DE2703110A1

DE2703110A1 - Hydraulische fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2703110A1
Application number: DE19772703110
Authority: DE
Inventors: Herbert Frank Askew; Terence John Patric Bridgwater; Colin John Harrington; Gerald John Joseph Jayne
Original assignee: Castrol Ltd
Current assignee: Castrol Ltd
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1977-01-26
Publication date: 1977-08-04
Also published as: GB1568684A; FR2339668A1; FR2339668B1

Description

DR. BFRG DiPL-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. ÜR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 8602 45, 8000 Manchen

Dr. tat Dipl-Inf Stapf und Partner.P.O. Box M 02 45, MOO Manchen M '

»»Zeichen Your raf.

Unser Zeichen 27 Ourtef.

«München«) 2fe. Januar 1977

MauerkirchentnBe 45 Anwaltsakte-Nr.: 27

CASTROL LIMITED S w i η d ο n, Wiltshire, SN3 IRE / Großbritannien

Hydraulische Flüssigkeiten

Die vorliegende Erfindung betrifft für die Verwendung als hydraulische Flüssigkeiten geeignete Zubereitungen und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich hydraulische Mineralölflüssigkeiten.

In hydraulischen Systemen, die nichthygroskopische Basisflüssigkeiten, beispielsweise Mineralöl, als Betriebsflüssigkeit verwenden, treten Probleme infolge der Anwesenheit

X/R

NS272 «1273 Mt274 9· 3310

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BEROSTAPFPATBNT Manchen

TELEX:

0524SCOBEIOd

Hjrpo-Bek Maschen 319000204 tauche* MaadM 653 43-IM

1453100

von Wasser auf. Das Wasser kann vor dem Einfüllen infolge einer unvollständigen Trocknung oder einer Kondensation zugegen sein, oder es kann nach dem Einfüllen durch verschlissene Dichtungen, gegebenenfalls durch Diffusion durch die Schläuche, oder durch Kondensation in das System gelangen.

In jedem Fall wird die Dampfblasenbildungstemperatur der hydraulischen Flüssigkeit in bedenklicher Weise bis zum Siedepunkt von Wasser herabgesetzt, und zwar auch bei Anwesenheit von sehr geringen Wassermengen, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 %·

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Flüssigkeit geschaffen, die eine Hauptmenge einer nichthygroskopischen Basisflüssigkeit und eine kleinere Menge Äthylenglykolorthoformiat oder eines öllöslichen Orthoesters der allgemeinen Formel I

OR²
R¹—C—OR³ (I)

OR¹¹
oder der allgemeinen Formel II

OR² OR⁴ R¹—C—ORO—C—R¹ (II)

I₃ I₅

OR-' 0R^D

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oder der allgemeinen Formel III

OR* OR^H R¹—C—0-4-R⁶O)_1n—C—R¹ (III)

I -ζ lc

OR^ OR⁵

enthält, worin der Rest R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, jeder Rest R gleich oder verschieden ist und Wasserstoff oder eine Alkyl-, Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet,

die Reste R , R , R , R-³ jeweils unabhängig voneinander eine geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe, oder eine Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

-(R⁷O)_n-R⁸

7 8

sind, worin der Rest R' ein Alkylenrest, der Rest R eine Alkyl-, Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe ist und der Index η eine ganze Zahl von 1 bis 10 darstellt, der Rest R ein Alkylenrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, und

der Index m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 6 darstellt.

Der Rest R ist vorzugsweise Wasserstoff, eine Methylgruppe oder eine Äthylgruppe, und die Reste R , R , R und R·^ sind vorzugsweise alle gleich und enthalten vorzugsweise von H bis 20 Kohlenstoffatome.

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- y-

Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte nichthygroskopische Basisflüssigkeit kann beispielsweise ein nichthygroskopischer Kohlenwasserstoff sein, vorzugsweise Paraffinöl, Siliconöl, ein Phosphat es tei·, ein synthetischer Ester, oder ein Kühlmittelöl oder Mischungen davon. Beispiele von synthetischen Estern, die verwendet werden können, sind der C₇~Ester von Pentaerythrit, der C₁₀-Ester von Trimethylolpropan, Di(tridecylj-dodecandioat, Di(2-äthylhexyl)-dodecandioat und Diäthyladipat. Beispiele von geeigneten Kühlmittelölen sind "Icematic oil" und "Zerice oil". Ein Beispiel eines geeigneten Phosphatesters ist Tributylphosphat.

