ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2001 года по МПК C10M129/16 C10M129/16 C10M105/18 C10M107/32 C10N40/08 

Изобретение относится к химмотологии гидравлических жидкостей, а именно к составам тормозных жидкостей, используемых в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобильной техники, эксплуатируемой при низких температурах.

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 обычно наиболее важные показатели, которые являются ответственными для обеспечения надежной и бесперебойной работы тормозной системы автомобиля в конкретных условиях его эксплуатации (таблица 1). Такими показателями являются высокие температуры кипения сухой и увлажненной тормозной жидкости, низкая вязкость при низких температурах и пологая вязкостно-температурная кривая в широком интервале температур.

Известны тормозные жидкости, получаемые на основе моноэтилового эфира диэтиленгликоля, полипропиленгликоля с мол.м. 1000 и дополнительно содержащие 15,0-20,0 мас.% борных эфиров на основе смеси диэтиленгликоля и моноэтилового эфира триэтиленгликоля [Хаврова Л.Е., Постовалова М.Ф., Александрова М.И., Коблова Н.И. Защита гликолевых тормозных жидкостей от воздействия воды. - Химия и технология топлив и масел, 1983, N 11, стр. 21-22]. За счет использования при приготовлении данной композиции борных эфиров на основе смеси диэтиленгликоля и моноэтилового эфира триэтиленгликоля достигается повышение температуры кипения сухой жидкости до 208-210^oC и увлажненной жидкости до 141-143^oC, и, соответственно, эта жидкость отвечает требованиям стандарта SAE J 1703 по классу ДОТ-3. Недостатками данной тормозной жидкости являются незначительное повышение температуры кипения увлажненной жидкости при использовании борных эфиров смеси диэтиленгликоля и моноэтилового эфира триэтиленгликоля, высокая вязкость жидкости при минусовых температурах.

Наиболее близкой по составу и технической сущности к предлагаемой является композиция тормозной жидкости, содержащая в своем составе 20,0-40,0 мас. % моноэтилового эфира диэтиленгликоля, 5,0 - 15,0 мас.% полипропиленгликоля с молекулярной массой 400-1000 в качестве загущающей добавки, 25,0 - 50,0 мас. % моноэтилового эфира триэтиленгликоля, 20,0 - 40,0 мас.% борных эфиров на основе смеси моноэтилового эфира триэтиленгликоля и бутилкарбитола, остальное - пластификатор, антикоррозионные и антиокислительные присадки [Патент РФ N 2078121, C 10 M 105/00, C 10 N 40/08, 27.04.97, бюл. N 12]. Указанная композиция жидкости за счет использования при ее приготовлении высококипящего моноэтилового эфира триэтиленгликоля и борных эфиров на его основе и бутилкарбитола имеет высокую температуру кипения в пределах 240-250^oC и температуру кипения увлажненной жидкости на уровне 155-165^oC.

Основным недостатком данной композиции является резкое повышение вязкости в области низких температур, что, по-видимому, обусловлено наличием в составе жидкости в основном достаточно вязких при минусовых температурах моноэтилового эфира триэтиленгликоля и борных эфиров производных этиленгликоля. Именно по низкотемпературным свойствам данная композиция не соответствует требованиям стандарта SAE J 1702 и этот недостаток ограничивает применение этой жидкости в условиях Крайнего Севера.

Задачей данного изобретения является создание тормозной жидкости, обладающей улучшенными низкотемпературными свойствами, имеющей высокие значения температуры кипения сухой и увлажненной жидкости и обеспечивающей надежную работу системы тормозов автомобилей при низких температурах.

Для решения этой задачи предлагается тормозная жидкость, содержащая моноэтиловые эфиры ди- и триэтиленгликолей, полипропиленгликоль с молекулярной массой 500-1000 в качестве загустителя, продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с молекулярной массой 100-160, пластификатор, антиокислительную, антикоррозионные присадки при следующем содержании компонентов, мас.%:
Моноэтиловый эфир триэтиленгликоля - 20,0 - 35,0
Полипропиленгликоль с мол.м. 500 - 1000 - 15,0 - 35,0
Продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с мол.м. 100-160 - 5,0 - 25,0
Пластификатор - 2,0 - 5,0
Антиокислительная присадка - 0,1 - 1,0
Антикоррозионные присадки - 0,5 - 1,0
Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля - До 100
Используемый в рецептуре тормозной жидкости моноэтиловый эфир диэтиленгликоля выпускается промышленностью в соответствии с требованиями ТУ 6-01-5757583-6-89 с содержанием основного вещества не менее 95,0 мас.%. Моноэтиловый эфир триэтиленгликоля является побочным продуктом производства моноэтилового эфира диэтиленгликоля, представляет собой гигроскопичную жидкость светло-желтого цвета, имеет температуру кипения при 760 мм рт.ст. 240^oC, температуру застывания минус 44^oC, плотность при 20^oC составляет 1,01 г/см³.

