CN112410131A - 发动机进气阀沉积物清洗组合物及其制备方法，以及清洗发动机进气阀沉积物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机进气阀沉积物清洗组合物，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：(a)40‑70重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；(b)10‑20重量％的油胺；和(c)20‑45重量％的烷基醇。本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物具有良好的进气阀沉积物清洗能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机进气阀沉积物清洗组合物，一种制备发动机进气阀沉积物清洗组合物的方法，和一种清洗发动机进气阀沉积物的方法。
背景技术
由于碳氢燃料的氧化和聚合，汽车发动机容易在进气阀表面形成沉积物。这些沉淀物，即使含量相对较小，也可能会显著增加汽车的油耗和废气污染物的产生。
现有技术中已有一些可用于清除汽车发动机进气阀沉积物的清洗剂。例如，US5006130披露了一种用于减少电子端口燃油喷射发动机中进气阀沉积物的燃料添加剂，所述添加剂包括(a)约2.5％(ppmw)或更高的碱性氮的混合物，基于燃料成分，以油溶性脂肪族亚烷基多胺的形式存在，所述多胺具有约600至约10000的分子量，以及(b)基于某些油溶性烯烃聚合物、聚(氧代亚烷基)醇、乙二醇或多元醇或其单或二醚、非芳烃油或聚α-烯烃的燃料组成，从约75ppmw至约125ppmw。
又如，US5873917公开了一种燃油添加剂组合物，包括(i)聚醚醇，其中，R是氢或由1至约30个碳原子构成的烃基；R1是氢或由1至5个碳原子组成的烃基或其混合物，R1中的氢不超过10摩尔％，并且所述聚醚醇可溶于汽油；x是约4到约40的数字；(ii)具有1-3个烃基的烃基苯酚，其总重量平均分子量约为250至约6000；以及(iii)任选地包括含氮分散剂的第三组分；其中，聚醚醇与烃基苯酚的重量比约为3:1至约1:20。
发明内容
本发明旨在提供一种具有良好的发动机进气阀沉积物清洗能力的发动机进气阀沉积物清洗组合物。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种发动机进气阀沉积物清洗组合物，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：(a)40-70重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；(b)10-20重量％的油胺；和(c)20-45重量％的烷基醇。
根据本发明的某些优选实施方式，所述壬基酚聚醚胺的结构式为：
其中，所述x为7-12的整数。
根据本发明的某些优选实施方式，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的含量为50-65重量％。
根据本发明的某些优选实施方式，所述油胺的含量为12-17重量％。
根据本发明的某些优选实施方式，所述烷基醇选自下列组中的一种或多种：甲醇、乙醇和异丙醇。
根据本发明的某些优选实施方式，所述烷基醇的含量为20-45重量％。
根据本发明的某些优选实施方式，所述发动机进气阀沉积物清洗组合物，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：(a)50-60重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；(b)12-17重量％的油胺；和(c)20-45重量％的烷基醇。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种制备发动机进气阀沉积物清洗组合物的方法，包括步骤：将本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分混合，以得到发动机进气阀沉积物清洗组合物。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种清洗发动机进气阀沉积物的方法，包括步骤：使本发明的上述发动机进气阀沉积物清洗组合物与发动机进气阀中的沉积物接触，以除去发动机进气阀中的沉积物。
根据本发明的某些优选实施方式，发动机是汽车内燃机。
本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物具有良好的进气阀沉积物清洗能力。
具体实施方式
下面对本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物、其制备方法和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。
发动机进气阀沉积物清洗组合物
本发明提供一种发动机进气阀沉积物清洗组合物，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：(a)40-70重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；(b)10-20重量％的油胺；和(c)20-40重量％的烷基醇。
在本发明中，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺可以有效地清洗进气阀沉积物并使其分散；也就是说，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺可以有效地清洗进气阀沉积物，将剥离清洗下来的积碳分散到汽油中，从而使其随着汽油流动被带走进入燃烧室烧掉。
根据本发明的一个实施方案，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的结构式为：
其中，所述x为7-12的整数。
根据本发明的一个实施方案，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的含量为40-70重量％，优选50-65重量％。
根据本发明的一个实施方案，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺可以选用购自亨斯曼公司(Hunstamn公司)的PEA-B。
