内燃机用燃料的添加剂以及燃料组合物的制作方法

文档序号:12509162阅读:278来源:国知局
本发明的目的在于改善或防止因发动机的经年变化、老化引起的燃料经济性恶化,并且提高实际燃料经济性。本发明提供的内燃机用燃料的添加剂,不仅能够减少发动机的摩擦阻力,还通过使发动机制动器的特性变化为与通常感觉不同的特性,从而给予驾驶员尽快地使油门断开的驾驶感觉。另外,本发明还涉及一种作为一个混合物包的品质稳定的燃料添加剂以及含有该添加剂的燃料组合物。
背景技术
:近年来,汽油发动机有显著的进步。出现了多种多样的机构,在汽油车的燃料经济性提高方面令人大开眼界。其原动力分为以下两类:以高压缩比化或高填充效率化为主体的燃烧效率的提升、以及机械性摩擦损失的抑制。提升压缩比或填充效率等的燃烧效率的机构,是通过将汽油直接喷射到燃烧室的直喷机构和膨胀行程比压缩行程更大的阿特金森循环的组合而实现的。为此,使用了废气循环装置、可变气门正时机构等。与此相对,关于发动机主体的机械性摩擦损失的对策,存在有利用机构自身减少摩擦以及依靠润滑改善的两种方法。利用机构自身来减少摩擦损失的技术已经达到了极限,甚至发展到了发动机的小型化的程度,即,通过使用增压系统等使发动机小型化,并利用小发动机得到大功率,从而抑制单位功率的机械损失。在该情况下,由于是用小活塞得到大功率,因此活塞环与汽缸壁的摩擦阻力必然比传统的相同排气量的自然吸气发动机大。因此,高润滑性能被要求的同时,内部摩擦阻力必然变大。基于其他机构的对策的一个趋势是:使活塞环的张力尽可能减少等,从而使活塞环与汽缸壁的摩擦损失变小。上述趋势主要采用自然吸气发动机。在这样的自然吸气发动机中,使用粘度更低且搅拌阻力少的发动机油,然而油膜变薄的活塞环与汽缸壁的摩擦阻力反而变高。如上所述的机械机构被广泛应用于发动机中,但是,即使在为了发挥其特性而使用的EGR、可变气门正时机构、直喷或其他机构等的任意机构中,发动机内部的污垢比传统发动机更容易产生,更容易受到经年变化的影响。另外,对于发动机油,正在采取降低粘度、加入更多的摩擦调节剂等措施,从而努力提高作为润滑剂的减少摩擦的效果。但是,若只是增加摩擦调节剂的量,也会产生油泥。与此相反地,对于限量的摩擦调节剂来说,其成分根据行驶时间、里程而被消耗,因而减少燃料消耗的效果逐渐变差。即使在设定了世界燃油标准的燃料经济性提高率的ILSAC中,也要将16小时后、96小时后的燃料经济性提高率标准化,变更每次的标准以显示更长期的效果,并提高其标准以通过改善发动机油的配方,使润滑性维持效果变大。但是,在发动机油的整个寿命期内,还未确立能够发挥充分的提高燃料经济性效果的技术。为了对此进行弥补,已经介绍有如下技术,即:在汽油燃料中添加润滑性提高剂,用来经常弥补发动机油的润滑性能(第7届燃料以及润滑油亚洲会议会报中,有通过将摩擦调节剂添加入燃料中,将燃料经济性提高4%以上的报告。)。然而,在将这样的润滑性提高剂单独使用、或者组合多种进行使用的情况下,会使吸气系统或吸气阀、燃烧室等的沉积物增加。于是,出现了与清净剂组合的汽油组合物,作为清净剂,使用例如聚丁烯胺、聚醚胺等。但是,对于抑制以及去除经年变化所带来的最大影响的燃烧室内部沉积物的产生,仅限于聚醚胺所发挥的效果。与清净剂组合的摩擦调节剂为胺、酰胺、酯等的化合物。其中,常被提及的是发挥更好效果的酯类摩擦调节剂。但是,关于酯类摩擦调节剂,其与清净剂(尤其是聚醚胺)组合时,由于内部反应而无法长期保存,且由于酯被分解等原因无法维持减少摩擦的性能。因此,必须将摩擦调节剂与清净剂单独处理,或者及早地将摩擦调节剂与清净剂分别添加入燃料中。另外,混合酯类摩擦调节剂与清净剂(例如聚醚胺)的配方并没有制作出来。不仅仅是在汽油发动机中,而且即使是在最新的柴油发动机中也已采用提高燃料经济性的技术(例如参见专利文献1的记载)。但是,仅仅是停留于减少发动机内部(汽缸壁与活塞环)摩擦的效果上,于实际燃料经济性方面,并不能够得到足够满意的减少燃料消耗效果。因此,也要求即使在柴油发动机中也有较高效果的组合物。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利、特许第5301116号说明书【专利文献2】日本专利、特开平11-310783号公报【专利文献3】日本专利、特公平6-62965号公报【专利文献4】日本专利、特公平9-255973号公报【专利文献5】日本专利、特开平11-310783号公报使用了最新技术的发动机相比传统发动机更易于导致内部污染,新车的燃料经济性更易恶化。另外,节约燃料型发动机油所带来的提高润滑性的效果,也根据行驶里程、时间而恶化,因此新车的性能难以维持。为了对此部分进行弥补,介绍了很多加入清净剂与摩擦调节剂的汽油、或燃料添加剂(例如参见专利文献2)。