CN105349281B - 一种汽油积碳清洁剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽油积碳清洁剂及其制备方法和使用方法，包括以下成分：缓冲试剂、复合型表面活性剂、增溶剂、分散剂、防锈剂、清香剂、所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。与现有技术相比，本发明以碳酸钠与碳酸氢钠缓冲溶剂作为清洁活性成分，能够有效地控制pH，避免碱性过大，造成腐蚀材料。其次，本发明以缓冲试剂结合表面活性剂、增溶剂、高效分散剂、防锈剂、防锈剂和清香剂，有效的去除部件的汽油积碳。再次，本发明汽油积碳清洁剂适合多种零部件的积碳清除工作，应用范围较广，操作简单、清洁积碳效果好、成本低、毒性小。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种汽油积碳清洁剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，人民生活水平逐渐提高，拥有汽车的家庭越来越多，有的家庭或单位拥有多辆汽车，直接导致我国汽车保有量迅速上升。有数据表明，截止2013年末，我国的私家车保有量保守估计达到8600万辆以上，特别是近两年来，汽车数量以每年1400多万辆增长。但是，随着车辆行驶的里程和年限的增加，汽油发动机运行3万公里后或2年之后就会出现一种粘性的污垢和树脂状的物质。这些物质会逐渐增大、沉积，进而导致汽油等燃料燃烧不完全，进一步加重积碳的产生。
积碳的成分比较复杂，主要含有羟基酸、沥青质、油焦质和灰分等。积碳形成以后，会严重影响发动机的正常工作，导致机动车功率下降，危害到机动车使用的可靠性；积碳会使活塞局部过热，严重时还可能损坏活塞；积碳还会产生于节气门、进气门、气缸、喷油嘴等机动车发动机关键部位。因此，发明一种高效的积碳清理方法具有非常重要的意义。
目前，积碳的清理方法主要包括机械方法和化学方法两种。机械方法一般为机械工具清理、软硬磨粒清洗。这些方法生产率低，对工具难以接触到的活塞部位的积碳不易清除干净，而且用这种方法清理的活塞表面会留下刮痕，而这些刮痕又会在以后应用中成为新的积碳形成中心。化学方法一般采用强酸强碱等试剂进行清洗。由于机动车的气门、活塞和喷油嘴等零件多是由合金组成的，因此强酸强碱等试剂会对零件造成不可逆的损坏，比如强酸和强碱对机动车的铝质活塞就具有腐蚀作用，得不偿失。在实际操作过程中，一般使用稀释过的741等洗涤剂，经过长时间的浸泡除去积碳，但是积碳清除效果不彻底。
近年来，现有技术对积碳的去除方法进行了报道，例如，申请号为201310513085.9的中国文献报道了一种航空发动机喷嘴积碳去除方法，使用专用刀具对积碳进行机械刮除，再用液压试验器对喷嘴积碳进行冲击清洗；对经过冲击清洗的喷嘴进行超声波清洗；对经过超声波清洗的喷嘴用每升含8-10g NaOH、18-20g Na3PO4和27-30g Na5P3O10的水溶液进行化学清洗；对经过化学清洗的喷嘴再次进行超声波清洗。申请号为201310517411.的中国文献报道了一种超声波除积碳方法，包括如下步骤：将零件除油，制作除积碳槽液，超声波除积碳，盐酸腐蚀。但是，以上报道的积碳去除方法均使用了强碱氢氧化钠和强酸盐酸，属于强腐蚀性的化学品，在使用的过程中，不仅对清洗部件易造成损坏，而且极有可能对人体造成危害。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种汽油积碳清洁剂及其制备方法，去除积碳效果良好，易于操作，安全性高；本发明要解决的技术问题还在于提供一种汽油积碳清洁剂的使用方法。
有鉴于此，本发明提供了一种汽油积碳清洁剂，包括以下成分：
所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
优选的，所述碳酸钠和碳酸氢钠的重量比为14-190：100。
优选的，所述复合型表面活性剂为非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的复合试剂，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐。
优选的，所述非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的重量比为2：5。
