本发明涉及一种汽车清洗剂领域，特别涉及一种汽车燃烧室积碳清洗剂及其制备方法。
背景技术：
积碳是汽车发动机在工作过程中，燃油中不饱和烯烃和胶质在高温状态下产生的一种焦灼状的物质。积碳可以聚集在发动机的各个部位，比如进排气系统、燃烧室、喷油嘴等处。而积碳会对车辆造成非常大的影响，例如降低发动机的功率、增大油耗。燃烧室积碳严重时，还会引起发动机爆震、低转速加速有响声、对活塞及曲轴造成损害，甚至最终可能导致发动机烧机油而受损。
目前，常用的积碳清洗剂主要以溶剂为主，大多采用二甲苯、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯等溶剂配制而成。此类清洗剂虽然对燃烧室积碳有一定的清洗效果，但是由于被溶解的积碳大部分残留在燃烧室内，所以会对发动机造成轻微损伤。而且此类清洗剂有毒有害有刺激性，易燃易爆，会严重危害操作人员的健康，而且会造成严重的污染。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种汽车燃烧室积碳清洗剂，所述汽车燃烧室积碳清洗剂为水溶性产品，无腐蚀，对积碳清洗效果较好，且清洗完后不会残留在燃烧室内。
为实现上述目的，本发明提出的汽车燃烧室积碳清洗剂，按重量份比，包括：壬基酚聚氧乙烯醚8.0～10.5％；含磷螯合剂0.2～0.6％；三乙醇胺2.0～4.0％；乙二醇单丁醚和/或二乙二醇单丁醚和/或乙二醇单叔丁醚4.0～6.0％；油酸3.0～4.5％；异丙醇6.0～9.5％；其余为去离子水。
优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚包括np-10或np-15中的任一种或其组合。
优选的，所述含磷螯合剂为三聚磷酸钠。
优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚的重量百分比为9.0％。
优选的，所述含磷螯合剂的重量百分比为0.35％。
本发明还提供一种汽车燃烧室积碳清洗剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将去离子水加入反应搅拌器中，并缓慢加入三聚磷酸钠，搅拌15min～25min后，停止搅拌；
步骤2：向步骤1中的反应搅拌器中，加入三乙醇胺，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤3：向步骤2中的反应搅拌器中，加入油酸，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤4：向步骤3中的反应搅拌器中，加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤5：向步骤4中的反应搅拌器中，加入异丙醇，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤6：向步骤5中的反应搅拌器中，加入乙二醇单丁醚，搅拌30min～45min，停止搅拌，静置，得到清洗剂溶液。
优选的，所述汽车燃烧室积碳清洗剂的制备方法还包括：
步骤7：将步骤6中得到的清洗剂溶液经过300目的滤网过滤；
步骤8：将步骤7中的滤出液装入压力罐，制成喷雾型清洗剂。
优选的，所述清洗剂溶液的外观呈无色透明的液体，ph值为13～14。
本发明技术方案提供的汽车燃烧室积碳清洗剂，无毒无害，无腐蚀，对积碳清洗效果较好，且清洗完后不会残留在燃烧室内。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种汽车燃烧室积碳清洗剂。该清洗剂具有较强的清除发动机燃烧室积碳的能力，可代替汽油、煤油以及有机溶剂，用于汽车发动机的积碳清洗，节省石油资源。另外，该清洗剂还可用于汽车零部件的脱脂、油污清洗，可快速清洗零件表面油污，清洗后零件光亮如新，保持金属材料原有的光亮度。
本发明提出的一种汽车燃烧室积碳清洗剂，按重量百分比，该汽车燃烧室积碳清洗剂包括：壬基酚聚氧乙烯醚8.0～10.5％；含磷螯合剂0.2～0.6％；三乙醇胺2.0～4.0％；乙二醇单丁醚和/或二乙二醇单丁醚和/或乙二醇单叔丁醚4.0～6.0％；油酸3.0～4.5％；异丙醇6.0～9.5％；其余为去离子水。
在该清洗剂的组分中，壬基酚聚氧乙烯醚作为一种非离子表面活性剂，具有良好的去污能力和对污垢的分散力，并且抗硬水性能好。
具体而言，壬基酚聚氧乙烯醚是由壬基酚和环氧乙烷在催化剂作用下发生缩合反应而得到的非离子表面活性剂，它接上的环氧乙烷的数目越多，则亲水性越强。壬基酚聚氧乙烯醚的商品名为np-n，其中，n代表接上的环氧乙烷的数目。