但是,对于多种多样的发动机来说,前述汽油或燃料添加剂并不能够发挥足够的清净性能与润滑性能,无法得到满意的效果。而且,很难说传统的汽油或燃料添加剂在发动机的整个使用转速范围有效地减少了摩擦。另外,对许多显示摩擦减少效果的评价,仅仅是台架试验或在底盘测功机上等进行评价,并没有考虑到驾驶员在实际驾驶中,对发动机特性变化采取因应措施。因此,达不到使实际燃料经济性充分地提高的地步。而且,即使仅仅以减少发动机摩擦为目的而组合燃料添加剂,根据发动机特性的变化状况,也有可能成为导致不必要地踩踏油门等的因素。于是实际情况为,与底盘测功机或发动机单体的提高燃料经济性的效果相比,实际燃料经济性的改善非常小。另外,作为聚醚胺,在日本国内具有代表性的奥伦耐公司的OGA480等制品中,混合包含作为摩擦调节剂的酯或胺的混合物包、即卢布里佐尔公司的UZ9525A或单油酸甘油酯,或者在OGA480中混合胺类摩擦调节剂,并在将这些物质汇总于一个燃料添加剂的情况下,会产生内部反应或分解等的问题,因而缺乏稳定性、无法长期保存。因此,就有分别处理的必要性,这样不仅缺乏一般的用户将其加入汽油中时的便利性,也不可能以适当的比例混合。因此可以认为,作为汽油组合物在制油厂制造的制品能比较容易地提供给市场。但是,作为添加剂由于不能汇总于一个混合物包中,甚至连在制油厂也增加了制造时的工夫。进而如上所述,评价基准是以单纯的台架试验或底盘测功机为基准而制定的,因而并非是可以充分发挥清净性能与提高实际燃料经济性的效果的基准。例如,使用日本市场上以前销售的、以提高清净性能与实际燃料经济性为目的的汽油组合物,并仅仅进行了这样的行驶:历时3个月朝晩2次、在停车场内仅移动10m。其结果,甚至出现了这样的例子:由于发动机内部的沉积物的原因,导致不能启动发动机。如此,很难说在汽油组合物中单独添加清净剂或摩擦调节剂的燃料,可以在实际使用时获得足够的清净性能与提高实际燃料经济性的效果。毕竟,仅靠汽车自身(包含节约燃料型发动机油),难以长期维持最新的发动机的初始性能。于是,虽然要求利用燃料来维持车辆的初始性能、且可以发挥提高节约燃料效果的物质,但是具有足够的清净性能且在实际燃料经济性方面获得明确地提高燃料经济性效果的燃料添加剂或燃料尚未被制造出来。并且,由于发动机车辆系统多种多样且相互不同、如易于变高温的发动机或常常在低温状态使用的发动机等,因而,吸气阀与燃烧室内部的沉积物本身的成分、性质也不同。因此,即使单独将聚醚胺作为清净剂使用,也不能对多种多样的发动机充分发挥效果。即,对于清净剂来说,需要可以适用更宽范围的清净性能。进而,作为可大幅提高实际燃料经济性的添加剂,要求如下的技术,即:在考虑发动机特性变化的基础上,能够确实地获得提高燃料经济性的效果,并且,防止并改善基于经年变化的发动机内部污染所引起的燃料经济性的恶化。另一方面,存在发动机机构越复杂,为了提高燃料经济性的效果而使用粘度越低的发动机油的趋势。因此,机械噪声上升,难以说是具备静音效果的发动机。为了使该机械噪声降低而使用隔音罩等防护措施,会导致违背车体轻型化的结果。因此,需要寻求尽量减少机械噪声的技术。尤其是在柴油发动机中,多层喷射机构中,汽缸壁的燃料稀释的产生或燃料经济性的恶化是被视为问题。因此,与汽油同样地,要求减少汽缸壁与活塞环间的摩擦磨损的技术、以及提高实际燃料经济性本身。而且,由于柴油本身受到强剪切力而变为高温并生成油泥,因而容易产生燃料供给系统的故障。因此,需要寻求新型的清净剂。为了提高上述课题中的清净性能,已知有:通过改变聚醚胺的结构或者改变作为主体的醚部分的碳数,从而提高清净性能的聚醚胺(例如参见专利文献3)。另外,通过改变分子量分布,可以在某种程度上扩大清净能力的范围(吸气阀、燃料喷射喷嘴、燃烧室)。但是,根据目的而改变分子量分布,在制造上是非常困难的。同时,利用单一的聚醚胺全部覆盖具有不同结构、特征的多种多样的发动机也很困难。另一方面,可以见到存在记载了下述内容的文献的报告,即:提高润滑性能的物质中,脂肪酸与脂肪族胺的盐,相比分别单独使用脂肪酸、脂肪族胺更有效果(例如参见专利文献4)。然而,虽然可以看到润滑性能提高的效果,但同时出现了更多沉积物的生成、或者极低温下溶解性差等问题。技术实现要素:鉴于以上的问题,经过了认真的研究,发现了含有聚醚胺的特定有机酸盐的新型添加剂。即,一种燃料添加物,其特征在于:含有通式(1)表示的聚醚胺的羧酸盐,[R1-COO-][R2-O(AO)m-XH+](1)。上述羧酸为碳数R1=6~21的羧酸,优选碳数R1=7~19,更优选C17的油酸。另外,上述盐的羧酸部R1为碳数7~21的链烃残基,其不论单独或者混合物。另外,A可以为分子中单独的碳数,也可以为两种以上的混合。