CN102149799A - 降低液压系统噪声的液压流体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了通过使包含聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的液压流体与液压系统接触来降低液压系统中的噪声产生。

Description

降低液压系统噪声的液压流体组合物
技术领域
本发明描述了降低由液压系统产生的噪声的具有至少130的VI(粘度指数)的液压流体的用途。
背景技术
噪声通常是液压系统中由泵和/或发动机产生的振动的结果，其通过该系统被放大并作为“空气传播的噪声”发出。振动源可以是气穴现象、流体流量压力脉动、摩擦或内部泵泄漏。具有高粘度指数的液压流体与在相同温度和压力条件下操作的单级液压流体相比将发出较低水平的噪声。
由液压系统产生的噪声对设备操作员而言可能是令人讨厌的或有潜在危险的。使用流体动力的机器，例如移动式建筑设备、农用设备、注射模塑机和多种室内制造设备常常被绝缘以保护操作员免受分散注意力的或有害的噪声影响。屏蔽的使用提高设备尺寸、重量和成本，还将热截留在系统内。在许多应用中，OSHA或当地法令通过立法规定了最大噪声级以保护工人和社区。由于设备制造者已可成功降低发动机噪声，液压系统噪声的相对水平已经提高且如今是对于由一件设备发出的总噪声级的显著贡献因素。液压系统经常产生比竞争的电或机械动力系统更多的噪声。
总噪声是液载噪声和结构传播噪声两者之和。液载噪声已知是离开泵的流体的流动涟漪效应的结果。随着泵中各室排放，产生流体流量脉动和压力脉动。这种效应在活塞泵中最突出，但是在叶轮泵和齿轮泵中也显著。高频率流量和压力脉动传播至该线路的所有部分并造成部件振动和共振。液载振动可转化成空气传播的噪声，并且也可能对部件性能和寿命具有负面影响。
作为在压缩被夹带的空气时发生的气穴现象的结果，可能产生额外液载噪声。当夹带的、溶解的或分散的空气经过低压区，例如泵入口时，可能形成气泡。当流体进入泵出口侧上的高压区时，所述气泡被压缩。当接触金属表面的气泡以超声速度压缩回液体中时，产生冲击波。填充这些空隙并撞击到金属表面的流体力造成非常响的砰砰噪声。气泡压缩也已知对泵部件造成物理损坏，因为这些猛烈的微观力从该表面上损害(fear)金属，从而造成点蚀和产生磨损碎屑。
结构传递噪声是由泵的旋转部件上的波动的力和力矩引起的。由于活塞或叶片在高压和低压输入/排放区之间振荡，在旋转斜盘或环和外壳上施加力。硬件振动造成结构传递噪声，其沿物理路径传送到储槽、底座和地板、结构或车辆。
可以用置于该系统内的“消音器”解决噪声，所述“消音器”引入和叠加了与第一声波具有相同振幅和频率但呈180度相角的第二声波。
US 6,234,758描述了具有可变侧分支的液压噪声降低组件。US5,560,205描述了液载噪声衰减系统。
但是，需要不使用消音器或其它复杂系统改进的降低液压系统噪声的液压流体。
附图说明
图1显示在Vickers叶轮泵中测得的噪声对油粘度的依赖性。
图2显示实施例2中的带有Parker标签的主泵排放软管。
图3显示实施例2中Parker标签的大致位置及其相对于主泵排放管线的位置。
图4显示空转的注射模塑压机的声级。
图5显示负载下的注射模塑压机的声级。
发明内容
发明详述
液压流体必须在操作温度下提供充足粘度以使内部泵再循环或泄漏最小化。如果液压流体粘度降至不合意水平，则泵效率会降至不可接受的水平。差的泵效率造成高于必要水平的能量消耗水平。
粘度等级常用于描述流体粘度的各种类别，并概括在表1中。
表1：ISO 3448描述的ISO VG类别的粘度限度
Figure BDA0000049734010000031
本发明的目的是提供具有良好低温性能的液压流体。此外，希望以简单和成本有效的方式制造液压流体。另外，本发明的目的是供应在宽温度范围内适用的液压流体。此外，该液压流体应适于高压应用。此外，该液压流体应不使用消音器或其它复杂系统改进即可降低液压系统噪声。
根据本发明，已开发出降低液压系统中的噪声发生的方法，其包括：使包含聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的液压流体与液压系统接触，以降低所述液压系统的噪声。
在一个实施方案中，该液压流体可含有基油、粘度指数改进剂和任选的至少一种抗磨添加剂。
已经确定，粘度指数大于130的液压流体可用于降低内部泵泄漏/再循环，这也导致产生较少的液载和结构传递噪声。用聚(甲基)丙烯酸酯聚合物配制的高粘度指数流体的使用提供多个优点。如RohMax专利申请US 2006/0240999中公开的那样，含聚(甲基)丙烯酸酯聚合物的液压流体夹带更少空气并提供更快的空气释放时间。
在本发明上下文中，内部泵泄漏/再循环是指下列内容。液压泵的目的是产生可用于将动力从一处传送至另一处的液压流体流。在泵内存在必须润滑以便该泵平稳运行的表面(通常为金属)。液压流体的一个作用是在其通过该泵时润滑这些表面。为实现这一点，将小通道(孔)设计入内部泵部件以使少量油可穿过它们并到表面上。这种流被称作内部泄漏或再循环。如果内部泄漏或再循环太大(如该流体变得非常稀时发生的那样)，则该泵的输出(效率)降低。
优选，PAMA化合物(聚((甲基)丙烯酸烷基酯))以分子线团形式溶解，这可提高该流体的粘弹性并将衰减由于气穴现象、流体流量脉动涟漪效应和硬件振动而发生的振动波。PAMA的类型和量可能影响粘度等级。在一个实施方案中，通过设备制造商的推荐测定优选等级。
从标准HM粘度等级液压流体改变成符合最大效率液压流体性能定义的高粘度指数流体的措施可导致较低的空气传播的噪声级以及降低的由气穴现象造成的磨损。此类流体的使用可消除对消音器和/或绝缘的需要，降低液压系统的复杂性和成本。
同时，通过本发明的液压流体可实现许多其它优点。其中包括：
本发明的液压流体表现出改进的低温性能和更宽的温度操作范围。
本发明的液压流体表现出良好的抗氧化性并在化学上非常稳定。
可以在宽范围内调节本发明的液压流体的粘度。
此外，本发明的流体适于高压应用。本发明的液压流体由于良好的剪切稳定性而表现出最小的粘度变化。
在本发明中，HM、HV和MEHF液压流体是指下列内容。
HM是没有为了提高的粘度指数而改性的液压油的ISO缩写。根据该配制剂中所用的基油的粘度指数，这些通常具有大约95-110的粘度指数。HV油具有130或更大的粘度指数。ISO标准11158定义了这些术语。MEHF是RohMax规定的性能定义，其证实由该油的高粘度指数(＞150)、优异剪切稳定性和良好低温性能导致的可测的效率改进。在“The Benefits Of Maximum Efficientcy Hydraulic Fluids”，Machinery Lubrication，2005年7-8月，第42-48页中进一步详细描述了MEHF和一些上述术语的概念。
在本发明的一个实施方案中，使用MEHF型流体获得降噪。
ISO等级是指由其在40℃下的运动粘度定义的润滑剂粘度。例如，ISO46流体具有41.4至50.6厘沲的在40℃下的运动粘度。参见ISO11158。
本发明的液压流体包含聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物。这些聚合物可通过使包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体的组合物聚合来获得。优选，这些聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含至少40重量％，尤其至少50重量％，更优选至少60重量％，最优选至少80重量％甲基丙烯酸酯重复单元。优选，这些聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含C9-C24(甲基)丙烯酸酯重复单元和C1-C8(甲基)丙烯酸酯重复单元。
在一个实施方案中，该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含衍生自分散单体(其包括但不限于，极性单体，特别是在分子中具有N原子的单体)的重复单元。
优选，可用于获得该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的组合物特别含有具有不同醇残基的(甲基)丙烯酸酯、马来酸酯和富马酸酯。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯以及两者的混合物。这些单体在很大程度上是已知的。烷基残基可以是直链、环状或支链的。
用于获得优选聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的混合物含有基于该单体混合物总重量计的0至100重量％，优选0.5至90重量％，尤其是1至80重量％，更优选1至30重量％，更优选2至20重量％的一种或多种式(I)的烯键式不饱和酯化合物
其中R是氢或甲基，R1是指含1-8个碳原子的直链或支链烷基残基，R2和R3独立地代表氢或式-COOR’的基团，其中R’是指氢或含1-8个碳原子的烷基。
组分(a)的实例尤其是由饱和醇衍生的(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯和马来酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯和(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯；(甲基)丙烯酸环烷基酯，如(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯基环己酯、(甲基)丙烯酸环己酯。
此外，用于制备本发明中可用的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的单体组合物含有基于该单体混合物总重量计的0-100，优选10-99重量％，尤其是20-95重量％，更优选30至85重量％的一种或多种式(II)的烯键式不饱和酯化合物
其中R是氢或甲基，R4是指含9-16个碳原子的直链或支链烷基残基，R5和R6独立地为氢或式-COOR”的基团，其中R”是指氢或含9-16个碳原子的烷基。
其中包括衍生自饱和醇的(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯和马来酸酯，例如(甲基)丙烯酸2-叔丁基庚酯、(甲基)丙烯酸3-异丙基庚酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯，(甲基)丙烯酸环烷基酯，例如(甲基)丙烯酸冰片酯；以及相应的富马酸酯和马来酸酯。
此外，用于制备本发明中可用的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的单体组合物含有基于该单体混合物总重量计的0-80，优选0.5-60重量％，尤其是1-40重量％，更优选2至30重量％的一种或多种式(III)的烯键式不饱和酯化合物
Figure BDA0000049734010000062
其中R是氢或甲基，R7是指含17-40个碳原子的直链或支链烷基残基，R8和R9独立地为氢或式-COOR”’的基团，其中R”’是指氢或含17-40个碳原子的烷基。
其中包括衍生自饱和醇的(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯和马来酸酯，例如(甲基)丙烯酸2-甲基十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸5-异丙基十七烷基酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸5-乙基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸3-异丙基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基二十烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基二十烷基酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯和/或(甲基)丙烯酸二十烷基三十四烷基酯；(甲基)丙烯酸环烷基酯，例如(甲基)丙烯酸2，4，5-三-叔丁基-3-乙烯基环己基酯、(甲基)丙烯酸2，3，4，5-四-叔丁基环己基酯。
可以例如通过使(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯、马来酸酯和/或相应的酸与长链脂肪醇反应来获得含长链醇残基的酯化合物，尤其是组分(b)和(c)，其中通常产生酯，例如具有不同长链醇残基的(甲基)丙烯酸酯的混合物。
这些脂肪醇尤其包括Oxo7911和Oxo7900、Oxo
Figure BDA0000049734010000073
1100；
Figure BDA0000049734010000074
610和
Figure BDA0000049734010000075
810；
Figure BDA0000049734010000076
125和
Figure BDA0000049734010000077
类型(Sasol Olefins&Surfactant GmbH)；
Figure BDA0000049734010000078
79(ICI)；610和
Figure BDA00000497340100000710
)810(Ethyl Corporation)；
Figure BDA00000497340100000711
79、
Figure BDA00000497340100000712
911和
Figure BDA00000497340100000713
25E(Shell AG)；
Figure BDA00000497340100000714
Hydrenol-和
Figure BDA00000497340100000715
-类型(Cognis)；
Figure BDA00000497340100000716
35和
Figure BDA00000497340100000717
10(Exxon Chemicals GmbH)；
Figure BDA00000497340100000718
2465(Kao Chemicals)。在烯键式不饱和酯化合物中，(甲基)丙烯酸酯特别优于马来酸酯和富马酸酯，即式(I)、(II)和(III)的R2、R3、R3、R6、R8和R9在特别优选的实施方案中代表氢。
组分(d)特别包含可与式(I)、(II)和/或(III)的烯键式不饱和酯化合物共聚的烯键式不饱和单体。
符合下式的共聚单体尤其适合根据本发明聚合：
Figure BDA0000049734010000081
其中R1和R2独立地选自氢、卤素、CN、含1-20，优选1-6，尤其优选1-4个碳原子的直链或支链烷基，其可以被1至(2n+1)个卤素原子取代，其中n是烷基(例如CF3)的碳原子数；含2-10，优选2-6，尤其优选2-4个碳原子的α，β-不饱和直链或支链烯基或炔基，其可以被1至(2n-1)个卤素原子，优选氯取代，其中n是烷基的碳原子数，例如CH2＝CC1-；含3-8个碳原子的环烷基，其可以被1至(2n-1)个卤素原子，优选氯取代，其中n是环烷基的碳原子数；C(＝Y*)R5*、C(＝Y*)NR6*R7*、Y*C(＝Y*)R5*、SOR5*、SO2R 5*、OSO2R5*、NR8*SO2R5*、PR5* 2、P(＝Y*)R5* 2、y*PR5* 2、y*P(＝Y*)R5 2、NR8* 2，它们可以被另外的8*、芳基或杂环基季化，其中Y*可以是NR8*、S或O，优选O；R5*是含1-20个碳原子的烷基、含1-20个碳原子的烷基硫基、OR15(R15是氢或碱金属)、含1-20个碳原子的烷氧基、芳氧基或杂环基氧基；R6*和R7*独立地为氢或含1至20个碳原子的烷基，或R6*和R7*一起可形成含2-7，优选2-5个碳原子的亚烷基，其中它们形成3-8元，优选3-6元环，且R8*是含1-20个碳原子的直链或支链烷基或芳基；
R3*和R4*独立地选自氢、卤素(优选氟或氯)、含1-6个碳原子的烷基和COOR9*，其中R9*是氢、碱金属或含1-40个碳原子的烷基，或R1*和R3*可一起形成式(CH2)n的基团，其可以被1-2n’个卤素原子或C1-C4烷基取代，或可形成式C(＝O)-Y*-C(＝O)的基团，其中n为2-6，优选3或4，且Y*如上定义；且其中残基R1*、R2*、R3*和R4*中的至少两个是氢或卤素。
这些尤其包括(甲基)丙烯酸羟烷基酯，如(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3，4-二羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2，5-二甲基-1，6-己二醇酯、(甲基)丙烯酸1，10-癸二醇酯；
(甲基)丙烯酸氨基烷基酯和氨基烷基(甲基)丙烯酰胺，如N-(3-二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸3-二乙基氨基戊基酯、(甲基)丙烯酸3-二丁基氨基十六烷基酯；
(甲基)丙烯酸的腈和其它含氮的(甲基)丙烯酸酯，如N-(甲基丙烯酰氧基乙基)二异丁基酮亚胺、N-(甲基丙烯酰氧基乙基)双十六烷基酮亚胺、(甲基)丙烯酰氨基乙腈、2-甲基丙烯酰氧基乙基甲基氰胺、(甲基)丙烯酸氰甲基酯；
(甲基)丙烯酸芳基酯，如(甲基)丙烯酸苄酯或(甲基)丙烯酸苯酯，其中丙烯酰基残基在每种情况下可以是未取代的或被最多四取代；
含羰基的(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸2-羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧甲酯、(甲基)丙烯酸
Figure BDA0000049734010000091
唑烷基乙酯、N-(甲基丙烯酰氧基)甲酰胺、丙酮基(甲基)丙烯酸酯、N-甲基丙烯酰基吗啉、N-甲基丙烯酰基-2-吡咯烷酮、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-吡咯烷酮、N-(3-甲基丙烯酰氧基丙基)-2-吡咯烷酮、N-(2-甲基丙烯酰氧基十五烷基)-2-吡咯烷酮、N-(3-甲基丙烯酰氧基十七烷基)-2-吡咯烷酮；
醚醇的(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙酯；(甲基)丙烯酸甲氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸1-丁氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-(2-乙烯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸环己基氧基甲酯、(甲基)丙烯酸甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄氧基甲酯、(甲基)丙烯酸糠基酯、(甲基)丙烯酸2-丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙氧基甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙氧基甲酯、(甲基)丙烯酸1-乙氧基丁酯、(甲基)丙烯酸甲氧基甲酯、(甲基)丙烯酸1-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基甲酯；
卤化醇的(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸2，3-二溴丙酯、(甲基)丙烯酸4-溴苯酯、(甲基)丙烯酸1，3-二氯-2-丙基酯、(甲基)丙烯酸2-溴乙酯、(甲基)丙烯酸2-碘乙酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯；
(甲基)丙烯酸环氧烷基酯，如(甲基)丙烯酸2，3-环氧丁基酯、(甲基)丙烯酸3，4-环氧丁基酯、(甲基)丙烯酸10，11环氧十一烷基酯、(甲基)丙烯酸2，3-环氧环己酯，(甲基)丙烯酸环氧烷基酯，例如(甲基)丙烯酸10，11-环氧十六烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；
含磷、含硼和/或含硅的(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸2-(二甲基磷酸基(phosphato))丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙基亚磷酸基(phosphito))丙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基膦基甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基膦酰基乙酯、二乙基甲基丙烯酰基膦酸酯、二丙基甲基丙烯酰基磷酸酯、(甲基)丙烯酸2-(二丁基膦酰基)乙酯、硼酸2，3-亚丁基甲基丙烯酰基乙酯、甲基二乙氧基甲基丙烯酰基乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酸二乙基磷酸基乙基酯；
含硫的(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸乙基亚磺酰基乙酯、(甲基)丙烯酸4-氰硫基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基磺酰基乙酯、(甲基)丙烯酸氰硫基甲酯、(甲基)丙烯酸甲基亚磺酰基甲酯、双(甲基丙烯酰氧基乙基)硫；
杂环(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸2-(1-咪唑基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4吗啉基)乙酯和1-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-吡咯烷酮；
乙烯基卤，例如氯乙烯、氟乙烯、偏二氯乙烯和偏二氟乙烯；
乙烯基酯，如乙酸乙烯酯；
含芳族基团的乙烯基单体，如苯乙烯、侧链中含烷基取代基的取代苯乙烯，例如α-甲基苯乙烯和α-乙基苯乙烯，环上含烷基取代基的取代苯乙烯，例如乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯，卤代苯乙烯，例如一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯和四溴苯乙烯；
杂环乙烯基化合物，如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2，3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基丁内酰胺、乙烯基氧杂环戊烷(oxolane)、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基硫杂环戊烷(thiolane)、乙烯基噻唑和氢化乙烯基噻唑、乙烯基
Figure BDA0000049734010000101
唑和氢化乙烯基
Figure BDA0000049734010000102
唑；
乙烯基和异戊二烯基醚；
马来酸衍生物，例如马来酸酐、甲基马来酸酐、马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺；
富马酸和富马酸衍生物，例如富马酸的单酯和二酯。
也可以使用具有分散水硬性的单体作为共聚单体。这些单体是本领域中公知的并通常含有杂原子，例如氧和/或氮。例如，之前提到的(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯和氨基烷基(甲基)丙烯酰胺、醚醇的(甲基)丙烯酸酯、杂环(甲基)丙烯酸酯和杂环乙烯基化合物被视为分散共聚单体。
尤其优选的混合物含有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和/或甲基丙烯酸十八烷基酯。
这些组分可以独自使用或以混合物形式使用。
该(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的分子量不是关键的。该(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物通常具有300至1,000,000克/摩尔，优选10000至200,000克/摩尔，尤其优选25000至100,000克/摩尔的分子量，而无意受此限制。这些值是指该多分散性聚合物的重均分子量。
无意受此限制，该(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物表现出1至15，优选1.1至10，尤其优选1.2至5的由重均分子量与数均分子量的比Mw/Mn给出的多分散性。
上述单体混合物可通过任何已知方法聚合。常规自由基引发剂可用于实施典型的自由基聚合。这些引发剂是本领域中公知的。这些自由基引发剂的实例是偶氮引发剂，如2，2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、2，2’-偶氮双(2-甲基丁腈)和1，1-偶氮双环己烷腈；过氧化物，例如，甲乙酮过氧化物、乙酰基丙酮过氧化物、二月桂基过氧化物、过-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化酮、甲基异丁基酮过氧化物、环己酮过氧化物、过氧化二苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、2，5-双(2-乙基己酰基-过氧)-2，5-二甲基己烷、过氧2-乙基己酸叔丁酯、过氧-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化二枯烯、1，1-双(叔丁基过氧)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧)3，3，5-三甲基环己烷、氢过氧化枯烯和氢过氧化叔丁基。
可使用链转移剂获得低分子量聚(甲基)丙烯酸酯。这种技术是聚合物工业中普遍已知和实施的，并描述在Odian，Principles of Polymerization，1991中。链转移剂的实例是含硫的化合物，例如硫醇，例如，正-和叔-十二烷硫醇、2-巯基乙醇和巯基羧酸酯，例如3-巯基丙酸甲酯。优选的链转移剂含有最多20，尤其是最多15，更优选最多12个碳原子。
此外，链转移剂可含有至少1，尤其是至少2个氧原子。
此外，可以使用过渡金属配合物，例如低自旋钴配合物获得低分子量聚(甲基)丙烯酸酯。这些技术是公知的并例如描述在USSR专利940,487-A和Heuts等人，Macromolecules 1999，第2511-2519页和第3907-3912页中。
此外，新型聚合技术，例如ATRP(原子转移自由基聚合)和或RAFT(可逆加成断裂链转移)可用于获得可用的聚(甲基)丙烯酸酯。这些方法是公知的。例如J-S.Wang等人，J.Am.Chem.Soc.，第117卷，第5614-5615页(1995)和Matyjaszewski，Macromolecules，第28卷，第7901-7910页(1995)描述了该ATRP反应方法。此外，专利申请WO96/30421、WO 97/47661、WO 97/18247、WO 98/40415和WO 99/10387公开了上文解释的ATRP的变化形式，为公开目的明确参考它们。在例如WO 98/01478中广泛阐述了该RAFT方法，为公开目的明确对其进行参考。
可以在常压、减压或升高的压力下进行该聚合。聚合温度也不是关键的。但是，其通常在-20至200℃，优选0-130℃和尤其优选60-120℃的范围内，而无意受此限制。
可以用或不用溶剂进行该聚合。术语“溶剂”在此要广义理解。
该液压流体可包含基于该液压流体总重量计的0.5至50重量％，尤其是1至30重量％，优选5至20重量％的一种或多种聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物。
本发明的液压流体可包含基础油料。这些基础油料可包含矿物油和/或合成油。
矿物油是基本已知和可购得的。它们通常由石油或原油通过蒸馏和/或精炼以及任选附加的提纯和加工方法获得，尤其是落在矿物油概念下的较高沸点的原油或石油馏分。通常，在5000Pa下，矿物油的沸点高于200℃，优选高于300℃。同样可以通过页岩油的低温蒸馏、硬煤的焦化、褐煤在排除空气下的蒸馏以及硬煤或褐煤的氢化进行制备。在小程度上，也可以由植物来源(例如霍霍巴油、菜籽油(卡诺拉(canola))、葵花油、大豆油)或动物来源(例如牛脂油或牛脚油)的原材料制造矿物油。因此，矿物油在每种情况下根据来源显示出不同量的芳烃、环状烃、支链和直链烃。
通常，区分原油或矿物油中的链烷烃基、环烷烃类和芳族的馏分，其中术语“链烷烃基馏分”代表较长链或高度支化的异烷烃，环烷烃类馏分代表环烷烃。此外，矿物油在每种情况下根据来源和加工显示不同分数的正烷烃、具有低支化度的异烷烃(所谓的单甲基支化的链烷烃)和含杂原子，尤其是O、N和/或S的化合物，极性性能归因于所述杂原子。但是，归属困难，因为各个烷烃分子可具有长链支化的和环烷烃残基以及芳族组分两者。就本发明而言，可以根据DIN 51378进行分级。也可以根据ASTM D 2007测定极性组分。
优选矿物油中的正烷烃的分数少于3重量％，含O、N和/或S的化合物的分数少于6重量％。芳族化合物和单甲基支化的链烷烃的分数在每种情况下通常为0-40重量％。根据一个有意义的方面，矿物油主要包含环烷烃类和链烷烃基烷烃，其通常具有多于13，优选多于18，尤其优选多于20个碳原子。这些化合物的分数通常为至少60重量％，优选至少80重量％，而无意受此限制。优选矿物油含有0.5-30重量％芳族组分、15-40重量％环烷烃类组分、35-80重量％链烷烃基组分、最多3重量％正烷烃和0.05-5重量％极性组分，在每种情况下相对于该矿物油的总重量。
用传统方法，如尿素脱蜡和在硅胶上的液相色谱法进行的尤其优选的矿物油的分析显示例如下列组分，其中百分比涉及相关矿物油的总重量：
具有大约18-31个C原子的正烷烃：0.7-1.0％，
具有18-31个C原子的低支化烷烃：1.0-8.0％，
含14-32个C原子的芳族化合物：0.4-10.7％，
含20-32个C原子的异烷烃和环烷烃：60.7-82.4％，
极性化合物：0.1-0.8％，
损失：6.9-19.4％。
关于矿物油分析的有价值的建议以及具有其它组成的矿物油的列表可见于例如Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，CD-ROM上第5版，1997，在“lubricants and related products”条目下。
该液压流体优选基于API第I、II或III类的矿物油。API publication 1509提供关于这些类别的American Petroleum Institute(美国石油协会)(API)定义的参考。API 1509 publication全文经此引用并入本文。
合成油尤其是有机酯，如羧酸酯和磷酸酯；有机醚，如硅油和聚烷撑二醇；和合成烃，尤其是聚烯烃。它们大多略微贵于矿物油，但它们在性能方面具有优点。为了解释，应参考5类API类基油类型(API：美国石油协会)。
磷酯流体，例如磷酸烷基芳基酯；磷酸三烷基酯，例如磷酸三丁酯或磷酸三-2-乙基己酯；磷酸三芳酯，例如混合的磷酸异丙基苯基酯、混合的磷酸叔丁基苯基酯、磷酸三(二甲苯)酯或磷酸三甲苯酯。额外的有机磷化合物的类别是可含有烷基和/或芳基取代基的膦酸酯和次膦酸酯。膦酸二烷基酯，如膦酸二-2-乙基己酯；次膦酸烷基酯，如次膦酸二-2-乙基己酯是可行的。作为其中的烷基，由1至10个碳原子构成的直链或支链烷基是优选的。作为其中的芳基，可被烷基取代的由6至10个碳原子构成的芳基是优选的。该液压流体通常含有0至60重量％，优选5至50重量％有机磷化合物。
作为羧酸酯，可以使用醇，例如多元醇、一元醇等与脂肪酸，例如单羧酸、多羧酸等的反应产物。此类羧酸酯当然可以是偏酯。
羧酸酯可以具有一个式R-COO-R的羧酸酯基团，其中R独立地为含1至40个碳原子的基团。优选的酯化合物包含至少两个酯基团。这些化合物可基于具有至少两个酸基的多羧酸和/或具有至少两个羟基的多元醇。
多羧酸残基通常具有2至40，优选4至24，尤其是4至12个碳原子。可用的多羧酸酯是例如己二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸和/或十二烷酸的酯。该多羧酸化合物的醇组分优选包含1至20个，尤其是2至10个碳原子。
可用的醇的实例是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇。此外，可以使用含氧醇，如二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇直至癸二醇。
尤其优选的化合物是多羧酸与包含一个羟基的醇的酯。这些化合物的实例描述在Ullmans Encyclopadie der Technischen Chemie，第三版，第15卷，第287-292页，Urban&Schwarzenber(1964))中。
根据本发明的另一方面，该液压流体基于包含聚-α烯烃(PAO)、羧酸酯(二酯或多元醇酯)、磷酸酯(磷酸三烷基酯、三芳基酯或烷基芳基酯)和/或聚烷撑二醇(PAG)的合成基础油料。
本发明的液压流体可包含本领域中公知的其它添加剂，如粘度指数改进剂、抗氧化剂、抗磨剂、缓蚀剂、清净剂、分散剂、EP添加剂、消泡剂、摩擦减低剂、倾点下降剂、染料、添味剂和/或破乳剂。这些添加剂以常规量使用。该液压流体通常含有0至10重量％添加剂。
根据消费者需要，可以在宽范围内适应性调节本发明的液压流体的粘度。例如可实现ISO VG 15、VG 22、VG 32、VG 46、VG 68、VG 100、VG 150、VG 1500和VG 3200流体等级，
Figure BDA0000049734010000161
上文提到的粘度等级可以被视为规定的ISO粘度等级。该ISO粘度等级优选为15至3200，更优选22至150。
根据本发明的另一方面，优选的ISO粘度等级为150至3200，更优选1500至3200。
为了实现规定的ISO粘度等级，优选将具有低粘度等级的基础油料与聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物混合。
优选，根据ASTM D 445的运动粘度40℃为15mm2/s至150mm2/s，优选28mm2/s至110mm2/s。本发明的液压流体具有高粘度指数。根据ASTM D 2270的粘度指数优选为至少120，更优选150，尤其是至少180，更优选至少200。
本发明的液压流体具有良好低温性能。可以通过布鲁克菲尔德粘度计根据ASTM D 2983评价低温性能。
本发明的液压流体可用于高压应用。优选实施方案可以在0至700巴，特别是70至400巴的压力下使用。
此外，本发明的优选液压流体具有低倾点，其可以例如根据ASTM D97测定。优选流体具有-30℃或更低，尤其是-40℃或更低，更优选-45℃或更低的倾点。
本发明的液压流体可以在宽温度范围内使用。例如，该流体可以在-40℃至120℃的温度操作范围内使用，并在最小和最大粘度方面符合设备制造要求。主要设备制造商的粘度准则的概述可见于National FluidPower Association推荐的实践T2.13.13-2002。
本发明的液压流体可例如用于工业、汽车、采矿、发电、海运和军事液压流体应用。移动式设备应用包括建筑、林业、运载工具和市政车队(垃圾收集、除雪机等)。海运应用包括船舶甲板起重机。
本发明的液压流体可用于发电液压设备，例如电液压涡轮控制系统。
此外，本发明的液压流体可用作变压器液体或淬火油。
尽管已一般性地描述了本发明，但可参照某些具体实施例获得进一步理解，除非另行指明，这些实施例在本文中仅提供用于举例说明而不意于是限制性的。
具体实施方式
实施例
实施例1
如下测量Vickers叶轮泵中的噪声对油粘度。该叶轮泵(Vickers V20泵)在下列条件下运行：1.初始油在试验开始前在室温下。2.排放压力恒定(测试三种不同压力)，无油冷却。3.记录压力、流量、时间和温度。
使用来自SPER的SPER Scientific Sound Meter 840029记录声音级(dB)。一旦叶轮泵运行，在马达-泵轴附近每5分钟进行读数。
图1显示1000 Psi(◆)、1500 psi(■)和2000 psi(▲)的测量结果。
图1显示Vickers V20泵中ISO 22HM液压流体的比较，在泵和电动机传动装置之间用手持OSHA噪声监测器进行测量。清楚表明，随着粘度提高，所有压力下的外部噪声都降低。
实施例2
在原尺寸注射模塑压机上进行实验，表明当压机使用高VI油运行(又称作在负载下)时，其产生明显比压机使用标准(单级)油运行时低的噪声。
也参见图4和5。
使用单级和高VI多级液压流体测量来自叶轮泵的声级
位于Bessemer City，North Carolina中的MSI的Van Doron 55注射模塑机(IMM)用于评价液压流体。测试的单级流体是Mobil DTE 25(DTE)，测试的多级流体是Rohmax High VI液压流体(HVI)。之前(试验开始时)和之后(试验结束时)的液压流体粘度结果在下表中。
  油   条件  40℃(cSt)   100℃(cSt)   VI
  DTE   之前  45.28   6.718   101
  DTE   之后  45.28   6.716   101
  HVI   之前  48.39   10.26   207
  HVI   之后  47.93   10.13   206
  DTE   之前  44.86   6.710   102
  DTE   之后  44.77   6.729   103
对IMM的所有操作变动由MSI员工进行并基于IMM部件品质。
为了记录声级，在下列条件下使用下列设备：
Sper Scientific Sound Meter 840029
接通电源(DC)
称重C
dB 50-100
快速响应。
由于IMM的复杂性，远离主泵排放软管在Parker标签处记录声级。仪表距主泵排放软管大约1”。日间在IMM空转和负载阶段两者中随机记录最高声级。图2和3显示标签位置和相对于主泵排放软管的标签大致位置。在声音测量数据收集全程中使用该位置。
将数据转移到Excel电子表格并在该数据上进行单因子ANOVA以测定零假设中是否有差异(总体均值中是否有差异)。如果F＞F(临界)，则否定零假设(平均值中存在差异)。分析数据并构造下表：
Figure BDA0000049734010000191
在Excel中计算观察到的dB的95％置信区间并针对各假设给出。
在泵空转下DTE＝HVI＝DTE
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   89.7   90.6   88.8
  HVI   88.9   90.3   88.5
  DTE   88.6   89.3   87.9
在泵负载下DTE＝HVI＝DTE
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   93.4   94.0   92.8
  HVI   91.9   92.3   91.5
  DTE   93.0   93.8   92.2
在泵负载下DTE＝HVI
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   93.4   94.0   92.8
  HVI   91.9   92.3   91.5
在泵负载下HVI＝DTE
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  HVI   91.9   92.3   91.5
  DTE   93.0   93.8   92.2
DTE＝HVI＝DTE(负载-空转)
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   3.7   4.2   3.2
  HVI   3.0   3.5   2.5
  DTE   4.4   4.8   4.0
DTE＝HVI＝DTE(负载-空转)
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   3.7   4.2   3.2
  HVI   3.0   3.5   2.5
  DTE   4.4   4.8   4.0
DTE＝HVI＝DTE(负载-空转)
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   3.7   4.2   3.2
  HVI   3.0   3.5   2.5
  DTE   4.4   4.8   4.0
DTE＝HVI(负载-空转)
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   3.7   4.2   3.2
  HVI   3.0   3.5   2.5
HVI＝DTE(负载-空转)
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  HVI   3.0   3.5   2.5
  DTE   4.4   4.8   4.0
在泵负载下DTE＝DTE
  dB(平均)   dB(高)   dB(低)
  DTE   93.4   94.0   92.8
  DTE   93.0   93.8   92.2
关于声音测量研究的一般观察。
1.可变容积泵Rexroth型号V-4看起来在其主体上具有某种类型的“声级调节(tuning adjustment)”。在该声音试验过程中不对该设备作调节。
2.HVI油看起来足够衰减噪声(频率、声调)以致HVI不再像DTE油那样恼人(实施该实验的人员的主观观察)。
3.高压橡胶排放软管处的声级看起来高于主泵。
4.IMM停转的Parker标签处的声音读数为72dB(其它设备在运转)。
实施例2的概述
1.在泵空转下，单级和高VI多级液压流体之间产生的声级(dB)没有统计差异。
2.在泵负载下，单级和高VI多级液压流体之间产生的声级(dB)存在统计差异。
3.在泵负载下，与泵负载减去泵空转声级(dB)相比，单级和高VI多级液压流体之间产生的声级(dB)存在混合统计差异。
4.在泵负载下，单级在试验开始时和试验结束时之间产生的声级(dB)没有统计差异。

Claims (26)

1.降低液压系统中的噪声产生的方法，其包括：
使包含聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的液压流体与液压系统接触以降低所述液压系统的噪声。
2.根据权利要求1的方法，其中所述液压流体具有至少130的VI。
3.根据权利要求1的方法，其中降低所述液压系统中产生的振动。
4.根据权利要求1的方法，其中所述液压系统包含泵、发动机或两者。
5.根据权利要求3的方法，其中振动源是流体流量压力脉动、摩擦或内部泵泄漏。
6.根据权利要求1的方法，其中所述液压流体具有至少130的VI并与在相同温度和压力条件下运行的单级液压流体相比发出较低级的噪声。
7.根据权利要求1的方法，其中所述噪声是液载噪声和结构传递噪声之和。
8.根据权利要求1的方法，其中所述液压流体进一步包含基油和抗磨添加剂。
9.根据权利要求2的方法，其中采用粘度指数大于130的所述液压流体降低内部泵泄漏/再循环，由此降低液载和结构传递噪声。
10.根据权利要求1的方法，其中以分子线团形式溶解的PAMA化合物衰减由液压系统的运行产生的振动波。
11.根据权利要求1的方法，其中在所述液压系统中不使用消音器、绝缘或两者。
12.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含至少40重量％甲基丙烯酸酯重复单元。
13.根据权利要求1的方法，其中该液压流体包含1-30重量％聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物。
14.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物具有10000-200000克/摩尔的分子量。
15.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含C9-C24(甲基)丙烯酸酯重复单元和C1-C8(甲基)丙烯酸酯重复单元。
16.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含衍生自分散单体的重复单元。
17.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含衍生自苯乙烯的重复单元。
18.根据权利要求1的方法，其中该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物包含衍生自乙氧基化和/或羟基化甲基丙烯酸酯单体的重复单元。
19.根据权利要求1的方法，其中该液压流体包含抗氧化剂、缓蚀剂、消泡剂或其混合物。
20.根据权利要求1的方法，其中该液压流体包含矿物油。
21.根据权利要求1的方法，其中所述液压流体包含API第I、II或III类的油。
22.根据权利要求1的方法，其中该液压流体包含API第IV和V类的至少一种油。
23.根据权利要求1的方法，其中所述液压流体包含合成基础油料；
其中该合成基础油料包含聚-α-烯烃、羧酸酯、羧酸二酯、多元醇酯、磷酸酯、聚烷撑二醇或其混合物。
24.根据权利要求1的方法，其中通过使烯键式不饱和单体的混合物聚合来获得该聚(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物，所述混合物包含
a)基于该烯键式不饱和单体总重量计的0-100重量％的一种或多种式(I)的烯键式不饱和酯化合物
其中
R是氢或甲基，
R1是指含1-8个碳原子的直链或支链烷基残基，
R2和R3独立地代表氢或式-COOR’的基团，其中R’是指氢或含1-8个碳原子的烷基，
b)基于该烯键式不饱和单体总重量计的0-100重量％的一种或多种式(II)的烯键式不饱和酯化合物
Figure FDA0000049734000000031
其中
R是氢或甲基，
R4是指含9-16个碳原子的直链或支链烷基残基，
R5和R6独立地为氢或式-COOR”的基团，其中R”是指氢或含9-16个碳原子的烷基，
c)基于该烯键式不饱和单体总重量计的0-80重量％的一种或多种式(III)的烯键式不饱和酯化合物
其中
R是氢或甲基，
R7是指含17-40个碳原子的直链或支链烷基残基，
R8和R9独立地为氢或式-COOR”’的基团，其中R”’是指氢或含17-40个碳原子的烷基，和
d)基于该烯键式不饱和单体总重量计的0-50重量％的共聚单体，
其中该烯键式不饱和单体总重量的至少50重量％是甲基丙烯酸酯。
25.根据权利要求24的方法，其中该烯键式不饱和单体混合物包含50至95重量％的组分b)。
26.根据权利要求24的方法，其中该烯键式不饱和单体混合物包含1至30重量％的组分a)。
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