischen Olefinen, cyclischen Olefinen und Polyolefinen. Solche Copolymere beinhalten beispielsweise die durch Polymerisation der folgenden Olefinpaare hergestellten Copolymere: Isobuten mit Styrol; Isobuten mit Butadien; Propen mit Isopropen; Ethylen mit Piperylen; Isobuten mit Chloropren; Isobuten mit p-Methylstyrol; 1-Hexen mit 1,3-Hexadien; 1-Octen mit 1-Hexen; 1-Hepten mit 1- Penten; 3-Methyl-1-buten mit 1-Octen, 3,3-Dimethyl-1-penten mit 1-Hexen; Isobuten mit Styrol und Piperylen.Also suitable are the copolymers of, for example, the olefins illustrated above with other copolymerizable olefinic substances such as aromatic olefins, cyclic olefins and polyolefins. Such copolymers include, for example, the copolymers prepared by polymerizing the following olefin pairs: isobutene with styrene; isobutene with butadiene; propene with isopropene; ethylene with piperylene; isobutene with chloroprene; isobutene with p-methylstyrene; 1-hexene with 1,3-hexadiene; 1-octene with 1-hexene; 1-heptene with 1-pentene; 3-methyl-1-butene with 1-octene, 3,3-dimethyl-1-pentene with 1-hexene; isobutene with styrene and piperylene.

Die relativen Anteile der Monoolefine in Bezug auf die anderen Monomere in den Copolymeren beeinflussen die Stabilität und Öllöslichkeit des von solchen Copolymeren abgeleiteten Endprodukts. Daher sollten, aus Gründen der Öllöslichkeit und der Stabilität, die zur Verwendung in dieser Erfindung vorgesehenen Copolymere im wesentlichen aliphatisch und im wesentlichen gesättigt sein, d. h. sie sollten mindestens etwa 80%, vorzugsweise mindestens 95%, auf einer Gewichtsbasis, Einheiten enthalten, die von den aliphatischen Monoolefinen abgeleitet sind und nicht mehr als etwa 5% olefinische Bindungen auf der Basis der Gesamtzahl von kovalenten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten. In den meisten Fällen sollte der prozentuale Anteil von olefinischen Bindungen weniger als 2% der Gesamtzahl von kovalenten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen betragen.The relative proportions of the monoolefins with respect to the other monomers in the copolymers affect the stability and oil solubility of the final product derived from such copolymers. Therefore, for reasons of oil solubility and stability, the copolymers contemplated for use in this invention should be substantially aliphatic and substantially saturated, i.e., they should contain at least about 80%, preferably at least 95%, on a weight basis, units derived from the aliphatic monoolefins and contain no more than about 5% olefinic linkages based on the total number of carbon-carbon covalent bonds. In most cases, the percentage of olefinic linkages should be less than 2% of the total number of carbon-carbon covalent bonds.

Spezielle Beispiele solcher Copolymere beinhalten Copolymere mit 95 Gew.-% Isobuten mit 5% Styrol; ein Terpolymer von 98% Isobuten mit 1% Piperylen und 1% Chloropren; ein Terpolymer von 95% Isobuten mit 2% 1-Buten und 3% 1-Hexen; ein Terpolymer von 80% Isobuten mit 20% 1-Penten und 20% 1-Octen; ein Copolymer von 80% 1-Hexen und 20% 1-Hepten; ein Terpolymer von 90% Isobuten mit 2% Cyclohexen und 8% Propen und ein Copolymer von 80% Ethylen und 20% Propen.Specific examples of such copolymers include copolymers of 95 wt.% isobutene with 5% styrene; a terpolymer of 98% isobutene with 1% piperylene and 1% chloroprene; a terpolymer of 95% isobutene with 2% 1-butene and 3% 1-hexene; a terpolymer of 80% isobutene with 20% 1-pentene and 20% 1-octene; a copolymer of 80% 1-hexene and 20% 1-heptene; a terpolymer of 90% isobutene with 2% cyclohexene and 8% propene, and a copolymer of 80% ethylene and 20% propene.

Eine andere Quelle der im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff bestehenden Gruppe umfaßt gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie hochraffinierte Weißöle mit hohem Molekulargewicht oder synthetische Alkane wie solche, die durch Hydrierung von Olefin-Polymeren mit hohem Molekulargewicht erhalten werden, wie vorstehend veranschaulicht, oder olefinische Substanzen mit hohem Molekulargewicht.Another source of the essentially hydrocarbon group includes saturated aliphatic hydrocarbons such as highly refined high molecular weight white oils or synthetic alkanes such as those obtained by hydrogenation of high molecular weight olefin polymers as illustrated above or high molecular weight olefinic substances.

Die Verwendung von Olefin-Polymeren mit Molekulargewichten (Mn) von 700 bis 10000 ist bevorzugt. Olefin-Polymere mit höherem Molekulargewicht mit Molekulargewichten (Mn) von 10000 bis 100000 oder darüber, verleihen den erfindungsgemäßen Endprodukten auch Viskositätsindex-verbessernde Eigenschaften. Die Verwendung solcher Olefin-Polymere mit hohem Molekulargewicht ist häufig erwünscht. Der Substituent ist vorzugsweise von einem Polyolefin abgeleitet, das durch einen Mn-Wert von 700 bis 10000 und einem Mw/Mn-Wert von 1,0 bis 4,0 gekennzeichnet ist.The use of olefin polymers having molecular weights (Mn) of 700 to 10,000 is preferred. Higher molecular weight olefin polymers having molecular weights (Mn) of 10,000 to 100,000 or more also impart viscosity index improving properties to the final products of the invention. The use of such high molecular weight olefin polymers is often desirable. The substituent is preferably derived from a polyolefin characterized by an Mn of 700 to 10,000 and an Mw/Mn of 1.0 to 4.0.

Bei der Herstellung der substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittel dieser Erfindung wird eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen Polyalkene mit einem oder mehreren Säure-Reaktanten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Malein- oder Fumarsäure- Reaktanten sowie Säuren oder Anhydriden umgesetzt. Gewöhnlich werden die Malein- oder Fumarsäure-Reaktanten Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid oder Gemische von zwei oder mehreren davon sein. Die Maleinsäure-Reaktanten werden gewöhnlich den Fumarsäure-Reaktanten vorgezogen, weil erstere leichter verfügbar sind und zur Herstellung der substituierten Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, im allgemeinen leichter mit den Polyalkenen (oder Derivaten davon) umgesetzt werden können. Die besonders bevorzugten Reaktanten sind Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid und Gemische davon. Aufgrund der Verfügbarkeit und der leichten Umsetzung wird Maleinsäureanhydrid gewöhnlich bevorzugt sein.In preparing the substituted succinic acylating agents of this invention, one or more of the polyalkenes described above are reacted with one or more acid reactants selected from the group consisting of maleic or fumaric acid reactants and acids or anhydrides. Usually, the maleic or Fumaric acid reactants may be maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, or mixtures of two or more thereof. The maleic acid reactants are usually preferred over the fumaric acid reactants because the former are more readily available and generally can be more easily reacted with the polyalkenes (or derivatives thereof) to produce the substituted succinic acid-producing compounds useful in the present invention. The most preferred reactants are maleic acid, maleic anhydride, and mixtures thereof. Due to availability and ease of reaction, maleic anhydride will usually be preferred.

Aus Gründen der Bequemlichkeit und der Kürze wird nachstehend häufig der Ausdruck "Maleinsäure-Reaktant" verwendet. Der Begriff soll ein Sammelname für saure Reaktanten, ausgewählt aus Malein- und Fumarsäure-Reaktanten einschließlich eines Gemisches solcher Reaktanten sein. Der Begriff "Bernsteinsäureacylierungsmittel" wird hier zur Bezeichnung der substituierten Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen verwendet.For convenience and brevity, the term "maleic reactant" is often used hereinafter. The term is intended to be a collective name for acidic reactants selected from maleic and fumaric reactants, including a mixture of such reactants. The term "succinic acylating agent" is used herein to refer to the substituted succinic acid-producing compounds.

Ein Verfahren zur Herstellung der in dieser Erfindung geeigneten substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittel wird zum Teil in der US-PS 3,219,666 veranschaulicht. Dieses Verfahren wird zweckmäßig als das "Zweistufenverfahren" bezeichnet. Es beinhaltet zunächst das Chlorieren des Polyalkens, bis es im Durchschnitt mindestens etwa ein Chloratom pro Molekulargewichtseinheit des Polyalkens enthält. (Für die Zwecke dieser Erfindung ist das Molekulargewicht des Polyalkens das Gewicht, das dem Mn-Wert entspricht.) Die Chlorierung beinhaltet lediglich das In-Kontakt-Bringen des Polyalkens mit Chlorgas, bis die gewünschte Menge an Chlor in das chlorierte Polyalken aufgenommen wurde. Die Chlorierung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 75ºC bis 125ºC durchgeführt. Wenn ein Verdünnungsmittel im Chlorierungsverfahren verwendet wird, sollte es gegenüber der Chlorierung beständig sein. Beispiele für geeignete Verdünnungsmittel sind poly- und perchlorierte und/oder fluorierte Alkane und Benzole.A process for preparing the substituted succinic acylating agents useful in this invention is illustrated in part in U.S. Patent 3,219,666. This process is conveniently referred to as the "two-step process." It involves first chlorinating the polyalkene until it contains, on average, at least about one chlorine atom per unit molecular weight of the polyalkene. (For the purposes of this invention, the molecular weight of the polyalkene is the weight corresponding to the Mn value.) Chlorination involves merely contacting the polyalkene with chlorine gas until the desired amount of chlorine has been incorporated into the chlorinated polyalkene. Chlorination is generally carried out at a temperature of from 75°C to 125°C. If a diluent is used in the chlorination process, it should be stable to the chlorination. Examples of suitable diluents are poly- and perchlorinated and/or fluorinated alkanes and benzenes.

Für die Zwecke dieser Erfindung ist die zweite Stufe des Zweistufen-Chlorierungsverfahrens die Umsetzung des chlorierten Polyalkens mit dem Maleinsäure-Reaktanten bei einer Temperatur gewöhnlich im Bereich von 100ºC bis 200ºC. Das Molverhältnis von chloriertem Polyalken zu Maleinsäure-Reaktant beträgt gewöhnlich 1 : 1. (Für die Zwecke dieser Erfindung ist 1 Mol des chlorierten Polyalkens das Gewicht des chlorierten Polyalkens, das dem Mn-Wert des unchlorierten Polyalkens entspricht.) Es kann jedoch ein stöchiometrischer Überschuß des Maleinsäure-Reaktanten verwendet werden, z. B. ein Molverhältnis von 1 : 2. Wenn durchschnittlich mehr als etwa 1 Chloratom pro Molekül des Polyalkens während der Chlorierungsstufe eingeführt wird, dann kann mehr als 1 Mol des Maleinsäure-Reaktanten pro Molekül des chlorierten Polyalkens reagieren. Aufgrund dessen ist es günstiger, das Verhältnis von chloriertem Polyalken zu dem Maleinsäure-Reaktanten als Äquivalente auszudrücken. (Für die Zwecke dieser Erfindung ist das Äquivalentgewicht von chloriertem Polyalken das Gewicht, das dem Mn-Wert dividiert durch die durchschnittliche Anzahl von Chloratomen pro Molekül des chlorierten Polyalkens entspricht, während das Äquivalentgewicht eines Maleinsäure- Reaktanten dessen Molekulargewicht ist.) Daher wird das Verhältnis von chloriertem Polyalken zu dem Maleinsäure-Reaktanten normalerweise so sein, daß etwa 1 Äquivalent des Maleinsäure-Reaktanten pro Mol des chlorierten Polyalkens bis zu etwa 1 Äquivalent des Maleinsäure-Reaktanten pro Äquivalent des chlorierten Polyalkens bereitgestellt wird, wobei normalerweise die Bereitstellung eines Maleinsäure-Reaktantüberschusses erwünscht ist, beispielsweise ein Überschuß von 5 bis 25 Gew.-%. Nicht-umgesetzter überschüssiger Maleinsäure- Reaktant kann vom Reaktionsprodukt abgestreift werden, gewöhnlich unter vermindertem Druck, oder während einer weiteren Stufe des Verfahrens umgesetzt werden, wie nachstehend erklärt wird.For the purposes of this invention, the second step of the two-step chlorination process is the reaction of the chlorinated polyalkene with the maleic acid reactant at a temperature usually in the range of 100°C to 200°C. The molar ratio of chlorinated polyalkene to maleic acid reactant is usually 1:1. (For the purposes of this invention, 1 mole of the chlorinated polyalkene is the weight of the chlorinated polyalkene equal to the Mn of the unchlorinated polyalkene.) However, a stoichiometric excess of the maleic acid reactant may be used, e.g., a molar ratio of 1:2. If an average of more than about 1 chlorine atom per molecule of the polyalkene is introduced during the chlorination step, then more than 1 mole of the maleic acid reactant per molecule of the chlorinated polyalkene. Because of this, it is more convenient to express the ratio of chlorinated polyalkene to the maleic reactant in terms of equivalents. (For the purposes of this invention, the equivalent weight of chlorinated polyalkene is the weight equal to the Mn divided by the average number of chlorine atoms per molecule of the chlorinated polyalkene, while the equivalent weight of a maleic reactant is its molecular weight.) Therefore, the ratio of chlorinated polyalkene to the maleic reactant will normally be such as to provide from about 1 equivalent of the maleic reactant per mole of the chlorinated polyalkene to about 1 equivalent of the maleic reactant per equivalent of the chlorinated polyalkene, it normally being desirable to provide an excess of maleic reactant, for example, a 5 to 25 weight percent excess. Unreacted excess maleic acid reactant can be stripped from the reaction product, usually under reduced pressure, or reacted during a further step of the process, as explained below.

