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专利名称：一种车用甲醇燃料添加剂、制备方法及应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310525477.0

专利申请（专利权）人：山东京博新能源控股发展有限公司
权利人地址：山东省滨州市博兴县经济开发区

专利发明（设计）人：高志斌,姜鹏飞,徐林勋,刘志浩,郭春梅,刘伟康,尹国栋

专利摘要：本发明涉及一种车用甲醇燃料添加剂、制备方法及应用，本技术方案通过优选的功能提升剂、金属腐蚀抑制剂、润滑剂、清净分散剂、抗氧剂、溶剂组分，各单剂有良好的协同增效性，得到一种M100车用甲醇燃料添加剂；该发明的M100车用甲醇燃料添加剂具有优异的低温性能、优秀润滑性、优良的防锈及清净性能，能有效地解决M100甲醇燃料实际使用中遇到的抗腐蚀性能、高温润滑性、清净分散性、抗氧化等问题，还提升了甲醇低温着火性和燃油经济性，并有效降低了尾气排放物中未燃碳氢化合物、CO、未燃甲醇和甲醛的含量，使甲醇燃料更加安全环保。

主权利要求：
1.一种车用甲醇燃料添加剂，其特征在于，按重量百分含量由以下组分组成：苯三唑脂肪胺盐 10%?15%；
金属腐蚀抑制剂 5%?8%；
润滑剂 15%?20%；
清净分散剂 25%?30%；
抗氧剂 2%?5%；
溶剂 20%?43%；
上述各组分之和为100%；
所述金属腐蚀抑制剂为苯并三氮唑和咪唑啉衍生物，质量比为2：1；
所述清净分散剂为聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺，质量比为1：1；
所述抗氧剂为辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺，质量比为7：3；
所述溶剂为乙二醇单丁醚和丙酮，质量比为2：1；
甲醇燃料添加剂倾点＜?45℃，安全性能闪点80℃，环保性能硫含量＜3mg/kg、磷含量＜1mg/kg、有机氯＜4.6mg/kg、灰分＜0.008%，润滑性能磨斑直径＜416um，清净性能模拟进气阀沉积物质量＜0.9mg。
2.根据权利要求1所述的车用甲醇燃料添加剂，其特征在于，所述润滑剂为单蓖麻油酸甘油酯。
3.一种权利要求1或2所述的车用甲醇燃料添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按比例将所需要的溶剂和金属腐蚀抑制剂加入到调和釜中，加热至50?60℃，搅拌
0.5h；
S2、按照比例将苯三唑脂肪胺盐、润滑剂、清净分散剂及抗氧剂加入到步骤S1中，继续保温调和1?2h，过滤得到车用甲醇燃料添加剂。
4.一种车用甲醇燃料添加剂的应用，其特征在于，上述权利要求1或2所述的车用甲醇燃料添加剂应用于车用甲醇燃料中。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，车用甲醇燃料添加剂在甲醇中的用量为
300?800ppm。 说明书 : 一种车用甲醇燃料添加剂、制备方法及应用技术领域[0001] 本发明属于燃料添加剂技术领域，具体涉及一种车用甲醇燃料添加剂、制备方法及应用。背景技术[0002] 随着国内经济的迅速发展，进入21世纪以来，我国的年汽车产量和销量都呈现持续性的快速增长，随之而来的是大气污染等问题。[0003] 我国是全球最大的甲醇生产国和使用国，产能和产量均超过全球的一半以上，不仅甲醇资源丰富，而且生产技术成熟、成本低，具备大规模生产供应能力。甲醇和汽油、柴油一样，常温常压下是液体，运输和加注方便，其作为新兴能源能够替代传统石油基燃料，具有安全稳定、燃烧效率高、排放污染少等特点，已在国内外得到广泛认可。[0004] 但甲醇由于自身的性质，在作为替代燃料时往往出现溶胀及腐蚀性、低温启动性能差、润滑性差、有毒，特别在非常规排放方面未燃甲醇和甲醛含量比较高，对环境和人体健康造成较大影响，尤其是甲醛会刺激人体皮肤、眼睛和粘膜，并具有致癌性。而目前市面上的M100甲醇燃料添加剂往往也只是改变了甲醇燃料的溶胀、腐蚀、润滑等基础性质，对低温性能和非常规排放方面改善不大。为解决上述问题，本发明优选的各单剂有良好的协同增效作用，有效提升了甲醇燃料的低温着火性能，使燃料燃烧更加充分，大大降低了非常规排放未燃甲醇和甲醛的量，更加健康环保。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种车用甲醇燃料添加剂、制备方法及应用，以解决上述背景技术中所存在的问题。