Гидравлическая жидкость

 

Изобретение относится к гидравлическим жидкостям, в частности к гидравлическим тормозным жидкостям, используемым в гидроприводах тормозов и сцеплении автомобилей. Основа гидравлической жидкости выбрана из боратов простых моноэфиров гликолей полигликолей и их смесей. Жидкость содержит, мас.%: борат простого моноэфира гликоля не более 96; полигликоль не более 70; простой моноэфир гликоля не более 70; 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират 1-9; ингибитор коррозии 0,1-6; антиоксидант 0,001-0,6. Могут быть использованы полигликоли молекулярной массы 450-3000. Жидкость имеет меньшую зависимость вязкости от температуры и обеспечивает требуемое набухание резины. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Настоящее изобретение относится к гидравлическим жидкостям, а именно к тормозным жидкостям, применяемым в гидроприводах тормозов и сцеплении автомобилей.

Известны тормозные жидкости на основе полиалкиленгликолевых эфиров [1 - Хаттон Р. Е. Жидкости для гидравлических систем. М., 1965, с.299-304]. Для модифицирования свойств таких жидкостей применяют смесь 2-(2-этоксиэтокси)этилвалерата и 2-(2-этоксиэтокси)этилкапроната [2 - Жидкость тормозная "Нева" ТУ 6-01-34-93]. Узкая сырьевая база по исходным валериановой и капроновой кислотам, а также относительная дороговизна моноэтилового эфира диэтиленгликоля приводят к дефицитности и удорожанию модификатора.

Прототипом предлагаемого изобретения является тормозная жидкость, состоящая из боратов моноалкиловых эфиров гликолей, разбавителя и присадок [3 - патент США 3711410]. В качестве боратов применяется по крайней мере одно из соединений формулы [R₁(O-R₂)_y-O]₃B, где R₁ = алкил C₁-C₄; R₂ = алкилен C₂-C₄; y = 2 - 4.

Кроме указанных могут быть применимы бораты следующей структуры [3]: [R₁(OCH₂chr₂)_m - (OCH₂chr₃)_nO]₃B, где R₁ = алкил C₁-C₄; R₂ и R₃ = H, CH₃;
R₂ ≠ R₃;
m + n = 2 - 20,
а также:

где
T₁, T₂, T₃ = алкил C₁-C₄;
R₄ - R₉ = H, CH₃;
n + m = 2 - 20,
с условием, что не более чем в двух цепях сумма n и m одинаковая.

В качестве разбавителя в [3] применяются одно или более соединений, выбранных из группы: а) простых моно- и диэфиров гликолей, б) гликолей и полигликолей и в) алифатических насыщенных спиртов.

В качестве гликолей и полигликолей используются [3] алкилен-, полиалкилен- и полиоксиалкиленгликоли с молекулярной массой от 60 до 450 и предпочтительно от 100 до 300.

Содержание разбавителя в [3] составляет от 0 до 80 мас.%, предпочтительно от 3 до 70 мас.% и более предпочтительно от 3 до 45 мас.%.

Кроме того, могут быть использованы другие разбавители [3], такие как дибутиладипинат, бис(метоксиэтил)азелаинат, диизопропилсукцинат, дипропиленгликольдипропионат и триэтиленгликольдибутират. Указанные соединения получают взаимодействием органических алифатических кислот и алифатических спиртов.

Недостатком указанного состава является высокая температурная зависимость вязкости, которая, как правило, превышает требуемое значение 1450-1500 мм²/с при минус 40^oC [2, 4].

Другим недостатком является неудовлетворительное набухание резины марок 7-2462 и 51-1524 [2] при использовании боратов с R₁ = CH₃, C₂H₅, C₃H₇.

Еще одним недостатком является использование полигликолей с молекулярной массой до 450.

И последним недостатком является узкая сырьевая база по известным сложноэфирным разбавителям, полученным по реакции этерификации.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы тормозной жидкости и снижение температурной зависимости вязкости.

