ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 1997 года по МПК C10M105/18 C10M105/18 C10M107/34 C10N40/08 

Изобретение относится к химмотологии гидравлических жидкостей, а именно к составам тормозных жидкостей, используемых в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобилей.

Современный уровень автомобильной техники предъявляет высокие требования к тормозным жидкостям, используемым в гидроприводах тормозов. В зависимости от климатических условий эксплуатации автомобильной техники в соответствии со стандартами общества инженеров автомобилестроителей SAE J 1702 и SAE J 1703 из широкого круга физико-химических свойств тормозных жидкостей выделяют наиболее важные показатели, являющиеся ответственными за обеспечение надежности работы тормозной системы автомобиля в конкретных условиях его эксплуатации. Такие показатели приведены в табл. 1.

Например, согласно стандарту SAE J 1703 (нормальные климатические условия эксплуатации) наиболее важными показателями являются высокая температура кипения сухой и увлажненной жидкостей и пологая вязкостно-температурная кривая в широком интервале температур.

Известны тормозные жидкости, в частности, содержащие в своем состоянии алкиловые эфиры гликолей и эфиры борной кислоты на основе гликолей и их производных, обеспечивающие необходимые значения таких показателей, как температура кипения сухой и увлажненной жидкостей [1]
Недостаток таковых композиций заключается в том, что последние имеют повышенные значения вязкости при низких температурах, что затрудняет их применение при низких температурах, например, в условиях Крайнего Севера. В той связи требования стандарта SAE J 1702 могут быть удовлетворены введением в состав тормозных жидкостей добавок, позволяющих улучшить низкотемпературные свойства тормозной жидкости.

Так, известна тормозная жидкость, содержащая около 50 мас. моноэтилового эфира диэтиленгликоля, 31 мас. полипропиленгликоля с молекулярной массой (ММ) 1000, 20 мас. борных эфиров на основе смеси диэтиленгликоля и моноэтилового эфира триэтиленгликоля [2]
Указанная композиция имеет температуру кипения сухой жидкости 205-210^oC, температуру кипения увлажненной жидкости 140-142^oC и соответственно отвечает требованиям стандарта SAE 1703 по классу DOT-3.

Недостатком тормозной жидкости в соответствии с [2] является высокая вязкость при низких температурах, что, по видимому, обусловлено вязкостно-температурными свойствами ее основы (50 мас. моноэтилового эфира диэтиленгликоля). Этот недостаток ограничивает применение данной тормозной жидкости в условиях Крайнего Севера и других регионах с суровой зимой.

Целью изобретения является создание тормозной жидкости, обладающей высокими температурными кипения сухой и увлажненной жидкостей и обеспечивающей бесперебойную работу тормозов при низких температурах, например, в условиях Крайнего Севера и других регионах с суровой зимой.

Для достижения этой цели в соответствии с изобретением предлагается тормозная жидкость, содержащая моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, полипропиленгликоль с молекулярной массой 400-1000, продукт оксилалкилирования алифатических спиртов C2-C4 с молекулярной массой 150-500, пластификатор, антиокислительную и антикоррозионную присадку при следующем содержании компонентов, мас.

Полипропиленгликоль с молекулярной массой 400-1000 20,0-33,0
Продукт оксиалкилирования алифатических спиртов C2-C5 с молекулярной массой 150-500 20,0-40,0
Пластификатор 1,0-5,0
Антиокислительная присадка 0,1-0,5
Антикоррозионная присадка 0,4-1,0
Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля До 100
Используемый в рецептуре тормозной жидкости полипропиленгликоль с ММ 400-1000 получают взаимодействием пропиленоксида с пропиленгликолем в присутствии гидроксида щелочного металла под давлением (Р) 0,29-0,35 МПа и температуре (Т) 100-130^oC. В зависимости от количества расходуемого пропиленоксида ММ получаемого аддукта колеблется в диапазоне 400-1000. В этом интервале функционально важные свойства загустителя заметных изменений не претерпевают. Продукт синтеза нейтрализуют затем фосфорной кислотой при P=50-100 тор и Т= 80-100^oC отгоняют воду. Продукт отделяют фильтрованием от осадка. Полученный в соответствии с описанной технологией полипропиленгликоль с ММ 400-1000 имеет следующие характеристики: гидроксильное число 3,4-6,8 мас. кинематическая вязкость при 25^oC 80-130 сСт, температура застывания ниже (-40)^oC.

Продукт оксиалкилирования спиртов C2-C5 с ММ 150-500 получают по нижеописанной методике.

