DE69921184T2 - N-butyl/isobutyl phosphatesterhaltige basisöle und diese enthaltende flugzeughydraulikflüssigkeiten - Google Patents

N-butyl/isobutyl phosphatesterhaltige basisöle und diese enthaltende flugzeughydraulikflüssigkeiten Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft gemischte n-Butyl/isobutyl-Phosphatester umfassende Phosphatester-Basismaterialzusammensetzungen und solche Basismaterialien umfassende Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen.
  • Stand der Technik
  • In den hydraulischen Systemen von Luftfahrzeugen verwendete Hydraulikfluide müssen von Luftfahrzeugherstellern festgelegte strenge Spezifikationen erfüllen. Entsprechend werden die Komponenten von Luftfahrzeughydraulikfluiden sorgfältig ausgewählt, um neben anderen Eigenschaften die Stabilität, Kompatibilität, Dichte, Toxizität und dergleichen ausgewogen zu machen. Ob die gewählten Komponenten tatsächlich ausgewogen gemacht werden können, um diesen Spezifikationen zu entsprechen, ist nicht vorhersagbar. Darüber hinaus sind die in Zusammensetzungen, die den Spezifikationen entsprechen, verwendeten Mengen an einzelnen Komponenten nicht a priori vorhersagbar.
  • Trialkylphosphatester, wie Tri-n-butylphosphat und Triisobutylphosphat, sind bereits als Basismaterialien für Luftfahrthydraulikfluide verwendet worden. Zum Beispiel sind Trialkylphosphatester-Basismaterialien in der US-A-5 464 551 beschrieben. Insbesondere sind Luftfahrthydraulikfluide mit geringer Dichte, das heißt Fluide mit einer Dichte unterhalb von etwa 1,020 g/ml bei 25 °C, konventionell unter Verwendung von Tri-n-butylphosphat als die Hauptkomponente des Basismaterials hergestellt worden. Tri-n-butylphosphat ist jedoch als hautreizend bekannt und eine Minimierung seiner Konzentration ist wünschenswert. Auf der anderen Seite war es mit Triisobutylphosphat als die Hauptkomponente einsetzenden Fluiden mit geringer Dichte schwierig, die Anforderungen an die geringe Flüchtigkeit und die Viskosität bei niedriger Temperatur zu erfüllen, die bei Luftfahrthydraulikfluiden vorausgesetzt werden.
  • Die EP-A-0 823 472 beansprucht und beschreibt eine Hydraulikfluidzusammensetzung, die:
    • (a) ein einen oder mehrere Trialkylphosphatester, wobei die Alkylgruppen des Phosphatesters 4 bis 5 Kohlenstoffatome besitzen, umfassendes Phosphatester-Basisfluid,
    • (b) 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, viskositätsindexverbesserndes Polymer, das Monomereinheiten von: (ii) 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, Monomer ausgewählt aus einem oder mehreren (C1 bis C3)Alkyl(meth)acrylaten, wobei das (C1 bis C10)Alkyl(meth)acrylat 0 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, Monomer ausgewählt aus einem oder mehreren (C1 bis C2)Alkyl(meth)acrylen, 0 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, Monomer ausgewählt aus einem oder mehreren (C3 bis C5)Alkyl(meth)acrylaten, 0 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, Monomer ausgewählt aus einem oder mehreren (C6 bis C10)Alkyl(meth)acrylaten, und mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, kombinierte (C1 bis C2)Alkyl(meth)acrylat- und (C3 bis C5)Alkyl(meth)acrylat-Monomere und (ii) 0 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Polymergesamtgewicht, Monomer ausgewählt aus einem oder mehreren (C1 bis C20)Alkyl(meth)acrylaten umfasst und
    • (c) 0 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, Hilfsadditive ausgewählt aus einem oder mehreren Antioxidantien, Säureabfangmitteln und Antierosionsadditiven umfasst.
  • Die WO-A-96/17517 beansprucht und offenbart ein Luftfahrzeughydraulikfluid, das:
    • (a) 60 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, organisches Phosphatester-Basismaterial aus, wobei das organische Phosphatester-Basismaterial 60 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Basismaterials, Trialkylphosphat, wobei jede von dessen Alkylgruppen unabhängig 1 bis 12 Kohlenstoffatome besitzt, und 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, einer zweiten Komponente umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Triarylphosphat und linearem Polyoxyalkylenmaterial, wobei das Basismaterial frei von Dialkyarylphosphat und Alkyldiarylphosphat ist, wobei jede der Arylgruppen des Triarylphosphats unabhängig Phenyl oder Alkyl-substituiertes Phenyl mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und bei dem ferner das lineare Polyoxyalkylenmaterial die Formel:
      Figure 00030001
      besitzt, wobei R'' und R' unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, R''' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methyl und n eine solche Zahl ist, dass das durchschnittliche Molekulargewicht (Zahlenmittel) des Polymers 300 bis 1000 beträgt,
    • (b) 4 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydraulikfluids, Säureabfangmittel eines bestimmten Typs mit einer chemischen Formel,
    • (c) 0,01 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydraulikfluids, Antierosionsmittel, das ein Salz von Perfluoralkylsulfonat oder Perfluorcycloalkylsulfonat ist, und
    • (d) 1 bis 8 Gew.-% Viskositätsindexverbesserer umfasst.
  • In einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Phosphatester-Basismaterial zur Verwendung in einem Luftfahrzeughydraulikfluid, wobei das Basismaterial in Anspruch 1 der dieser Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist.
  • In einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein das genannte Phosphatester-Basismaterial umfassendes Luftfahrzeughydraulikfluid, wobei das Hydraulikfluid in Anspruch 3 der dieser Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist.
  • Optionale und/oder bevorzugte Merkmale des Basismaterials und des Hydraulikfluids sind in der nachfolgenden Beschreibung und den der Beschreibung nachfolgenden abhängigen Ansprüche offenbart.
