DE3627432A1 - Bremsfluessigkeit auf der basis von glykolen und glykolethern - Google Patents

Bremsfluessigkeit auf der basis von glykolen und glykolethern

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Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsflüssigkeit auf der Basis von Glykolen und Glykolethern, die mindestens die Spezifikation DOT 3 erfüllt und dazu keine speziellen Wasserakzeptoren benötigt.
An Bremsflüssigkeiten für Motorfahrzeuge werden hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften hohe Anforderungen gestellt. Entsprechend den Spezifikationen DOT 3 und DOT 4 vom US-Department of Transportation (DOT) sollen solche Flüssigkeiten einen hohen Trocken- Siedepunkt und Naß-Siedepunkt besitzen und eine Viskosität aufweisen, die sich innerhalb eines weiten Temperaturbereiches nur wenig ändert. Eine weitere bedeutende Eigenschaft einer Bremsflüssigkeit ist ihr Verhalten im Verdampfungstest. Danach soll die Flüssigkeit nach dem Erhitzen auf 100°C 120 Stunden lang einen bestimmten Gewichtsverlust nicht überschreiten.
Die für die oben erwähnten wichtigen Eigenschaften geforderten Werte sind nachstehend zusammengefaßt:
Von den beiden Siedepunkten ist der Trocken-Siedepunkt wesentlich leichter zu erreichen als der Naß-Siedepunkt. Dem Naß-Siedepunkt kommt auch eine wesentlich höhere praktische Bedeutung zu als dem Trocken-Siedepunkt, da Bremsflüssigkeiten in der Regel hygroskopisch sind und daher bei der bestimmungsgemäßen Verwendung Wasser anziehen und aufnehmen.
Die bekannten Bremsflüssigkeiten aus im wesentlichen Gylkolen (das sind Ethylen- und/oder Propylenglykole) und Glykolethern, wie sie beispielsweise aus der britischen Patentschrift 8 50 990 und aus der US-Patentschrift 40 88 590 bekannt sind, lassen - soweit sie DOT 3 überhaupt erfüllen - insbesondere hinsichtlich Naß-Siedepunkt zu wünschen übrig. Um diesen Nachteil zu überwinden ist empfohlen worden, diesen Bremsflüssigkeiten spezielle Verbindungen als Wasserakzeptor, vorzugsweise Borsäureester, zuzusetzen. So werden in einer Reihe von Druckschriften, beispielsweise in den beiden US-Patentschriften 37 11 411 und 39 72 822, Bremsflüssigkeiten beschrieben, die neben den Komponenten Glykol und Glykolether auch noch eine mehr oder weniger große Menge an Borsäureester- Verbindungen enthalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Bremsflüssigkeit zu schaffen, die im wesentlichen lediglich aus Gylkolen und Glykolethern besteht, und mindestens die DOT 3-Spezifikation erfüllt und die darüber hinaus einen Naß-Siedepunkt aufweist, der beträchtlich mindestens über dem von der DOT 3-Spezifikation geforderten Wert liegt.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn die Glykole (die Glykolkomponente) und die Glykolether (die Glykoletherkomponente) in einem bestimmten Verhältnis zueinander eingesetzt werden, und als Glykolether Glykoldiether, gegebenenfalls gemeinsam mit Glykolmonoethern, verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Bremsflüssigkeit auf der Basis von Gylkolen und Glykolethern besteht im wesentlichen aus
  • A) 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 59 bis 74 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykolkomponente, bestehend aus
    • a) 0 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 80 Gew.-%, Diethylenglykol und/oder Dipropylenglykol, vorzugsweise Diethylenglykol, und
    • b) 20 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-%, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol und/oder Tetrapropylenglykol, vorzugsweise Triethylenglykol und/oder Tetraethylenglykol, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung dieser Glykole,
  • B) 20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykoletherkomponente, bestehend aus
    • a′) 10 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%, von mindestens einem Glykoldialkylether der nachstehenden Formel I R-(OAlk1) x -OR1 ,worin R und R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, vorzugsweise die Methyl- oder Isopropylgruppe, Alk1 die Ethylen- oder eine Propylengruppe, vorzugsweise die Ethylengruppen (-CH2CH2-), und x eine ganze Zahl von 3 bis 6, vorzugsweise 3 oder 4 ist, und
    • b′) 0 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-%, von mindestens einem Glykolmonoalkylether der nachstehenden Formel II R2-(OAlk2) y -OH ,worin R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, vorzugsweise die Methyl- oder n-Butylgruppe, Alk2 die Ethylen- oder eine Propylengruppe, vorzugsweise die Ethylengruppe, und y eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung dieser Glykolether, und
  • C) 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von mindestens einem Inhibitor für Flüssigkeiten auf der Basis von Glykol und Glykolethern, mit der Maßgabe, daß in der (fertigen) Bremsflüssigkeit mindestens 14 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, von der Gylkolkomponente b) enthalten sind, Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit.
