專利名稱：一種噴氣燃料高熱安定性添加劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴氣燃料領域，具體講，涉及一種噴氣燃料高熱安定性添加劑。
背景技術：
隨著飛機和發(fā)動機技術的不斷發(fā)展，噴氣燃料經(jīng)受的工作溫度越來越高，因而對燃料的熱安定性要求也越來越高。目前所用的噴氣燃料在較高的工作溫度下，自身會發(fā)生熱分解、降解或沉積等一系列化學變化，另外，直接與飛機熱金屬表面接觸，生成的不溶性沉積物，會影響熱交換器效能、堵塞飛機燃料系統(tǒng)的噴嘴、管路、過濾器、注射泵等部件，這都會給飛行安全帶來極大的隱患。噴氣燃料不僅作為飛機前進的動力源，而且還作為飛機各類熱交換器的冷卻源而發(fā)揮作用。因此對工作溫度表現(xiàn)出的熱安定性是噴氣燃料的一項重要性能，其好壞對飛機和發(fā)動機的工作可靠性、飛機飛行安全及技戰(zhàn)術性能的發(fā)揮具有重要影響。有關研究資料表明，與燃料質(zhì)量有關的飛機-發(fā)動機故障中，約有一半可能與燃料的熱氧化安定性有關， 因此，提高噴氣燃料熱安定性研究是一個具有重大現(xiàn)實意義的工作。熱氧化安定性是噴氣燃料的一個重要的使用性能，它直接影響航空發(fā)動機的正常工作，對于超音速飛行器顯得尤為重要，由于空氣動力的加熱作用，使發(fā)動機燃油系統(tǒng)經(jīng)常處在較高的溫度下工作。溫度升高時，燃料極易發(fā)生氧化，氧化過程即將使燃料的主體及其表面產(chǎn)生沉積物，這種沉積物的主要成分是積炭。沉積物的形成是一個十分嚴峻的問題，它將以積炭、漆膜和油泥的形式沉積在發(fā)動機零件上，使燃料變質(zhì)并惡化發(fā)動機的工作條件。 由于沉積物沉積在金屬表面上，增加了管壁和流體之間的熱阻，降低了傳熱效率。同時，堆積的沉積物可能會使小直徑的管道和發(fā)動機噴嘴變形、阻塞，而從阻礙流體的正常流動，還會影響燃料的換熱器、過濾器以及各閥件的正常運轉(zhuǎn)。所以，燃料的使用一般具有溫度的限制。早期應用于飛行器的液烴燃料限定使用溫度為435K，這一溫度也適用于所有商用和軍用飛行器的燃料系統(tǒng)。直到二十世紀六十年代，美國JP-7和JPTS燃料的出現(xiàn)才打破該溫度的限制，但與JP-8+100相比，JP-7和JPTS燃料的成本相當高，所以美國與1989年來是開發(fā)JP-8+100的科研項目，旨在通過向燃料中加入添加劑的方式，將JP-8燃料的熱安定性提高100F(56°C )。含有該添加的JP-8燃料成為JP-8+100燃料。該添加劑中主要含有三種成分(1)抗氧化劑用以減慢自氧化過程；(2)金屬減活劑與金屬離子螯合并對金屬表面鈍化；C3)清凈分散劑溶解燃料中已成生的膠狀物和漆狀物，阻止不溶物的凝聚。其中清凈分散劑為關鍵的技術。本發(fā)明在多年研究的基礎上，對噴氣燃料的熱安定劑做了進一步的研究，從而研究出了一種效果更好的熱安定劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提出一種噴氣燃料高熱安定性添加劑。為了完成本發(fā)明的目的，采用的技術方案為
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本發(fā)明涉及一種噴氣燃料高熱安定性添加劑，所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑的組成為抗氧劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和溶劑，所述的清凈分散劑為聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的混合物。本發(fā)明的第一優(yōu)選技術方案為所述的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯為分子量為 1000 3000的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯，所述的聚異丁烯磷酸季戊四醇酯為分子量為 1000 2000的聚異丁烯磷酸季戊四醇酯。本發(fā)明的第二優(yōu)選技術方案為所述的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的質(zhì)量比為1 0. 1 10，優(yōu)選為1 0.5 2。本發(fā)明的第三優(yōu)選技術方案為所述的清凈分散劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為10 60 %，優(yōu)選為10 55 %，更優(yōu)選為10 40 %。本發(fā)明的第四優(yōu)選技術方案為所述的抗氧劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為5 30%，優(yōu)選5 20% ；金屬鈍化劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為 0. 1 10%，優(yōu)選0.5 5%;溶劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為30 85%，優(yōu)選40 85%。本發(fā)明的第五優(yōu)選技術方案為所述的抗氧劑為中、低溫酚類抗氧劑，優(yōu)選為屏蔽酚類抗氧劑，更優(yōu)選為6-叔丁基-2，4- 二甲基苯酚。本發(fā)明的第六優(yōu)選技術方案為所述的金屬鈍化劑為胺類金屬鈍化劑，優(yōu)選為二胺類金屬鈍化劑，更優(yōu)選為N，N’ - 二水楊基-1，2-丙二胺。本發(fā)明的第七優(yōu)選技術方案為所述的溶劑為芳烴，優(yōu)選為二取代基苯，更優(yōu)選為