[0006] 为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：[0007] 一种车用甲醇燃料添加剂，按重量百分含量由以下组分组成：[0008][0009] 所述金属腐蚀抑制剂为苯并三氮唑和咪唑啉衍生物，质量比为2：1。[0010] 进一步的，所述润滑剂为单蓖麻油酸甘油酯。[0011] 进一步的，所述清净分散剂为聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺，质量比为1：1。[0012] 进一步的，所述抗氧剂为辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺，质量比为7：3。[0013] 进一步的，所述溶剂为乙二醇单丁醚和丙酮，质量比为2：1。[0014] 一种车用甲醇燃料添加剂的制备方法，包括以下步骤：[0015] S1、按比例将所需要的溶剂和金属腐蚀抑制剂加入到调和釜中，加热至50?60℃，搅拌0.5h[0016] S2、按照比例将苯三唑脂肪胺盐、润滑剂、清净分散剂及抗氧剂加入到步骤S1中，继续保温调和1?2h，过滤得到车用甲醇燃料添加剂。[0017] 一种应用，上述任一项的车用甲醇燃料添加剂应用于甲醇中，用于车用甲醇燃料。[0018] 进一步的，车用甲醇燃料添加剂在甲醇中的用量为300?800ppm。[0019] 本发明的有益效果是：[0020] 本发明M100车用甲醇燃料添加剂各单剂有良好的协同增效性，有效提升了甲醇燃料的低温着火性能，使燃料燃烧更加充分，有效降低尾气排放中甲醇、甲醛、CO、HC的量，对人体伤害更。灿行Ц纳屏思状既剂先加途眯缘秃驮谑导适褂霉讨写嬖诘目垢葱阅、高温润滑性、清净分散性、抗氧化等问题。同时本发明的M100车用甲醇燃料添加剂不含卤素、S、P及金属化合物，更加节能环保、绿色健康且成本低廉。具体实施方式[0021] 以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。[0022] 本申请所需要的各组分中，金属腐蚀抑制剂为苯并三氮唑和咪唑啉衍生物，苯并三氮唑牌号为BTA，咪唑啉衍生物牌号为AmineO；润滑剂为单蓖麻油酸甘油酯；清净分散剂为聚醚胺(分子量1000左右)和聚异丁烯亚乙基二胺；抗氧剂为辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺，辛基丁基二苯胺牌号为L57，辛基化二苯胺牌号为ODPA；溶剂为乙二醇单丁醚和丙酮。本发明所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。[0023] 本申请提供一种车用甲醇燃料添加剂，按重量百分含量由以下组分组成：[0024][0025] 所述金属腐蚀抑制剂为苯并三氮唑和咪唑啉衍生物，质量比为2：1。[0026] 本技术方案中，苯三唑脂肪胺盐为功能提升剂，苯三唑脂肪胺盐牌号为T?406E。苯三唑脂肪胺盐是一种具有优异的抗磨、抗氧化、防锈、抗腐蚀等多种功效的液体添加剂，与金属腐蚀抑制剂、润滑剂、抗氧剂配伍性良好，具有协同增效作用，有效改善了甲醇燃料的抗腐蚀性能、高温润滑性和抗氧化问题。[0027] 金属腐蚀抑制剂为苯并三氮唑和咪唑啉衍生物质量比为2：1。苯并三氮唑和咪唑啉衍生物以最优比例混合，在苯三唑脂肪胺盐的加持下，对铜、铝、锡等金属有良好的缓蚀效果，缓蚀效果能达到90％以上，对发动机燃油系统和发动机燃烧系统提供更好的保护。[0028] 润滑剂为单蓖麻油酸甘油酯。单蓖麻油酸甘油酯有良好的高温润滑性，与苯三唑脂肪胺盐复配使用能有效减少喷油器的磨损问题，保证喷油器的正常工作，并大大提升喷油器的使用寿命。[0029] 清净分散剂为聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺质量比为1：1。聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺可有效抑制发动机燃油系统沉积物的生成，提升发动机工作性能，降低尾气排放污染，同时聚异丁烯亚乙基二胺与苯胺类抗氧剂有协同作用，更进一步防止发动机进气系统和燃烧室积碳的形成。[0030] 抗氧剂为辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺质量比为7：3。辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺，具有优异的抗氧化性能的同时，辛基化二苯胺还对橡胶具有优秀的防溶胀和老化，二者与苯三唑脂肪胺盐具有协同增效作用，保证汽车供油系统的稳定，减少油路故障，保证行驶安全。[0031] 溶剂为乙二醇单丁醚和丙酮质量比2：1。乙二醇单丁醚和丙酮，有优异的溶解能力，与其他各组分有良好的配伍性，尤其乙二醇单丁醚和丙酮能有效提升甲醇燃料的热值，使其燃烧充分，解决气阻问题。[0032] 一种车用甲醇燃料添加剂的制备方法，包括以下步骤：[0033] S1、按比例将所需要的溶剂和金属腐蚀抑制剂加入到调和釜中，加热至50?60℃，搅拌0.5h；[0034] S2、按照比例将苯三唑脂肪胺盐、润滑剂、清净分散剂及抗氧剂加入到步骤S1中，继续保温调和1?2h，过滤得到车用甲醇燃料添加剂。[0035] 实施例1[0036] 将质量份数为42％的乙二醇单丁醚和丙酮(质量比为2：1)，5％的苯并三氮唑和咪唑啉衍生物(质量比为2：1)添加到反应釜中，加热至55℃，搅拌0.5h；然后，再将10％的苯三唑脂肪胺盐、15％的单蓖麻油酸甘油酯、25％的聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺(质量比为1：1)、3％的辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺(质量比为7：3)加入到上述反应釜中，继续保温调和2h，降温，过滤，得产品M1。[0037] 实施例2[0038] 将质量份数为33％的乙二醇单丁醚和丙酮(质量比为2：1)，6％的苯并三氮唑和咪唑啉衍生物(质量比为2：1)添加到反应釜中，加热至55℃，搅拌0.5h；然后，再将12％的苯三唑脂肪胺盐、17％的单蓖麻油酸甘油酯、28％的聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺(质量比为1：1)、4％的辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺(质量比为7：3)加入到上述反应釜中，继续保温调和2h，降温，过滤，得产品M2。[0039] 实施例3[0040] 将质量份数为25％的乙二醇单丁醚和丙酮(质量比为2：1)，7％的苯并三氮唑和咪唑啉衍生物(质量比为2：1)添加到反应釜中，加热至55℃，搅拌0.5h；然后，再将13％的苯三唑脂肪胺盐、20％的单蓖麻油酸甘油酯、30％的聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺(质量比为1：1)、4％的辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺(质量比为7：3)加入到上述反应釜中，继续保温调和2h，降温，过滤，得产品M3。[0041] 实施例4[0042] 将质量份数为22％的乙二醇单丁醚和丙酮(质量比为2：1)，8％的苯并三氮唑和咪唑啉衍生物(质量比为2：1)添加到反应釜中，加热至55℃，搅拌0.5h；然后，再将15％的苯三唑脂肪胺盐、20％的单蓖麻油酸甘油酯、30％的聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺(质量比为1：1)、5％的辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺(质量比为7：3)加入到上述反应釜中，继续保温调和2h，降温，过滤，得产品M4。[0043] 在本申请实施例中，选取添加剂的比例为500ppm的甲醇燃料进行试验，利用高频往复试验机对M100甲醇燃料的润滑性进行测试，并采用汽油进气阀沉积物模拟实验法对其清净分散性进行测试，以及在38℃(±1℃)下，将铝片完全浸入30mL甲醇与0.5％甲酸、0.5％蒸馏水和0.5％M100车用甲醇燃料添加剂的混合液中，进行15h试验，观察铝片的锈蚀痕：托馐闯潭。[0044] 对本发明实施例1?4提供的产品的各项性能进行测试，并与市售竞品M100甲醇燃料添加剂对比，结果参见表1所示。[0045] 表1本发明所得产品的性能测试结果[0046][0047][0048] 将实施例1至实施例4得到的四种M100车用甲醇燃料添加剂及竞品按照相同的测定标准分别进行性能指标测试实验，实验结果列入表1。由表1可以看出，本发明的M100车用甲醇燃料添加剂相比于竞品拥有更加优异的低温、安全、环保、润滑以及清净性能。