DE2129932A1 - Hydraulisches Fliessmittel - Google Patents
Hydraulisches FliessmittelInfo
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Description
PATENTANWÄLTE | 2129932 |
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipung. H.Tiedtke Dipi.-chem. G. Bühllng Dipi.-ing. R. Kinne |
MÜNCHEN 15.
KAISER-LUDWIG-Pleta · TEL. 0811/53 M11 530212 CABLES: THOPAT6NT TBLCXi FOLQT |
Dipi.-ing. W.Weinkauff |
FRANKFURT (MAIN) M
FUCH8H0HL 71 TELM11/814IM |
Antwort erbeton nach —Plea·· reply to:
8000 München 15 16. Juni 1971
IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES OF AUSTRALIA
AIiD NEW ZEALAND LIMITED
1 Nicholson Street, Melbourne, Victoria Australien
1 Nicholson Street, Melbourne, Victoria Australien
Hydraulisches Fließmittel
Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Fließmittel. Hydraulische Fließmittel verwendet man in vielen
Druckübertragung ε sy steinen, beispielsweise bei hydraulischen Maschinen wie hydraulischen Pressen und Druckkolben, sowie
bei den Kupplungs- und Bremssystemen von Fahrzeugen. Die
Druckübertragungssysterne müssen Innerhalb eines weiten Bereiches
*von Bedingungen arbeiten und das wirksame hydraulische
Fließraittel darf die Maschinenelemente nicht angreifen und'muß auch unter den extremen äußeren Bedingungen,
welchen man begegnet, eine frei fließende Flüssigkeit blei-
109862/1736 .
Die hydraulischen Bremssysteme von Fahrzeugen v/ie beispielsweise Autos und Flugzeugen, weisen sowohl Metall-als auch
Kautschukteile auf, welche der als hydraul iahe s Fließiriittel
verwendeten Flüssigkeit ausgesetzt sind. Es ist erforderlich, daß das hydraulische Fließmittel weder die Metallteile noch
die Gummiteile des Bremssystems angreifen, und zwar weder bei gewöhnlichen Temperaturen noch bei den erhöhten Temperaturen
wie denjenigen, welche durch verlängerte Anwendung der Bremsen verursacht werden. Das hydraulische Fließmittel
muß auch durch die niedrigen Temperaturen unbeeinträchtigt bleiben, v/elche man während kalten Wetters oder im Falle von
Flugzeugen beim Flug in großer Höhe über dem Meer vorfindet. Dies bedeutet, daß der Gefrierpunkt unterhalb denjenigen
Temperaturen liegen sollte, welchen man wahrscheinlich unter Arbeitsbedingungen begegnet und außerdem sollte die Viskosität
des Fließmittels sich unter diesen Bedingungen nicht in solchem Ausmaß steigern, daß das leichte Arbeiten der
Bremsen behindert wird. Es ist auch wesentlich, daß das hydraulische Fließmittel einen hohen Siedepunkt besitzen
sollte, um sicherzustellen, daß das hydraulische Fließmittel nicht verdampft und unter Arbeitsbedingungen Dampfsperren
verursacht. Das hydraulische Fließmittel sollte auch eine geringe Verdampfungsgeschwindigkeit sowie ferner hinreichende
Schmiereigenschaften besitzen, um die sich bewegenden Teile des Systems zu schmieren.
109852/1736
Herköromliche hydraulische Fließmittel weisen normalerweise
einen überwiegenden Anteil an Polyalkylenglykolen und/oder Polyalkylenglykolmonoäthern, zusammen mit untergeordneten
Anteilen verschiedener Zusätze auf.
In der Praxis findet man, daß hydraulische Bremsfließmittel auf der Basis von Polyalkylenglykolen und/oder
Polyalkylenglykolmonoäthern hygroskopisch sind und im Verlaufe der Zeit wird Wasser aus der Atmosphäre absorbiert und
der Siedepunkt fällt stetig ab. Beispielsweise ist es für ein Eremsfließmittel nicht ungewöhnlich, daß man nach einem
Betrieb von einigen Monaten einen Gehalt von etwa 1 % Wasser im Fließmittel vorfindet und bei verlängertem Betrieb kann
man in solchen Fließmitteln bis zu 3 % Wasser finden.