优选的，所述增溶剂为三聚磷酸钠。
优选的，所述分散剂为三聚乙醇。
优选的，所述防锈剂为高锰酸钾。
优选的，所述清香剂为芳樟醇。
相应的，本发明还提供一种上述汽油积碳清洁剂的制备方法，包括以下步骤：将缓冲试剂、复合型表面活性剂、增溶剂、分散剂、防锈剂和清香剂混合，搅拌后得到汽油积碳清洁剂，所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
相应的，本发明还提供一种上述汽油积碳清洁剂的使用方法，包括以下步骤：将上述技术方案所述的汽油积碳清洁剂按照86-97g/L的浓度溶于超纯水中，搅拌后得到汽油积碳清洁剂溶液；将除油后的零件置于所述汽油积碳清洁剂溶液中，超声波清洗30-60分钟，超声波频率控制在15kHz以上，温度控制在50-60℃。
本发明提供了一种汽油积碳清洁剂及其制备方法和使用方法，包括以下成分：缓冲试剂、复合型表面活性剂、增溶剂、分散剂、防锈剂、清香剂、所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。与现有技术相比，本发明以碳酸钠与碳酸氢钠缓冲溶剂作为清洁活性成分，能够有效地控制pH，避免碱性过大，造成腐蚀材料。其次，本发明以缓冲试剂结合表面活性剂、增溶剂、高效分散剂、防锈剂、防锈剂和清香剂，有效的去除部件的汽油积碳。再次，本发明汽油积碳清洁剂适合多种零部件的积碳清除工作，应用范围较广，操作简单、清洁积碳效果好、成本低、毒性小。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种汽油积碳清洁剂，包括以下成分：
所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
在上述技术方案中，所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。作为优选方案，所述碳酸钠和碳酸氢钠的重量比为14-190：100，更优选为20-100：100，更优选为25-50：100，最优选为32：100。本发明以碳酸钠与碳酸氢钠缓冲溶剂作为清洁活性成分，能够有效地控制pH，避免因碱性过大造成材料的腐蚀。
作为优选技术方案，所述复合型表面活性剂为非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的复合试剂，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，所述阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐。更优选的，所述非离子型表面活性剂为AEO-3，AEO-7和AEO-9中的一种或几种；所述阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
非离子表面活性剂溶于水时不发生解离，其分子中的亲油基团与离子型表面活性剂的亲油基团大致相同，其亲水基团主要是由具有一定数量的含氧基团(如羟基和聚氧乙烯链)构成。阴离子表面活性剂在水中解离后，生成亲水性阴离子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下，即解离为ROSOO-和Na+两部分，带负电荷的ROSOO-，具有表面活性。本发明采用的复合型表面活性剂不易受酸、碱的影响、具有较好的去污、发泡、分散、乳化等优点。
作为优选技术方案，所述非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的重量比为2：3-10，更优选为2：4-8，更优选为2：5。在上述比值范围内，零件光洁，去积碳效果最好。
作为优选技术方案，所述增溶剂为三聚磷酸钠。三聚磷酸钠能使液态、固态微粒更好的溶于水中，使溶液外观完全透明，起到增溶作用。所述分散剂优选为三聚乙醇，其可以起到螯合、分散、乳化和阻碍污垢再沉积的作用。所述防锈剂优选为高锰酸钾。高锰酸钾是一种强氧化剂，能够与部件表面上形成并贮存一层润滑膜，可以抑制湿气及许多其它化学成份造成的腐蚀。
作为优选技术方案，所述清香剂优选为芳樟醇。芳樟醇能散发木香、果香的气息，香气柔和，可以改善汽油积碳清洁剂使用者的工作心情。清香剂芳樟醇与本发明的使用的复合型表面活性剂具有协同作用，能有效地增加泡沫的稳定性，从而增进去污能力。