通常，壬基酚聚氧乙烯醚包括np-4、np-7、np-10、np-15等。在一较佳实施例中，所述壬基酚聚氧乙烯醚优选为np-10、np-15中的任一种或其组合。这是因为np-10、np-15具有较好的亲水亲油性。
在一较佳实施例中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的重量百分比优选为9.0％。
含磷螯合剂的作用在于既可以减少水的硬度，又可以把原来带负电的物质如带负电的污垢粒子间起桥梁作用的金属阳离子形成可溶性的稳定螯合物，以破坏被洗物质上污垢之间静电结合，从而使污垢易于解离、分散而被去除。所述含磷螯合剂的重量百分比优选为0.35％。
含磷螯合剂包括磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠等。在一较佳实施例中，所述含磷螯合剂优选为三聚磷酸钠。一方面，三聚磷酸铵与金属离子形成的螯合物溶解于水，并在水中很稳定，解离度很小，可大大降低水的硬度。另一方面，三聚磷酸钠在水中形成带负电的胶体，极易吸附在带正电荷的金属氧化物等污垢表面上，增加了污垢表面之间的排斥力，有利于污垢在水中的分散，并防止污垢的再沉积。另外，三聚磷酸钠水解呈碱性，还可发挥碱性介质的作用。
需要说明的是，加入三乙醇胺，可以提高清洗剂中各种组分在水中的溶解度，还可以降低溶液的粘度。同时，加入三乙醇胺也可以适当提高溶液的碱性，有利于发挥该清洗剂对积碳的清洗效果。
在本实施例中，加入乙二醇单丁醚和/或二乙二醇单丁醚和/或乙二醇单叔丁醚，可以降低液体的表面张力，抑制泡沫的产生。
油酸是一种不饱和脂肪酸，具有机羧酸的化学通性及不饱和双键的化学特性，是油类、脂肪酸和油溶性物质的优良溶剂。在此，油酸还可以调节溶液的ph值，起到减弱溶液的碱性的作用。
异丙醇是一种无色透明液体，它溶于水、醇、醚、苯、氯仿等有机溶剂，也是一种优良的有机溶剂。在该清洗剂中，加入异丙醇，有利于提高该清洗剂对积碳的溶解性，从而有利于提高该清洗剂的清洗能力。
在本实施例中，采用去离子水，可以减少清洗剂中卤元素及硫元素的含量，从而有利于减小该清洗剂对汽车金属零件的腐蚀性。其中，去离子水是采用离子交换树脂制得，其基本工艺流程为：
原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→阳床→阴床→混床→后置过滤器→去离子水。
本发明技术方案提供的汽车燃烧室积碳清洗剂，无毒无害，无腐蚀，对积碳清洗效果较好，且清洗完后不会残留在燃烧室内。
下面将结合具体实施例，详细说明本发明的具体实施方式：
需要说明的是，在以下各个实施例中，三聚磷酸钠为贵州产材料深圳吉平化工有限公司产品，三乙醇胺为广州龙慧贸易有限公司产品，油酸为深圳市鑫康龙化工有限公司产品，壬基酚聚氧乙烯醚为美国陶氏公司产品，异丙醇为东莞东发贸易有限公司产品。
实施例1：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚90g；三聚磷酸钠3.5g；三乙醇胺30g；乙二醇单丁醚48g；油酸38g；异丙醇75g；去离子水715.5g。
实施例2：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚95g；三聚磷酸钠4.5g；三乙醇胺35g；乙二醇单丁醚50g；油酸42g；异丙醇80g；去离子水693.5g。
实施例3：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚100g；三聚磷酸钠4.0g；三乙醇胺35g；乙二醇单丁醚50g；油酸35g；异丙醇70g；去离子水711g。
实施例4：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚80g；三聚磷酸钠6.0g；三乙醇胺40g；乙二醇单丁醚60g；油酸45g；异丙醇95g；去离子水674g。
实施例5：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚105g；三聚磷酸钠2.0g；三乙醇胺20g；乙二醇单丁醚40g；油酸30g；异丙醇60g；去离子水743g。
对比例1：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚70g；三聚磷酸钠7.0g；三乙醇胺45g；乙二醇单丁醚65g；油酸25g；异丙醇100g；去离子水663g。
对比例2：
一种汽车燃烧室积碳清洗剂，包括以下组分且各组分的重量份比分别为：壬基酚聚氧乙烯醚110g；三聚磷酸钠1.5g；三乙醇胺15g；乙二醇单丁醚35g；油酸50g；异丙醇55g；去离子水758.5g。
为了验证本发明汽车燃烧室积碳清洗剂的各种性能，对上述五个实施例，以及两个对比例中的汽车燃烧室积碳清洗剂的性能进行测试。需要指出的是，测试条件为温度15～25℃，湿度50～70％。