在本发明中，所述油胺(oleylamine)中包含的胺基具有极性和表面活性，可以促使包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺对进气阀沉积物进行更有效地分散。
根据本发明的一个实施方案，所述油胺的分子式为C18H37N。
根据本发明的一个实施方案，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，所述油胺的含量为10-20重量％，优选12-17重量％。
根据本发明的一个实施方案，所述油胺可以选用购自阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel)的ARMEEN。
在本发明中，所述烷基醇可以对油胺进行溶解，防止油胺因析出而失去作用。
根据本发明的一个实施方案，所述烷基醇可以包括下列组中的一种或多种：甲醇、乙醇和异丙醇。
根据本发明的一个实施方案，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，所述烷基醇的含量为20-40重量％，优选20-33重量％。
根据本发明的一个实施方案，所述烷基醇可以选用购自中国国药集团试剂有限公司的甲醇、乙醇和异丙醇。
制备发动机进气阀沉积物清洗组合物的方法
本发明提供一种制备发动机进气阀沉积物清洗组合物的方法，包括步骤：将本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分混合，以得到发动机进气阀沉积物清洗组合物。
所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分详见本说明书的“发动机进气阀沉 积物清洗组合物”部分。
清洗发动机进气阀沉积物的方法
本发明提供一种清洗发动机进气阀沉积物的方法，包括步骤：使本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物与发动机进气阀中的沉积物接触，以除去发动机进气阀中的沉积物。
所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分详见本说明书的“发动机进气阀沉 积物清洗组合物”部分。
根据本发明的某些优选实施方式，所述发动机为汽车发动机，优选汽车内燃机。
根据本发明的某些优选实施方式，所述方法可以包括以下步骤：在汽车怠速状态下，使用吊瓶或者适合的加压工具将本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物通过真空管在一定流速下打入汽车进气系统，进行20至40分钟的清洁，从而实现对进气阀的清洗效果。
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。
表1：原料表
测试方法
本发明采用“发动机进气阀沉积物清洗模拟试验”测试本发明的实施例和对比例所提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物的清洗发动机进气阀沉积物的能力。
发动机进气阀沉积物清洗模拟试验
该试验根据中国国家标准GB19592-2004进行。
测试仪器、材料和试剂：
试板：铝材质，尺寸为长80mm、宽60mm，购自兰州维科石化仪器有限公司；
烘箱：普通干燥烘箱，购自南京旭东机械设备有限公司；
干燥器：常规干燥器，购自国药集团有限公司。
L-2进气系统沉积物模拟试验机：购自兰州维科石化仪器有限公司；
容量瓶：购自国药集团有限公司；
沉淀促进剂：其成分为环戊二烯，购自兰州维科石化仪器有限公司；
试验瓶：其材质为玻璃，尺寸为300，购自国药集团有限公司。
1)试板的准备
1.1将试板在酒精中浸泡60分钟，确保表面清洁；
1.2将试板放入100℃的烘箱中15分钟；
1.3将试板从烘箱中取出，放入干燥器中；
1.4待试板温度冷却至室温后，记录其温度(记为一次温度数据)，并且，记录试板的准确重量(记为一次重量数据)；
1.5若连续两次操作所测得的温度数据的差异小于0.2℃，并且，重量数据的差异小于0.2mg，则记录这两次操作的重量数据的平均值；
1.6将试板放入干燥器中。
2)测试仪器的准备
2.1向L-2进气系统沉积物模拟试验机的试验瓶内加入20ml酒精以清洗该试验瓶，然后放上溶剂收集箱；
2.2打开试验机的机器面板上的空气截止阀和燃油截止阀，并打开燃油流量计调节器；
2.3将试验瓶内的酒精通过模拟注射器喷到溶剂收集箱中(此步骤用于清洁模拟进气系统)；
2.4关闭空气截止阀和燃油截止阀；
2.5用20ml庚烷将步骤2.1至步骤2.4重复一次。
3)测试液体的制备
3.1将300ml的92号汽油置于1号容量瓶中；
3.2将300ml的试验液置于2号容量瓶中，其中，该试验液为92号汽油和试验样品的混合物，该试验液中试验样品的含量为根据实验设定添加。
4)进气阀沉积物模拟试验
4.1将1号容量瓶中的汽油放入试验瓶中，并加入600μg沉淀促进剂；
4.2打开试验罩，将试板放入试验机内；
4.3打开电源，开始加热，使温度维持在170℃左右；
4.4打开空气截止阀，调节气压至80kPa±0.5kPa，并保持流量稳定(4ml/min±1ml/min)；
4.5打开燃油截止阀，调整燃油压力至7.5kPa±0.5kPa，保持流量稳定(4ml/min±1ml/min)；
4.6喷射燃油70分钟；
4.7取出试板，将其浸入盛有庚烷的烧杯中6分钟；
4.8取出试板，将其浸入盛有石油醚的烧杯中10分钟；
4.9将试板放入100℃烘箱中15分钟；
4.10将试板从烘箱中取出，用干燥器干燥；
4.11待试板冷却至室温后，记录其温度。若步骤1.4和4.11温度数据差小于0.2℃，则确认步骤4.11的温度数据为试验温度并记录，并且，记录试板的准确重量。若连续两次操作测得的重量数据的差异小于0.2mg，则记录这两次操作的重量数据的平均值；
4.12进气阀模拟沉积物重量的计算公式如下：
M＝M1-M0，
其中，
M–进气阀模拟沉积物的重量，单位为mg，
M1–喷汽油后试板的重量，单位为mg；
M0–喷汽油前试板的重量，单位为mg。
5)进气阀沉积物清洗试验
5.1将2号汽油容量瓶中的试验液放入试验瓶中，并加入600μg沉淀促进剂；
5.2打开试验罩，并将步骤4.11中处理过的试板放入试验机中；
5.3打开电源，开始加热，使温度维持在170℃左右；
5.4打开空气截止阀，调节气压至80kPa±0.5kPa，并保持流量稳定(4mL/min±1mL/min)；
5.5打开燃油截止阀，调整燃油压力至7.5kPa±0.5kPa，保持流量稳定(4ml/min±1ml/min)；