Es ist für ein hydraulischem Bremsfließmittel wichtig,
einen hohen Siedepunkt in seiner gesamten Gebrauchslebensdauer beizubehalten, weil eine Verminderung des Siedepunktes
zu der Lilaung von Dampfsperren mit daraus folgendem Versagen
des Bremssystems führen kann. Um diese Ilöglichkeit zu vermeiden,
ist es für laufende Eremsfließmittel auf der Basis von Polyalkylenglykolen und/oder Polyalkylenglykolmonoäthern
üblich, alle zwei Jahre mindestens einmal ausgewechselt zu werden, so uaß es der Feuchtigkeit nicht gestattet ist, sich
im hydraulischen Fließmi/ I anzusammeln. Es ist erwünscht,
daß man es dem Siedepunkt ues "ließmittels nicht gestattet,
auf unterhalb etwa 149° C abzutc; len.
109852/1736
Es besteht ein Bedarf an hydraulischen Fließmitteln mit verbesserten Eigenschaften. In der Vergangenheit besaßen
hydraulische Fließmittel für typische "heavy düty"-Bremssysteme
einen Siedepunkt von etwa 2O4° C, doch mit der allgemein gesteigerten
Härte des Betriebs, insbesondere bei Fahrzeugen, v/elche mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, besteht nunmehr
ein Bedarf an hydraulischen rließmitteln mit,sogar noch
höheren Siedepunkten. Es sind Fließmittel erwünscht, v/elche
bei einer Temperatur oberhalb 260° C sieden.
IJunmehr wurde gefunden, daß hydraulische Fließmittel,
welche bestimmte üiäther aufweisen, die erwünschten Eigen- ■
schäften eines hohen Siedepunktes und niedrigen Gefrierpunktes aufweisen, gegenüber einer Gummiquellung annehmbar, und
wenig hygroskopisch sind.
Lrfindungsgemäß wird daher ein hydraulisches Fließmittel
geschaffen, welches, neben mindestens einem Susatz, zumindest einen Diäther der allgemeinen Formel I:
R1(0 - Alk) - OR0 I
ι η α
auf v/eist, wobei in der Formal Alk eine Alkyl en- oder Aralkylengruppe
mit einschließlich 1 bis 9 Kohlenstoffatomen in
einer geraden ouer verzweigten Kette bedeutet; R1 und R2
jeweils eine Alkyl-, substituierte Alkyl- oder Aralkylgruppe mit einschließlich 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in gerader
ode,, verzweigter Kette bedeuten; und η eine ganze Eahl von
einschließlich 1 bis 10 ist, wobei dieser Difither eine
109852/1736
BAD ORIGINAL
W £ «Η.
Viskosität von weniger als 1800 Centistokes bei -40° C besitzt. Diese Diätherverbindungen bilden mit dem Zusatz neuartige
Massen, welche als hydraulische Fließmittel brauchbar sind.
Befriedigende hydraulische Fließmittel können beispielsweise
erhalten werden, wenn R1 Alkyl, Aralkyl, beta-Cyanalkly
oder beta-Alkoxycarbonylalkyl ist, und 1*2 beta-Cyanalkyl
oder beta-Alkoxycarbonylalkyl bedeutet.
Erfindungsgemäß verwendete, geeignete Diäther können
nach bekannten Methoden bereitet v/erden aus Kondensaten von Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd, Styroloxyd, alpha-Methylstyroloxyd
oder deren Gemischen, mit Wasser oder einem Alkyl- oder Aralkylalkohol, welcher I'.bis 10 Kohlenstoff atome
einschließlich einthält. Von geeigneten Kondensaten können beispielsweise erwähnt v/erden; Kthylenglykol, i'thylenglykolmonomethyläther,
Kthylenglykol-monoäthyläther, Diäthylenglykol,
wiäthylenglykol-monomethylather, Diäthylenglykol-monobutyläther,
Triathylenglykol, Triäthylenglykol-monomethyläther,
Triäthylenglykol-Btonoäthyläther, Propylenglykol, Propylenglykol-monomethylather, PropylengIykol-raonoäthylather,
Dipropylenglykol, Dipropylenglykol-raonobutyläther, Dipropylenglykol-jaonoäthylather,· Tripropylenglykol, Tripropylenglykolmonomethylather und Tripropylenglykol-monoäthylather.
109882/1736
BAD ORIGINAL
Unter bestimmten Umständen wurde gefunden, daß die Verwendung eines Gemisches von Diäthern in den hydraulischen
Fließmitteln von Nutzen ist. So verbessert ein Anteil an Diäthern der Formel I, in v/elcher η eine ganze Zahl von 20
bis 100 einschließlich ist, beim Einverleiben in die hydraulischen Fließmittel, die Schmiereigenschaften dieser hydraulischen
Fließmittel.
Besonders geeignete hydraulische Fließmittel können bereitet werden, wenn Ii2 eine beta-Cyanalky!gruppe ist. Eine
solche Gruppe kann in die in dem hydraulischen TlieBmittel
verwendeten Diäther eingeführt v/erden, indem man geeignete, oben veranschaulichte Kondensate mit beta-Cyano-olefinen, bei
spielsweise mit Acrylnitril oder Methacrylnitril, reagieren läßt.
> Demzufolge wird erfindungsgemäß ein hydraulisches
Fließmittel geschaffen, welches, neben mindestens einem Zusatz, einen Diäther der allgemeinen Formel II:
R-(O- AIk)n - 0 - CHR3 - CER4 - CIi, II
aufweist, wobei in der Formal Alk eine Alkylen- oder Aralkylengruppe
mit einschließlich 1 bis 9 Kohlenstoffatomen in gerader
oder verzweigter Kette bedeutet; R eine Alkyl-, substituierte Alkyl- oder Aralkylgruppe mit einschließlich
1 bis 10 Kohlenstoffatomen in gerader oder verzweigter Kette
bedeutet? R3 und R^ jeweils Wasserstoff oder eine Alkylgruppe
mit einschließlich 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet;
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und η eine ganze Zahl von 1 bis 10 einschließlich ist; wobei dieser Diäther eine Viskosität von weniger als 1800 Centistokes
bei -40° C besitzt.
Die Zusätze werden unter denjenigen ausgewählt, welche
.dafür bekannt sina, daß sie zum Verbessern der Eigenschaften
hydraulischer Fließmittel wirksam sind. Hydraulische Flicßmittel
enthalten normalerweise, neben anderen Bestandteilen, verschiedene Zusätze wie Schmiermittelzusätze,- Korrosionsinhibitoren,
Antioxydationsmittel und dergleichen. Die genaue Beschaffenheit der Zusätze, welche erforderlich sind, um
ein hydraulisches Fließmittel optimaler Leistung zu erhalten, kann nach Methoden aufgefunden werden, welche vom Fachmann
normalerweise angewandt werden.
Zu Schmiennittelzusätzen, welche erfindungsgemäß verwendet
werden können, zählen beispielsweise "Ucon"-Schmiermittel
(Warenzeichen für Polyalkylenglykole)f alkoxyliertes Rizinusöl oder Boratester. Bestimmte der oben beschriebenen
Diäther kennen ebenfalls als Schmiermittelzusätze verwendet werden. Zu- Korrosionsinhibitoren, welche erfindungsgemäß verwenbar
sind, zählen beispielsweise heterocyclische Stickstoff enthaltende Verbindungen, Amine oder Aminderivatc,
organische Phosphate oder bestimmte bekannte anorganische Salze. Bestimmte Verbindungen können sowohl als Korrosionsinhibitoren
als auch als Ec*- »mittelzusätze verwendet werden.
Hierzu zahlen beispielswei Orthophosphatsalze von primären oder sekundären aromatische Aminen, Dialkylcitrate,
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aliphatische Dicarbonsäuren und deren Ester. Eu erfindungsgemäß
verwendbaren Antioxydationsmitteln zählen beispielsweise Diarylamine, Verbindungen der Klasse, welche gewöhnlich
als sterisch gehinderte Phenole bekannt sind, und bekannte heterocyclische Verbindungen.
Die Erfindung sei nunmehr durch die folgenden /oigführungsbeispicle
näher erläutert, welche jedoch über den Rahmen der Erfindung nichts aussagen. In den Beispielen beziehen
sich alle Teilangaben auf das Gewicht, sofern nichts anderes vermerkt ist.
,Beispiel 1
Das erfindungsgemaße hydraulische Fließmittel k wird
bereitet, indem man 99,7 Teile l-(2-Methoxyäthoxy)-2-(2-cyanäthcxy)-äthan
einer Viskosität (von 400 Centistokes bei -40° C, mit 0,3 Teilen "Topanol"-A (Wax-enzeichen der
Imperial Chemical' Industries Limited für 2-tert.-Butyl-6-methyl-p-kresol)
vermischt.
uas nichterfindungsgemäße hydraulische Vergleichsfließmittel
B wird bereitet, indem man Diäthylenglykol-mcnomethyläther
(99,7 Teile) mit "Topanol"-A (0,3 Teile) vermischt.
Das hydraulische Fließmittel C wird bereitet, indem man 99,7 Teile l-(2-Methoxyäthoxy) -2-(2-cyanpropoxy) -S'than
einer Viskosität von 260 Centistokes bei -40° C, mit 0,3
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Teilen MTopanol"-A vermischt.
Das hydraulische Fließmittel D wird bereitet, indem
man 99,7 Teile Tripropylenglycol-roethyläther-beta-iaethylbeta-Gyanäthylather
einer Viskosität von 1570 Centistokes bei - 40° C, mit 0,3 Teilen "Topanol"-A vermischt.
Der Gesamtrtickflußsiedepunkt, Gefrierpunkt (nicht
rührbar), die Kautschukquellung und die Wasseraufnahme der
hydraulischen Fließmittel Λ, B, C und D werden gemessen. Die
Viasserauf nähme mißt man in der folgenden Weise. Eine gewogene Probe (5 g) des hydraulischen Fließmittels, setzt man in einer
flachen Schale in einer Feuchtigkeitskammer einer konstanten Atmosphäre von 75 % relativer Feuchtigkeit bei 24° C aus.
Die Proben v/erden gewogen, nachdem man sie 96 Stunden unter diesen Bedingungen gehalten hat. Die Wasseraufnahme ist die
prozentuale Gewichtssteigerung je Gewichtseinheit der ursprünglichen Probe.
Die Kautschukquellung wird gemessen, indem man die Steigerung des Durchmessers in cm des Fußpunktes eines Kolbenbechers
aus ßtyrolkautschuk mißt, nachdem man den Decher in ein hydraulisches I'ließmittel bei einer Temperatur von 120° C
für 70 Stunden eingetaucht hat.
DjLe in diesem Test verwendeten Kautschukbecher be-
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sitzen Standardgröße mit einem Fußpunktdurchmesser im Bereich von 2,77 cm bis 2,8 cm einschließlich. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle I zusammengestellt.
Hydraulisches Fließmittel
A B C D
Gesamtrückflußsiedepunkt 0C
■ 284 194 276 302
Gefrierpunkt' Wasser- Kautschuk-
(nicht rühr- auf- quellung
bar) C nähme
< -7C, 4,6 + 0,033 <T -94 18,1 + 0,013
< -65 2,9 + 0,114 -61 2,3 + 0,262
Es wird eine Reihe hydraulischer Fließmittel bereitet, indem man jeweils 99,7 Teile der Verbindungen, deren
Struktur in Tabelle II gezeigt ist, mit 0,3 Teilen "Topanol"-A
vermischt. '
Siedepunkt, Viasseraufnahme, Gefrierpunkt und Kautschukquellung
der Massen wurden gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt. Die Viasseraufnahme und die Kautschukquellung
sina nach der Methode des Beispiels 1 gemessen.
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BAD ORJGINAJL
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Ls wird ein hydraulisches Fließmittel bereitet, indem
man Diäthylenglykol-methyläther-2-cyanäthyläther (80 Teile)
mit "Ucon" 50 IiB66O (20 Teile) ("Ucon" 50 ΠΒ66Ο ist Warenzeichen
für I'clyalkylenglykole) mischt.
Man findet, daß das hydraulische Fließmittel eine Viskosität von 1640 Centistokes bei -40° C und eine Kautschukquellung,
gemessen wie im Beispiel 1, von 0,046 besitzt.
Ls wird ein hydraulisches Fließmittel bereitet, indem man Diäthylenglykol-äthyläther-2-cyanäthylather (60 Teile),
Diüthylenglykol-n-butyläther-2-Cyanäthyläther (20 Teile) und
"Ucon" 50 IIB26O (20 Teile) vermischt. ("Ucon" 50 IIB26O ist
Warenzeichen für Polyalkylenglykole),
Man findet, daß das hydraulische Fließmittel eine Viskosität von 1350 Centistokes bei -40° C und eine Kautschukquellung,
gemessen nach der Methode des Beispiels 1, von 0,104 besitzt.
Ls wird ein hydraulisches Flicßmittel bereitet, indem
man üiäthylenglykol-methylather-2-cyanäthylather (60 Teile),
Diäthylenglykol-n-butyläther-2-cyanäthyläther (20 Teile) und
"Ucon" 50 I1U26O (20 Teile) vermischt.
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Man findet, daß das hydraulische Fließmittel eine Viskosität von 1090 Centistokes bei -40° C und eine Kautschukquellung,
gemessen nach der Methode des Beispiels 1, von 0,074 besitzt.
Es wird ein hydraulisches Fiießmittel bereitet, indem man Diäthylenglykol-methyläther-2-cyanäthyläther (50 Teile)
ψ mit Propylenglykol-bis-2-Cyanäthyläther (50 Teile) vermischt.
Man findet, daß das hydraulische Fließmittel eine
Viskosität von 129Ö Centistokes bei -40° C und eine Kautschukquellung, gemessen nach der Methode des Beispiels 1, von
ϋ,ΟΙΟ besitzt.
^ Ls wird ein hydraulisches Fließmittel bereitet, indem
k man Diäthylenglykol-üthyläther-2-Cyanäthyläther (60 Teile) mit
Propylenglykol-bis-2-Cyanäthyläther (40 Teile) vermischt.
Man findet., daß das hydraulische Fließmittel eine
Viskosität von 1500 Centistokes bei -40° C und eine Kautschukquellung, gemessen nach der Methode des Beispiels 1, von
0,030 besitzt.
Es wird ein hydraulisches Fließmittel bereitet, indem
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man Diäthylenglykol-Btethyläther-2-Cyanäthyläther (79,7 Teile) ,
"ücon" 5O HB66C (2O Teile), "Topanol"-A (0,3 Teile), Benzotriazol
(Or02 Teile), Di-n-butylamin (0,30 Teile) und m-Dinitrobenzol
(0,05 Teile) miteinander vermischt.
Man findet, daß das hydraulische Fließmittel die in der Tabelle III gezeigten Eigenschaften besitzt.
Tabelle III | 272° C |
Geεamtrückfluß-Siedepunkt | 1640 Centistokes |
Viskosität | 10,9 |
pU-Wert | + 0,046 |
Kaut schukquellung | |
Gewichtsverlust durch Verdampfen
bei 100 C . 72 %
Der Grad der Kautschukquellüng wird nach der Methode des Beispiels 1 gemessen.
Man findet, daß das hydraulische Fließmittel annehmbar geringe Korrosionswirkung auf verzinktes Eisen, Stahl,
Gußeisen, Messing, Kupfer und Aluminium ausübt.
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Claims (7)
1. Hydraulisches Fließmittel, gekennzeichnet durch mindestens einen Diäther der allgemeinen Formel I:
R1(O - AIk)n- OR2 . . I
in v/elcher Alk eine Alkylen- oder Aralkylengruppe mit einschließlich 1 bis 9 Kohlenstoffatomen in gerader oder verzweigter
Kette bedeutet; R1 und R2 je eine Alkyl-, substi-
\ tuierte Alkyl- oder Aralkylyruppe mit einschließlich 1 bis
10 Kohlenstoffatomen in gerader oder verzweigter Kette bedeuten;
und η eine ganze Eahl von einschließlich 1 bis 10 ist;
wobei der Diäther eine Viskosität von weniger als 1800 Centistokes
bei -4o° C besitzt; sowie gekennzeichnet durch mindestens einen Zusatz.
2. Hydraulisches Fließmittel nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß R1 Alkyl-, /uralkyl, beta-Cyanalkyl
^ oder beta-Alkoj;ycarbonylalkyl bedeutet und R2 beta-Cyanalkyl
oder beta-Alkoxycarbonylalkyl ist.
3. Hydraulisches Fließmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beta-Cyanalkylgruppe die
Gruppe -CHR3-CIIR4-CN ist, wobei R3 und R4 je Wasserstoff atom oder Alkylgruppe mit einschließlich 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.
Gruppe -CHR3-CIIR4-CN ist, wobei R3 und R4 je Wasserstoff atom oder Alkylgruppe mit einschließlich 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.
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4. Hydraulisches Fließmittel nach Anspruch 3f dadurch
gekennzeichnet, daß R ^ und R- je Wasserstoff oder
Methyl sind.
5. Hydraulisches Fließmittel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diäther
Ler allgemeinen Formel I zu den Diäthern der Kondensate von
llthyleuoxyd, Fropylenoxyd, Eutylenoxyd, Styroloxyd, alpha-Methyl
sty ro loxy α oder Gemischen davon, mit Wasser oder einem Alkyl- oder Aralkylalkohol mit einschließlich 1 bis 10
Kohlenstoffatomen zählt.
6. Hydraulisches Fließmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diäther der allgemeinen
Formel I ein Diäther eines Clykols der folgenden ist: Äthylenglykol, ÄthylengIykol-monomethylather, Kthylenglykolmonoäthylather,
Diäthylenglykol, Diäthylenglykol-monomethyl-Lther, Diäthylenglykol-monoLutyläther, Triäthylenglykol,
x'riäthylenglykol-monomethylather, Triäthylenglykol-ntoncäthyläther,
Propylenglykol, Propylenglykol-iivonomethyläther,
FropylengIykol-inonoäthylather, Dipropylenglykol, Dipropylenmonobutylather,
Lipropylenglykol-monoäthylather, Tripropylenglykol,
Tripropylehglykol-monomethylather oder Tripropylenglykol-monoüthy
lather',
7. Hydraulisches Fließmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich
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einen Anteil an Diäthern der Formel I aufweist, in welcher η eine ganze Zahl von 20 bis 100 einschließlich ist.
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