CN101613629A - 一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂 - Google Patents

Abstract

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，属于醇醚燃料添加剂领域，它由脂肪醇30－60％、石油磺酸钙10－30％、磺酸盐8－20％、合成磺酸钙盐7－18％、烷基酚钙盐2－15％重量百分比组分制成。本发明的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其工业产品分别在M15－M100的不同牌号甲醇汽油中添加0.012－0.028％，可使橡胶体积溶胀减少40－46％。在汽车上使用，加入本剂的甲醇汽油，行驶路程5万公里，与未加剂甲醇汽油对比试验，橡胶体积溶胀减少45－50％。与无铅汽油对比试验，其溶胀率相当，达到无铅汽油的同等效果。本发明具有成本低、制备易、使用方便、效果好等特点。

Description

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂

技术领域

本发明属于一种醇醚燃料添加剂，特别涉及甲醇汽油橡胶防溶胀剂。

背景技术

随着交通运输业的不断飞速发展，石油资源的贫乏迫使人们转向代用燃料的开发和应用。为此，世界各国都投入了大量的人力和物力进行甲醇汽油的研究。甲醇汽油作为一种清洁、价廉、高效的汽油替代品，且以其丰富的来源受到重视，被认为是最有希望的汽车代用燃料。但是甲醇汽油对汽车燃油系统许多部件的橡胶和塑料都会产生一定的腐蚀、溶胀、变粘、变脆或软化等现象，纤维垫片会逐渐软化而致漏油。为解决这一问题，出现了许多关于橡胶在甲醇汽油中的溶胀程度及防溶胀的研究论文及专利。如《橡胶工业》杂志1995年第42卷第3期，作者为化工部北京橡胶工业研究设计院的张基明、庞秀艳，题为“PVC改性NBR在甲醇汽油混合燃料中溶胀程度的研究”一文中介绍以PVC改性NBR的方法，制成一种在甲醇汽油中有良好抗溶胀性能的新材料，这种改性新材料代替传统的橡胶，对使用甲醇汽油的专用汽车提供了一种很好的抗溶胀橡胶材料，具有十分重要作用。但对目前普遍单独使用汽油的汽车，需要改装更换部件增加成本，给用户带来不便；如《汽车工艺与材料》杂志2003年第10期，作者为西华大学汽车与交通工程系的姚英、曾东建，题为“甲醇汽油对供油系非金属件溶胀性试验研究”一文中介绍在汽车上普遍推广使用中比例甲醇汽油，部分非金属材料零件应改用耐甲醇溶胀的材料，本文对今后发展甲醇汽车改用耐甲醇溶胀材料具有十分重要的使用价值，推广意义重大。但对目前现有汽车直接使用甲醇汽油还是发挥不了作用；如公开号CN101280229A的“防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂”发明专利，具有改善金属腐蚀和抑制橡胶溶胀作用，但美中不足的是添加剂中含有肌醇六磷酸酯和双戊烯成分，由于磷元素的存在限制了使用，同时双戊烯的加入，不利于添加剂的稳定性；如公开号CN101285010A的“一种多功能醇燃料添加剂”发明专利，对甲醇汽油具有助溶、防腐、提高动力等重要作用。但在对橡胶防溶胀方面仅加入了增塑剂酞酸二甲酯，对塑料可起到抗腐效果，但单组分对橡胶防溶胀效果并不是很理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有甲醇汽油防止橡胶溶胀技术的不足，提供一种无需改性材料，而是利用普通易得的化工原料配制一种成本低、使用方便、无需变换改装汽车部件材料、效果好的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，直接加入甲醇汽油中，对目前普遍使用汽油的所有汽车，直接使用甲醇汽油，均能起到橡胶防溶胀的积极效果。

解决上述技术难题所采用的一种橡胶防溶胀剂技术方案，是由以下重量百分比组分制成：

脂肪醇          30-60％

石油磺酸钙盐    10-30％

磺酸盐          8-20％

合成磺酸钙盐    7-18％

烷基酚钙盐      2-15％

所述的脂肪醇是指C₃-C₅正构或异构中碳醇，优选异丁醇、正戊醇、异丙醇，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

