Тормозная жидкость

 

Сущность изобретения: тормозная жидкость содержит, %: 25 - 50 эфиров борной кислоты и моно (С₁ - С₄) алкиловых эфиров этиленгликоля; 5 - 20 продукта оксипропилирования моно- и/или диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2 - 8; 1 - 5 пластификатора; 0,1 - 0,5 антиокислительной присадки; 0,4 - 1,0 антикоррозионной присадки; до 100 моно (С₁ - С₄) алкиловых эфиров этиленгликоля. 4 табл.

Изобретение относится к области гидравлических жидкостей, а именно к составам тормозных жидкостей, используемых в гидроприводах тормозов и сцеплений в автомобильной технике. Предлагаемая жидкость обладает улучшенными эксплуатационными свойствами.

В настоящее время во всем мире к тормозным жидкостям, используемым в гидроприводах тормозов и сцеплений автомобилей, предъявляются высокие требования и эти требования с каждым днем ужесточаются. В соответствии с существующими стандартами (FMVSS N 116 (спецификация департамента США по транспорту) и спецификации SAE J 1703 (Общество инженеров-автомобилестроителей) из широкого круга физико-химических характеристик тормозных жидкостей наиболее важными для обеспечения надежной работы тормозов автомобилей являются следующие показатели: высокая температура кипения жидкости, высокая температура кипения увлажненной жидкости, незначительное изменение вязкости в широком интервале температур [1] В зависимости от фактических характеристик тормозные жидкости согласно указанным стандартам классифицируются на типы ДОТ-3, ДОТ-4, ДОТ-5 (табл.1). Проблема создания рецептур тормозных жидкостей с высокими температурами кипения сухой и увлажненной жидкостей во всем мире обычно решается путем использования в качестве основы тормозной жидкости высококипящих алкиловых эфиров гликолей и введение в композицию эфиров борной кислоты на основе гликолей и их производных [1] Наиболее близкой по составу и технической сущности к предлагаемой является композиция тормозной жидкости, содержащая эфиры борной кислоты и моно (С₁ С₄) алкиловых эфиров этиленгликоля, пластификатор, антиокислительную присадку, антикоррозионную присадку и моно (С₁-С₄) алкиловые эфиры этиленгликоля [2] Приготовление композиции тормозной жидкости, содержащей эфиры борной кислоты на основе моно(С₁-С₄) алкиловых эфиров этиленгликолей, пластификатор, антиокислительную и антикоррозионные присадки, моно (С₁-С₄) алкиловые эфиры этиленгликолей и продукт оксипропилирования моно-, диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2-8 или их смеси по приведенной рецептуре позволяет обеспечить высокое качество жидкости одновременно по показателям "температура кипения сухой и увлажненной жидкости" и "низкотемпературные свойства".

Рецептура тормозной жидкости, мас.

Эфиры борной кислоты и моно(С₁-С₄) алкиловых эфи- ров этиленгликолей 25,0-50,0 Продукт оксипропили- рования моно-, диэтилен- гликолей или их смесь 5,0-20,0 Пластификатор 1,0-5,0 Антиокислительная присадка 0,1-0,5 Антикоррозионные присадки 0,2-1,0 Моно (С₁-С₄) алкиловые эфиры этиленгликолей до 100 Используемые в процессе приготовления композиций тормозных жидкостей моно(С₁-С₄) алкиловые эфиры этиленгликолей синтезировались реакцией оксиэтилирование метанола, этанола, пропанола, н-бутилового спирта в присутствии гидроксидов щелочных металлов при температуре 90-115^оС и молярном соотношении спирта и окиси этилена 1:(3,0-4,0). Из полученной реакционной смеси затем ректификацией при остаточном давлении 10-20 мм рт.ст. выделялась фракция с температурой кипения 195-250^оС при давлении 760 мм рт.ст. При указанном соотношении спирта и окиси этилена выход фракции с пределами выкипания 190-250^оС составляет 75-80% данный продукт использовался для приготовления борных эфиров и как отдельный компонент в процессе приготовления тормозной жидкости.