Для решения поставленной задачи предлагается тормозная жидкость, в состав которой входят бораты моноэфиров гликолей, простые моноэфиры гликолей, полигликоли, антиоксидант, ингибитор коррозии и 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират при следующем соотношении компонентов:
Борат простого моноэфира гликоля - Не более 96
Полигликоль - Не более 70
Простой моноэфир гликоля - Не более 70
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1,0 - 9
Антиоксидант - 0,001 - 0,6
Ингибитор коррозии - 0,1 - 6
Отличительным от прототипа признаком является использование в составе тормозной жидкости в качестве разбавителя 2,2,4-триметил- 3-пентанол-1-изобутирата. Его применение обеспечивает меньшую зависимость вязкости тормозной жидкости от температуры, а также расширяет сырьевую базу тормозной жидкости по разбавителю. Кроме того, 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират регулирует набухание резины в тормозной жидкости.

Другим преимуществом использования 2,2,4-триметил-2-пентанол- 1-изобутирата является возможность применения в составе тормозной жидкости на основе боратов полиоксиалкиленгликолей с молекулярной массой более 450. Применение полигликолей с молекулярной массой более 450 является вторым отличительным от прототипа признаком. Использование указанных полигликолей позволяет более точно регулировать температурную зависимость вязкости тормозной жидкости и расширяет сырьевую базу по полиоксиалкиленгликолям.

Сырьем для получения 2,2,4-тримети-3-пентанол-1-изобутирата служит изомасляный альдегид, который имеет широкую сырьевую базу и является промежуточным продуктом крупнотоннажного производства бутиловых спиртов. Поэтому предлагаемый разбавитель является более доступным, чем сложноэфирные разбавители, указанные в аналоге и прототипе.

Молекулярная масса используемых в предлагаемом составе полигликолей составляет от 60 до 3000.

При использовании в качестве основы боратов в количестве 20 мас.% температура кипения тормозной жидкости составляет от 240^oC, и температура кипения увлажненной жидкости (прибавлено 3,5 мас.% воды) составляет от 160^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 4.

Если в качестве основы применяют полигликоли, и тормозная жидкость не содержит боратов, то температура кипения составляет не менее 205^oC, и температура кипения увлажненной жидкости - не менее 140^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 3.

При содержании борта от 5 мас.% температура кипения тормозной жидкости составляет от 207^oC, и температура кипения с увлажнением - от 148^oC, т.е. удовлетворяет требованиям DOT 3 со значительным запасом по температуре кипения увлажненной жидкости (8^oC).

В качестве полигликолей в предлагаемом составе используются продукты присоединения оксида этилена или оксида пропилена к гликолям, например этиленгликолю, диэтиленгликолю. Молекулярная масса полигликолей составляет от 60 до 3000.

В качестве простых моноэфиров гликолей могут быть использованы соединения формулы:
R(O-R')_nOH,
где
R = C_mH_2m+1, m = 1 - 4;
R' = CH₂CH₂, CH₂CHCH₃;
n = 2 - 4.

В качестве антиоксидантов применимы: 2,2-бис(п-гидроксифенил)пропан (дифенилолпропан), фентиазин, дифениламины, фенилнафтиламин и др.

В качестве ингибиторов коррозии используются бораты щелочных металлов, этаноламин, диэтаноламин, фосфиты, фосфаты, бензотриазол и его производные, морфолин и его производные и др.

Приготовление предлагаемого состава тормозной жидкости осуществляется смешением компонентов при атмосферном давлении в отсутствие влаги до их растворения и получения однородной жидкости при температуре 10 - 80^oC. Для облегчения растворения рекомендуется умеренный нагрев (50 - 80^oC).

Заявляемая тормозная жидкость иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 - мас.%
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 67,0
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 20,5
Полигликоль (мол.масса 500) - 7,2
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,0
Дифенилолпропан - 0,1
Бензотриазол - 0,2
Пример 2 - мас.%
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 20,0
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 11,0
Полигликоль (мол.масса 500) - 37,7
Полигликоль (мол.масса 700) - 22,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,0
Дифенилолпропан - 0,1
Бензотриазол - 0,2
Температура кипения 240^oC, температура кипения увлажненной жидкости 160^oC. Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 9,7%.

Пример 3 - мас.%
[C₄H₉(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 26,2
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 69,8
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 1,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1,0
Диэтаноламин - 1,99
Нитрит натрия - 0,01
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 2,02%.

Пример 4 - мас.%
[C₄H₉(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 26,2
[CH₃(OCH₂CH₂)₃O]₃B - 69,8
CH₃(OCH₂CH₂)₃OH - 1,4
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 0,6
Диэтаноламин - 1,99
Нитрит натрия - 0,01
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 1,69%.

Пример 5 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 35,3
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 58,0
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,5
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,3
Пример 6 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 19,0
Полигликоль (мол.масса 3000) - 16,0
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 54,9
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,0
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 0,9%. Вязкость кинематическая, мм²/с: минус 40^oC 820; 50^oC 5,4; 100^oC 2,2.

Пример 7 - мас.%
Полигликоль (мол.масса 500) - 20,0
Полигликоль (мол.масса 3000) - 14,5
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 54,9
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 9,5
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Изменение объема резины марки 7-2462 после старения в тормозной жидкости при 70^oC 10,1%.

Пример 8 - мас.%
[C₂H₅(OCH₂CH₂)₂O]₃B - 5,0
Полигликоль (мол.масса 500) - 35,5
C₂H₅(OCH₂CH₂)₂OH - 53,4
2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират - 5,0
Морфолин - 0,4
Дифенилолпропан - 0,5
Бензотриазол - 0,2
Содержание 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата в тормозной жидкости составляет от 1,0 до 9 мас.%. При его содержании более 9% набухание резины превышает допустимую величину (пример 7), при его содержании менее 1% имеет место неудовлетворительное набухание резины (пример 4).

В таблице 1 приведены характеристики заявляемой тормозной жидкости в сравнении с прототипом. Приведенные данные показывают, что вязкость предлагаемой тормозной жидкости в меньшей степени зависит от температуры по сравнению с прототипом. При этом остальные характеристики не хуже, чем у прототипа.

В таблице 2 приведены характеристики заявляемой тормозной жидкости в сравнении с аналогом - тормозная жидкость на полигликолевой основе - "Нева" [2] и на основе борсодержащих олигомеров - тормозная жидкость "Роса" ТУ 6.55-37-90. Как видно из приведенных данных, заявляемая тормозная жидкость полностью соответствует техническим требованиям на тормозные жидкости. Причем при содержании бората от 0 до 5 мас.% тормозная жидкость отвечает требованиям DOT 3 в отличие от "Невы", при содержании бората от 5 мас.% имеется значительный запас по температуре кипения увлажненной жидкости по сравнению с требованиями DOT 3.

Изменение резины после старения в заявляемой тормозной жидкости соответствует требуемым параметрам. Изменения твердости резины и диаметра основания манжета, определенные в соответствии с ТУ 6.55-37-90, соответствуют техническим требованиям (таблица 3).

Таким образом, применение 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата обеспечивает меньшую зависимость вязкости тормозной жидкости от температуры, расширяет сырьевую базу тормозной жидкости и обеспечивает требуемое набухание резины.

Применение полигликолей с молекулярной массой более 450 по сравнению с прототипом позволяет более точно регулировать температурную зависимость вязкости и расширяет сырьевую базу по полигликолям.

Таким образом, отличительные признаки обеспечивают выполнение задачи предлагаемого изобретения.

Факта использования 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутирата в тормозных жидкостях из уровня техники не выявлено.

Вышеизложенное дает возможность считать, что предлагаемый состав обладает существенными отличиями.

Формула изобретения

1. Гидравлическая жидкость, содержащая основу, выбранную из боратов простых моноэфиров гликолей, полигликолей и их смеси, простой моноэфир гликоля, ингибитор коррозии и антиоксидант, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 2,2,4-триметил-3-пентанол-1-изобутират при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Борат простого моноэфира гликоля - Не более 96
Полигликоль - Не более 70
Простой моноэфир гликоля - Не более 70
2,2,4-Триметил-3-пентанол-1-изобутират - 1 - 9
Ингибитор коррозии - 0,1 - 6,0
Антиоксидант - 0,001 - 0,6
2. Жидкость по п.1, отличающаяся тем, что молекулярная масса полигликоля составляет от 450 до 3000.3

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4