ВЗРЫВОПОЖАРОБЕЗОПАСНАЯ РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2015 года по МПК C10M105/74 C10M141/10 C10N40/08 C10N30/10 

Изобретение относится к созданию взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, предназначенной для использования в гидравлических системах авиационной техники (в частности - пассажирских самолетов), предъявляющих особые требования к огнестойкости применяемых гидравлических жидкостей.

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.

Наиболее близкой к предложенной является 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 известной 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).

Задачей изобретения является получение взрывопожаробезопасной рабочей жидкости с улучшенной термоокислительной и гидролитической способностью, а также смазочной способностью.

Технический результат заключается в повышении термоокислительной стабильности, смазочных свойств и гидролитической устойчивости рабочей жидкости.

Технический результат достигается тем, что во взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, содержащей смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, согласно изобретению смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

полибутилметакрилат 7,0-11,0 эпоксидное соединение 2,0-5,0 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,06-0,14 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол 0,4-1,0 пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат 0,25-0,75 алкилированный фенил-альфа-нафтиламин 0,8-1,2 1,2,3-бензотриазол 0,005-0,015 краситель 0,001-0,005 смесь эфиров фосфорной кислоты до 100,

при соотношении эфиров фосфорной кислоты в смеси, мас.%:

трибутилфосфат 70,0-80,0 дибутилфенилфосфат 4,0-10,0 триизобутилфосфат 10,0-20,0 триксиленилфосфат 4,0-10,0

В таблице 1 приведены характеристики используемых сырьевых компонентов для приготовления рабочей жидкости.

Таблица 1. № Наименование Марка Нормативный документ 1 Трибутилфосфат Трибутилфосфат технический ТУ 2435-305-05763458-2001 2 Дибутилфенилфосфат Дибутилфенилфосфат ТУ 2493-370-05763458-2004 3 Триизобутилфосфат Триизобутилфосфат ТУ 2435-437-05763458-2010 4 Трикслиленилфосфат Масло Reolube OMTI Сертификат поставщика (импорт) 5 Полибутилметакрилат Полибутилметакрилат СТП 019950-401-016 с изм.1-3 6 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат Эпоксидная смола ERL-4221 Сертификат поставщика (импорт) 7 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия Поверхностно-активное вещество Хромоксан ТУ 6-00-020932-26-89 с изм.1 8 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол Присадка Агидол-1 ТУ 38.5901237-90 с изм.1-8 9 Пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат Присадка Агидол-110 ТУ 2492-447-05742686-2006 10 Алкилированный фенил-альфа- Присадка ФАД СТП 0199-50-401-035

  нафтиламин     11 1,2,3-бензотриазол 1,2,3-Бензотриазол чистый ТУ 6-09-1291-87 с изм.1-5 12 Краситель Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый ТУ 6-14-118-80 с изм.1-3

Предложенную взрывопожаробезопасную рабочую жидкость приготавливали следующим образом.

В аппарат с перемешивающим устройством, оборудованный рубашкой с паровым подогревом, загружали в заданном соотношении в любой последовательности компоненты: базовой смеси эфиров фосфорной кислоты. Смесь нагревали до 60-80°C и перемешивали при этой температуре до полного смешения компонентов. К полученной базовой смеси при постоянном перемешивании и нагреве добавляли расчетное количество загустителя - полибутилметакрилата. Смесь основы с загустителем перемешивали при температуре 70-90°C. В приготовленную загущенную основу вводили расчетные количества присадок в любой последовательности. Полученную смесь перемешивают при нагревании, охлаждают.

Приготовление образца в соответствии с ближайшим аналогом осуществляли по схожей технологии.

В таблице 2 приведены составы приготовленных образцов рабочей жидкости.

Таблица 2. Наименование компонентов Состав взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, масс.% Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец по RU 2476586 Полибутилметакрилат 7,4 8,65 10,7 9,8 Эпоксидная смола ERL-4221 2,0 2,5 5,0 - Эпоксидная смола ARALDITE-CY 179-1 СН - - - 6,3 Поверхностно-активное вещество Хромоксан 0,06 0,08 0,14 0,08 Присадка Агидол-1 0,4 0,5 1,0 0,3 Присадка Агидол-110 0,25 0,3 0,75 - Стабилизирующая присадка Ирганокс 1010 FF - - - 0,5