Eine Basisflüssigkeit ist "nichthygroskopisch", wenn sie weniger als 0,5 % Wasser in dem DOT-(United States Department of Transport)-Feuchtigkeitstest absorbiert.

Die öllöslichkeit der Verbindungen der allgemeinen Formel I, die nachfolgend als Orthoester bezeichnet werden, wird von den verschiedenen vorhandenen Kohlenwasserstoffgruppen abhängen, und es wird, wenn die Basisflüssigkeit ein öl ist, besonders bevorzugt, daß die Hydrolysenprodukte ebenfalls leicht öllöslich sind. Demzufolge pflegen, wenn die Reste R , R^, R und R^J Polyoxyalkylenglykoläthergruppen darstellen, die endständigen Xthergruppen leichter öllöslich zu machen, wenn die Oxyalkylengruppen Oxyäthylen, als wenn sie

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Oxypropylen oder höhere Oxyalkylengruppen sind.

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Zubereitungen bevorzugterweise ein in der Basisflüssigkeit lösliches Amin enthalten, um die Zubereitung in einem alkalischen Zustand zu halten, z.B. bis zu 5 Gew.-Ϊ Amin. Dies ist etwas überraschend, da bisher angenommen wurde, daß die Reaktion zwischen Orthoestern, beispielsweise solchen wie oben definiert, und Wasser eine Säure-katalysierte Reaktion ist.

Es wurde festgestellt, daß die Inkorporierung von Säuren in Mengen, wie sie früher vorgeschlagen wurden (z.B. 720 ppm Monochloressigsäure, 2 ppm p-Toluolsulfonsäure) in die hydraulischen Flüssigkeiten der vorliegenden Erfindung eine Korrosion von den in den hydraulischen Bremssystemen wahrscheinlich vorhandenen Metallen, und insbesondere von Zink, bewirkt. Die Zubereitungen der vorliegenden Erfindung für die Verwendung in Metallsystemen sind daher säurefrei oder alkalisch. Das öllösliche Amin sollte einen vernünftig niedri gen Dampfdruck haben, um eine Dampfblasenbildungstemperatur von mehr als 120° C zu liefern.

Beispiele derartiger Amine, die verwendet werden können, umfassen:

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n-Hexylamin

n-Octylamin

2-Äthylhexylamin

Cyclohexylamin

und andere primäre Amine einschließlich "Primene 8lRⁿ und "Primene JMT"

Beispiele von Orthoestern, die verwendet werden können, sind; Tris(butyltriglykol)-orthoformiat Tris(2-äthylhexyl)-orthoformiat
Tris(tridecy1)-orthoformiat
Tris(oleyl)-orthoformiat

Tris(dipropylglykol-monomethylather)-orthoacetat Tris(isodecyl)-orthoformiat
Tris(allyl)-orthoformiat
Tris(isooctadecyl)-orthoforraiat
Tris(tridecyl)-orthovalerat

Die Zubereitung kann Additive enthalten, wie sie normalerweise verwendet werden, wie beispielsweise Viskositätsverbesserer, Korrosionsinhibitoren und Antioxidantien, die in den üblichen Mengen zugegen sein können.

Die Menge an Orthoestern, die eingesetzt werden kann, wird bis zu einem gewissen Grade von der erwarteten Menge an ver-

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unreinigendem Wasser abhängen und es können die eingesetzten Orthoester-Mengen im Bereich von 1 bis 50 Gew.-? schwanken, wobei beispielsweise 5 bis 30 Gew.-% und insbesondere 10 bis 20 Gew.-J? der Zubereitung gewöhnlich ausreichend sein werden.

Die verwendete Basisflüssigkeit wird von der für das besondere hydraulische System niedergelegten Spezifikation abhängen. Im allgemeinen sollte sie bei -40° C eine Viskosität von weniger als 2000 cSt, vorzugsweise von weniger als 1500 cSt, einen COC-Flammpunkt von höher als 100° C und eine Dampfblasenbildungstemperatur in trockenem Zustand von mehr als 175° C besitzen. In den meisten Fällen werden Mineralöle, welche der DTD-585-Spezifikation entsprechen, geeignet sein.