所述的石油磺酸钙盐是指中碱值石油磺酸钙、高碱值石油磺酸钙、低碱值石油磺酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

所述的磺酸盐是指石油磺酸钠、石油磺酸钡、合成磺酸钡，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

所述的合成磺酸钙盐是指高碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、低碱值合成磺酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

所述的烷基酚钙盐是指高碱值硫化烷基酚钙、中碱值硫化烷基酚钙、高碱值环烷酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

以上所述的各组分原料均属于国家石油添加剂产品，在中国石化各炼油化工厂都可购到，其国家统一符号如下：

中碱值石油磺酸钙：T102；高碱值石油磺酸钙：T103；低碱值石油磺酸钙：T101；石油磺酸钠：T702；石油磺酸钡：T701；合成磺酸钡：T701B；高碱值合成磺酸钙：T106；中碱值合成磺酸钙：T105；低碱值合成磺酸钙：T104；高碱值硫化烷基酚钙：T122；中碱值硫化烷基酚钙：T121；高碱值环烷酸钙：T114。

本发明的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂的制备方法如下：

在混合釜中，先加入脂肪醇，然后分别加入石油磺酸钙盐、磺酸盐、合成磺酸钙盐、烷基酚钙盐，搅拌均匀直至完全溶解成透明液体即得本发明成品。

本发明的技术方案其主要优点如下：

(1)、使用方便、成本低、便于推广。本发明是直接添加到甲醇汽油中，所有汽车无需更换橡胶部件均可直接使用。而传统和现有技术做成改性耐醇、耐油新材料，在全国范围内进行橡胶部件的更换，不仅耗资大，而且费事，用户不易接受，推广存在局限性。

(2)、深入研究甲醇汽油对橡胶溶胀原理，有效的提升了本发明的推广实用性。甲醇汽油对橡胶(丁晴橡胶)具有较大的溶胀性，但单独甲醇或汽油对橡胶溶胀很小。这是因为甲醇表面张力大，不易在橡胶表面润湿，尽管自身具有极性基团，却无法进入到橡胶内部去，故甲醇对橡胶溶胀小；而汽油刚好和甲醇相反，表面张力很小，易在橡胶表面润湿，但汽油自身无极性基团结构，即使表面润湿了也进不了具有极性基团的橡胶内部，因而对橡胶溶胀也小。只有甲醇和汽油共同作用，汽油先对橡胶表面润湿，然后甲醇分子趁机而入，进入橡胶内部，从而导致橡胶溶胀而腐蚀。

(3)、筛选专一配方、防橡胶溶胀效果十分明显。本发明配方中成分都含有磺酸极性基团，它们的结构是由亲油的非极性基团和亲醇的极性基团组成，具有很强的表面活性，对固体橡胶表面能产生很强的吸附作用，形成一层牢固的保护膜。吸附时，磺酸的极性端在橡胶表面吸咐，非极性端向外，与甲醇汽油相连接，这样就阻止了甲醇汽油的侵入，达到减小橡胶溶胀的目的，所以本发明效果十分明显。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其组分及重量百分比如下：

