DE68908340T2 - Wasser-Glycol-Hydraulikflüssigkeit. - Google Patents

Wasser-Glycol-Hydraulikflüssigkeit.

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Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydraulikfluid bzw. eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis, oder insbesondere eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis, die eine hohe Verschleißfestigkeit und eine ausgezeichnete Schlammlöslichkeit aufweist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Im allgemeinen wird eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis als Hydraulikflüssigkeit für verschiedene Arten von Geräten, wie hydraulische Vorrichtungen, verwendet, da sie feuerbeständig oder flammhemmend ist. Sie weist jedoch ein Problem auf, nämlich, daß ihre Verschleißfestigkeit nicht zufriedenstellend ist. Es ist bekannt, daß eine aliphatische Säure zu der Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis gemischt werden kann, um das Problem zu lösen. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 59159/1987, daß eine höhere, ungesättigte aliphatische Säure und eine höhere gesättigte aliphatische Säure gemeinsam verwendet werden, und daß darin ein Alkalihydroxid in einer Menge von mehr als der zur Neutralisation äquivalenten Menge gemischt wird, um eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis mit verbesserter verschleißfestigkeit herzustellen.
  • In der Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis, die durch Zugabe einer höheren ungesättigten aliphatischen Säure eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist, wird die höhere ungesättigte aliphatische Säure jedoch leicht zerstört, und folglich ist die Schlammlöslichkeit der Hydraulikflüssigkeit vermindert, so daß in manchen Fällen ein darin gelöstes festes Material ausfällt.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis mit verbesserter Verschleißfestigkeit bereitzustellen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis mit einer ausgezeichneten Schlammlöslichkeit sowie einer verbesserten Verschleißfestigkeit bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis bereit, umfassend eine aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von etwa 10 bis 22 im Verhältnis von 2 bis 15 Gew.-% Alkalihydroxid in einer Menge von weniger als einer äquivalenten Menge der höheren aliphatischen Säure und eine alkalische organische Verbindung, die Stickstoffatome enthält, in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtsystem, wobei das Mischungsverhältnis des Alkalihydroxids zu der aliphatischen Säure 0,95 bis 0,995 (Mol-Verhältnis) beträgt.
  • Das Mischungsverhältnis von Wasser und Glykol in der Wasser- Glykol-Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner Beschränkung und kann je nach den verschiedenen Bedingungen auf geeignete Weise bestimmt werden. Beispielsweise beträgt das Verhältnis von Wasser 30 bis 70 Gew.-%, und das Verhältnis von Glykol beträgt 70 bis 30 Gew.-%. Darüber hinaus kann, falls gewünscht, ein die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit einstellendes Mittel in einer Menge von 5 bis 60 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge des Wassers und des Glykols, dazugegeben werden.
  • Als die zuvor beschriebenen Glykole können Monoethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Monopropylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Monohexylenglykol, Dihexylenglykol, Trihexylenglykol usw. genannt werden, und diese können alleine oder in Kombination verwendet werden. Im allgemeinen ist es bevorzugt, Mono- oder Dipropylenglykol zu verwenden. Als Viskositätsregler wird üblicherweise auch ein Copolymer aus Ethylenoxid (EO) und Propylenoxid (PO) verwendet. Das durchschnittliche Molekulargewicht dieses Copolymeren beträgt zweckmäßigerweise etwa 5 000 bis 20 000, und darüber hinaus beträgt das Verhältnis von EO und PO in dem Copolymeren vorzugsweise 10 : 1 bis 1 : 10 (Mol-Verhältnis).