作为优选技术方案，所述汽油积碳清洁剂包括以下成分：
所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的汽油积碳清洁剂的制备方法，包括以下步骤：将缓冲试剂、复合型表面活性剂、增溶剂、份分散剂、防锈剂和清香剂混合，搅拌后得到汽油积碳清洁剂，所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
由于本发明优选采用的非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、分散剂三乙醇胺和清香剂芳樟醇为有机试剂，均为液体，因此，本发明优选采用如下制备方法：将碳酸钠、碳酸氢钠、阴离子型表面活性剂烷基苯磺酸钠、增溶剂三聚磷酸钠和防锈剂高锰酸钾在固体颗粒搅拌器中充分搅拌混匀，得到混合颗粒；在充分搅拌过程中，将非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、分散剂三乙醇胺和清香剂芳樟醇混合，使用喷雾器均匀的喷洒于固体颗粒上，使其附着在所述混合颗粒表面，得到汽油积碳清洁剂。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的汽油积碳清洁剂的使用方法，包括以下步骤：将上述技术方案所述的汽油积碳清洁剂按照86-97g/L的浓度溶于超纯水中，搅拌后得到汽油积碳清洁剂溶液；将除油后的零件置于所述汽油积碳清洁剂溶液中，超声波清洗30-60分钟，超声波频率控制在15kHz以上，温度控制在50-60℃。
将汽油积碳清洁剂溶于水后，缓冲试剂与水形成缓冲溶液，所述的缓冲溶液为pH值优选位于8.8-10.14之间，更优选为9-10，更优选为9.4。所述缓冲溶液为弱碱溶液，对汽油积碳有很好的去除作用，该溶液为弱碱溶液，避免了使用了强碱氢氧化钠。
本发明中因使用了碳酸钠试剂，因此要求配比水不能含有大量的钙镁钡等金属离子，以免生成相应碳酸盐沉淀。
从以上方案可以看出，本发明制备的汽油积碳清洁剂具有以下优点：
1、本发明汽油积碳清洁剂适合多种零部件的积碳清除工作，应用范围较广，操作简单、清洁积碳效果好、成本低、毒性小。
2、本发明使用碳酸钠与碳酸氢钠缓冲溶剂作为清洁活性成分，能够有效地控制pH，本清洁剂浓度为88.72g/L时，其溶液pH值约为9.4。该溶液为弱碱溶液，避免了使用了强碱氢氧化钠这一强腐蚀性的化学品，减少了对人体造成损害。
3、本发明汽油积碳清洁剂对零件腐蚀作用较小，除碳效率较高，效果理想，积碳去除率可达95kg左右。
4、本发明汽油积碳清洁剂中含有清香剂组分，因此在使用过程中，能达到掩盖不良气味的目的。
5、本发明汽油积碳清洁剂的原材料价格较为便宜，成本相对较低，施工方便有效。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
主要的原料的生产厂家及型号
碳酸钠：分析纯，洛阳化学试剂厂；
碳酸氢钠：分析纯，洛阳化学试剂厂；
脂肪醇聚氧乙烯醚：分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
烷基苯磺酸钠：分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
三聚磷酸钠：分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司；
高锰酸钾：分析纯，洛阳化学试剂厂；
芳樟醇：分析纯，国药集团(上海)化学试剂有限公司；
三乙醇胺：分析纯，洛阳化学试剂厂。
实施例1
本发明汽油积碳清洁剂的制备：以质量比计算，将碳酸钠23.94kg、碳酸氢钠75.74kg、阴离子型表面活性剂烷基苯磺酸钠0.071kg、增溶剂三聚磷酸钠0.1kg、防锈剂高锰酸钾按照0.05kg，在固体颗粒搅拌器中充分搅拌混匀，得到混合颗粒；。
在充分搅拌过程中，将非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)0.029kg、分散剂三乙醇胺0.05kg和清香剂芳樟醇0.02kg混合，使用喷雾器均匀的喷洒于固体颗粒上，使其附着在所述混合颗粒表面，得到汽油积碳清洁剂。
