[发明专利]一种车用尿素溶液用氟碳表面活性剂

说明书

本发明公开了一种用于车用尿素溶液的氟碳表面活性剂及其制备方法，以含氟烷基醇为起始剂，在催化剂作用下，先与环氧丙烷进行加成反应得到丙氧基聚醚化合物，再和环氧乙烷进行加成反应，形成含乙氧基和丙氧基的氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂产品。研制的氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂，配合适量抗泡剂等辅助添加剂组成复合添加剂，应用于车用尿素溶液可有效减小喷雾液滴的平均直径，提高雾化效果，从而提高NH₃转化效率，减少车用尿素溶液使用量、防止缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等沉积物的产生，避免SCR系统堵塞。

技术领域

本发明涉及一种车用尿素溶液添加剂，具体地说是一种用于车用尿素溶液的氟碳表面活性剂及其制备方法。

背景技术

汽车(尤其是柴油车)尾气排放已成为主要的大气污染源之一，NO_x是汽车尾气的主要成份。NO_x需要尾气处理装置来控制，如：LNT技术，SCR技术， DOC技术，EGR+DPF技术等，SCR系统被广泛应用于重型柴油机车的尾气处理。

SCR技术是通过强化发动机机内燃烧来降低PM的生成，然后利用尿素溶液对NO_X在SCR催化器上进行催化还原。SCR选择性催化还原系统包括了尿素溶液供应系统、尿素溶液喷射及控制系统、SCR选择催化还原系统等3个部分。尿素溶液存放于车载的专门储存罐内，用泵将尿素溶液喷射向热的发动机尾气 (约300～500℃，满足还原反应条件)。在高温下，尿素溶液气化后分解产生 NH₃，在催化剂作用下，NH₃与尾气中的NO_X反应，生成无害的H₂O和N₂。

然而由于尿素分散性差，分解不完全，尿素分解为NH₃过程中的中间产物异氰酸(HNCO)易于溶液中尿素或缩二脲反应，生成难以分解三聚氰酸，在更高温度下，三聚氰酸进一步缩合成三聚氰胺。未分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等沉积物附着在尾气管道、混合器及SCR催化剂上，改变了原有气体流场，又造成沉积物的进一步聚集，导致SCR系统堵塞。SCR系统堵塞会直接导致汽车油耗增大，尾气排放恶化，严重时会造成发动机损坏。因此，如何避免这些沉积物生成，成为SCR系统迫切需要解决的关键问题。为此，本发明针对现有技术中尿素溶液尿素分散性差，喷雾雾化效果差，雾化液滴尺寸不均，导致尿素分解不完全，从而产生沉积物附着在SCR系统中，造成SCR系统堵塞问题，研制的氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂，配合抗泡剂、杀菌剂等辅助添加剂组成复合添加剂，应用于车用尿素溶液可有效减小喷雾液滴的索特平均直径，提高雾化效果，从而提高NH₃转化效率，减少车用尿素溶液使用量、防止缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等沉积物的产生，避免SCR系统堵塞。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于车用尿素溶液的氟碳表面活性剂及其制备方法。

本发明所述的用于车用尿素溶液的氟碳表面活性剂，为氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂，其特征在于以含氟烷基醇为起始剂，在催化剂作用下，依次与环氧丙烷和环氧乙烷反应，形成氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂；其中合成聚醚的起始剂为具有下列结构的氟取代直链醇或支链醇：

其中R₁，R₂＝H，F，CH₃，或CF₃中的一种或几种，n＝2～12；氟碳烷醇聚醚型非离子表面活性剂分子中，环氧丙烷链节数为1～10，环氧乙烷链节数为3～20，环氧乙烷链节数增加，表面活性剂的水溶性增强，HLB值增大。

本发明所述的氟碳烷基醇聚醚非离子表面活性剂的制备步骤包括：