一种负离子橡胶复合节油装置及其制备方法与流程

1.本发明涉及节能技术领域，具体涉及一种负离子橡胶复合节油装置及其制备方法。


背景技术：

2.随着国家经济的快速发展，汽车的使用量也开始呈现快速增长，汽车的节油问题也越来越受到人们关注。目前市面上提高燃油燃烧效率以实现节油目的的手段主要以下两种，一是在燃油中加入化学试剂来提高燃烧效率；二是利用机械原理，将更多的氧气输入到气缸中，通过使燃油接触更多的氧气来提高燃烧效率。但是这两类方法存在以下缺点：(1)在燃油中加入化学试剂，化学试剂需均匀分散在燃油中，燃烧时易存在燃烧不充分损坏发动机的问题；(2)利用机械原理增加氧气含量提高燃烧率，额外机械装置的设置使得燃油机的结构更加复杂，不利于后期维护。
3.通过改变油料的内在品质、让油料充分燃烧成为目前研究节油的重点方向。如中国专利cn109209689a公开一种石墨烯节油卡，包括多个硬塑板，所述硬塑板两两之间设有粉末层，形成至少包括三层的夹心式的层状结构；所述石墨烯节油卡的粉末层所选用的制备原料包括纳米级的负离子粉、石墨烯粉以及粘合剂；所述石墨烯节油卡的两个外表面上分别设有粘贴层和涂料层。其制备方法包括下述步骤：制备纳米级负离子粉；按照质量份称取各原料：将石墨烯粉、远红外粉以及粘合剂粉加入到步骤(1)制备的负离子粉中，高速搅拌混合均匀，加入乙醇水溶液，制成浆料；将上述浆料附着于硬塑板上，并将硬塑板按序叠放后热压成型，冷却后制得卡片的成品；将本发明的石墨烯节油卡粘贴于汽车油箱内侧，通过石墨烯辅助纳米负离子粉产生的负离子释放至燃油中，降低燃油的表面张力，减小油滴的体积，使燃油“小分子化”，从而增加燃油与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧，达到省油的效果。但是多层石墨烯六角网之间通过电子相互作用产生范德华力就会形成3维体相石墨，虽然这种层间范德华力相对较弱，基面间很容易产生滑移，但是这种结合力的存在使得片层仍很难剥离，造成石墨烯易发生团聚现象，不易均匀的分散在负离子粉中，进而影响节油卡的节油效果。


