[发明专利]一种抗积炭剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种抗积炭剂，其兼有清净剂和抗氧化剂特征，尤其涉及一种可防止由麻风树种子油(或其它植物油)不经甲酯化化学加工、而直接与粘度调整剂和十六烷值改进剂复配而成的生物柴油生成积炭用的抗积炭剂及其制备方法。

二、技术背景

积炭(carbon deposition)是燃料、润滑油等在柴油机中由于不完全燃烧，在高温氧化、分解、聚合，逐渐形成的质地坚硬、粘附力强、难溶解的黑色固体状的化合物。在柴油机的气门、喷油嘴、活塞、燃烧室等逐渐产生的积炭使零部件的散热性能下降、机械磨损加剧甚至损伤，喷油不畅，难以打火启动，气门不能正常关闭，使气缸压缩压力下降及燃烧质量下降等，严重影响柴油机的动力性能和使用性能。

以往对积炭控制的研究主要是针对化石柴油而进行的，已公布的对柴油降积炭清净剂的发明专利大多是由几种功能物质组成的配方技术，CN 1224685 C公布了由聚异丁烯丁二酰亚胺、烷基酚、聚烯烃胺及有机溶剂构成的配方型石化柴油清净剂；CN 100448961 C公布了由聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化无灰分散剂、聚醚胺、烷基稀土、烷基硝酸酯、有机酸酯及有机溶剂构成的多功能石化柴油清净剂，亦是配方型的。近年来公布的属于配方型的化石柴油清净剂的发明专利还有CN 100482770 C、CN 101921638 B。随着替代化石能源的生物柴油逐渐使用，对其产生积碳的研究亦逐渐开展起来，但是，针对生物柴油抗积炭的清净剂的发明专利国内基本未有公布。

化石柴油燃料在柴油机中产生积炭的主要物质是如胶质、沥青及润滑油等分子量较大的物质；而麻风树油(或其它植物油)复配的生物柴油易生成积炭的物质成份中除胶质外，还有由不饱和脂肪酸酯(其含量达74.89％～79.68％)在高温及光照下氧化聚合成分子量很大的分子等，都是容易形成不能完全燃烧的积炭物质，因此由植物油复配得到的生物柴油生成积炭的趋势比石化柴油大很多。

依据石化柴油抗积炭原理，一般采用极性大、具有表面活性及分散作用、易于在金属表面形成保护膜、且有微碱性的清净剂来预防积炭的生成，比如聚醚胺，但对于不经甲酯化化学加工的植物油复配得到的生物柴油光有清净剂是不够的，因为植物油分子中含有极高的不饱和双键，即不饱和脂肪酸，且植物油主要是由极性较高、分子量亦较高的甘油三酯、少量游离脂肪酸及构成的，植物油脂的这种特点使其容易氧化聚合成粘性很大的、易形成积炭的大分子了物质。

目前，针对不饱和度高的植物油复配的可再生生物柴油或甲酯化生物柴油容易生成积炭的有效抗积炭添加剂的研发是一项亟待解决的技术问题。

三、发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种抗积炭剂及其制备方法。所述技术方案如下：

一种抗积炭剂，包括：

所述抗积炭剂是由烷基酚聚氧乙烯醚、甲苯二异氰酸酯和叔丁基对苯二酚为原料反应生成的化合物。

所述原料烷基酚聚氧乙烯醚、甲苯二异氰酸酯和叔丁基对苯二酚的摩尔比为1.0～1.5:1.0:1.0～1.2，甲苯二异氰酸酯的摩尔数为基酚聚氧乙烯醚、甲苯二异氰酸酯和叔丁基对苯二酚三种原料总摩尔数的27.0～33.3％。

一种抗积炭剂的制备方法，包括：

A、在冰水浴中，首先将基酚聚氧乙烯醚、甲苯二异氰酸酯在溶剂中进行混合搅拌，反应10～30分钟后，加入叔丁基对苯二酚，撤去冰水浴，逐渐升温至室温25℃；

B、将上述反应体系升温至60℃，继续搅拌反应，直至抽样红外检测异氰酸根(-NCO)在第二峰区消失即为反应终点，反应3～5个小时，纯化后得到酒红色稠状液体即得抗积炭剂粗产物；

C、将上述粗产物依次用稀碱、饱和食盐水、蒸馏水洗涤纯化，得到酒红色稠状液体产物，产物纯度用TLC检查。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

本发明提供的抗积炭剂具有较理想的防止植物油复配或由植物油甲酯化得到的生物柴油在柴油机喷油嘴、气缸及气门等处积炭的生成，即其抗积炭剂在柴油机喷油嘴、气缸及气门等处表面具有较强的吸附性、分散性，以及具有较强的抑制油脂分子中不饱和键在高温下聚合成而形成大分子的作用，因而其具有综合防止植物油脂或生物柴油生成积炭的效果。

四、附图说明

图1是玻璃焦化瓶的示意图

图2是控温焦化炉的示意图；图2中：1为进气口，2为出气口，3为盖子，4为保温层，5为加热丝，6为控温热电偶，7为测温热电偶。

五、具体实施方式