Тормозная жидкость

 

Использование: в гидроприводах тормозов и сцеплений современной автомобильной техники. Тормозная жидкость (ТЖ) имеет следующий состав, мас.%: смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей и/или смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200 - 1000 ед. 5,86 - 44,15, смесь моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы RO[СН₂-CH(R¹)O]_nH (1) или смесь полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (С₁-С₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общих формул (2) и (3): {RO- [CH₂CH(R¹)O] _n} ₃ В (2) МеO-B{[OCH(R¹)CH₂]_nOR}₂ (3), или смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля или высших гликолей, где R - алкил(С₁-C₄), R¹ - метил (СН₃) или Н; n - целое число 1 - 10; Me - атом щелочного металла - Na, К, 27,47 - 91,873, пластификатор 1 - 5, антикоррозионные присадки 0,05 - 0,70, антиокислительные присадки 0,1 - 0,39, антивспенивающие присадки 0,001 - 0,005. ТЖ может содержать соль щелочного металла и слабой кислоты, например, уксусной, пропионовой, борной, бензойной и других кислот в количествах, соответствующих величине 0,045 - 0,196%. Технический результат: упрощение технологии за счет использования смеси технических продуктов и получение тормозной жидкости, отвечающей требованиям класса ДОТ-3 в соответствии с действующими международными нормами. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Данное изобретение относится к области тормозных жидкостей (ТЖ), пригодных для использования в гидроприводах тормозов и сцеплений современной автомобильной техники.

Оно может также найти применение в технологии получения различных гидравлических жидкостей, теплоносителей, синтетических масел и в целом ряде других применений.

В связи с необходимостью обеспечения безопасности движения транспортного средства к современным ТЖ предъявляют повышенные требования в отношении их качества и надежности при эксплуатации.

Современные тормозные жидкости, выпускаемые у нас в стране и за рубежом, относятся в основном к двум классам - жидкости класса ДОТ-3 и класса ДОТ-4. Главными отличительными признаками, по которым ТЖ можно отнести к тому или иному классу, являются их температуры кипения в сухом и увлажненном состояниях.

Основные требования к ТЖ сформулированы в ряде международных и национальных стандартов.

В частности на жидкости класса ДОТ-3 разработана спецификация SAEY 1703, а на жидкости класса ДОТ-4 разработан стандарт FMVSS-116^а.

Известна композиция ТЖ, состоящая из монометилового эфира триэтиленгликоля, полиоксиэтиленгликоля с молекулярной массой 300; полного эфира борной кислоты и монометилового эфира триэтиленгликоля и присадок (US 3625899) [1] . По своим качественным характеристикам эта ТЖ удовлетворяет требованиям стандарта на жидкости класса ДОТ-4.

Недостатком известной ТЖ являются трудности по получению моноэфира триэтиленгликоля путем дорогостоящих операций дистилляции или ректификации, что приводит как к удорожанию сырья, так и самой ТЖ.

Введение в состав ТЖ эфиров борной кислоты позволяет защитить ТЖ от воздействия влаги и такие примеры описаны во многих патентах (US 3711410, FR 2292034, JP 62-246998) [2 - 4].

Недостатком этих ТЖ является высокая стоимость используемого сырья, что в условиях рыночной экономики делает их неконкурентноспособным товаром.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой тормозной жидкости является ТЖ, описанная в (DE 3627432) [5]. Известная ТЖ включает в себя гликоли - диэтиленгликоль или дипропиленгликоль, триэтиленгликоль или трипропиленгликоль; простые эфиры указанных гликолей и набор присадок, модифицирующих потребительские свойства продукта. Причем доля ди-, триэтиленгликоля в сумме с ди-, трипропиленгликолем, как базовых компонентов ТЖ, должна составлять 15 - 30%. По своим свойствам эта ТЖ удовлетворяет требованиям стандарта на жидкости класса ДОТ-3 и ДОТ-4. Основным недостатком ТЖ по прототипу (5) является то, что она основана на применении индивидуальных гликолевых компонентов, выделение которых в чистом виде сопряжено с дорогостоящими операциями дистилляции высококипящих гликолей.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение сырьевой базы и разработка современной конкурентноспособной тормозной жидкости.

Поставленная задача достигается тем, что ТЖ в качестве полигликолевой основы содержит смеси технических продуктов, а именно: смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей и/или смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200 - 1000 ед.

