СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НЕГОРЮЧЕЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ Российский патент 2013 года по МПК C10M105/74 C10N40/08 C10N30/10 

Изобретение относится к созданию взрывопожаробезопасной рабочей (гидравлической) жидкости, предназначенной для использования в гидравлических системах авиации, авиационных приборов, в частности самолетов с повышенными стабильными свойствами в широком температурном интервале от минусовых температур до плюсовых температур, в частности до 150°C.

К авиационным рабочим жидкостям предъявляются жесткие требования: они должны быть огнестойки, термически и термоокислительно стабильны, не вызывать повреждения и износ металлических деталей, контактирующих с жидкостью, за счет аэрозионной активности жидкости.

Известна авиационная взрывопожаробезопасная рабочая жидкость для гидросистем самолетов, имеющая состав, мас.% (US 3976585, 1976):

Эпоксидное соединение 0,1-10,0 Полиалкилметакрилат 2,0-20,0 Вода 0,2 Дибутилфенилфосфат До 100

В качестве эпоксидного соединения используют алкил-3,4-эпоксициклогексан.

Указанная композиция имеет высокую огнестойкость. Недостатком этой композиции является низкая термическая стабильность: жидкость выдерживает без ухудшения свойств 200 ч термостатирования при 125°C; свыше 200 ч кислотное число повышается до 0,5 мг КОН, г, коррозия меди достигает 0,4 мг/см³.

Кроме того, недостатком этой композиции является ее высокая эрозионная активность, о чем свидетельствует низкое значение удельной проводимости.

Из US 4076642, 1978 известна рабочая жидкость для гидросистем самолетов, имеющая состав: эпоксидное соединение - 0,1-0,5 мас.%, полиалкилметакрилат - 2,0-20.0 мас.%, вода, дибутилфенилфосфат до 100%.

В качестве эпоксидного соединения используют 2-этилгексил-5,6-эпокси-1,4-этиленциклогексан-2-карбоксилат. Недостатком ее является: низкая термическая стабильность и высокая эрозионная активность. Указанные недостатки ограничивают срок службы жидкости, а также агрегатов гидравлической системы, контактирующих с жидкостью.

ИЗ RU 2009185, 15.03.1994 известна другая рабочая жидкость, используемая в гидравлических системах самолетов, которая содержит, мас.%: эпоксидное соединение (смолу УП-632) - 0,5-5,0, полибутилметакрилат - 5,0-7,5, 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,05-0,2, антрахиноновый краситель 0,0015-0,0025, дибутилфенилфосфат остальное.

Указанная рабочая жидкость не обеспечивает работоспособность в широком диапазоне температур от минусовых (от минус 60°C) до плюсовых температур порядка 150°C и стабильность основных ее характеристик в процессе эксплуатации.

Из MX 2007005385, 09.07.2007 известны функциональные жидкости, применяемые в авиационных гидравлических системах и состоящие из 50% триалкилфосфата (50-75%), и как минимум одного соединения арила (5-20%); типичный состав ее следующий - около 60% трибутилфосфата, около 10% триизобутилфосфата и 10% изопропилатного нафталина, и от 10 до 20% присадок, таких как присадка, улучшающая индекс вязкости (поли(бутил)гексилметакрилат), антиокислитель Ионол, антиокислитель 1,3,5-триметил1-2,4,6-трис(3,5-ди-третбутилгидроксифенил)бензол; диоктилдифениламин, 1,2-ди(фенилтио)этан, медный ингибитор коррозии, 2-этилгексилэпоксициклогексилкарбоксилат MCS-1562 и другие присадки. Данный состав является пожаробезопасным, но очень сложен по составу и приготовлению из-за входящих в его состав множества разных присадок. Состав не обладает стабильными характеристиками в широком интервале температур от минусовых (от минус 60°C) до плюсовых (до плюс 150°C).

Технической задачей заявленного изобретения является получение смазочной композиции негорючей рабочей (гидравлической) жидкости с повышенной взрывопожаробезопасностью для авиационной техники, обеспечивающей стабильную работу гидравлических систем в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C, с улучшенными другими свойствами.

