CN113249155A - 一种燃油用清洁分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及发动机清洗保养的技术领域，更具体地说，它涉及一种燃油用清洁分散剂及其制备方法。本申请的燃油用清洁分散剂主要由如下重量份数的原料制成：载体油30‑40份、清净剂10‑20份、抗磨剂2‑7份、乳化剂3‑8份、表面活性剂4‑10份、消泡剂5‑8份；所述载体油为大豆油；所述清净剂为聚醚胺；所述抗磨剂为硫化烯烃棉籽油；所述乳化剂为硬脂酸甘油酯；所述消泡剂为甲基苯基硅油。本申请具有减少车辆发动机积碳的堆积量的效果。
Description
技术领域
本申请涉及发动机清洗保养的领域，更具体地说，它涉及一种燃油用清洁分散剂及其制备方法。
背景技术
发动机在工作中，需要将燃油吸入气缸内并压缩成可燃气体，最后由火花塞点火将其引爆，活塞被爆炸力推动，引擎因而产生动力，而在这个过程中，少部分的燃油会附着在进气门上，这些燃油遇上引擎的高温，会使的燃油中的一些碳氢化合物、石蜡和胶质被烧成胶碳物，同时燃油中也会有一些碳氢化合物因为燃烧不完全而依附于胶碳物上，这些胶碳物累积形成积碳，这些积碳会使得进气门无法紧闭，导致引擎无法运作。
申请公布号为CN110157505A的中国发明专利公开了一种高清洁燃油积碳清净剂及其制备方法，包括下述重量份的原料：载体油35-45份、分散剂15-25份、清净剂2-6份、抗氧剂2-6份、抗磨剂2-6份、碳酸二甲酯2-6份、稀释剂10-20份和助溶稳定剂2-8份。
上述相关技术中，发明人认为制备的高清洁燃油积碳清净剂对车辆发动机积碳的堆积量的减少效果还有待提高。
发明内容
为了减少车辆发动机积碳的堆积量，本申请提供一种高清洁燃油积碳清净剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种燃油用清洁分散剂，采用如下的技术方案：
一种燃油用清洁分散剂，所述燃油用清洁分散剂主要由如下重量份数的原料制成：载体油30-40份、清净剂10-20份、抗磨剂2-7份、乳化剂3-8份、表面活性剂4-10份、消泡剂5-8份；所述载体油为大豆油；所述清净剂为聚醚胺；所述抗磨剂为硫化烯烃棉籽油；所述乳化剂为硬脂酸甘油酯；所述消泡剂为甲基苯基硅油。
通过采用上述技术方案，将清净剂、抗磨剂、乳化剂、表面活性剂和消泡剂这些原料添加进载体油中，通过混合搅拌均匀制成清洁分散剂，然后将制成的清洁分散剂添加进燃油中，在燃油在使用过程中对积碳的形成进行抑制；其中聚醚胺制成的清净剂可以有效抑制燃油系统内部胶碳物的生成；当金属表面承受很高的负荷时，金属表面直接接触易对金属造成磨损，抗磨剂的添加可以在金属表面形成油膜，起润滑作用，防止金属表面被擦伤，甚至熔焊；乳化剂的添加用于对积碳中的油泥进行乳化，进而减少油泥的堆积，对积碳进行清除；表面活性剂的添加用于形成胶束，胶束将一部分积碳包裹起来并分散在溶液中，对积碳起到增溶的效果；消泡剂加入油品中后，以高度分散的胶体微粒形态吸附在泡沫的膜上，并随着油品分子的运动逐渐浸入油泡沫膜内并成为油泡沫膜的一部分，继而在膜面上扩张，使膜变得越来越薄，直到膜破裂，从而达到消泡的目的。通过各种原料的协同作用，减少汽车发动机在使用过程中的积碳量。
优选的，所述燃油用清洁分散剂主要由如下重量份数的原料制成：载体油35-40份、清净剂15-20份、抗磨剂3-5份、乳化剂4-7份、表面活性剂6-8份、消泡剂6-7份；所述载体油为大豆油；所述清净剂为聚醚胺；所述抗磨剂为硫化烯烃棉籽油；所述乳化剂为硬脂酸甘油酯；所述消泡剂为甲基苯基硅油。
通过采用上述技术方案，对各原料的比例进行优选，使不同原料之间合理搭配，进一步提高清洁分散剂对积碳堆积量的清除效果。
优选的，所述原料还包括2-6重量份的助燃剂，助燃剂由高锰酸钾、硝酸钾中的至少一种与氯酸钾混合组成。
通过采用上述技术方案，助燃剂的添加用于促进燃油的燃烧，使得燃油燃烧的更加充分，从而减少因燃油中碳氢化合物的燃烧不完全而造成的积碳。
优选的，所述助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按质量比为1:1:1配制而成。
通过采用上述技术方案，高锰酸钾、硝酸钾和氯酸钾可以在高温下分解释放出氧气，氧气作为助燃物可以促进燃油的燃烧，其中高锰酸钾释放出氧气后还分解产生二氧化锰，二氧化锰可以作为氯酸钾高温分解氧气反应的催化剂，进一步加快氯酸钾分解释放氧气的速率，使得燃油燃烧的更加充分，减少因燃油燃烧不完全造成的积碳。
优选的，所述表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2-3配制而成。
