CN104762142A - 发动机积碳清洗组合物和清洗发动机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机积碳清洗组合物以及使用该清洗组合物清洗发动机的方法。本发明的发动机积碳清洗组合物包含，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计：(i)20-80重量％的由重量比为2∶1至20∶1的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂组成的清洗剂；(ii)0.1-50重量％的亲水疏水平衡值为1至5的聚醚胺渗透剂；(iii)0-70重量％的有机溶剂；和(iv)0-70重量％的水。该清洗组合物具有优异的发动机积碳清除效果，即使在不使用芳族烃溶剂、或二元醇醚、或强碱等环境污染性物质的情况下。

Description

发动机积碳清洗组合物和清洗发动机的方法

技术领域

本发明涉及一种发动机清洗组合物和清洗发动机的方法，尤其涉及一种发动机积碳清洗组合物以及使用该清洗组合物清洗发动机的方法。

背景技术

汽车用户一直为发动机的污染问题烦恼，尤其为发动机在工作过程中产生的碳沉积物所困扰。发动机中的碳沉积物通常源自燃料中的物质、燃料分解产物、燃料燃烧产物、没有通过过滤移除的空气中的污染物以及润滑油残留物，其在高温条件下形成，并滞留在发动机的燃料引入系统、进气阀和燃烧室。发动机中的碳沉积物可能会引起发动机气缸中的燃料供送的不均匀分布，也可能会引起不同气缸中的燃料供给量不充足，从而导致发动机性能变差、排放物增加和燃料燃烧效率变差等问题。

现有技术中已经有一些清除发动机碳沉积物的清洁剂或去垢剂。例如，US3876704公开了一种用于烃燃料的去垢剂，其主要成分为N-长链烷基、N-羟基烷基亚烷基聚胺。US4055402公开了一种汽油去垢剂，其主要成分为50至200ppm水平的聚异丁烯基氨基乙基乙醇胺。CN1153813A公开了一种由乙醇胺、丁醇、乙醚、氨水、油酸、乳化剂、机油和煤油组成的清洁剂，用于清洁内燃机中的污点和碳沉积物。US5407453A1公开了一种包含烷氧基醇、脂族醇、液体石油馏出物、液态脂肪酸、挥发性含氮碱、聚异丁烯基氨基乙基乙醇胺和水的组合物，用于清除发动机中空气和燃料引入系统中的碳沉积物、阀中的碳沉积物和燃烧室中的碳沉积物。

然而，这些清洁剂或去垢剂中包含芳族烃溶剂、二元醇醚或强碱，可能会对环境造成潜在的危害。此外，现有的清洁剂或去垢剂的清洁效率并不令人满意。

发明内容

本发明旨在提供一种能够有效清除发动机积碳、并且环境友好的发动机积碳清洗组合物。

本发明发现，可以将由非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂组成的清洗剂成分和由聚醚胺组成的渗透剂成分混合，获得一种具有良好的发动机积碳清除效果且环境友好的清洗组合物，从而实现本发明的上述目的。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种发动机积碳清洗组合物，所述发动机积碳清洗组合物包含，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计：

(i)20-80重量％的清洗剂，所述清洗剂由重量比为2∶1至20∶1的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂组成；

