CN104629827B - 一种化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂，其中，所述的化学燃油添加剂按质量百分比计，包括以下组分：聚氨酯20%‑34%；聚异丁烯胺23%‑40%；二茂铁39%‑53%；而所述的复合型燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：物理燃油添加剂60‑80%；所述包括聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂20‑40%。本发明通过在物理燃油添加剂的基础上添加化学燃油添加剂，其在有效控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物形成的同时，还能有效清除燃烧室沉积物并抑制新的沉积物产生。另外，本发明所述复合型燃油添加剂使用安全环保，同时其还能有效降低汽车尾气中CO、HC、NOX等三大污染物及PM的排放。
Description
技术领域
本发明涉及燃油清洁领域，尤其涉及一种化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂。
背景技术
受炼油工艺落后和原油质量差的影响，我国车用汽油中，烯烃含量较高（烯烃含量为24%），远高于欧美日等发达国家发达国家车用汽油标准。由于烯烃是非饱和烃，容易氧化变质，因此高烯烃含量汽油在使用中容易形成进气系统沉积物和燃烧室沉积物，导致发动机性能下降，油耗增加，排放恶化。
国内外研究证明，向汽油中加入汽油清净剂能在一定程度上抑制喷嘴沉积物和进气阀沉积物的形成，降低CO及HC的排放。传统的汽油清净剂绝大多数属化学添加剂，由不同的配方和成分组成，主要为醇类和油溶性胺类化合物，此外还增加了载体油、抗氧剂、破乳剂等多种组分，但性能参次不齐，部分汽油清净剂使用后能在一定程度上控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物的形成，同时也会造成燃烧室沉积物的增加，影响发动机的正常工作。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂，旨在解决当前燃油在使用中容易形成进气系统沉积物和燃烧室沉积物，导致发动机性能下降，而汽油清净剂使用后能在一定程度上控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物的形成，但同时也会造成燃烧室沉积物增加的问题。
本发明的技术方案如下：
一种化学燃油添加剂，其中，所述燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 20%-34%；
聚异丁烯胺 23%-40%；
二茂铁 39%-53%。
所述的化学燃油添加剂，其中，所述聚氨酯结构式为：，其中R为C15-C25的烃基，x=13-20，所述聚氨酯的重均分子量为1000-2200。
另外，所述聚异丁烯胺结构式为：，其中X为含有氨基的有机基团，n=10-25，其重均分子量为600-1800。
所述的化学燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 22%；
聚异丁烯胺 38%；
二茂铁 40%。
所述的化学燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 34%；
聚异丁烯胺 23%；
二茂铁 43 %。
所述的化学燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 21%；
聚异丁烯胺 40%；
二茂铁 39%。
所述的化学燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 23%；
聚异丁烯胺 24%；
二茂铁 53 %。
一种复合型燃油添加剂，其中，按质量百分比计，其包括以下组分：
物理燃油添加剂 60-80%；
包括聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂 20-40%。
所述的复合型燃油添加剂，其中，按质量百分比计，其包括以下组分：
物理燃油添加剂 68%；
包括聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂 32%。
所述的复合型燃油添加剂，其中，所述复合型燃油添加剂是以液体状态加入到燃油混合物中混合均匀；添加时，所述复合型燃油添加剂与燃油的质量比为：1:500-1:1000。
有益效果：通过本发明添加有本发明所述化学燃油添加剂的复合型燃油添加剂，其在有效控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物形成的同时，还能有效清除燃烧室沉积物并抑制新的沉积物产生，提高车辆动力性能，并且本发明的化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂对发动机内部金属无腐蚀，安全性能好，环保无污染，成本低。
附图说明