通过采用上述技术方案，木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠均具有很强的表面活性，木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠共同形成胶束，胶束进入积碳的孔隙，破坏其结构，并对这些积碳微粒进行分割包围，逐渐把这些积碳微粒从金属表面溶解下来，与燃油一起高温燃烧后通过尾气排出；同时胶束也可将一部分的积碳包裹并分散在溶液中，对积碳起到增溶的效果。
优选的，所述原料还包括3-5重量份的氧化催化剂。
通过采用上述技术方案，氧化催化剂的添加可以促进燃油中的碳氢化合物与氧气的反应速率，使得碳氢化合物与氧气充分反应。
优选的，所述氧化催化剂为LaCoO3钙钛矿复合物。
通过采用上述技术方案，LaCoO3钙钛矿复合物添加进清洁分散剂中，可以促进燃油中的碳氢化合物与氧气的反应，加快燃油的燃烧速率。
第二方面，本申请提供一种燃油用清洁分散剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述燃油用清洁分散剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将清净剂、抗磨剂与载体油混合均匀制成预混液；
(2)将乳化剂、消泡剂和表面活性剂加入步骤(1)中制备的预混液中混合均匀。
通过采用上述技术方案，通过将清净剂、抗磨剂共同加入载体油中制成预混液，清净剂、抗磨剂使得在发动机的运行过程中，减少发动机内部的磨损的同时也对燃油在燃烧过程生成的胶碳物进行抑制；之后在预混液中添加乳化剂和表面活性剂，对已经形成的积碳中的油泥进行乳化分解，表面活性剂可形成胶束并对积碳进行包裹，使得积碳分散在燃油中；同时消泡剂的添加，用于对积碳的在清洁过程中产生的泡沫进行消除，起到消泡的作用。
优选的，所述步骤(1)中混合均匀是以50-100r/min的速率进行搅拌。
通过采用上述技术方案，采用50-100r/min的速率进行搅拌时，使得预混液混合的更加均匀。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
由于汽车的发动机在使用过程中会积累大量的积碳，本申请采用载体油、清净剂、抗磨剂、乳化剂、表面活性剂和消泡剂，通过将其混合得到清洁分散剂，将混合得到的清洁分散剂加入燃油中，一方面减少积碳的堆积量，另一方面对已经形成的积碳进行乳化溶解，并通过消泡剂减少在乳化清洁过程中形成的泡沫，从而实现对汽车发动机积碳的清洁作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
下面实施例中，所用载体油为大豆油，优选的，大豆油为济南龙泽化工有限公司生产的为三级大豆油；所用清净剂为聚醚胺，优选的，聚醚胺为山东登诺化工有限公司生产的PEA1000聚醚胺。
所用抗磨剂为硫化烯烃棉籽油，优选的，硫化烯烃棉籽油为洪泽中鹏石油添加剂有限公司生产的T405硫化烯烃棉籽油；所用乳化剂为硬脂酸甘油酯，硬脂酸甘油酯为广州市博榈化工有限公司生产；所用消泡剂为甲基苯基硅油，甲基苯基硅油为深圳市中晟有机硅科技有限公司生产。
所用助燃剂包括高锰酸钾、氯酸钾与硝酸钾，优选的，氯酸钾为西陇科学有限公司生产；硝酸钾为广州新港化工有限公司生产；优选的，高锰酸钾为四川奥瑞特化学试剂有限公司生产。
所述表面活性剂包括木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠，木质素磺酸钠为山东天峰化工科技有限公司生产；重烷基苯磺酸钠为济南御鑫化工有限公司生产。
所述氧化催化剂为LaCoO3钙钛矿复合氧化物，优选的，LaCoO3钙钛矿复合氧化物是将La(NO3)3·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和柠檬酸分别溶于一定量的三次蒸馏去离子水中，然后混合均匀，保持溶液PH值为1左右。搅拌至蒸干，在马弗炉中800℃下焙烧6h，得到LaCoO3钙钛矿复合氧化物。
将清净剂、抗磨剂加入载体油后，以50-80r/min的转速搅拌15-30min；加入乳化剂、消泡剂和表面活性剂之后，以70-90r/min的转速搅拌20-30min。
实施例1
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油35kg、清净剂15kg、抗磨剂3kg、乳化剂4kg、表面活性剂6kg、消泡剂6kg；表面活性剂由木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将35kg载体油放置在装有搅拌桨的搅拌桶中，将15kg清净剂、3kg抗磨剂加入载体油中，搅拌桨的搅拌速率设置为50r/min，搅拌15min，混合均匀，制成预混液；
(2)将4kg乳化剂、6kg消泡剂和6kg表面活性剂依次加入步骤(1)中制备的预混液中，以70r/min的转速搅拌20min，混合均匀，即得。