Das erhaltene Polyalken-substituierte Bernsteinsäureacylierungsmittel wird gegebenenfalls erneut chloriert, falls die gewünschte Zahl von Bernsteinsäuregruppen nicht im Produkt vorliegt. Wenn zum Zeitpunkt dieser nachfolgenden Chlorierung jeglicher überschüssiger Maleinsäure-Reaktant aus der zweiten Stufe vorliegt, wird dieser Überschuß reagieren, sobald zusätzliches Chlor während der nachfolgenden Chlorierung eingeführt wird. Ansonsten wird zusätzlicher Maleinsäure-Reaktant während und/oder nach der zusätzlichen Chlorierungsstufe zugeführt. Diese Technik kann solange wiederholt werden, bis die Gesamtzahl von Bernsteinsäuregruppe pro Äquivalentgewicht der Substituentengruppen das gewünschte Niveau erreicht.The resulting polyalkene-substituted succinic acylating agent is optionally chlorinated again if the desired number of succinic groups is not present in the product. If any excess maleic reactant from the second step is present at the time of this subsequent chlorination, this excess will react when additional chlorine is introduced during the subsequent chlorination. Otherwise, additional maleic reactant is introduced during and/or after the additional chlorination step. This technique can be repeated until the total number of succinic groups per equivalent weight of substituent groups reaches the desired level.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von substituierten Bemsteinsäureacylierungsmitteln, die in dieser Erfindung geeignet sind, verwendet ein Verfahren, das in der US-PS 3,912,764 und in der GB-PS 1,440,219 beschrieben ist.Another method for preparing substituted succinic acylating agents useful in this invention utilizes a method described in U.S. Patent No. 3,912,764 and British Patent No. 1,440,219.

Gemäß diesem Verfahren wird das Polyalken und der Maleinsäure-Reaktant zunächst durch gemeinsames Erhitzen in einem Verfahren der "direkten Alkylierung" umgesetzt. Wenn die Stufe der direkten Alkylierung abgeschlossen ist, wird Chlor in das Reaktionsgemisch eingeführt, um die Umsetzung der verbliebenen, nicht umgesetzten Maleinsäure-Reaktanten zu beschleunigen. Gemäß dieser Patentschriften werden 0,3 bis 2 oder mehr Mol des Maleinsäureanhydrids pro Mol des Olefin-Polymers, d. h. Polyalkylens, bei dieser Umsetzung verwendet. Die Stufe der direkten Alkylierung wird bei Temperaturen von 180-250ºC durchgeführt. Während dieser Stufe der Chloreinführung wird eine Temperatur von 160-225ºC eingesetzt. Bei der Verwendung dieses Verfahrens zur Herstellung der substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittel dieser Erfindung wäre es notwendig, ausreichend Maleinsäure-Reaktant und Chlor einzusetzen, um mindestens 1,3 Bernsteinsäuregruppen in das Endprodukt pro Äquivalentgewicht des Polyalkens einzuführen.According to this process, the polyalkene and the maleic acid reactant are first reacted by heating them together in a "direct alkylation" process. When the direct alkylation step is completed, chlorine is introduced into the reaction mixture to accelerate the reaction of the remaining unreacted maleic acid reactants. According to these patents, from 0.3 to 2 or more moles of the maleic anhydride per mole of the olefin polymer, i.e., polyalkylene, are used in this reaction. The direct alkylation step is carried out at temperatures of 180-250°C. During this step of chlorine introduction, a temperature of 160-225°C is used. In the Using this process to prepare the substituted succinic acylating agents of this invention, it would be necessary to employ sufficient maleic reactant and chlorine to introduce at least 1.3 succinic groups into the final product per equivalent weight of polyalkene.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung der substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittel dieser Erfindung ist das sogenannte "Einstufenverfahren". Dieses Verfahren ist in den US-PSen 3,215,707 und 3,231,587 beschrieben.Another method for preparing the substituted succinic acylating agents of this invention is the so-called "one-step process." This process is described in U.S. Patents 3,215,707 and 3,231,587.

Grundsätzlich beinhaltet das Einstufenverfahren die Herstellung eines Gemisches des Polyalkens und des Maleinsäure-Reaktanten, das die notwendigen Mengen dieser beiden Verbindungen enthält, um die gewünschten substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittel dieser Erfindung bereitzustellen. Das bedeutet, daß mindestens 1 Mol Maleinsäure-Reaktant pro Mol Polyalken vorhanden sein muß, so daß mindestens eine Bernsteinsäuregruppe pro Äquivalentgewicht der Substituentengruppen vorhanden sein kann. Anschließend wird Chlor in das Gemisch eingeführt, gewöhnlich durch Durchleiten von Chlorgas durch das Gemisch unter Rühren, wobei eine Temperatur von mindestens etwa 140ºC aufrechterhalten wird.Basically, the one step process involves preparing a mixture of the polyalkene and the maleic reactant containing the necessary amounts of these two compounds to provide the desired substituted succinic acylating agents of this invention. That is, there must be at least 1 mole of maleic reactant per mole of polyalkene so that there can be at least one succinic group per equivalent weight of substituent groups. Chlorine is then introduced into the mixture, usually by passing chlorine gas through the mixture with stirring while maintaining a temperature of at least about 140°C.

Eine Variation dieses Verfahrens beinhaltet die Zugabe von zusätzlichem Maleinsäure- Reaktanten während oder nach der Chlorzuführung, aber, aus Gründen, die in den US-PSen 3,215,707 und 3,231,587 erläutert werden, ist diese Variation nicht so bevorzugt, wie das anfängliche Mischen des gesamten Polyalkens und des gesamten Maleinsäure-Reaktanten vor der Einführung des Chlors.A variation of this process involves the addition of additional maleic reactant during or after the chlorine feed, but, for reasons explained in U.S. Patents 3,215,707 and 3,231,587, this variation is not as preferred as initially mixing all of the polyalkene and all of the maleic reactant prior to the introduction of the chlorine.

Wenn das Polyalken bei 140ºC und darüber ausreichend fließfähig ist, besteht gewöhnlich kein Bedarf, ein zusätzliches im wesentlichen inertes, normalerweise flüssiges Lösungs- Nerdünnungsmittel im einstufigen Verfahren zu verwenden. Wenn jedoch ein Lösungs- Nerdünnungsmittel verwendet wird, ist es, wie vorstehend dargelegt, vorzugsweise ein chlorierungsbeständiges Lösungs-Nerdünnungsmittel. Wiederum können poly- und perchlorierte und/oder -fluorierte Alkane, Cycloalkane und Benzole für diesen Zweck verwendet werden.If the polyalkene is sufficiently fluid at 140°C and above, there is usually no need to use an additional substantially inert, normally liquid solvent/diluent in the one-step process. However, if a solvent/diluent is used, it is preferably a chlorination-resistant solvent/diluent, as set forth above. Again, poly- and perchlorinated and/or -fluorinated alkanes, cycloalkanes and benzenes can be used for this purpose.

Während des Einstufenverfahrens kann Chlor kontinuierlich oder diskontinuierlich zugesetzt werden. Die Zugabegeschwindigkeit ist nicht kritisch, obwohl zur maximalen Ausnutzung des Chlors die Zugabegeschwindigkeit in etwa der Geschwindigkeit des Chlorverbrauchs im Laufe der Umsetzung entsprechen sollte. Wenn die Zugabegeschwindigkeit des Chlors die Geschwindigkeit des Chlorverbrauchs übersteigt, entweicht Chlor aus dem Reaktionsgemisch. Häufig ist es vorteilhaft, ein geschlossenes System zu verwenden, einschließlich eines Drucks, größer als Atmosphärendruck, um Chlorverlust zu verhindern und damit die Nutzung von Chlor zu maximieren.During the one-step process, chlorine can be added continuously or intermittently. The rate of addition is not critical, although to maximize chlorine utilization, the rate of addition should be approximately equal to the rate of chlorine consumption during the course of the reaction. If the rate of addition of chlorine exceeds the rate of chlorine consumption, chlorine will escape from the reaction mixture. It is often advantageous to use a closed system, including a pressure, greater than atmospheric pressure to prevent chlorine loss and thus maximize the use of chlorine.

Die minimale Temperatur, bei der die Umsetzung im Einstufenverfahren bei einer vernünftigen Geschwindigkeit stattfindet, beträgt 140ºC. Daher liegt die minimale Temperatur, bei der das Verfahren normalerweise durchgeführt wird, in der Nähe von 140ºC. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt gewöhnlich zwischen 160 und 220ºC. Höhere Temperaturen wie 250ºC oder sogar noch höhere Temperaturen können eingesetzt werden, aber gewöhnlich mit nur geringen Vorteilen. Tatsächlich sind Temperaturen oberhalb von 220ºC häufig nachteilig in Bezug auf die Herstellung der einzelnen erfindungsgemäßen acylierten Bernsteinsäurezusammensetzungen, weil sie dazu führen, daß die Polyalkene "gecrackt" werden (d. h., deren Molekulargewicht wird durch thermische Zersetzung verringert) und/oder der Maleinsäure-Reaktant zersetzt wird. Aus diesem Grund werden Maximaltemperaturen von 200-210ºC normalerweise nicht überschritten. Die obere Grenze der geeigneten Temperatur im Einstufenverfahren wird in erster Linie durch den Zersetzungspunkt der Komponenten im Reaktionsgemisch, einschließlich der Reaktanten und der gewünschten Produkte, bestimmt. Der Zersetzungspunkt ist die Temperatur, bei der eine so starke Zersetzung von jeglichem Reaktanten oder Produkt stattfindet, daß die Herstellung der gewünschten Produkte beeinflußt wird.The minimum temperature at which the reaction will occur at a reasonable rate in the one-step process is 140°C. Therefore, the minimum temperature at which the process is normally carried out is in the vicinity of 140°C. The preferred temperature range is usually between 160 and 220°C. Higher temperatures such as 250°C or even higher temperatures may be used, but usually with little benefit. In fact, temperatures above 220°C are often detrimental to the preparation of the individual acylated succinic acid compositions of the invention because they tend to "crack" the polyalkenes (i.e., reduce their molecular weight by thermal decomposition) and/or decompose the maleic acid reactant. For this reason, maximum temperatures of 200-210°C are normally not exceeded. The upper limit of the suitable temperature in the one-step process is determined primarily by the decomposition point of the components in the reaction mixture, including the reactants and the desired products. The decomposition point is the temperature at which sufficient decomposition of any reactant or product occurs to affect the production of the desired products.

Im Einstufenverfahren wird das Molverhältnis von Maleinsäure-Reaktanten zu Chlor so gewählt, daß mindestens etwa 1 Mol Chlor pro Mol Maleinsäure-Reaktant in das Produkt aufgenommen wird. Darüber hinaus wird aus praktischen Gründen ein geringer Überschuß, gewöhnlich im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% Chlor, eingesetzt, um jeglichen Chlorverlust aus dem Reaktionsgemisch auszugleichen. Größere Mengen von überschüssigem Chlor können verwendet werden, aber dies scheint nicht zu vorteilhaften Ergebnissen zu führen.In the one-step process, the molar ratio of maleic reactants to chlorine is chosen so that at least about 1 mole of chlorine per mole of maleic reactant is incorporated into the product. In addition, for practical reasons, a slight excess, usually in the range of about 5% to about 30% by weight of chlorine, is used to compensate for any loss of chlorine from the reaction mixture. Larger amounts of excess chlorine can be used, but this does not appear to produce favorable results.