Полипропиленгликоль с мол.м. 500-1000, используемый в композиции тормозной жидкости в качестве загущающей добавки, также производится промышленностью и на рынке реализуется под торговом названием Лапролы, в частности при получении предлагаемого состава тормозной жидкости использовался Лапрол-502М по ТУ 2226-012-05766801-93.

Введение в композицию тормозной жидкости продукта оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с мол.м. 100-160 необходимо с целью улучшения низкотемпературных свойств и повышения температуры кипения увлажненной жидкости на основе моноэтиловых эфиров ди- и триэтиленгликолей. Продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и моноэтиленгликоля с мол.м. 100-160 получают по нижеописанной методике:
В металлический реактор, снабженный перемешивающим устройством, терморубашкой, загружают 250 г монопропиленгликоля, 1,2 г твердого гидроксида калия. При перемешивании и температуре 25-30^oC гидроксид калия растворяют в монопропиленгликоле, после этого реакционную шихту при перемешивании путем подачи теплоносителя в терморубашку реактора нагревают до температуры 110^oC и в реактор из мерника подают оксид этилена. Процесс оксиэтилирования проводят при давлении 3,0 - 5,0 кгс/см, температуре 110-125^oC. Общий расход оксида этилена на данный синтез составляет 145 г, после дозировки этого количества оксида этилена реакционную массу выдерживают при перемешивании и температуре 125^oC до полного срабатывания оксида этилена. Полученный таким образом продукт далее нейтрализуют фосфорной кислотой, из реакционной массы при остаточном давлении 40-60 мм рт.ст., температуре 100-120^oC последовательно отгоняют воду и избыток монопропиленгликоля. После чего целевой продукт фильтрацией очищают от солей, и получают 380 г оксиэтилированного монопропиленгликоля с молекулярной массой 100. Свойства полученных по данной методике продуктов представлены в таблице 2.

Введение в композицию жидкости пластификатора обеспечивает сохранение эксплуатационных характеристик резиновых деталей тормозной системы. Обычно в качестве пластификатора используют эфир ЛЗ-ЭК (сложный эфир моноэтилового эфира диэтиленгликоля и жирных кислот фракции C₅-C₇) ТУ 38.101446-79 или диоктиладипинат ГОСТ 8728-77.

В качестве антиокислительной добавки в тормозную жидкость вводят 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.

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

Пример. Образцы тормозной жидкости готовят в металлическом реакторе объемом 5,0 л путем смещения 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.

Конкретные рецептуры приготовленных образцов тормозной жидкости и их физико-химические свойства представлены в таблицах 3 и 4.

Данные таблиц 3 и 4 показывают, что введение в композицию тормозной жидкости продукта оксилалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с молекулярной массой 100-160 в количестве 5,0 - 25,0 мас.% в совокупности с другими компонентами позволяет улучшить низкотемпературные свойства жидкости и повысить температуру кипения увлажненной жидкости. Повышение концентрации указанного продукта выше 25,0 мас.% приводит к резкому повышению вязкости жидкости при температуре ниже минус 40^oC, хотя при этом температура кипения жидкости продолжает возрастать. Особенностью предлагаемой композиции является одновременное соответствие эксплуатационных характеристик жидкости требованиям стандарта SAE J 1702 и SAE J 1703 и обеспечение пологого изменения вязкости продукта при минусовых температурах. Образцы тормозной жидкости в соответствии с изобретением обладают высокой температурой кипения сухой и увлажненной жидкости при улучшенных низкотемпературных характеристиках, что расширяет возможность использования данной жидкости в меняющихся температурных условиях.

Использование: в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобильной техники. Жидкость содержит, мас.%: моноэтиловый эфир триэтиленгликоля 20-35, полипропиленгликоль с мол. м. 500-1000 в качестве загустителя 15-35, продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с мол. м. 100-160 5-25, антиокислительная присадка 0,1-1,0, пластификатор 2-5, антикоррозионные присадки 0,5-1,0 и моноэтиловый эфир диэтиленгликоля до 100. Технический результат - улучшение низкотемпературных свойств и обеспечение высокой температуры кипения жидкости. 4 табл.

Тормозная жидкость, содержащая моноэтиловые эфиры ди- и триэтиленгликолей, полипропиленгликоль с мол.м. 500 - 1000, пластификатор, антиокислительную и антикоррозионную присадки, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с мол.м. 100 - 160 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Моноэтиловый эфир триэтиленгликоля - 20,0 - 35,0
Полипропиленгликоль с мол.м. 500 - 1000 - 15,0 - 35,0
Продукт оксиалкилирования монопропиленгликоля и/или моноэтиленгликоля с мол.м. 100 - 160 - 5,0 - 25,0
Пластификатор - 2,0 - 5,0
Антиокислительная присадка - 0,1 - 1,0
Антикоррозионные присадки - 0,5 - 1,0
Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля - До 1000