Смесь моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы (1) или смесь полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общих формул (2) и (3) , или смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей, где R - алкил (C₁-C₄); R¹ - метил (CH₃) или H; n - целое число 1-10; Me - атом щелочного металла, Na, K
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей и/или смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200 - 1000 ед. - 5,86 - 44,15;
смесь моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы (1);
или смесь полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общих формул (2) и (3);
или смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей - 27,47 - 91,873;
Пластификатор - 1,5;
Антикоррозионные присадки - 0,05 - 0,70;
Антиокислительные присадки - 0,1 - 0,39;
Антивспенивающие присадки - 0,001 - 0,005.

Кроме того, заявляемая ТЖ может содержать соль щелочного металла и слабой кислоты, например, уксусной, пропионовой, борной, бензойной и других кислот в количествах, соответствующих величине - 0,045 - 0,196%.

Согласно данному изобретению полигликолевая основа ТЖ представляет собой не смесь индивидуальных представителей того или иного олигомергомологического ряда, а различные смеси технических гликолей, смеси моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей или смеси полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (C₁-C₄)полиоксиалкиленгликолей, как промышленно производимых продуктов.

В качестве эфиров борной кислоты могут служить также продукты взаимодействия борной кислоты с моно-, ди-, триэтиленгликолем и высшими гликолями или их смесями.

Полигликолевые смеси согласно данному изобретению являются продуктами присоединения окиси этилена или окиси пропилена к спиртам (C₁-C₄) или гликолям и выпускаются отечественной промышленностью.

Для реализации предлагаемого технического решения отпадает необходимость использования индивидуальных гликолей и последующего их смещения. Это обстоятельство позволяет достичь большого экономического эффекта и существенно упростить технологической процесс. Кроме того, использование смесей с широким молекулярно-массовым распределением компонентов, вместо индивидуальных веществ, позволяет в широких пределах варьировать свойства ТЖ, в частности температуру кипения, вязкостно-температурные свойства и другие характеристики.

Смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей является отходом производства моноэтиленгликоля.

Смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200, 500 и 1000 ед. является продутом оксипропилирования гликолей.

Смесь монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. и их полных борных эфиров является продуктом оксиэтилирования метанола.

Смесь моноэтиловых эфиров моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших моноэфиров гликолей в смеси с гликолями является отходом производства этилцеллозольва. Аналогичные смеси монобутиловых эфиров гликолей являются отходом производства бутилцеллозольва.

Все эти смеси гликолей и их моноалкиловые эфиры являются товарными продуктами и выпускаются промышленностью.

Для улучшения набухаемости резины предлагаемая ТЖ содержит пластификатор. В качестве такового используют известные сложные эфиры органических кислот (адипиновой, себациновой и др.) и жирных спиртов. Роль пластификатора резины выполняют также и смеси монобутиловых эфиров полиоксиалкиленгликолей.

Для защиты ТЖ от термоокисления используют антиоксиданты фенольного типа. Для этих целей пригодны также и другие типы антиоксидантов, используемых для стабилизации полимеров.

В качестве антикоррозионных присадок предлагаемая ТЖ содержит бензотриазол, толилтриазол, жидкий октилированный или бутилированный дифениламин (продукт "Irganox L-57"), буру, морфолин и др.

Для предотвращения вспенивания в качестве присадок ТЖ содержит силоксановые жидкости, например полиметилсилоксаны марок ПМС-400, ПМС-200А и др.

Используемые в предлагаемой ТЖ присадки (антиокислительные, антикоррозионные, антивспенивающие) удобно вводить в состав ТЖ не в индивидуальном виде, что связано с большими неудобствами, а в виде концентрата, в частности, в виде так называемого КТЖ-5. С этой целью в отдельном аппарате готовится концентрированный раствор этих присадок в одном из гликолевых компонентов. Потом этот концентрат присадок в необходимом количестве загружают в аппарат для смешения с олигомерной основой ТЖ.

Собственно процесс получения ТЖ достаточно прост и состоит в подготовке соответствующего оборудования, загрузке компонентов, перемешивании содержимого реактора при температуре (80±5)^oC в течение 1-2 ч, последующей фильтрации и розливе готового продукта в тару.

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1.

В реактор вместимостью 1 м³ загружают следующие компоненты, в мас.%.

1. Смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей, в т. ч. - 22,999:
а) диэтиленгликоль - 26,44;
б) триэтиленгликоль - 2,36.

2. Смесь монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля средней молекулярной массы 195 ед. общей формулы (1) - 68,2.

CH₃O(CH₂CH₂O)_nH, содержащая (1),
в т.ч. ацетат натрия - 0,136;
где n - целое число 1-10.

3. Диоктиладипинат - пластификатор - 1,0.

4. Присадки антикоррозионные - 0,7,
в том числе: а) морфолин - 0,4;
б) толилтриазол - 0,2;
в) бура - 0,1.

5. Дифенилолпропан - присадка антиокислительная - 0,1.

6. Полиметилсилоксан ПМС-400 - присадка антивспенивающая - 0,001.

Содержимое аппарата перемешивают при температуре до (80±5)^oC в течение 1 ч, затем фильтруют на фильтр-прессе и получают тормозную жидкость, с показателями, суммированными в таблице, и удовлетворяющую требованиям стандарта SAEY 1703 на ТЖ класса ДОТ-3.

Пример 2.

В реактор по примеру 1 загружают следующие компоненты, в мас.%.

1. Полиоксипропилендиол средней молекулярной массы 200 ед. - 22,6.

2. Смесь монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля средней молекулярной массы 220 ед. общей формулы (1) - 54,515.

CH₃O(CH₂CH₂O)_nH, содержащая (1)
в т.ч. бензоат натрия - 0,196,
где n - целое число 1-10.

3. Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля - 19,865.

4. Диоктиладипинат - пластификатор - 2,315.

5. Присадки антикоррозионные - 0,5,
в т.ч.: а) бензотриазол - 0,2;
б) бура - 0,071;
в) дибутиламин - 0,229.

6. Ионол - присадка антиокислительная - 0,2.

7. Полиметилсилоксан ПМС 200А - присадка антивспенивающая - 0,005.

После перемешивания и фильтрации получают тормозную жидкость, показатели которой приведены в таблице.

Пример 3.

В реакторе вместимостью 100 дм³ смешивают следующие компоненты, в мас.%.

1. Полиоксипропилендиол со средней молекулярной массой 200 - 1000 ед., содержащий - 40,0,
в т.ч. - ионол - 0,08.

2. Смесь монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы (1) - 27,473.

CH₃O(CH₂CH₂O)_nH (1),
где n - целое число 1-8.

3. Смесь полных эфиров борной кислоты и монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля средней молекулярной массы 140 ед. общих формул (2) и (3)
[CH₃O(CH₂CH₂O)_n]₃B (2)
NaO-B[(OCH₂CH₂)_nOCH₃]₂ (3) - 27,363.

4. Эфир Л3-ЭК - пластификатор, представляющий собой продукт взаимодействия этилкарбитола со смесью монокарбоновых кислот (C₅-C₆) - 5,0.

5. Толилтриазол - присадка антикоррозионная - 0,05.

6. Присадки антиокислительные - 0,191,
в т.ч. - дифенилолпропан - 0,111;
- ионол - 0,08.

7. Полиметилсилоксан ПМС 200А - присадка антивспенивающая - 0,003.

После перемешивания и фильтрации получают тормозну жидкость класса ДОТ-3 (см. показатели в таблице).

Пример 4.

По примеру 1 смешивают следующие компоненты, в мас.%.

1. Полиоксипропилендиол со средней молекулярной массой 500 ед. - 14,97.

2. Монопропиловый эфир диэтиленгликоля - 72,156.

3. Смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля, и высших гликолей - 11,2,
в т.ч. а) диэтиленгликоля - 10,22;
б) триэтиленгликоля - 0,98.

4. Присадки антикоррозионные, - 0,28,
в т.ч. морфолин - 0,16;
бура - 0,04;
толилтриазол - 0,08.

5. Присадки антиокислительные - 0,39,
в т.ч. а) дифенилолпропан - 0,36;
б) ионол - 0,03.

6. Полиметилсилоксан ПМС-400 - 0,004.

7. Диоктиладипинат - пластификатор - 1,0.

После перемешивания и фильтрации получают тормозную жидкость, удовлетворяющую требованиям класса ДОТ-3 (см. таблицу).

Пример 5.

В реакторе вместимостью 100 дм³ смешивают следующие компоненты, в мас.%.