(ii)0.1-50重量％的渗透剂，所述渗透剂为亲水疏水平衡值(HLB值)小于等于5的聚醚胺；

(iii)0-70重量％的有机溶剂；和

(iv)0-70重量％的水。

根据本发明的某些优选实施方式，所述非离子表面活性剂和所述阳离子表面活性剂的重量比为5∶1至9∶1。

根据本发明的某些优选实施方式，所述非离子表面活性剂是C8-C18脂肪醇乙氧基化物。

根据本发明的某些优选实施方式，所述非离子表面活性剂是C9-C14脂肪醇乙氧基化物。

根据本发明的某些优选实施方式，所述非离子表面活性剂的EO数为5至9。

根据本发明的某些优选实施方式，所述阳离子表面活性剂是具有C8-C22季烷基胺结构的阳离子表面活性剂。

根据本发明的某些优选实施方式，所述阳离子表面活性剂是具有C14-C20季烷基胺结构的阳离子表面活性剂。

根据本发明的某些优选实施方式，所述聚醚胺的亲水疏水平衡值为1-5。

根据本发明的某些优选实施方式，所述聚醚胺的亲水疏水平衡值为1-3。

根据本发明的某些优选实施方式，所述聚醚胺的平均分子量为500-2000。

根据本发明的某些优选实施方式，所述聚醚胺的含量为5-50重量％。

根据本发明的某些优选实施方式，所述聚醚胺的含量为10-40重量％。

根据本发明的某些优选实施方式，所述有机溶剂是醇、N-甲基吡咯烷酮和丙二醇苯基醚中的至少一种。

根据本发明的某些优选实施方式，所述发动机积碳清洗组合物不包含芳族烃溶剂、二元醇醚或强碱。

根据本发明的某些优选实施方式，所述发动机积碳清洗组合物是液态的。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种清洗发动机的方法，所述方法包括步骤：使本发明的上述发动机积碳清洗组合物与发动机接触，以除去发动机中的碳沉积物。

根据本发明的某些优选实施方式，发动机是内燃机。

具体实施方式

下面对本发明提供的发动机积碳清洗组合物及其使用方法进行详细描述。

应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明书的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

发动机积碳清洗组合物

清洗剂成分

本发明提供的发动机积碳清洗组合物包含清洗剂成分，所述清洗剂成分由非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂组成，其中，非离子表面活性剂是主清洗剂，而阳离子表面活性剂是辅清洗剂。

所述清洗剂成分的含量是20-80重量％，优选40-50重量％，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计。所述非离子表面活性剂和所述阳离子表面活性剂之间的重量比可以根据实际需要而调节，为实现更优的清洗效果，所述非离子表面活性剂和所述阳离子表面活性剂之间的重量比优选为2∶1至20∶1，更优选4∶1至10∶1，特别优选5∶1至9∶1。

可用于本发明的非离子表面活性剂优选为C8-C18脂肪醇乙氧基化物，更优选C9-C14脂肪醇乙氧基化物，最优选C9-C11脂肪醇乙氧基化物。这些脂肪醇乙氧基化物中，EO数优选为5-9，特别优选7-9。

可用于本发明的阳离子表面活性剂优选为具有季烷基胺结构的阳离子表面活性剂，其中，季烷基胺结构的碳原子数优选为C8-C22，更优选C14-C20。

作为具有合适比例的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的清洗剂的实例，可以选用Berol226(可购自AkzoNobel公司)，Berol226是C9-11脂肪醇乙氧基化物和季可可烷基胺聚氧乙烯醚的共混物，其中，C9-11脂肪醇乙氧基化物和季可可烷基胺聚氧乙烯醚的重量比约为9∶1；也可以选用AEO7(可购自沙索公司)和十二烷基二甲基羟乙基氯化铵的共混物，其中，AEO7是C12-C14醇聚(7)乙氧基化物，AEO7和烷基二甲基羟乙基氯化铵的重量比约为5∶1-9∶1。

渗透剂成分

本发明提供的发动机积碳清洗组合物包含渗透剂成分，所述渗透剂成分为聚醚胺。本发明发现，聚醚胺可以迅速渗透积碳污垢表面，剥离污垢，尤其当聚醚胺与本发明所述的清洗剂成分一起使用时，其作为渗透剂成分的作用特别显著。

另外，本发明还发现，聚醚胺的亲水疏水平衡值(HLB值)对积碳清洗效果有显著的影响。当聚醚胺具有更好的亲油(疏水)性时，积碳清洗效果更佳，因此本发明所用的聚醚胺的HLB值小于等于5，优选为1-5，更优选1-3。本发明对聚醚胺的分子量、胺值等没有特别的限制，但从原料易得性等角度考虑，优选平均分子量(以数均分子量计)为500-2000的聚醚胺，特别优选FL-1000(可购自亨斯曼公司)。