二乙基苯。本發(fā)明的第八優(yōu)選技術方案為所述噴氣燃料高熱安定性添加劑在噴氣燃料中的添加量為25 2560mg/L，優(yōu)選為100 2000mg/L，更優(yōu)選為150 500mg/L，最優(yōu)選為 200 300mg/L。下面對本發(fā)明的技術方案做進一步的解釋和說明本發(fā)明涉及的添加劑主要解決的問題是噴氣燃料在較高的工作溫度下，自身會發(fā)生熱分解、降解或沉積等一系列化學變化，在飛機熱金屬表面接觸生成不溶性沉積物降低熱交換器效能、堵塞飛機燃料系統(tǒng)的噴嘴、管路、過濾器、注射泵等部件，威脅飛行安全。本發(fā)明的噴氣燃料高熱安定性添加劑的組成為抗氧劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和溶劑。清凈分散劑是清凈劑和分散劑的合稱。清凈劑作為一種添加劑，能在高溫運轉(zhuǎn)條件吸附在金屬表面，可防止燃料氧化變質(zhì)成沉積物，或者起到抑制作用，從而使發(fā)動機內(nèi)部保持清潔。分散劑則能在比較低的運轉(zhuǎn)溫度下，使生成的油泥很好的分散在燃料中。但一般對于清凈劑和分散劑的區(qū)分并不嚴密。清凈分散劑的作用是用分子的極性基團吸附燃料生成的沉積物，將燃料中氧化形成的膠質(zhì)等沉積物轉(zhuǎn)化為懸浮狀態(tài)，是細小的分散顆粒維持在懸浮狀態(tài)，不使他們從燃料中沉積下來；同時能使沉積物變得疏松，并使它們從金屬表面清洗掉。本發(fā)明通過反復的研究發(fā)現(xiàn)，清靜分散劑采用聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的混合物效果更優(yōu)。由于與聚異丁烯磷酸季戊四醇酯相比，聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯分子中的硫原子未飽和，在高溫下可以繼續(xù)吸收氧，因此聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯在高溫條件下清凈分散效果較好，而聚異丁烯磷酸季戊四醇酯在亞高溫條件下清凈分散效果較好，兩者復配可以使清凈分散劑在較寬溫度范圍內(nèi)有良好的清凈分散效果，優(yōu)于單獨使用聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯的情況。本發(fā)明的高熱安定性添加劑的有益效果為1.本發(fā)明的高熱安定性添加劑經(jīng)一年貯存實驗表明，該添加劑配方性能穩(wěn)定可靠。高熱安定性添加劑將我國現(xiàn)用3號噴氣燃料的熱氧化安定性在原有的基礎上，至少提高了 55°C (100° F)；2.添加有本發(fā)明的添加劑的噴氣燃料對燃油系統(tǒng)金屬材料和橡膠具有良好的相容性，沒有不利影響；3.本發(fā)明的高熱安定性添加劑可使因貯存時間過長，動態(tài)熱安定性不合格下，4級)的噴氣燃料的熱安定性達到合格以上的功能；4.本發(fā)明的高熱安定性添加劑不僅具有抑制沉積物生成的能力，而且具有清洗管內(nèi)壁沉積物的作用；5.本發(fā)明的高熱安定性添加劑可有效延長燃油系統(tǒng)的使用壽命。


圖1為HiReTS試驗機工作示意圖。本發(fā)明的具體實施方式
僅限于對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步的解釋和說明，并不對本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)成限制。
具體實施例方式實施例1 5 噴氣燃料高熱安定性添加劑的制備分別按照表1的比例稱取6-叔丁基-2，4- 二甲基苯酚、N，N’ - 二水楊基_1，2_丙二胺、聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯(分子量1000 3000)、聚異丁烯磷酸季戊四醇酯(分子量1000 2000)、二乙基苯，放入不銹鋼釜中，在室溫下以IOOrpm的速度攪拌3小時，即得噴氣燃料高熱安定性添加劑。混合之前應將各種組分溶解之后再混合，并且要加強攪拌，以防有的組分沉積在底部影響性能。表1 實施例1 5配方表
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
6-叔丁基-2，4-二甲基苯酌·5kg20kg IOkg 12kg 15kg
N,N' 一二水楊基一 1,2 —丙“
0.5 kg 5 kg 2 kg 3 kg 4 kg
二胺
聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯
20 kg 5 kg IOkg 20 kg IOkg
(分子量 1000-3000)
聚異丁烯磷酸季戊四醇酷
—20 kg 5 kg IOkg IOkg 20 kg
(分子量 1000~2000)
二乙基苯54.5 kg 65 kg 68 kg 55 kg 51kg
實施例6 10 噴氣燃料高熱安定性添加劑的制備分別按照表2的比例稱取6-叔丁基-2，4- 二甲基苯酚、N，N’ - 二水楊基_1，2_丙二胺、聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯(分子量1000 3000)、聚異丁烯磷酸季戊四醇酯(分子量1000 2000)、二乙基苯，放入不銹鋼釜中，在室溫下以IOOrpm的速度攪拌3小時，即得噴氣燃料高熱安定性添加劑?；旌现皯獙⒏鞣N組分溶解之后再混合，并且要加強攪拌，以防有的組分沉積在底部影響性能。表2 實施例6 10配方表
權利要求
1.一種噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑的組成為抗氧劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和溶劑，所述的清凈分散劑為聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的混合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯為分子量為1000 3000的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯，所述的聚異丁烯磷酸季戊四醇酯為分子量為1000 2000的聚異丁烯磷酸季戊四醇酯。
3.根據(jù)權利要求2所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的質(zhì)量比為1 0. 1 10，優(yōu)選為1 0.5 2。
4.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的清凈分散劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為10 60%，優(yōu)選為10 55%，更優(yōu)選為10 40%。
5.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的抗氧劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為5 30%，優(yōu)選5 20% ；金屬鈍化劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為0. 1 10%，優(yōu)選0. 5 5%;溶劑在高熱安定性添加劑中重量百分比含量為30 85%，優(yōu)選40 85%。
6.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的抗氧劑為中、低溫酚類抗氧劑，優(yōu)選為屏蔽酚類抗氧劑，更優(yōu)選為6-叔丁基-2，4- 二甲基苯酚。
7.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的金屬鈍化劑為胺類金屬鈍化劑，優(yōu)選為二胺類金屬鈍化劑，更優(yōu)選為N，N’ - 二水楊基-1，2-丙二胺。
8.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述的溶劑為芳烴，優(yōu)選為二取代基苯，更優(yōu)選為二乙基苯。
9.根據(jù)權利要求1所述的噴氣燃料高熱安定性添加劑，其特征在于，所述噴氣燃料高熱安定性添加劑在噴氣燃料中的添加量為25 2560mg/L，優(yōu)選為100 2000mg/L，更優(yōu)選為 150 500mg/L，最優(yōu)選為 200 300mg/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及噴氣燃料領域，具體講，涉及一種噴氣燃料高熱安定性添加劑。本發(fā)明的噴氣燃料高熱安定性添加劑的組成為抗氧劑、金屬鈍化劑、清凈分散劑和溶劑，清凈分散劑為聚異丁烯硫磷酸季戊四醇酯和聚異丁烯磷酸季戊四醇酯的混合物。清凈分散劑的重量百分比含量為10～60％，抗氧劑的重量百分比含量為5～30％，金屬鈍化劑的重量百分比含量為0.1～10％，溶劑的重量百分比含量為30～85％。本發(fā)明的高熱安定性添加劑可將我國現(xiàn)用3號噴氣燃料的熱氧化安定性在原有的基礎上至少提高55℃，添加有本發(fā)明的添加劑的噴氣燃料對燃油系統(tǒng)金屬材料和橡膠具有良好的相容性，并且具有抑制沉積物生成和清洗管內(nèi)壁沉積物的作用。
文檔編號C10L1/222GK102504894SQ20111037065
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權日2011年11月21日
發(fā)明者劉婕, 張冬梅, 張慶森, 張懷安, 曹文杰, 朱志謙, 李輝, 王樹雷, 薛艷, 賀澤臣 申請人:中國人民解放軍空軍油料研究所