CN108048143A

CN108048143A - 一种纳米燃油节能洁净剂

Info

Publication number: CN108048143A
Application number: CN201711127511.XA
Authority: CN
Inventors: 徐叶
Original assignee: Mianyang Shuang Gan Technology Co Ltd
Current assignee: Mianyang Shuang Gan Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2018-05-18

Abstract

一种纳米燃油节能洁净剂。一种燃油节能洁净剂及其制备方法，该燃油节能洁净剂含有如下组分:聚醚胺，聚异丁烯胺，聚异丁烯丁二酞亚胺，脂肪胺聚氧乙烯醚，矿物油，聚醚，和高锰酸钾水溶液。其中水相的颗粒是采用微胶束增溶技术增溶在油相的微胶束中。在燃油中使用该洁净剂，不但可以有效地清洁油路，减少进气系统的沉积物生成的效果，而且可降低燃油燃烧后的污染排放(一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等)和节省油耗的综合效果。

Description

一种纳米燃油节能洁净剂

技术领域

本发明涉及一种燃油节能洁净剂及其制备方法，具体地说，涉及一种含有清净作用的组份、载体油组份、稳定添加剂组份和高锰酸钾水溶液的燃油节能洁净剂及其制备方法。

背景技术

汽车运行过程中，汽碟油中的不饱和组份(如烯烃等)在一定温度下易氧化、聚合生成弱酸性油垢和积碳，在化油器、电喷嘴、进气阀和燃烧室内大量累积，导致发动机进气系统和汽缸内形成的大量沉积物，严重影响燃料的正常喷射、雾化、混合、燃烧，使汽车不能正常运行；与此同时，尾气中碳氢化合物(HC)、CO、NOx有害物的排放急剧增加，对大气环境构成严重的污染。电控喷射(PFI)技术迅速发展，发动机结构得到优化，喷油嘴精密度提高，而积炭问题日渐突出。有数据表明，当喷嘴堵塞率超过10％时，发动机驱动性能明显变差，功率和燃油经济性降低，同时导致排放恶化。严重时汽车无法启动。一辆配有电控喷射系统的新车运行77O0km就会出现动力问题，其原因则来自电控喷射系统的结焦。目前，解决上述这些问题的有效措施是在燃油中添加具有清净保洁功能的清净分散剂。

迄今为止，在汽油清净剂方面己有适应不同发动机类型的4代产品问世。第一代产品为早期使用的解决化油器积炭的清净剂。第二代产品为国外80年代中期推出的适应发动机燃料电子喷射系统，防止喷嘴堵塞的清净剂；第三代产品是保持进气阀清净的清净剂；第四代产品是尽量减少燃烧室产生沉积物的清净剂，同时要求其对喷嘴、进气阀及燃烧室均有清净作用。燃油清净剂产品大多包含以下几种基本组份分:清净分散剂、抗氧防胶剂、金属钝化剂、破乳剂和腐蚀抑制剂等。(引自发动机燃油清净剂的研究进展，王刚，冯家评，袁大辉，当代石油石化[J]，2003，11，(l)P:22-25)。目前的燃油清净剂产品，都只是关注其对油路系统和进气系统、汽缸的清净效果。这从目前汽油清净剂的国家标准GB/T19203中可以反映出，在国家标准中对降低污染排放和节省燃油没有特别的要求。

由上可知清净剂的加入，只是起到恢复或保持发动机设计的理想工况的作用，如果对发动机污染排放和能量进行深入了解，在汽油发动机中，汽缸壁的冷激和缝隙效应是造成燃料燃烧不尽和尾气中碳氢化合物残留的主要原因。在柴油发动机中，喷油嘴残油后滴错过主燃烧期也是造成燃料燃烧不尽和尾气中碳氢化合物残留的主要原因。所以如果要想在降污和节能有大的突破，这两个原因是应首先考虑并得到合理解决的。

燃油掺水乳化技术起源于二战时期，盟军的战斗机在燃料中掺进了一部份水，增加了航程。1962年原苏联科学家依瓦诺夫在试验室里观察到了乳化油滴的“微爆”现象，奠定了乳化柴油的“微爆”理论基础。七十年代后期，环境与发展矛盾日渐明显，石油危机开始出现，具备节能降污双重机能的燃料油掺水技术获得重视，美国、前苏联、日本等都将该技术列为国家级重点项目进行开发研究，并取得积极的应用成果，1981年7月召开的国际燃烧协会第一届年会上，燃料油乳化掺水燃烧被列为三大节能措施之一。