Присадка ФАД 0,8 0,9 1,2 - Ингибитор окисления Ирганокс L-57 - - - 0,5 1,2,3-Бензотриазол чистый 0,005 0,008 0,015 0,008 Пассиватор Амино О - - - 0,01 Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый 0,002 0,001 0,003 0,001 Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты (БСЭФ): До 100 Трибутилфосфат технический 70,0 73,0 76,0 70,0 Дибутилфенилфосфат 4,0 7,0 10,0 22,0 Триизобутилфосфат 20,0 15,0 10,0 8,0 Масло Reolube OMTI 6,0 5,0 4,0 -

В таблице 3 приведены свойства приготовленных образцов предложенной рабочей жидкости и образца рабочей жидкости в соответствии с ближайшим аналогом.

Таблица 3. Наименование показателя Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец по RU 2476586 1. Плотность при 20°С, г/см³ 1,0012 1,0019 1,0087 1,01 2. Вязкость кинематическая, мм²/с:         при 50°C 8,8 8,95 9,4 8,99 при минус 60°C 3415 3050 2897 3240 5. Кислотное число, мг КОН на 1 г масла         0,001 0,006 0,03 0,03 8.Термоокислительная стабильность при температуре плюс (150±1)°C, 300 ч.         - вязкость кинемат. после окисления, мм²/c

при 50°C 9,35 9,29 9,51 9,47 при минус 60°C 3642 3180 2990 4080 - кислотное число после окисления, мг КОН на 1 г 0,008 0,016 0,034 0,031 - весовой показатель коррозии, мг/см² поверхности каждого металла         медь M1 Отсутствие Отсутствие Отсутствие -0,03 сталь 30ХГСА Отсутствие Отсутствие Отсутствие 0,01 алюминий Д-16 Отсутствие Отсутствие Отсутствие -0,02 бронза БРАЖ-9-4 Отсутствие Отсутствие Отсутствие 0,01 - показатель фильтруемости 0,97 0,94 0,96 0,54 11. Смазочные свойства диаметр пятна износа, мм         0,37 0,46 0,55 0,64         12. Удельная электрическая проводимость, мкСм\м         41 44 52 41         15. Гидролитическая устойчивость:         - внешний вид Однородная, прозрачная Однородная, прозрачная Однородная, прозрачная Однородная, прозрачная         жидкость без осадка и смол жидкость без осадка и смол жидкость без осадка и смол жидкость без осадка и смол         - изменение кислотного числа, мг КОН/1 г +0,315 +0,224 +0,108 +0,59 - реакция водного слоя по индикатору нейтральная нейтральная нейтральная кислая - показатель коррозии меди M1, мг/см³ 0 0 0 0,31 - изменение кин. вязкости при температуре 50°C -2,75 -2,11 -1,59 -2,55

Из приведенных в таблице 3 данных видно, что предложенная рабочая жидкость превосходит рабочую жидкость по ближайшему аналогу по термоокислительной стабильности (кинематическая вязкость при минус 60°C, весовой показатель коррозии, показатель фильтруемости), по смазочным свойствам и по гидролитической устойчивости (изменение кислотного числа, реакция водного слоя по индикатору и показатель коррозии меди).

Настоящее изобретение относится к взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, содержащей смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, при этом смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: полибутилметакрилат 7,0-11,0; эпоксидное соединение 2,0-5,0; 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,06-0,14; 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол 0,4-1,0; пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)пропионат 0,25-0,75; алкилированный фенил-альфа-нафтиламин 0,8-1,2; 1,2,3-бензотриазол 0,005-0,015; краситель 0,001-0,005; смесь эфиров фосфорной кислоты до 100, при соотношении эфиров фосфорной кислоты в смеси, мас.%: трибутилфосфат 70,0-80,0; дибутилфенилфосфат 4,0-10,0; триизобутилфосфат 10,0-20,0; триксиленилфосфат 4,0-10,0. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение термоокислительной стабильности, смазочных свойств и гидролитической устойчивости рабочей жидкости. 3 табл.

Взрывопожаробезопасная рабочая жидкость, содержащая смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, отличающаяся тем, что смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
полибутилметакрилат 7,0-11,0 эпоксидное соединение 2,0-5,0 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,06-0,14 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол 0,4-1,0 пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)пропионат 0,25-0,75 алкилированный фенил-альфа-нафтиламин 0,8-1,2 1,2,3-бензотриазол 0,005-0,015 краситель 0,001-0,005 смесь эфиров фосфорной кислоты до 100,