ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2002 года по МПК C10M105/08 C10M105/08 C10M105/10 C10M105/14 C10M105/18 C10M101/04 C10N40/08 

Изобретение относится к области тормозных жидкостей (ТЖ), используемых в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобильной и другой автотехники, снабженной, в частности, барабанными тормозами.

Предлагаемое техническое решение может найти также применение в качестве дешевой гидравлической жидкости в других областях техники.

В настоящее время при эксплуатации современных автомобилей с дисковыми тормозами широко используются ТЖ классов ДОТ-3 и ДОТ-4. Эти жидкости получают на полигликолевой основе, по своим свойствам они отвечают современным требованиям, обеспечивают необходимый уровень набухания резин на бутадиенстирольной и этилен-пропиленовой основах, в частности резины марки 51-1524. С другой стороны, отечественный автопарк насчитывает большое количество автомобилей и др. техники, тормозные или гидравлические системы которых снабжены манжетами из резины на основе натурального каучука, в частности на основе резины марки 7-2462. В качестве ТЖ для такого рода тормозов чаще всего используют ТЖ на основе касторового масла или на основе других масел растительного или животного происхождения.

Касторовое масло выгодно отличается от других типов загустителей ТЖ, называемых обычно смазкой, своей отличной смазывающей способностью и пластифицирующими свойствами по отношению к указанной выше марке резины. В силу этих обстоятельств к ТЖ на основе касторового масла проявляется определенный интерес со стороны потребителей, и объем выпуска таких ТЖ до сих пор занимает значительное места на рынке ТЖ в РФ.

Известна композиция ТЖ на основе касторового масла, в состав которой входят 40-48 мас.% касторового масла; 29-37 мас.% этилового эфира этиленгликоля (этилцеллозольва); 17-25 мас. % этилового эфира диэтиленгликоля (этилкарбитол) и небольшие количества различных присадок (1 - патент Польши 135268).

Эта ТЖ характеризуется хорошими потребительскими свойствами, а именно достаточно высокой температурой кипения, низкой агрессивностью по отношению к металлам, к резине и др. свойствами.

Недостатком этой ТЖ является то, что в композиции используются дорогостоящие этилцеллозольв и этилкарбитол, что приводит к удорожанию тормозной жидкости и делает ее неконкурентоспособной на рынке.

Известна также отечественная ТЖ марки "БСК", широко используемая на грузовых автомобилях и на некоторых марках легковых автомобилей и эксплуатируемых в условиях умеренного климата и которая может рассматриваться ближайшим аналогом (прототипом) заявляемой ТЖ (справочник "Топливо, смазочные материалы, технические жидкости", М.: Химия, 1989, с. 186-188 (Под редакцией В.М. Школьникова).

Жидкость "БСК" представляет собой смесь рафинированного касторового масла (50%) с н-бутиловым спиртом (49,989%). Для придания ТЖ определенного цвета используют краситель (0,011%).

Недостатками известной ТЖ являются низкая температура кипения (около 115^oС) отсутствие совместимости ТЖ с жидкостями на полигликолевой основе; низкая морозостойкость, в результате чего она способна кристаллизоваться при температурах минус 25^oC и ниже. Это обстоятельство приводит к серьезным проблемам при эксплуатации автомобилей в зимнее время.

Технической задачей данного изобретения является улучшение свойств тормозной жидкости и расширение сырьевой базы.

Поставленная задача достигается тем, что тормозная жидкость, содержащая касторовое масло, растворитель и краситель, в качестве растворителя содержит моно-, и/или ди-, и/или триэтиленгликоли или их смесь с высшими гликолями, моноалкиловые эфиры (С₁-C₄) моно-, ди-, триэтиленгликолей или их смесь с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Масло касторовое - 15-40
Моно-, и/или ди-, и/или триэтиленгликоли или их смесь с высшими гликолями - 5-55
Моноалкиловые эфиры (С₁-С₄) моно-, ди-, триэтиленгликолей или их смесь с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты - 29,99-61
Краситель - 0,001-0,01
Согласно данному изобретению в качестве растворителя ТЖ выступает смесь гидроксилсодержащих соединений, включающая гликоли (моно, или ди-, или триоксиалкиленгликоли, или их смеси с высшими гликолями), и/или моноалкиловые эфиры (C₁-C₄) указанных гликолей, или их смеси с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты или их смеси с указанными гликолями, или с моноэфирами гликолей.