Die Komponente A) der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit wird gebildet von den Glykolen Diethylenglykol, Dipropylenglykol oder einer Mischung der beiden Diglykole und von Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol, Tetrapropylenglykol oder einer Mischung dieser höheren Gylkole. Von den beiden Alkylengruppen ist die Ethylengruppe jeweils bevorzugt, das heißt, a) ist vorzugsweise Diethylenglykol und b) ist vorzugsweise Triethylenglykol, Tetraethylenglykol oder eine Mischung der beiden. Wie die obigen Angaben über die Menge von den Glykolen a) und b) zeigen, kann die Komponente A) aus dem Glykol b) allein oder aus einer Mischung aus a) und b) bestehen. Die Komponente A) besteht vorzugsweise aus 55 bis 80 Gew.-% von a) und 20 bis 45 Gew.-% von b).
Von der erfindungsgemäß einzusetzenden Glykolkomponente A) wirkt sich die Komponente a) sehr vorteilhaft auf den hohen Naß-Siedepunkt und die Komponente b) sehr vorteilhaft auf den geringen Verdampfungsverlust der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit aus, so daß eine eigene hochsiedende Komponente bzw. ein eigener Wasserakzeptor nicht erforderlich ist.
Die Komponente B) der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit wird gebildet von Glykoldialkylethern und Glykolmonoalkylethern der oben angegebenen Formeln I beziehungsweise II. Der Glykoldialkylether ist ein Tri- bis Hexaethylenglykol- (C1-C4)-dialkylether, ein Tri- bis Hexapropylenglykol- (C1-C4)-dialkylether oder eine Mischung solcher Glykoldiether, wobei die Tri- und Tetraglykoldiether bevorzugt sind. Von den beiden Alkylengruppen ist die Ethylengruppe bevorzugt. Alkyl ist vorzugsweise Methyl oder Isopropyl. Die besonders bevorzugten Glykoldialkylether sind demnach Triethylenglykoldimethylether, Triethylenglykoldiisopropylether, Triethylenglykolmethylisopropylether, Tetraethylenglykoldimethylether, Tetraethylenglykoldiisopropylether und Tetraethylenglykolmethylisopropylether.
Der Glykolmonoalkylether ist ein Di- bis Tetraethylenglykol- (C1-C4)-monoalkylether, ein Di- bis Tetrapropylenglykol- (C1-C4)-monoalkylether oder eine Mischung solcher Glykolmonoalkylether. Von den beiden Alkylengruppen ist auch hier die Ethylengruppe bevorzugt. Alkyl ist vorzugsweise Methyl oder n-Butyl. Die besonders bevorzugten Glykolmonoalkylether sind demnach Diethylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonomethylether, Tetraethylenglykolmonomethylether und die entsprechenden Monobutylether. Wie die obigen Angaben über die Menge von den Glykolethern a′) und b′) zeigen, kann die Komponente B) aus dem Glykoldialkylether a′) allein oder aus einer Mischung aus dem Glykoldialkylether a′) und dem Glykolmonoalkylether b′) bestehen. Die Komponente B) besteht vorzugsweise aus 50 bis 100 Gew.-% von a′) und 0 bis 50 Gew.-% von b′).
Als Komponente C) enthält die erfindungsgemäße Bremsflüssigkeit einen oder mehrere Inhibitoren, wie sie für Flüssigkeiten auf der Basis von Glykolen üblich sind. Unter den empfohlenen Verbindungen sind bevorzugt solche aus der Gruppe der anorganischen Alkalisalze, vorzugsweise die Natriumsalze der Borsäure, Kohlensäure, phosphorigen Säure und der Phosphorsäure; Alkalisalze von Fettsäuren, vorzugsweise das Natriumsalz der Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure; Alkanolamine, vorzugsweise Triethanolamin, Butyldiethanolamin und Diisopropanolamin; Trialkylamine, vorzugsweise Dimethylcaprylamin und Diethylcaprylamin; Fettsäuren, vorzugsweise Caprylsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure; Ester der phosphorigen Säure oder der Phosphorsäure mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise Ethylphosphat, Dimethylphosphat, Isopropylphosphat, Diisopropylphosphat, Butylphosphit und Dimethylphosphit; und Triazole, vorzugsweise Benztriazol.
Zur Erfüllung der DOT 3-Spezifikation und zur Erreichung des eingangs erwähnten hohen Naß-Siedepunktes ist es bei der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit noch zusätzlich erforderlich, daß sie mindestens 14 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, von der Komponente b) enthält, Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit. Besteht die Komponente b) aus einer Mischung aus den genannten Tri- und Tetraalkylenglykolen, ist das Verhältnis der beiden Glykole nicht kritisch.