另外,具有碱部分的聚醚胺部分为R2-O(AO)m-X表示的化合物,R2为碳数8~50的烃残基,A为碳数2~6的亚烷基,O为氧,m为10~50的整数范围的数字,X为包含氨基或者取代氨基的烃。A可以为分子中单独的碳数,也可以为两种以上的混合,优选X为(C3H6NH)nH,n为1至3的整数。进而,不论聚醚的分子量分布为怎样的分布。另外,R2与X的结构也可以为混合了不同结构的聚醚胺后的盐。关于聚醚胺的结构,优选(AO)的A为碳数2~4的亚烷基,碳数优选3~4,更优选4。上述的聚醚胺羧酸盐与未成为盐的聚醚胺相比,对于吸气阀、活塞上部、活塞头各部分附着的沉积物,显示出相等的溶解性。尤其是在吸气阀中,即使基础油的量少也能保持清净性能。基础油(矿物油、合成油)有可能使针对燃烧室侧的沉积物的清净性能恶化。但是,由于可以减少基础油的量,因此对于吸气阀或者燃烧室的沉积物,均可以发挥相等的清净性能。基础油通常需要10wt%~25wt%左右的量,但是可以减少到其一半以下即5wt%~10wt%以下的量。根据不同的情况,即使无基础油,也可以发挥足够的清净性能。另外,作为应当使用的基础油,优异的并非矿物油,而是合成油,尤其是醇或者烷基酚的环氧烷烃加成物,环氧烷烃的聚合物,环氧丙烷加成物、尤其是环氧丁烷等环氧烷烃加成物以及其醚或者酯化物。而且,上述聚醚胺羧酸盐、尤其是聚醚胺脂肪酸盐,不仅仅限于发挥清净性能,还能发挥优于通常的摩擦调节剂的摩擦减少效果,且发挥更大的节能效果。另外,在上述的脂肪酸盐中的油酸盐,呈现最大的减少摩擦的效果。进而,大幅度减少发动机内部摩擦,不仅对节能效果有影响,而且对实际的驾驶性能也带来较大的影响。具体而言,例如高速行驶等、等速范围的行驶中,对于油门的微妙变化,发动机的反应更加线性,因此,上坡路等中的多余的油门踩踏量减少。由此,可以获得传统的添加剂所不能得到的减少燃料消耗的效果。另一方面,由于在加速减速多的一般道路或者街道中更顺畅地加速而反而过度踩踏油门,因而引起不能得到与高速行驶时减少燃料消耗的效果同等的提高率的情况。因此,存在有些驾驶员不能得到足够满意的减少实际燃料消耗的效果的情况。于是发现:通过将酯以以下的比例添加入上述聚醚胺羧酸盐中,产生不同的驾驶感觉。通过该驾驶感觉的变化,能够进一步促进节约燃料的驾驶。即,当将聚醚胺羧酸盐分解为羧酸与聚醚胺后的羧酸的重量设为α,酯的重量设为β时,通过使重量比β/α值为1/3~20/3的范围,使发动机的特性产生变化,从而在减速时的即将油门断开的前与刚断开后,空走感觉更加强烈,加速时也可以赋予自然的加速感。由此,在进行加速减速时,不仅可以抑制油门的过度踩踏,还可以尽快地使油门断开。通过在聚醚胺脂肪酸盐与酯的组合中调整在上述的比例范围,可以使这样的感觉更加强烈。酯为C8~C20的直链脂肪酸与多元醇:2~6元醇的酯,且酯为单酯、双酯以及单酯和双酯的混合物,并且,酯更优选为与主要包含脂肪酸单酯的酯或两种以上不同酯的混合物。而且,当将聚醚胺羧酸盐中的羧酸的重量设为α,酯的重量设为β时,其重量比β/α值为1/3以上且20/3以下。其结果是,与仅仅以减少发动机内部的摩擦为目的的配方相比,本发明的添加剂可以大幅度地提高实际燃料经济性。为了使这种感觉更加强烈,酯优选高级醇中的2元或者3元醇与油酸的脂肪酸单酯,更优选3元甘油与油酸的脂肪酸单酯=单油酸甘油酯。另外,在传统的减少发动机内部摩擦的添加剂的组合中,当上述酯与聚醚胺共存时,由于分解或取代反应等而产生浑浊或沉淀等,从而造成添加剂的性能恶化。然而,单独使用聚醚胺羧酸盐的添加剂或者包含聚醚胺羧酸盐的聚醚胺,可以抑制酯的分解恶化,抑制浑浊或沉淀的产生,从而能够在使添加剂所具有的性能不恶化的情况下长期保存。该情况下,当为羧酸盐时可以抑制酯的分解,但是如果考虑其他性能,还是更优选脂肪酸盐。在此,优选式R1-COOH表示的脂肪酸的R1的碳数为7~19,当碳数小于7时会引起油箱生锈,而当碳数大于19时,聚醚胺脂肪酸盐的溶解性变低而产生沉淀物。另外,如果在上述范围,成为盐的脂肪酸不需要是单独的,无论怎样的组合均可以抑制脂肪酸酯等的分解。但是,如果考虑其他的性能,例如润滑性能、基础油的少量化、清净性能,脂肪酸碳数为7~19,优选碳数11~17的脂肪酸,更优选选择油酸。在组合聚醚胺油酸盐与单油酸甘油酯等,追求更良好的燃料经济性的过程中,随着增加单油酸甘油酯的量,清净能力尤其是去除燃烧室的沉积物CCD的性能必然恶化。于是,通过进一步加入对于去除CCD具有更加效果的聚醚胺,不仅能够去除该负面影响,还可以取得更加适当的平衡性。在此,已知主张在柴油中加入添加剂,从而提高燃料经济性的技术(例如参见专利文献1),与此相同地,利用聚醚胺羧酸盐中的聚醚胺脂肪酸盐进行了评价。