  • Als die höhere aliphatische Säure, die zu der wie zuvor beschrieben hergestellten Wasser-Glykol-Flüssigkeit zuzugeben ist, können verschiedene Arten der bisher verwendeten Säure verwendet werden, z.B. eine gesättigte aliphatische Säure, eine ungesättigte aliphatische Säure, eine geradkettige aliphatische Säure, eine verzweigtkettige aliphatische Säure und Gemische davon, solange sie eine Kohlenstoffzahl von etwa 10 bis 22 aufweisen. Von diesen ist es im Hinblick auf die Antischaumeigenschaften und die Löslichkeit bevorzugt eine gesättigte aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von 12 bis 18 zu verwenden. Das Mischungsverhältnis der höheren aliphatischen Säure beträgt zweckmäßigerweise 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Hydraulikflüssigkeit, und vorzugsweise 5 bis 12 Gew.-%. Wenn es weniger als 2 Gew.-% beträgt, wird die Verschleißfestigkeit der so erhaltenen Hydraulikflüssigkeit mangelhaft, und wenn es 15 Gew.-% übersteigt, wird die Löslichkeit in der Wasser-Glykol-Flüssigkeit gering und es ist zu befürchten, daß die höhere aliphatische Säure selbst ausgeschieden wird.
  • Beispiele von Alkalihydroxiden umfassen Hydroxide von Alkalimetallen, oder im besonderen, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid usw.. Das Mischungsverhältnis dieser Alkalihydroxide ist so eingestellt, daß es kleiner ist als die äquivalente Menge der zuvor beschriebenen höheren aliphatischen Säure und es ist insbesondere derart eingestellt, daß das Mol-Verhältnis zu der höheren aliphatischen Säure einen Wert von 0,95 bis 0,995 beträgt. Wenn das Mischungsverhältnis zu klein ist, wird die Verschleißfestigkeit mangelhaft und die Löslichkeit des Schlamms wird ebenfalls schlechter. Dasselbe trifft für den Fall zu, wenn das Alkalihydroxid in einer Menge zugegeben wird, die größer ist als die äquivalente Menge der höheren aliphatischen Säure.
  • In der vorliegenden Erfindung wird eine alkalische organische Verbindung, die Stickstoffatome enthält, mit den zuvor beschriebenen Komponenten zusammengegeben. Die alkalische organische Verbindung liegt in einer Menge vor, die ausreicht, den pH des gesamten Systems auf 10 bis 12 einzustellen. Diese Menge beträgt von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtsystem.
  • Wenn der pH des gesamten Systems niedriger als 10 ist, verschlechtert sich die Schlammlöslichkeit. Andererseits wird, wenn der pH 12 übersteigt, die Verschleißfestigkeit gering. Als die alkalische, Stickstoffatome enthaltende organische Verbindung, die zum Einstellen des pH zuzufügen ist, können verschiedene Arten verwendet werden. Typische Beispiele sind Morpholin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Dimethylethanolamin und Diethylethanolamin. Morpholin und Cyclohexylamin sind besonders bevorzugt.
  • Darüber hinaus können, falls nötig, der Wasser-Glykol-Hydraulikflüssigkeit der vorliegenden Erfindung verschiedene Arten von Additiven zugefügt werden, wie Metall-Deaktivatoren, Antischaummittel und Färbemittel. Obwohl die Menge dieser Zusätze annähernd dieselbe wie in den herkömmlichen Fällen sein kann, liegt sie zweckmäßigerweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-% der Gesamtmenge. Beispiele für die Metall-Deaktivatoren umfassen Benzotriazol, Methylbenzotriazol, Mercaptobenzothiazol, Benzothiazol, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), EDTA-Dinatriumsalz und EDTA- Tetranatriumsalz. Von diesen ist Benzotriazol bevorzugt.
  • Wie zuvor erläutert wurde, weist die Wasser-Glykol-Hydraulikflüssigkeit der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und auch eine ausgezeichnete Schlammlöslichkeit auf. Darüber hinaus ist das Aussehen der Flüssigkeit auch dann noch gut, nachdem sie lange Zeit in Gebrauch war, und die Schaummenge ist gering.
  • Daher kann durch die erfindungsgemäße Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis das Zeitintervall, bis zu dem ein Austausch von verschiedenen Teilen des Pumpenleitungskörpers sowie der Filter und dergleichen erforderlich ist, verlängert werden und da sie eine ausgezeichnete Schlammlöslichkeit aufweist, kann aufgrund der Ablagerung von festen Materialien ein entstehender Betriebsschaden des Instruments bzw. der Vorrichtung verhindert werden.
  • Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert.
  • Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
  • Wie in der folgenden Tabelle angegeben ist, wurden Laurinsäure, Oleinsäure und Isostearinsäure als höhere aliphatische Säuren, Kaliumhydroxid in einer Reinheit von 86,0 Gew.-% als Alkalihydroxid, Morpholin als eine alkalische, Stickstoffatome enthaltende organische Verbindung, Propylenglykol und Dipropylenglykol als das Glykol und das zuvor beschriebene EO-PO- Copolymer (EO:PO = 4 : 1, Molekulargewicht etwa 15 000) und darüber hinaus ein Metall-Deaktivator, ein Antischaummittel und ein Färbemittel als verschiedene Arten von Additiven, miteinander in den in der Tabelle angegebenen Gewichtsteilen zusammengemischt, um eine Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis herzustellen.
  • Ein Pumpentest gemäß ASTM D 2251 wurde erfolgreich durchgeführt und die Merkmale der Flüssigkeit wurden bewertet. Es wurde eine Pumpe vom V-104C-Typ verwendet und die Verfahrensbedingungen waren derart, daß der Druck 70 kg/cm², die Temperatur 50 ºC, die Drehzahl 1 200 UpM und die Betriebszeit 250 Stunden betrug.
  • Die Bewertung als eine Hydraulikflüssigkeit wurde ebenfalls auf der Basis der Gesamtverschleißmenge des Flügels bzw. der Schaufel und des Pumpenrings (cum ring), die Bildung oder Nichtbildung eines Schwebstoffes (Schlamms), Aussehen, Trans- parenz und Schaumbildungseigenschaften (gemäß JIS K2231). Bezüglich des Aussehens der Flüssigkeit wurde diejenige, die transparent ist und keine Schwebestoffe aufweist, als "O" gekennzeichnet, diejenige, in der nur wenige Schwebestoffe beobachtet wurden, als "Δ" und diejenige, in der eine große Menge von Schwebestoffen beobachtet wurde, als "x". Der pH ist nur für diejenigen angegeben, in denen die Einstellung mit Morpholin durchgeführt wurde. Tabelle Laurinsäure (Gew.-%) Oleinsäure (Gew.-%) Isotearinsäure (Gew.-%) KOH/aliphatische Säure (Mol-Verhältnis) (Gew.-%) Morpholin Propylenglykol (Gew.-%) Dipropylenglykol (Gew.-%) Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle (Fortsetzung) EO-PO-Copolymer (Gew.-%) Additiv (Gew.-%) Wasser Verschleißmenge (mg) Auftreten von Schlamm Aussehen der Flüssigkeit Schaumeigenschaften Beispiel Vergleichsbeispiel Rest

Claims (6)

1. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis, umfassend eine aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von etwa 10 bis 22 im Verhältnis von 2 bis 15 Gew.-%, ein Alkalihydroxid in einer Menge von weniger als einer äquivalenten Menge der aliphatischen Säure und eine alkalische organische Verbindung, die Stickstoffatome enthält, in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte System, wobei das Mischungsverhältnis des Alkalihydroxids zu der aliphatischen Säure 0,95 bis 0,995 (Mol-Verhältnis) beträgt.
2. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basjs nach Anspruch 1, die Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht van 5 000 bis 20 000 enthält.
3. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis nach Anspruch 2, wobei die Menge des Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymeren 5 bis 60 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der gesamten Menge des Wassers und des Glykols, beträgt.
4. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis nach Anspruch 1, wobei das Glykol Monoethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Monopropylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Monohexylenglykol, Dihexylenglykol oder Trihexylenglykol ist.
5. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis nach Anspruch 1, wobei die höhere aliphatische Säure eine gesättigte aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 22 ist, eine ungesättigte aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 22, eine geradkettige aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 22 oder eine verzweigtkettige aliphatische Säure mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 22 ist.
6. Hydraulikflüssigkeit auf Wasser-Glykol-Basis nach Anspruch 1, wobei die alkalische, Stickstoffatome enthaltende organische Verbindung Morpholin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Dimethylethanolamin oder Diethylethanolamin ist.
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