Die Erfindung schließt ferner auch hydraulische Systeme ein, welche eine hydraulische Flüssigkeit gemäß Erfindung enthalten.

Nachfolgend wird nun beispielhaft eine Beschreibung der typischen Zubereitungen der vorliegenden Erfindung gegeben.

Die Viskosität der Zubereitungen wurde bei -40 C gemessen. Der Volumanstieg eines Nitrilkautschuks (HN89 oder HN57)

709831/0911 " ⁸ "

wurde nach einer Eintauchdauer von 3 Tagen in die Zubereitung bei 120° C gemessen. Die Dampfblasenbildungstemperatur (Gilpin) der Zubereitung wurde nach einem Feuchtigkeitstest bestimmt, nachdem sie 5 Tage lang den Bedingungen des DOT-Feuchtigkeitstests ausgesetzt worden war. Die Gilpin-Dampfblasenbildungstemperatur wurde auch bestimmt, nachdem 40 ml der Zubereitung mit 0,2 ml Wasser in einer Ampulle 3 Tage lang bei 100° C erhitzt worden waren. Zum Vergleich wurden 40 ml des Mineralöls 3 Tage lang mit 0,2 ml Wasser bei 100° C erhitzt, wobei die Dampfblasenbildungstemperatur 100° C betrug.

Tabelle

Viskosität Volumanstieg Feuchtigkeits- Ampullen_bei _j,₀o_{c von} _m 99 Test Test

^tunß (cSt) (Jt) (⁰C) (⁰C)

	81,5	8,7	208	135
B	154	15,8	210	200
C	419	5,0	2,47	219
D	136	11,5	231	197
E	255	1,9	231	213
F	-	8,7	218	185
α	-	-	-	201 ( 1 Tag)

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-Jf-

4*.

Tabelle (Portsetzung)

Zubereitung

Viskosität Volumanstieg Feuchtigkeits- Ampullen bei -4O°C von HN 89 Test Test (CSt) {%) (OC) (⁰C)

H
I
J
K

Volumanstieg von HN 57 2895 4,6 293

597 -9,2 143,5

Fest 11,9 303

130 - 118

206 190 224 202

Details der Zubereitungen A bis F werden in den Tabellen II und III angegeben.

Tabelle II

Zubereitung

Ami η

Orthoformiat

%
%

Primene

JMT 2 K

2-Äthylhexylamin 2 %

Tris(butyl)-orthoformiat 20 %

Trie(dipropylenglyko1-monomethy1-äther)-orthoformiat 30 %

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- 10 -

ft

- vr-

Tabelle II

	(Fortsetzung)	Orthoformiat
Zubereitung	Mineralöl _A .„ (DTD-585) ^¹⁰	Tris(tridecyl)- orthoacetat 20 %
C	₇o - Priraene ¹⁰ * JMT 2 %	Tris(buty1-mono- glykol)-ortho- aeetat 20 %
D	Primene 78 % JMT 2 %	Tris(oct-2-yl)- orthoformiat 50 %
E	■.ο- Primene ⁴⁸ * JMT 2 *	Tris(2-methyIcyclo- hexyl)-orthoformiat 20 %
P	Primene 78 $ JMT 2 *	Tris(tridecyl)- orthoformiat 20 %
G	₇₇ * Primene '' * JMT 3 *
	Tabelle III
		Orthoformiat
Zubereitung	BasisflUssigkeit Amin	Tris(tridecyl)- orthoformiat 20 Jt
H	Di(2-äthylhexyl)- Primene dodecanadipat 78 % JMT 2 %	Tris(oct-2-yl)- orthoformiat 20 %
I	Siliconbremsen- Primene flüssigkeit 78 % JMT 2 f	Tris(tridecyl)- orthoformiat 20 %
J	Zerice oil 78 % Jg»™	Tris(tridecyl)- orthoformiat 20 t
K	Tributylphosphat Primene 78 ? JMT 2 Ji