Поставленная техническая задача достигается тем, что смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации содержит базовую основу на основе смеси эфиров фосфорной кислоты, содержащей 67,0-73,0 мас.% трибутилфосфата, 19,0-25,0 мас.% дибутилфенилфосфата и 7,0-9,0 мас.% триизобутилфосфата, загущающую присадку полибутилметакрилат с молекулярной массой 5000-6500, эпоксидную смолу, антиокислительную присадку Агидол 1 2,6-ди-третбутилпаракрезол, антикоррозионную присадку Хромоксан Б перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия, стабилизирующую присадку Ирганокс 1010FF тетракис (3-(3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил)пропионат)пентаэритритола, ингибитор окисления Ирганокс L57 продукт реакции N-фенилбензиламина с 2,4,4-триметилпентеном, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол, пассиватор металла Амино О 2-(8-гептадеценил)-4,5-дигидро-1Н-имидазол-1-этанол, краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

загущающая присадка   полибутилметакрилат с мол. массой 5000-6500 6,0-9,0 эпоксидная смола 6,1-6,5 вышеуказанная присадка Хромоксан Б 0,06-0,1 вышеуказанная присадка Агидол 1 0,025-0,35 стабилизирующая присадка Ирганокс 1010FF 0,45-0,55 ингибитор окисления Ирганокс L 57 0,45-0,55 ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол 0,008-0,012 вышеуказанный пассиватор Амино О 0,008-0,012 указанная базовая смесь эфиров фосфорной   кислоты остальное до 100% вышеуказанный краситель 0,0008-0,0012 (свыше 100%)  

В заявленной композиции в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидные смолы (диэпоксиды) типа эпоксидной смолы Аральдит-СУ 179-1 СН или ERa-4221 (фирма Юнион Карбай), в частности эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексан карбоксилат (US 4206067, 03.06.1980; RU 2167921, 27.05.2001); в качестве антикоррозионной присадки Хромоксан Б используют соли фторсодержащей бета-кетокислоты по ТУ 6-00-02-09321-26-89 (RU 2005718, 15.01.1984).

В таблице 1 указаны нормативные документы для компонентов, используемых в составе смазочной композиции негорючей рабочей жидкости для авиации (авиационных приборов) по изобретению.

В таблице 2 представлен пример смазочной композиции по изобретению. В таблице 3 представлены основные характеристики базовой смеси на основе эфиров фосфорной кислоты, используемой в составе смазочной композиции негорючей рабочей жидкости по изобретению.

В таблице 4 представлены основные свойства смазочной композиции негорючей рабочей жидкости по изобретению.

Смазочную композицию негорючей рабочей (гидравлический жидкости) по изобретению готовят следующим образом.

Для приготовления основы загружают в мешалку в заданном соотношении в любой последовательности компоненты: трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат, триизобутилфосфат. Смесь нагревают до 60-80°C и перемешивают при этой температуре до полного смешения компонентов.

К полученной базовой смеси при нагревании добавляют расчетное количество загустителя - полибутилметакрилата. Смесь основы с загустителем перемешивают при нагревании.

В приготовленную загущенную основу вводят расчетные количества эпоксидной смолы, ХромоксанаБ,Агидола-1, стабилизатора Ирганокс 1010FF, ингибитор Ирганокс L57, 1.2.3-Бензотриазол, ингибитор Амино О, краситель.

Полученную смесь перемешивают при нагревании, охлаждают. Как следует из представленных данных, смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации (авиационных приборов) обладает повышенной пожаровзрывобезопасностью, обеспечивает стабильную работу в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C, с перегревом до плюс 150°C; с улучшенными антикоррозионными, антиэррозионными, антиокислительными, антигидролизными и вязкостными свойствами.

Указанные свойства обеспечиваются за счет экспериментально подобранного качественно-количественного сочетания комбинации смеси определенных эфиров фосфорной кислоты (при их определенных соотношениях) с определенными присадками, что в совокупности обеспечивает получение синергитического эффекта и позволяет расширить область работоспособности рабочей жидкости при использовании ее в авиации.