其结果与汽油的情况相同,可以确认到:使用聚醚胺油酸盐时,与单独使用油酸作为添加剂的情况、或者组合使用油酸与脂肪族胺作为添加剂的情况相比能够获得更高的燃料经济性提高的效果。而且,不仅可以防止油泥的生成,去除油泥的性能也出色,并且具有改善油泥的生成所引起的吸气阀的工作不良的效果,其中,上述油泥的生成会引起控制燃料泵的流量的吸气阀的工作不良。可以确认到:作为脂肪酸盐使用聚醚胺油酸盐时,改善去除油泥的效果与提高燃料经济性的效果大。如上所述,本发明还公开了包含添加剂的燃料组合物,此处的燃料为汽油或者柴油,添加剂相对于燃料的浓度为20ppm~5000ppm。(发明效果)通过将本发明的新型添加剂添加入燃料中,在更大范围显示了清净性能,并且可以降低发动机内部及其他部位的摩擦。另外,本发明的新型添加剂,与传统的降低燃料消耗的摩擦调节剂单独比较、或者与由传统摩擦调节剂的组合而得到的添加剂(例如参见专利文献5)等相比较,均可以使燃料经济性大幅度提高,并且可以发挥更大范围的清净效果。进而,在本发明的添加剂中,添加剂本身具有稳定性,因此即使与其他添加剂组合,也可以得到抑制分解、取代反应等劣化的效果。具体实施方式将聚醚胺与羧酸以完全成为盐的比例进行调配,针对聚醚胺羧酸盐的生成反应,使用日本分光株式会社的FT/IR来确认反应所引起的吸光变化。另外,本申请说明书中的“ppm”是指被添加对象(例如汽油)中所包含的添加物的浓度,其等同于“1mg/Kg=1ppm”。当在聚醚胺中加入羧酸并搅拌时缓缓地生成盐,随着该盐的生成可以确认到羧酸所特有的C=O键而引起的1720cm-1~1700cm-1吸光部分显著地消失、转移。即,能够清楚地确认到聚醚胺羧酸盐的生成。该盐本身能够带来添加剂彼此的稳定性或者对燃料赋予特殊性能。即,聚醚胺羧酸盐显示出聚醚胺单独所不显示的润滑性,尤其是聚醚胺与油酸形成的盐,与过去所发现的摩擦调节剂相比显示出具有更高的减少发动机内部摩擦的效果,并且显示出比以往更大范围的清净性能。并且,通过连续使用,可以发挥保持从吸气阀直至燃烧室内部的部位的清净的效果。进而,可以将能够有效地去除吸气阀等的沉积物的基础油的量抑制在所需最小限度内,而且对于燃烧室内部的沉积物可以发挥更佳的效果。因此,与传统的聚醚胺相比,聚醚胺羧酸盐在更大范围发挥清净效果。进而,在传统配方中,当在清净剂(聚醚胺、聚异丁烯胺)中加入脂肪酸酯时,数月至1年左右的时间内会产生浑浊或沉淀。相对于此,本发明所含有聚醚胺羧酸盐的配方、或者所含有包括该聚醚胺羧酸盐在内的聚醚胺等的清净剂的配方中,即使加入脂肪酸酯,也可以大幅度地抑制浑浊或沉淀的产生。因此,能够提供维持或提高聚醚胺所特有的清净性能的同时更具有自由度的配方。关于燃料经济性提高技术的评价法:利用传统的燃料添加剂以及包含该传统的燃料添加剂的燃料提高燃料经济性的技术,仅仅着眼于减少发动机内部的摩擦损失而进行了评价。然而,由于并未注意到发动机的特性发生变化,因此也很难说必然提高了实际燃料经济性。相对于此,当通过适当的驾驶方法(平均速度等的相同行驶条件)反复进行实际车辆的行驶而确认后,得到以往没有得到过的燃料经济性提高的效果,其中,该驾驶方法是指因应由添加有聚醚胺羧酸盐尤其是聚醚胺油酸盐的汽油所引起的发动机特性变化的方法。于是,考虑到发动机特性的变化对驾驶感觉所带来的影响,为了使驾驶员更加自然地、下意识地适应内部摩擦被减少的发动机的特性,尝试了与多种摩擦减少剂的组合。其结果是发现了:当谋求实际燃料经济性的进一步提高时,与其通过仅仅使发动机内部的摩擦更加降低,还不如通过加入脂肪酸酯,在发动机制动器的感觉上产生变化,尤其是在低速中,使驾驶员在即将松开油门之前强烈地感觉到空走的感觉(空走感)。这种即将断开油门前与刚断开后的空走感的增加,会促使驾驶员下意识地进行比通常更快地断开油门的驾驶。这是因为:即使松开油门,发动机制动器也不奏效,因此,当在与通常相同的时机断开油门时,因为会超出预料地进行空走,故此时驾驶员会尽快地踩刹车、或在停车之前重重地踩刹车,由此驾驶员必然会感到不快感。于是,通过利用本发明的添加剂的组合使该感觉更加强烈,与无添加剂的情况或者包含传统添加剂配方的燃料相比,驾驶员会下意识地提前断开油门的时机。如此,通过将驾驶员引导为“下意识地使油门的断开时机及早化”,能够大幅度提高实际燃料经济性。而且,为了使驾驶员强烈地感觉到该空走感,将聚醚胺羧酸盐的羧酸部分与脂肪酸酯的重量比设为1以上且20/3以下的范围,优选设在2以上且20/3以下的范围。即使聚醚胺羧酸盐的羧酸部分与脂肪酸酯的重量比超过20/3,该感觉也不会变强。不仅如此,吸气阀、燃烧室等中容易生成沉积物。当聚醚胺羧酸盐的羧酸部分与脂肪酸酯的重量比为1以下时,该发动机制动器的微妙感觉变少,从而无法使实际燃料经济性提高。