技术实现要素：

4.本发明提供一种负离子橡胶复合节油装置及其制备方法，该负离子橡胶复合节油装置能提高燃油的燃烧效率，节省燃料，并解决现有了石墨烯负离子卡中石墨烯易团聚的问题。
5.本发明所采取的技术方案是：一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶70-90份、氯丁胶15-25份、硫磺1.5-2.5份、氧化锌0.5-1.5份、硬脂酸0.5-1.5份、石墨烯/负离子粉复合粉体8-12份、促进剂0.5-1.5份、增塑剂8-12份。
6.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
7.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；
8.(2)加入过硫酸钾，在60-80℃下搅拌5-6小时；
9.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
10.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
11.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:10-20，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.5-2。
12.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:2-5。
13.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
14.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
15.本发明并提供了一种负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
16.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、促进剂和增塑剂，薄通出片；
17.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
18.本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：
19.(1)本发明石墨烯上负载有负离子体，石墨烯负离体子通过释放远红外使得油分子由团体结构变为单分子结构，起到了活化油分子的作用，释放负离子与燃油混合，提升了油料的质量，提高了燃油的燃烧效率，同时减少了积碳和有害废气的释放量，百公里油耗降低了10-20％，达到了节能环保的技术效果。
20.(2)本发明中的石墨烯/负离子粉复合粉体由石墨烯、负离子粉、十六烷基三甲基溴化铵和过硫酸钾反应生成，制得的石墨烯/负离子粉复合粉体中石墨烯具有良好的分散性能，解决现有的石墨烯易团聚的问题。
21.(3)与现有常用的各种节油卡相比，本发明的节油装置以橡胶为基体，柔韧质轻，加工性能好，通过粘接层粘接在油箱的外壁，适用油箱各种异形的表面，适用范围广。
具体实施方式
22.下面将结合本发明具体实施例，对本发明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做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。
23.一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶70-90份、氯丁胶15-25份、硫磺1.5-2.5份、氧化锌0.5-1.5份、硬脂酸0.5-1.5份、石墨烯/负离子粉复合粉体8-12份、促进剂0.5-1.5份、增塑剂8-12份。负离子粉是由下述重量份的组分组成：纳米电气石25份、纳米二氧化钛30份，超细硬脂酸钙20份，超细滑石粉20份。
24.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
25.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，利于石墨烯在水中的分散。
26.(2)加入过硫酸钾，在60-80℃下搅拌5-6小时；
27.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
28.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
29.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:10-20，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.5-2。
30.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:2-5。
31.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
32.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
33.本发明并提供了一种负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
34.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、促进剂和增塑剂，薄通出片；
35.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
36.实施例1
37.本实施例提供一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶80份、氯丁胶20份、硫磺2份、氧化锌1份、硬脂酸1份、石墨烯/负离子粉复合粉体10份、二丁基二硫代氨基甲酸锌1份、聚乙烯蜡10份。
38.负离子粉是由下述重量份的组分组成：纳米电气石25份、纳米二氧化钛30份，超细硬脂酸钙20份，超细滑石粉20份。
39.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
40.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
41.本实施例负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
42.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、二丁基二硫代氨基甲酸锌和聚乙烯蜡，薄通出片，厚度为1.5mm；
43.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
44.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
45.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，利于石墨烯在水中的分散。
46.(2)加入过硫酸钾，在70℃下搅拌5.5小时；
47.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
48.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
49.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:15，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:1。
50.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:3.5。
51.实施例2
52.本实施例提供一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶70份、氯丁胶25份、硫磺1.5份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.5份、石墨烯/负离子粉复合粉体12份、二丁基二硫代氨基甲酸锌0.5份、聚乙烯蜡12份。负离子粉是由下述重量份的组分组成：纳米电气石25份、纳米二氧化钛30份，超细硬脂酸钙20份，超细滑石粉20份。
53.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
54.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
55.本实施例负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
56.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、二丁基二硫代氨基甲酸锌和聚乙烯蜡，薄通出片，厚度为1.5mm；
57.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
58.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
59.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，利于石墨烯在水中的分散。
60.(2)加入过硫酸钾，在60℃下搅拌6小时；
61.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
62.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
63.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:10，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:2。
64.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:2。
65.实施例3
66.本实施例提供一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶90份、氯丁胶15份、硫磺2.5份、氧化锌0.5份、硬脂酸1.5份、石墨烯/负离子粉复合粉体8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1.5份、聚氨酯8份。负离子粉是由下述重量份的组分组成：纳米电气石25份、纳米二氧化钛30份，超细硬脂酸钙20份，超细滑石粉20份。
67.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
68.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
69.本实施例负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
70.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、二乙基二硫代氨基甲酸锌和聚氨酯，薄通出片，厚度为1.5mm；
71.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
72.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
73.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，利于石墨烯在水中的分散。
74.(2)加入过硫酸钾，在80℃下搅拌5小时；
75.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
76.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
77.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:20，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.5。
78.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:5。
79.实施例4
80.本实施例提供一种负离子橡胶复合节油装置，包括负离子橡胶层和粘接在负离子橡胶层上的粘接层，所述负离子橡胶层是由下这重量份的原料制成：丁基胶75份、氯丁胶22份、硫磺1.8份、氧化锌1.2份、硬脂酸0.8份、石墨烯/负离子粉复合粉体11份、二硫代四甲基秋兰姆0.8份、聚氨酯11份。负离子粉是由下述重量份的组分组成：纳米电气石25份、纳米二氧化钛30份，超细硬脂酸钙20份，超细滑石粉20份。
81.其中，所述促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二硫代四甲基秋兰姆中的任意一种或几种。
82.其中，所述增塑剂为聚乙烯蜡或聚氨酯。
83.本实施例负离子橡胶复合节油装置的制备方法，包括下述步骤：
84.(1)取丁基胶和氯丁胶在开炼机上塑炼，包辊后依次加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、石墨烯/负离子粉复合粉体、二硫代四甲基秋兰姆和聚氨酯，厚度为1.5mm；
85.(2)放置6h后在平板硫化机上160℃硫化，冲切成小型橡胶卡片，将粘接层与卡片粘接，即得。
86.其中，所述石墨烯/负离子粉复合粉体是由下述制备方法制成：
87.(1)向去离子水中加入石墨烯、负离子粉和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌1小时；十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，利于石墨烯在水中的分散。
88.(2)加入过硫酸钾，在65℃下搅拌6小时；
89.(3)过滤，用无水乙醇洗涤，直至滤液澄清为止，得到滤饼；
90.(4)取滤饼，置于60℃的烘箱干燥，研磨，即得石墨烯/负离子粉复合粉体。
91.其中，所述石墨烯和负离子粉的质量比为1:12，所述石墨烯与十六烷基三甲基溴化铵的重量比为1:1.2。
92.其中，所述石墨烯与所述过硫酸钾的质量比为1:2.5。
93.对比例
94.本实施例提供一种负离子橡胶复合节油装置，本实例中的石墨烯和负离子粉不制成石墨烯/负离子粉复合粉体，而是直接加入橡胶基体中，并且石墨烯和负离子粉的用量均与实施例1相同。其它均与实施例1相同。
95.性能测试
96.(1)力学性性：橡胶卡片的力学性能测定用美国因斯特朗公司instron3365型万用拉伸测试，拉伸强度和断裂伸长率的测定测定结果如表1所示：
97.表1力学性能测试结果
[0098] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例拉伸强度mpa232425242323
断裂伸长率％385388392395392390
[0099]
(2)节油效率：将本发明的负离子橡胶复合节油装置粘贴在多种车型的油箱内侧，在同样的路况下测试百空里油耗，测试结果如下表所示：
[0100][0101]
由上述数据可以看出，对于不同的车型，本发明的节油装置均存在明显的节油效果，节油效果可高达20％，并且明显高于对比例的节油效果。
[0102]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。