  • Es wurde jetzt gefunden, dass gemischte Isobutyl/n-butylphosphatester, das heißt n-Butyl-diisobutylphosphat oder Di-n-butyl-diisobutylphosphat oder Mischungen davon, umfassende Phosphatester-Basismaterialien im Vergleich mit größeren Mengen an Tri-n-butylphosphat und Triisobutylphosphat oder physischen Mischungen derselben enthaltenden Basismaterialien überraschende und unerwartete Eigenschaften besitzen. Genauer gesagt wurde gefunden, dass durch Einsatz von gemischten Isobutyl/n-butylphosphatestern in dem Basismaterial des Fluids eine unerwartete, überraschende Ausgewogenheit von Eigenschaften, die für Luftfahrthydraulikfluide entscheidend sind, erhalten wird, einschließlich einer akzeptablen hydrolytischen Stabilität, eines hohen Flammpunkts, guten Antiverschleißeigenschaften, akzeptablem Erosionsschutz, akzeptablen Tieftemperaturfließeigenschaften (Viskosität) und Elastomerverträglichkeit.
  • Die Erfindung ist auf n-Butyl-diisobutyphosphat oder Di-n-butylisobutylphosphat oder Mischungen davon umfassende Phosphatester-Basismaterialzusammensetzungen und auf solche Basismaterialienzusammensetzungen enthaltende Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen gerichtet.
  • Entsprechend ist die vorliegende Erfindung in einer stofflichen Hinsicht auf eine Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzung gerichtet, die:
    • (a) 30 bis 95 Gew.-%; bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butylisobutylphosphat und Mischungen davon,
    • (b) 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, von einem oder mehreren Triarylphosphaten,
    • (c) eine wirksame Menge Viskositätsindexverbesserer,
    • (d) eine wirksame Menge Säuresteuerungsadditiv und
    • (e) eine wirksame Menge Erosioninhibitor umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Luftfahrzeughydraulikfluid 30 bis 90 Gew.-% Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Luftfahrzeughydraulikfluide ferner:
    • (f) eine wirksame Menge Rostinhibitor oder Mischung von Rostinhibitoren und
    • (g) eine wirksame Menge Antioxidans oder Mischung von Antioxidantien.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorliegende Erfindung auf eine Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzung gerichtet, die 30 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Phosphatester-Basismaterial, das Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon und eine ausreichende Menge von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst, sodass die Basismaterialzusammensetzung nicht mehr als 25 % Elastomerdichtungsquellen ergibt, eine wirksame Menge Viskositätsindexverbesserer, eine wirksame Menge Säuresteuerungsadditive und eine wirksame Menge Erosionsinhibitor umfasst.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf eine Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzung gerichtet, die 30 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Phosphatester-Basismaterial, das 4 bis 14 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst, wobei der restliche Anteil des Basismaterials Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon umfasst, eine wirksame Menge Viskositätsindexverbesserer, eine wirksame Menge Säuresteuerungsadditive und eine wirksame Menge Erosionsinhibitor umfasst.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf ein Luftfahrzeughydraulikfluid gerichtet, das:
    • (a) 30 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon,
    • (b) 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, von einem oder mehreren Triarylphosphaten,
    • (c) 4 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Viskositätsindexverbesserer,
    • (d) 5 bis 6,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Säuresteuerungsadditiv,
    • (e) 0,05 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Erosionsinhibitor,
    • (f) 0,005 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Rostinhibitor oder Mischung von Rostinhibitoren und
    • (g) 0,5 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, Antioxidans oder Mischung von Antioxidantien umfasst.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Luftfahrzeughydraulikfluid ferner 1 bis 30 Gew-% Triisobutylphosphat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Luftfahrzeughydraulikfluid weniger als 15 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, Tri-n-butylphosphat, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids.
  • In einem weiteren stofflichem Aspekt ist die Erfindung auf ein Phosphatester-Basismaterial zur Verwendung in Luftfahrzeughydraulikfluiden gerichtet, das:
    • (a) 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butylisobutylphosphat und Mischungen davon,
    • (b) 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Phosphatester-Basismaterial 60 bis 100 Gew.-%, bevorzugter 80 bis 100 Gew.-%, insbesondere 85 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butylisobutylphosphat und Mischungen davon.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Erfindung auf ein Phosphatester-Basismaterial zur Verwendung in Luftfahrzeughydraulikfluiden gerichtet, das Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butylisobutylphosphat und Mischungen davon und eine ausreichende Menge von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst, sodass die Basismaterialzusammensetzung nicht mehr als 25 % Elastomerdichtungsquellen verursacht.
  • In einem weiteren stofflichem Aspekt ist diese Erfindung auf eine Phosphatester-Basismaterial zur Verwendung in Luftfahrzeughydraulikfluiden gerichtet, das etwa 5 bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst, wobei der restliche Anteil des Basismaterials Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-Butylisobutylphoshat und Mischungen davon umfasst.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine die Wirkung des Gehalts von Tri-n-butylphosphat (TBP) auf die Viskosität bei –54 °C von Tri-n-butylphosphat/Triisobutylphosphat-Gemischen darstel lende Kurve. Die Viskosität –54 °C des Produkts von Beispiel 2, das heißt im Wesentlichen Di-n-butyl-isobutylphosphat, und des Produkts von Beispiel 4, im Wesentlichen n-Butyl-diisobutylphosphat, sind ebenfalls dargestellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist auf neuartige Phosphatester-Basismaterialzusammensetzungen und solche Basismaterialien enthaltende Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen gerichtet. Die hier beschriebenen Zusammensetzungen werden konventionell hergestellt, indem die Komponenten der Zusammensetzungen miteinander vermischt werden, bis sie homogen sind. Das Mischverfahren kann als Einschrittverfahren durchgeführt werden, bei dem alle Komponenten vereinigt und dann gemischt werden, oder kann als Mehrstufenverfahren durchgeführt werden, bei dem zwei oder mehr der Komponenten vereinigt und gemischt wird und zusätzliche Komponenten zu der gemischten Mischung gegeben und die erhaltene Mischung weiter gemischt wird.