虽然大量的实验和数据都表明乳化油有降低污染排放、节能等优点，(见何学良，詹永厚，李疏松编著的《内燃机燃料》中国石化出版社出版P:490～526)但由于形成乳化油的过程避免不了要加入大量的水(一般要添加总量10％-30％的水)。而水蒸汽的最后排出要带走大量的热量，造成燃料总的热值降低，影响动力效果以及导致机械锈蚀。特别是较难解决乳化油在使用过程中的破乳分层问题。由于乳液分散体系是一个热力学不稳定体系，总会涉及到破乳的问题。这些原因都是乳化油的不足之处，因而限制了乳化油的推广使用。在清净剂中采用胶束增溶水相技术，可以将、内燃机掺水燃烧，降污节油优势得到很好利用同时也可以解决以上乳化油的不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种燃油节能洁净剂。

本发明的另一个目的是提供了一种燃油节能洁净剂的制备方法。

本发明的燃油节能洁净剂含有如下组分:

聚醚胺0-45％(体积)，

聚异丁烯胺10-40％(体积)，

聚异丁烯丁二酰亚胺5-20％(体积)，

脂肪胺聚氧乙烯醚5-15％(体积)，

矿物油O-40％(体积)，

聚醚0-40％(体积)，

高锰酸钾水溶液1-15％(体积)。

其中聚醚胺与聚醚不能同时为零。

本发明的燃油节能洁净剂由油相和水相组成，以油相和水相的总质量为100％为标准，其中油相的百分含量是85％-99％，水相的百分含量是l％-15％；其中高锰酸钾水溶液构成水相，并且水相粒径是1-100纳米，其他组分构成油相。可采用微胶束增溶技术使得水相可以在油相中均匀稳定的存在，即水相的颗粒是采用微胶束增溶技术增溶在油相的微胶束中，并且可使水相的粒径达到所需的尺寸。微胶束增溶技术是一种表面活性剂领域公知技术，是指原本在溶剂中溶解度不高的物质，由于表面活性剂存在的加入，使其溶解度得到显著提高的现象。(也可参见《表面活性剂作用原理》赵国玺朱步瑶著589-602页中国轻工业出版社2003年出版)。

在清净分散剂中加入通过胶束增溶技术分散的水相组份，由于水相中易于携带有助燃烧过程的燃烧催化剂一高锰酸钾，以及水颗粒自身在进入燃烧系统后，通过在燃烧过程的物理和化学作用下使进入内燃机燃烧室燃油得到纳米尺度细化的混合燃烧，同时克服汽油发动机汽缸内的冷激和缝隙效应—汽油发动机排放的碳氢化合物大部分由于此效应产生和柴油发动机内的喷嘴后滴残油，也都能得到充分汽化燃烧，因而使燃油添加剂降低尾气污染排放和节油效果得到极大的提高。加上同时掺入发动机润滑油配套使用，可使本节能洁净剂具有清净油路，改善润滑以及降污节油的综合效果。

本发明节能洁净剂中的聚醚胺，聚异丁烯胺，聚异丁烯丁二酞亚胺是清净作用的组分。矿物油或聚醚是载体油组分，在洁净剂中可以不加载体油组分，也可以加矿物油、聚醚的组合。脂肪胺聚氧乙烯醚是稳定添加剂组分。

上述清净作用的组分和稳定添加剂组分都属于表面活性剂。由于表面活性剂具有增溶效果，通过选用合适的油溶性表面活性剂组合，而且该表面活性剂可以同时具有低温和高温清净功能，例如表面活性剂可以选自油溶性胺类表面活性剂，优选聚醚胺。微胶束增溶技术是一种热力学稳定体系。这里的微胶束增溶技术就是油溶性表面活性剂溶解于油中达到一定临界点后形成胶束，由于胶束内部有亲水基团，对水有较大亲合力，能自动的把外界的水分子增溶于胶束内，从而使体系稳定，静置永远不会出现分层现象。

