ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 1998 года по МПК C10M129/76 C10M129/76 C10M105/18 C10M105/78 C10M107/34 C10N40/08 

Настоящее изобретение относится к гидравлическим жидкостям, а именно к тормозным жидкостям, применяемым в гидроприводах тормозов и сцеплении автомобилей.

Известны тормозные жидкости на основе полиалкиленгликолевых эфиров [1 - Хаттон Р. Е. Жидкости для гидравлических систем. М., 1965, с.299-304]. Для модифицирования свойств таких жидкостей применяют смесь 2-(2-этоксиэтокси)этилвалерата и 2-(2-этоксиэтокси)этилкапроната [2 - Жидкость тормозная "Нева" ТУ 6-01-34-93]. Узкая сырьевая база по исходным валериановой и капроновой кислотам, а также относительная дороговизна моноэтилового эфира диэтиленгликоля приводят к дефицитности и удорожанию модификатора.

Прототипом предлагаемого изобретения является тормозная жидкость, состоящая из боратов моноалкиловых эфиров гликолей, разбавителя и присадок [3 - патент США 3711410]. В качестве боратов применяется по крайней мере одно из соединений формулы
[R₁(O-R₂)_y-O]₃B,
где
R₁ = алкил C₁-C₄;
R₂ = алкилен C₂-C₄;
y = 2 - 4.

Кроме указанных могут быть применимы бораты следующей структуры [3]:
[R₁(OCH₂CHR₂)_m - (OCH₂CHR₃)_nO]₃B,
где
R₁ = алкил C₁-C₄;
R₂ и R₃ = H, CH₃;
R₂ ≠ R₃;
m + n = 2 - 20,
а также:

где
T₁, T₂, T₃ = алкил C₁-C₄;
R₄ - R₉ = H, CH₃;
n + m = 2 - 20,
с условием, что не более чем в двух цепях сумма n и m одинаковая.

В качестве разбавителя в [3] применяются одно или более соединений, выбранных из группы: а) простых моно- и диэфиров гликолей, б) гликолей и полигликолей и в) алифатических насыщенных спиртов.

В качестве гликолей и полигликолей используются [3] алкилен-, полиалкилен- и полиоксиалкиленгликоли с молекулярной массой от 60 до 450 и предпочтительно от 100 до 300.

Содержание разбавителя в [3] составляет от 0 до 80 мас.%, предпочтительно от 3 до 70 мас.% и более предпочтительно от 3 до 45 мас.%.

Кроме того, могут быть использованы другие разбавители [3], такие как дибутиладипинат, бис(метоксиэтил)азелаинат, диизопропилсукцинат, дипропиленгликольдипропионат и триэтиленгликольдибутират. Указанные соединения получают взаимодействием органических алифатических кислот и алифатических спиртов.

Недостатком указанного состава является высокая температурная зависимость вязкости, которая, как правило, превышает требуемое значение 1450-1500 мм²/с при минус 40^oC [2, 4].

Другим недостатком является неудовлетворительное набухание резины марок 7-2462 и 51-1524 [2] при использовании боратов с R₁ = CH₃, C₂H₅, C₃H₇.

Еще одним недостатком является использование полигликолей с молекулярной массой до 450.

И последним недостатком является узкая сырьевая база по известным сложноэфирным разбавителям, полученным по реакции этерификации.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы тормозной жидкости и снижение температурной зависимости вязкости.

Для решения поставленной задачи предлагается тормозная жидкость, в состав которой входят бораты моноэфиров гликолей, простые моноэфиры гликолей, полигликоли, антиоксидант, ингибитор коррозии и 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират при следующем соотношении компонентов:
Борат простого моноэфира гликоля - Не более 96
Полигликоль - Не более 70
Простой моноэфир гликоля - Не более 70
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1,0 - 9
Антиоксидант - 0,001 - 0,6
Ингибитор коррозии - 0,1 - 6
Отличительным от прототипа признаком является использование в составе тормозной жидкости в качестве разбавителя 2,2,4-триметил- 3-пентанол-1-изобутирата. Его применение обеспечивает меньшую зависимость вязкости тормозной жидкости от температуры, а также расширяет сырьевую базу тормозной жидкости по разбавителю. Кроме того, 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират регулирует набухание резины в тормозной жидкости.