1. Смесь монометиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля средней молекулярной массы 160 ед. общей формулы (1) - 34,905.

CH₃O(CH₂CH₂O)_nH, содержащая (1),
в т. ч. ацетат калия - 0,045.

2. Смесь монобутиловых эфиров гликолей - 34,905,
в т. ч.

- монобутиловый эфир моноэтиленгликоля - 1,745;
- монобутиловый эфир диэтиленгликоля - 31,061;
- монобутиловые эфиры высших гликолей - 2,094.

3. Смесь моноэтиловых гликолей - 27,923,
в т. ч.

- моноэтиловый эфир моноэтиленгликоля - 0,14;
- моноэтиловый эфир триэтиленгликоля - 16,76;
- моноэтиловые эфиры высших гликолей - 5,16;
- моноэтиленгликоль - 0,28;
- диэтиленгликоль - 5,58.

4. Диоктиладипинат - пластификатор - 1,745.

5. Антикоррозионные присадки - 0,419,
в т.ч. - бензотриазол - 0,1;
- дибутиламин - 0,21;
- бура - 0,1.

6. Антиокислительная присадка - дифенилолпропан - 0,1.

7. Антивспенивающая присадка - ПМС-200А - 0,003.

После перемешивания и фильтрации получают тормозную жидкость в соответствии с требованиями стандарта SAEY 1703 (см. таблицу).

Пример 6.

В реактор вместимостью 100 дм³ загружают следующие компоненты, в мас.%.

1. Полиоксипропилендиол средней молекулярной массы 500 ед. - 27,594.

2. Смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей - 27,594, содержащая, в т.ч.

- диэтиленгликоль - 15,107;
- триэтиленгликоль - 1,449.

3. Моноэтиловый эфир диэтиленгликоля - 41,834.

4. Пластификатор - диоктиладипинат - 2,497.

5. Антикоррозионные присадки - 0,379,
в т. ч.

- октилированный дифениламин - 0,103;
- морфолин - 0,207;
- бура - 0,069.

6. Антиокислительная присадка - дифенилолпропан - 0,10.

7. Антивспенивающая присадка ПМС-400 - 0,002.

После перемешивания и фильтрации получают современную тормозную жидкость класса ДОТ-3 (см. таблицу).

Итак, согласно данному изобретению получают тормозную жидкость, отвечающую требованиям класса ДОТ-3 в соответствии с действующими международными нормами.

Благодаря доступности и относительно невысокой стоимости используемого ассортимента сырья тормозная жидкость имеет высокие технико-экономические показатели и конкурентноспособна на рынке тормозных жидкостей.

Формула изобретения

1. Тормозная жидкость, содержащая полигликолевую основу, растворитель, антикоррозионные, антиокислительные, антивспенивающую присадки и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве полигликолевой основы она содержит смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей и/или смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200 - 1000 ед., смесь моноалкиловых эфиров (С₁ - С₄)-полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы

или смесь полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (С₁ - С₄)-полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общих формул (2) и (3)


или смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей,
где R - алкил (С₁ - С₄);
R¹ - метил (СН₃) или Н;
n - целое число 1 - 10;
Ме - атом щелочного металла Na, K,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смесь моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей и/или смесь полиоксипропиленгликолей средней молекулярной массы 200 - 1000 ед. - 5,86 - 44,15
Смесь моноалкиловых эфиров (С₁ - С₄)-полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общей формулы (1), или смесь полных эфиров борной кислоты и моноалкиловых эфиров (С₁ - С₄)-полиоксиалкиленгликолей средней молекулярной массы 140 - 220 ед. общих формул (2) и (3), или смесь полных эфиров борной кислоты и моно-, ди-, триэтиленгликоля и высших гликолей - 27,47 - 91,873
Пластификатор - 1 - 5
Антикоррозионные присадки - 0,05 - 0,70
Антиокислительные присадки - 0,1 - 0,39
Антивспенивающие присадки - 0,001 - 0,005
2. Тормозная жидкость по п.1, отличающаяся тем, что она содержит соль щелочного металла и слабой кислоты (уксусной, пропионовой, борной, бензойной и др.) в количестве 0,045 - 0,196%.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 34-2003

(73) Патентообладатель:
ООО "Тосол-Синтез" (RU)

Договор № 17452 зарегистрирован 06.10.2003

Извещение опубликовано: 10.12.2003