本发明所用的高锰酸钾水溶液的浓度为5一10％。

本发明的燃油节能洁净剂在燃油中的添加比例，按体积比计，为1:300-1:10000；在润滑油中的添加比例，按体积比计，为1:100～1:10000。

本发明的燃油节能洁净剂的制备方法，包括在室温下将聚醚胺、聚异丁烯胺、聚异丁烯丁二酞亚胺、脂肪胺聚氧乙烯醚、矿物油、聚醚和高锰酸钾水溶液按体积比例依次加入搅拌釜；匀速搅拌混合物20-40分钟。由于微胶束增溶技术是热力学自发现象，所以只要组份配伍合适，就可以自组成为1-100纳米颗粒大小的含增溶水的微胶束。

本发明的燃油节能洁净剂可用于燃油中以降低污染物的排放和节油，也可用于润滑油中以减少进气系统沉积物。

通过表面活性剂的微胶束增溶技术使得水溶液可以在油相中，均匀稳定的共存。由于油/水体系的共存，从而可以赋予该体系更多的功能。与单一油相体系相比，可以极大的提高降低尾气污染排放和节省燃油功能。该方法可以使水溶性物质和油溶性物质能够达到纳米级的分散水平，水相以小于100纳米的颗粒均匀分散在油相中，而且体系实现热力学稳定，永不分层。

在燃油中通过使用本发明的洁净剂，不但具有清洁油路，减少进气系统的沉积物生成的效果，而且具有降低燃油燃烧后的污染排放(一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等)和润滑，节省油耗的综合效果。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。(以下对燃油节能洁净剂简称为洁净剂)

实施例1

将聚异丁烯胺35毫升，聚异丁烯丁二酞亚胺13毫升，脂肪胺聚氧乙烯醚10毫升，10％高锰酸钾水溶液5毫升，聚醚37毫升在室温下依次加入搅拌釜，匀速搅拌30分钟，使之充分混合，得到本发明的洁净剂。

实施例2

将聚醚胺30毫升，聚异丁烯胺35毫升，聚异丁烯丁二酞亚胺巧毫升，脂肪胺聚氧乙烯醚15毫升，10％高锰酸钾水溶液5毫升在室温下依次加入搅拌釜，匀速搅拌25分钟，使之充分混合，得到本发明的洁净剂。

实施例3

将聚醚胺15毫升，聚异丁烯胺35毫升，聚异丁烯丁二酞亚胺5毫升，脂肪胺聚氧乙烯醚10毫升，5％高锰酸钾水溶液5毫升，矿物油30毫升在室温下依次加入搅拌釜，匀速搅拌30分钟，使之充分混合，得到本发明的洁净剂。

实施例4

将聚醚胺35毫升，聚异丁烯胺巧毫升，聚异丁烯丁二酞亚胺5毫升，脂肪胺聚氧乙烯醚5毫升，5％高锰酸钾水溶液6毫升，聚醚34毫升在室温下依次加入搅拌釜，匀速搅拌25分钟，使之充分混合，得到本发明的洁净剂。

实施例5

将聚醚胺35毫升，聚异丁烯胺巧毫升，聚异丁烯丁二酸亚胺5毫升，脂肪胺聚氧乙烯醚5毫升，5％高锰酸钾水溶液6毫升，聚醚17毫升，矿物油17毫升在室温下依次加入搅拌釜，匀速搅拌25分钟，使之充分混合，得到本发明的洁挣剂。

实施例6

委托中国交通部汽车运输行业能源利用监测中心在HONDA(本田)JHMCCB35300C型汽车上使用93号汽油和本田专用W/30级润滑油，在燃油和曲轴箱润滑油中加和不加实施例4的洁净剂，在汽油中的洁净剂添加比例为1:2500(体积)，在曲轴箱润滑油中的洁净剂添加比例为1:1000，运行100公里后进行对比，按GB厅14951一1994《汽车节油技术评定方法》检测，得如下结果:1、市区运行模式节油率:3.7％

2、城间运行模式节油率:3.9％

3、快速车道运行模式节油率:4.6％

4、IV档加速时间对比系数:0.978

实施例7

委托中国石油化工科学研究院，在汽油中的洁净剂添加比例为1:2500(体积)，按照国家标准对本发明的洁净剂的清净效果进行测试，测试依据:GB/T19230.6-2003《发动机进气阀沉积物与燃烧室沉积物试验》得如下结果:测试数据:进气阀沉积物重量(IVD)为:10mg，总燃烧室沉积物重量(TCD)为:5185mg。试验结果符合国家汽油清净剂标准要求。