Die oben als bevorzugt angegebene Bremsflüssigkeit erfüllt nicht nur die DOT 3- sondern auch die DOT 4-Spezifikation und besitzt darüber hinaus einen Naß-Siedepunkt, der teilweise sogar beträchtlich über dem von der DOT 4-Spezifikation geforderten Wert liegt. Die erfindungsgemäße Bremsflüssigkeit, die diese Eigenschaften aufweist, besteht - entsprechend den obigen Angaben zu den Komponenten A), B) und C) und zu den Komponenten a) und b) und a′) und b′) - im wesentlichen aus
  • A) 59 bis 74 Gew.-%, wobei
    • a) 55 bis 80 Gew.-% und
    • b) 20 bis 45 Gew.-% beträgt,
  • B) 25 bis 40 Gew.-%, wobei
    • a′) 50 bis 100 Gew.-% und
    • b′)  0 bis  50 Gew.-% beträgt, und aus
  • C) 1 bis 3 Gew.-%, unter Einbeziehung der obengenannten Maßgabe.
Die erfindungsgemäße Bremsflüssigkeit, welche die oben erwähnten Eigenschaften in einem besonders hohen Ausmaß aufweist, besteht im wesentlichen aus
  • A) 59 bis 74 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykolkomponente, bestehend aus
    • a) 55 bis 80 Gew.-% Diethylenglykol und
    • b) 20 bis 45 Gew.-% Triethylenglykol, Tetraethylenglykol oder einer Mischung dieser beiden, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung aus a) und b),
  • B) 25 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykoletherkomponente, bestehend aus
    • a′) 50 bis 100 Gew.-% von einem Triethylenglykoldimethylether, Triethylenglykoldiisopropylether, Triethylenglykolmethylisopropylether, Tetraethylenglykoldimethylether, Tetraethylenglykoldiisopropylether, Tetraethylenglykolmethylisopropylether oder einer Mischung dieser Diether, und
    • b′) 0 bis 50 Gew.-% von einem Diethylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonomethylether, Tetraethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonobutylether, Tetraethylenglykolmonobutylether oder einer Mischung dieser Monoether, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung aus a′) und b′), und
  • C) 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von mindestens einem Inhibitor für Flüssigkeiten auf der Basis von Glykol und Glykolethern, mit der Maßgabe, daß in der (fertigen) Bremsflüssigkeit mindestens 14 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, von der Glykolkomponente b) enthalten sind, Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit.
Es war überraschend, daß allein mit Glykolen (das ist das Schmiermittel) und Glykolethern (das ist das Verdünnungsmittel) eine DOT 3- und sogar eine DOT 3- und DOT 4-Bremsflüssigkeit möglich ist, die noch zusätzlich einen unerwartet hohen Naß-Siedepunkt aufweist, was für die Praxis besonders vorteilhaft ist.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit erfolgt durch Zusammenmischen der Komponenten, beispielsweise in einem Behälter mit Rührorgan, wodurch in einfacher Weise ein homogenes Gemisch erhalten wird. In der Regel wird das Zusammenmischen bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur vorgenommen, es kann gegebenenfalls auch bei höherer Temperatur (30 bis 50°C) durchgeführt werden, wobei zweckmäßigerweise Feuchtigkeit abgehalten wird.
Die Erfindung wird nun an Beispielen noch näher erläutert. Die nachstehenden Beispiele 1 bis 6 zeigen erfindungsgemäße Bremsflüssigkeiten, die jeweils durch Mischen der angeführten Komponenten hergestellt worden sind.
Beispiel 1
  • A) 30 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)entfällt b)20 Gew.-% Triethylenglykol und
      80 Gew.-% Tetraethylenglykol,
  • B) 69 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)10 Gew.-% Tetraethylenglykoldimethylether und b′)30 Gew.-% Triethylenglykolmonomethylether und
      60 Gew.-% Triethylenglykolmonobutylether, und
  • C) 1 Gew.-% Inhibitor.
Beispiel 2
  • A) 40 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)30 Gew.-% Diethylenglykol und b)45 Gew.-% Triethylenglykol und
      25 Gew.-% Tetraethylenglykol,
  • B) 59 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)15 Gew.-% Tetraethylenglykoldimethylether und b′)51 Gew.-% Triethylenglykolmonomethylether und
      34 Gew.-% Triethylenglykolmonbutylether, und
  • C) 1 Gew.-% Inhibitor.
Beispiel 3
  • A) 50 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)50 Gew.-% Diethylenglykol und b)40 Gew.-% Triethylenglykol und
      10 Gew.-% Tetraethylenglykol,
  • B) 49 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)35 Gew.-% Triethylenglykolmethylisopropylether und
      b′) 65 Gew.-% Triethylenglykolmonomethylether, und
  • C) 1 Gew.-% Inhibitor.
