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Title:
CO- AND TERPOLYMERS BASED ON G(A),(G(B)-UNSATURATED COMPOUNDS AND G(A),G(B)-UNSATURATED DICARBOXYLIC ACID ANHYDRIDES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/020056
Kind Code:
A1
Abstract:
Co- and terpolymers based on $g(a),$g(b)-unsaturated compounds and $g(a),$g(b)-unsaturated dicarboxylic acid anhydrides are disclosed, as well as several processes for preparing the same and their use to improve the fluidity of mineral oils and mineral oil distillates. The disclosed co- and terpolymers contain: (A): -CH�2?-CH�2?- and (B), in which R?1� and R?2� are different and R?1� stands for hydrogen or methyl and R?2� for hydrogen, a COOR3 or -OOCR4 group; and 1-40 % by moles bivalent structural units (C) and optionally (D) and (E). The fusion viscosity of the co- and terpolymers at 140 �C (V140) equals 10 to 10,000 mPas.

Inventors:
KRULL MATTHIAS
NAGEL WALTRAUD
WILDFANG RAIMUND
Application Number:
PCT/EP1997/005946
Publication Date:
May 14, 1998
Filing Date:
October 28, 1997
Export Citation:
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Assignee:
CLARIANT GMBH (DE)
International Classes:
C08F8/32; C08F210/02; C08F222/06; C08L23/08; C08L23/36; C10L1/14; C10L1/18; C10L1/22; C10L1/236; C10M149/06; C10M157/04; C10L1/16; (IPC1-7): C08F210/02; C08F8/32; C08L23/08; C08L23/36; C10L1/14; C10L1/18; C10L1/22; C10M149/06; C10M157/04
Foreign References:
JPS59126496A1984-07-21
EP0181408A11986-05-21
EP0154177A21985-09-11
FR2649709A11991-01-18
EP0363870A21990-04-18
EP0606055A21994-07-13
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Claims:
Patentansprüche
1. Cound Terpolymere auf Basis von a, ßungesättigten Verbindungen und a, ßungesättigten Dicarbonsäureanhydriden, dadurch gekennzeichnet, da# sie 6099 mol% an bivalenten Struktureinheiten A und gegebenenfalls B enthalten wobei der Anteil der Struktureinheiten A an der Summe der Struktureinheiten A und B mindestens 70 mol% beträgt, wobei R1 und R2 verschieden sind und R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine Gruppe COOR3 oder eine GruppeOOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte ClCl2 Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, bedeuten, 140 mol% an bivalenten Struktureinheiten C und gegebenenfalls D sowie E enthalten, wobei der Anteil der bivalenten Struktureinheiten C größer als 80 mol%, bezogen auf die Summe der Struktureinheiten C, D und E ist, R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, a, b gleich 0 oder 1 und a + b gleich 1 ist, R7 gleich oder verschieden ist und eine C6C24Alkylgruppe, eine Gruppe der allgemeinen Formel F oder eine Gruppe der allgemeinen Formel G darstellt worin X eine C2C4Alkylengruppe, R10 Methyl oder eine C6C22Alkylgruppe und R1 eine C6C24Alkylgruppe bedeutet, Y eine C2C4Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, R12 C1C30Alkyl, C5C12Cycloalkyl oder C6C30Aryl und R13 Wasserstoff, C1C4Alkyl, bevorzugt Methyl, darstellt und R8 und R9 gleich oder verschieden sind und einen RestNHR7 oder oR14 darstellen, wobei R14 Wasserstoff oder ein Ammoniumkation der Formel H3N9R7 ist, wobei für den Fall, daß die Struktureinheiten C und E verschiedene Reste R7 enthalten, der Anteil der Reste R7 mit einer Bedeutung gemäß der Formel G max. 10 mol%, bezogen auf die Gesamtzahl der Reste R7 beträgt und die Schmetzviskosität der Cooder Terpolymere bei 140°C (V140) 10 bis 10. 000 mPas beträgt.
2. Cound Terpolymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 7098 mol%, insbesondere 8097, 5 mot% an bivalenten Struktureinheiten A und gegebenenfalls Struktureinheiten B sowie 230 mol%, insbesondere 2, 5 20 mol% an bivalenten Struktureinheiten C und gegebenenfalls D sowie E enthalten.
3. Cound Terpolymere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der Anteil der Struktureinheiten A an der Summe der Struktureinheiten A und B mindestens 80 mol% und insbesondere mindestens 90 mol% beträgt.
4. Cound Terpolymere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet da# der Anteil der Struktureinheiten C, bezogen auf die Summe der Struktureinheiten C, D und E, mindestens 85 mol%, besonders bevorzugt mindestens 90 mol% und insbesondere mindestens 93 mol% beträgt.
5. Cound Terpolymere nach einem oder mehreren der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Reste R7 mit einer Bedeutung gemäß der Formel G maximal 10 mol%, bevorzugt maximal 6 mol% und insbesondere maximal 3 mol%, bezogen auf die Gesamtzahl der Reste R7, beträgt.
6. Cound Terpolymere nach einem oder mehreren der Ansprüche 15, dadurch gekennzeichnet, da# sie Struktureinheiten B enthalten, die sich vom Vinylacetat, Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester oder Methacrylsäureethylester ableiten, und Struktureinheiten C enthalten, die sich von Maleinsäureanhydrid ableiten.
7. Cound Terpolymere nach einem oder mehreren der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, da# sich die ImidGruppeNR7in den Struktureinheiten C und die AmidgruppeNR7 sowie das AmmoniumKation H3N@R7 in den Struktureinheiten E von primären Aminen der Formel L ableitet, (L) NH2R7 bevorzugt von Cocosfettaminen oder Talgfettaminen.
8. Verfahren zur Herstellung der Cound Terpolymeren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# man zunächst Ethylen und gegebenenfalls weitere Monomere der allgemeinen Formel H wobei R1 und R2 verschieden sind, R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine GruppeCOOR3 oder eine GruppeOOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte ClCl2 Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, darstellen und Monomere der allgemeinen Formel J und/oder K wobei R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, miteinander polymerisiert und das erhaltene Cooder Terpolymer anschlieflend mit einem oder mehreren Aminen der Formel L umsetzt, (L) NH2R7 wobei R7 eine C6C24Alkylgruppe darstellt, einen Rest der allgemeinen Formel F oder einen Rest der Formel G wobei X eine C2C4Alkylengruppe und R1 Methyl oder eine C6C22Alkylgruppe, R1 1 eine C6C22Alkylgruppe darstellt, Y eine C2C4Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, R12 C1C30Alkyl, C5C12Cycloalkyl oder C6C30Aryl und R13 Wasserstoff, C1C4Alkyl, bevorzugt Methyl, bedeutet.
9. Verfahren zur Herstellung der Cound Terpolymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst Monomere der allgemeinen Formeln J und/oder K wobei R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, mit einem oder mehreren Aminen der Formel L (L) NH2R7 wobei R7 eine C6C24Alkylgruppe, einen Rest der Formel F oder einen Rest der Formel G darstellt wobei X eine C2C4Alkylengruppe, R10 Methyl oder eine C6C22Alkylgruppe und R1 eine C6C22Alkylgruppe bedeutet, Y eine C2C4Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, Rl C1C3Alkyl, C5C12Cycloalkyl oder C6C30Aryl und R13 Wasserstoff, C1C4Alkyl, bevorzugt Methyl, bedeutet, umsetzt und das Umsetzungsprodukt anschlie#end mit Ethylen und gegebenenfalls weiteren Monomeren der allgemeinen Formel H polymerisiert, wobei R1 und R2 verschieden sind, R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine GruppeCOOR3 oder eine GruppeOOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte ClCl2 Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, darstellen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation als Hochdruckpolymerisation kontinuierlich oder diskontinuierlich, bevorzugt kontinuierlich, bei einer Temperatur von 100 bis 350°C, bevorzugt 140300°C, und unter einem Druck von 50400 MPa, bevorzugt 100300 MPa durchführt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Polymerisation 0, 120 Gew.%, bevorzugt 0, 210 Gew.%, bezogen auf die Monomere, eines Radikalkettenstarters einsetzt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 811, dadurch gekennzeichnet, da# man zur Polymerisation 0, 215 mol%, bevorzugt 0, 510 mol% der a, ßungesättigten Dicarbonsäureanhydride sowie 8599, 2 mol%, bevorzugt 9099, 5 mol% der a, ßungesättigten Verbindungen einsetzt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 812, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart von 0, 120 Gew.%, bezogen auf den Monomerengehalt, eines Molekulargewichtsreglers erfolgt.
14. Verwendung der Cound Terpolymere nach Anspruch 1 als Flie#verbesserer für paraffinhaltige Rohöle und insbesondere für Erdolprodukte.
15. Verwendung der Cound Terpolymere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man dem paraffinhaltigen Rohöl oder Erdölprodukt 10 10. 000 ppm, bevorzugt 205. 000 ppm und besonders bevorzugt 502. 000 ppm des Cooder Terpolymeren zusetzt.
16. Paraffinhaltige Rohöle und Erdölprodukte enthaltend mindestens ein Cooder Terpolymer nach Anspruch 1.
17. Mischung enthaltend mindestens ein Cooder Terpolymer nach Anspruch 1 und mindestens ein EthylenVinylesterCopolymer, bevorzugt ein Ethylen VinylacetatCopolymer und insbesondere ein EthylenVinylacetatCopolymer, welches 10 bis 40 Gew.% Vinylacetat und 6090 Gew.% Ethylen enthält.
18. Mischungen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Co oder Terpolymere und die EthylenVinylesterCopolymeren im Verhältnis (in Gewichtsteilen) 20 : 1 bis 1 : 20, vorzugsweise 10 : 1 bis 1 : 10 enthalten.
19. Mischungen enthaltend Cooder Terpolymere nach Anspruch 1 und EthylenlVinylacetat/Neononansäurevinylesterterpolymere oder EthylenNinylacetaVNeodecansäurevi nylesterTerpolymere im Verhältnis (in Gewichtsteilen) 20 : 1 bis 1 : 20, vorzugsweise 10 : 1 bis 1 : 10.
20. Mischungen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die EthylenNinylacetat/Neononans6urevinylesterTerpolymere bzw. die EthylenNinylacetaVNeodecansäurevinylesterTerpolymere außer Ethylen 10 bis 35 Gew.% Vinylacetat und 1 bis 25 Gew.% Neononansäurevinylester bzw. Neodecansäurevinyiester enthalten.
21. Mischungen enthaltend Cooder Terpolymere nach Anspruch 1 und Paraffindispergatoren im Verhältnis (in Gewichtsteilen) 1 : 10 bis 20 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 10 : 1.
22. Mischungen enthaltend Cooder Terpolymere nach Anspruch 1 und Kammpolymere im Verhältnis (in Gewichtsteilen) 1 : 10. bis 20 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 10 : 1.
23. Paraffinhaltige Rohöle und Erdölprodukte, enthaltend Mischungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22.
Description:
CO-UND TERPOLYMERE AUF BASIS VON G (A), G (B)-UNGESÄTTIGTEN VERBINDUNGEN UND G (A), G (B)-UNGESATTIGTEN DICARBONSÄUREANHYDRIDEN Die Erfindung betrifft Co-und Terpolymere auf Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden, verschiedene Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Flie#verbesserer in Mineralölen und Mineraloidestillaten.