图1-6为本发明实施例1中的结果照片对比图。
图7-12为本发明实施例2中的结果照片对比图。
图13-18为本发明实施例3中的结果照片对比图。
图19-24为本发明实施例4中的结果照片对比图。
具体实施方式
本发明提供一种化学燃油添加剂及复合型燃油添加剂，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体而言，本发明提供一种化学燃油添加剂，其中，所述燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 20%-34%；
聚异丁烯胺 23%-40%；
二茂铁 39%-53%。
本发明实施例中通过制备出化学燃油添加剂，并加入到物理燃油添加剂中进行混合形成复合型燃油添加剂，其在车辆行驶过程中能有效控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物形成，同时还能有效清除燃烧室沉积物并抑制新的沉积物产生，提高车辆动力性能，本发明中所述化学燃油添加剂组分简单易制备，且其生产成本低。
具体而言，本发明中所述聚氨酯结构式为：，其中R为C15-C25的烃基，x=13-20，其重均分子量为1000-2200。优选地，本发明实施例中所采用的聚氨酯，其R值为C20，x=17，其重均分子量为1600。进一步地，所述聚氨酯为聚酯型聚氨酯，采用重均分子量为1000-2200的聚酯型聚氨酯，其热氧化稳定性和清洁性能均优于聚醚型聚氨酯和聚醚胺，通过添加本发明所述聚氨酯，使得所制备出的化学燃油添加剂能有效减少燃烧室的沉积物，且不会造成对环境的污染。
另外，所述聚异丁烯胺结构式为：，其中X为含有氨基的有机基团，n=10-25，其重均分子量为600-1800。较佳实施例中，所述聚异丁烯胺，其X为-COONH2，n=17，其重均分子量为1200。本发明中采用聚异丁烯胺作为主组分，其所制备出的化学燃油添加剂具有良好的清洁性能和使用性能，且其在控制燃油喷嘴、进气阀沉积物的形成和燃烧室沉积物控制能力均优于聚异丁烯丁二酰亚胺；另外本发明中所述聚异丁烯胺的重均分子量为600-1800，在该重均分子量下所制备出的化学燃油添加剂粘度低，清除积碳的效果最佳。
所述二茂铁又称环戊二烯基铁，其为有机金属化合物，分子式为Fe(C5H5)2。将所述二茂铁添加于燃油中，可使燃烧室的积碳有效减少，降低烟尘对大气的污染。
优选地，所述化学燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 22%；
聚异丁烯胺 38%；
二茂铁 40%。
优选地，所述化学燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 34%；
聚异丁烯胺 23%；
二茂铁 43 %。
优选地，所述化学燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 21%；
聚异丁烯胺 40%；
二茂铁 39%。
优选地，所述化学燃油添加剂按质量百分比计，其包括以下组分：
聚氨酯 23%；
聚异丁烯胺 24%；
二茂铁 53 %。
较佳的是，本发明中所述化学燃油添加剂组分中按质量百分比计，其还可包括以下组分：
聚醚胺 0-5%。
聚醚胺是一类主链为聚醚结构，且末端活性官能团为胺基的聚合物。其粘度低，流动性能好，且具有耐热性、耐磨损性和阻燃性能良好等优点，通过添加聚醚胺其他组分相结合，可以进一步改善所述化学燃油添加剂清洁性能和使用性能。
较佳实施例中，本发明还提供一种复合型燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
物理燃油添加剂 60-80%；
包括上述聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂 20-40%。
其中，包括上述聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂指的是按质量百分比计，包括以下组分的化学燃油添加剂：聚氨酯20%-34%；聚异丁烯胺23%-40%；二茂铁39%-53%。
通过将本发明所述化学燃油添加剂与物理燃油添加剂进行混合，其所制备出的复合型燃油添加剂具有二者的优点，弥补了物理燃油添加剂见效慢的不足，同时也解决了化学燃油添加剂不能清除发动机缸内积碳的问题。
优选地，所述的物理燃油添加剂为经过物理燃油添加剂发生装置处理过的航空3#喷气燃料，其主要成分为短链烷烃，分子结构式为CH3(CH2)nCH3，其中n=8-16。
进一步地，所述复合型燃油添加剂，按质量百分比计，其包括以下组分：
物理燃油添加剂 68%；
包括上述聚氨酯、聚异丁烯胺和二茂铁的化学燃油添加剂 32%。
较佳实施例中，按质量百分比计，所述复合型燃油添加剂包括以下组分：
物理燃油添加剂 68%；
聚氨酯 7%；
聚异丁烯胺 8%；
二茂铁 17 %。
进一步地，所述复合型燃油添加剂是以液体状态加入到燃油混合物中混合均匀；添加时，所述复合型燃油添加剂与燃油的质量比为：1:500-1:1000。在燃油中只需加入少量本发明所述的复合型燃油添加剂，便可有效减少燃烧室沉积物的增加。本发明无需添加其他助剂便可实现在有效控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物形成的同时还能降低燃烧室沉积物的形成，其实现方法简单易实现，且生产成本低。