Эфиры борной кислоты на основе моно (С₁-С₄) алкиловых эфиров этиленгликолей получают по следующей методике: в круглодонной колбе объемом 2,0 л при перемешивании и температуре 70^оС в 1500 г монометиловых эфиров этиленгликолей растворяют 125 г борной кислоты. После полного растворения борной кислоты из полученной реакционной смеси при остаточном давлении 20-40 мм рт.ст. и температуре в реакционной массе 100-120^оС отгоняют воду до остаточного содержания влаги в полученном продукте 0,08 мас. Свойства полученного эфира и других эфиров борной кислоты на основе моно(С₂-С₄) алкиловых эфиров представлены в табл.2. В композиции тормозной жидкости нижняя предельная концентрация эфиров борной кислоты и алкиловых эфиров этиленгликолей ограничена тем, что снижение их концентрации ниже 25,0% приводит к ухудшению показателя "температура кипения увлажненной жидкости", а увеличение же его концентрации выше 50% масс приводит к ухудшению низкотемпературных характеристик жидкости. Введение в композицию жидкости пластификатора необходимо для вызывания определенного набухания резиновых уплотнений и соответственно для обеспечения герметичности тормозной системы. В качестве пластификатора используют известные продукты: эфир ЛЗ-ЭК (сложный эфир моноэтилового эфира диэтиленгликоля и жирных кислот С₅-С₆) ТУ 38.101446-79; диоктиладипинат ГОСТ 8728-77. В качестве антиокислительной присадки применяют дифенилолпропан, ионол. Коррозионную защиту металлов от воздействия тормозной жидкости обеспечивают введением в рецептуру тормозной жидкости бензотриазола, морфолина.

Продукт оксипропилирования моноэтиленгликоля или диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2-8 совместно с борными эфирами моно(С₁-С₄) алкиловых эфиров этиленгликолей позволяет улучшить показатель "температура кипения сухой и увлажненной жидкости". При концентрации указанного продукта в композиции тормозной жидкости 5,0-20,0% и борных эфиров алкиловых эфиров этиленгликолей 25,0-50,0% наряду с сохранением требуемых низкотемпературных свойств достигается улучшение температуры кипения жидкости.

Верхняя концентрация продукта оксипропилирования моно-, диэтиленгликоля 20% ограничена тем, что повышение его концентрации приводит к постепенному ухудшению низкотемпературной вязкости жидкости. Указанный продукт синтезируют по приведенной методике. В металлический реактор объемом 1,0 л, снабженный перемешивающим устройством, терморубашкой, загружают 186 г моноэтиленгликоля, 1,2 г твердого гидроксида калия. При перемешивании гидроксид калия растворяют в моноэтиленгликоле, после этого реакционную шихту при перемешивании путем подачи теплоносителя в терморубашку реактора нагревают до 115^оС и в реактор из мерника подают окись пропилена. Процесс оксипропилирования протекает при давлении 3,0-3,5 кгс/см², температуре 115-120^оС. Общий расход окиси пропилена на синтез 522 г, после дозировки этого количества окиси пропилена реакционную массу выдерживают при перемешивании и температуре 120^оС до полного срабатывания окиси пропилена. Полученный таким образом продукт со степенью оксипропилирования 3 моноэтиленгликоля далее нейтрализуют фосфорной кислотой, из реакционной массы при остаточном давлении 20-30 мм рт. ст. температуре 80-100^оС отгоняют воду. Из продукта фильтрацией под давлением 1,5-2,0 кгс/см² отделяют осадок неорганических солей. В результате получают 660 г продукта оксипропилирования моноэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 3. Таким образом получают другие продукты оксипропилирования моноэтиленгликоля и диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2-8. Свойства полученных продуктов представлены в табл.3.

Оценку физико-химических свойств полученных композиций тормозных жидкостей проводили по методикам ТУ 6-01-1276-82 (тормозная жидкость "Томь").

П р и м е р 1 (сравнительный). В металлический реактор объемом 5,0 л, снабженный перемешивающим устройством, терморубашкой, загружают 800 г метилового спирта, в спирте растворяют 3,25 г гидроксида калия. Затем полученную реакционную шихту нагревают до 90^оС и в реактор из мерника подают 2700 г окиси этилена. Процесс оксиэтилирования метанола протекает при температуре 90-110^оС, давлении 2,5-3,0 кгс/см². К полученному щелочному полимеризату добавляют 127 г борной кислоты и 1,8 г дифенилолпропана. Из полученной смеси под вакуумом при температуре 120-125^оС отгоняют воду и летучие компоненты до остаточного содержания влаги 0,05% После этого в полученном продукте при температуре 80^оС и перемешивании растворяют 1,8 г бензотриазола, 150 г эфира ЛЗ-ЭК (пластификатор) и 0,3 г полиметилсилоксана ПМС-400. Полученную жидкость фильтруют и она имеет следующий состав, мас.