Das Molverhältnis von Polyalken zu Maleinsäure-Reaktant wird vorzugsweise so gewählt, daß mindestens etwa 1 Mol Maleinsäure-Reaktant pro Mol Polyalken vorliegt. Dies ist notwendig für das Vorliegen von mindestens 1,0 Bernsteinsäuregruppen pro Äquivalentgewicht der Substituentengruppe im Produkt. Vorzugsweise wird jedoch ein Überschuß von Maleinsäure- Reaktant verwendet. Daher werden gewöhnlich 5 bis 25% Überschuß des Maleinsäure- Reaktanten verwendet werden, relativ zu der Menge, die notwendig ist, um die gewünschte Anzahl von Bernsteinsäuregruppen im Produkt zu gewährleisten.The molar ratio of polyalkene to maleic reactant is preferably selected so that at least about 1 mole of maleic reactant is present per mole of polyalkene. This is necessary for the presence of at least 1.0 succinic groups per equivalent weight of substituent group in the product. Preferably, however, an excess of maleic reactant is used. Therefore, 5 to 25% excess of maleic reactant will usually be used, relative to the amount necessary to ensure the desired number of succinic groups in the product.

Die mit den Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen unter Bildung der Stickstoffenthaltenden Zusammensetzungen (C-3) umgesetzten Amine können Monoamine und Polyamine sein.The amines reacted with the succinic acid generating compounds to form the nitrogen-containing compositions (C-3) can be monoamines and polyamines.

Die Monoamine und Polyamine müssen innerhalb ihrer Struktur mindestens eine H-N< -Gruppe enthalten. Sie besitzen daher mindestens eine primäre (d. h. H&sub2; N-) oder sekundäre (d. h. H-N< )- Aminogruppe. Die Amine können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch, einschließlich aliphatisch-substituiert cycloaliphatisch, aliphatisch-substituiert aromatisch, ali- phatisch-substituiert heterocyclisch, cycloaliphatisch-substituiert aliphatisch, cycloaliphatischsubstituiert aromatisch, cycloaliphatisch-substituiert heterocyclisch, aromatisch-substituiert aliphatisch, aromatisch-substituiert cycloaliphatisch, aromatisch-substituiert heterocyclischsubstituiert alicyclisch und heterocyclisch-substituierte aromatische Amine sein und gesättigt oder ungesättigt sein. Die Amine können auch Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten oder -gruppen enthalten, solange diese Gruppen nicht wesentlich mit der Umsetzung der Amine mit den Acylierungsmitteln dieser Erfindung in Wechselwirkung treten. Solche Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituenten oder -gruppen beinhalten niedere Alkoxy-, niedere Alkylmercapto-, Nitrogruppen, unterbrechende Gruppen wie -O- und -S- (z. B. in Gruppen wie -CH&sub2;CH&sub2;-X- CH&sub2;CH&sub2;-, wobei X -O- oder -S- ist). Im allgemeinen kann das Amin von (C-3) durch die allgemeine FormelThe monoamines and polyamines must contain at least one H-N< group within their structure. They therefore have at least one primary (i.e. H₂N-) or secondary (i.e. H-N<) amino group. The amines can be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic, including aliphatic-substituted cycloaliphatic, aliphatic-substituted aromatic, aliphatic-substituted heterocyclic, cycloaliphatic-substituted aliphatic, cycloaliphatic-substituted aromatic, cycloaliphatic-substituted heterocyclic, aromatic-substituted aliphatic, aromatic-substituted cycloaliphatic, aromatic-substituted heterocyclic-substituted alicyclic and heterocyclic-substituted aromatic amines and can be saturated or unsaturated. The amines may also contain non-hydrocarbon substituents or groups so long as these groups do not significantly interfere with the reaction of the amines with the acylating agents of this invention. Such non-hydrocarbon substituents or groups include lower alkoxy, lower alkyl mercapto, nitro groups, interrupting groups such as -O- and -S- (e.g., in groups such as -CH₂CH₂-X- CH₂CH₂-, where X is -O- or -S-). In general, the amine of (C-3) can be represented by the general formula

R¹&sup4;R¹&sup5;NHR¹�sup4;R¹�sup5;NH

dargestellt werden, in der die Reste R¹&sup4; und R¹&sup5; jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder Kohlenwasserstoff, Amino-substituierte Kohlenwasserstoff-, Hydroxy-substituierte Kohlenwasserstoff-, Alkoxy-substituierte Kohlenwasserstoff-, Amino-, Carbamyl-, Thiocarbamyl-, Guanyl- und Acylimidoylgruppen sind, mit der Maßgabe, daß nur einer der Reste R¹&sup4; und R¹&sup5; ein Wasserstoffatom sein kann.wherein R¹⁴ and R¹⁵ are each independently hydrogen or hydrocarbon, amino-substituted hydrocarbon, hydroxy-substituted hydrocarbon, alkoxy-substituted hydrocarbon, amino, carbamyl, thiocarbamyl, guanyl and acylimidoyl groups, with the proviso that only one of R¹⁴ and R¹⁵ can be hydrogen.

Mit Ausnahme des verzweigtkettigen Polyalkylenpolyamins, der Polyoxyalkylenpolyamine und den nachstehend detaillierter beschriebenen Hydrocarbyl-substituierten Aminen mit hohem Molekulargewicht, enthalten die Amine gewöhnlich insgesamt weniger als etwa 40 Kohlenstoffatome und gewöhnlich insgesamt nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatome.Except for the branched chain polyalkylenepolyamine, the polyoxyalkylenepolyamines, and the high molecular weight hydrocarbyl-substituted amines described in more detail below, the amines usually contain less than about 40 total carbon atoms and usually no more than about 20 total carbon atoms.

Aliphatische Monoamine beinhalten monoaliphatisch- und dialiphatisch-substituierte Amine, wobei die aliphatischen Gruppen gesättigt oder ungesättigt und geradkettig oder verzweigtkettig sein können. Es handelt sich folglich um primäre oder sekundäre aliphatische Amine. Solche Amine beinhalten beispielsweise Mono- und Dialkyl-substituierte Amine, Mono- und Dialkenyl-substituierte Amine und Amine mit einem N-Alkenylsubstituenten und einem N-Alkylsubstituenten und dergleichen. Die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in diesen aliphatischen Monoaminen wird, wie vorstehend erwähnt, normalerweise etwa 40 und gewöhnlich etwa 20 Kohlenstoffatome nicht überschreiten. Spezielle Beispiele solcher Monoamine beinhalten Ethylamin, Diethylamin, n-Butylamin, Di-n-butylamin, Allylamin, Isobutylamin, Cocoamin, Stearylamin, Laurylamin, Methyllaurylamin, Oleylamin, N-Methyloctylamin, Dodecylamin, Octadecylamin. Beispiele von cycloaliphatisch-substituierten aliphatischen Aminen, aromatisch-substituierten aliphatischen Aminen und heterocyclisch-substituierten aliphatischen Aminen beinhalten 2-(Cyclohexyl)-ethylamin, Benzylamin, Phenethylamin und 3-(Furylpropyl)-amin.Aliphatic monoamines include monoaliphatic and dialiphatic substituted amines, where the aliphatic groups can be saturated or unsaturated and straight-chain or branched-chain. They are therefore primary or secondary aliphatic amines. Such amines include, for example, mono- and dialkyl-substituted amines, mono- and dialkenyl-substituted amines and amines having an N-alkenyl substituent and an N-alkyl substituent and the like. The total number of carbon atoms in these aliphatic monoamines will, as mentioned above, normally be about 40 and usually about 20. carbon atoms. Specific examples of such monoamines include ethylamine, diethylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, allylamine, isobutylamine, cocoamine, stearylamine, laurylamine, methyllaurylamine, oleylamine, N-methyloctylamine, dodecylamine, octadecylamine. Examples of cycloaliphatic-substituted aliphatic amines, aromatic-substituted aliphatic amines and heterocyclic-substituted aliphatic amines include 2-(cyclohexyl)ethylamine, benzylamine, phenethylamine and 3-(furylpropyl)amine.

Cycloaliphatische Monosmine sind die Monoamine, bei denen ein cycloaliphatischer Substituent direkt über ein Kohlenstoffatom in der cyclischen Ringstruktur an den Aminstickstoff gebunden ist. Beispiele von cycloaliphatischen Monoaminen beinhalten Cyclohexylamine, Cyclopentylamine, Cyclohexenylamine, Cyclopentenylamine, N-Ethylcyclohexylamin und Dicyclohexylamine. Beispiele für aliphatisch-substituierte, aromatisch-substituierte und heterocyclisch-substituierte cycloaliphatische Monoamine sind Propyl-substituierte Cyclohexylamine, Phenyl-substituierte Cyclopentylamine und Pyranyl-substituiertes Cyclohexylamin.Cycloaliphatic monoamines are the monoamines in which a cycloaliphatic substituent is directly attached to the amine nitrogen through a carbon atom in the cyclic ring structure. Examples of cycloaliphatic monoamines include cyclohexylamines, cyclopentylamines, cyclohexenylamines, cyclopentenylamines, N-ethylcyclohexylamine and dicyclohexylamine. Examples of aliphatic-substituted, aromatic-substituted and heterocyclic-substituted cycloaliphatic monoamines are propyl-substituted cyclohexylamines, phenyl-substituted cyclopentylamines and pyranyl-substituted cyclohexylamine.

Aromatische Amine beinhalten die Monoamine, bei denen ein Kohlenstoffatom der aromatischen Ringstruktur direkt an den Aminstickstoff gebunden ist. Der aromatische Ring wird gewöhnlich ein einkerniger aromatischer Ring sein (d. h. ein von Benzol abgeleiteter Ring), aber es sind auch anellierte aromatische Ringe eingeschlossen, insbesondere die von Naphthalin abgeleiteten Ringe. Beispiele von aromatischen Monoaminen beinhalten Anilin, Di-(pmethylphenyl)-amin, Naphthylamin und N,N-Dibutylanilin. Beispiele von aliphatisch-substituierten, cycloaliphatisch-substituierten und heterocyclisch-substituierten aromatischen Monoaminen sind p-Ethoxyanilin, p-Dodecylanilin, Cyclohexyl-substituiertes Naphthylamin und Thienylsubstituiertes Anilin.Aromatic amines include those monoamines in which one carbon atom of the aromatic ring structure is directly bonded to the amine nitrogen. The aromatic ring will usually be a mononuclear aromatic ring (i.e. a ring derived from benzene), but fused aromatic rings are also included, particularly those derived from naphthalene. Examples of aromatic monoamines include aniline, di(p-methylphenyl)amine, naphthylamine and N,N-dibutylaniline. Examples of aliphatic-substituted, cycloaliphatic-substituted and heterocyclic-substituted aromatic monoamines are p-ethoxyaniline, p-dodecylaniline, cyclohexyl-substituted naphthylamine and thienyl-substituted aniline.

Die Polyamine, von denen sich (C-3) ableitet, beinhalten grundsätzlich Alkylenamine, die im wesentlichen der allgemeinen Formel The polyamines from which (C-3) is derived basically include alkyleneamines which essentially correspond to the general formula

entsprechen, in der t eine ganze Zahl vorzugsweise kleiner als 10 ist, der Rest A ein Wasserstoffatom oder eine im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff bestehende Gruppe mit vorzugsweise bis zu 30 Kohlenstoffatomen ist und in der die Alkylengruppe vorzugsweise eine niedere Alkylengruppe mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen ist. Die Alkylenamine beinhalten grundsätzlich Methylenamine, Ethylenamine, Hexylenamine, Heptylenamine, Octylenamine und andere Polymethylenamine. Spezielle Beispiele dafür sind: Ethylendiamin, Triethylentetramin, Propylendiamin, Decamethylendiamin, Octamethylendiamin, Di-(heptamethylen)-triamin, Tripropylentetramin, Tetraethylenpentamin, Trimethylendiamin, Pentaethylenhexamin, Di- (trimethylen)-triamin. Höhere Homologe, wie sie durch Kondensieren von zwei oder mehreren der vorstehend veranschaulichten Alkylenamine erhalten werden, sind gleichermaßen geeignet.in which t is an integer preferably less than 10, the radical A is a hydrogen atom or a group consisting essentially of hydrocarbons and preferably having up to 30 carbon atoms and in which the alkylene group is preferably a lower alkylene group having less than 8 carbon atoms. The alkyleneamines basically include methyleneamines, ethyleneamines, hexylenamines, heptylenamines, octylenamines and other polymethyleneamines. Specific examples are: ethylenediamine, triethylenetetramine, Propylenediamine, decamethylenediamine, octamethylenediamine, di-(heptamethylene)triamine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, trimethylenediamine, pentaethylenehexamine, di-(trimethylene)triamine. Higher homologues such as those obtained by condensing two or more of the alkyleneamines illustrated above are equally suitable.