Rohöle und durch Destillation von Rohölen gewonnene Mitteldestillate wie Gasöl, Dieselöl oder Heizöl, enthalten je nach Herkunft der Rohöle unterschiedliche Mengen an n-Paraffinen, die bei Erniedrigung der Temperatur als plättchenförmige Kristalle auskristallisieren und teilweise unter Einschluß von 01 agglomerieren.

Dadurch kommt es zu einer Verschlechterung der Fiießeigenschaften dieser Ole bzw. Destillate, wodurch beispielsweise bei Gewinnung, Transport, Lagerung und/oder Einsatz der Mineralöle und Mineralöldestillate Störungen auftreten können. Bei Mineralölen kann dieses Kristallisationsphänomen beim Transport durch Rohrleitungen vor allem im Winter zu Ablagerungen an den Rohrwänden, in Einzelfällen, z. B. bei Stillstand einer Pipeline, sogar zu deren völliger Verstopfung führen. Auch bei der Lagerung und Weiterverarbeitung der Mineralöle kann die Ausfällung von Paraffinen Schwierigkeiten verursachen. So kann es im Winter unter Umständen erforderlich sein, die Mineralole in beheizten Tanks zu lagern. Bei Mineraloldestillaten können als Folge der Kristallisation Verstopfungen der Filter in Dieselmotoren und Feuerungsanlagen auftreten, wodurch eine sichere Dosierung der Brennstoffe verhindert wird und gegebenenfalls eine völlige Unterbrechung der Kraftstoff-bzw. Heizmitteizufuhr eintritt.

Neben den klassischen Methoden zur Beseitigung der auskristallisierten Paraffine (thermisch, mechanisch oder mit Lösungsmitteln), die sich lediglich auf die Entfernung der bereits gebildeten Ausfällungen beziehen, wurden in den letzten Jahren chemische Additive (sogenannte Fließverbesserer oder Paraffin-lnhibitoren) entwickelt, die durch physikalisches Zusammenwirken mit den ausfallenden Paraffinkristallen dazu führen, daß deren Form, Größe und Adhäsionseigenschaften modifiziert werden. Die Additive wirken dabei als zusätzliche Kristalikeime und kristallisieren teilweise mit den Paraffinen aus, wodurch eine größere Anzahl von kleineren Paraffinkristallen mit veränderter Kristallform resultiert. Ein Teil der Wirkung der Additive wird auch durch eine Dispergierung der Paraffinkristalle erkiärt. Die modifizierten Paraffinkristalle neigen weniger zur Agglomeration, so daß sich die mit diesen Additiven versetzten Ole noch bei Temperaturen pumpen bzw. verarbeiten lassen, die oft mehr als 20° tiefer liegen als bei nichtadditivierten Olen.

Die paraffininhibierende Wirkung der Fließverbesserer ist oftmals jedoch nicht ausreichend, so daß es zur Sedimentation und somit zur Bildung einer paraffinreichen Schicht am Boden von Lagerbehältern kommt. Um dies zu verhindern, werden den Olen Paraffindispergatoren zugesetzt.

Typische Flie#verbesserer für Rohöle und Mitteldestillate sind Copolymerisate des Ethylens mit Carbonsäureestern des Vinylalkohols.

Es sind jedoch auch Copolymere auf der Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und Maleinsäureanhydrid für den Einsatz als Fließverbesserer bekannt.

In der EP-A-0 154 177 werden Umsetzungsprodukte von alternierenden Copolymeren auf der Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und Maleinsäureanhydrid mit primären Monoalkylaminen und/oder aliphatischen Alkoholen beschrieben. Diese Copolymeren sind als Paraffininhibitoren für paraffinhaltige Erdölprodukte, beispielsweise Rohöle und Destillationsrückstände der Erdölverarbeitung geeignet.

