Empleo de aminas y/o productos de adición de Mannich en mezclas combustibles y lubricantes para motores otto de inyección directa de combustible.

Empleo de

- un componente B, que contiene al menos un producto de adición de Mannich de la fórmula I donde R1 y R2 son independientemente uno de otro como se define R1,

R2 y R3 del componente A, R8 representa un radical poliisobuteno, R9 representa un grupo alquilo C1-C6, R10 representa H o alquilo C1-C6, m representa un número de 0 a (4-n) y n representa un número de 1 a 3,

- o una mezcla el componente B con un componente A, que contiene al menos una amina de la fórmula NR1R2R3, donde cada R1, R2 y R3 representan en cada caso independientemente H, alquilo C1-C20 o cicloalquilo C3-C20, donde dos radicales alquilo conjuntamente con el átomo de nitrógeno al cual están enlazados, pueden formar un anillo y donde los radicales alquilo y los cicloalquilo pueden estar interrumpidos por uno o varios grupos, que son elegidos de entre O y NR4 y/o pueden estar sustituidos por uno o varios grupos OR5 o NR6R7, donde R4, R5, R6 y R7 independientemente uno de otro son como se definen R1, R2 y R3, y/o y donde el peso molecular de la amina NR1R2R3 en el componente A y/o la suma de los pesos moleculares de los radicales NR1R2 en el componente B es de 120 a 1000 g/mol.

Empleo de aminas y/o productos de adición de Mannich en mezclas combustibles y lubricantes para motores otto de inyección directa de combustible La presente invención se refiere al empleo de aminas y/o productos de adición de Mannich como detergentes y/o dispersantes en mezclas de combustible para motores Otto de inyección directa de combustible.

Los motores Otto de inyección directa de combustible ganan creciente importancia, puesto que ellos en particular en el rango magro, es decir para un valor Lambda de aproximadamente 1 o mayor hacen posible un mejor uso de combustible y simultáneamente una elevación en el desempeño del motor. Con ello se acompaña una reducida emisión de dióxido de carbono en comparación con los motores Otto convencionales.

Las toberas de inyección de combustible en los motores Otto de inyección directa de combustible se encuentran en la cámara de combustión y con ello son expuestas a condiciones extremas. Bajo esas condiciones tiene lugar una fuerte corrosión y oxidación por el combustible y se forman de manera creciente depósitos. Los problemas de depósitos conciernen principalmente a la tobera de inyección de combustibles, sin embargo también a las válvulas de admisión así como a la totalidad del espacio de combustión. Los depósitos en las toberas de inyección de combustible reducen el suministro de combustible y modifican el comportamiento de inyección del combustible. Un suministro de combustible ligeramente reducido puede ser compensado mediante el correspondiente control electrónico; sin embargo, con unos más fuertes disminución de suministro y cambio de comportamiento de inyección de combustible, no puede ya controlarse en sentido contrario. Sin embargo, para una óptima utilización de combustible y elevación del desempeño, es indispensable un impecable comportamiento de inyección de combustible. De allí que debe evitarse al máximo posible la formación de depósitos. En contraste con los motores tradicionales, en los cuales los depósitos requieren mezclas más bien grasas, en motores Otto de inyección directa de combustible las mezclas magras conducen en particular a depósitos.

La WO 01/42399 describe el empleo de bases de Mannich como aditivos para combustible, para impedir los depósitos en motores Otto de inyección directa de combustible. Las investigaciones fueron realizadas con bases de Mannich, las cuales se basan en un fenol sustituido con un radical derivado de un poliisobuteno de baja reactividad, en una mezcla rica en combustible (valor Lambda 0, 8) . Sin embargo los motores Otto de inyección directa de combustible obtenibles comercialmente trabajan con mezclas pobres en combustible, para alcanzar los ahorros estipulados de gasolina. Además, una mezcla rica en combustible como por ejemplo con un valor Lambda de 0, 8, perjudica el funcionamiento de un catalizador común para gas de escape, con lo cual pueden excederse los valores máximos legales establecidos para los gases de escape. Los resultados alcanzados en la WO 01/42399 no son todavía satisfactorios; en particular las bases de Mannich allí descritas fallan en la operación del motor en el rango Lambda de 0, 9 a 9. Además el motor allí empleado no es uno moderno de inyección directa del combustible, lo cual es evidente porque se emplea un motor con los mencionados pistones de cabeza plana. Sin embargo la construcción de estos cilindros no corresponde a la geometría especial de los cilindros modernos de inyección directa de combustible, lo cual es esencial para una homogénea distribución de combustible.

De allí que otro objetivo de la presente invención era suministrar aditivos adecuados para combustible, que impidan eficazmente los depósitos en motores Otto de inyección directa de combustible, también en la operación del motor en el rango Lambda de 0, 9 a 9.