Другим преимуществом использования 2,2,4-триметил-2-пентанол- 1-изобутирата является возможность применения в составе тормозной жидкости на основе боратов полиоксиалкиленгликолей с молекулярной массой более 450. Применение полигликолей с молекулярной массой более 450 является вторым отличительным от прототипа признаком. Использование указанных полигликолей позволяет более точно регулировать температурную зависимость вязкости тормозной жидкости и расширяет сырьевую базу по полиоксиалкиленгликолям.

Сырьем для получения 2,2,4-тримети-3-пентанол-1-изобутирата служит изомасляный альдегид, который имеет широкую сырьевую базу и является промежуточным продуктом крупнотоннажного производства бутиловых спиртов. Поэтому предлагаемый разбавитель является более доступным, чем сложноэфирные разбавители, указанные в аналоге и прототипе.

Молекулярная масса используемых в предлагаемом составе полигликолей составляет от 60 до 3000.

При использовании в качестве основы боратов в количестве 20 мас.% температура кипения тормозной жидкости составляет от 240^oC, и температура кипения увлажненной жидкости (прибавлено 3,5 мас.% воды) составляет от 160^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 4.

Если в качестве основы применяют полигликоли, и тормозная жидкость не содержит боратов, то температура кипения составляет не менее 205^oC, и температура кипения увлажненной жидкости - не менее 140^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 3.

При содержании борта от 5 мас.% температура кипения тормозной жидкости составляет от 207^oC, и температура кипения с увлажнением - от 148^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 3 со значительным запасом по температуре кипения увлажненной жидкости (8^oC).

В качестве полигликолей в предлагаемом составе используются продукты присоединения оксида этилена или оксида пропилена к гликолям, например этиленгликолю, диэтиленгликолю. Молекулярная масса полигликолей составляет от 60 до 3000.

В качестве простых моноэфиров гликолей могут быть использованы соединения формулы:
R(O-R')_nOH,
где
R = C_mH_2m+1, m = 1 - 4;
R' = CH₂CH₂, CH₂CHCH₃;
n = 2 - 4.

В качестве антиоксидантов применимы: 2,2-бис(п-гидроксифенил)пропан (дифенилолпропан), фентиазин, дифениламины, фенилнафтиламин и др.

В качестве ингибиторов коррозии используются бораты щелочных металлов, этаноламин, диэтаноламин, фосфиты, фосфаты, бензотриазол и его производные, морфолин и его производные и др.

Приготовление предлагаемого состава тормозной жидкости осуществляется смешением компонентов при атмосферном давлении в отсутствие влаги до их растворения и получения однородной жидкости при температуре 10 - 80^oC. Для облегчения растворения рекомендуется умеренный нагрев (50 - 80^oC).

Заявляемая тормозная жидкость иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 - мас.%
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 67,0
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 20,5
Полигликоль (мол.масса 500) - 7,2
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,0
Дифенилолпропан - 0,1
Бензотриазол - 0,2
Пример 2 - мас.%
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 20,0
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 11,0
Полигликоль (мол.масса 500) - 37,7
Полигликоль (мол.масса 700) - 22,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,0
Дифенилолпропан - 0,1
Бензотриазол - 0,2
Температура кипения 240^oC, температура кипения увлажненной жидкости 160^oC. Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 9,7%.

Пример 3 - мас.%
[C₄H₉(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 26,2
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 69,8
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 1,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1,0
Диэтаноламин - 1,99
Нитрит натрия - 0,01
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 2,02%.

Пример 4 - мас.%
[C₄H₉(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 26,2
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 69,8
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 1,4
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 0,6
Диэтаноламин - 1,99
Нитрит натрия - 0,01
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 1,69%.