当取得清净性能与实际燃料经济性的提高之间的平衡时,通过增加聚醚胺的含有量,能够提高清净性能。另外,在本发明中,也可以添加与聚醚胺羧酸盐的分子结构相同或者不同的分子结构的聚醚胺,该情况下,通过加入与聚醚胺羧酸盐的分子结构不同的分子结构的聚醚胺以发挥聚醚胺的分子结构所带来的特性,与单独使用单一的聚醚胺盐相比,可以进一步提高清净能力。尤其是在迅速地去除发动机内部的沉积物这样的1次油箱清洁(在1次给油中加入高浓度清净剂而去除沉积物。)的使用方法中,由于聚醚胺混合后的清净剂比单独使用聚醚胺羧酸盐时更加显示出速效性,因而优选与聚醚胺混合后的清净剂。当对柴油进行研究后发现:许多汽车制造商的正品中所使用的聚醚胺清净添加剂为汽油专用的清净添加剂(马自达正品PEA等)。即,记载为柴油发动机中并不适合使用聚醚胺清净剂。然而,聚醚胺羧酸盐中的脂肪酸盐、尤其是聚醚胺油酸盐,即使将其添加入柴油中的情况下,也不会产生任何不利,可以发挥去除燃料喷射机构所涉及的全部燃料管内产生的油泥的效果,并且可以提高柴油的润滑性。进而,在作为最新柴油发动机的共轨柴油发动机中,防止或减少在预喷射等中发生的燃料附着于汽缸壁而引起的活塞环与汽缸壁间的摩擦上升,从而发挥提高燃料经济性的效果,由此可以得到比传统的脂肪酸与胺的组合更高的提高燃料经济性的效果。另外,对于上述的添加剂或者燃料组合物,也可以进一步加入清净剂(不论种类、分子结构),作为不同的摩擦调节剂加入胺、酰胺、酯、脂肪酸,进一步加入防锈剂、分散剂、增溶剂等可以使用于燃料的其他添加剂,进而,尤其是从添加剂的处理的观点考虑,以降低粘度或易于调整添加量为目的利用溶剂稀释等,并且,该种情况下并不会限制与其他添加剂的组合。以下,根据实施例说明本发明的适宜实施方式。【实施例1】<清净性的评价>将聚醚胺、作为聚醚胺羧酸盐的包含50%以上该聚醚胺的油酸的脂肪酸盐、在聚醚胺中各加入10%、25%作为基础油的壬基酚的环氧丁烷聚合物后的添加剂、在聚醚胺羧酸盐中加入10%上述聚合物后的添加剂,分别以按照聚醚胺基准成为2500ppm的方式呈等量地添加入市售的标准汽油中,并确认了去除吸气阀、燃烧室内部的沉积物的性能,其结果如表1所示。进而,作为试样还准备了呈等量地加入了聚醚胺500ppm的两种添加剂。<表1>清净性试验1凡例◎:优,○良,△不可上述评价中,预先在汽油中添加了3%发动机油,使斯巴鲁发电机SGi25S运行50小时后生成沉积物,之后利用各个添加剂,15小时内每1小时改变负荷而进行了评价。另外,聚醚胺使用了日本专利特公平6-62965号中所记载的合成例1。【实施例2】<吸气阀以及燃烧室内部沉积物的溶解评价>在不同温度下将吸气阀的沉积物浸渍于聚醚胺、聚醚胺油酸盐、聚醚胺辛酸盐的原液中,判断其溶解状况。评价中使用的聚醚胺及其盐([R2-O(AO)m-XH+]),使用了最平衡的取值R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20、X为n=1时的基团的聚醚胺。<表2>清净性试验2凡例◎:优,○良【实施例3】<聚醚胺羧酸盐的燃料经济性提高效果的评价>利用聚醚胺、聚醚胺羧酸盐(包含作为羧酸的油酸等的脂肪酸混合物粗油酸)、脂肪酸(包含与制造羧酸盐的物质相同的油酸等的脂肪酸混合物粗油酸)、聚醚胺环己烷酸盐等,与聚醚胺1000ppm(标准汽油中的浓度)等量的酸、盐,使用多个不同发动机来测定实际燃料经济性。聚醚胺使用了R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20、X为n=1时的基团的聚醚胺。<表3>聚醚胺羧酸盐的燃料经济性比较表3中的数值为:利用150cc单缸发动机、250cc四缸发动机、1300cc四缸发动机、1300cc直喷发动机、2000cc四缸涡轮增压发动机所获取的高速公路主体的平均值。对于各车辆预先利用聚醚胺去除发动机内部的沉积物,确认无添加时的基准燃料经济性后,实施了试验。燃料均使用不含添加剂的标准汽油。取各车反复行驶20次~25次100km的平均值。【实施例4】作为聚醚胺羧酸盐中更加提高燃料经济性的效果的盐而使用了含油酸90%以上的脂肪酸和辛酸99%以上的脂肪酸的盐,进行了燃料经济性测定。聚醚胺使用了R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20,X为n=1时的基团的聚醚胺。各试样的浓度与聚醚胺1000ppm等量(标准汽油中的浓度)。<表4>聚醚胺脂肪酸盐的燃料经济性提高效果上述试验中的数值为:使用与实施例2相同的车辆,配合发动机的运转变化驾驶得到的数值。作为聚醚胺盐,用与实施例3相同的聚醚胺和分别包含油酸90%与辛酸99%的脂肪酸制造盐,并使用该盐。聚醚胺脂肪酸盐具有提高燃料经济性的效果。