实施例2
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油40kg、清净剂20kg、抗磨剂5kg、乳化剂7kg、表面活性剂8kg、消泡剂7kg；表面活性剂由木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；
(1)将40kg载体油放置在装有搅拌桨的搅拌桶中，将20kg清净剂、5kg抗磨剂加入载体油中，搅拌桨的搅拌速率设置为60r/min，搅拌25min，混合均匀，制成预混液；
(2)将7kg乳化剂、7kg消泡剂和8kg表面活性剂依次加入步骤(1)中制备的预混液中，以80r/min的转速搅拌20min，混合均匀，即得。
实施例3
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；
(1)将38kg载体油放置在装有搅拌桨的搅拌桶中，将18kg清净剂、4kg抗磨剂加入载体油中，搅拌桨的搅拌速率设置为65r/min，搅拌20min，混合均匀，制成预混液；
(2)将5kg乳化剂、6.5kg消泡剂和7kg表面活性剂依次加入步骤(1)中制备的预混液中，以80r/min的转速搅拌25min，混合均匀，即得。
实施例4
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:3配制而成；
(1)将38kg载体油放置在装有搅拌桨的搅拌桶中，将18kg清净剂、4kg抗磨剂共同加入载体油中，搅拌桨的搅拌速率设置为65r/min，搅拌20min，混合均匀，制成预混液；
(2)将5kg乳化剂、6.5kg消泡剂和7kg表面活性剂依次加入步骤(1)中制备的预混液中，以80r/min的转速搅拌30min，混合均匀，即得。
实施例5
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg；助燃剂2kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；助燃剂为高锰酸钾与氯酸钾按照质量比1:1配制而成。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(2)添加完表面活性剂后又添加了2kg助燃剂。
实施例6
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg；助燃剂2kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按照质量比1:1:1配制而成。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(2)添加完表面活性剂后又添加了2kg助燃剂。
实施例7
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg、助燃剂6kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按照质量比1:1:1配制而成。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(2)添加完表面活性剂后又添加了6kg助燃剂。
实施例8
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油38kg、清净剂18kg、抗磨剂4kg、乳化剂5kg、表面活性剂7kg、消泡剂6.5kg、助燃剂6kg；表面活性剂由木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按照质量比1:1:1配制而成；氧化催化剂3kg；氧化催化剂由包括如下步骤的方法制得：称取质量均为2kg的La(NO3)3·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和柠檬酸，将它们分别溶于质量为20kg的三次蒸馏去离子水中，然后混合均匀，保持溶液PH值为1左右。搅拌至蒸干，在马弗炉中800℃下焙烧6h，得到LaCoO3钙钛矿复合氧化物。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法与实施例7的不同之处在于步骤(2)添加完助燃剂后又添加了3kg的氧化催化剂。
实施例9
本实施例的燃油用清洁分散剂，由如下重量的原料制成：载体油40kg、清净剂20kg、抗磨剂5kg、乳化剂7kg、表面活性剂8kg、消泡剂7kg、助燃剂6kg、氧化催化剂5kg；表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比1:2配制而成；助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按照质量比1:1:1配制而成；氧化催化剂的制备方法与实施例8相同。