  • Vorzugsweise wird der Erosionsinhibitor (und gegebenenfalls die Antioxidantien, die normalerweise Feststoffe sind) mit mindestens einer der Phosphatester-Basismaterialkomponenten vorgemischt, um vor der Zugabe der restlichen Additive und Phosphatesterkomponente(n) eine vollständige Auflösung des Erosionsinhibitors sicherzustellen.
  • Der Ausdruck „die Basismaterialzusammensetzung ergibt nicht mehr als 25 % Elastomerdichtungsquellen" bedeutet, dass das Elastomerdichtungsquellen unter Industriestandardtestbedingungen, wie Aerospace Industry Associates NAS-1613 oder Boeing D6-3614, bei denen ein zugelassenes Elastomer in das Luftfahrzeughydraulikfluid eingetaucht und 334 Stunden lang bei 107,2 °C (225 °F) strengen Alterungsbedingungen ausgesetzt wird, 25 % nicht übersteigt. Vorzugsweise überschreitet das Elastomerdichtungsquellen 20 % nicht.
  • Der Begriff „Alkyl" bezieht sich, wie er hier verwendet wird, auf eine einwertige, verzweigte oder unverzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome, bevorzugter 1 bis 8 Kohlenstoffatome und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome besitzt. Beispielhaft für diesen Begriff sind Gruppen wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropy, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl, tert-Octyl, Triisopropyl (C9), Tetraisopropyl (C12) und dergleichen.
  • „Cycloalkyl" bezieht sich auf cyclische Alkylgruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatome mit einem einzigen cyclischen Ring oder mehreren kondensierten Ringen, die gegebenenfalls mit 1 bis 3 Alkylgruppen substituiert sein können. Solche Cycloalkylgruppen schließen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, 1-Methylcycloproyl, 2-Methylcyclopentyl und 2-Methylcyclooetyl ein.
  • „Aryl" bezieht sich auf eine ungesättigte, aromatische carbocyclische Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen mit einem einzigen Ring (z.B. Phenyl) oder mehreren kondensierten Ringen (z.B. Naphthyl), solche Arylgruppen können unsubstituiert sein, wie Phenyl, Naphthyl und dergleichen, oder können zum Beispiel mit einer oder mehreren Alkylgruppen und vorzugsweise 1 bis 2 Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl oder Mischungen davon substituiert sein. Beispielhafte Alkyl-substituierte Arylgruppen schließen 4-Isopropylphenyl, 4-tert-butylphenyl, triisopropyl-substituiertes Aryl, tetraisopropyl-substituiertes Aryl und dergleichen ein. Beispiel für geeignete Triarylphosphate schließen Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Tri-(Isopropylphenyl)phosphat, Tri-(tert-butylphenyl)phosphat und dergleichen ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die erfindungsgemäßen Phosphatester-Basismaterialzusammensetzung umfasst n-Butyl-diisobutylphosphat oder Di-n-butylisobutylphosphat oder eine Mischung von n- Butyl-diisobutylphosphat und Di-n-butylisobutylphosphat. n-Butyl-diisobutylphosphat (BDIBP) und Di-n-butyl-isobutylphosphat (DBIBP) besitzen die Formeln I beziehungsweise II:
    Figure 00090001
  • In einer Ausführungsform wird eine Mischung von I und II in dem Basismaterial eingesetzt, und vorzugsweise verwendet diese Mischung 1 bis 99 Gew.-% I und 99 bis 1 Gew.-% II.
  • Die Phosphatester-Basismaterialzusammensetzung kann auch geringe Mengen, vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 25 Gew.-% oder weniger, von anderen Trialkylphosphatestern, wie Triisobutylphosphat, enthalten. Vorzugsweise enthält die Phosphatester-Basismaterialzusammensetzung weniger als 15 Gew.-%, bevorzugter weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt weniger als 2 Gew.-% Tri-n-butylphosphat.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Phosphatester-Basisfluid eine ausreichende Menge von einem oder mehreren Triarylphosphaten, sodass die Basismaterialzusammensetzung nicht mehr als 25 % Elastomerdichtungsquellen ergibt.
  • Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Phosphatester-Basismaterialzusammensetzung 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, von einem oder mehreren Triarylphosphaten, wobei der restliche Anteil Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Phosphatester-Basismaterialzusammensetzung 5 bis 15 Gew.-% Tri(isopropylphenyl)phosphat und der restliche Anteil umfasst Phosphatester ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon.
  • Die erfindungsgemäßen Phosphatester-Basismaterialzusammensetzungen können mit einem oder mehreren Additiven kombiniert werden, um neuartige Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen bereitzustellen. Das in dem Phosphatester-Basismaterial eingesetzte Additivpaket umfasst typischerweise 5 bis 15 Gew.-% des Luftfahrzeughydraulikfluids.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzten n-Butyl-diisobutylphosphat und Di-n-butyl-isobutylphosphat (oder Mischungen davon) können unter Verwendung bekannter Verfahren und Reagentien hergestellt werden. Zum Beispiel werden, wie von Gunderson und Hart, Synthetic Lubricants (Reinhold Publishing, 1962) auf Seite 106 diskutiert wird, solche gemischten Phosphatester typischerweise durch Umsetzung von Phosphoroxychlorid mit einer Mischung der entsprechenden Alkohole oder der Alkalimetallalkoxide hergestellt. Zum Beispiel können n-Butyl-diisobutylphosphat und Di-n-butyl-diisobutylphosphat hergestellt werden, indem Phosphoroxychlorid mit dem entsprechenden Verhältnis von n-Butanol und Isobutanol oder mit beispielsweise Natrium-n-butanolat und Natriumisobutanolat umgesetzt wird. Es kann notwendig sein, für den oder die gewünschten gemischten Ester unerwünschtes Tri-n-butylphosphat oder Triisobutylphosphat durch beispielsweise fraktionierte Destillation abzutrennen. Diese Reaktion kann auch hintereinander durchgeführt werden. Zum Beispiel wird durch Umsetzung von einem Moläquivalent Phosphoroxychlorid mit einem Moläquivalent n-Butanol oder Natrium-n-butanolat und dann Umsetzung des Zwischenprodukts mit zwei Moläquivalenten Isobutanol oder Natriumisobutanolat eine vor allem n-Butyl-diisobutylphosphat enthaltende Mischung hergestellt. Auf ähnliche Weise wird eine vor allem Di-n-butyl-isobutylphosphat enthaltene Mischung hergestellt, indem zuerst ein Moläquivalent Phosphoroxychlorid mit einem Moläquivalent Isobutanol oder Natriumisobutanolat umgesetzt und dann das Zwischenprodukt mit zwei Moläquivalenten n-Butanol oder Natrium-n-butanolat umgesetzt wird. Nach fraktionierter Destillation, um irgendwelche unerwünschten Nebenprodukte zu entfernen, können durch diese Verfahren hergestelltes n-Butyl-diisobutylphosphat und Di-n-butyl-isobutylphosphat weiter gemischt werden, um das gewünschte Verhältnis von gemischten Phosphatesterkomponenten zu erreichen.