但是,对于超过C19的脂肪酸,添加剂本身的溶解性不足,一部分会沉淀。即使是包含相同的油酸的脂肪酸盐,油酸浓度高者更佳。即,可以确认到聚醚胺油酸盐对燃料经济性的提高效果最大。【实施例5】<高速行驶时与在普通公路上反复进行启动停车时的燃料经济性提高率之差的评价>在街道等中反复进行加速减速的情况下,当使用聚醚胺的脂肪酸盐时,发动机的响应更佳。因此,会更多地踩油门等,从而存在不一定取得与高速行驶时等同的燃料经济性提高率的情况。如下所示,利用实施例4中的节约燃料型与动力型发动机的两种汽车进行了比较。用油酸90%以上的脂肪酸和与实施例3相同的聚醚胺来制造盐,并加以使用。聚醚胺盐的浓度为500ppmw/w(标准汽油中的浓度)。<表5>基于行驶条件的燃料经济性提高率变化的评价(基于本田PCX150、雅马哈MajestyS的平均燃料经济性提高率)如表5的结果所示,可以确认到频繁地开、关油门的市内行驶中,燃料经济性停滞不前。【实施例6】<脂肪酸酯对于低速时的发动机制动器的空走感带来的变化与对实际燃料经济性的效果的评价>在实施例5评价的基础上,研究了以更低速域在即将把油门断开之前的发动机制动器的效力最小的情况。即,在聚醚胺羧酸盐中添加了酯。制造了改变所添加的酯的比例即重量比β/α的试样,其中,β/α中的β表示酯的重量,α表示聚醚胺羧酸盐中的羧酸的重量。作为酯使用了含有单油酸甘油酯95wt%以上的酯。作为聚醚胺羧酸盐使用了聚醚胺油酸盐。聚醚胺油酸盐的浓度全部为500ppmw/w。评价指标为空走感。<表6>发动机制动器的评价与实际燃料经济性凡例◎:优,○良,△可,×不可评价车辆使用1300cc四缸129kW的大功率发动机摩托车、1300cc高压缩比14:1直喷发动机、2000cc涡轮增压149kW的手动挡汽车、250cc四缸摩托车、150cc小型摩托车,综合评价各车辆的结果。聚醚胺使用了R2=13,A=4(碳数4的亚烷基),m=20,X为n=1时的基团的聚醚胺。【实施例7】<同时使用了聚醚胺羧酸盐、酯以及聚醚胺的添加剂所带来的抑制发动机沉积物的效果>当加入上述β/α=20/3以上作为酯的单油酸甘油酯(浓度95wt%)时,聚醚胺羧酸的清净能力恶化,吸气阀或燃烧室的沉积物急速增加,因此,过多的加入没有益处。相反地,即使将聚醚胺羧酸盐与酯合计后的整体添加量提高到必要量以上,也并非会提高清净能力。于是发现:在这样的情况下,通过追加聚醚胺,可以弥补清净能力的降低。<表7>脂肪酸酯对于CCD的影响和聚醚胺脂肪酸盐的清净效果(CCD:Combustionchamberdeposit(燃烧室沉积物)评价)凡例◎:优,○良,△可,×不可评价装置使用了斯巴鲁发电机。将作为聚醚胺羧酸盐的聚醚胺油酸盐添加入标准汽油中,该聚醚胺油酸盐相对于标准汽油的添加量为1500ppmw/w,并利用该添加后的燃料进行了评价。进而,所追加的聚醚胺的量为如下的量,即:相对于添加了聚醚胺油酸盐的标准汽油添加了500ppmw/w。在此可以确认到:当β/α值超过20/3时,燃烧室沉积物CCD便开始增加。另外,对于给予发动机制动器的感觉的影响而言,即使β/α值从20/3进一步增加也没有变化,因此,添加超过β/α值=20/3的量的酯或聚醚胺脂肪酸盐也没有益处。当β/α值接近20/3时,CCD逐渐恶化。资料No.5为追加添加单独的PEA=聚醚胺的试样,可以确认到:通过聚醚胺的添加可以改善CCD的恶化,从而可以实现应对各种系统的清净性能。聚醚胺使用了R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20,X为n=1的基团的聚醚胺。【实施例8】<储藏稳定性试验>即使是单独的聚醚胺羧酸盐也有许多益处,但是,为了增加各种性能,也有组合酯类摩擦调节剂、胺类酰胺类添加剂的例子。在传统配方中,酯类添加剂与胺化合物共存时,其稳定性就变差,尤其是当与清净剂(聚醚胺、聚异丁烯胺等)组合时,产生浑浊或引起沉淀,因此,尤其是通常市售的添加剂,无法长期保存因而并不适合。因而,在与清净剂组合而产生多功能性能的情况下,其配方会受到限制。针对这一点,通过使用包含聚醚胺羧酸盐的配方,确认到:即使与酯类添加剂共存,也可以防止浑浊或沉淀等的产生,从而实现更为自由的组合。在储藏稳定性试验中,作为羧酸使用油酸(总碳数C18)、辛酸(总碳数C8)、山嵛酸(总碳数C22)、环己烷酸(总碳数C7),并利用各个羧酸制成聚醚胺羧酸盐。所添加的酯使用单油酸甘油酯,将该单油酸甘油酯添加上述β/α值=3(9/3)的量。进而,对于在聚醚胺羧酸盐与酯的混合物中加入了单独的聚醚胺所得的混合物也进行了评价,其中,该单独的聚醚胺的添加量为聚醚胺羧酸盐中聚醚胺的重量约50%的量。