ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 1995 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M145/26 C10M129/08 C10M133/06 C10M125/24 C10M133/58 

Изобретение относится к составам трудновоспламеняемых гидравлических жидкостей. Жидкость может применяться в гидравлических системах и гидродинамических передачах промышленного оборудования, эксплуатируемых в условиях повышенной пожароопасности.

К гидравлическим жидкостям на водной основе предъявляется ряд требований. Так как и традиционные жидкости на основе нефтяных масел они должны обладать хорошими вязкостно-температурными, смазывающими, антикоррозионными, противопенными и другими свойствами. Кроме того к водосодержащим жидкостям предъявляются и особые требования, в частности, они должны иметь хорошие деаэрационные свойства [1, с. 336, табл. 99, п.8], [2, разд. 2.4.1.3 и 5.6].

Согласно международным нормам предлагаемая жидкость классифицируется как гидравлическая трудновоспламеняемая жидкость класса HFC, т.к. она содержит 30-45% воды, водорастворимый полимер, функциональные присадки и другие компоненты. Известны различные составы, относящиеся к этому классу.

Гидравлическая жидкость [3] содержит глицерин, полиалкиленгликоль, ацетаты алифатических аминов, бензотриазол, компоненты, содержащие бензоато-ион и фосфат-ион, триэтаноламин, этиловый эфир n-аминофенола, антивспениватель, воду, отличается улучшенными противоизносными свойствами, но имеет невысокие противозадирные свойства (индекс задира 22,8 по ГОСТ 9490-75).

Гидравлическая жидкость [4] состоит из полиоксиалкилированных многоатомных спиртов, фракции синтетических жирных кислот С₇-С₉, антраниловой кислоты, бензотриазола, триэтаноламина и воды. Жидкость обладает необходимым комплексом эксплуатационных характеристик и выделяется прекрасными противозадирными свойствами (индекс задира ≈ 40). Недостатком ее является повышенное коррозионное воздействие на черные металлы в самой жидкости и в ее парах в условиях близких к реальным (60^оС, 168 ч).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является жидкость (прототип) [5], содержащая следующие компоненты, мас. %: Полиэтиленгликоль 18-25 Глицерин 33-40 Триэтаноламин 1,0-4,0 Бензотриазол 0,5-3,5 Бензоат натрия 0,5-3,0
Ацетаты алифатических аминов фр.С₁₇-С₂₁ 0,01-0,25 Антивспениватель 0,005-0,05
1,5-Диокси-4,8-диамино-
антрахинон-2-сульфо-
кислота,
или триэтаноламинная
соль 2-бром-1-амино-(n-
толиламино-2-сульфо-
кислота)-антрахинон,
или 3,6-дифенилдиамино-
нафтофеназин-2,7- дисуль-
фокислота,
или 1,4-бис(n-бутилфенил- амино)-антропиридон 0,005-0,5 Вода До 100
Эта жидкость, описанная также в [6] под названием ПГВ, характеризуется наиболее сбалансированным комплексом свойств: низкотемпературных, вязкостно-температурных, антикоррозионных, противоизносных, противозадирных (индекс задира 32) и других, т.е. в наибольшей степени удовлетворяет современным требованиям универсальности. Однако ей, как описанным составам свойственен существенный недостаток, ограничивающий ее практическое применение. Неудовлетворительные деаэрационные свойства ПГВ определяют повышенную склонность к возникновению кавитации в гидросистеме и выходу из строя ее элементов - клапанов, распределительных устройств трубопроводов вследствие аэрозионного износа. Это определяет большие потери гидрожидкости при разрушении трубопроводов и необходимость частого ремонта. Кроме того резкое ухудшение отделения воздуха от жидкости, наблюдаемое при температурах ниже 10^оС. приводит к резкому увеличению коэффициента ее сжимаемости и нарушению работы всей гидроустановки.

Цель изобретения - улучшение деаэрационных свойств трудновоспламеняемой водосодержащей гидравлической жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкость содержащую воду, полиоксиалкиленовый загуститель, трех- или двухатомные спирты или их олигооксиалкиленовые производные или их смесь, бензотриазол и пеногаситель, дополнительно вводится соль алифатического амина или смеси аминов с карбоновой кислотой или смесью кислот, морфолин или N-метил морфолин и компонент, содержащий фосфат-ион при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксиалкиленовый
загуститель мол.м. 3000-20000 10-30
Трех- или двухатомные
спирты, или их олигоокси-
алкиленовые производные
мол. м. ≅ 500, или смесь перечисленных продуктов 20-55 Бензотриазол 0,1-1,0 Пеногаситель 0,001-0,1
Соль алифатического амина
или смеси аминов одной из
следующих формул R₁NH₂,
R₂R₂NH, HO-R₁NH₂ ,
O NR³ NH₂-R₄-NH₂
и карбоновой кислоты или
смеси кислот
формулы RCOOH, где R₁R₄ -
алифатические радикалы:
R₁-C₄-C₁₀; R₂-C₂-C₅, R₃-C₁-C₂
или Н, R₄-С₄-С₈; R - алифати-
ческие радикал линейного строения С₇-С₁₃ 2-7
Морфолин или N-метил- морфолин 0,2-1,0
Компонент, содержащий фосфат-ион 0,5-1,5 Вода До 100
При изготовлении образцов жидкости использовались компоненты: лапрол 3003-2-60 по ТУ 6-05-221-839-85 (полиоксиалкилированный глицерин, содержащий 60% звеньев этиленоксида и 40% звеньев пропиленоксида мол.м. 3000), гидропол-200 по ТУ 6-14-41-75 (статистический сополимер этиленоксида и пропиленоксида мол.м. 10000), полиэтиленгликоль мол.м. 20000 - препарат для хроматографии фирмы "Berlin Merk", полиэтиленгликоль ПЭГ-35 по ТУ 6-14-719-76 (мол. м. 1500), этиленгликоль по ГОСТ 10164-75, триэтиленгликоль по ТУ 6-01-864-78, 1,2-пропиленгликоль по ТУ 6-09-2434-72, глицерин по ГОСТ 6259-75, лапрол 503 по ТУ 6-05-1679-83 (олигооксипропилированный глицерин мол.м. 500), н-бутиламин по ТУ 6-09-07-842-77, диэтиламин по ТУ 6-09-68-79, моноэтаноламин по ТУ 6-09-2447-77, дибутиламин по ТУ 6-09-1802-77, морфолин по ТУ 6-09-649-76, N-метил-морфолин по ТУ 6-09-1575-78, гексаметилендиамин по ТУ 6-09-36-73, каприловая (октановая) кислота по ТУ 6-09-529-75, лауриновая (додекановая) кислота по ТУ 6-09-612-76, синтетические жирные кислоты (СЖК) фр. С₇-С₉ и С₁₀-С₁₃ по ГОСТ 25239-78, бензотриазол по ТУ 6-09-1291-75, Na₂HPO₄ по ГОСТ 11773-76 и К₃РО₄ по ГОСТ 10075-75 (компоненты, содержащие фосфат-ион), дипроксамин 157 по ТУ 6-14-614-76 (пеногаситель).