  • Alternativ kann Di-n-butyl-isobutylphosphat hergestellt werden, indem zuerst Phosphortrichlorid mit 3 Moläquivalenten trockenem n-Butanol in einem inerten Verdünnungsmittel, wie Benzol, umgesetzt wird, um Tri-n-butylphosphit zu ergeben. Diese Reaktion wird typischerweise bei einer Temperatur von etwa 0 °C 1 bis 6 Stunden lang durchgeführt. Das erhaltene Tri-n-butylphosphit wird typischerweise nicht isoliert, sondern wird sofort mit einem Moläquivalent (bezogen auf das Phophortrichlorid) Sulfurylchlorid bei einer Temperatur von 0 °C etwa 1 bis 6 Stunden lang umgesetzt, um Di-n-butylchlorphosphat (Chlorphosphorsäuredi-n-butylester) zu ergeben. Das Di-n- butylchlorphosphat wird dann mit einem Moläquivalent Isobutanol in der Gegenwart von überschüssigem Pyridin in einem inerten Verdünnungsmittel, wie Benzol, umgesetzt, um Di-n-butyl-isobutylphosphat zu ergeben. Diese Reaktion wird typischerweise eingangs bei einer Temperatur von etwa 0 °C durchgeführt und dann 24 bis 48 Stunden lang bei Umgebungstemperatur rühren gelassen. Gewünschtenfalls kann das erhaltene Di-n-butyl-isobutylphosphat durch Destillation (68 °C bei 0,02 Torr) gereinigt werden. Indem Isobutanol, gefolgt von n-Butanol bei diesem Verfahren einsetzt wird, kann auch n-Butyl-diisobutylphosphat hergestellt werden.
  • Das oder die erfindungsgemäß eingesetzte(n) Triarylphosphat(e) kann irgendein zur Verwendung in Luftfahrzeughydraulikfluiden geeignetes Triarylphosphat sein, einschließlich beispielsweise Tri(unsubstituiertes Aryl)phosphat wie Triphenylphosphat, Tri(substituiertes Aryl)phosphat, wie Tri(alkyliertes)phenylphosphat, und Triarylphosphate mit einer Mischung von substituierten und unsubsituierten Arylgruppen. Vorzugsweise ist das Triarylphosphat ein Tri(alkyliertes)arylphosphat, wie Triphenylphosphat, Tri(isopropylphenyl)phosphat, Tri(tert-butylphenyl)phosphat, Tricresylphosphat und dergleichen. Mischungen von Triarylphosphaten können erfindungsgemäß verwendet werden. Die erfindungsgemäß eingesetzten Triarylphosphatester sind konventionell von FMC und Akzo/Nobel erhältlich.
  • In den erfindungsgemäßen Hydraulikfluidzusammensetzungen wird typischerweise ein Viskositätsindex (VI)-Verbesser in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die Wirkung der Temperatur auf die Viskosität des Luftfahrzeughydraulikfluids zu vermindern. Beispiele für geeignete VI-Verbesserer sind zum Beispiel in den US-A 5 464 551 und US-A 3 718 596 offenbart. Bevorzugte VI-Verbesserer schließen Poly(alkylacrylat)- und Poly(alkylmethacrylat)ester des in der US-A 3 718 596 offenbarten Typs ein, die kommerziell von Rohm & Haas, Philadelphia, USA und anderen erhältlich sind. Solche Ester besitzen typischerweise ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 50.000 bis 1.500.000 und vorzugsweise 50.000 bis 250.000. Bevorzugte VI-Verbesserer schließen solche mit einem Molekulargewichts-Höchstwert bei 70.000 bis 100.000 (z.B. 85.000 oder 90.000 bis 100.000) ein. Mischungen von VI-Verbesserern können ebenfalls verwendet werden.
  • Der VI-Verbesserer wird in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die Wirkung der Temperatur auf die Viskosität zu vermindern, vorzugsweise von 2 bis 10 Gew.-% (auf Basis von aktiven Bestandteilen), bevorzugter 4 bis 8 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 4 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung. In einer Ausführungsform wird der VI-Verbesserer in einem Phosphatester-Lösungsmittel, typischerweise als 1 : 1-Mischung, formuliert. Zur Verwendung als Lösungsmittel geeignete Phosphatester schließen zum Beispiel n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat, Tri-n-butylphosphat und Triisobutylphosphat und Mischungen davon ein.
  • Typischerweise umfassen die erfindungsgemäßen Luftfahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen ferner ein Säuresteuerungsadditiv oder Säureabfangmittel in einer Menge, die. wirksam ist, um in Luftfahrzeughydraulikfluid gebildete Säuren, wie die durch Hydrolyse des Phosphatester-Basismaterials abgeleiteten Partialester von Phosphorsäure, zu neutralisieren. Geeignete Säuresteuerungsadditive sind zum Beispiel in den US-A-5 464 551, US-A-3 723 320 und US-A-4 206 067 beschrieben.