Пример 5 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 35,3
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 58,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,5
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,3
Пример 6 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 19,0
Полигликоль (мол.масса 3000) - 16,0
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 54,9
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,0
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 0,9%. Вязкость кинематическая, мм²/с: минус 40^oC 820; 50^oC 5,4; 100^oC 2,2.

Пример 7 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 20,0
Полигликоль (мол.масса 3000) - 14,5
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 54,9
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,5
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 10,1%.

Пример 8 - мас.%
[C₂H₅(OCH₂CH₂)₂O]₃B - 5,0
Полигликоль (мол.масса 500) - 35,5
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 53,4
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,0
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Содержание 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата в тормозной жидкости составляет от 1,0 до 9 мас.%. При его содержании более 9% набухание резины превышает допустимую величину (пример 7), при его содержании менее 1% имеет место неудовлетворительное набухание резины (пример 4).

В таблице 1 приведены характеристики заявляемой тормозной жидкости в сравнении с прототипом. Приведенные данные показывают, что вязкость предлагаемой тормозной жидкости в меньшей степени зависит от температуры по сравнению с прототипом. При этом остальные характеристики не хуже, чем у прототипа.

В таблице 2 приведены характеристики заявляемой тормозной жидкости в сравнении с аналогом - тормозная жидкость на полигликолевой основе - "Нева" [2] и на основе борсодержащих олигомеров - тормозная жидкость "Роса" ТУ 6.55-37-90. Как видно из приведенных данных, заявляемая тормозная жидкость полностью соответствует техническим требованиям на тормозные жидкости. Причем при содержании бората от 0 до 5 мас.% тормозная жидкость отвечает требованиям DOT 3 в отличие от "Невы", при содержании бората от 5 мас.% имеется значительный запас по температуре кипения увлажненной жидкости по сравнению с требованиями DOT 3.

Изменение резины после старения в заявляемой тормозной жидкости соответствует требуемым параметрам. Изменения твердости резины и диаметра основания манжета, определенные в соответствии с ТУ 6.55-37-90, соответствуют техническим требованиям (таблица 3).

Таким образом, применение 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата обеспечивает меньшую зависимость вязкости тормозной жидкости от температуры, расширяет сырьевую базу тормозной жидкости и обеспечивает требуемое набухание резины.

Применение полигликолей с молекулярной массой более 450 по сравнению с прототипом позволяет более точно регулировать температурную зависимость вязкости и расширяет сырьевую базу по полигликолям.

Таким образом, отличительные признаки обеспечивают выполнение задачи предлагаемого изобретения.

Факта использования 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата в тормозных жидкостях из уровня техники не выявлено.

Вышеизложенное дает возможность считать, что предлагаемый состав обладает существенными отличиями.

Изобретение относится к гидравлическим жидкостям, в частности к гидравлическим тормозным жидкостям, используемым в гидроприводах тормозов и сцеплении автомобилей. Основа гидравлической жидкости выбрана из боратов простых моноэфиров гликолей полигликолей и их смесей. Жидкость содержит, мас.%: борат простого моноэфира гликоля не более 96; полигликоль не более 70; простой моноэфир гликоля не более 70; 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират 1-9; ингибитор коррозии 0,1-6; антиоксидант 0,001-0,6. Могут быть использованы полигликоли молекулярной массы 450-3000. Жидкость имеет меньшую зависимость вязкости от температуры и обеспечивает требуемое набухание резины. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Гидравлическая жидкость, содержащая основу, выбранную из боратов простых моноэфиров гликолей, полигликолей и их смеси, простой моноэфир гликоля, ингибитор коррозии и антиоксидант, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Борат простого моноэфира гликоля - Не более 96
Полигликоль - Не более 70
Простой моноэфир гликоля - Не более 70
2,2,4-Триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1 - 9
Ингибитор коррозии - 0,1 - 6,0
Антиоксидант - 0,001 - 0,6
2. Жидкость по п.1, отличающаяся тем, что молекулярная масса полигликоля составляет от 450 до 3000.3