Используемые в данном изобретении гликоли или смеси гликолей являются товарными продуктами и выпускаются в промышленности в значительных количествах, например диэтиленгликоль и диэтиленгликоль неочищенный, триэтиленгликоль и их смеси с высшими гликолями, моно- и дипропиленгликоль и др.

Моноалкиловые эфиры (C₁-C₄) указанных гликолей, представляемые общей формулой,

где R - алкил (C₁-C₄);
R¹ - Н или СН₃;
n - число 1-8,
являются продуктами оксиалкилирования спиртов (метиловый, этиловый, бутиловые спирты и др.). Эти продукты могут быть использованы как в индивидуальном виде (целлозольвы, карбитолы и т.д.), так и в виде смесей после завершения полимеризационного процесса в виде так называемых полимеризатов - сырцов.

Согласно данному изобретению из гомологического ряда алифатических спиртов предпочтительными являются бутиловые, амиловые и др. спирты. Из серии циклических спиртов для достижения поставленной в изобретении цели могут быть использованы циклогексанол

фуриловый

и тетрагидрофуриловые спирты

а также диоксановые спирты и их смеси.

Последние являются побочными высококипящими продуктами производства диметилдиоксана и выпускаются в промышленности под наименованием "флотореагент" различных марок.

В общем виде диоксановые спирты представляются общими формулами:



В качестве смазки в предлагаемой ТЖ служит касторовое масло, получаемое методом прессования или экстракции семян клещевины.

Для придания ТЖ определенного цвета, в частности оранжево-красного цвета, используют известный жирорастворимый краситель красный "с".

Процесс получения ТЖ согласно данному изобретению состоит в простом смешении компонентов. Процедуру смешения проводят при температуре окружающей среды в соответствии с принятой рецептурой в течение 1-2 ч. Краситель ввиду его незначительного количества целесообразно вводить в форме концентрата, например в виде концентрированного раствора в одном из гликолевых компонентов или в самой тормозной жидкости.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1
В реактор вместимостью 1 м³ загружают компоненты ТЖ в следующем соотношении, мас.%:
Масло касторовое - 25,0
Растворитель, в том числе: - 74,995
- диэтиленгликоль - 22,95
- триэтиленгликоль - 2,05
- монометиловый эфир (C₁)
- этиленгликоля - 23,248
- диэтиленгликоля - 22,747
- триэтиленгликоля - 3,50
- спирт бутиловый - 0,5
Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,005
Смесь перемешивают при температуре помещения в течение 1 ч, затем фильтруют и получают тормозную жидкость с показателями, которые приведены в таблице.

Пример 2
В аппарате с мешалкой смешивают компоненты ТЖ в следующем соотношении, мас.%:
Масло касторовое - 30,0
Растворитель, в том числе: - 69,990
- диэтиленгликоль - 40,0
- моноэтиловый эфир (С₂)
- диэтиленгликоля - 19,990
- спирт бутиловый - 10,0
- Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,01
Смесь перемешивают, фильтруют и получают тормозную жидкость с показателями, приведенными в таблице.

Пример 3
В реакторе с мешалкой смешивают следующие компоненты, мас.%:
Масло касторовое - 40,0
Растворитель, в том числе: - 59,993
- моноэтиленгликоль - 0,5
- диэтиленгликоль - 3,14
- триэтиленгликоль - 1,36
- монометиловый эфир (C₁)
- моноэтиленгликоля - 0,25
- диэтиленгликоля - 0,50
- триэтиленгликоля - 36,25
- высших гликолей со степенью присоединения оксида этилена n = 4-8 - 7,993
- циклогексанол - 10
Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,007
После перемешивания и фильтрации получают тормозную жидкость с показателями, представленными в таблице.