Ethylenamine sind besonders geeignet. Sie werden detailliert unter der Überschrift "Ethylene Amines" in Kirk Othmers "Encyclopedia of Chemical Technology", Bd. 5. Seiten 898-905, Interscience Publishers, New York (1950) beschrieben. Solche Verbindungen werden am zweckmäßigsten durch die Umsetzung eines Alkylenchlorids mit Ammoniak hergestellt. Die Umsetzung führt zur Bildung eines eher komplexen Gemisches von Alkylenaminen, einschließlich cyclischen Kondensationsprodukten wie Piperazinen. Diese Gemische können im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Andererseits können ziemlich zufriedenstellende Produkte auch durch die Verwendung von reinen Alkylenaminen erhalten werden. Ein sowohl aus Gründen der Wirtschaftlichkeit als auch aus Gründen der Wirksamkeit der davon abgeleiteten Produkte besonders geeignetes Alkylenamin ist ein Gemisch von Ethylenaminen, die durch die Umsetzung von Ethylenchlorid und Ammoniak hergestellt werden und eine Zusammensetzung aufweisen, die der von Tetraethylenpentamin entspricht.Ethylene amines are particularly suitable. They are described in detail under the heading "Ethylene Amines" in Kirk Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology", Vol. 5, pages 898-905, Interscience Publishers, New York (1950). Such compounds are most conveniently prepared by the reaction of an alkylene chloride with ammonia. The reaction results in the formation of a rather complex mixture of alkylene amines, including cyclic condensation products such as piperazines. These mixtures can be used in the process of the invention. On the other hand, quite satisfactory products can also be obtained by the use of pure alkylene amines. An alkylene amine which is particularly suitable both for reasons of economy and for reasons of the effectiveness of the products derived therefrom is a mixture of ethylene amines prepared by the reaction of ethylene chloride and ammonia and having a composition corresponding to that of tetraethylene pentamine.

Hydroxyalkyl-substituierte Alkylenamine, d. h. Alkylenamine mit einem oder mehreren Hydroxyalkylsubstituenten an den Stickstoffatomen, sind gleichermaßen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Hydroxyalkyl-substituierten Alkylenamine sind vorzugsweise die, bei denen die Alkylgruppe eine niedere Alkylgruppe ist, d. h. eine Gruppe mit weniger als etwa 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele von solchen Aminen beinhalten N-(2- Hydroxyethyl)-ethylendiamin, N,N'-Bis-(2-hydroxyethyl)-ethylendiamin, 1-(2-Hydroxyethyl)- piperazin, Mono-(hydroxypropyl)-piperazin, Dihydroxypropyl-substituiertes Tetraethylenpentamin, N-(3-Hydroxypropyl)-tetramethylendiamin und 2-Heptadecyl-1-(2-hydroxyethyl)-imidazolin.Hydroxyalkyl-substituted alkyleneamines, i.e., alkyleneamines having one or more hydroxyalkyl substituents on the nitrogen atoms, are equally contemplated for use in the present invention. The hydroxyalkyl-substituted alkyleneamines are preferably those in which the alkyl group is a lower alkyl group, i.e., a group having less than about 6 carbon atoms. Examples of such amines include N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, N,N'-bis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, 1-(2-hydroxyethyl)piperazine, mono(hydroxypropyl)piperazine, dihydroxypropyl-substitutedtetraethylenepentamine, N-(3-hydroxypropyl)tetramethylenediamine, and 2-heptadecyl-1-(2-hydroxyethyl)imidazoline.

Höhere Homologe, wie sie durch Kondensation der vorstehend veranschaulichten Alkylenamine oder Hydroxyalkyl-substituierten Alkylenamine durch Aminoreste oder durch Hydroxyreste erhalten werden, sind gleichmaßen geeignet. Es ist klar, daß Kondensation durch Aminoreste zu einem höheren Amin führt, begleitet von der Entfernung von Ammoniak, und daß Kondensation durch die Hydroxyreste zu einem Produkt mit Etherbindungen führt, begleitet von der Entfernung von Wasser.Higher homologues such as those obtained by condensation of the above-illustrated alkyleneamines or hydroxyalkyl-substituted alkyleneamines through amino groups or through hydroxy groups are equally suitable. It is clear that condensation through amino groups leads to a higher amine accompanied by removal of ammonia and that condensation through the hydroxy groups leads to a product with ether linkages accompanied by removal of water.

Heterocyclische Mono- und Polyamine können auch zur Herstellung der Stickstoffenthaltenden Zusammensetzungen (C-3) verwendet werden. Wie hier verwendet, soll die Terminologie "heterocyclisch(e) Mono- und Polyamin(e)" die heterocyclischen Amine beschreiben, die mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens ein Stickstoffatom als ein Heteroatom im heterocyclischen Ring enthalten. Solange jedoch mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe in den heterocyclischen Mono- und Polyaminen vorliegt, kann das Heteroatom im Ring ein tertiäres Amin-Stickstoffatom sein; d. h. ein Stickstoffatom, das kein direkt an das Ring-Stickstoffatom gebundenes Wasserstoffatom enthält. Heterocyclische Amine können gesättigt oder ungesättigt sein und können verschiedene Substituenten wie Nitro-, Alkoxy-, Alkylmercapto-, Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylsubstituenten enthalten. Im allgemeinen wird die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in den Substituenten die Zahl 20 nicht überschreiten. Heterocyclische Amine können andere Heteroatome als Stickstoffatome enthalten, insbesondere Sauerstoff und Schwefel. Offensichtlich können sie mehr als ein Stickstoff-Heteroatom enthalten. Die 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Ringe sind bevorzugt.Heterocyclic mono- and polyamines can also be used to prepare the nitrogen-containing compositions (C-3). As used herein, the terminology "heterocyclic mono- and polyamine(s)" is intended to describe the heterocyclic amines that contain at least one primary or secondary amino group and at least one nitrogen atom as a heteroatom in the heterocyclic ring. However, as long as at least one primary or secondary amino group is present in the heterocyclic mono- and polyamines, the heteroatom in the ring can be a tertiary amine nitrogen atom; i.e., a nitrogen atom that does not contain a hydrogen atom directly bonded to the ring nitrogen atom. Heterocyclic amines can be saturated or unsaturated and can contain various substituents such as nitro, alkoxy, alkylmercapto, alkyl, alkenyl, aryl, alkaryl, or aralkyl substituents. In general, the total number of carbon atoms in the substituents will not exceed 20. Heterocyclic amines may contain heteroatoms other than nitrogen atoms, particularly oxygen and sulfur. Obviously, they may contain more than one nitrogen heteroatom. The 5- and 6-membered heterocyclic rings are preferred.

Unter den geeignete Heterocyclen sind Aziridine, Azetidine, Azolidine, Tetra- und Dihydropyridine, Pyrrole, Indole, Piperidine, Imidazole, Di- und Tetrahydroimidazole, Piperazine, Isoindole, Purine, Morpholine, Thiomorpholine, N-Aminoalkylmorpholine, N-Aminoalkylthiomorpholine, N- Aminoalkylpiperazine, N,N'-Diaminoalkylpiperazine, Azepine, Azozine, Azonine, Azezine und Tetra-, Di- und Perhydro-Derivate jeder der vorstehenden Verbindungen und Gemische von zwei oder mehreren dieser heterocyclischen Amine. Bevorzugte heterocyclische Amine sind die gesättigten 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Amine, die nur Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel im Heteroring enthalten, insbesondere die Piperidine, Piperazine, Thiomorpholine, Morpholine, Pyrrolidine und dergleichen. Piperidin, Aminoalkyl-substituierte Piperidine, Piperazin, Aminoalkyl-substituierte Piperazine, Morpholin, Aminoalkyl-substituierte Morpholine, Pyrrolidin und Aminoalkyl-substituierte Pyrrolidine sind besonders bevorzugt. Gewöhnlich sind die Aminoalkylsubstituenten an einem Stickstoffatom substituiert, das einen Teil des Heterorings bildet. Spezielle Beispiele solcher heterocyclischen Amine beinhalten N-Aminopropylmorpholin, N-Aminoethylpiperazin und N,N'-Diaminoethylpiperazin.Among the suitable heterocycles are aziridines, azetidines, azolidines, tetra- and dihydropyridines, pyrroles, indoles, piperidines, imidazoles, di- and tetrahydroimidazoles, piperazines, isoindoles, purines, morpholines, thiomorpholines, N-aminoalkylmorpholines, N-aminoalkylthiomorpholines, N-aminoalkylpiperazines, N,N'-diaminoalkylpiperazines, azepines, azozines, azonines, azezines and tetra-, di- and perhydro derivatives of any of the foregoing compounds and mixtures of two or more of these heterocyclic amines. Preferred heterocyclic amines are the saturated 5- and 6-membered heterocyclic amines containing only nitrogen, oxygen and/or sulfur in the hetero ring, especially the piperidines, piperazines, thiomorpholines, morpholines, pyrrolidines and the like. Piperidine, aminoalkyl-substituted piperidines, piperazine, aminoalkyl-substituted piperazines, morpholine, aminoalkyl-substituted morpholines, pyrrolidine and aminoalkyl-substituted pyrrolidines are particularly preferred. Usually, the aminoalkyl substituents are substituted on a nitrogen atom forming part of the heterocycle. Specific examples of such heterocyclic amines include N-aminopropylmorpholine, N-aminoethylpiperazine and N,N'-diaminoethylpiperazine.

Die durch Umsetzung der Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen und der vorstehend beschriebenen Amine erhaltenen Stickstoff-enthaltenden Zusammensetzungen (C-3) können Aminsalze, Amide, Imide, Imidazoline sowie deren Gemische sein. Um die Stickstoff-enthaltende Zusammensetzung (C-3) herzustellen, wird eine oder mehrere der Bernsteinsäureerzeugenden Verbindungen und eines oder mehrere der Amine erhitzt, gegebenenfalls in Gegenwart eines normalerweise flüssigen, im wesentlichen inerten organischen flüssigen Lösungs-Nerdünnungsmittels bei einer erhöhten Temperatur im allgemeinen im Bereich von 80ºC bis zum Zersetzungspunkt des Gemisches oder des Produkts. Normalerweise werden Temperaturen im Bereich von 100ºC bis 300ºC verwendet, mit der Maßgabe, daß 300ºC nicht über dem Zersetzungspunkt liegt.The nitrogen-containing compositions (C-3) obtained by reacting the succinic acid-producing compounds and the amines described above can be amine salts, amides, imides, imidazolines and mixtures thereof. To prepare the nitrogen-containing composition (C-3), one or more of the succinic acid-producing compounds and one or more of the amines are heated, optionally in the presence of a normally liquid, substantially inert organic liquid Solvent/diluent at an elevated temperature generally in the range of 80ºC to the decomposition point of the mixture or product. Normally temperatures in the range of 100ºC to 300ºC are used, provided that 300ºC is not above the decomposition point.

Die Bernsteinsäure-erzeugende Verbindung und das Amin werden in ausreichenden Mengen umgesetzt, um mindestens etwa ein halbes Äquivalent des Amins pro Äquivalent der Säureerzeugenden Verbindung bereitzustellen. Im allgemeinen wird die maximal vorliegende Aminmenge etwa 2 Mol Amin pro Äquivalent der Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung betragen. Für die Zwecke dieser Erfindung ist 1 Äquivalent des Amins die Menge des Amins, die dem Gesamtgewicht von Amin dividiert durch die Gesamtzahl von vorliegenden Stickstoffatomen entspricht. Daher hat Octylamin ein Äquivalentgewicht gleich dessen Molekulargewicht; Ethylendiamin hat ein Äquivalentgewicht gleich der Hälfte von dessen Molekulargewicht, und Aminoethylpiperazin hat ein Äquivalentgewicht gleich einem Drittel von dessen Molekulargewicht. Die Anzahl der Äquivalente der Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung wird mit der Anzahl der darin vorliegenden Bernsteinsäuregruppen variieren, und im allgemeinen liegen 2 Äquivalente des Acylierungsregeagenz für jede Bernsteinsäuregruppe in den Acylierungsmitteln vor. Zur Bestimmung der Anzahl der Carboxylfunktionen (z. B. Säurezahl, Verseifungszahl) und folglich der Anzahl von Äquivalenten des für die Umsetzung mit dem Amin zur Verfügung stehenden Acylierungsmittels können herkömmliche Techniken eingesetzt werden. Zusätzliche Details und Beispiele der Verfahren zur Herstellung der Stickstoff-enthaltenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung durch Umsetzung von Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindungen und Aminen sind z. B. in den US-PSen 3,172,892, 3,219,666, 3,272,746 und 4,234,435 enthalten.The succinic acid generating compound and the amine are reacted in sufficient amounts to provide at least about one-half of an equivalent of the amine per equivalent of the acid generating compound. Generally, the maximum amount of amine present will be about 2 moles of amine per equivalent of the succinic acid generating compound. For the purposes of this invention, 1 equivalent of the amine is the amount of amine equal to the total weight of amine divided by the total number of nitrogen atoms present. Therefore, octylamine has an equivalent weight equal to its molecular weight; ethylenediamine has an equivalent weight equal to one-half of its molecular weight, and aminoethylpiperazine has an equivalent weight equal to one-third of its molecular weight. The number of equivalents of succinic acid generating compound will vary with the number of succinic acid groups present therein, and generally there will be 2 equivalents of acylating reagent for each succinic acid group in the acylating agents. Conventional techniques can be used to determine the number of carboxyl functions (e.g., acid number, saponification number) and hence the number of equivalents of acylating reagent available for reaction with the amine. Additional details and examples of methods for preparing the nitrogen-containing compositions of the present invention by reacting succinic acid generating compounds and amines are contained, for example, in U.S. Patents 3,172,892, 3,219,666, 3,272,746 and 4,234,435.

Sauerstoff-verbrückte Dispersants umfassen die Ester der vorstehend beschriebenen Carbonsäuren, wie sie beispielsweise in den vorstehend erwähnten US-PSen 3,381,022 und 3,542,678 beschrieben wurden. Als solche enthalten sie Acyl- oder, gegebenenfalls, Acylimidoylgruppen. (Ein Sauerstoff-verbrücktes Dispersant, das eine Acyloxygruppe als die polare Gruppe enthält, würde ein Peroxid sein, das wahrscheinlich unter allen Verwendungsbedingungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nicht stabil sein würde.) Diese Ester werden vorzugsweise durch herkömmliche Verfahren hergestellt, gewöhnlich die Umsetzung (häufig in Gegenwart eines sauren Katalysators) der Carbonsäure-erzeugenden Verbindung mit einer aromatischen Verbindung wie einem Phenol oder Naphthol. Die bevorzugten Hydroxyverbindungen sind Alkohole mit bis zu 40 aliphatischen Kohlenstoffatomen. Diese können einwertige Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isooctanol, Dodecanol, Cyclohexanol, Neopentylalkohol und Monomethylester von Ethylenglykol sein, oder mehrwertige Alkohole einschließlich Ethylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Tetramethylenglykol, Pentaerythrit, Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan (THAM) und Glycerin. Kohlenhydrate (z. B. Zucker, Stärken, Cellulose) sind ebenso geeignet wie partiell veresterte Derivate von mehrwertigen Alkoholen mit mindestens drei Hydroxygruppen.Oxygen-bridged dispersants include the esters of the carboxylic acids described above, such as those described in the aforementioned U.S. Patents 3,381,022 and 3,542,678. As such, they contain acyl or, optionally, acylimidoyl groups. (An oxygen-bridged dispersant containing an acyloxy group as the polar group would be a peroxide, which would likely not be stable under all conditions of use of the compositions of the invention.) These esters are preferably prepared by conventional methods, usually the reaction (often in the presence of an acid catalyst) of the carboxylic acid generating compound with an aromatic compound such as a phenol or naphthol. The preferred hydroxy compounds are alcohols having up to 40 aliphatic carbon atoms. These can be monohydric alcohols such as methanol, ethanol, isooctanol, dodecanol, cyclohexanol, neopentyl alcohol, and monomethyl esters of ethylene glycol, or polyhydric alcohols including ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, tetramethylene glycol, pentaerythritol, tris-(hydroxymethyl)-aminomethane (THAM) and glycerin. Carbohydrates (e.g. sugar, starches, cellulose) are also suitable, as are partially esterified derivatives of polyhydric alcohols with at least three hydroxyl groups.

Eine besonders bevorzugte Hydroxyverbindung, die mit der Bernsteinsäure-erzeugenden Verbindung umgesetzt wird, ist eine organische Hydroxyverbindung der allgemeinen Formel A particularly preferred hydroxy compound which is reacted with the succinic acid-producing compound is an organic hydroxy compound of the general formula

in der die Reste R¹&sup6; und R¹&sup7; aliphatische Gruppen sind, die unabhängig 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, der Rest R¹&sup8; eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist und n eine Zahl von 1 bis 3 ist. Vorzugsweise enthalten die Reste R¹&sup6;, R¹&sup7; und R¹&sup8; bis zu 3 Kohlenstoffatome und n hat den Wert 1. Die ganz besonders bevorzugte Hydroxyverbindung ist N,N-Dimethylethanolamin.in which R¹⁶ and R¹⁷ are aliphatic groups which independently contain 1 to 8 carbon atoms, R¹⁸ is an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms and n is a number from 1 to 3. Preferably R¹⁶, R¹⁷ and R¹⁷ contain up to 3 carbon atoms and n is 1. The most preferred hydroxy compound is N,N-dimethylethanolamine.

Die Umsetzung wird gewöhnlich bei einer Temperatur oberhalb 100ºC und typischerweise bei 150-300ºC durchgeführt. Die Ester können neutral oder sauer sein oder sie können unveresterte Hydroxylgruppen enthalten, gemäß einem Verhältnis oder Äquivalenten von Säureerzeugender Verbindung zu Hydroxyverbindung von gleich, größer als oder kleiner als 1 : 1.The reaction is usually carried out at a temperature above 100ºC and typically at 150-300ºC. The esters may be neutral or acidic or they may contain unesterified hydroxyl groups according to a ratio or equivalents of acid generating compound to hydroxy compound equal to, greater than or less than 1:1.

Es ist klar, daß die Sauerstoff-verbrückten Dispersants normalerweise im wesentlichen neutral oder sauer sind. Für die Zwecke dieser Erfindung gehören sie zu den bevorzugten Ester-Dispersants.It will be appreciated that the oxygen-bridged dispersants are normally essentially neutral or acidic. For the purposes of this invention, they are among the preferred ester dispersants.

Es ist möglich, gemischte Sauerstoff und Stickstoff-verbrückte Dispersants durch gleichzeitiges oder, vorzugsweise, aufeinanderfolgendes Umsetzen des Acylierungsmittels mit Stickstoffenthaltenden und Hydroxy-Reagenzien in einem Verhältnis von 10 : 1 und 1 : 10, auf einer Basis des Äquivalentgewichts, herzustellen. Die, Verfahren zur Herstellung der gemischten Sauerstoff- und Stickstoff-verbrückten Dispersants sind im allgemeinen die gleichen wie für die einzelnen beschriebenen Dispersants, mit der Ausnahme, daß zwei Quellen für die Gruppe (ii) verwendet werden. Wie vorstehend angemerkt, werden im wesentlichen neutrale oder saure Dispersants bevorzugt, und ein typisches Verfahren zur Herstellung von gemischten Sauerstoff und Stickstoff-verbrückten Dispersants dieses Typs (die besonders bevorzugt sind) ist die Umsetzung des Acylierungsmittels mit zunächst dem Hydroxy-Reagenz und nachfolgend die Umsetzung des so erhaltenen Zwischenprodukts mit einem geeigneten Stickstoffenthaltenden Reagenz in einer Menge, um ein im wesentlichen neutrales oder saures Produkt zu erhalten. Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele veranschaulichen das Verfahren zur Herstellung der in dieser Erfindung geeigneten Carbonsäure-Dispersantzusammensetzungen:It is possible to prepare mixed oxygen and nitrogen-bridged dispersants by simultaneously or, preferably, sequentially reacting the acylating agent with nitrogen-containing and hydroxy reagents in a ratio of 10:1 and 1:10, on an equivalent weight basis. The methods for preparing the mixed oxygen and nitrogen-bridged dispersants are generally the same as for the individual dispersants described, with the exception that two sources are used for group (ii). As noted above, substantially neutral or acidic dispersants are preferred, and a typical method for preparing mixed oxygen and nitrogen-bridged dispersants of this type (which are particularly preferred) is to react the acylating agent first with the hydroxy reagent and subsequently reacting the intermediate so obtained with a suitable nitrogen-containing reagent in an amount to obtain a substantially neutral or acidic product. The following non-limiting examples illustrate the process for preparing the carboxylic acid dispersant compositions useful in this invention:

Beispiel (C-3)-1Example (C-3)-1

Ein Polyisobutenyl-Bernsteinsäureanhydrid wird durch die Umsetzung eines chlorierten Polyisobutylens mit Maleinsäureanhydrid bei 200ºC hergestellt. Die Polyisobutenylgruppe hat ein mittleres Molekulargewicht von 850 und das erhaltene Alkenylbernsteinsäureanhydrid hat eine Säurezahl von 113 (entsprechend einem Äquivalentgewicht von 500). Einem Gemisch von 500 g (1 Äquivalent) dieses Polyisobutenyl-Bernsteinsäureanhydrids und 160 g Toluol werden bei Raumtemperatur 35 g (1 Äquivalent) Diethylentriamin zugesetzt. Die Zugabe wird portionsweise während eines Zeitraums von 15 Minuten durchgeführt und eine anfängliche exotherme Reaktion ließ die Temperatur auf 50ºC steigen. Das Gemisch wird dann erhitzt und ein Wasser-Toluol-Azeotrop wird aus dem Gemisch abdestilliert. Wenn kein weiteres Wasser mehr übergeht, wird das Gemisch auf 150ºC bei einem vermindertem Druck erhitzt, um das Toluol zu entfernen. Der Rückstand wird mit 350 g Mineralöl verdünnt, und diese Lösung hat einen Stickstoffgehalt von 1,6%.A polyisobutenyl succinic anhydride is prepared by reacting a chlorinated polyisobutylene with maleic anhydride at 200°C. The polyisobutenyl group has an average molecular weight of 850 and the resulting alkenyl succinic anhydride has an acid number of 113 (corresponding to an equivalent weight of 500). To a mixture of 500 g (1 equivalent) of this polyisobutenyl succinic anhydride and 160 g of toluene is added 35 g (1 equivalent) of diethylenetriamine at room temperature. The addition is carried out in portions over a period of 15 minutes and an initial exothermic reaction causes the temperature to rise to 50°C. The mixture is then heated and a water-toluene azeotrope is distilled from the mixture. When no more water passes over, the mixture is heated to 150ºC under reduced pressure to remove the toluene. The residue is diluted with 350 g of mineral oil and this solution has a nitrogen content of 1.6%.

Beispiel (C-3)-2Example (C-3)-2

Das Verfahren von Beispiel (C-3)-1 wird unter Verwendung von 31 g (1 Äquivalent) Ethylendiamin als der Aminreaktant wiederholt. Der Stickstoffgehalt des erhaltenen Produkts beträgt 1,4%.The procedure of Example (C-3)-1 is repeated using 31 g (1 equivalent) of ethylenediamine as the amine reactant. The nitrogen content of the resulting product is 1.4%.

Beispiel (C-3)-3Example (C-3)-3

Das Verfahren von Beispiel (C-3)-1 wird unter Verwendung von 55,5 g (1,5 Äquivalente) eines Ethylenamingemisches mit einer Zusammensetzung, die der von Triethylentetramin entspricht, wiederholt. Das erhaltene Produkt hat einen Stickstoffgehalt von 1,9%.The procedure of Example (C-3)-1 is repeated using 55.5 g (1.5 equivalents) of an ethyleneamine mixture having a composition corresponding to that of triethylenetetramine. The product obtained has a nitrogen content of 1.9%.

Beispiel (C-3)-4Example (C-3)-4

Das Verfahren von Beispiel (C-3)-1 wird unter Verwendung von 55,0 g (1,5 Äquivalente) Triethylentetramin als der Aminreaktant wiederholt. Das erhaltene Produkt hat einen Stickstoffgehalt von 2,9%.The procedure of Example (C-3)-1 is repeated using 55.0 g (1.5 equivalents) of triethylenetetramine as the amine reactant. The resulting product has a nitrogen content of 2.9%.