实施例8委托中国石油兰州石油产品检测站，在汽油中的洁净剂添加比例为1:2500(体积)，按照国家标准也对本发明的洁净剂的清净效果进行测试，测试依据:GB/T19230.3-2003《汽油清净剂电子孔式燃油喷嘴(PFI)堵塞倾向评定方法》

得如下结果:测试数据:44循环后四个喷嘴的平均流量损失为4.7％.，试验结果符合国家汽油清净剂标准要求。

实施例9

委托中国环境科学研究院汽车排放测试室，在汽油中的洁净剂添加比例为1:2500(体积)，采用GB 1 8352.2-2001，《轻型汽车污染物排放限值及测试方法》，DB11/044-1999，《汽油车双怠速污染物排放标准》，使用捷达电喷轿车，进行汽车污染物排放测试，加入洁净剂并行驶3500公里后，结果为:在800r/m加低怠速工况下CO下降50％、HC下降40％，在2000r/m高怠速工况下CO下降43％、HC下降50％，使用循环工况法(ECE15+EUDC)污染物排放对比结果为:加入产品并行驶3500公里后HC下降11，9％，CO下降16.3％，NOx下降2.04％.

实施例10

在10w30SF汽油机油和15W40CD柴油机油中分别加入不同量的本发明燃油节能洁净剂，用四球机承载能力、磨斑直径(条件:60min/392N)评价抗磨性能，具体结果如下:

名称	四球承载能力P_B值(N)	磨斑直径D(mm)
			10W30SF	862	0.50
10W30SF，加0.1％洁净剂	1117	0.52
			10W30SF，加0.5％洁净剂	1117	0.45
15W40CD	696	0.46
			15W40CD，加0.1％洁净剂	862	0，44
15W40CD，加0，5％洁净剂	921	0.43

从以上结果可以看出，本发明的洁净剂在10W30SF中随着加入量的增加P。值由862N增加到1117N，磨斑直径由0.50mm变为0.52mm、0.45mm；在15W40CD中随着加入量的增加P。值由696N增加到862N和921N，磨斑直径由0.46mm减小到0.44mm、0.43mm。

因此，由上结果可以得出，本发明的燃油节能洁净剂在汽油机油和柴油初油中具有减磨效果。

Claims

1.一种燃油节能洁净剂，其特征在于所述燃油节能洁净剂含有如下组分，以体积计:

聚醚胺 0-45％，

聚异丁烯胺 10-40％，

聚异丁烯丁二酰亚胺 5-20％，

脂肪胺聚氧乙烯醚 5-15％，

矿物油 0-40％，

聚醚 0-40％，

高锰酸钾水溶液 1-15％，

其中聚醚胺与聚醚不能同时为零。

2.根据权利要求1的燃油节能洁净剂，其特征在于所述高锰酸钾水溶液的浓度为5-10％。

3.根据权利要求1或2的燃油节能洁净剂，其特征在于高锰酸钾水溶液构成水相，并且水相粒径是1-15O纳米。

4.根据权利要求1的燃油节能洁净剂，其特征在于聚醚胺、聚异丁烯胺、聚异丁烯丁二酰亚胺、脂肪胺聚氧乙烯醚、矿物油和聚醚构成油相。

5.根据权利要求1的燃油节能洁净剂，其特征在于水相的颗粒是采用微胶束增溶技术增溶在油相的微胶束中。

6.根据权利要求1的燃油节能洁净剂，其特征在于燃油节能洁净剂在燃油中的添加比例，按体积比计，为1:300-1:10000。

7.根据权利要求1的燃油节能洁净剂，其特征在于燃油节能洁净剂在润滑油中的添加比例，按体积比计，为1:100-1:10000。

8.权利要求1的燃油节能洁净剂的制备方法，包括在室温下将聚醚胺、聚异丁烯胺、聚异丁烯丁二酰亚胺、脂肪胺聚氧乙烯醚、矿物油、聚醚和高锰酸钾水溶液按如下体积比例依次加入搅拌釜；匀速搅拌混合物20-40分钟:

聚醚胺 0-45％

聚异丁烯胺 10-40％

聚异丁烯丁二酰亚胺 5-20％

脂肪胺聚氧乙烯醚 5-15％

矿物油 0-40％

聚醚 0-40％

高锰酸钾水溶液 1-15％。