  • Bevorzugte Säuresteuerungsadditve besitzten die Formel:
    Figure 00130001
    in der R1 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, substituiertem Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und 1 bis 4 Ethersauerstoffatomen und Cycloalkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, jedes R2 unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und -C(O)OR3, wobei R3 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, substituiertem Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und 1 bis 4 Ethersauerstoffatomen und Cycloalkyl mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen.
  • Besonders bevorzugte Säuresteuerungsadditive mit der oben genannten Formel sind das Monoepoxid 7-Oxabicyclo[4.1.0]heptan-3-carbonsäure-2-Ethylhexylester, das in der US-A-3 723 320 offenbart ist, und das Monoepoxid 7-oxabicyclo[4.1.0]-heptan-3,4-dicarbonsäure-dialkylester (z.B. der Diisobutylester).
  • Das Säuresteuerungsadditiv wird in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die beim Betrieb des Kraftübertragungsmachanismus eines Luftfahrzeugs typischerweise als Partialester von Phosphorsäure generierte Säure abzufangen. Vorzugsweise wird das Säuresteuerungsadditiv in einer Menge im Bereich von 4 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, bevorzugter 4 bis 8 Gew.-% und insbesondere 5 bis 7 Gew.-% eingesetzt.
  • Die erfindungsgemäßen Hydraulikfluidzusammensetzungen umfassen typischerweise Erosionsinhibitor in einer Menge, die zur Inhibierung von strömungsinduzierter elektrochemischer Korrosion beispielsweise eines Servo-Ventils wirksam ist. Geeignete Erosionsinhitoren sind zum Beispiel in der US-A-3 679 587 offenbart. Bevorzugte Erosionsinhibitoren schließen die Alkalimetallsalze und vorzugsweise das Kaliumsalz von Perfluoralkyl- oder Perfluorcycloalkylsulfonat ein, wie in der US-A-3 679 587 offenbart ist. Solche Perfluoralkyl- und Perfluorcycloalkylsulfonate besitzen vorzugsweise Alkylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und Cycloalkylgruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für geeignete Erosionsinhibitoren schließen Perfluoroctylsulfonsäure-Kaliumsalz und Perfluorcyclohexylsulfonsäure-Kaliumsalz oder Mischungen davon ein. Einige dieser Perfluoralkylsulfonate sind kommerziell unter den Handelsnamen FC-95®, FC-98® und dergleichen zum Beispiel von 3M, Minneapolis, Minnesota, USA erhältlich.
  • Der Erosionsinhibitor wird in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die Erosion in dem Kraftübertragungsmechanismus eines Luftfahrzeugs zu inhibieren und wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 0,15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, und bevorzugter 0,2 bis 0,1 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 0,1 Gew.-% eingesetzt. Mischungen solcher Antierosionsmittel können verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Hydraulikfluidzusammensetzungen ferner ein Antioxidans oder eine Mischung von Antioxidantien in einer Menge, die wirksam ist, um die Oxidation des Hydraulikfluids oder irgendeiner seiner Komponenten zu inhibieren. Geeignete Antioxidantien sind zum Beispiel in der US-A-5 464 551 und auch in anderen Luftfahrzeughydaulikfluidpatenten und -veröffentlichungen beschrieben.
  • Ausgewählte Antioxidantien schließen beispielsweise sterisch gehinderte Phenol-Antioxidantien, wie 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, Tetrakis-[methylen(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat)]methan (das kommerziell von Ciba Geigy als Irganox® 1010 erhältlich ist) und dergleichen ein. Andere Typen von geeigneten Antioxidantien schließen Diarylamin-Antioxidantien wie octyl-substituiertes Diphenylamin (Vanlube® 81), Phenyl-α-naphthylamin, Alkylphenyl-α-naphthylamin oder das Reaktionsprodukt von N-Phenylbenzylamin mit 2,4,4-Trimethylpenten (Irganox® L-57 von Ciba Geigy), Diphenylamin, Ditolylamin, Phenyltolylamin, 4,4-Diaminodiphenylamin, Di-p-methoxydiphenylamin oder 4-Cyclohexylaminodiphenylamin ein. Weitere geeignete Antioxidantien schließen Aminophenole wie n-Butylaminophenol, N-Methyl-N-Amylaminophenol und n-Isooctyl-p-aminophenol als auch Mischungen irgendwelcher solcher Antioxidantien ein.
  • Eine bevorzugte Mischung von Antioxidantien umfasst 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol und Di(octylphenyl)amin (z.B. eine 1:1-Mischung). Eine weitere bevorzugte Mischung von Antioxidantien ist 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, Di(octylphenyl)amin und 6-Methyl-2,4-bis[(octylthio)methyl]phenol (z.B. eine 1:2:4-Mischung). Eine weitere bevorzugte Mischung von Antioxidantien ist 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, Di(octylphenyl)amin und Tetrakis[methylen(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat)]methan (z.B. eine 1:2:3-Mischung).
  • Das Antioxidans oder die Mischung von Antioxidantien wird in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die Oxidation des Hydraulikfluids zu inhibieren. Vorzugsweise wird das Antioxidans oder die Mischung von Antioxidantien in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 3 Gew.-%, bevorzugter 0,5 bis 2,5 Gew.-%, und insbesondere 1-2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, eingesetzt.
  • Von Phosphatester-basierten Hydraulikfluiden und deren Hydrolyseprodukten ist bekannt, dass sie gegenüber Eisen und Eisenlegierungen korrodierend sind. Entsprechend umfassen die erfindungsgemäßen Hydraulikfluidzusammensetzungen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ferner einen Rostinhibitor oder eine Mischung von Rostinhibitoren in einer Menge, die wirksam ist, um die Bildung von Rost oder die Korrosion auf Metalloberflächen zu vermindern, die sich im Kontakt mit dem Hydraulikfluid befinden oder diesem gegenüber ausgesetzt sind. Geeignete Rostinhibitoren sind z.B. in den US-A-5 035 084 und US-A-4 206 067 beschrieben.
  • Ausgewählte Rostinhibitoren schließen beispielsweise Calciumdinonylnaphthalinsulfonat, ein überbasisches und/oder sulfuriertes Gruppe-1- oder Gruppe-1-Phenolat, eine Verbindung der Formel: R4N[CH2CH(R5)OH]2, in der R4 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, -COOR6 und -CH2CH2N[CH2CH(R5)OH]2, wobei R6 Alkyl mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist und jedes R5 unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methyl, einschließlich N,N,N',N'-Tetrakis(2-Hydroxypropyl)ethylendiamin und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin (z.B. N-Talgamin-alkyl-2,2'-iminobisethanol, das unter dem Handelsnamen Ethomeen T/12® verkauft wird), und Mischungen davon ein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R4 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und jedes R5 ist unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methyl.
  • Die überbasischen und/oder sulfurierten Gruppe-I- oder Gruppe-II-Metall-phenolate sind vorzugsweise entweder sulfurierte Gruppe-I- oder Gruppe-II-Metall-phenolate (ohne zugesetztes CO2) mit einer Gesamtbasenzahl (total base number, TBN) von mehr als 0 bis etwa 200 oder ein überbasisches, sulfuriertes Gruppe-1- oder Gruppe-II-Metall-phenolat mit einer TBN von 75 bis 400, das durch die Zugabe von Kohlendioxid bei der Herstellung des Phenolats hergestellt wird. Bevorzugter ist das Metall-phenolat ein Kalium- oder CalCiumphenolat. Zusätzlich modifiziert das Phenolat vorteilhaft den pH-Wert, um eine erhöhte hydrolytische Stabilität bereitzustellen.
  • Jede dieser Komponenten ist entweder kommerziell erhältlich oder kann durch in der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel sind überbasische, sulfurierte Gruppe-II-Metall-phenolate von Chevron Chemical Company, San Ramon, California, USA unter dem Handelsnamen OLOA® erhältlich, einschließlich OLOA 219®, OLOA 216Q® und dergleichen, und werden von Campbell in der US-A-5 318 710 und von MacKinnon in der US-A-4 206 067 beschrieben. Ferner wird N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin von MacKinnon in der US-A-4 324 674 offenbart.
  • Gruppe-1- oder -II-Metall-dinonylnaphthalinsulfonate, wie Calcium-dinonylnaphthalinsulfonat und Na-Sul 729®, kommerziell von King Industries erhältlich, können ebenfalls als Rostinhibitor in der Hydraulikfluidzusammensetzung in einer Menge im Bereich von 0,2 bis 1 Gew.-% der Hydraulikfluidzusammensetzung verwendet werden.
  • Der Rostinhibitor oder die Mischung von Rostinhibitoren wird in einer Menge eingesetzt, die wirksam ist, um die Bildung von Rost zu hemmen. Vorzugsweise wird der Rostinhibitor in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 1 Gew.-%, bevorzugter 0,005 bis 0,5 Gew.-% und insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydraulikfluidzusammensetzung, eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rostinhibitor eine Mischung von N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin und überbasischem Gruppe-II-Metall-phenolat (z.B. eine 5:1-Mischung). In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rostinhibitor eine Mischung von N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin (Ethomeen® T/12) mit überbasischem Gruppe-II-Metall-phenolat (z.B. eine 5:1-Mischung).
  • Die erfindungsgemäßen Hydraulikfluidzusammensetzungen können gegebenenfalls weitere Additive enthalten, wie Kupferkorrosionsinhibitoren, Antischaummittel, Farbstoffel usw. Solche Additive sind in der Technik bekannt und sind kommerziell erhältlich.
  • Anwendbarkeit
  • Die erfindungsgemäßen Phosphatester-Basisfluide sind zur Herstellung von Luftfahrzeughydraulikfluiden und dergleichen brauchbar. Die hier beschriebenen Luft fahrzeughydraulikfluidzusammensetzungen sind in Luftfahrzeughydrauliksystemen brauchbar, in denen sie als Kraftübertragungsmedium dienen. Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von gemischten n-Butyl/isobutylphosphatestern in dem Basismaterial eine unerwartete, überraschende Ausgewogenheit von Eigenschaften bereitstellt, die für Luftfahrthydrauliköle entscheidend sind, einschließlich akzeptabler hydrolytischer Stabilität, hohem Flammpunkt, guten Antiverschleißeigenschaften, akzeptablem Erosionsschutz, akzeptablen Niedrigtemperaturfließeigenschaften (Viskosität) und Elastomerverträglichkeit.
  • Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1
  • Herstellung von Di-n-Butyl-Chlorphosphat
  • Trockenes n-Butanol (127,4 g, 1,72 mol) in etwa 200 ml trockenem Benzol wurde auf 0 °C gekühlt. Phosphortrichlorid (78,7 g, 0,57 mol) in 50 ml Benzol wurde bei 0 °C über einen Zeitraum von 1 Stunde mit Rühren langsam zu der Reaktionsmischung gegeben. Es wurde eine Gasentwicklung beobachtet. Nach der Zugabe von Phosphortrichlorid wurde Sulfurylchlorid (76,9 g, 0,57 mol) in 45 ml Benzol bei 0 °C über einen Zeitraum von 1 Stunde mit Rühren zu der Reaktionsmischung gegeben. Die Reaktionsmischung wurde dann zwei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt und während dieses Zeitraums entwickelten sich reichliche Mengen von HCl-Gas. Unter Verwendung eines Rotationsverdampfers wurden Gase und Lösungsmittel abgezogen. Die erhaltene farblose bis sehr fahl gelbe, viskose Flüssigkeit (31 g) wurde sofort in Beispiel 2 verwendet.
  • Beispiel 2
  • Herstellung von Di-n-butyl-isobutylphosphat
  • Eine Lösung von Di-n-butyl-chlorphosphat (130,3 g, 0,57 mol) in 55,37 g (0,7 mol) Pyridin enthaltenden 600 ml Dichlormethan wurde auf 0 °C gekühlt. Isobutanol (42,25 g, 0,57 mol) wurde über eine Stunde tropfenweise zugegeben. Es wurde sofort die Bildung eines weißen Niederschlags beobachtet. Die Reaktionsmischung wurde dann 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Das Pyridiniumhydrochlorid wurde abfiltriert und die Lösung mit Wasser (2 × 250 ml), wässriger 0,5 N HCl (2 × 250 ml) und Wasser (25 × 250 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat 12 Stunden lang getrocknet. Abfiltrieren des Trocknungsmittels, gefolgt von der Entfernung des Lösungsmittels unter Verwendung eines Rotationsverdampfers, ergab Di-n-butyl-isobutylphosphat als klare, farblose Flüssigkeit. Destillation des Rohprodukts (68 °C bei 0,02 Torr) ergab 125 g 94,8%iges Di-n-butyl-isobutylphosphat (DBIBP).
  • Beispiel 3
  • Herstellung von Di-isobutylchlorphosphat
  • Trockenes Isobutanol (127,4 g, 1,72 mol) in etwa 200 ml trockenem Benzol wurde auf 0 °C gekühlt. Phosphortrichlorid (78,7 g, 0,57 mol), in 50 ml Benzol, wurde bei 0 °C über einen Zeitraum von 1 Stunde mit Rühren langsam zu der Reaktionsmischung gegeben. Es wurde eine Gasentwicklung beobachtet. Nach der Zugabe von Phosphortrichlorid wurde Sulfurylchlorid (76,9 g, 0,57 mol), in 45 ml Benzol, bei 0 °C über einen Zeitraum von 1 Stunde mit Rühren zu der Reaktionsmischung gegeben. Die Reaktionsmischung wurde dann zwei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt und während dieses Zeitraums entwickelten sich reichliche Mengen von HCl-Gas. Unter Verwendung eines Rotationsverdampfers wurden Gase und Lösungsmittel abgezogen. Die erhaltene farblose bis sehr fahl gelbe, viskose Flüssigkeit (130 g) wurde sofort in Beispiel 4 verwendet.
  • Beispiel 4
  • Herstellung von n-Butyldiisobutylphosphat
  • Eine Lösung von Di-n-butyl-chlorphosphat (130,3 g, 0,57 mol) in 55,37 g (0,70 mol) Pyridin enthaltenden 600 ml Dichlormethan wurde auf 0 °C gekühlt. n-Butanol (42,24 g, 0,57 mol) wurde tropfenweise über eine Stunde zugegeben. Es wurde sofort die Bildung eines weißen Niederschlags beobachtet. Die Reaktionsmischung wurde dann 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Das Pyridiniumhydrochlorid wurde abfiltriert und die Lösung mit Wasser (2 × 250 ml), wässriger 0,5 N HCl (2 × 250 ml) und Wasser (2 × 250 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat 12 Stunden lang getrocknet. Abfiltrieren des Trocknungsmittels, gefolgt von der Entfernung des Lösungsmittels unter Verwendung eines Rotationsverdampfers ergab n-Butyl-diisobutylphosphat als klare, farblose Flüssigkeit. Destillation des Rohprodukts (68 °C bei 0,02 Torr) ergab 125 g 96 %iges n-Butyl-diisobutylphosphat (BDIBP).
  • Beispiel 5
  • GC-Analyse von gemischten Phosphatestern
  • Die Produkte der Beispiele 2 und 4 wurden unter Verwendung von konventioneller Gaschromatographie analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt: Tabelle I
    Figure 00200001
  • Tabelle 1 zeigt, dass die Produkte der Beispiele 2 und 4 0,6 Gew.-% oder weniger Tri-n-butylphosphat und 1,0 Gew.-% Triisobutylphosphat enthielten.
  • Beispiel 6
  • Vergleich der Dichte und Viskosität von Phosphatestern
  • In diesem Beispiel wurden die Dichte- und die Viskositätseigenschaften des Produkts von Beispiel 2, d.h. im Wesentlichen Di-n-butyl-isobutylphosphat (DBIBP), das ungefähr 66,6% n-Butylgruppen und 33,3% Isobutylgruppen enthielt, mit einer physischen Mischung verglichen, die 66,6 Gew.-% Tri-n-butylphosphat (TBP) und 33,3 Gew.-% Triisobutylphosphat (TIBP) enthielt. Entsprechend wurden die Dichte- und die Viskositätseigenschaften des Produkts von Beispiel 4, d.h. im Wesentlichen n-Butyl- diisobutylphosphat (BDIBP), das ungefähr 33,3 % n-Butylgruppen und 66,6% Isobutylgruppen enthielt, mit einer physischen Mischung verglichen, die 33,3 Gew.-% Tri-n-Butylphosphat und 66,6 Gew.-% Triisobutylphosphat enthielt. Weiterhin wurden beide Produkte mit Tri-n-butylphosphat und Triisobutylphosphat verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt: Tabelle II
    Figure 00210001
  • Unerwarteterweise zeigen die Ergebnisse in Tabelle II, dass die Viskosität des Produkts von Beispiel 2, das im Wesentlichen nur DBIBP ist, bei –54 °C und bei 40 °C niedriger ist als die der physischen Mischung aus 66,6% TBP/33,3% TIBP. Entsprechend ist die Viskosität des Produkts von Beispiel 4, das im Wesentlichen nur BDIBP ist, bei –54 °C und bei 40 °C niedriger als die der physischen Mischung aus 33,3% TBP/66,6% TIBP. Insbesondere ist die niedrige Viskosität bei –54 °C in einem Luftfahrzeughydrauliksystem beim Tieftemperaturbetrieb gewünscht.