本发明技术方案的优点在于：
1、在物理燃油添加剂的基础上添加部分化学添加剂，既弥补了物理燃油添加剂见效慢的不足，又解决了化学添加剂不能清除发动机缸内积碳的问题；
2、使用安全环保，只需按比例添加即可，不对环境及使用设备造成任何损害；
3、同时能有效降低汽车尾气中CO、HC、NOX等三大污染物及PM的排放，通过测试，其在外特性试验时CO、HC、NOX分别减少约20%、25%和40%；在负荷特性试验时CO、HC、NOX分别减少约15%、25%和20%。
以下为本发明的具体实施例：
其中，图1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23为本发明实施例中未添加所述复合型燃油添加剂时的效果图。
图2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24为本发明实施例中添加所述复合型燃油添加剂并使用一段时间后的效果图。
具体地，图1、7、13、19分别为实施例一至四中第一次拆开观察时的发动机缸盖照片，图2、8、14、20分别为实施例一至四中第二次拆开观察时的发动机缸盖照片；图3、9、15、21分别为实施例一至四中第一次拆开观察时的发动机活动塞顶照片，图4、10、16、22分别为实施例一至四中第二次拆开观察时的发动机活动塞顶照片；图5、11、17、23分别为实施例一至四中第一次拆开观察时的发动机进气阀照片，图6、12、18、24分别为实施例一至四中第二次拆开观察时的发动机进气阀照片，其中，第一次是指初次记录的时间，第二次是指正常行驶5000km后再次记录的时间。
其中，实施例中所述燃油具体可以为汽油、柴油、重油等多种燃油中的一种或多种；另外，实施例中所述加剂指的是添加复合型燃油添加剂。
实施例1
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：
物理燃油添加剂68%；聚氨酯 7%；聚异丁烯胺 12%；二茂铁 13 %。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:1000的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
如图1-6所示，通过加入复合燃油添加剂前后的照片对比，发现进气阀颜色变浅，加剂前呈黑色，加剂后呈灰色；加剂后进气阀上积碳开始龟裂脱落（肉眼可见）；加剂后活塞顶部由橘黄色变成青蓝色，中间数字清晰可见；加剂后积碳变化率为-53%，活塞顶部平均厚度减少3.9mm 。积碳外观形状的变化说明了复合型燃油添加剂的养护功效，具备在不损伤发动机的前提下抑制并清除发动机缸内积碳的功能。另外与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数17.3%。
实施例2
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：
物理燃油添加剂68%；聚氨酯11%；聚异丁烯胺 7%；二茂铁 13%；聚醚胺1%。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:500的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
如图7-12所示，通过加入复合燃油添加剂前后的照片对比，发现进气阀颜色变浅，加剂前呈黑色，加剂后呈灰色；加剂后进气阀上积碳开始龟裂脱落（肉眼可见）；加剂后活塞顶部由橘黄色变成青蓝色，中间数字清晰可见；加剂后积碳变化率为-51.175%，活塞顶部平均厚度减少2.6mm。积碳外观形状的变化说明了复合型燃油添加剂的养护功效，具备在不损伤发动机的前提下抑制并清除发动机缸内积碳的功能。另外与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数19.7%。
实施例3
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：
物理燃油添加剂60%；聚氨酯14%；聚异丁烯胺 9%；二茂铁 17%。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:700的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
如图13-18所示，通过加入复合燃油添加剂前后的照片对比，发现进气阀颜色变浅，加剂前呈黑色，加剂后呈灰色；加剂后进气阀上积碳开始龟裂脱落（肉眼可见）；加剂后活塞顶部由橘黄色变成青蓝色，中间数字清晰可见；加剂后积碳变化率为-62.08%，活塞顶部平均厚度减少2.3mm。积碳外观形状的变化说明了复合型燃油添加剂的养护功效，具备在不损伤发动机的前提下抑制并清除发动机缸内积碳的功能。另外与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数19.1%。