另外,对于与聚醚胺相同的总碱价相对应的量的单独的聚异丁烯胺(试样8-10)、以及在试样8-10中以1:1的重量比混合聚醚胺油酸盐后的混合物(试样8-11)也进行了评价。在全部试样中加入了上述β/α值=3(9/3)的量的单油酸甘油酯。<表8>储藏稳定性试验※PEA:聚醚胺当羧酸使用C=(总碳数22)以上的羧酸时,聚醚胺羧酸盐本身的溶解性就变差,并且,抑制内部反应的效果也减弱。添加聚醚胺羧酸盐所得到的抑制沉淀的效果,不仅对聚醚胺有效,对聚异丁烯胺也是有效。【实施例9】<综合燃料经济性评价>在向聚醚胺油酸盐中加入25wt%单独的聚醚胺后的混合物中,加入以油酸的重量比计3倍的量的作为酯的单油酸甘油酯(GMO),该单油酸甘油酯的加入量相对于汽油的重量比为500ppm,将由此得到的添加剂作为试样9-1。将在试样9-1中不含单油酸甘油酯的添加剂作为试样9-2。另外,对以下各个试样也进行了评价:单独的油酸(试样9-3)、单独的单油酸甘油酯(试样9-4)、单独的油酸与单独的单油酸甘油酯的混合物(试样9-5)、未成为盐的聚醚胺与单油酸甘油酯的混合物(试样9-6),进而,加入与单油酸甘油酯(酯)同量的作为摩擦调节剂脂肪酸胺的油胺的添加剂(试样9-7)。评价方法如下,即:高速公路100km、一般公路150km的距离各行驶10次,以无添加剂的汽油为基准,使用各添加剂(试样9-1~试样9-7)进行了评价。车辆的发动机使用节约燃料型150cc单缸发动机、1300cc的176马力的自然吸气四缸发动机、1300cc的14:1的高压缩比直喷共轨四缸发动机等,求得实际的燃料经济性提高率的平均值。<表9>综合燃料经济性评价结果※GMO=单油酸甘油酯可以确认到:聚醚胺油酸盐与适当的酯(试样9-1)组合后的添加剂,取得了超出单独的聚醚胺油酸盐的添加剂(试样9-2)的燃料经济性提高率。进而,确认到与传统单独油酸的添加剂(试样9-3)或单独酯的添加剂(试样9-4)、或者试样9-3与试样9-4的混合物(试样9-6)所无法比较的效果。而且,确认到:即使与混合被称为具有相乘效果的聚醚胺与酯后的添加剂(试样9-6),在试样9-6中进一步加入了油胺等的传统型添加剂(试样9-7)相比,也发挥大幅度的提高燃料经济性的效果。【实施例10】<燃料经济性提高效果的评价>为了更加明确聚醚胺羧酸盐的效果,并且为了确认聚醚胺、羧酸分别对燃料经济性带来怎样的影响,确认了聚醚胺油酸盐、聚醚胺、单独的油酸对燃料经济性等的影响。将分别添加了200ppm、400ppm聚醚胺的燃料分别作为试样10-1、10-2,将添加了50ppm脂肪酸的燃料作为试样10-3,将添加这些添加剂的燃料与未添加这些添加剂的燃料相比较,从而研究提高燃料经济性的效果,其中,上述50ppm的脂肪酸含80%作为羧酸的油酸。<表10>聚醚胺与油酸的提高燃料经济性的效果评价方法如下:在1300cc四缸176马力的大型摩托车中使用驱动计算机,取得在同等条件下行驶300km时的平均值。使用了与实施例3相同的聚醚胺。进而,也评价下述试样11-1和试样11-2,其中,试样11-1是:制造以使油酸的50%成为聚醚胺盐的方式调配后的混合物,并以相对于燃料的重量比为250ppm(相当于聚醚胺油酸盐225ppm+油酸25ppm)的量添加到汽油燃料的添加剂,试样11-2是:将聚醚胺油酸盐以相对于燃料的重量比为450ppm(油酸50ppm与100%聚醚胺成盐)的量添加到汽油燃料的添加剂。评价方法如下:在1300cc四缸176马力的大型摩托车中使用驱动计算机,取得同等条件下行驶300km时的平均值。使用了与实施例3相同的聚醚胺。<表11>脂肪酸盐与脂肪酸的燃料经济性效果由该结果可以确认到:与油酸以50%的比例成为聚醚胺油酸盐的添加剂(试样11―1)相比,油酸100%成为聚醚胺油酸盐的添加剂(试样11―2)的提高燃料经济性的效果更大。由此可知:并不是油酸与聚醚胺共存产生相乘效果,而只是聚醚胺油酸盐本身产生提高燃料经济性的效果。即,可以说是聚醚胺羧酸盐自身产生提高燃料经济性的效果。【实施例11】<减少发动机机械噪声的效果>聚醚胺羧酸盐能够大幅度减少发动机的机械噪声、尤其是阀门周围的声音。同时,近年来汽油车中增加的直喷高压喷射型发动机的燃料喷射器的声音等相当地令人生厌。关于这一点,当添加聚醚胺羧酸盐(试样12-2)时,可以得到大幅度地降低这些声音的效果,由此可以实现更加具有寂静性的发动机。进而,在聚醚胺羧酸盐中加入β/α值为10/3的量的含50%单油酸甘油酯和40%二油酸甘油酯的酯后的添加剂(试样12-3),产生进一步降低机械噪声的效果。<表12>噪声效果评价方法如下:使用1.3L直喷汽油、高压缩比14:1的发动机,在发动机上方30cm附近处测定。