Таблица 1 Компоненты: Нормативная документация Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты: ТУ 0253-005-07548712-2010 а) трибутилфосфат ТУ 2435-305-05763458-2001 б) дибутилфенилфосфат ТУ 2435-305-05763458-2004 в) триизобутилфосфат ТУ 2435-437-057634-58-2010 Присадки:   - полибутилметакрилат молекулярной массой 5000-6500 СТП 019950-401-016-81 - Эпоксидная смола циклоалифатическая марки УП-632 или марки ARALDITE-CY-179-1 СН ТУ 38.402-62-114-90 с изм.1-2
Сертификат фирмы HUNTSMAN Ингибитор окисления Агидол 1. (-2,6-дитретбутилпаракрезол) ТУ 38.5901237-90 изм.2 Ингибитор окисления Ирганокс 1010FF. (тетраксис-3 (3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил) пропионат) пентаэритритола Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия Ингибитор окисления. Ирганокс L-57. (продукт реакции N-фенилбензиламина с 2,4,4-триметилпентеном). Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия Ингибитор коррозии. Хромоксан Б. (перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия) ТУ 6-00-0209321-26-89 изм.1 Ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол ТУ 6-09-1297-87 изм.1-5 Пассиватор металла. Амино 0. (2-(8-гептадеценил)-4,5-дигидро-1Н-имидазол-1-этанол) Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый ТУ 6-14-118-80 изм.1-3

Таблица 2 № п/п Наименование компонентов Нормативный документ Содержание, мас.% 1 2 3 4   Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты (БСЭФ) или Базовая смесь состава: ТУ 0253-005-07548712-2010 До 100
До 100 1. а) трибутилфосфат ТУ 2435-305-05763458-01 70,0±3,0   б) дибутилфенилфосфат ТУ 2493-370-05763458-2004 22,0±3,0   в) триизобутилфосфат ТУ 2435-437-05763458-2010 8,0±1,0 2. Полибутилметакрилат М.в. 5000 СТП 019950-401-016-81 7,5±1,5 3. Эпоксидная смола марки ARALDITE-CY 179-1 СН сертификат фирмы HUNTSMAN 6,3±0,2 4. Поверхностно-активное вещество Хромоксан (марка Б) ТУ 6-00-0209321-26-89, изм.1 0,08±0,02 5. Присадка антиокислительная «Агидол-1» ТУ 38.5901237-90, изм.2 0,3±0,05 6. Присадка Irganox 1010 FF сертификат фирмы BASF 0,5±0,05         7. Присадка окисления Irganox L-57 сертификат фирмы BASF 0,5±0,05 8. 1,2,3-бензотриазол чистый ТУ 6-09-1291-87 изм.1-5 0,01±0,002 9. Ингибитор коррозии Amine 0 сертификат фирмы BASF 0,01±0,002 10. Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый ТУ 6-14-118-80 изм.1-3 0,001 (сверх 100)

Таблица 3 Наименование показателей Свойства   2. Вязкость кинематическая, мм²/с при температуре, в пределах:     50°C 2,0-3,0 ГОСТ 33 минус 60°C 300-400   3. Плотность при 20°C, г/см³, в пределах 0,9900-0,9950 ГОСТ 3900 4. Кислотное число, мг КОН/г на 1 г   ГОСТ 5985 масла, не более 0,007   5. Массовая доля воды, % не более 0,05 ГОСТ 2477   не нормируется или 14870 раздел 2

Таблица 4 Наименование показателя Значение показателя Примечание 1 2 3 1. Внешний вид Прозрачная жидкость от фиолетового до синего цвета По п.7.3 настоящего стандарта 2. Плотность при 20°C, г/см³ 1,02 ГОСТ 3900 не более не нормируется ASTM D 4052 или ASTM D 4052-09 3.Вязкость кинематическая, мм²/с:   ГОСТ 33 или ASTM D 445 - при 50°C, не менее 8,5   - при минус 60°C, не более 4200   4. Температура застывания, °C, не выше минус 65 ГОСТ 20287 не нормируется ASTM D 97 5. Кислотное число, мг   ГОСТ 5985 или КОН/г на 1 г масла, не более 0,08 ГОСТ 11362   не нормируется ASTM D 664 6. Содержание водорастворимых кислот и щелочей отсутствие ГОСТ 6307 7. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C, не ниже 155 ГОСТ 4333 метод А не нормируется ASTM D 92