测试结果如表1所示：
表1
(1)洁净度检测
在相同条件下，分别采用实施例1至实施例5，以及对比例1和对比例2提供的清洗剂，对汽车燃烧室的积碳进行清洗。然后，采用洁净度检测仪器对汽车燃烧室的洁净度进行检测。
结果发现，经实施例1至实施例5的清洗剂清洗后，汽车燃烧室的洁净度均较高，且经实施例1的清洗剂清洗后的汽车燃烧室的洁净度最高；而经对比例1和对比例2的清洗剂清洗后，汽车燃烧室的洁净度均较低。
(2)铜片腐蚀测试
根据gb/t5096-1985《石油产品铜片腐蚀试验法》的规定，采用y-113铜片腐蚀测定仪，对实施例1至实施例5及对比例1与对比例2的清洗剂进行测试。根据铜片表面受待测式样的侵蚀程度，铜片腐蚀等级共分为1、2、3、4四级。其中，1代表腐蚀程度较轻微，几乎与新的铜片一样，4代表腐蚀程度最为严重。
结果发现，实施例1至实施例5的腐蚀性均较小，几乎无腐蚀；而对比例1的腐蚀性较大。
(3)闪点测试
根据gb261-1983《石油产品闪点的测定》的规定，将试样倒入试验杯中，在一定速率下连续搅拌，并以恒定速率加热样品。以规定的温度间隔，在中断搅拌的情况下，将火源引入试验杯开口处，使样品蒸汽发生瞬间闪火，且蔓延至液体表面的最低温度，此温度为环境大气压下的闪点，再将其修正到标准大气压下的闪点。实施例1至实施例5的闪点温度较大，对比例1和对比例2的闪点较小。
(4)水溶性酸及碱测定
根据gb/t259-1988《石油产品水溶性酸及碱测定法》的规定，用蒸馏水或乙醇溶液抽提试样中的水溶性酸或碱，分别用甲基橙或酚酞指示剂检查抽出液的颜色的变化情况，或用酸度计测定抽提物的ph值，以判断有无水溶性酸或碱的存在。实施例1至实施例5、及对比例1和对比例2的水溶液均为碱性。
(5)水分的测定
根据gb/t260-77《石油产品水分测定法》的规定，将一定量的试样与无水溶剂混合，进行蒸馏测定其水分含量并以百分数表示。
(6)硫含量测试
根据en14582：2007《卤素和硫含量的测定》的规定，对实施例1至实施例5，及对比1与对比例2的清洗剂分别进行硫含量的测试。
(7)ph值测试
根据iso3071《纺织品水萃取测试ph值》的规定，对实施例1至实施例5，及对比1与对比例2的清洗剂分别进行ph值的测试。发现，实施例1至实施例5的ph值范围为13～14，而对比例1的ph值为14.5，碱性较强。
本发明还提出一种制备上述汽车燃烧室积碳清洗剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将去离子水加入反应搅拌器中，并缓慢加入三聚磷酸钠，搅拌15min～25min后，停止搅拌；
步骤2：向步骤1中的反应搅拌器中，加入三乙醇胺，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤3：向步骤2中的反应搅拌器中，加入油酸，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤4：向步骤3中的反应搅拌器中，加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤5：向步骤4中的反应搅拌器中，加入异丙醇，搅拌10min～15min使其完全溶解；
步骤6：向步骤5中的反应搅拌器中，加入乙二醇单丁醚，搅拌30min～45min，停止搅拌，静置，得到清洗剂溶液。
具体而言，搅拌速度为1200转/小时。通过上述方法制备的清洗剂溶液的外观呈无色透明的液体，ph值范围为13～14，对金属无腐蚀性。
在此，需要说明的是，将清洗剂的各组分分步加入到反应搅拌器中，不仅可以使各组分溶解更充分，还能防止反应搅拌器中温度过高，导致各组分之间发生副反应，从而影响该清洗剂的清洗效果。例如，若同时向反应搅拌器中加入三乙醇胺和油酸，溶液粘度会迅速增大，从而不利于搅拌，并且会影响清洗剂的清洗效果。
进一步的，所述汽车燃烧室积碳清洗剂的制备方法还包括：
步骤7：将步骤6中得到的清洗剂溶液经过300目的滤网过滤；
步骤8：将步骤7中的滤出液装入压力罐，制成喷雾型清洗剂。
具体的，所述压力罐中温度为20℃，压强为0.45～0.55mpa。
可以理解的是，将步骤6中得到的清洗剂溶液经过300目的滤网过滤，可以防止清洗剂中出现颗粒状物质，以此提高喷雾效果以及清洗效果。
另外，制备喷雾型清洗剂时，若压力罐中的压强过大，对产品运输、储存都存在安全隐患；若压强过小，则产品喷雾不完全，影响清洗效果与产品的使用率。因此，所述压力罐中压强优选为0.45～0.55mpa。
采用上述方法制备的喷雾型清洗剂，无悬浮物，用量少，溶解完全，无残留，对发动机基材及汽车零部件无腐蚀。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。