Beispiel (C-3)-5Example (C-3)-5

Eine acylierte Stickstoffzusammensetzung wird gemäß dem Verfahren von Beispiel (C-3)-1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Reaktionsgemisch 3800 g des Polyisobutenyl-Bernsteinsäureanyhdrids, 376 g eines Gemisches von Triethylentetramin und Diethylentriamin (75 : 25, Gewichtsverhältnis) und 2785 g Mineralöl enthält. Das Produkt hat einen Stickstoffgehalt von 2%.An acylated nitrogen composition is prepared according to the procedure of Example (C-3)-1 except that the reaction mixture contains 3800 g of the polyisobutenyl succinic anhydride, 376 g of a mixture of triethylenetetramine and diethylenetriamine (75:25, weight ratio) and 2785 g of mineral oil. The product has a nitrogen content of 2%.

Beispiel (C-3)-6Example (C-3)-6

Ein Gemisch von 510 Teilen (0,28 Mol) Polyisobuten (Mn = 1845; Mw = 5325) und 59 Teilen (0,59 Mol) Maleinsäureanhydrid wird auf 110ºC erhüzt. Das Gemisch wird in 7 Stunden auf 190ºC erhitzt, wobei während dieser Zeit 43 Teile (0,6 Mol) gasförmiges Chlor unterhalb der Oberfläche zugegeben werden. Bei 190-192ºC werden zusätzlich 11 Teile (0,16 Mol) des Chlors während 3,5 Stunden zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird unter Erhitzen bei 190- 193ºC mit Stickstoff für 10 Stunden abgestreift. Der Rückstand ist das gewünschte Polyisobuten-substituierte Bernsteinsäureacylierungsmittel mit einer Verseifungsäquivalentzahl von 87, bestimmt gemäß ASTM-Verfahren D-94.A mixture of 510 parts (0.28 mole) of polyisobutene (Mn = 1845; Mw = 5325) and 59 parts (0.59 mole) of maleic anhydride is heated to 110°C. The mixture is heated to 190°C in 7 hours, during which time 43 parts (0.6 mole) of gaseous chlorine is added below the surface. At 190-192°C, an additional 11 parts (0.16 mole) of the chlorine is added over 3.5 hours. The reaction mixture is stripped with nitrogen while heating at 190-193°C for 10 hours. The residue is the desired polyisobutene-substituted succinic acylating agent having a saponification equivalent number of 87, determined according to ASTM Method D-94.

Ein Gemisch wird durch Zugabe von 10,2 Teilen (0,25 Äquivalente) eines käuflichen Gemisches von Ethylenpolyaminen mit etwa 3 bis etwa 10 Stickstoffatomen pro Molekül zu 113 Teilen Mineralöl und 161 Teilen (0,2 Äquivalente) des substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittels bei 130ºC hergestellt. Das Reaktionsgemisch wird in 2 Stunden auf 150ºC erhitzt und mit Stickstoff abgestreift. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, wobei das Filtrat als eine Öllösung des gewünschten Produkts erhalten wird.A mixture is prepared by adding 10.2 parts (0.25 equivalents) of a commercially available mixture of ethylene polyamines containing from about 3 to about 10 nitrogen atoms per molecule to 113 parts mineral oil and 161 parts (0.2 equivalents) of the substituted succinic acylating agent at 130°C. The reaction mixture is heated to 150°C in 2 hours and stripped with nitrogen. The reaction mixture is filtered to give the filtrate as an oil solution of the desired product.

Beispiel (C-3)-7Example (C-3)-7

Ein Gemisch von 100 Teilen (0,495 Mol) Polyisobuten (Mn = 2020; Mw = 6049) und 115 Teilen (1,17 Mol) Maleinsäureanhydrid wird auf 100ºC erhitzt. Dieses Gemisch wird in 6 Stunden auf 184ºC erhitzt, wobei während dieser Zeit 85 Teile (1,2 Mol) gasförmiges Chlor unter der Oberfläche zugegeben werden. Bei 184-189ºC werden zusätzlich 59 Teile (0,83 Mol) Chlor während 4 Stunden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird durch Erhitzen bei 186-190ºC für 26 Stunden mit Stickstoff abgestreift. Der Rückstand ist das gewünschte Polyisobuten-substituierte Bernsteinsäureacylierungsmittel mit einer Verseifungsäquivalentzahl von 87, bestimmt gemäß ASTM-Verfahren D-94.A mixture of 100 parts (0.495 moles) polyisobutene (Mn = 2020; Mw = 6049) and 115 parts (1.17 moles) maleic anhydride is heated to 100°C. This mixture is heated to 184°C in 6 hours, during which time 85 parts (1.2 moles) of gaseous chlorine are added subsurface. At 184-189°C, an additional 59 parts (0.83 moles) of chlorine are added over 4 hours. The reaction mixture is stripped with nitrogen by heating at 186-190°C for 26 hours. The residue is the desired polyisobutene substituted succinic acylating agent having a saponification equivalent number of 87 as determined according to ASTM Method D-94.

Ein Gemisch wird durch Zugabe von 57 Teilen (1,38 Äquivalente) eines käuflichen Gemisches von Ethylenpolyaminen mit etwa 3 bis 10 Stickstoffatomen pro Molekül zu 1067 Teilen Mineralöl und 893 Teilen (1,38 Äquivalente) des substituierten Bernsteinsäureacylierungsmittels bei 140-145ºC hergestellt. Das Reaktionsgemisch wird in 3 Stunden auf 155ºC erhitzt und mit Stickstoff abgestreift. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, wobei das Filtrat als eine Öllösung des gewünschten Produkts erhalten wird.A mixture is prepared by adding 57 parts (1.38 equivalents) of a commercial mixture of ethylene polyamines containing about 3 to 10 nitrogen atoms per molecule to 1067 parts of mineral oil and 893 parts (1.38 equivalents) of the substituted succinic acylating agent at 140-145°C. The reaction mixture is heated to 155°C in 3 hours and stripped with nitrogen. The reaction mixture is filtered to give the filtrate as an oil solution of the desired product.

Beispiel (C-3)-8Example (C-3)-8

1000 Teile (3,09 Mol) Hexadecyl-Bernsteinsäureanhydrid werden mit 278 Teilen (3,12 Mol) N,N-Dimethylethanolamin versetzt. Die Bestandteile werden auf 93ºC erhitzt und bei dieser Temperatur für 1 Stunde gehalten. Das Produkt hat einen Stickstoffgehalt von 3,3%.1000 parts (3.09 mol) of hexadecyl succinic anhydride are mixed with 278 parts (3.12 mol) of N,N-dimethylethanolamine. The ingredients are heated to 93ºC and kept at this temperature for 1 hour. The product has a nitrogen content of 3.3%.

(C)(4) Das Antioxidationsmittel(C)(4) The antioxidant

Erfindungsgemäß verwendbare Antioxidationsmittel beinhalten Alkylphenole, Benzotriazole und aromatische Amine. Das Alkylphenol hat die Formel Antioxidants that can be used according to the invention include alkylphenols, benzotriazoles and aromatic amines. The alkylphenol has the formula

Die Benzotriazolverbindung hat die allgemeine Formel The benzotriazole compound has the general formula

in der der Rest R²³ eine Methylgruppe ist. Wenn der Rest R²³ ein Kohlenstoffatom enthält, kann die Benzotriazolverbindung ein Tolyltriazol der Formel in which the radical R²³ is a methyl group. If the radical R²³ contains a carbon atom, the benzotriazole compound can be a tolyltriazole of the formula

sein. Tolyltriazol ist unter dem Warenzeichen Cobratec TT-100 von Sherwin-Williams Chemical erhältlich.Tolyltriazole is available under the trademark Cobratec TT-100 from Sherwin-Williams Chemical.

Das aromatische Amin hat die allgemeine Formel The aromatic amine has the general formula

in der der Rest R²&sup4; die allgemeine Formel in which the radical R²&sup4; has the general formula

hat, in der der Rest R²&sup6; eine Nonylgruppe ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfaßt Komponente (C) ein nonyliertes Diphenylamin der Formel in which the radical R²⁶ is a nonyl group. In a particularly advantageous embodiment, component (C) comprises a nonylated diphenylamine of the formula

(D) Der Treib- bzw. Brennstoff(D) The fuel

Die Zusammensetzungen dieser Erfindung, (A), (B) und (C)(4), können direkt Treib- bzw. Brennstoffen zugesetzt werden. Vorzugsweise werden sie jedoch mit dem Treib- bzw. Brennstoff verdünnt, wobei ein Additivkonzentrat gebildet wird. Diese Konzentrate enthalten üblicherweise 10 bis 80 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und 20 bis 90 Gew.-% des Treib- bzw. Brennstoffs.The compositions of this invention, (A), (B) and (C)(4), can be added directly to fuels. Preferably, however, they are diluted with the fuel to form an additive concentrate. These concentrates typically contain from 10 to 80% by weight of the compositions of the invention and from 20 to 90% by weight of the fuel.

Die Treib- bzw. Brennstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten eine Hauptmenge eines normalerweise flüssigen Treib- bzw. Brennstoffs, umfassendThe fuel compositions of the present invention contain a major amount of a normally liquid fuel comprising

(1) einen Kohlenwasserstoff-haltigen Erdöldestillat-Treib- bzw. Brennstoff, wie Motorbenzin, gemäß ASTM-Spezifikation D439, und Dieselkraftstoff oder Heizöl, gemäß ASTM-Spezifikation D396. Normalerweise flüssige Treib- bzw. Brennstoffzusammensetzungen umfassen nicht-kohlenwasserstoffhaltige Materialien wie Alkohole, Ether, organische Nitroverbindungen und dergleichen (z. B. Methanol, Ethanol, Diethylether, Methylethylether, Nitromethan) sowie flüssige Treib- bzw. Brennstoffe, die Gemische von einem oder mehreren kohlenwasserstoffhaltigen Treib- bzw. Brennstoffen und einem oder mehreren nicht-kohlenwasserstoffhaltigen Materialien sind, liegen ebenso im Bereich dieser Erfindung. Beispiele von solchen Gemischen sind Kombinationen von Benzin und Ethanol und von Dieselkraftstoff und Ether. Besonders bevorzugt ist Benzin, d. h. ein Gemisch von Kohlenwasserstoff mit einem ASTM-Destillationsbereich von 60ºC am 10%-Destillationspunkt bis 205ºC am 90%-Destillationspunkt.(1) a hydrocarbon-containing petroleum distillate fuel such as motor gasoline, according to ASTM specification D439, and diesel fuel or heating oil, according to ASTM specification D396. Normally liquid fuel compositions include non-hydrocarbon materials such as alcohols, ethers, organic nitro compounds and the like (e.g., methanol, ethanol, diethyl ether, methyl ethyl ether, nitromethane) as well as liquid fuels which are mixtures of one or more hydrocarbon fuels and one or more non-hydrocarbon materials are also within the scope of this invention. Examples of such mixtures are combinations of gasoline and ethanol and of diesel fuel and ether. Particularly preferred is gasoline, i.e. a mixture of hydrocarbons having an ASTM distillation range of 60ºC at the 10% distillation point to 205ºC at the 90% distillation point.

Andere Treib- bzw. Brennstoffe, die verwendet werden können, sind:Other fuels that can be used are:

(2) synthetische Ester-Grundöle, die das Reaktionsprodukt einer Monocarbonsäure der allgemeinen Formel(2) synthetic ester base oils which are the reaction product of a monocarboxylic acid of the general formula

R¹&sup9;COOHR¹&sup9;COOH

oder einer Dicarbonsäure der allgemeinen Formel or a dicarboxylic acid of the general formula

mit einem Alkohol der allgemeinen Formelwith an alcohol of the general formula

R²¹(OH)nR²¹(OH)n

umfassen, wobei der Rest R¹&sup9; eine Hydrocarbylgruppe mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R²&sup0; ein Wasserstoffatom oder eine Hydrocarbylgruppe mit 4 bis 50 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R²¹ eine Hydrocarbylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.wherein R¹⁹9 is a hydrocarbyl group having 4 to 24 carbon atoms, R²⁹0 is a hydrogen atom or a hydrocarbyl group having 4 to 50 carbon atoms, the residue R²¹ is a hydrocarbyl group having 1 to 24 carbon atoms, m is an integer from 0 to 6 and n is an integer from 1 to 6.