实施例4
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：
物理燃油添加剂80%；聚氨酯6%；聚异丁烯胺6%；二茂铁 8%。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:1000的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
如图19-24所示，通过加入复合燃油添加剂前后的照片对比，发现进气阀颜色变浅，加剂前呈黑色，加剂后呈灰色；加剂后进气阀上积碳开始龟裂脱落（肉眼可见）；加剂后活塞顶部由橘黄色变成青蓝色，中间数字清晰可见；加剂后积碳变化率为-28.78%，活塞顶部平均厚度减少5.4mm。积碳外观形状的变化说明了复合型燃油添加剂的养护功效，具备在不损伤发动机的前提下抑制并清除发动机缸内积碳的功能。另外与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数18.9%。
实施例5
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：
物理燃油添加剂80%；聚氨酯20%。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:1000的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加剂后积碳变化率为-11.32%，活塞顶部平均厚度减少1.7mm，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数10.1%。而与实施例4的结果相比，显然只添加有聚氨酯的情况下，其燃烧室沉积物的清除效果远不如添加有聚氨酯、聚异丁烯胺、二茂铁的清除效果好。
实施例6
一种复合型燃油添加剂，其按质量百分比计由以下组分组成：物理燃油添加剂80%；聚氨酯10%；聚异丁烯胺10%。使用复合型燃油添加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并按复合型燃油添加剂和燃油为1:1000的质量比添加所述复合型燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加剂后积碳变化率为-17.14%，活塞顶部平均厚度减少2.9mm，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数12.3%。而与实施例4的结果相比，显然只添加有聚氨酯和聚异丁烯胺的情况下，其燃烧室沉积物的清除效果不如添加聚氨酯、聚异丁烯胺、二茂铁的清除效果好。
实施例7
使用物理燃油添加剂作为唯一组分，即按质量百分比计由100%的航空3#喷气燃料所组成。加剂前，拆开发动机缸盖观察车辆燃烧室沉积物并拍照，并添加所述物理燃油添加剂，正常行驶5000km后，再次拆开发动机缸盖窥镜观察车辆燃烧室沉积物，并拍照。
与未使用燃油添加剂时对比，在相同车型及路况等条件下，加剂后积碳变化率为-9.38%，活塞顶部平均厚度减少1.4mm，加入所述的复合型燃油添加剂可以提高单位油耗里程数6.9%。而与实施例4的结果相比，显然只添加有物理燃油添加剂的情况下，其燃烧室沉积物的清除效果远不如添加有所述复合燃油添加剂的清除效果好。
综上所述，本发明通过在物理燃油添加剂的基础上，添加部分化学添加剂组分，其既弥补了物理燃油添加剂见效慢的不足，又解决了化学添加剂不能清除发动机缸内积碳的问题。另外，本发明所述的化学燃油添加剂和所制备的复合型燃油添加剂使用安全环保，只需按比例添加即可，不对环境及使用设备造成任何损害，同时其还能有效降低汽车尾气中CO、HC、NOX等三大污染物及PM的排放。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种复合型燃油添加剂，其特征在于，按质量百分比计，其由以下组分组成：
物理燃油添加剂 60-80%；
化学燃油添加剂 20-40%；
所述的物理燃油添加剂为经过物理燃油添加剂发生装置处理过的航空3#喷气燃料；
所述化学燃油添加剂按质量百分比计，其由以下组分组成：
聚氨酯 20%-34%；
聚异丁烯胺 23%-40%；
二茂铁 39%-53%；
所述聚异丁烯胺结构式为：，其中X为含有氨基的有机基团，n=10-25，其重均分子量为600-1800；
所述聚氨酯为聚酯型聚氨酯，采用重均分子量为1000-2200的聚酯型聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的复合型燃油添加剂，其特征在于，按质量百分比计，其包括以下组分：
物理燃油添加剂 68%；
如权利要求1所述的化学燃油添加剂 32%。
3.根据权利要求1所述的复合型燃油添加剂，其特征在于，所述复合型燃油添加剂是以液体状态加入到燃油混合物中混合均匀；添加时，所述复合型燃油添加剂与燃油的质量比为：1:500-1:1000。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |