BRPI0612062B1 - composição de fluido hidráulico - Google Patents
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Abstract
fluido hidráulico de éster de fosfato de alto desempenho. a presente invenção refere-se a um fluido hidráulico de alto desempenho adequado para uso como um fluido hidráulico de aeronave compreendendo uma maior quantidade de tri(n-butií)fosfato, uma menor quantidade de um fosfato de triarila e opcionalmente uma menor quantidade de tri(isobutil)fosfato. as composições da presente invenção fornecem superior desempenho referido aos pontos de fulgor e fogo bem como vida de fluido útil estendida em serviço. tais propriedades são altamente valiosas como aeronaves a jato modernas de fluidos hidráulicos.
Description
“COMPOSIÇÃO DE FLUIDO HIDRÁULICO” A presente invenção refere-se a composições de fluido funcional de éster de fosfato e mais particularmente às tais composições que fornecem superior desempenho com respeito à pontos de fulgor e de fogo bem como vida de fluido útil estendida em serviço.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A maioria dos fluidos hidráulicos de aeronave usados em aeronave civil contém alguma combinação de ésteres de fosfato incluindo fosfatos de trialquila, ésteres de fosfato de dialquil arila, ésteres de fosfato de alquil diarila e ésteres de fosfato de triarila. Tais formulações são descritas em RE 37.101 por Deetman e são ditas a fornecerem superior estabilidade térmica, oxidativa e hidrolítica. Um fluído hidráulico útil em aeronaves está disponível do cessionário dos requerentes sob a marca comercial Skydrol RTM LD4. Esta composição tipicamente contém 18 a 25% em peso de fosfato de dibutil fenila, 50 a 60% em peso de fosfato de tributila, 4 a 8% de fosfato de dífenila de butila, 5 a 10% de melhoradores do índice de viscosidade, 0,13 a 1% de um inibidor de corrosão de cobre de difenilditioetano, 0,005% a cerca 1% em peso, porém preferivelmente 0,0075% a 0,075% de um agente antierosão de sal de ácido perfluoroalquilsulfônico, 4%· a 8% em peso de um recuperador de ácido do tipo descrito na Patente U.S. no 3.723.320 e cerca de 1% ein peso de 2,6-diterciário-butil-p-cresol como um antioxídante. Esta composição tem se provado altamente satisfatória em aplicação de aeronave de alto desempenho.
Desde a publicação da patente Deetman, várias formulações variando da matéria-prima de base descrita por Deetman foram publicadas para fornecer fluidos hidráulicos de propriedades variáveis. As Patentes dos Estados Unidos nos 6.319.423 e 6.649.080 de Okazaki e outros descrevem variações. Estas matérias-primas de base contêm uma maior quantidade de fosfatos de trialquila em que a porção de alquila é preferivelmente isobutila ou ísopentÜa e uma menor quantidade de fosfato de triarila. As formulações dc matéria-prima dc base típica são aquelas contendo dc 30%) a 45%; de fosfato de triisobutila, 30% a 45% de fosfato de tri-n-butila e 10 % a 15% de fosfato de triarila. Outra formulação de matéria-prima de base descrita nestas patentes inclui aquelas tendo 35% a 45% de fosfato de triisobutila, 40% a 50% de fosfato de tri-n-butila e 12% a 16% de fosfato de triarila. Por causa do que refere-se ao ataque por produtos de degradação fluidos hidráulicos sobre os elastômeros empregados em selos de sistemas hidráulicos, o Oka-zaki e outras matérias-primas de base fornecem uma mistura de fosfato de triisobutila e fosfato de tri-n-butila juntamente com uma quantidade de fosfa-tos de triarila tal que o fluido não produzirá mais do que 25% de dilatação de selo de elastômero sob procedimentos de teste padrão em que a quantidade de fosfato de triisobutila varia de cerca de 35% a cerca de 50% com base no peso total da matéria-prima de base. É estabelecido que tais fluídos têm uma combinação de propriedades úteis como composições fluidas hidráulicas de aeronave incluindo estabilidade hidrolítica aceitável, ponto de fulgor elevado, boas propriedades anti-desgaste, proteção contra erosão aceitável, propriedades de fluxo de baixa temperatura aceitáveis e compatibilidade de elastômero.
Ao mesmo tempo que as patentes acima mencionadas indicam um alto grau de esforço para fornecer fluidos úteis em sistemas de fluido de aeronave hidráulicos com propriedades ideais, a indústria de aeronave continuamente continuamente aumenta a demanda para requisitos maiores. Demanda para propriedades melhoradas gerais dos fluidos hidráulicos é causada por aeronave de desempenho sempre maior estando surgindo. Portanto, existe uma necessidade de nível ainda maior de desempenho com respeito à vida de fluido, (estabilidade térmica e viscosidade em baixa temperatura, ao mesmo tempo que mantendo pontos de fogo/fulgor aceitáveis, temperatura de autoignição bem como compatibilidade dom materiais usados em sistemas hidráulicos de aeronave).
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se à composições de matéria-prima de base de éster de fosfato e composições de fluido hidráulico de aeronave contendo uma matéria-prima de base tendo uma nova combinação de compo- nentes de éster de fosfato. É fornecido de acordo com esta invenção, composições contendo uma mistura de uma maior quantidade de éster de tri(n-butil)fosfato e uma menor quantidade de um fosfato de triarila e, opcionalmente, uma menor quantidade de tri(isobutil)fosfato. Tais composições demonstram estabilidade térmica melhorada e viscosidade em baixa temperatura.
Como empregado no presente relatório e reivindicações, o termo "maior quantidade" é uma quantidade de pelo menos 50%, porém não maior do que cerca de 80%.
Como empregado no presente relatório e reivindicações o termo "menor quantidade' é uma quantidade menor do que cerca de 25%, do peso total da matéria-prima de base.
Como é bem-conhecido na técnica, muitos aditivos são empregados em fluidos hidráulicos, particularmente naqueles fluidos empregados em sistemas hidráulicos de aeronave. Tais aditivos também realçam as propriedades do fluido, quando comparado com fluidos anteriormente disponíveis na técnica para uso em sistemas hidráulicos de aeronave. Tipicamente tais aditivos compreendem cerca de 15%, em peso, do peso total do fluido. Conseqüentemente, a quantidade de componentes de éster de fosfato fornecida no presente relatório e reivindicações é expressa no percentual em peso da quantidade total da composição final, incluindo os aditivos comu-mente empregados em fluidos hidráulicos de aeronave.
Em síntese, a presente invenção refere-se a uma composição de fluido adequada para uso como um fluido hidráulico de aeronave. A composição compreende uma matéria-prima de base de éster de fosfato resistente ao fogo, a matéria-prima de base compreendendo entre cerca de 50% a cerca de 80%, preferivelmente 55% a cerca de 65% de tri(n-butil)fosfato, entre cerca de 5% a cerca de 15%, preferivelmente entre cerca de 8% a cerca de 12% de tri(isopropilfenil) fosfato, e até cerca de 20%, preferivelmente entre cerca de 8% a cerca de 12% de tri(isobutil)fosfato com a condição de que a soma de quantidades proporcionais de cada componente de matéria-prima de base e aditivos devem ser iguais a 100%.
Os fluídos de alto desempenho desta invenção são aqueles que atendem a padrões rigorosos dos jatos de passageiros modernos. A fim de atender às necessidades dos últimos fluidos de aeronave a jato de alto desempenho empregados nos sistemas hidráulicos de tais aviões devem uma vida de fluído maior do que 1000 horas em teste de laboratório padrão a 0,5% de água e 25 ppm de teor de cloro a 125°C, e também uma vida de fluido maior do que 10.000 horas a 60°C. A vida de fluido é definida como o tempo requerido para a amostra de fluido atingir um número de Neutralização de 1,5 mg de KOH/g de amostra sob o procedimento de ASTM D 974. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Uma matéria-prima de base de éster de fosfato particularmente preferida desta invenção é aquela contendo cerca de 60% de tri(n-butil)fosfato, cerca de 10% de fosfato de tri(isopropilado)arila e cerca de 10% de tri(n-butil)fosfato com a condição de que a soma de quantidades proporcionais de cada componente de matéria-prima de base juntamente com aditivos devam ser iguais a 100%.
Como acima mencionado, as matérias-primas da base de éster de fosfato desta invenção contêm muitos aditivos como é bem-conhecido na técnica para fornecer várias propriedades benéficas ao fluido ou auxiliar na prevenção da degradação ou dos efeitos de degradação durante o uso. Tais aditivos são descritos em RE. 37.101 por Deetman, a descrição inteira do qual é incorporada aqui por referência.
Para limitar o efeito de temperatura sobre a viscosidade, a composição também inclui um melhorador do índice de viscosidade polimérica. Preferivelmente, o melhorador de índice de viscosidade compreende um éster de poli(metacrilato de alquila) do tipo descrito na Patente U.S. n° 3.718.596. Geralmente, o melhorador do índice de viscosidade é de peso molecular elevado, tendo um peso molecular de média de número entre cerca de 30.000 e cerca de 150.000 e um peso molecular de média de peso entre cerca de 40.000 e cerca de 300.000. Exemplos de melhoradores de viscosidade incluem polímero de polibutilmetacrilato e polímero de polial-quilmetacrilato comercializados sob os nomes comerciais de HF411 e HF460 respectivamente.
Um agente antierosão é incorporado em uma quantidade eficaz para inibir a corrosão eletroquíica induzida por fluxo, mais precisamente referida como corrosão zeta. O aditivo antierosão é preferivelmente um sal de metal de álcali, mais preferivelmente um sal de potássio de um ácido perfluo-roalquilsulfônico. Tais aditivos antierosão são mais totaimente descritos na Patente U.S. n° 3.679.587 e podem incluir sulfonato de perfluoroetilcicloexila de potássio.