Geeignete Monocarbonsäuren sind die isomeren Carbonsäuren von Pentan-, Hexan-, Octan-, Nonan-, Decan-, Undecan- und Dodecansäuren. Wenn der Rest R³&sup7; ein Wasserstoffatom ist, sind geeignete Dicarbonsäuren Bernsteinsäure, Maleinsäure, Azelainsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure und Adipinsäure. Wenn der Rest R³&sup7; eine Hydrocarbylgruppe mit 4 bis 50 Kohlenstoffatomen ist, sind geeignete Dicarbonsäuren Alkylbernsteinsäuren und Alkenylbernsteinsäuren. Verwendbare Alkohole sind Methylalkohol, Ethylalkohol, Butylalkohol, die isomeren Pentylalkohole, die isomeren Hexylalkohole, Dodecylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Trimethololpropan, Bis-trimethololpropan. Spezielle Beispiele dieser Ester beinhalten Dibutyladipat, Di-(2-ethylhexyl)-sebacat, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacat, Diisooctylazelat, Diisodecylazelat, Dioctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacat, Di-2-ethylhexyldiester von Linolsäure-Dimer, die durch Umsetzung von 1 Mol Sebacinsäure mit 2 Mol Tetraethylenglykol und 2 Mol 2-Ethylhexansäure gebildeten komplexen Ester, der durch Umsetzen von 1 Mol Adipinsäure mit 2 Mol eines Alkohols mit 9 Kohlenstoffatomen, abgeleitet vom Oxo-Verfahren eines 1-Buten-Dimers gebildete Ester.Suitable monocarboxylic acids are the isomeric carboxylic acids of pentanoic, hexanoic, octanoic, nonanoic, decanoic, undecanoic and dodecanoic acids. When R37 is hydrogen, suitable dicarboxylic acids are succinic, maleic, azelaic, suberic, sebacic, fumaric and adipic acid. When R37 is a hydrocarbyl group having 4 to 50 carbon atoms, suitable dicarboxylic acids are alkylsuccinic acids and alkenylsuccinic acids. Alcohols that can be used are methyl alcohol, ethyl alcohol, butyl alcohol, the isomeric pentyl alcohols, the isomeric hexyl alcohols, dodecyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethololpropane, bis-trimethololpropane. Specific examples of these esters include dibutyl adipate, di-(2-ethylhexyl) sebacate, di-n-hexyl fumarate, dioctyl sebacate, diisooctyl azelate, diisodecyl azelate, dioctyl phthalate, didecyl phthalate, dieicosyl sebacate, di-2-ethylhexyl diester of linoleic acid dimer, the complex ester formed by reacting 1 mole of sebacic acid with 2 moles of tetraethylene glycol and 2 moles of 2-ethylhexanoic acid, the ester formed by reacting 1 mole of adipic acid with 2 moles of a 9-carbon alcohol derived from the oxo process of a 1-butene dimer.

Eine unvollständige Liste der Firmen, die synthetische Ester herstellen und ihre Warenzeichen sind: BASF als Glissofluid, Ciba-Geigy als Reolube, JCI als Emkarote, Oleofina als Radialube und die Emery Group der Henkel Corporation als Emery 2964, 2911, 2960, 2976, 2935, 2971, 2930 und 2957.A partial list of companies that manufacture synthetic esters and their trademarks are: BASF as Glissofluid, Ciba-Geigy as Reolube, JCI as Emkarote, Oleofina as Radialube and the Emery Group of Henkel Corporation as Emery 2964, 2911, 2960, 2976, 2935, 2971, 2930 and 2957.

(3) Die geeigneten Mineralöle sind Mineralschmieröle wie flüssige, von Erdöl abgeleitete Öle und lösungsmittel- oder säurebehandelte Mineralschmieröle des Paraffin-, Naphthentyps oder des gemischten Paraffin-Naphthentyps. Ebenso geeignet sind Erdöldestillate wie VM & P- Naphtha und Stoddard-Lösungsmittel. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle mit Schmierviskosität sind gleichermaßen geeignet. Synthetische Schmieröle beinhalten Kohlenwasserstofföle und Halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle wie polymerisierte und copolymerisierte Olefine (z. B. Polybutylene, Polypropylene, Propylenisobutylen-Copolymere und chlorierte Polybutylene); Poly(1-hexene), Poly(1-octene) und Poly(1-decene) und deren Gemische; Alkylbenzole (z. B. Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole, Di-(2-ethylhexyl)-benzole usw.); Polyphenyle (z. B. Biphenyle, Terphenyle und alkylierte Polyphenyle); alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und die Derivate, Analoga und Homologe davon.(3) The suitable mineral oils are mineral lubricating oils such as liquid petroleum-derived oils and solvent- or acid-treated mineral lubricating oils of the paraffin, naphthenic or mixed paraffin-naphthenic type. Also suitable are petroleum distillates such as VM & P naphtha and Stoddard solvents. Coal or shale-derived oils of lubricating viscosity are equally suitable. Synthetic lubricating oils include hydrocarbon oils and halogen-substituted hydrocarbon oils such as polymerized and copolymerized olefins (e.g. polybutylenes, polypropylenes, propylene-isobutylene copolymers and chlorinated polybutylenes); poly(1-hexenes), poly(1-octenes) and poly(1-decenes) and mixtures thereof; Alkylbenzenes (e.g. dodecylbenzenes, tetradecylbenzenes, dinonylbenzenes, di-(2-ethylhexyl)benzenes, etc.); polyphenyls (e.g. biphenyls, terphenyls and alkylated polyphenyls); alkylated diphenyl ethers and alkylated diphenyl sulfides and the derivatives, analogues and homologues thereof.

Unraffinierte, raffinierte und reraffinierte Öle (sowie Gemische von zwei oder mehreren von jeglichen davon) können auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Unraffinierte Öle sind solche, welche direkt aus einer natürlichen oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung erhalten werden. Beispielsweise wären direkt aus Retortenverfahren erhaltenes Schieferöl, ein direkt aus der Destillation erhaltenes Erdöl oder ein direkt aus einem Veresterungsverfahren erhaltenes Esteröl, die ohne weitere Behandlung verwendet werden, ein unraffiniertes Öl. Raffinierte Öle sind den unraffinierten Ölen ähnlich, mit der Ausnahme, daß sie des weiteren in einem oder mehreren Reinigungsschritten behandelt worden sind, um eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Viele derartige Reinigungstechniken wie Lösungsmittelextraktion, Sekundärdestillation, Säure- oder Basenextraktion, Filtration, Perkolation, sind bekannt. Reraffinierte Öle werden durch Verfahren erhalten, die jenen ähnlich sind, die verwendet werden, um raffinierte Öle zu erhalten und die auf raffinierte Öle angewandt werden, die bereits in Gebrauch waren. Solche reraffinierten Öle sind auch als rückgewonnene oder wiederaufbereitete Öle bekannt und werden häufig zusätzlich mit Techniken zur Entfernung verbrauchter Additive und Ölabbauprodukte behandelt.Unrefined, refined and rerefined oils (as well as mixtures of two or more of any of these) can also be used in the present invention. Unrefined oils are those obtained directly from a natural or synthetic source without further purification treatment. For example, shale oil obtained directly from retorting processes, a petroleum oil obtained directly from distillation or an ester oil obtained directly from an esterification process, used without further treatment, would be an unrefined oil. Refined oils are similar to unrefined oils except that they have been further treated in one or more purification steps to improve one or more properties. Many such purification techniques such as solvent extraction, secondary distillation, acid or base extraction, filtration, percolation, are known. Rerefined oils are obtained by processes similar to those used to obtain refined oils and applied to refined oils that have already been in use. Such rerefined oils are also known as reclaimed or reprocessed oils and are often additionally treated with techniques to remove spent additives and oil degradation products.

(4) Polyalphaolefine wie Alkylenoxid-Polymere und -Copolymere und Derivate davon, bei denen die endständigen Hydroxylgruppen beispielsweise durch Veresterung, Veretherung modifiziert wurden, stellen eine andere Klasse von verwendbaren Treib- bzw. Brennstoffen dar. Beispiele dafür sind Öle, die durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Propylenoxid hergestellt werden, die Alkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylen-Polymere (z. B. Methylpolyisopropylenglykolether mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000, Diphenylether von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 500-1000, Diethylehter von Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000-1500, usw.) oder Mono- und Polycarbonsäureester davon, beispielsweise die Essigsäureester, die gemischten C&sub3;-C&sub8;-Fettsäureester oder die C&sub1;&sub3;-Oxo-Säurediester von Tetraethylenglykol.(4) Polyalphaolefins such as alkylene oxide polymers and copolymers and derivatives thereof in which the terminal hydroxyl groups have been modified, for example by esterification, etherification, represent another class of usable fuels. Examples of these are oils produced by polymerization of ethylene oxide or propylene oxide, the alkyl and aryl ethers of these polyoxyalkylene polymers (e.g. methylpolyisopropylene glycol ether with an average molecular weight of about 1000, diphenyl ether of polyethylene glycol with a molecular weight of 500-1000, diethyl ether of polypropylene glycol with a molecular weight of 1000-1500, etc.) or mono- and polycarboxylic acid esters thereof, for example the acetic acid esters, the mixed C₃-C₈ fatty acid esters or the C₁₃-oxo acid diesters of tetraethylene glycol.

(5) Pflanzliche Öle, die als ein Treib- bzw. Brennstoff in dieser Erfindung geeignet sind, sind solche pflanzliche Öle, die ohne genetische Modifikation erhalten wurden, d. h. ihr Gehalt an einfach ungesättigten Verbindungen (als Ölsäure) beträgt weniger als 60%. Verwendbare pflanzliche Öle sind Canolaöl, Erdnußöl, Palmöl, Maisöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Baumwollsaatöl, Safloröl und Kokosnußöl.(5) Vegetable oils suitable as a fuel in this invention are those vegetable oils obtained without genetic modification, i.e. their content of monounsaturated compounds (as oleic acid) is less than 60%. Useful vegetable oils are canola oil, peanut oil, palm oil, corn oil, soybean oil, sunflower oil, cottonseed oil, safflower oil and coconut oil.

Im allgemeinen enthalten diese Treib- bzw. Brennstoffzusammensetzungen eine Menge der (A), (B), (C)(4) Zusammensetzung, die ausreichend ist, um eine oder mehrere Eigenschaften des Treib- bzw. Brennstoffs, wie Rostinhibierung, Dispersancy, usw., zu verbessern. Gewöhn lich beträgt diese Menge 0,005 bis 0,5 Vol.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Vol.%, auf der Basis des Volumens dieser Treib- bzw. Brennstoffzusammensetzungen.Generally, these fuel compositions contain an amount of the (A), (B), (C)(4) composition sufficient to improve one or more properties of the fuel, such as rust inhibition, dispersancy, etc. Usually Preferably, this amount is 0.005 to 0.5 vol.%, preferably 0.01 to 0.1 vol.%, based on the volume of these propellant or fuel compositions.

Die Treib- bzw. Brennstoffzusammensetzungen können zusätzlich zu der (A), (B), (C)(4) Zusammensetzung andere bekannte Additive enthalten. Diese beinhalten Antiklopfmittel wie Tetraalkylbleiverbindungen, Bleiverflüchtiger wie Halogenalkane (z. B. Ethylendichlorid und Ethylendibromid), Ablagerungsverhinderer oder -minderer wie Triarylphosphate, Farbstoffe, Zündbeschleuniger, Antioxidationsmittel wie 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol, Rostinhibitoren wie alkylierte Bernsteinsäuren und -anhydride, bakteriostatische Mittel, Stabilisatoren, Metalldeaktivatoren, Demulgatoren, Obenschmiermittel und Vereisungsschutzmittel.The propellant or fuel compositions may contain, in addition to the (A), (B), (C)(4) composition, other known additives. These include antiknock agents such as tetraalkyl lead compounds, lead volatilizers such as haloalkanes (e.g. ethylene dichloride and ethylene dibromide), deposit inhibitors or reducers such as triaryl phosphates, colorants, ignition accelerators, antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, rust inhibitors such as alkylated succinic acids and anhydrides, bacteriostatic agents, stabilizers, metal deactivators, demulsifiers, top-lubricants and anti-icing agents.