5.6喷射燃油70分钟；
5.7取出试板，将其浸入盛有庚烷的烧杯中6分钟；
5.8取出试板，将其浸入盛有石油醚的烧杯中10分钟；
5.9将试板放入100℃烘箱中15分钟；
5.10将试板从烘箱中取出，用干燥器干燥；
5.11待试板冷却至室温后，记录其温度。若步骤1.4和5.11的温度数据差小于0.2℃，则确认步骤5.11的温度数据为试验温度并记录，并且，记录试板的准确重量。若连续两次操作测得的重量数据的差异小于0.2mg，则记录这两次操作的重量数据的平均值；
5.12进气阀沉积物清除率的计算公式如下：
δ(％)＝[(m–m2)/m]×100％
其中，
δ–进气阀沉积物的清除率，单位为％，
m–进气阀沉积物的重量，单位为mg；
m2–清洗后试板的重量，单位为mg。
5.13清洁性能评估。
当δ小于40％时，试验液对进气阀沉积物的清洗能力为“不合格”；
当δ大于或等于40％且小于60％时，试验液对进气阀沉积物的清洗能力为“较差”；
当δ大于或等于60％且小于80％时，试验液对进气阀沉积物的清洗能力为“一般”；
当δ大于或等于80％且小于90％时，试验液对进气阀沉积物的清洗能力为“良好”；
当大于90％时，试验液对进气阀沉积物的清洗能力为“优秀”。
实施例
实施例E1-E7
在常温(25℃±5℃)常压(1个大气压)的条件下，按表2中所示的组分和重量比(重量％)将本发明实施例所提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分在玻璃烧杯混合，得到发动机进气阀沉积物清洗组合物E1-E7。对E1-E7分别进行“发动机进气阀沉积物清洗模拟试验”，测试结果分别列于表2。
表2
对比例C1-C5
在常温(25℃±5℃)常压(1个大气压)的条件下，按表3中所示的组分和重量比(重量％)进行本发明对比例所提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分在玻璃烧杯混合，得到发动机进气阀沉积物清洗组合物C1-C5。对发动机进气阀沉积物清洗组合物C1-C5分别进行“发动机进气阀沉积物清洗模拟试验”，测试结果分别列于表3。
表3
从E1-E7可以看出，本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物具有良好的进气阀沉积物清洗能力。
从E3-E7可以看出，当本发明提供的发动机进气阀沉积物清洗组合物，以发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：(a)50-65重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺，(b)12-17重量％的油胺，和(c)20-45重量％的烷基醇，该发动机进气阀沉积物清洗组合物具有优秀的沉积物清洗能力。
从C1可以看出，若将一种含C3H6O结构的壬基酚聚醚胺作为发动机进气阀沉积物清洗组合物，其清洗发动机进气阀沉积物的能力不足。
从C2可以看出，若将一种聚醚胺和聚异丁烯胺的混合物作为发动机进气阀沉积物清洗组合物，其清洗发动机进气阀沉积物的能力不足。
从C3可以看出，若将另一种聚醚胺和聚异丁烯胺的混合物作为发动机进气阀沉积物清洗组合物，其清洗发动机进气阀沉积物的能力不足。
从C4可以看出，若发动机进气阀沉积物清洗组合物中，包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的含量过低，其发动机进气阀沉积物清洗能力一般。
从C5可以看出，若发动机进气阀沉积物清洗组合物中，包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的含量过高，其发动机进气阀沉积物清洗能力也一般。
综上所述，本发明提供发动机进气阀沉积物清洗组合物具有良好的进气阀沉积物清洗能力。
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 (10)
1.一种发动机进气阀沉积物清洗组合物，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：
(a)40-70重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；
(b)10-20重量％的油胺；和
(c)20-40重量％的烷基醇。
2.根据权利要求1所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的结构式为：
其中，所述x为7-12的整数。
3.根据权利要求1或2所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，所述包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺的含量为50-65重量％。
4.根据权利要求1所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，所述油胺的含量为12-17重量％。
5.根据权利要求1所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，所述烷基醇选自下列组中的一种或多种：甲醇、乙醇和异丙醇。
6.根据权利要求1或5所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，所述烷基醇的含量为20-33重量％。
7.根据权利要求1所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物，其中，以所述发动机进气阀沉积物清洗组合物的总重按100重量％计，包括：
(a)50-65重量％的包括C4H8O结构的壬基酚聚醚胺；
(b)12-17重量％的油胺；和
(c)20-33重量％的烷基醇。
8.一种制备发动机进气阀沉积物清洗组合物的方法，包括步骤：将权利要求1-7中任一项所述的发动机进气阀沉积物清洗组合物的各组分混合，以得到发动机积碳清洗组合物。
9.一种清洗发动机进气阀沉积物的方法，包括步骤：使权利要求1-7中任一项所述的发动机积碳清洗组合物与发动机进气阀中的积碳接触，以除去发动机进气阀中的积碳。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述发动机是汽车内燃机。
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