Пример 4
В аппарате с мешалкой смешивают компоненты тормозной жидкости в следующем соотношении, мас.%:
Масло касторовое - 20,0
Растворитель, в том числе: - 79,999
- триэтиленгликоль - 19,0
- монобутиловые эфиры (С4) - моноэтиленгликоля - 3,25
- диэтиленгликоля - 43,849
- высших гликолей - 3,9
- спирт бутиловый - 10
Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,001
После перемешивания и фильтрации получают тормозную жидкость, показатели которой представлены в таблице.

Пример 5
В аппарате с мешалкой смешивают компоненты в следующем соотношении, мас. %:
Масло касторовое - 15,0
Растворитель, в том числе: - 84,995
- диэтиленгликоль - 30,0
- триэтиленгликоль - 25,0
- циклогексанол - 15,0
- спирт бутиловый - 14,995
Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,005
Смесь фильтруют и получают тормозную жидкость, свойства которой приведены в таблице.

Пример 6
В реакторе с мешалкой смешивают компоненты тормозной жидкости в следующем соотношении, мас.%:
Масло касторовое - 23,998
Растворитель, в том числе: - 76,0
- триэтиленгликоль - 15,0
- монометиловые эфиры (C₁) - моноэтиленгликоля - 0,263
- диэтиленгликоля - 0,527
- триэтиленгликоля - 2,950
- высших гликолей - 7,260
- смесь диоксановых спиртов - 45,0
- спирт бутиловый - 5,0
Краситель жирорастворимый красный "С" - 0,002
После перемешивания тормозную жидкость фильтруют и получают продукт со следующими показателями:
1. Температура кипения, ^oС 177,0
2. Вязкость кинематическая, мм²/с, при:
50^oС - 10,2
70^oС - 5,57
0^oС - 100,8
3. Активность ионов водорода, (рН) 7,65
4. Взаимодействие с металлами:
Изменение массы металлических пластин, мг/см²:
- сталь 10 - 0,0293
- чугун СЧ 18-36 - 0,0109
- алюминиевый сплав Д16 - 0,0340
- латунь - 0,0050
- медь - 0,043
5. Изменение объема образца резины 7-2462,% 7,02
6. Температура начала кристаллизации, ^oС ниже -40
Заявляемая ТЖ по сравнению с известными аналогами благодаря использованию широкого ассортимента гликолевого сырья полностью совместима со всеми ТЖ на полигликолевой основе, в частности с отечественными ТЖ марок "Нева", "Томь" и "Роса". Важным преимуществом предлагаемой ТЖ в сравнении с прототипом является ее более высокая температура кипения и более низкая температура застывания, что очень важно с точки зрения эксплуатации автомобиля в зимних условиях.

Использование: в тормозных жидкостях (ТЖ), применяемых в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобильной и другой автотехники, снабженной, в частности, барабанными тормозами, а также в качестве дешевой гидравлической жидкости в других областях техники. ТЖ содержит, мас.%: масло касторовое 15-40, моно-, и/или ди-, и/или триэтиленгликоли или их смесь с высшими гликолями 5-55, моноалкиловые эфиры (С₁-С₄) моно-, ди-, триэтиленгликолей или их смесь с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты 29,99-61, краситель 0,001-0,01. Технический результат - повышение температуры кипения и снижение температуры застывания, улучшение технико-экономических показателей. 1 табл.

Тормозная жидкость, содержащая касторовое масло, растворитель и краситель, отличающаяся тем, что в качестве растворителя она содержит моно-, и/или ди-, и/или триэтиленгликоли или их смесь с высшими гликолями, моноалкиловые эфиры (С₁-С₄) моно-, ди-, триэтиленгликолей или их смесь с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Масло касторовое - 15 - 40
Моно-, и/или ди-, и/или триэтиленгликоли или их смесь с высшими гликолями - 5 - 55
Моноалкиловые эфиры (С₁-С₄) моно-, ди-, триэтиленгликолей или их смесь с моноэфирами высших гликолей, и/или алифатические, и/или циклические спирты - 29,99 - 61
Краситель - 0,001 - 0,01