脂肪醇          50％

石油磺酸钙盐    20％

磺酸盐          10％

合成磺酸钙盐    10％

烷基酚钙盐      10％

其中：脂肪醇为异丁醇；石油磺酸钙盐为中碱值石油磺酸钙；磺酸盐为石油磺酸钠；合成磺酸钙为高碱值合成磺酸钙；烷基酚钙盐为高碱值硫化烷基酚钙。

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其制备方法如下：

在混合釜中，先加入异丁醇，然后分别加入中碱值石油磺酸钙、石油磺酸钠、高碱值合成磺酸钙、高碱值硫化烷基酚钙，搅拌均匀，直至完全溶解成透明液体即为本发明成品。

实施例2

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其组分及重量百分比如下：

脂肪醇        30％

石油磺酸钙盐    30％

磺酸盐          20％

合成磺酸钙盐    18％

烷基酚钙盐      12％

其中：脂肪醇为正戊醇；石油磺酸钙盐为高碱值石油磺酸钙；磺酸盐为石油磺酸钡；合成磺酸钙盐为中碱值合成磺酸钙；烷基酚钙盐为中碱值硫化烷基酚钙。

制备方法同实施例1。

实施例3

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其组分及重量百分比如下：

脂肪醇            40％

石油磺酸钙盐      25％

磺酸盐            15％

合成磺酸钙盐      12％

烷基酚钙盐        8％

其中：脂肪醇为异丙醇；石油磺酸钙盐为低碱值石油磺酸钙；磺酸盐为合成磺酸钡；合成磺酸钙盐为低碱值合成磺酸钙；烷基酚钙盐为高碱值环烷酸钙。

制备方法同实施例1。

实施例4

一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其组分及重量百分比如下：

脂肪醇          60％

石油磺酸钙盐    10％

磺酸盐          8％

合成磺酸钙盐    7％

烷基酚钙盐      15％

其中：脂肪醇为异丁醇、正戊醇、异丙醇以1∶1∶1均等比例的混合物；石油磺酸钙盐为中碱值石油磺酸钙、高碱值石油磺酸钙、低碱值石油磺酸钙以1∶1∶1均等比例的混合物；磺酸盐为石油磺酸钠、石油磺酸钡、合成磺酸钡以1∶1∶1均等比例的混合物；合成磺酸钙盐为高碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、低碱值合成磺酸钙以1∶1∶1均等比例的混合物；烷基酚钙盐为高碱值硫化烷基酚钙、中碱值硫化烷基酚钙、高碱值环烷酸钙以1∶1∶1均等比例的混合物。

制备方法同实施例1。

本发明的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其工业生产的产品，分别在M15-M100的不同牌号甲醇汽油中加入0.012-0.028％，通过正交实验，可使橡胶(丁晴橡胶)体积溶胀减少40-46％；在车型为TS7100、引擎功率为4000r/min和JL368Q3电喷汽油机、缸径68.5mm、行程72mm、压缩比9.4及公交车、大货车、小轿车等不同车型上进行甲醇汽油与无铅汽油的道路行驶5万公里的对比试验，通过二年的实际应用，收集各种试验数据，结果证明，加入本发明一种橡胶防溶胀剂的甲醇汽油，与未加剂对比试验，橡胶体积溶胀率减少40-50％；与无铅汽油对比试验，其溶胀率相当，使用甲醇汽油不会增加橡胶的溶胀量。因此，本发明的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，用于目前普遍使用汽油的汽车，直接使用甲醇汽油，在不改装和更换发动机橡胶部件的情况下，完全可以达到无铅汽油的同等效果，对汽车发动机橡胶防溶胀效果十分明显，使用极为方便，有利于甲醇汽油的推广使用，既不增加成本，用户又容易接受。

Claims (7)

1、一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是由以下重量百分比组分制成：

脂肪醇          30-60％

石油磺酸钙盐    10-30％

磺酸盐          8-20％

合成磺酸钙盐    7-18％

烷基酚钙盐      2-15％

2、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是所述的脂肪醇是指C₃-C₅的正构或异构中碳醇，优选异丁醇、正戊醇、异丙醇，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

3、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是所述的石油磺酸钙盐是指中碱值石油磺酸钙、高碱值石油磺酸钙、低碱值石油磺酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

4、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是所述的磺酸盐是指石油磺酸钠、石油磺酸钡、合成磺酸钡，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

5、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是所述的合成磺酸钙盐是指高碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、低碱值合成磺酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

6、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是所述的烷基酚钙盐是指高碱值硫化烷基酚钙、中碱值硫化烷基酚钙、高碱值环烷酸钙，任选其中一种或多种均等比例的混合物。

7、根据权利要求1所述的一种甲醇汽油橡胶防溶胀剂，其特征是制备方法如下：

在混合釜中，先加入脂肪醇，然后分别加入石油磺酸钙盐、磺酸盐、合成磺酸钙盐、烷基酚钙盐，搅拌均匀直至完全溶解成透明液体即得成品。