Aus der US-A-2, 615, 845 ist ebenfalls die Umsetzung von ölunlöslichen alternierenden Copolymeren aus a, #-ungesättigten Verbindungen, wie Ethylen, und Maleinsäure sowie ihren Derivaten mit Alkoholen oder Aminen bekannt. Die Umsetzungsprodukte werden als Schmierstoffadditive eingesetzt.

Die EP-A-0 320 766 beschreibt Mischungen aus Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren und Copolymeren mit 10 bis 90 Gew.-% C6-C24-Olefinen und 10 bis 90 Gew.-% N-C6-C22-Alkylmaleinsäureimid. Diese Polymermischungen werden als Fließverbesserer für Mineralöldestillate mit hohem Siedeende eingesetzt.

Aus der US-A-3, 506, 625 sind öllösliche Metallsalze von teilweise imidierten, alternierenden Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und einer Monovinylverbindung für den Einsatz als Fließverbesserer bekannt.

Aus der DE-OS 2 024 131 ist die Umsetzung von statistischen Copolymeren aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid mit primären oder sekundären Polyaminen bekannt. Die Umsetzung ermöglicht eine teilweise oder vollständige Vernetzung der Copolymere, wird bevorzugt zur Härtung von Formteilen oder mit den Copolymeren hergestellten Überzügen durchgeführt und liefert Produkte mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Wärmeformbeständigkeit, die z. B. als Isolierung für Kabel, als Verpackungsmaterial für hei#e Produkte oder als hitzebeständige Rohre, nicht aber als Paraffininhibitoren eingesetzt werden.

Aus der DE-OS 2 214 331 ist ein Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen mit verbesserten Adhäsionseigenschaften bekannt, bei dem ein statistisches Copolymer aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen behandelt wird. Die Säuregruppen der im Copolymer einpolymerisierten Maleinsäureanhydrideinheiten werden unter den gewählten Reaktionsbedingungen zu Amidgruppen und Ammoniumsalzen, nicht aber zu Imidgruppen umgesetzt.

Die Wirksamkeit der bekannten Zusatzstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften von Mineralölfraktionen ist u. a. abhängig von der Herkunft des Mineralöls, aus dem sie gewonnen wurden und damit insbesondere von dessen Zusammensetzung.

Additive, die zur Einstellung bestimmter Eigenschaftswerte von Fraktionen eines Rohöls hervorragend geeignet sind, können daher bei Destillaten von Rohölen anderen Ursprungs zu völlig unbefriedigenden Ergebnissen führen.

Inzwischen stehen Additive zur Verfügung, die einen breiten Anwendungsbereich haben, d. h. die Fließeigenschaften von Mineralölen und Mineralölfraktionen unterschiedlicher Herkunft bei tiefen Temperaturen deutlich verbessern.

Dennoch gibt es Fälle, in denen sie sich als wenig oder gar nicht brauchbar erweisen. Die Ursachen hierfür sind vielfältig ; die Erschließung bisher nicht genutzter Rohstoffe, die geänderte Verarbeitung der Primärprodukte und neue Anforderungen spezieller Märkte seien als Beispiele genannt.

Insbesondere Dieselkraftstoffe, die sich durch eine verminderte Umweltbelastung bei der Verbrennung auszeichnen und durch einen sehr geringen Schwefelgehalt von weniger als 500 ppm und insbesondere weniger als 100 ppm sowie einen niedrigen Aromatengehalt charakterisiert sind, lassen sich mit herkömmlichen Fließverbesserern nicht oder nur ungenügend additivieren. Probleme bereiten dabei vor allem die für den Einsatz unter arktischen Bedingungen hergestellten Winterqualitäten von Dieselkraftstoffen mit ihren extremen Kälteeigenschaften, wie z. B. einem Cloud Point kleiner-20°C und insbesondere kleiner-30°C, sehr engen Destillationsschnitten mit Siedebereichen von 20 bis 90 Vol.-% kleiner 100°C, insbesondere kleiner 80°C und teilweise auch kleiner 60°C, und einem auf ca. 350°C und insbesondere auf ca. 320°C begrenzten Siedeende. Die Kälteeigenschaften solcher Destillate können derzeit nur über die Zugabe von leichter siedenden, paraffinarmen Komponenten, wie z. B. Kerosin, zufriedenstellend verbessert werden.

Es bestand daher die Aufgabe, neue Additive zur Verbesserung der Fließfähigkeit solcher Erdölarten oder Erdölfraktionen zu entwickeln, bei denen die Additive des Standes der Technik nur unbefriedigend wirken.

Gegenstand der Erfindung sind Co-und Terpolymere auf Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie 60-99 mol-% an bivalenten Struktureinheiten A und gegebenenfalls B enthalten (A)-CH2-CH2- wobei der Anteil der Struktureinheiten A an der Summe der Struktureinheiten A und B mindestens 70 mol-% beträgt, wobei R1 und R2 verschieden sind und R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine Gruppe COOR3 oder eine Gruppe-OOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte C1-C12- Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, bedeuten 1-40 mol-% an bivalenten Struktureinheiten C und gegebenenfalls D sowie E enthalten, wobei der Anteil der bivalenten Struktureinheiten C größer als 80 mol-%, bezogen auf die Summe der Struktureinheiten C, D und E ist, R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, a, b gleich 0 oder 1 und a + b gleich 1 ist, R7 gleich oder verschieden ist und eine C6-C24-Alkylgruppe, eine Gruppe der allgemeinen Formel F oder eine Gruppe der allgemeinen Formel G darstellt worin X eine C2-C4-Alkylengruppe, R10 Methyl oder eine C6-C22-Alkylgruppe und R1 eine C6-C24-Alkylgruppe bedeutet, Y eine C2-C4-Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, R12 C1-C30-Alkyl, C5-C12-Cycloalkyl oder C6-C30-Aryl und R13 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl, darstellt und R8 und R9 gleich oder verschieden sind und einen Rest-NHR7 oder oR14 darstellen, wobei R14 Wasserstoff oder ein Ammoniumkation der Formel H3NeR7 ist, wobei für den Fall, daß die Struktureinheiten C und E verschiedene Reste R7 enthalten, der Anteil der Reste R7 mit einer Bedeutung gemäß der Formel G max. 10 mol-%, bezogen auf die Gesamtzahl der Reste R beträgt und die Schmeizviskosität der Co-oder Terpolymere bei 140°C (V140) 10 bis 10. 000 mPas beträgt.

Erfindungsgemäß sind unter Copolymeren auf Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden solche Polymere zu verstehen, die aus Struktureinheiten A, welche sich vom Ethylen ableiten, sowie Struktureinheiten C und gegebenenfalls D sowie E bestehen. Liegen dagegen im Polymer neben den Struktureinheiten A und den Struktureinheiten C sowie gegebenenfalls D und E auch noch Struktureinheiten B vor, so wird erfindungsgemäß von einem Terpolymer gesprochen, und zwar unabhängig davon, ob ein oder mehrere verschiedene Typen von Struktureinheiten B vorhanden sind.

Die erfindungsgemäßen Co-bzw. Terpolymere enthalten 60 bis 99 mol-%, bevorzugt 70 bis 98 mol-%, insbesondere 80 bis 97, 5 mol-% an bivalenten Struktureinheiten A und gegebenenfalls Struktureinheiten B sowie 1 bis 40 mol-%, bevorzugt 2 bis 30 mol-%, insbesondere 2, 5 bis 20 mol-% an bivalenten Struktureinheiten C und gegebenenfalls D sowie E.