В реактор загружают соответствующий спирт и гидроксид калия в количестве около 1% от массы спирта. При перемешивании (Т=25-30^oC) гидроксид калия растворяют в спирте и после растворения нагревают реакционную массу до 110^oC. При достижении этой температуры в реактор начинают подавать оксид олефина (пропилена или этилена). Процесс оксиалкилирования ведут при Т=110-125^oC и давлении (Р) 0,28-0,5 МПа. После подачи 3,8-4,0 мас.ч. оксида олефина на 1 мас. ч. спирта прекращают его подачу, реакционную массу выдерживают до завершения реакции. Полученный реакционный продукт затем нейтрализуют фосфорной кислотой. Из нейтрализованного продукта отгоняют воду при P=40-60 тор и Т=100-120^oC. После чего фильтрацией очищают целевой продукт от осадка солей. Свойства полученных продуктов оксиалкилирования спиртов C2-C5 приведены в табл. 2.

Введение в композицию пластификатора обеспечивает сохранение эксплуатационных характеристик резиновых деталей тормозной системы. В этой связи целесообразно использовать пластификатор, одинаковый с содержащимся в резине в равновесном количестве (т.е. не вызывающим ни чрезмерного набухания резины, ни чрезмерного ее охрупчивания по причине поглощения избытка или потери необходимого количества пластификатора, соответственно). Обычно в качестве пластификатора используют эфир ЛЗ-ЭК (сложный эфир моноэтилового эфира диэтиленгликоля и жирных кислот фракции C2-C5)или диоктиладипинат (ГОСТ 8728-84).

В качестве антиокислительной присадки целесообразно использовать дифенилолпропан или ионол.

Защиту металлов от коррозии под воздействием влаги и тормозной жидкости обеспечивают введением в состав тормозной жидкости антикоррозионной присадки, например, смеси бензотриазола и морфолина. Возможно использование и других антикоррозионных присадок, известных из уровня техники.

Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, используемый при приготовлении тормозной жидкости, выпускается промышленностью в соответствии с требованиями ТУ 6-01-5757583-6-89 с содержанием основного вещества не менее 95,0 мас.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют некоторые из возможных воплощений изобретения. Оценку физико-химических свойств тормозной жидкости проводят по методике ТН 6-01-1276-82, принятой для тормозной жидкости "Томь".

Пример. Образцы тормозной жидкости готовят в металлическом реакторе объемом 5,0 л путем смешения жидких компонентов при 60-70^oC с последующим растворением твердых реагентов в жидкой фазе. В реактор загружают расчетные количества реагентов, и полученную массу перемешивают при 70^oC до полного растворения компонента. Затем полученный продукт фильтруют.

Рецептуры полученных образцов жидкости приведены в табл. 3, а их физико-химические свойства в табл. 4.

Данные табл. 3 и 4 показывают, что введение в рецептуру тормозной жидкости продукта оксиалкилирования алифатических спиртов C2-C5 с молекуллярной массой 150-500 в количестве 20,0-40,0 мас. в совокупности с другими компонентами улучшает низкотемпературные свойства и повышает температуру кипения. Повышение концентрации указанного продукта в рецептуре до величин свыше 40 мас. приводит к ухудшению низкотемпературных свойств, хотя температура кипения и продолжает возрастать. Образцы тормозных жидкостей в соответствии с изобретением характеризуются более высокими температурами кипения сухой и увлажненной жидкостей при улучшенных низкотемпературных характеристиках, что расширяет возможность применения данной жидкости в меняющихся температурных условиях, т.е. обеспечивает получение нового технического результата, декларированного в преамбуле изобретения.

Приведенный пример иллюстрирует некоторые из возможных воплощений изобретения, но не ограничивает его объем, определяемый исключительно приведенной ниже формулой изобретения.

Литература
1. Патент США N 3711412 кл. C 10 M 3/48, 1973.

2. Хаврова Л.Е. и др. Защита гликолевых тормозных жидкостей от воздействия воды. Химия и технология топлив и масел, 1983, N 11, с. 21-22.

Сущность изобретения: жидкость содержит, мас.%: полипропиленгликоль с молекулярной массой 400-1000 20-33, продукт оксиалкилирования алифатических спиртов C₂-C₅ с молекулярной массой 150-500 20-40, пластификатор 1-5, антиокислительную присадку 0,1-0,5, антикоррозионную присадку 0,4-1,0, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля до 100. 4 табл.

Тормозная жидкость, содержащая моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, полипропиленгликоль с мол.м. 400 1000, пластификатор, антиокислительную и антикоррозионную присадки, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит продукт оксиалкилирования алифатических спиртов C₂ C₅ с мол.м. 150 500 при следующем содержании компонентов, мас.

Полипропиленгликоль с мол.м. 400 1000 20 33
Продукт оксиалкилирования алифатических спиртов C₂ C₅ с мол.м. 150 500 20 40
Пластификатор 1 5
Антиокислительная присадка 0,1 0,5
Антикоррозионная присадка 0,4 1,0
Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля До 100