本实施例的燃油用清洁分散剂的制备方法与实施例6的不同之处在于步骤(2)添加完助燃剂后又添加了5kg的氧化催化剂。
对比例1
本对比例1和实施例5的不同之处在于，原料中的助燃剂为硝酸钾，即步骤(2)添加的助燃剂为硝酸钾。
对比例2
本对比例2和实施例5的不同之处在于，原料中的助燃剂为硝酸钾与氯酸钾按质量比为1:1配制而成。
性能检测试验
对照试验：
测试车辆：帕萨特280TSIDSG尊荣版实验组：通过在测试车辆的汽油缸里注入10L添加含有实施例中所制备的清洁分散剂的市售95#汽油，清洁分散剂添加计量为300ppm，在汽油缸内的燃油用完后，测量进气阀的积碳厚度。
对照组：通过在测试车辆的汽油缸里注入10L添加不含有清洁分散剂的市售95#汽油，在汽油缸内的燃油用完后，测量汽油缸内进气阀的积碳厚度。
本试验实验组与空白对照组均采用全新且相同的测试车辆进行测试。
以上测试反复三次，记录汽油缸内进气阀的积碳厚度的数值：
表1：实施例1-9、对比例1-2与空白对照组对汽油缸内直喷发动机燃烧室的进气阀清洁测试
通过对比实施例1-9、对比例1-2和空白对照组在表1中的数据可以看出，通过添加实施例中所制备的清洁分散剂的汽油在使用过程中，可明显减少汽油缸内直喷发动机燃烧室的进气阀的积碳厚度。
通过对比实施例5-7、对比例1-2和空白对照组在表1中的数据可以看出，通过添加高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按照质量比1:1:1配制而成的助燃剂，可以加快汽油缸内汽油的燃烧的充分性，减少因燃油的燃烧不充分造成的积碳，从而减少积碳的厚度；
通过对比实施例8-9、对比例1-2和空白对照组在表1中的数据可以看出，通过添加氧化催化剂，使得助燃剂在汽油使用过程产生的高温中分解产生氧气后，氧化催化剂加快燃油中燃烧不完全的碳氢化合物与氧气发生反应的速率，减少燃油中燃烧不完全的碳氢化合物的含量，进一步减少进气阀的积碳厚度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述燃油用清洁分散剂主要由如下重量份数的原料制成：载体油30-40份、清净剂10-20份、抗磨剂2-7份、乳化剂3-8份、表面活性剂4-10份、消泡剂5-8份；所述载体油为大豆油；所述清净剂为聚醚胺；所述抗磨剂为硫化烯烃棉籽油；所述乳化剂为硬脂酸甘油酯；所述消泡剂为甲基苯基硅油。
2.根据权利要求1所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述燃油用清洁分散剂主要由如下重量份数的原料制成：载体油35-40份、清净剂15-20份、抗磨剂3-5份、乳化剂4-7份、表面活性剂6-8份、消泡剂6-7份；所述载体油为大豆油；所述清净剂为聚醚胺；所述抗磨剂为硫化烯烃棉籽油；所述乳化剂为硬脂酸甘油酯；所述消泡剂为甲基苯基硅油。
3.根据权利要求1所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述原料还包括2-6重量份的助燃剂，助燃剂由高锰酸钾、硝酸钾中的至少一种与氯酸钾混合组成。
4.根据权利要求3所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述助燃剂为高锰酸钾、硝酸钾与氯酸钾按质量比为1:1:1配制而成。
5.根据权利要求1所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述表面活性剂为木质素磺酸钠与重烷基苯磺酸钠按照质量比为1:2-3配制而成。
6.根据权利要求1所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述原料还包括3-5重量份的氧化催化剂。
7.根据权利要求6所述的一种燃油用清洁分散剂，其特征在于：所述氧化催化剂为LaCoO3钙钛矿复合物。
8.一种如权利要求1或2所述的燃油用清洁分散剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将清净剂、抗磨剂与载体油混合均匀制成预混液；
（2）将乳化剂、消泡剂和表面活性剂加入步骤（1）中制备的预混液中混合均匀。
9.根据权利要求8所述的一种燃油用清洁分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混合均匀是以50-100r/min的速率进行搅拌。
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