Der Anteil der Struktureinheiten A an der Summe der Struktureinheiten A und B beträgt mindestens 70 mol-%, bevorzugt mindestens 80 mol-% und insbesondere mindestens 90 mol-%. Der Anteil der Struktureinheiten C, bezogen auf die Summe der Struktureinheiten C, D und E, beträgt mindestens 80 mol-%, bevorzugt mindestens 85 mol-%, besonders bevorzugt mindestens 90 mol-% und insbesondere mindestens 93 mol-%.

Enthalten die Struktureinheiten C und E verschiedene Reste R7, so beträgt der Anteil der Reste R7 mit einer Bedeutung gemäß der Formel G maximal 10 mot-%, bevorzugt maximal 6 mol-% und insbesondere maximal 3 mol-%, bezogen auf die Gesamtzahl der Reste R.

Neben den bivalenten Struktureinheiten A, B, C, D und E können die Co-und Terpolymere lediglich noch in an sich bekannter Weise die bei der Polymerisation durch Initiierung, Moderierung und Kettenabbruch entstandenen Endgruppen enthalten. Im einzelnen leiten sich die bivalenten Struktureinheiten A und B von a, ß-ungesättigten Verbindungen der Formel H ab, wobei sich die Struktureinheiten A vom Ethylen ableiten (R1= R2 = Wasserstoff) und in den Struktureinheiten B R1 und R2 verschieden sind und R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine Gruppe-COOR3 oder eine Gruppe-OOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte C1-C12-Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, darstelit. insbesondere leiten sich die Struktureinheiten B von den a, ß-ungesättigten Verbindungen Vinylacetat (R1 = H, R2 = OCOCH3), Acrylsäuremethylester (R1 = H, R2 =-COOCH3), methacrylsäuremethylester (R1 = CH3, R2 =-COOCH3), Acrylsäureethylester (R1 = H, R2 = -COOC2H5) und Methacrylsäureethylester (R1 = CH3), R2 =-COOC2H5) ab.

Die Struktureinheiten c, D und E leiten sich von a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden der allgemeinen Formel J und/oder K ab, wobei R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten.

Beispielsweise genannt seien Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid und Citraconsäureanhydrid ; bevorzugt wird Maleinsäureanhydrid eingesetzt.

Die Struktureinheiten C enthalten die Imid-Gruppe-NR7 und die Struktureinheiten E die Amidgruppe-NHR7 sowie das Ammonium-Kation H3N#R7. Diese Gruppen leiten sich alle von primären Aminen der Formel L ab, (L) NH2R7 wobei R7 gleich oder verschieden ist und eine C6-C24-Alkylgruppe, eine Gruppe der allgemeinen Formel F oder eine Gruppe der aligemeinen Formel G darstellt Als primäre Amine der Formel L seien beispielsweise die folgenden genannt : primäre Fettalkylamine mit C6-C24-Alkylresten wie Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin, Octadecylamin oder Mischungen primärer Fettalkylamine natürlichen Ursprungs wie Cocosfettaminen oder Talgfettaminen. Bevorzugt sind Cocosfettamin (Mischung aus hauptsächlich C12-C14-Aminen) und Talgfettaminen (Mischung aus hauptsächlich C16 und C1 8-Aminen).

Als primäre Amine der Forme ! L, bei denen R7 eine Gruppe der Formel F darstellt, sind ferner solche bevorzugt, bei denen X einen Propylenrest und RIO und/oder R'I einen Lauryl-, Cocosfett-oder Talgfett-Rest darstellen.

Als primäre Amine der Formel L, bei denen R7 eine Gruppe der Formel G darstellt, sind beispielsweise aminierte Oxethylate niederer Alkohole, wie Methanol oder Butanol, zu nennen mit einem Verhältnis Ethylenoxid : Propylenoxid von 1 : 10 bis 10 : 1 und einem Molekulargewicht von bis zu 2000 g/mol. Solche aminierten Oxethylate werden in der DE 44 22 154 zur Umsetzung mit Polymeren, die Dicarbonsäureanhydrideinheiten enthalten, beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Co-bzw. Terpolymere besitzen Eigenviskositätswerte K (gemessen nach Ubbelohde in 5 gew.-% iger Lösung in Toluol bei 25°C) von 10 bis 100, bevorzugt 10 bis 50.

Die Schmetzviskosität der Co-bzw. Terpolymere bei 140°C (V140) liegt bei 10-10. 000 mPas, bevorzugt bei 20-5. 000 mPas.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Co-und Terpolymere auf Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst Ethylen und gegebenenfalls weitere Monomere der allgemeinen Formel H wobei R1 und R2 verschieden sind, R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine Gruppe-COOR3 oder eine Gruppe-OOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte Cl-Cl2- Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, darstellen und Monomere der aligemeinen Formel J und/oder K, wobei R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, miteinander polymerisiert und das erhaltene Co-oder Terpolymerisat anschließend mit einem oder mehreren Aminen der Formel L umsetzt, (L) NH2R7 wobei R7 eine C6-C22-Alkylgruppe darstellt, einen Rest der Formel F oder einen Rest der Formel G wobei X eine C2-C4-Alkylengruppe und Rlo Methyl oder eine C6-C22-Alkylgruppe bedeutet, R1 eine C6-C22-Alkylgruppe darstellt, Y eine C2-C4-Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, R12 C1-C30-Alkyl, C5-C12-Cycloalkyl oder C6-C30-Aryl und R13 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl, bedeutet.

Werden Mischungen von Aminen der Formel L mit unterschiedlichen Bedeutungen für den Rest R7 eingesetzt, so ist es bevorzugt, die Amine mit Resten R7 gemäß der Formel G mit maximal 10 mol-%, bevorzugt maximal 6 mol-% und insbesondere mit maximal 3 mol-%, einzusetzen, bezogen auf die umzusetzenden Säureanhydridgruppen der einpolymerisierten a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydride.

Die Polymerisation erfolgt in einer kontinuierlich oder diskontinuierlich, bevorzugt kontinuierlich durchgeführten Hochdruckpolymerisation. Die Polymerisationsbedingungen für die Herstellung statistischer Copolymere aus Ethylen und gegebenenfalls weiteren a, ß-ungesättigten Monomeren sowie Maleinsäureanhydrid ist von Terteryan und Khrapov (Polymer Science U. S. S. R.

1983, Vol. 25, 2151-2160) ausführlich untersucht worden und auch aus FR 2 569 412, FR 2 569 411 und DD 108 757 bekannt.

Das Polymerisationsverfahren wird bei Temperaturen zwischen 100 und 350, bevorzugt 140-300°C und unter einem Druck von 50 und 400 MPa, bevorzugt 100 und 300 Mpa, durchgeführt. Zur Polymerisation setzt man als Initiatoren geeignete Radikalkettenstarter wie z. B. Hydroperoxide, Peroxide oder Azoverbindungen ein.

Verwendet werden z. B. Dilaurylperoxid, Dibenzoylperoxid, t-Butylpivalat, t-Butylpermaleinat, t-Butylperbenzoat, Dicumylperoxid, t-Butylamylperoxid, Di-t-butylperoxid, Cumolhydroperoxid, t-Butylhydroperoxid, 2, 2'-Azo-bis- (2- methylpropanonitril), 2, 2'-Azo-bis- (2-methylbutyronitril) oder Mischungen davon. Im aligemeinen werden diese Initiatoren in Mengen von 0, 1-20 Gew.-%, bevorzugt 0, 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren, eingesetzt.