聚醚胺使用R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20、X为n=1时的基团的聚醚胺,利用该聚醚胺与含80%油酸的脂肪酸制造盐,并以使其浓度为500ppm的方式添加入汽油中,进行了评价。使用了50%单油酸甘油酯、40%二油酸甘油酯、剩余10%为三甘油的酯。【实施例12】<对于柴油的评价:吸气控制阀中产生的油泥引起的发动机熄火全面试验>将在汽油发动机中显示出良好结果的聚醚胺羧酸盐添加到柴油中1500ppm,在共轨柴油发动机、丰田Hiace200系中,用启动时频繁产生发动机熄火的车辆行驶的结果。<表13>发动机熄火次数的变化(改善吸气控制阀初期不合格的效果)评价中作为测试车辆使用了丰田Hiace200系2.5L共轨柴油车。试样13-1、13-4中使用的柴油为市售的柴油。第一次评价(试样13-2)中,作为聚醚胺羧酸盐,用含80%以上油酸的物质制造盐,将含该盐的添加剂添加入市售柴油中,其中,相对于柴油的添加剂浓度为1500ppm。通过行驶2000km,评价了发动机熄火的产生。该行驶中,完全不发生发动机熄火,之后即使在添加剂浓度为250ppm的条件下行驶5000km也不产生发动机熄火。即,改善油泥引起的工作不良,从而可以防止发动机熄火,该油泥是由于吸气控制阀不良所产生且成为发动机熄火产生的原因。另外,油泥主要是因为柴油的组成而产生。之后,在第二次评价中,将添加剂的添加量降低到250ppmw/w后,行驶了5000km。该情况下也没有产生发动机熄火。之后,在使用市售柴油行驶2000km的情况下,当接近2000km时,再次产生发动机熄火。若立刻切换为含添加剂的柴油,则之后就可以避免发动机熄火的现象。由以上内容可知:高浓度的聚醚胺油酸盐能够去除吸气阀中附着的油泥,另外,也可以抑制油泥的产生,进而,低浓度的聚醚胺油酸盐可以防止油泥的生成及附着,可以防止发动机熄火的产生。另一方面,当重新使用市售柴油时故障就再次产生,由此可知本发明的添加剂发挥市售柴油中所没有的性能。如上所述,在柴油中使用本发明添加剂的情况下,可以发挥下述效果:(1)去除油泥的清净性效果;(2)改善或防止随着对柴油润滑性的要求提高,在吸气控制阀中的柴油润滑性不足的问题、以及油泥的产生而引起的工作不良的问题的效果。通过使用了已经被认定为故障的实际车辆的评价试验,证明了兼具(1)清净性能与(2)润滑性。【实施例13】<共轨柴油发动机中提高燃料经济性的效果><表14>等速下的燃料经济性提高试样No.添加剂添加量时速40km时速80km14-1聚醚胺油酸盐1500ppm7.30%6.80%评价方法如下:使用标致307HDi137的自动巡航功能行驶相同的场所,由驱动计算机上的燃料消耗量测定。另外,在没有风等影响的相同的区间行驶5次,求其平均值。通过该评价试验,可以确认到:即使是在共轨柴油中,也可以与汽油车相同地发挥提高燃料经济性的效果、以及清净效果。<总结>聚醚胺羧酸盐的效果涵盖了清净性、储藏稳定性、提高燃料经济性、发动机特性变化等多方面。其性能在很大程度上主要取决于羧酸的种类。将本发明的含聚醚胺羧酸盐的添加剂、以及传统添加剂中的主要性能清楚地总结于下表。<表15>※PEA:聚醚胺凡例◎:优,○良,△可,×不可可以说:聚醚胺羧酸盐中的聚醚胺油酸盐在多个方面发挥出优异的性能。即使给予驾驶员的驾驶感觉(空走感)发生变化、并和大幅度地提高实际燃料经济性的酯相结合,添加剂也不会引起内部反应等。因此,能够实现更为自由的配方,可以产生以往所不能得到的节能效果。并且,在与清净性能的平衡方面,能够实现稳定性更高的配方。进而,也可以在柴油中发挥清净性能与提高燃料经济性的效果。另外,上述的各评价试验中,全部使用标准汽油。另外,上述的各评价试验中,没有特别记载的聚醚胺以及聚醚胺盐,全部使用R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20,X为n=1时的基团的物质。另外,关于聚醚胺(PEA),R2=13(碳数13)的聚醚胺使用来源于用羰基合成法合成的含支链的十三醇=(CH3CH(CH3)((CH2CH(CH3))2CH(CH3)(CH2)2OH))的聚醚胺。另外,作为该聚醚胺(PEA)结构式的例子,R2=13、A=4(碳数4的亚烷基)、m=20,X为n=1时的基团的聚醚胺结构式的例子如下所示。另外,关于聚醚胺(PEA),R2=8(碳数8)的聚醚胺使用含辛醇=n-辛醇(CH3(CH2)7OH)与2-乙基己醇(CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2OH)的聚醚胺。当前第1页1 2 3 
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