汽油积碳清洁剂溶液的制备：将上述汽油积碳清洁剂按照浓度比88.72g/L溶于超纯水中，使用固液搅拌器充分搅拌至溶液澄清。本方案中因使用了碳酸钠试剂，因此要求配比水不能含有大量的钙镁钡等金属离子，以免生成相应碳酸盐沉淀。
将零件除油：采用乙醇等有机溶剂为除油剂，将零件浸泡在除油剂中，浸泡除油30分钟以上，在空气中晾干或吹干；
将除油后的零件置于上述汽油积碳清洁剂溶液之下，之后放入可控温超声波仪器中，进行超声波清洗30-60分钟，超声波频率控制在15kHz以上，温度控制在40℃。倘若零件积碳严重，可以更新汽油积碳清洁剂溶液，进行多次清洗。
清洗零件干净后，将零件使用超纯水清洗三遍以上，最后再使用酒精有机溶剂进行清洗。在空气中晾干或吹干，清洗工作结束。
实施例2-3
采用实施例1的制备方法和使用方法，改变清洗过程中的温度和清洁剂浓度。
采用如下方法对本发明实施例制备的积碳清洁剂的效果进行检测：
重量法是测量零件除碳效果的经典方法和基础方法。设定无积碳的零件重量为W0，积碳的零件重量为W积，应用清洁剂清洗之后零件的重量为W洁，清洁剂清洗掉零件金属的重量为W金属。清洁剂清洗掉零件金属的重量W金属＝清洁剂溶液的体积×金属浓度。清洁剂积碳去除率＝(W积–W洁+W金属)÷(W积–W0)。清洁剂积碳去除率越大，说明除去积碳的效果越好。
试验方法：取5个积碳大致相同的铝质活塞，用乙醇把表层油脂清洗干净，使积碳裸露出来，以水和NaOH溶液作为清洁剂作为对比例，按表1的条件进行和上述具体实施方法就行试验比对。
表1积碳去除效果表
通过上述表1可以看出，应用本发明的清洁剂具有很好的去除积碳能力，在50℃下超声波清洗30分钟以上，积碳去除率可达95％以上，而且相比于氢氧化钠强碱清洗剂，对零件的腐蚀率降低了28倍，起到了对零件的保护作用。
按照下述表2配方配制汽油积碳清洁：按实施例1的实施步骤进行配制，实施对象为已经布满积碳铝质活塞。
表2实施例4-7采用的配方
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 组分名称 | 重量份 | 重量份 | 重量份 | 重量份 |
| 碳酸钠 | 23.97kg | 23.97kg | 23.82kg | 23.82kg |
| 碳酸氢钠 | 75.82kg | 75.82kg | 75.35kg | 75.35kg |
| 脂肪醇聚氧乙烯醚 | 0.015kg | 0.058kg | 0.029kg | 0.058kg |
| 烷基苯磺酸钠 | 0.035kg | 0.142kg | 0.071kg | 0.142kg |
| 三聚磷酸钠 | 0.05kg | 0.1kg | 0.1kg | 0.2kg |
| 三乙醇胺 | 0.05kg | 0.1kg | 0.1kg | 0.2kg |
| 高锰酸钾 | 0.05kg | 0.1kg | 0.1kg | 0.2kg |
| 芳樟醇 | 0.01kg | 0.02kg | 0.02kg | 0.03kg |
实验结果表明，实施例4-7的除碳率均可达到90％以上，活塞表面光洁，均漏出金属光泽，未出现腐蚀活塞的现象。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种汽油积碳清洁剂，其特征在于，包括以下成分：
所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠，所述碳酸钠和碳酸氢钠的重量比为20-100：100，
所述复合型表面活性剂为非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的复合试剂，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐，
所述非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂的重量比为2：5，
所述增溶剂为三聚磷酸钠，
所述分散剂为三乙醇胺，
所述防锈剂为高锰酸钾，
所述清香剂为芳樟醇。
2.一种权利要求1所述的汽油积碳清洁剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将缓冲试剂、复合型表面活性剂、增溶剂、分散剂、防锈剂和清香剂混合，搅拌后得到汽油积碳清洁剂，所述缓冲试剂为碳酸钠和碳酸氢钠。
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