Outros aditivos incluem inibidores de corrosão tal como diidroi-mídazol e etano difenilditio, uma combinação de antioxidantes tal como tolu-eno de hidroxila butilada, 1,3, 5 trimetil-2,4,6 tris(BHT)benzeno e dioctildifenil amina. Ainda outros aditivos incluem recuperadores de ácido tal como car-boxilato de etilhexil-epoxicicloexila e inibidores de espuma tal como óleo de silicone.
Fosfatos de triarila empregados nas matérias-primas de base desta invenção são topicamente fenila, porém podem também ser uma fenila substituída por alquila (alquilfenila) em que o substituinte de alquila é Ci a Cg, preferivelmente C3 a C5. Exemplos não limitantes dos fosfatos de arila e fosfatos de arila substituída por alquila são, por exemplo, fosfato de trifenila, fosfatos de fenila substituída tais como tri (isopropilf e nil)f osf ato, tri(isobutilfenil)fosfato, t ri (te rc-but i I )f osf ato. Substituintes de fenila substituída por triarila incluem tolila {também conhecida como metilfenila), etil fenila, i-sopropilfenila, isobutilfenila, terc-butilfenila, e os similares. Esteres de fosfato de triarila preferidos são tri(isopropilfenil)fosfato e tri(terc- butilfenil)fosfato. Prefere-se também que a maioria dos grupos arila seja substituída por apenas um grupo alquila.
Todas as percentagens expressas neste relatório descritivo e reivindicações são percentuais em peso a menos que de outro modo especificado.
Os seguintes exemplos ilustram a invenção.
EXEMPLO
Fluidos hidráulicos tendo composições mencionadas na Tabela 1 foram preparados misturando-se em temperatura ambiente em um recipiente adequado agitado para fornecer a mistura adequada. Os componentes de éster de fosfato foram introduzidos no tanque por último. Os outros aditivos foram adicionados primeiro na seqüência indicada na Tabela 1. Na Tabela 1, "TBP" e "TIBP" referem-se a éster de fosfato de tri-n-butila e éster de fosfato de tri-isobutila, respectivamente. ΊΡΤΡΡ" refere-se a éster de fosfato de isopropiltrifenila. “Van Lube" refere-se a um inibidor de ferrugem comercial, disponibilizado por Vanderbilt como Van Lub RIG. llFC-98" refere-se a um agente antierosão compreendendo um sal de potássio de ácido sulfônico de perfluoroetilcicioexila, também conhecido como ácido perfluoroetilcicloexil-sulfônico. "lONOL" refere-se a 2,6-diterc-butil-p-cresol, um antioxidante, comercialmente disponibilizada por Shell Chemical Company. "E-330'‘ refere-se a 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-terc-butil hidroxifenil)benzeno, um antioxidante, comercialmente disponibilizado sob a designação comercial de Etha-nox.RTM. 330 de Etil Corporation. "DODPA" refere-se à dioctil difenil amina disponibilizado por Vanderbilt, "FH-132" refere-se a 1,2-di(feniltio)etano, um inibidor de corrosão de cobre, "MCS-1562" refere-se a carboxilato de cicloe-xila de epóxi de 2-etilhexila, disponibilizado pela Dixie Chemicals, ‘'HF411 " refere-se a poli(butilmetacrilato) e "HF460" refere-se ao polímero de polial-quilmetacrilato em TBP, ambos são melhoradores do índice de viscosidade, "antiespuma" refere-se a fluido de silicone disponibilizado por Dow Corning Co.
TABELA I
Os testes foram conduzidos para determinar a proteção ao fogo, viscosidade em baixa temperatura, ponto de despejamento e gravidade específica dos fluidos descritos na Tabela 1. Os pontos de fulgor e fogo foram determinados por meio do procedimento de ASTM D-92. As composições foram em seguidas testadas para determinar suas propriedades com respeito a temperatura de autoignição (AIT) sob o procedimento de ASTM D-2155, viscosidade, ponto de despejamento e gravidade específica. Na Tabela 1, todos os exemplos são com base em amostras de 100 gramas. Os resultados dos testes aparecem abaixo na Tabela 2. TABELA 2 REIVINDICAÇÕES
Claims (3)
1. Composição de fluido hidráulico, caracterizada pelo fato de compreender, em peso, de 55% a 65% de trí(n-butil)fosfato, de 8% a 12% de tri(iso-propilfenil)fosfato e de 8% a 12% de tri(isobutil)fosfato sendo que o total, incluindo aditivos, soma 100%.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender, em peso, 65% de tri(n-buti 1)fosfato, 10% de tri(iso-propilfenü)fosfato e 10% de tri(isobutil)fosfato
3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicional mente 15% de aditivos em peso da composição final.
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