Maleinsäureanhydrid kann dabei dem Polymerisationsreaktor in geschmolzenem Zustand oder als Lösung in einem organischen inerten Lösungsmittel wie Ketonen, bevorzugt Methylethylketon, oder Estern, bevorzugt Essigsäuremethylester oder -ethylester, zugeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, Maleinsäureanhydrid in einer a, ß-ungesättigten Verbindung wie z. B. Methacryisäuremethyiester, Methacrylsäureethylester oder Vinylacetat gelost zuzudosieren. In diesem Fall werden die als Lösungsmittel eingesetzten a, ß-ungesättigten Verbindungen bei der Polymerisation als Monomere mit einpolymerisiert und führen zu Struktureinheiten der Formel B. Wird Maleinsäureanhydrid als Lösung eingesetzt, so ist darauf zu achten, daß die Sättigungsgrenze des Maleinsäureanhydrids in dem jeweiligen Lösungsmittel nicht überschritten wird.

Zur Co-bzw. Terpolymerisation werden 0, 2-15 mot-%, bevorzugt 0, 5-10 mol-% der a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydride sowie 85-99, 2 mol-%, bevorzugt 90-99, 5 mol-%, der a, ß-ungesättigten Verbindungen eingesetzt.

Die gewünschte Schmeizviskosität der Co-und Terpolymerisate wird bei gegebener Zusammensetzung des Monomerengemischs in einer dem Fachmann geläufigen Weise durch Variation der Reaktionsparameter Druck und Temperatur und gegebenenfalls durch Zusatz von Molekulargewichtsreglern eingestellt.

Zur Herstellung niedermolekularer Co-oder Terpolymere ist es oftmals zweckmäßig, in Gegenwart von an sich bekannten Molekulargewichtsreglern zu arbeiten. Geeignete Regler sind beispielsweise Wasserstoff, Alkane, bevorzugt Propan, Aldehyde, bevorzugt Propionaldehyd-, Ketone, bevorzugt Aceton oder Methylethylketon, sowie organische Mercaptoverbindungen wie 2-Mercaptoethanol, 2-Mercaptopropanol, Mercaptoessigsäure, Mercaptopropionsäure, tert- Butylmercaptan, n-Butylmercaptan, n-Octylmercaptan, n-Dodecylmercaptan und tert.-Dodecylmercaptan. Diese Regier werden in Abhängigkeit von der angestrebten Viskosität in Mengen von 0, 1 bis 20 Gew.-% eingesetzt.

Ist das Molekulargewicht der Polymere für die Verwendung zu niedrig, so können dem Reaktionsgemisch bei der polymeranalogen Umsetzung zur nachträglichen Erhöhung des Molekulargewichts auch gewisse Mengen, d. h. bis zu 20 mol-%, bezogen auf die Säureanhydridgruppen der Struktureinheiten, die sich von dem a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid ableiten, an Verbindungen mit 2 Aminogruppen, die jeweils mindestens ein acides Proton besitzen, zugesetzt werden. Geeignet sind z. B. Diamine der Formel M (M) H2N- (CH2) x-NH2 wobei x eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist, bevorzugt sind Ethylendiamin, Propylendiamin und Hexamethylendiamin. Geeignet sind ferner Poly (ether) diamine der Formel N wobei Y eine C2-C4-Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100 und R13 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyi, bevorzugt Methyl, ist. Die zugesetzte Menge der genannten Diamine muß so gering sein, daß das Produkt öllöslich bleibt und nicht vernetzt.

Die Hochdruckpolymerisation wird in bekannten Hochdruckreaktoren, z. B.

Autoklaven oder Rohrreaktoren, bevorzugt kontinuierlich durchgeführt. Besonders bewährt haben sich Rohrreaktoren. Lösungsmittel wie aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische, Benzol oder Toluol, können im Reaktionsgemisch enthalten sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Polymerisation wird das Gemisch aus den Monomeren, dem Initiator und, sofern eingesetzt, dem Moderator, einem Rohrreaktor über den Reaktoreingang sowie gegebenenfalls über einen oder mehrere Seitenäste zugeführt. Hierbei können die Monomerenströme, wie in der EP 0 271 738 B1 beschrieben, unterschiedlich zusammengesetzt sein.

Nach der Co-bzw. Terpolymerisation erfolgt die polymeranaloge Umsetzung des Co-bzw. Terpolymers mit einem oder mehreren Aminen der allgemeinen Formel L.

Die Reaktionsbedingungen werden so gewählt, daß eine möglichst weitgehende Umsetzung der einpolymerisierten Säureanhydridgruppen zu Imidgruppen stattfindet, was zur Bildung von Struktureinheiten C führt. Der Anteil der Amidgruppen, der freien Säuregruppen sowie der Ammonium-Kationen, die zu Struktureinheiten E führen, sowie insbesondere der Anteil nichtumgesetzter Säureanhydrideinheiten, die in Form der Struktureinheiten D vorliegen, soll nur gering sein. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, die einpolymerisierten Anhydridgruppen der a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydride zu mindestens 80 mol-%, bevorzugt zu mindestens 85 mol-%, besonders bevorzugt zu mindestens 90 mol-% und insbesondere zu mindestens 93 mol-% in Imidgruppen zu überführen. Die Umsetzung der Co-oderTerpotymerenerfotgtüblicherweise bei Temperaturen zwischen 30 und 250°C im Verlauf von 0, 5-20 Stunden. Das Reaktionswasser wird bevorzugt mit Wasserschleppmitteln wie Toluol, Xylol oder höhersiedenden Kohlenwasserstoffen oder einem Inertgasstrom, wie z. B. Stickstoff, entfernt. Es können bekannte Veresterungskatalysatoren wie Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure oder hypophosphorige Säure zugesetzt werden. Das Amin wird in Mengen von 0, 8 bis 1, 2 mol, bevorzugt 0, 9 bis 1, 1 mol und besonders bevorzugt 1 moll/mol einpolymerisiertem Dicarbonsäureanhydrid eingesetzt. Die Säurezahl des lösungsmittelfreien Produkts ist kleiner als 20 mg KOH/g, bevorzugt kleiner als 10 mg KOH/g.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Co-und Terpolymere auf Basis von a, ß-ungesättigten Verbindungen und a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst Monomere der allgemeinen Formeln J und/oder K wobei R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl bedeuten, mit einem oder mehreren Aminen der Formel L (L) NH2R wobei R7 eine C6-C24-Alkylgruppe ; einen Rest der Formel F oder einen Rest der Formel G darstelit wobei X eine C2-C4-Alkylengruppe und Rlo Methyl oder eine C6-C22-Alkylgruppe und R1 eine C6-C22-Alkylgruppe bedeutet, Y eine C2-C4-Alkylengruppe, n eine Zahl zwischen 1 und 100, R12 C1-C30-Alkyl, C5-C12-Cycloalkyl oder C6-C30-Aryl und R13 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl, bedeutet, umsetzt und das Umsetzungsprodukt anschlie#end mit Ethylen und gegebenenfalls weiteren Monomeren der ailgemeinen Formel H wobei R1 und R2 verschieden sind, R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 Wasserstoff, eine Gruppe-COOR3 oder eine Gruppe-OOCR4 bedeutet, worin R3 und R4 gleich oder verschieden sind und eine lineare oder verzweigte Cl-Cl2- Alkylgruppe, bevorzugt Methyl oder Ethyl, darstellen, polymerisiert.

Die Umsetzung der a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydride mit einem oder mehreren Aminen der Formel L erfolgt in einer dem Fachmann geläufigen Weise, z. B. wie in der EP-A-0 320 766 beschrieben.

Werden Mischungen von Aminen der Formel L mit unterschiedlichen Bedeutungen für den Rest R7 eingesetzt, so ist es bevorzugt, die Amine mit Resten R7 gemäß der der Formel G mit maximal 10 mol-%, bevorzugt maximal 6 mol-% und und insbesondere mit maximal 3 mol-%, einzusetzen, bezogen auf die Säureanhydridgruppen der umzusetzenden a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydride.