本发明的M100甲醇燃料添加剂低温性能＜?45℃，安全性能闪点(闭口)80℃，环保性能硫含量＜3mg/kg、磷含量＜1mg/kg、有机氯＜4.6mg/kg、灰分＜0.008％，润滑性能磨斑直径＜416um，清净性能模拟进气阀沉积物质量＜0.9mg。本发明的M100甲醇燃料添加剂能有效地解决M100甲醇燃料实际使用中遇到的抗腐蚀性能、高温润滑性、清净分散性、抗氧化等问题。[0049] 将本发明的M100车用甲醇燃料添加剂和竞品调配成M100车用甲醇燃料(加剂量500ppm)根据《GB/T18297?2001汽车发动机性能试验方法》和《GB18285?2018汽油车污染物排放限值及测量方法》进行台架试验，结果参见表2所示:[0050] 表2自研甲醇燃料与竞品甲醇燃料台架对比结果[0051][0052] 由表2可以看出，在燃油经济性方面，本发明的M100车用甲醇燃料添加剂调配的甲醇燃料(加剂量500ppm)的平均油耗率308.10g/(kW·h)低于竞品添加剂调配的甲醇燃料(加剂量500ppm)311.68g/(kW·h)，降幅为1.14％。说明本发明的M100车用甲醇燃料添加剂有效改善了发动机经济性，改善性能优于竞品；在扭矩与功率方面，在1500?3000转速下，也就是汽车正常行驶状态下，本发明的M100车用甲醇燃料添加剂调配的甲醇燃料的扭矩与功率高于竞品添加剂调配的甲醇燃料，这说明本发明的M100车用甲醇燃料添加剂有效改善了甲醇燃料的动力性。在低转速工况1500r/min下，本发明的M100车用甲醇燃料添加剂调配的甲醇燃料(42.86N·m，6.74kW)高于竞品添加剂调配的甲醇燃料(41.48N·m，6.52kW)，这说明本发明的M100车用甲醇燃料添加剂有效改善了甲醇低温着火性，改善性能优于竞品；在排放方面，使用本发明的M100车用甲醇燃料添加剂调配的甲醇燃料时发动机的未燃碳氢化合物和一氧化碳排放物均低于竞品，平均降幅达6.19％和15.47％。尤其在高负荷工况下，本发明的M100车用甲醇燃料添加剂调配的甲醇燃料对应的一氧化碳排放显著低于竞品；未燃甲醇和甲醛排放均低于竞品添加剂调配的甲醇燃料，平均降幅达15.04％和8.05％。[0053] 本发明通过优选的苯三唑脂肪胺盐、金属腐蚀抑制剂、润滑剂、清净分散剂、抗氧剂、溶剂组分，得到一种M100车用甲醇燃料添加剂；该发明的M100车用甲醇燃料添加剂具有优异的低温性能、优秀润滑性、优良的防锈及清净性能，能有效地解决M100甲醇燃料实际使用中遇到的抗腐蚀性能、高温润滑性、清净分散性、抗氧化等问题，还提升了甲醇低温着火性和燃油经济性，并有效降低了尾气排放物中未燃碳氢化合物、CO、未燃甲醇和甲醛的含量，使甲醇燃料更加安全环保。本发明的M100车用甲醇燃料添加剂各组分之间优良的协同增效作用。优选的苯三唑脂肪胺盐是一种具有优异的抗磨、抗氧化、防锈、抗腐蚀等多种功效的液体添加剂，与金属腐蚀抑制剂、润滑剂、抗氧剂配伍性良好，具有协同增效作用，有效改善了甲醇燃料的抗腐蚀性能、高温润滑性和抗氧化问题；优选的金属腐蚀抑制剂苯并三氮唑和咪唑啉衍生物以最优比例混合，在苯三唑脂肪胺盐的加持下，对铜、铝、锡等金属有良好的缓蚀效果，缓蚀效果能达到90％以上，对发动机燃油系统和发动机燃烧系统提供更好的保护；优选的润滑剂单蓖麻油酸甘油酯有良好的高温润滑性，与苯三唑脂肪胺盐复配使用能有效减轻喷油器的磨损问题，保证喷油器的正常工作，并大大提升喷油器的使用寿命；优选的清净分散剂聚醚氨和聚异丁烯亚乙基二胺可有效抑制发动机燃油系统沉积物的生成，提升发动机工作性能，降低尾气排放污染，同时聚异丁烯亚乙基二胺与苯胺类抗氧剂有协同作用，更进一步防止发动机进气系统和燃烧室积碳的形成；优选的抗氧剂为辛基丁基二苯胺和辛基化二苯胺，具有优异的抗氧化性能的同时，辛基化二苯胺还对橡胶具有优秀的防溶胀和防老化性能，二者与苯三唑脂肪胺盐具有协同增效作用，保证汽车供油系统的稳定，减少油路故障，保证行驶安全；优选的溶剂乙二醇单丁醚和丙酮，有优异的溶解能力，与其他各组分有良好的配伍性，尤其乙二醇单丁醚和丙酮能有效提升甲醇燃料的热值，使其燃烧充分，解决气阻问题。本发明的M100车用甲醇燃料添加剂不含卤素、S、P及金属化合物，更加节能环保、绿色健康且成本低廉。[0054] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2023-05-11

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN116376607B