[发明专利]一种喷气燃料高热安定性添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及喷气燃料领域，具体讲，涉及一种喷气燃料高热安定性添加剂。

背景技术

随着飞机和发动机技术的不断发展，喷气燃料经受的工作温度越来越高，因而对燃料的热安定性要求也越来越高。目前所用的喷气燃料在较高的工作温度下，自身会发生热分解、降解或沉积等一系列化学变化，另外，直接与飞机热金属表面接触，生成的不溶性沉积物，会影响热交换器效能、堵塞飞机燃料系统的喷嘴、管路、过滤器、注射泵等部件，这都会给飞行安全带来极大的隐患。

喷气燃料不仅作为飞机前进的动力源，而且还作为飞机各类热交换器的冷却源而发挥作用。因此对工作温度表现出的热安定性是喷气燃料的一项重要性能，其好坏对飞机和发动机的工作可靠性、飞机飞行安全及技战术性能的发挥具有重要影响。有关研究资料表明，与燃料质量有关的飞机-发动机故障中，约有一半可能与燃料的热氧化安定性有关，因此，提高喷气燃料热安定性研究是一个具有重大现实意义的工作。

热氧化安定性是喷气燃料的一个重要的使用性能，它直接影响航空发动机的正常工作，对于超音速飞行器显得尤为重要，由于空气动力的加热作用，使发动机燃油系统经常处在较高的温度下工作。温度升高时，燃料极易发生氧化，氧化过程即将使燃料的主体及其表面产生沉积物，这种沉积物的主要成分是积炭。沉积物的形成是一个十分严峻的问题，它将以积炭、漆膜和油泥的形式沉积在发动机零件上，使燃料变质并恶化发动机的工作条件。由于沉积物沉积在金属表面上，增加了管壁和流体之间的热阻，降低了传热效率。同时，堆积的沉积物可能会使小直径的管道和发动机喷嘴变形、阻塞，而从阻碍流体的正常流动，还会影响燃料的换热器、过滤器以及各阀件的正常运转。所以，燃料的使用一般具有温度的限制。早期应用于飞行器的液烃燃料限定使用温度为435K，这一温度也适用于所有商用和军用飞行器的燃料系统。直到二十世纪六十年代，美国JP-7和JPTS燃料的出现才打破该温度的限制，但与JP-8+100相比，JP-7和JPTS燃料的成本相当高，所以美国与1989年来是开发JP-8+100的科研项目，旨在通过向燃料中加入添加剂的方式，将JP-8燃料的热安定性提高100F(56℃)。含有该添加的JP-8燃料成为JP-8+100燃料。该添加剂中主要含有三种成分：(1)抗氧化剂：用以减慢自氧化过程；(2)金属减活剂：与金属离子螯合并对金属表面钝化；(3)清净分散剂：溶解燃料中已成生的胶状物和漆状物，阻止不溶物的凝聚。其中清净分散剂为关键的技术。

本发明在多年研究的基础上，对喷气燃料的热安定剂做了进一步的研究，从而研究出了一种效果更好的热安定剂。

发明内容

本发明的发明目的在于提出一种喷气燃料高热安定性添加剂。

为了完成本发明的目的，采用的技术方案为：

本发明涉及一种喷气燃料高热安定性添加剂，所述的喷气燃料高热安定性添加剂的组成为抗氧剂、金属钝化剂、清净分散剂和溶剂，所述的清净分散剂为聚异丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚异丁烯磷酸季戊四醇酯的混合物。

本发明的第一优选技术方案为：所述的聚异丁烯硫磷酸季戊四醇酯为分子量为1000～3000的聚异丁烯硫磷酸季戊四醇酯，所述的聚异丁烯磷酸季戊四醇酯为分子量为1000～2000的聚异丁烯磷酸季戊四醇酯。

本发明的第二优选技术方案为：所述的聚异丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚异丁烯磷酸季戊四醇酯的质量比为1∶0.1～10，优选为1∶0.5～2。

本发明的第三优选技术方案为：所述的清净分散剂在高热安定性添加剂中重量百分比含量为10～60％，优选为10～55％，更优选为10～40％。

本发明的第四优选技术方案为：所述的抗氧剂在高热安定性添加剂中重量百分比含量为5～30％，优选5～20％；金属钝化剂在高热安定性添加剂中重量百分比含量为0.1～10％，优选0.5～5％；溶剂在高热安定性添加剂中重量百分比含量为30～85％，优选40～85％。

本发明的第五优选技术方案为：所述的抗氧剂为中、低温酚类抗氧剂，优选为屏蔽酚类抗氧剂，更优选为6-叔丁基-2，4-二甲基苯酚。

本发明的第六优选技术方案为：所述的金属钝化剂为胺类金属钝化剂，优选为二胺类金属钝化剂，更优选为N，N’-二水杨基-1，2-丙二胺。

本发明的第七优选技术方案为：所述的溶剂为芳烃，优选为二取代基苯，更优选为二乙基苯。