El objetivo fue logrado mediante el empleo descrito en el texto de la reivindicación 1, así como mediante el método descrito en la reivindicación 10.

Este empleo acorde con la invención es en lo que sigue definido como variante de aplicación 1.

En la operación de los motores Otto de inyección directa de combustible comunes en el mercado, transcurren ciclos de diferentes valores Lambda. En la variante de aplicación 1 se emplean los componentes A y/o B en mezclas de combustibles y lubricantes para motores Otto de inyección directa de combustible, donde el motor es operado de acuerdo con la invención en más del 80 % del tiempo de operación a un valor Lambda de al menos 0, 9 a inclusive 9, preferiblemente de 0, 95 a 8 y en particular de 0, 97 a 6. Se entiende por valor Lambda la relación entre la cantidad de aire introducida a una cámara de combustión y la cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión completa. En ello, se define una mezcla con un valor Lambda inferior a 1 como rica y con un valor Lambda superior a 1 como magra.

En la variante de aplicación 1 el peso molecular de la amina NR1R2R3 del componente A o bien la suma de los pesos moleculares de los radicales NR1R2 en los productos de adición de Mannich I del componente B es de 120 a 1000 g/mol y en particular 180 a 600 g/mol. En las aminas del componente A el peso molecular es, de modo muy particularmente preferido, de 180 a 300 g/mol.

R8 representa un radical poliisobuteno, el cual se deriva preferiblemente en los denominados poliisobutenos "reactivos". Respecto a la definición de los poliisobutenos reactivos y las formas preferidas de operar, para esto en las siguientes formas de operar se hace referencia a R8.

En la variante de aplicación 1 en las definiciones de arriba para los grupos R1, R2, R3, R4, R5, R6 y R7, alquilo C1-C20 representa alquilo ramificado o no ramificado, en particular representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, secbutilo, isobutilo, tert-butilo, 1-, 2- o 3-pentilo, 1-, 2-, 3- o 4-metilbutilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3- o 2, 2-dimetilpropilo, 1-, 2- o 3hexilo, 2-, 3- o 4-metilpentilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 2, 2-, 2, 3- o 3, 3-dimetilbutilo, 2-etilbutilo, 1-, 2-, 3- o 4- heptilo, 2-, 3-, 4- o 5-metilhexilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 1, 4-, 2, 2-, 2, 3-, 2, 4-, 3, 3-, 3, 4- o 4, 4-dimetilpentilo, 2- o 3-etilpentilo, 1-, 2-, 3- o 4-octilo, 2-, 3-, 4-, 5- o 6-metilhexilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 1, 4-, 1, 5-, 2, 2-, 2, 3-, 2, 4-, 2, 5-, 3, 3-, 3, 4-, 3, 5-, 4, 4-, 4, 5- o 5, 5dimetilhexilo, 2-, 3- o 4-etilhexilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo o eicosilo. Los grupos alquilo pueden estar también sustituidos por uno o varios radicales cicloalquilo C3-C20.

Si dos grupos alquilo conjuntamente con el átomo de nitrógeno del grupo NR1R2 del producto de adición de Mannich I o bien de la amina NR1R2R3 forman un anillo, donde el grupo alquilo puede estar interrumpido por un grupo O o NR4, entonces el anillo representa por ejemplo piperidina, piperacina o morfolina.

En las definiciones de arriba para los grupos R1, R2, R3, R4, R5, R6 y R7, el grupo cicloalquilo C3-C20 representa por ejemplo ciclopropilo, ciclopentilo, ciclohexilo, ciclooctilo o ciclodecilo. Los grupos cicloalquilo pueden estar sustituidos por uno o varios grupos alquilo C1-C20. Son ejemplos para ello 3-metilciclopentilo y 4-metilciclohexilo.

En las definiciones de arriba para los grupos R9 y R10, alquilo C1-C6 representa en particular metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, tert-butilo, 1-, 2-o 3-pentilo, 1-, 2-, 3-o 4-metilbutilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3- o 2, 2dimetilpropilo, 1-, 2- o 3-hexilo, 2-, 3- o 4-metilpentilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 2, 2-, 2, 3- o 3, 3-dimetilbutilo o 2-etilbutilo.

Los radicales R1, R2 y R3 representan preferiblemente en cada caso independientemente alquilo C6-C20 ramificado o no ramificado, como 1-, 2- o 3-hexilo, 2-, 3- o 4-metilpentilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 2, 2-, 2, 3-o 3, 3-dimetilbutilo, 2-etilbutilo, 1, 2-, 3- o 4-heptilo, 2-, 3-, 4- o 5-metilhexilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 1, 4-, 2, 2-, 2, 3-, 2, 4-, 3, 3-, 3, 4- o 4, 4-dimetilpentilo, 2- o 3etilpentilo, 1-, 2-, 3- o 4-octilo, 2-, 3-, 4-, 5- o 6-metilhexilo, 1, 1-, 1, 2-, 1, 3-, 1, 4-, 1, 5-, 2, 2-, 2, 3-, 2, 4-, 2, 5-, 3, 3-, 3, 4-, 3, 5-, 4, 4-, 4, 5- o 5, 5-dimetilhexilo, 2-, 3- o 4-etilhexilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo o eicosilo, representa cicloalquilo C6-C20, como ciclohexilo, ciclooctilo o ciclodecilo, o representa o donde R4, R5, R11, R12, R13 y R14 representan independientemente uno de otro H o alquilo C1-C6, R6 y R7 representan independientemente... [Seguir leyendo]

1. Empleo de

- un componente B, que contiene al menos un producto de adición de Mannich de la fórmula I

donde R1 y R2 son independientemente uno de otro como se define R1, R2 y R3 del componente A, R8 representa un radical poliisobuteno, R9 representa un grupo alquilo C1-C6, R10 representa H o alquilo C1-C6, m representa un número de 0 a (4-n) y n representa un número de 1 a 3, - o una mezcla el componente B con un componente A, que contiene al menos una amina de la fórmula NR1R2R3, donde cada R1, R2 y R3 representan en cada caso independientemente H, alquilo C1-C20 o cicloalquilo C3-C20, 15 donde dos radicales alquilo conjuntamente con el átomo de nitrógeno al cual están enlazados, pueden formar un anillo y donde los radicales alquilo y los cicloalquilo pueden estar interrumpidos por uno o varios grupos, que son elegidos de entre O y NR4 y/o pueden estar sustituidos por uno o varios grupos OR5 o NR6R7, donde R4, R5, R6 y R7 independientemente uno de otro son como se definen R1, R2 y R3, y/o y donde el peso molecular de la amina NR1R2R3 en el componente A y/o la suma de los pesos moleculares de los radicales NR1R2 en el componente B es de 120 a 1000 g/mol.

2. Empleo según una de las reivindicaciones 1 o 2 de un componente A y un componente B.

3. Empleo según una de las reivindicaciones 1 o 2, donde en el componente A el peso molecular de la amina NR1R2R3 y/o en el componente B la suma de los pesos moleculares de los radicales NR1R2 es de 180 a 600 g/mol.

4. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes, donde los radicales R1, R2 y R3 en los componentes A y B representan independientemente uno de otro H, alquilo C6-C20, ciclo alquilo C6-C20, o donde R4, R5, R11, R12, R13 y R14 representan independientemente en cada caso H o alquilo C1-C6;

R6 y R7 representan independientemente uno de otro H, alquilo C1-C6 o hidroxialquilo C1-C6, x y z representan independientemente uno de otro un número de 1 a 20 y y representa un número de 0 a 10.

5. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes donde R8 representa un radical poliisobuteno, que se 5 deriva de poliisobutenos reactivos.

6. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes donde en el componente B, R8 está en posición para respecto al grupo OH.

7. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes, donde se emplean componente A y componente B en una relación del peso de 20:1 a 1:20.

8. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes en forma de un concentrado combustible, que contiene un componente A y/o un componente B en una cantidad de 0, 1 a 80 % en peso.

9. Empleo según una de las reivindicaciones precedentes, donde como componente B se emplea al menos un producto de adición Mannich de la fórmula I.1

donde R8 representa un radical poliisobuteno con un peso molecular promedio aritmético de 300 a 3000, R9 representa un grupo alquilo C1-C6, R10 representa H o alquilo C1-C6, R1 y R2 representan independientemente uno de otro alquilo C6-C20, cicloalquilo C6-C20, o donde R4, R5, R11, R12, R13 y R14 representan independientemente uno de otro H o alquilo C1-C6, R6 y R7 representan independientemente uno de otro H, alquilo C1-C6 o hidroxialquilo C1-C6 x y z representan independientemente uno de otro un número de 1 a 20, y representa un número de 0 a 10 y m representa 0 o 1.

10. Método para la disminución de los depósitos en motores Otto de inyección directa de combustible, en el cual se suministra un combustible que incluye un componente B sólo o en mezcla con el componente A, los cuales son como se define en una de las reivindicaciones precedentes y en el cual los motores Otto de inyección directa de combustible son operados en un valor Lambda de 0, 9 a 9.

11. Método según la reivindicación 10, en el cual el combustible incluye un componente A y un componente B.