Таблица 4 (продолжение.) 8. Термоокислительная стабильность при температуре плюс (150±1)°C в течение 100 ч:   ГОСТ 20944 с дополнением по п.7.4. настоящего стандарта а) вязкость кинематическая после окисления, мм²/с, не более:     - при 50°C 10,5   - при минус 60°C 5000   б) кислотное число после окисления, мг КОН/г,     не более 0,15   в) весовой показатель коррозии, мг/см² поверхности каждого металла, не более: ±0,1 - медь M1;     - сталь 30ХГСА;     - алюминий Д16;     - бронза БрАж-9-4     9. Массовая доля воды, %, не более 0,1 ГОСТ 2477 или ГОСТ 14870, раздел 2 10. Чистота жидкости по ГОСТ 17216, не грубее 10 класса ОСТ 1.41144 с добавлением по п.7.5. настоящего стандарта или ASTM 4898 11. Смазочные свойства на четырехшариковой машине трения при нагрузке 196 Н и температуре 20°C:   ГОСТ 9490 или ASTM D4172 - диаметр пятна износа, мм не нормируется   12. Удельная электрическая проводимость, мкСм/м, не менее 40 По п.7.6. настоящего стандарта 13. Массовая доля эпоксидных смол, %, не менее 0,7 по ГОСТ 12497 с дополнением по п.7.7. настоящего стандарта 14. Массовая концентрация кальция, %, не более 0,0002 ASTM D 4628 15. Массовая концентрация натрия, %, не более 0,0011 ASTM D 5863-00

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции негорючей рабочей (гидравлической) жидкости, содержащей базовую основу на основе смеси эфиров фосфорной кислоты, содержащей 67,0-73,0 мас.% трибутилфосфата, 19,0-25,0 мас.% дибутилфенилфосфата и 7,0-9,0 мас.% триизобутилфосфата, и синергическую смесь присадок. В состав присадок входит загущающая присадка полибутилметакрилат с мол. мас. 5000-6500, эпоксидная смола, антикоррозионная присадка Хромоксан Б, стабилизирующая присадка Ирганокс 1010 FF, ингибитор окисления Ирганокс L 57, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол, пассиватор металла Амино О, краситель при определенных подобранных соотношениях. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазочной композиции негорючей рабочей жидкости с повышенной взрывопожаробезопасностью для авиационной техники, обеспечивающей стабильную работу гидравлических систем в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C. 4 табл.

Смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации, содержащая базовую основу на основе смеси эфиров фосфорной кислоты, содержащей 67,0-73,0 мас.% трибутилфосфата, 19,0-25,0 мас.% дибутилфенилфосфата и 7,0-9,0 мас.% триизобутилфосфата, загущающую присадку полибутилметакрилат с молекулярной массой 5000-6500, эпоксидную смолу, антиокислительную присадку Агидол 1 2,6-дитретбутилпаракрезол, антикоррозионную присадку Хромоксан Б перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия, стабилизирующую присадку Ирганокс 1010 FF тетракис(3-(3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил)пропионат)пентаэритритола, ингибитор окисления Ирганокс L57 продукт реакции N-фенилбензиламина с 2,4,4-триметилпентеном, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол, пассиватор металла Амино О 2-(8-гептадеценил)-4,5-дигидро-1Н-имидазол-1-этанол, краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
загущающая присадка полибутилметакрилат 6,0-9,0 эпоксидная смола 6,1-6,5 вышеуказанная присадка Хромоксан Б 0,06-0,1 вышеуказанная присадка Агидол 1 0,025-0,35 вышеуказанная стабилизирующая присадка Ирганокс   1010 FF 0,45-0,55 вышеуказанный ингибитор окисления Ирганокс L57 0,45-0,55 ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол 0,008-0,012 пассиватор металла Амино О 0,008-0,012 указанная базовая смесь эфиров фосфорной кислоты остальное до 100%   краситель органический жирорастворимый 0,0008-0,0012 фиолетовый антрахиноновый (свыше 100%)