Эфиры борной кислоты и
монометиловых эфиров по- лиэтиленгликолей 30,0
Калиевая соль эфиров бор-
ной кислоты и мономети-
ловых эфиров полиэти- ленгликолей 0,87
Монометиловые эфиры полиэтиленгликолей 64,0 Сложный эфир ЛЗ-ЭК 5,0 Дифенилолпропан 0,06 Бензотриазол 0,06 Полиметилсилоксан 0,01
Физико-химические свойства полученной тормозной жидкости представлены в табл.4.

П р и м е р 2. Композицию тормозной жидкости готовят в металлическом реакторе объемом 5,0 л путем смешения и растворения при температуре 80^оС твердых реагентов в жидкой фазе, для чего в реактор загружают 1045 г эфиров борной кислоты на основе метиловых эфиров полиэтиленгликолей; 1860 г монометиловых эфиров этиленгликолей; 530 г продукта оксипропилирования моноэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 3; 147 г эфира ЛЗ-ЭК; 3,6 г дифенилолпропана; 3,6 г бензотриазола; 10,8 г морфолина. Смесь перемешивают при 80^оС до полного растворения бензотриазола и дифенилолпропана, жидкость фильтруют, полученная жидкость имеет следующий состав, мас.

Эфиры борной кислоты и
монометиловых эфиров эти- ленгликолей 35,0
Продукт оксипропилиро-
вания моноэтиленглико-
ля со степенью оксипро- пилирования 3 14,7
Монометиловые эфиры этиленгликолей 45,7 Сложный эфир Л3-ЭК 4,1 Дифенилолпропан 0,1 Морфолин 0,3 Бензотриазол 0,1
Физико-химические свойства жидкости представлены в табл.4.

П р и м е р 3. Композицию жидкости готовят аналогично примеру 2 по следующей рецептуре, мас.

Эфиры борной кислоты и
монометиловых эфиров эти- ленгликолей 35,0
Продукт оксипропилирова- ния моноэтиленгликоля 3 5,0
Монометиловые эфиры этиленгликолей 55,4 Сложный эфир Л3-ЭК 4,1 Дифенилолпропан 0,1 Морфолин 0,3 Бензотриазол 0,1
Характеристики полученной композиции жидкости представлены в табл.4.

П р и м е р 4. Готовят следующую композицию жидкости, мас.