所述聚醚胺的含量为0.1-50重量％，优选为5-50重量％，更优选10-40重量％，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计。当所述聚醚胺的含量低于0.1重量％时，所述聚醚胺可能难以发挥渗透剂的作用，当所述聚醚胺的含量超过50重量％时，可能会使本发明提供的发动机积碳清洗组合物的清洗效果下降。

有机溶剂

有机溶剂是本发明提供的发动机积碳清洗组合物中的任选成分。

所述有机溶剂优选那些环境友好的有机溶剂，更优选那些既环境友好又具有一定水溶性的有机溶剂。所述有机溶剂可以是适用的醇类溶剂、酮类溶剂或醚类溶剂。所述醇类溶剂优选异丙醇，所述酮类溶剂优选N-甲基吡咯烷酮，所述醚类溶剂优选丙二醇苯基醚。当以合适的量存在于清洗组合物中时，这些有机溶剂可以使油溶性的清洗剂成分和渗透剂成分更易与水相混，从而使本发明提供的发动机积碳水性清洗组合物更加环保。

所述有机溶剂的含量为0-70重量％，优选5-50重量％，更优选10-25重量％，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计。当所述有机溶剂的含量超过70重量％时，可能会因为被过度稀释而使得本发明提供的发动机积碳清洗组合物的清洗效果下降。

水

水是本发明提供的发动机积碳清洗组合物中的任选成分。

当本发明提供的发动机积碳清洗组合物中包含水时，所述发动机积碳清洗组合物更为环保。此外，当本发明提供的发动机积碳清洗组合物中包含适量的水时，所述发动机积碳清洗组合物的清洗效果更好。所述水的含量优选为0-70重量％，更优选0-50重量％，最优选10-35重量％，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计。

其他成分

根据需要，本发明提供的发动机积碳清洗组合物中还可以含有其他成分，例如用于产生使使用者愉悦的气味的香味剂，用于调节清洗组合物的pH值的pH调节剂，用于抑制细菌生长的杀菌剂，或用于除味的除味剂等。但是，出于环保的需要，本发明提供的发动机积碳清洗组合物优选不含那些可能产生环境污染的成分，例如芳族烃溶剂、二元醇醚或强碱等。

使用发动机积碳清洗组合物清洗发动机的方法

本发明提供的发动机积碳清洗组合物特别适用于清除发动机(例如汽车内燃机)中的碳沉积物。一个示例性的使用发动机积碳清洗组合物清洗发动机的方法包括以下步骤：移除发动机的火花塞，将配制好的清洗组合物经由导管引入发动机的燃烧室中。例如，可以将120-150ml的发动机积碳清洗组合物分别经由导管引入到发动机的每个燃烧室中，静置一段时间(例如约60分钟)，使所述发动机积碳清洗组合物充分浸渍燃烧室中的碳沉积物而获得良好的清洗效果，再经由导管将过量的和/或反应后的发动机积碳清洗组合物从燃烧室中吸出，最后，用常规手段干燥燃烧室。

实施例

以下通过实施例更详细地描述本发明，这些实施例仅是示例性的，而不应理解为对本发明范围的限制。

缩写词和原料表

实施例中采用的性能测试方法如下：

铝板模拟测试

该测试方法用于评价对铝板样品上的人工积碳的清洗性能。

步骤1.待测试铝板(AP)的准备工作。用无水乙醇清洁测试用铝板，然后将该待测试铝板放置于50摄氏度的烘箱中，1小时后取出后在通风橱中冷却1小时，然后在精密天平上称量该待测试铝板的重量，记录为ml。

步骤2.人工积碳的制备。用美工刀从旧活塞上刮下22g积碳，放置于洁净的蒸发皿中，然后加入18克壳牌HX5W-40机油，混合均匀后待用。

步骤3.积碳的模拟生成。将步骤2中混合后待用的人工积碳用玻璃棒挑取少许到待测试铝板上，得到测试板，将该测试板加热到300摄氏度并维持30分钟，然后将该测试板放置于通风橱中冷却1小时，称量该测试板的重量，记录为m2。

步骤4.清洗。将测试板小心浸泡在200毫升的测试液(本发明提供的发动机积碳清洗组合物或比较用的清洗组合物)中，将测试液加热到100摄氏度并维持10分钟。

步骤5.吹扫。将测试板从测试液中移出，放置于100毫升的大烧杯中，用空气压力为6公斤的空气喷枪吹扫2分钟。

步骤6.测试板处理。将吹扫后的测试板放置于充满石油醚的蒸发皿中清洗，放置5分钟。

步骤7.干燥和称重。将处理后的测试板放置于50摄氏度的烘箱中，干燥1小时，然后在精密天平上称重，记录为m3。

步骤8.计算。清洁率按照以下公式计算：

清洁率＝(m2-m3)/(m2-m1)×100％。

实施例

实施例1-13和比较实施例C1-C2

采用表1中所示的组分和比例进行配制，得到本发明提供的液态清洗组合物1-13和比较用的清洗组合物C1-C2。对每一种清洗组合物进行如上所述的铝板模拟测试，测试结果列于表1。

表1

从表1可以看出，根据本发明提供的发动机积碳清洗组合物具有良好的清洁率。尤其，当清洗剂成分中的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的重量比为2∶1至20∶1(特别优选5∶1至9∶1)时，本发明提供的发动机积碳清洗组合物具有良好的清洁率(高于80％)。

从对比实施例C1可以看出，当清洗组合物中含有清洗剂成分而不含有渗透剂成分时，其清洁率不足70％，低于本发明提供的发动机积碳清洗组合物的清洗率。

从对比实施例C2可以看出，当清洗组合物中的渗透剂的HLB值大于5时，其清洁率不足70％，低于本发明提供的发动机积碳清洗组合物的清洗率。

综上所述，本发明提供发动机积碳清洗组合物能够有效清除发动机积碳、并且对环境友好。

虽然出于举例说明的目的，上述具体实施方式包含许多具体细节，但本领域普通技术人员应理解，这些细节的许多变型、更改、替代和改变均在权利要求所保护的本发明范围内。因此，具体实施方式中描述的公开内容不对权利要求所保护的本发明施加任何限制。本发明的适当范围应由以下权利要求书及其适当的法律等同物限定。所有引用的参考文献均以引用的方式全文并入本文中。

Claims (17)

1.一种发动机积碳清洗组合物，所述发动机积碳清洗组合物包含，以所述发动机积碳清洗组合物的总重按100重量％计：

(i)20-80重量％的清洗剂，所述清洗剂由重量比为2∶1至20∶1的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂组成；

(ii)0.1-50重量％的渗透剂，所述渗透剂为亲水疏水平衡值小于等于5的聚醚胺；

(iii)0-70重量％的有机溶剂；和

(iv)0-70重量％的水。

2.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述非离子表面活性剂和所述阳离子表面活性剂的重量比为5∶1至9∶1。

3.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述非离子表面活性剂是C8-C18脂肪醇乙氧基化物。

4.根据权利要求3所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述非离子表面活性剂是C9-C14脂肪醇乙氧基化物。

5.根据权利要求3或4所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述非离子表面活性剂的EO数为5至9。

6.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述阳离子表面活性剂是具有C8-C22季烷基胺结构的阳离子表面活性剂。

7.根据权利要求6所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述阳离子表面活性剂是具有C14-C20季烷基胺结构的阳离子表面活性剂。

8.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述聚醚胺的亲水疏水平衡值为1-5。

9.根据权利要求8所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述聚醚胺的亲水疏水平衡值为1-3。

10.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述聚醚胺的平均分子量为500-2000。

11.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述聚醚胺的含量为5-50重量％。

12.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述聚醚胺的含量为10-40重量％。

13.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其中所述有机溶剂是醇、N-甲基吡咯烷酮和丙二醇苯基醚中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，其不包含芳族烃溶剂、二元醇醚或强碱。

15.根据权利要求1所述的发动机积碳清洗组合物，所述发动机积碳清洗组合物是液态的。

16.一种清洗发动机的方法，所述方法包括步骤：使权利要求1-15中任一项所述的发动机积碳清洗组合物与发动机接触，以除去发动机中的碳沉积物。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述发动机是内燃机。