Das Reaktionsprodukt aus a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden und einem oder mehreren Aminen der Formel L, welches zu mindestens 80 mol-%, bevorzugt zu mindestens 85 mol-%, besonders bevorzugt zu mindestens 90 mol-% und insbesondere zu mindestens 93 mol-% aus den entsprechenden a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureimiden besteht, wird insbesondere bei Imiden mit höherem Erweichungspunkt in geschmolzener Form oder als Lösung in einem Lösungsmittel in den Polymerisationsreaktor zudosiert. Hierbei können zum einen organische Lösungsmittel, wie Ester, bevorzugt Essigsäuremethylester oder-ethylester oder Ketone, bevorzugt Methylethylketon, verwendet werden, die sich bei der Polymerisation inert verhalten. Es können jedoch auch a, ß-ungesättigte Verbindungen wie Vinylacetat, Methacrylsäuremethylester oder Methacrylsäureethylester als Lösungsmittel eingesetzt werden, die an der nachfolgenden Polymerisation beteiligt sind und entsprechend der bereits gegebenen erfindungsgemäßen Definition der Begriffe Co-und Terpolymere zu Terpolymeren führen.

Die Polymerisation des Umsetzungsprodukts aus a, ß-ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden und einem oder mehreren Aminen mit den a, ß-ungesättigten Verbindungen erfolgt über ein bevorzugt kontinuierlich durchgeführtes Hochdruckverfahren. Die Reaktionsbedingungen dieser Hochdruckpolymerisation bezüglich Temperatur, Druck, Initiator, Monomerverhäitnissen, Molekulargewichtsreglern, molekulargewichtserhöhenden Substanzen sowie Hochdruckreaktortypen, entsprechen den Reaktionsbedingungen, die zuvor bereits im Rahmen des polymeranalogen Herstellungsverfahrens genannt wurden.

Bei den erfindungsgemäßen Co-und Terpolymeren handelt es sich um statistische Co-und Terpolymere, die als Fließverbesserer für paraffinhaltige Rohöle und insbesondere für Erdölprodukte, die paraffine Wachse, Asphaltene, Harze usw. enthalten, geeignet sind. Sie bewirken eine Verbesserung der Kaltfließeigenschaften, insbesondere der Filtrierbarkeit, der mit ihnen additivierten Öle unterhalb des Cloud Points. Weiterhin bewirken sie eine Paraffindispergierung, d. h. es wird eine Anreicherung von ausgefallenen Paraffinen, z. B. auf dem Tankboden verhindert.

Paraffinhaltige Erdölprodukte im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Rohöle, Destillationsrückstände der ErdöEverarbeitung oder andere paraffinhaltige Ole, bevorzugt Mitteldestillate (vergleichlich z. B. compositions and properties of petroleum, F. Ence Publishers, Stuttgart 1981, Seiten 1-37). Paraffine können hierbei geradkettige oder verzweigte Alkane mit etwa 10-50 Kohlenstoffatomen sein.

Bevorzugt eignen sich die erfindungsgemäßen Co-und Terpolymere als Fließverbesserer für die vor allem in Skandinavien gebräuchlichen Dieselkraftstoffe, die sich durch eine verminderte Umweltbelastung bei der Verbrennung auszeichnen und durch einen sehr geringen Schwefelgehalt von weniger als 500 ppm und insbesondere weniger als 50 ppm sowie einen niedrigen Aromatengehalt charakterisiert sind. Besonders vorteilhaft lassen sich die Co-und Terpolymere zur Additivierung der für den Einsatz unter arktischen Bedingungen vorgesehenen Winterqualitäten von Dieselkraftstoffen einsetzen. Diese weisen extreme Kälteeigenschaften auf, wie z. B. einen Cloud Point von kleiner-20°C, insbesondere kleiner-30°C, sehr enge Destillationsschnitte mit Siedebereichen von 20-90 Vol.-% kleiner 100°C, insbesondere kleiner 80°C und teilweise sogar kleiner 60°C, sowie ein auf ca. 350°C, insbesondere 320°C begrenztes Siedeende.

Die erfindungsgemäßen Fließverbesserer werden dem paraffinhaltigen Rohöl oder Erdölprodukt im allgemeinen mit 10-10. 000 ppm, bevorzugt 20-5. 000 ppm, besonders bevorzugt 50-2. 000 ppm zugesetzt. Die für ein bestimmtes paraffinhaltiges Öl optimale Anwendungskonzentration kann jeweils ermittelt werden, z. B. durch Bestimmung des Cold Filter Piugging Points (CFPP) gemäß EN 116.

Die erfindungsgemäßen Terpolymerisate werden Mineralölen oder Mineralöldestillaten in Form von Lösungen oder Dispersionen zugesetzt. Geeignete Lösungs-oder Dispersionsmittel sind aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische, z. B. Benzinfraktionen, Kerosin, Decan, Pentadecan, Toluol, Xylol, Ethylbenzol oder kommerzielle Lösungsmittelgemische wie Solvent Naphtha, (E) Shellsol AB, #Solvesso 150, Solvesso 200, Solvesso 250, OExxsol, OISOPAR-und Shellsol D-Typen. Durch die neuen polymeren Verbindungen in ihren rheologischen Eigenschaften verbesserte Mineralöle oder Mineralöldestillate enthalten 0, 001 bis 2, vorzugsweise 0, 005 bis 0, 5 Gew.-% Terpolymerisat, bezogen auf das Destillat.

Die erfindungsgemäßen Terpolymerisate können in den paraffinhaltigen Rohölen und Erdölprodukten als Fließverbesserer auch in Form von Mischungen eingesetzt werden, die aus Polymeren der beanspruchten Art, jedoch unterschiedlicher qualitativer und/oder quantitativer Zusammensetzung und/oder unterschiedlicher (bei 140°C gemessener) Viskosität bestehen. Auf diesem Wege lassen sich gezielt Fließverbesserer individuellen Anforderungen anpassen.

Mit dem gleichen Ergebnis, die Wirksamkeit als Fließverbesserer für bestimmte Substrate zu optimieren, können die erfindungsgemäßen Polymerisate auch zusammen mit einem oder mehreren öllöslichen Co-Additiven eingesetzt werden, die bereits für sich allein die Kaltfließeigenschaften von Rohölen, Schmierölen oder Brennölen verbessern. Beispiele solcher Co-Additive sind Vinylacetat enthaltende Copolymerisate oder Terpolymerisate des Ethylens, polare Verbindungen, die eine Paraffindispergierung bewirken (Paraffindispergatoren), sowie Kammpolymere.

So haben sich Mischungen aus mindestens einem der erfindungsgemäßen Co-oder Terpolymere mit mindestens einem Ethylen-Vinylester Copolymer bewährt.

Besonders geeignet sind Mischungen aus mindestens einem der erfindungsgemäßen Co-oder Terpolymere mit mindestens einem Ethylen- Vinylacetat Copolymer, insbesondere mit einem Ethylen-Vinylacetat Copolymer, welches 10 bis 40 Gew.-% Vinylacetat und 60 bis 90 Gew.-% Ethylen enthält. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung setzt man die erfindungsgemäßen Co- und Terpolymere in Mischung mit Ethyien/Vinyiacetat/Neononansäurevinyiester- Terpolymeren oder Ethyten-Vinylacetat/Neodecansäure-vinylester-Terpolymeren zur Verbesserung der Fließfähigkeit von Mineralölen oder Mineralöldestillaten ein.