  • 1 veranschaulicht, dass eine physische Mischung von etwa 45 Gew.-% Tri-n-butylphosphat (TBP) mit 55 Gew.-% Triisobutylphosphat (TIBP) notwendig wäre, um eine Zusammensetzung mit viskosimetrischen Eigenschaften zu erhalten, die denen des Produkts von Beispiel 4 ähnlich sind. Entsprechend wäre eine physische Mischung von etwa 94 Gew.-% TBP und 6 Gew.-% TIBP notwendig, um eine Zusammensetzung mit viskosimetrischen Eigenschaften zu erhalten, die denen des Produkts von Beispiel 2 ähnlich sind.
  • Beispiel 7
  • Vergleich der Dichte und Viskosität von Gemischen
  • In diesem Beispiel wurden die Dichte und Viskosität von Phosphatester-Basismaterialzusammensetzungen (aus Beispiel 6) nach Zugabe von 0,5 Gew.-% 2,6-Di-tert-butyl-4-butylphenol-Antioxidans, 0,5 Gew.% Aminantioxidans, wie Vanlube 81, 6 Gew.-% Säuresteuerungsmittel, 8 Gew.-% Triarylphosphat, wie Relube 140 (von FMC), und 14 Gew.-% VI-Verbesserer (ungefähr 6,5 Gew.-% Polymer und der restliche Anteil TBP als Lösungsmittel) verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt: Tabelle III
    Figure 00220001
  • In einigen Luftfahrzeugherstellerspezifikationen sind Luftfahrzeughydraulikfluide erforderlich, die eine Viskosität bei –54 °C von 2000 cSt oder weniger besitzen. Die Daten in Tabelle III belegen, dass unter Verwendung des Produkts von Beispiel 2 (im Wesentlichen DBIBP) formulierte Zusammensetzungen besonders brauchbar sind, um diese Anforderung zu erfüllen. Außerdem sind solche Zusammensetzungen im Wesentlichen frei von dem hautreizenden TBP.
  • Beispiel 8
  • Ausgewählte Basismaterialformulierungen
  • Dieses Beispiel veranschaulicht mehrere verschiedene Formulierungen für die erfindungsgemäßen Basismaterialzusammensetzungen. Es ist jedoch klar, dass diese Zusammensetzungen weit im erfindungsgemäßen Bereich variieren können und dass diese Basismaterialien nur der Veranschaulichung dienen. In diesem Beispiel beziehen sich die Basismaterialkomponenten I, II und III auf die folgenden:
    Figure 00230001
    wobei R unabhängig eine Alkylgruppe ist.
  • Genauer gesagt können die in Tabelle IV gezeigten Basismaterialformulierungen hergestellt werden. Tabelle IV
    Figure 00240001
  • In diesen Formulierungen sind die beschriebenen Prozentangaben in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, angegeben.
  • Beispiel 9
  • Ausgewählte erfindungsgemäße Formulierungen
  • Die in Tabelle V gezeigten Beispiele sind Beispiele für erfindungsgemäße Formulierungen. In diesen Beispielen erfolgen alle Prozentangaben in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Formulierungsbeispiele 9A-9E können durch Mischen der folgenden Komponenten hergestellt werden:
    Figure 00250001

Claims (9)

  1. Phosphatester-Basismaterial zur Verwendung in einem Luftfahrzeughydraulikfluid, das: a) 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, Phosphatester ausgewählt aus n-Butyl-diisobutylphosphat, Di-n-butyl-isobutylphosphat und Mischungen davon und b) 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials, von einem oder mehreren Triarylphosphaten umfasst.
  2. Basismaterial nach Anspruch 1, das 5 bis 15 Gew.-% Triarylphosphat(e) umfasst, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basismaterials.
  3. Luftfahrzeughydraulikfluid, das das Basismaterial gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 umfasst, bei dem der oder die Butylphosphatester 30 bis 95 Gew.-% des Fluids ausmachen, und das ferner: c) Viskositätsindexverbesserer, d) Säuresteuerungsadditiv, e) Erosionsinhibitor umfasst.
  4. Fluid nach Anspruch 3, das: f) einen Rostinhibitor oder eine Mischung von Rostinhibitoren, g) ein Antioxidans oder eine Mischung von Antioxidantien umfasst.
  5. Fluid nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem das oder die Triarylphosphat(e) von 4 bis 14 Gew.-% des Gewichts des Fluids ausmacht oder ausmachen.
  6. Fluid nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem, bezogen auf das Gesamtgewicht des Fluids, der Viskositätsindexverbesserer 4 bis 6 Gew.-% ausmacht, das Säuresteuerungsadditiv 5 bis 6,5 Gew.-% ausmacht, der Erosionsinhibitor 0,05 bis 0,1 Gew.-% ausmacht, der Rostinhibitor (oder die Mischung von Rostinhibitoren) 0,005 bis 0,5 Gew.-% ausmacht und das Antioxidans (oder die Mischung von Antioxidantien) 0,5 bis 2,5 Gew.-% ausmacht.
  7. Fluid nach einem der Ansprüche 3 bis 6, das 1 bis 30 Gew.-% Triisobutylphosphat, bezogen auf das Gewicht des Fluids, umfasst.
  8. Fluid nach einem der Ansprüche 3 bis 7, das weniger als 15 Gew.-% Tri-n-butylphosphat, bezogen auf das Gewicht des Fluids, umfasst.
  9. Fluid nach einem der Ansprüche 3 bis 8, das weniger als 5 Gew.-% Tri-n-butylphosphat, bezogen auf das Gewicht des Fluids, umfasst.
DE69921184T 1998-11-10 1999-11-04 N-butyl/isobutyl phosphatesterhaltige basisöle und diese enthaltende flugzeughydraulikflüssigkeiten Expired - Fee Related DE69921184T2 (de)

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