Эфиры борной кислоты и
монометиловых эфиров эти- ленгликолей 35,0
Продукт оксипропилиро- вания моноэтиленгликоля 20,0
Монометиловые эфиры этиленгликолей 40,0 Сложный эфир ЛЗ-ЭК 4,1 Дифенилолпропан 0,1 Морфолин 0,3 Бензотриазол 0,1
П р и м е р 5. Композицию жидкости готовят аналогично примеру 2, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе смеси метиловых и
бутиловых эфиров этиле- нгликолей 30,5
Продукт оксипропилирова-
ния моноэтиленгликоля со
степенью оксипропилиро- вания 8 14,5
Моноэтиловые эфиры этиленгликолей 52,7 Диоктиладипинат 1,0 Дифенилолпропан 0,5 Морфолин 0,6 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 6. Готовят следующую композицию жидкости аналогично примеру 2, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе смеси метиловых и
бутиловых эфиров этилен- гликолей 50,0
Продукт оксипропилирова-
ния моноэтиленгликоля со
степенью оксипропилиро- вания 8 14,5
Моноэтиловые эфиры эти- ленгликолей 33,2 Диоктиладипинат 1,0 Дифенилолпропан 0,5 Морфолин 0,6 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 7. Жидкость имеет следующий состав, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе смеси метиловых и
бутиловых эфиров этилен- гликолей 25,0
Продукт оксипропилирова- ния моноэтиленгликоля 14,5
Моноэтиловые эфиры этиленгликолей 58,2 Диоктиладипинат 1,0 Дифенилолпропан 0,5 Морфолин 0,6 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 8. Готовят композицию тормозной жидкости следующего состава, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе смеси монометило-
вых и моноэтиловых эфиров этиленгликолей 30,6
Продукт оксипропилирова-
ния диэтиленгликоля со
степенью оксипропилиро- вания 6 12,0
Монометиловые эфиры этилен- гликолей 54,0 Эфир Л3-ЭК 2,5 Ионол 0,3 Морфолин 0,4 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 9. Композицию готовят по следующей рецептуре, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе смеси мономети-
ловых и моноэтиловых эфи- ров этиленгликолей 26,6
Продукт оксипропилиро-
вания диэтиленгликоля со
степенью оксипропилиро- вания 2 15,5
Монометиловые эфиры этиленгликолей 54,3 Эфир Л3-ЭК 2,5 Ионол 0,4 Морфолин 0,6 Бензотриазол 0,1
П р и м е р 10. Готовят композицию тормозной жидкости следующего состава, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе монобутиловых эфи- ров этиленгликолей 29,6
Продукт оксипропилирова-
ния моноэтиленгликоля со
степенью оксипропилиро- вания 5 13,0
Монобутиловые эфиры этиленгликолей 52,6 Эфир Л3-ЭК 4,0 Дифенилолпропан 0,2 Морфолин 0,4 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 11. Композиция жидкости имеет следующий состав, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе моноэтиловых эфи- ров этиленгликолей 27,5
Продукт оксипропилиро-
вания моноэтиленгликоля
со степенью оксипропи- лирования 5 15,0
Моноэтиловые эфиры этиленгликолей 52,1 Эфир Л3-ЭК 4,5 Дифенилолпропан 0,3 Морфолин 0,4 Бензотриазол 0,2
П р и м е р 12. Композиция жидкости имеет следующий состав, мас.

Эфиры борной кислоты на
основе моноэтиловых эфиров этиленгликолей 27,5
Смесь продуктов оксипропи-
лирования моноэтиленгли-
коля со степенью оксипропи-
лирования 5 и диэтиленгли-
коля со степенью оксипропи-
лирования 2 в массовом соотношении 1:1 15,0
Моноэтиловые эфиры эти- ленгликолей 52,1 Эфир Л3-ЭК 4,5 Дифенилолпропан 0,3 Морфолин 0,4 Бензотриазол 0,2
Из данных табл.4 следует, что тормозная жидкость по изобретению, содержащая эфиры борной кислоты на основе моно (С₁-С₄) алкиловых эфиров этиленгликолей, пластификатор, моно (С₁-С₄) алкиловые эфиры этиленгликолей, антиокислительные и антикоррозионные присадки и продукт оксипропилирования моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля или их смесь, по сравнению с известной жидкостью обладает улучшенными показателями "температура кипения сухой и увлажненной жидкости". В композиции тормозной жидкости наиболее оптимальными являются содержание борных эфиров моно (С₁-С₄) алкиловых эфиров этиленгликолей 25,0-50,0 и продукта оксипропилирования моно- или диэтиленгликоля 5,0 20,0 мас. Увеличение содержания борных эфиров выше 50,0 и продукта оксипропилирования моно-, диэтиленгликолей выше 20 мас. (пример 4 и 6) приводит к постепенному увеличению вязкости жидкости при минусовых температурах.

Данная композиция тормозной жидкости является универсальной и ее использование в автомобильной технике обеспечит надежную работу тормозов и сцеплений автомобилей в разных климатических условиях эксплуатации автомобилей.

Формула изобретения

ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ, содержащая моно-C₁ - C₄-алкиловые эфиры этиленгликоля, эфиры борной кислоты и моно-C₁ - C₄-алкиловых эфиров этиленгликоля, пластификатор, антиокислительную ии антикоррозионную присадки, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит продукт оксипропилирования моно- и/или диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2 - 8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эфиры борной кислоты и моно-C₁ - C₄-алкиловых эфиров этиленгликоля - 25,0 - 50,0
Продукт оксипропилирования моно- и/или диэтиленгликоля со степенью оксипропилирования 2 - 8 - 5,0 - 20,0
Пластификатор - 1,0 - 5,0
Антиокислительная присадка - 0,1 - 0,5
Антикоррозионная присадка - 0,4 - 1,0
Моно-C₁ - C₄-алкиловые эфиры этиленгликоля - До 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3