Die Terpolymere der Neononansäurevinylester bzw. der Neodecansaurevinylester enthalten außer Ethylen 10 bis 35 Gew.-% Vinylacetat und 1 bis 25 Gew.-% der jeweiligen Neoverbindung. Das Mischungsverhältnis der erfindungsgemäßen Co- oder Terpolymere mit den vorstehend beschriebenen EthylenNinylester, insbesondere-acetat-Copolymeren bzw. den Terpolymeren aus Ethylen, Vinylacetat und den Vinylestern der Neononan-bzw. der Neodecansäure beträgt (in Gewichtsteilen) 20 : 1 bis 1 : 20, vorzugsweise 10 : 1 bis 1 : 10.

Zur Verwendung als Fließverbesserer können die neuen Co-und Terpolymere ferner in Mischung mit weiteren bekannten Paraffindispergatoren eingesetzt werden. Diese Additive reduzieren die Größe der Paraffinkristalle und bewirken, daß die Paraffinpartikel sich nicht absetzen, sondern, kolloidal mit deutlich reduziertem Sedimentationsbestreben, dispergiert bleiben. Als Paraffindispergatoren haben sich öllösliche polare Verbindungen mit ionischen oder polaren Gruppen, z. B. Aminsalze und/oder Amide bewährt, die durch Reaktion aliphatischer oder aromatischer Amine, vorzugsweise langkettiger aliphatischer Amine, mit aliphatischen oder aromatischen Mono-, Di-, Tri-oder Tetracarbonsäuren oder deren Anhydriden erhalten werden (vgl. US-A-4, 211, 534).

Andere Paraffindispergatoren sind die in der EP-A-0 154 177 beschriebenen alternierenden Copolymere des Maleinsäureanhydrids und a, ß-ungesättigter Verbindungen, die gegebenenfalls mit primären Monoalkylaminen und/oder aliphatischen Alkoholen umgesetzt werden können, ferner die Umsetzungsprodukte von Alkenylspirobislactonen mit Aminen (vgl. EP-B-0 413 279) und nach EP-A-0 606 055 Umsetzungsprodukte von Terpolymeren auf Basis a, ß-ungesättigter Dicarbonsäureanhydride, a, ß-ungesättigter Verbindungen und Polyoxyalkylenether niederer ungesättigter Alkohole.

Schließlich werden in einer weiteren bewährten Variante der Erfindung die neuen Co-und Terpolymere zusammen mit Kammpolymeren als Fließverbesserer verwendet. Hierunter versteht man Polymere, bei denen Kohienwasserstoffreste mit mindestens 8, insbesondere mindestens 10 Kohlenstoffatomen an einem Polymerrückgrat gebunden sind. Vorzugsweise handelt es sich um Homopolymere, deren Alkylseitenketten mindestens 8 und insbesondere mindestens 10 Kohlenstoffatome enthalten. Bei Copolymeren weisen mindestens 20 %, bevorzugt mindestens 30 % der Monomeren Seitenketten auf (vgl. Comb-like Polymers- Structure and Properties ; N. A. Plate and V. P. Shibaev, J. Polym. Sci.

Macromolecular Revs. 1974, 8, 117 ff). Beispiele für geeignete Kammpolymere sind z. B. Fumarat/Vinylacetat-Copolymere (vgl. EP 0 153 176 A1), Copolymere aus einem C6-C24-a-Olefin und einem N-C6-C22-Alkylmaleinsäureimid (vgl.

EP 0 320 766), ferner veresterte Olefin/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polymere und Copolymere von a-Olefinen und veresterte Copolymere von Styrol und Maleinsäureanhydrid.

Das Mischungsverhältnis (in Gewichtsteilen) der erfindungsgemäßen Terpolymerisate mit Paraffindispergatoren bzw. Kammpolymeren beträgt jeweils 1 : 10 bis 20 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 10 : 1.

Die neuen Co-und Terpolymere und ihre Mischungen untereinander sowie mit Co- Additiven können allein oder auch zusammen mit anderen Zusatzstoffen verwendet werden, beispielsweise mit Entwachsungshilfsmitteln, Korrosionsinhibitoren, Antioxidantien, Lubricity-Additiven oder Schlamminhibitoren.

Beispiele A Allgemeine Herstellvorschrift für Copolymere aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid (MSA) bzw. Terpolymere aus Ethylen, Mateinsäureanhydrid (MSA) und Vinylacetat.

Die Herstellung der Copolymere aus Ethylen und MSA bzw. der Terpolymere aus Ethylen, MSA und Vinylacetat erfolgt in einem kontinuierlich betriebenen Hochdruckautoklaven. Die Monomeren werden unter einem Reaktionsdruck von 150 MPa in den auf 180°C vorgeheizten Reaktor eingespeist, worauf sich eine Reaktionstemperatur von 200°C einstellt. Im Fall der Copolymerherstellung wird MSA als 33 gew.-% ige) Lösung in Methylethylketon zudosiert, für die Terpolymerherstellung werden 330 g MSA in 1 I Vinylacetat gelöst. Als Initiator wird tert.-Butylperoxypivalat eingesetzt.

Die Bestimmung der Viskosität erfolgt gemäß ISO 3219 (B) mit einem Rotationsviskosimeter (Haake RV 20) mit Platte-Kegel-Meßsystem bei 140°C.

B Umsetzung von Copolymeren aus Ethylen und MSA bzw. Terpolymeren aus Ethylen, MSA und Vinylacetat mit primären Aminen (polymeranaloge Umsetzung).

Die Umsetzungen werden in 4-Hals-Rundkolben durchgeführt, die mit Rührer, Wasserabscheider, Innenthermometer, elektrischem Heizbad und Gaseinleitungsrohr ausgestattet sind. Das umzusetzende Co-oder Terpolymer wird in Form einer Lösung in Solvent Naphtha verwendet. Solvent Naphtha ist ein kommerziell erhältliches, oberhalb 180°C siedendes aromatisches Lösungsmittelgemisch der Firma Veba Oel.

Die Bestimmung der Festkörpergehalte erfolgt durch Trocknung der bei den Umsetzungen erhaltenen Lösungen bei 100°C unter reduziertem Druck (10 mbar) über 12 Stunden. Die Eigenviskositätswerte K werden nach Ubbelohde an einer 5 gew.-% igen Lösung in Toluol bei 25°C gemessen. Die Bestimmung der Säurezahl erfolgt potentiometrisch mit ethanolischer KOH in einem Gemisch aus Toluol und Propanol. Die eingesetzten Amine stellen handelsübliche Verbindungen dar.

Beispiel 1 Umsetzung eines Copolymers aus 89, 1 mol-%.-Ethylen und 10, 9 mol-% MSA mit Cocosfettamin Eine Lösung von 50 g eines Copolymers aus 89, 1 mol-% (70 Gew.-%) Ethylen und 10, 9 mol-% (30 Gew.-%) Maleinsäureanhydrid (V4o = 140 mPas) in 80 g Solvent Naphtha wird mit 30, 6 g (0, 15 mol) Cocosfettamin versetzt. Nach Zugabe von 0, 2 g p-Toluolsulfonsäure wird auf 210°C erhitzt und im Laufe von 8 Stunden unter Überleiten eines schwachen Stickstoffstroms 2, 8 ml Wasser ausgeschleppt.

Es fällt eine braune, viskose Lösung mit einem Festkörpergehalt von 51, 6 % an.

Die Säurezahl beträgt 2, 9 mg KOH/g, der K-Wert des Polymeren beträgt 16, 7.