Beispiel 4
  • A) 59 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)58 Gew.-% Diethylenglykol und b)25 Gew.-% Triethylenglykol und
      17 Gew.-% Tetraethylenglykol,
  • B) 40 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)50 Gew.-% Triethylenglykoldimethylether und b′)50 Gew.-% Triethylenglykolmonomethylether und
  • C) 1 Gew.-% Inhibitor.
Beispiel 5
  • A) 65 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)60 Gew.-% Diethylenglykol und b)40 Gew.-% Triethylenglykol,
  • B) 34 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)71 Gew.-% Triethylenglykoldimethylether und b′)29 Gew.-% Triethylenglykolmonomethylether, und
  • D) 1 Gew.-% Inhibitor.
Beispiel 6
  • A) 73 Gew.-% von einer Glykolkomponente aus
    • a)79 Gew.-% Diethylenglykol und b)11 Gew.-% Triethylenglykol und
      10 Gew.-% Tetraethylenglykol,
  • B) 26 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente aus
    • a′)100 Gew.-% Triethylenglykoldimethylether b′)entfällt, und
  • C) 1 Gewichtsprozent Inhibitor.
Die Ergebnisse der Tests der Bremsflüssigkeiten der Beispiele 1 bis 6 sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.
Tabelle

Claims (4)

1. Bremsflüssigkeit auf der Basis von Glykolen und Glykolethern, bestehend im wesentlichen aus
  • A) 30 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykolkomponente, bestehend aus
    • a) 0 bis 80 Gew.-% Diethylenglykol und/oder Dipropylenglykol und
    • b) 20 bis 100 Gew.-% Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol und/oder Tetrapropylenglykol, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung dieser Glykole,
  • B) 20 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von einer Glykoletherkomponente, bestehend aus
    • a′) 10 bis 100 Gew.-% von mindestens einem Glykoldialkylether der nachstehenden Formel I R-(OAlk1) x -OR1 ,worin R und R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, Alk1 die Ethylen- oder eine Propylengruppe und x eine ganze Zahl von 3 bis 6 ist, und
    • b′) 0 bis 90 Gew.-% von mindestens einem Glykolmonoalkylether der nachstehenden Formel II R2-(OAlk2) y -OH ,worin R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, Alk2 die Ethylen- oder eine Propylengruppe und y eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung dieser Glykolether, und
  • C) 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit, von mindestens einem Inhibitor für Flüssigkeiten auf der Basis von Glykol und Glykolethern, mit der Maßgabe, daß in der Bremsflüssigkeit mindestens 14 Gew.-% von der Glykolkomponente b) enthalten sind, Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit.
2. Bremsflüssigkeit nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus
  • A) 59 bis 74 Gew.-%, wobei
    • a) 55 bis 80 Gew.-% und
    • b) 20 bis 45 Gew.-% beträgt,
  • B) 25 bis 40 Gew.-%, wobei
    • a′) 50 bis 100 Gew.-% und
    • b′)  0 bis  50 Gew.-% beträgt, und
  • C) 1 bis 3 Gew.-%.
3. Bremsflüssigkeit nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus
  • A) 59 bis 74 Gew.-% von einer Glykolkomponente, bestehend aus
    • a) 55 bis 80 Gew.-% Diethylenglykol und
    • b) 20 bis 45 Gew.-% Triethylenglykol, Tetraethylenglykol oder einer Mischung dieser beiden, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung aus a) und b),
  • B) 25 bis 40 Gew.-% von einer Glykoletherkomponente, bestehend aus
    • a′) 50 bis 100 Gew.-% von einem Triethylenglykoldimethylether, Triethylenglykoldiisopropylether, Triethylenglykolmethylisopropylether, Tetraethylenglykoldimethylether, Tetraethylenglykoldiisopropylether, Tetraethylenglykolmethylisopropylether oder einer Mischung dieser Diether, und
    • b′) 0 bis 50 Gew.-% von einem Diethylenglykolmonomethylether, Triethylenglykolmonomethylether, Tetraethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Triethylenglykolmonobutylether, Tetraethylenglykolmonobutylether oder einer Mischung dieser Monoether, Gewichtsprozente bezogen auf die Mischung aus a′) und b′), und
  • C) 1 bis 3 Gew.-% von mindestens einem Inhibitor für Flüssigkeiten auf der Basis von Glykol und Glykolethern.
4. Bremsflüssigkeit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bremsflüssigkeit 15 bis 30 Gew.-% von der Glykolkomponente b) enthalten sind, Gewichtsprozente bezogen auf das Gesamtgewicht der Bremsflüssigkeit.
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