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- li -

Athylenglykolorthoformiat ist ein kommerziell verfügbares Produkt, das unter diesem Namen verkauft wird und das als das Reaktionsprodukt von Äthylenglykol und Äthylorthof-ormiat betrachtet werden kann. Eine Formel, die für diese Verbindung vorgeschlagen worden ist, wird nachstehend angegeben:

HC

■\

Die Abkürzungen und die kommerziellen Produkte, die in der vorliegenden Anmeldung erwähnt worden sind, sind folgende:

Primene 8lR und Primene JMT Icematic Oil

Zerice Oil

Siliconbremsflüssigkeit

709831/0911 Kommerziell verfügbare primäre Amine mit zwei Methylgruppen an dem o-Kohlenstoffatom.

Eine Mischung von naphthenischen Mineralölen mit einem spezifischen Gewicht von 0,892, einer Viskosität bei 100° F (37,78° C) von 18 cSt, einem Flammpunkt von 360° F (182,2° C) und einem Fließpunkt von -30° F (-34,H° C).

Ein kommerziell verfügbares Kühlmittelöl, hergestellt von der Firma British Petroleum unter dem Handelsnamen ZERICE 353, von dem angenommen wird, daß es eine Mischung von alkylierten Benzolen ist.

Eine Versuchs-Siliconbremsflüssigkeit, geliefert von der Firma Union Carbide Corporation.

- 12 -

DTD-585-Mineralöl:

Viskosität: 130 cSt bei -1*0° C, 3,5 cSt

bei 100° F (37,78° C) und 1,31 cSt bei 210° F (98,89° C)

Fließpunkt: · <~70° F (-56,67° C)

Siedepunkt: 218° C

Flammpunkt: 208° C

(geschlossen)

Anilinpunkt: 76° C.

Der Gilpin-Dampfblasenbildungstest wurde in einem Gilpin-Apparat und nach der Gilpin-Methode durchgeführt, wie sie in S.A.E. Paper 710 253 unter dem Titel "Operating performance of motor vehicle braking systems as affected by fluid water content" (Betriebsverhalten von Kraftfahrzeug-Bremssystemen unter dem nachteiligen Einfluß eines Gehaltes an flüssigem Wasser) beschrieben wird. Die Gilpin-Dampfblasenbildungstemperatur (VLT) wurde als die Temperatur angesehen, welche Auftreten von 3 % ml Dampf entspricht.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydraulische Flüssigkeit, enthaltend eine Hauptmenge einer Basisflüssigkeit und einen Wasserfänger, dadurch gekennzeichnet , daß die hydraulische Flüssigkeit alkalisch, die Basisflüssigkeit nichthygroskopisch (wie in der Beschreibung definiert) und der Wasserfänger Äthylenglykolorthoformiat oder ein öllöslicher Orthoester der allgemeinen Formel I

OR²

R¹—C—OR⁵ (I)

I i) ·

oder der allgemeinen Formel II

OR² OR^ R¹—c—ORO—C—R¹ (II)

OR^ OR^ oder der allgemeinen Formel III

S_n^ λ τ,-L (III)

ist, worin der Rest R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, jeder Rest R gleich oder verschieden ist und Wasserstoff oder eine Alkyl-, Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet,
die Reste R², R , R , R^ jeweils unabhängig voneinander eine

- Ik -

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ORIGINAL INSPECTED

yeradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe, oder eine Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel

-(R⁷O)_n-R⁸

7 8

sind, worin der Rest R ein Alkylenrest, der Rest R eine Alkyl-, Alkaryl-, Aryl- oder Aralkylgruppe ist und der Index η eine ganze Zahl von 1 bis 10 darstellt, der Rest R ein Alkylenrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, und

der Index m eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 6 darstellt.

2. Hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisflüssigkeit ein Mineralöl, ein Siliconöl, ein Phosphatester, ein synthetisches öl oder ein Kühlmittelöl ist.

3. Hydraulische Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

2 τ. h t;
die Reste R , R , R und R^ gleich sind und von 4 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.

k. Hydraulische Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit von 5 bis 30 Gew.-% Orthoester enthält.

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5- Hydraulische Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein in der Basisflüssigkeit lösliches Amiη enthält.

6. Hydraulisches System, dadurch gekennzeichnet , daß es eine hydraulische Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.

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