Beispiel 2 Umsetzung eines Copolymers aus 91, 7 mol-% Ethylen und 8, 3 mol-% MSA mit Cocosfettamin Die Lösung von 62, 5 g eines Copolymers aus 91, 7 mol-% (76 Gew.-%) Ethylen und 8, 3 mol-% (24 Gew.-%) Maleinsäureanhydrid (V140 = 107 mPas) in 93 9 Solvent Naphtha wird mit 30, 6 g (0, 15 mol) Cocosfettamin versetzt. Nach Zugabe von 0, 2 g p-Toluolsulfonsäure wird auf 200°C erhitzt und im Laufe von 8 Stunden unter Überleiten eines schwachen Stickstoffstroms 2, 6 ml Wasser ausgeschleppt.

Es fällt eine braune, viskose Lösung mit einem Festkörpergehalt von 55, 2 % an.

Die Säurezahl beträgt 3, 1 mg KOH/g, der K-Wert des Polymeren beträgt 19, 2.

Beispiel 3 Umsetzung eines Copolymers aus 94, 7 mol-% Ethylen und 5, 3 mol-% MSA mit Cocosfettamin Die Lösung von 86 g eines Copolymers aus 94, 7 mol-% (82 Gew.-%) Ethylen und 5, 3 mol-% (18 Gew.-%) Maleinsäureanhydrid (V140 = 81 mPas) in 117 g Solvent Naphtha wird mit 30, 6 g (0, 15 mol) Cocosfettamin versetzt. Nach Zugabe von 0, 2 g p-Toluolsulfonsäure wird auf 205°C erhitzt und im Laufe von 8 Stunden unter Oberleiten eines schwachen Stickstoffstroms 2, 6 ml Wasser ausgeschleppt.

Es fättt eine braune, viskose Lösung mit einem Festkörpergehalt von 54, 8 % an.

Die Säurezahl beträgt 3, 5 mg KOH/g, der K-Wert des Polymeren beträgt 18, 5.

Beispiel 4 Umsetzung eines Terpolymers aus Ethylen, Vinylacetat und MSA mit Taigfettamin.

Die Lösung von 80 g eines Terpolymers aus 90, 5 mol-% (74 Gew.-%) Ethylen, 3, 2 mol-% (8 Gew.-%) Vinylacetat und 6, 3 mol-% (18 Gew.-%) Maleinsäureanhydrid (V140 1350muas) in 120 g Solvent Naphtha wird mit 41, 3 g (0, 15 mol) Talgfettamin versetzt. Nach Zugabe von p-Toluolsulfonsäure wird auf 250°C erhitzt und im Laufe von 10 Stunden unter Überleiten eines schwachen Stickstoffstroms 2, 6 ml Wasser ausgeschleppt.

Es fallut eine gelbliche, viskose Lösung mit einem Festkörpergehalt von 50, 7 % an.

Die Säurezahl beträgt 2, 1 mg KOH/g, der K-Wert des Polymeren beträgt 32.

C Polymerisation von Ethylen mit einem N-substituierten Maleinimid (inverses Herstellungsverfahren) Beispiel 5 Herstellung eines Copolymers aus Ethylen und Stearylmaleinimid In einem kontinuierlich betriebenen Hochdruckautoklaven werden 1050 g/h Cocosfettalkylmaleinimid (hergestellt durch Imidierung äquimolarer Mengen MSA mit Cocosfettamin unter Wasserauskreisen bei 160°C, Überleiten von N2) als 30 gew.-% ige Lösung in Methylethylketon zusammen mit 8, 7 kg/h Ethylen bei 150 MPa und 220°C unter Zusatz von tert.-Butylperoxypivalat als Initiator copolymerisiert. Die Verweilzeit im Autoklaven beträgt ca. 120 Sekunden.

Nach Abtrennung von nichtumgesetzten Monomeren durch Entspannen auf Normaldruck entstehen 2, 7 kg/h eines gelbbraunen Wachses mit einem Cocosfettalkylmaleinimidanteil von 4, 1 mol-% (39 Gew.-%) und einer Schmeizviskosität V140 von 55 mPas. Die Säurezahl beträgt 2, 3 mg KOH/g.

D Wirksamkeit der Copolymerisate bzw. Terpolymerisate Das anwendungstechnische Verhalten der nach den Beispielen 1-5 erhaltenen Co-bzw. Terpolymere als Fließverbesserer für Mineralöldestillate wird an Hand des CFPP-Tests (Cold Filter Plugging Test nach EN 116) in den Testölen 1-3, bei denen es sich um verschiedene Destillate skandinavischer Raffinerien handelt, geprüft (Tabelle 2). Die Charakterisierung der Testable ist nachstehend in Tabelle 1 aufgeführt. Die Co-bzw. Terpolymere werden als 50 % ige Lösungen in Solvent Naphtha eingesetzt. Als Vergleich ist in Tabelle 2 die Wirksamkeit eines handelsüblichen Ethylen-Vinylacetat-Copolymers (EVA-Copolymer) mit 13, 3 mol-% (32 Gew-%) Vinylacetat und einer Schmeizviskosität V140 von 125 mPas aufgeführt.

Tabelle 1 Testöl 1 Testöl 2 Testöl 3 Testöl 4 Siedebeginn 195°C 200°C 127°C 175°C 20 % 226°C 236°C 193°C 223°C 90% 280°C 284°C 318°C 326°C Siedeende 311°C 299°C 334°C 354°C Cloud Point-30°C-28°C-23°C-9°C CFPP-31 °C-32°C-23°C-12°C Tabelle 2 : CFPP-Wirksamkeit Testöl 1 Teston 2 Testöl 3 Bei-100 200 400 1000 200 400 600 1000 100 400 spiel ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm 1 -33 -35 -39 < -40 -34 -34 -34 -34 -24 < -40 2-36-40 <-40 <-40-33-33-33-32-28 <-40 3-38-40 <-40 <-40-33-32-32-31-27 <-40 5-37-39 <-40 <-40-33-33-34-34-27-27 E-VA--37-35-35-34-27-29-31-29-26-35 Copolymer Paraffindispergierung in Mitteldestillaten Für die folgenden Versuche wird ein repräsentativer Winterdieselkraftstoff einer deutschen Raffinerie verwendet (Testöl 4). Das Mitteldestillat wird bei 40°C unter Schütteln mit den angegebenen Mengen der erfindungsgemäßen Co-bzw.

Terpolymere und zusätzlich 400 ppm eines handelsüblichen Ethylen-Vinylacetat- Copolymers (EVA) mit 32 Gew.-% Vinylacetat und einer Schmeizviskosität (bei 140°C) von 200 mPas versetzt und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.

Von dem so additivierten Mitteldestillat wird gemäß EN 116 der CFPP-Wert bestimmt.

Das additivierte Mitteldestillat wird in 200 ml-Meßzylindern in einem Kälteschrank mit-2°C/Stunde auf-1 3°C abgekühit und 13 Stunden bei dieser Temperatur gelagert. Anschließend werden visuell Volumen und Aussehen sowohl der sedimentierten Paraffinphase wie auch der darüber stehenden Olphase bestimmt und beurteilt. Zusätzlich werden die unteren 20 Vol-% isoliert und der Cloud Point bestimmt. Eine geringe Abweichung (# CP) des Cloud Points der unteren Phase (CPKS) vom Blindwert des Ols zeigt eine gute Paraffindispergierung.

Tabelle 3 : Wirksamkeit als Paraffindispergator in Testöl 4 Beispiel EVA CFPP Paraffin-Phase Olphase CPKS o CP ppm Vol.-Aussehen Vol.-% Aussehen °C °C % 4--16 100 dispergiert 0-8, 1 0, 5 5 400-24 90 dispergiert 10 trüb-8, 3 0, 3 Vergleich 400 -25 30 dispergiert 70 klar -1, 5 7, 1