Die Treib- bzw. Brennstoff-Additivzusammensetzungen dieser Erfindung können direkt dem Treib- bzw. Brennstoff zugesetzt werden oder sie können mit einem im wesentlichen inerten, normalerweise flüssigen organischen Verdünnungsmittel wie Naphtha, Benzol, Toluol, Xylol oder mit einem normalerweise flüssigen Treib- bzw. Brennstoff, wie vorstehend beschrieben, unter Bildung eines Additivkonzentrats verdünnt werden. Diese Konzentrate enthalten im allgemeinen 20 bis 90 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und sie können zusätzlich ein oder mehrere herkömmliche bekannte oder hier beschriebene Additive enthalten.The fuel additive compositions of this invention can be added directly to the fuel or they can be diluted with a substantially inert, normally liquid organic diluent such as naphtha, benzene, toluene, xylene or with a normally liquid fuel as described above to form an additive concentrate. These concentrates generally contain from 20 to 90% by weight of the composition of the invention and they can additionally contain one or more conventional additives known or described herein.

Die erfindungsgemäßen Treib- bzw. Brennstoff-Additivzusammensetzungen können in Form eines Konzentrats mit weniger als den vorstehend angegebenen Additivkonzentrationen bereitgestellt werden und dann direkt dem Treib- bzw. Brennstoff zusammen mit zusätzlichen Mengen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und anderen bekannten Additiven zugesetzt werden, oder sie können weiter vor der Zugabe zum Treib- bzw. Brennstoff mit Additiven verdünnt werden, bis die Additivkonzentration das gewünschte Niveau erreicht hat.The fuel additive compositions of the invention can be provided in the form of a concentrate with less than the additive concentrations set forth above and then added directly to the fuel along with additional amounts of the compositions of the invention and other known additives, or they can be further diluted with additives prior to addition to the fuel until the additive concentration reaches the desired level.

Die Zusammensetzung kann die Komponenten (A), (B) und (C)(4) in den folgenden Bereichen (Gewichtsteile) umfassen: The composition may comprise components (A), (B) and (C)(4) in the following ranges (parts by weight):

Wenn die Zusammensetzung die Komponenten (A), (B) und (C)(4) mit (D) umfaßt, zeigt die folgende Tabelle die Bereiche dieser Komponenten in Gewichtsteilen: When the composition comprises components (A), (B) and (C)(4) with (D), the following table shows the ranges of these components in parts by weight:

Die Komponenten dieser Erfindung werden gemäß den vorstehenden Bereichen zusammengemischt, um eine Auflösung zu bewirken.The components of this invention are mixed together in accordance with the above ranges to effect dissolution.

Claims (1)

1. Zusammensetzung, umfassend:1. Composition comprising: (A) Ester von der Umesterung von mindestens einem tierischen oder pflanzlichen Triglyceridöl der allgemeinen Formel (A) Esters from the transesterification of at least one animal or vegetable triglyceride oil of the general formula mit einem Alkohol R&sup4;OH, wobei die Reste R¹, R² und R³ aliphatische Reste mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen sind und der Rest R&sup4; ein aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist;with an alcohol R⁴OH, where the radicals R¹, R² and R³ are aliphatic radicals having 6 to 24 carbon atoms and the radical R⁴ is an aliphatic radical having 1 to 10 carbon atoms; (B) einen Stockpunkt-Erniedriger, und(B) a pour point depressant, and (C)(4) ein Antioxidationsmittel, umfassend(C)(4) an antioxidant comprising (a) mindestens ein Alkylphenol der allgemeinen Formel (a) at least one alkylphenol of the general formula in der der Rest R²² t-Butyl ist; undin which the radical R²² is t-butyl; and (b) ein Benzotriazol der allgemeinen Formel (b) a benzotriazole of the general formula in der der Rest R²³ eine Methylgruppe ist; undin which the radical R²³ is a methyl group; and (c) mindestens ein aromatisches Amin der allgemeinen Formel (c) at least one aromatic amine of the general formula in der der Rest R²&sup4; in which the residue R²&sup4; ist und die Reste R²&sup5; und R²&sup6; Nonylgruppen sind.and the radicals R²⁵ and R²⁶ are nonyl groups. 2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das pflanzliche Triglyceridöl Sonnenblumenöl, Saffloröl, Maisöl, Sojabohnenöl, Rapsöl, Wiesenschaumkrautöl oder genetisch modifiziertes Sonnenblumenöl, Saffioröl, Maisöl, Sojabohnenöl, Rapsöl oder Wiesenschaumkrautöl umfaßt.2. The composition of claim 1, wherein the vegetable triglyceride oil comprises sunflower oil, safflower oil, corn oil, soybean oil, rapeseed oil, meadowfoam oil or genetically modified sunflower oil, safflower oil, corn oil, soybean oil, rapeseed oil or meadowfoam oil. 3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Umesterung in Anwesenheit eines Katalysators, umfassend Alkali- oder Erdalkalimetallalkoxide, und bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zur Zersetzungstemperatur eines jeglichen Reaktanten oder Produkts durchgeführt wird.3. A composition according to claim 1 or claim 2, wherein the transesterification is carried out in the presence of a catalyst comprising alkali or alkaline earth metal alkoxides and at a temperature from room temperature to the decomposition temperature of any reactant or product. 4. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stockpunkt- Erniedriger ein gemischter Ester mit Tief-Temperatur-Modifizierungseigenschaften eines Carboxy-enthaltenden Copolymers ist, wobei das Copolymer eine verringerte spezifische Viskosität von 0,05 bis 2 aufweist und von mindestens zwei Monomeren abgeleitet ist, wobei eines dieser Monomere ein aliphatisches Olefin mit niedrigem Molekulargewicht, Styrol oder ein substituiertes Styrol ist, wobei der Substituent eine Hydrocarbylgruppe ist, enthaltend 1 bis 18 Kohlenstoffatome, und das andere dieser Monomere eine alpha, beta-ungesättigte aliphatische Säure, ein Anhydrid oder Ester davon ist, wobei der Ester im wesentlichen frei von titrierbarer Azidität ist und innerhalb seiner polymeren Struktur durch die Anwesenheit von mindestens einer von jeder von drei daran gebundenen polaren Gruppen gekennzeichnet ist, die von Carboxygruppen des Esters abgeleitet sind:4. A composition according to any preceding claim, wherein the pour point depressant is a mixed ester having low temperature modification properties of a carboxy-containing copolymer, said copolymer having a reduced specific viscosity of from 0.05 to 2 and being derived from at least two monomers, one of said monomers being a low molecular weight aliphatic olefin, styrene or is a substituted styrene, wherein the substituent is a hydrocarbyl group containing from 1 to 18 carbon atoms, and the other of said monomers is an alpha, beta-unsaturated aliphatic acid, anhydride or ester thereof, said ester being substantially free of titratable acidity and characterized within its polymeric structure by the presence of at least one of each of three polar groups attached thereto derived from carboxy groups of the ester: (i) eine Carbonsäureestergruppe mit einem relativ hohen Molekulargewicht, wobei die Carbonsäureestergruppe 8 bis 24 aliphatische Kohlenstoffatome im Esterrest besitzt.(i) a carboxylic acid ester group having a relatively high molecular weight, wherein the carboxylic acid ester group has 8 to 24 aliphatic carbon atoms in the ester moiety. (ii) eine Carbonsäureestergruppe mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht mit 3 bis 7 aliphatischen Kohlenstoffatomen im Esterrest, wobei das Molverhältnis von (i) : (ii) (1-20) : 1 beträgt, und gegebenenfalls(ii) a carboxylic acid ester group having a relatively low molecular weight with 3 to 7 aliphatic carbon atoms in the ester residue, the molar ratio of (i): (ii) being (1-20): 1, and optionally (iii) eine Carbonylaminogruppe, abgeleitet von einer Aminoverbindung mit einer primären oder sekundären Aminogruppe, wobei das Molverhältnis von (i) : (ii) : (iii) (50-100) : (5-50) : (0,1- 15) beträgt.(iii) a carbonylamino group derived from an amino compound having a primary or secondary amino group, wherein the molar ratio of (i) : (ii) : (iii) is (50-100) : (5-50) : (0.1- 15). 5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Carboxy-enthaltende Copolymer ein Terpolymer mit einem molaren Anteil Styrol, einem molaren Anteil Maleinsäureanhydrid und weniger als 0,3 molaren Anteilen eines Vinylmonomeren ist.5. The composition of claim 4, wherein the carboxy-containing copolymer is a terpolymer having a molar proportion of styrene, a molar proportion of maleic anhydride and less than 0.3 molar proportions of a vinyl monomer. 6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stockpunkt-Erniedriger ein Acrylatpolymer der allgemeinen Formel 6. Composition according to one of claims 1 to 3, wherein the pour point depressant is an acrylate polymer of the general formula ist; in der der Rest R&sup5; ein Wasserstoffatom oder ein niederer Alkylrest mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sup6; ein Gemisch von Alkylresten mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist und x eine ganze Zahl ist, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) des Acrylatpolymers von 5000 bis 1.000.000 bereitstellt.in which the radical R⁵ is a hydrogen atom or a lower alkyl radical having 1 to about 4 carbon atoms, the radical R⁵ is a mixture of alkyl radicals having 4 to 24 carbon atoms and x is an integer providing a weight average molecular weight (Mw) of the acrylate polymer of from 5,000 to 1,000,000. 7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stockpunkt-Erniedriger ein Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Strukturformel7. Composition according to one of claims 1 to 3, wherein the pour point depressant is a mixture of compounds of the general structural formula Ar-(R&sup7;)-[-Ar'(R&sup8;)]nAr"Ar-(R7 )-[-Ar'(R8 )]nAr" ist, in der die Reste Ar, Ar' und Ar" unabhängig ein aromatischer Rest mit 1 bis 3 aromatischen Ringen sind, und das Gemisch Verbindungen beinhaltet, wobei Reste mit 0 Substituenten, 1 Substituenten, 2 Substituenten und 3 Substituenten anwesend sind, die Reste R&sup7; und R&sup8; unabhängig ein Alkylen mit 1 bis 100 Kohlenstoffatomen sind und n den Wert 0 bis 1000 besitzt.in which the radicals Ar, Ar' and Ar" are independently an aromatic radical having 1 to 3 aromatic rings, and the mixture includes compounds wherein radicals having 0 substituents, 1 substituent, 2 substituents and 3 substituents are present, the radicals R⁷ and R⁸ are independently an alkylene having 1 to 100 carbon atoms and n has the value 0 to 1000. 158. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stockpunkt-Erniedriger ein Stickstoff-enthaltendes Polymethacrylat ist, hergestellt durch Umsetzung eines Methacrylatesters der allgemeinen Formel 158. A composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the pour point depressant is a nitrogen-containing polymethacrylate prepared by reacting a methacrylate ester of the general formula in der der Rest R&sup9; ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und der Rest R¹&sup0; ein Alkylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist mit einem Stickstoff-enthaltenden Ester von 0,1 bis 20 Mol des Stickstoff-enthaltenden Esters pro Mol des Methacrylatesters.in which R9 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and R10 is an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms with a nitrogen-containing ester of 0.1 to 20 moles of the nitrogen-containing ester per mole of the methacrylate ester. 9. Eine Treibstoffzusammensetzung, umfassend eine Hauptmenge von (D) eines normalerweise flüssigen Treibstoffs; wobei der Treibstoff umfaßt9. A fuel composition comprising a major amount of (D) a normally liquid fuel; the fuel comprising (1) ein Erdöldestillat;(1) a petroleum distillate; (2) ein synthetisches Estergrundöl, umfassend die Umsetzung einer Monocarbonsäure der allgemeinen Formel(2) a synthetic ester base oil comprising the reaction of a monocarboxylic acid of the general formula R¹&sup9;COOHR¹&sup9;COOH oder einer Dicarbonsäure der allgemeinen Formel or a dicarboxylic acid of the general formula mit einem Alkohol der allgemeinen Formel with an alcohol of the general formula wobei der Rest R¹&sup9; eine Hydrocarbylgruppe mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R²&sup0; ein Wasserstoffatom oder eine Hydrocarbylgruppe mit 4 bis 50 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R²¹ eine Hydrocarbylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, m den Wert 0 aufweist oder eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist und t eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;wherein R¹⁹9 is a hydrocarbyl group having 4 to 24 carbon atoms, R²⁰ is a hydrogen atom or a hydrocarbyl group having 4 to 50 carbon atoms, R²¹ is a hydrocarbyl group having 1 to 24 carbon atoms, m is 0 or an integer from 1 to 6, and t is an integer from 1 to 6; (3) ein Mineralöl;(3) a mineral oil; (4) ein Polyalphaolefin; und/oder(4) a polyalphaolefin; and/or (5) ein Pflanzenöl;(5) a vegetable oil; und eine geringere Menge der Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche.and a minor amount of the composition according to any one of the preceding claims.
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