Соль алифатического амина и карбоновой кислоты готовилась постепенным добавлением при перемешивании амина к эквивалентному количеству кислоты так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 60^оС.

В табл.1 приведены составы гидравлических жидкостей согласно изобретению, из данных которой видно, что образцы 2-4 и 9-16 оптимального состава имеют очень хорошие деаэрационные свойства. При уменьшении концентрации соли аминов и кислот менее 2% (образец 5) и при увеличении ее выше 7 (образец 1) время деаэрации возрастает. Исключение этой присадки из состава жидкости ухудшает деаэрационные свойства образцов (6, 7, 8) до уровня прототипа. Таким образом присадка, известная как ингибитор коррозии [7, поз. 623, 637, 643, 670, 672-675, 677-680], проявляет новые свойства улучшает деаэрационную способность жидкостей класса HFC. Кроме того ни для минеральных масел, ни для водных жидкостей еще не было предложено присадок, уменьшающих время их деаэрации.

Сравнительная характеристика образцов жидкости согласно предполагаемому изобретению и известного состава по а.с. N 591493 приведена в табл.2, из данных которой следует, что гидравлическая жидкость предлагаемого состава (примеры 2, 3, 4) превосходит жидкость известного состава по деаэрационным свойствам, и не уступает ей по антикоррозионным, вязкостно-температурным и противопенным свойствам. Предлагаемая жидкость имеет также лучшие смазывающие свойства.

Гидравлическая жидкость содержит мас.%: полиоксиалкиленовый загуститель 10 - 30; многоатомный спирт 20 - 55; бензотриазол 0,1 - 1,0; соль монокарбоновой алифатической кислоты C₇-C₁₃ или смеси кислот и амина, выбранного из группы, содержащей алкил (C₄-C₁₀), диалкил (C₂-C₅), алканол (C₄-C₁₀), алкилен (C₄-C₈) морфолин, N-алкил- (C₁-C₂), смесь аминов 2 - 7, компонент, содержащий фосфат-ион, 0,5 - 1,5; морфолин или N-метилморфолин 0,2 - 1,0; пеногаситель 0,001 - 0,1; вода до 100. В качестве загустителя жидкость содержит соединение мол.м 3000 - 20000, выбранное из группы, содержащей полиэтиленгликоль, полиоксиэтилированный глицерин, блоксополимер оксидов этилена и пропилена. В качестве многоатомного спирта жидкость содержит трех- или двухатомный спирт или их олигооксиалкиленовые производные мол. м. ≅500 500 или их смесь. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ, содержащая воду, полиоксиалкиленовый загуститель, многоатомный спирт, бензотриазол и пеногаситель, отличающаяся тем, что жидкость в качестве загустителя содержит соединение мол.м. 3000 - 20000, выбранное из группы, содержащей полиэтиленгликоль, полиоксиэтилированный глицерин, блок-сополимер оксидов этилена и пропилена, в качестве многоатомного спирта - трех- или двухатомный спирт, или их олигооксиалкиленовые производные мол.м. ≅ 500, или их смесь и дополнительно соль монокарбоновой алифатической кислоты C₇ - C₁₃ или смеси кислот и амина, выбранного из группы, содержащей алкил (C₄ - C₁₀) амин, диалкил (C₂ - C₅) амин, алканол-(C₄ - C₁₀) амин, алкилен (C₄ - C₈)диамин, морфолин, N-алкил (C₁ - C₂)-морфолин, смесь аминов, компонент, содержащий фосфат-ион и морфолин или N-метилморфолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный полиоксиалкиленовый загуститель - 10 - 30
Указанный многоатомный спирт - 20 - 55
Бензотриазол - 0,1 - 1,0
Указанная соль карбоновой кислоты и амина - 2 - 7
Компонент, содержащий фосфат-ион - 0,5 - 1,5
Морфолин или N-метилморфолин - 0,2 - 1,0
Пеногаситель - 0,001 - 0,1
Вода - До 100
2. Жидкость по п.1, отличающаяся тем, что в качестве загустителя содержит полиоксиэтилированный глицерин, содержащий 60% звеньев этиленоксида и 40% звеньев пропиленоксида, имеющий мол.м. 3000, или статический блок полимероксидов этилена и пропилена мол.м. 10000. 3. Жидкость по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве пеногасителя содержит блок-сополимероксидов этилена и пропилена на основе этилендиамина-дипроксамин-157.