【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は自動車用ブレーキ液、特に水分に対す
る感受性が低く、かつ粘度‐温度特性の改善され
た自動車用高沸点ブレーキ液に関するものであ
る。
一般に自動車用ブレーキ液には、吸湿時のペー
パーロツク温度を考慮した高沸点性、および低温
から高温に至る温度範囲でのブレーキ応答性を考
慮した良好な粘度‐温度特性が要求される。現
在、自動車用ブレーキ液としてはポリアルキレン
グリコール類およびポリアルキレングリコールモ
ノアルキルエーテル類が主に用いられているが、
これらは良好な粘度特性、およびゴム膨潤性をも
つている反面、本質的に吸湿性が大きいため吸湿
時の沸点降下が著しいという欠点をもつている。
そのためペーパーロツク現象ばかりでなく、腐食
およびスラツジ等の発生原因となつて安全性を著
しく低下させる。
米国では1972年に連邦自動車安全基準において
DOT4規格を制定し、自動車用ブレーキ液として
初めて吸湿時の沸点を規定した。一方国内におい
ても1977年にDOT4に相当する規格としてJIS4種
が制定された。
しかし、従来の自動車用ブレーキ液原料である
ポリアルキレングリコール類およびポリアルキレ
ングリコールモノアルキルエーテル類ではこの厳
しいDOT4規格（特にウエツト平衡還流沸点）に
適合する自動車用ブレーキ液を製造することは極
めて困難であつた。
このペーパーロツク現象の発生を防ぐために多
くの努力がなされてきた。本発明者らは硼酸、ポ
リアルキレングリコール、およびポリアルキレン
グリコールモノアルキルエーテルの混合物を反応
させて得られるエステル重合物を含有する自動車
用ブレーキ液が高いウエツト平衡還流沸点および
優れた粘度‐温度特性をもつことを見い出した。
すなわち本発明は、
一般式
（ただし、R1およびR2はC1〜C4のアルキレン基
を、R3はC1〜C4のアルキル基を、ＸおよびＹは
１〜４の数を、ｎは10〜100の数を示す。）
で表わされるエステル重合物を５〜40重量％含有
する自動車用高沸点ブレーキ液を提供するもので
ある。
一般式のエステル重合物において、R1および
R2はC1〜C4のアルキレン基、又ＸおよびＹは１
〜４の数であり、この範囲外では粘度特性が悪化
するため好ましくない。
一般式のエステル重合物は硼酸、ポリアルキレ
ングリコール、およびポリアルキレングリコール
モノアルキルエーテルの混合物を常圧又は減圧下
で50〜200℃の温度で直接エステル化することに
より得られる。
例えば、
なる化合物は、ジエチレングリコール530g（５モ
ル）、トリエチレングリコールモノメチルエーテ
ル820g（５モル）、およびオルト硼酸309g（５モ
ル）の混合物を分留管付きフラスコ中で減圧下
（５mmHg）、80〜150℃に加熱して連続的に水分を
除去して得られる。
得られた生成物の分子量分布を調べるために、
ポリスチレンゲルを充てんしたカラムによるゲル
パーミエイシヨンクロマトグラフイを行なつた結
果、平均分子量ｗ＝14000、平均重合度ｎ＝50
と判明した。このエステル重合物は全重量の0.5
％にあたる水分を含んでいるため、自動車用ブレ
ーキ液の原料としてそのまま使用することは好ま
しくない。そこで過剰のポリアルキレングリコー
ル類又はポリアルキレングリコールモノアルキル
エーテル類をエステル重合物に加えて水分を共沸
除去することが好ましい。その際に使用するポリ
アルキレングリコール類又はポリアルキレングリ
コールモノアルキルエーテル類は水分の共沸除去
が主たる目的であるが、副次的に粘度の高いエス
テル重合物の希釈剤としての働きをもつ。
本発明はポリアルキレングリコール、ポリアル
キレングリコールモノアルキルエーテル、および
硼酸から成るエステル重合物（次式１）を含む自
動車用高沸点ブレーキ液であつて、特開昭53−
105676に示されるジオールと硼酸から成る硼酸エ
ステルポリマー（２次式）を含む自動車用ブレー
キ液組成物とは本質的に異なる。
さらに、後述の実施配合例および比較例に示さ
れるように、本発明品は比較例と比較してウエツ
ト平衡還流沸点が高く、優れた粘度‐温度特性を
もつ点に特徴がある。
これらの特徴により本発明のブレーキ液は
DOT3規格（ウエツト平衡還流沸点140℃以上、−
40℃での動粘度1500cSt以下）およびDOT4規格
（ウエツト平衡還流沸点155℃以上、−40℃での動
粘度1800cSt以下）の両規格に同時に適合するが、
特開昭53−105676に示される自動車用ブレーキ液
組成物ではDOT3規格の−40℃での動粘度上限値
1500cStを満足できない。
一般式に示されるエステル重合物の原料として
好ましいポリアルキレングリコールおよびポリア
ルキレングリコールモノアルキルエーテルの例と
してはジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール、１，４‐ブチレングリコール、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノブチルエーテル、トリエチレング
リコールモノメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテル、トリエチレングリコ
ールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコ
ールモノメチルエーテルなどが挙げられる。
本発明におけるエステル重合物は吸湿時の沸点
を高める作用が大であるのに対して粘度が高いた
め、その量は自動車用ブレーキ液の全重量に対し
て５〜40％の範囲で使用することが好ましい。次
に本発明の実施例を示す。
実施例 １
ジエチレングリコール530g（５モル）、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル820g（５モ
ル）、およびオルト硼酸309g（５モル）の混合物
を分留管付きフラスコに仕込み、減圧下（５mm
Hg）、80〜150℃に加熱して260g（14.4モル）の水
を留出させてエステル重合物（）を得た。エス
テル重合物（）の平均重合度をゲルパーミエイ
シヨンクロマトグラフイーにより分析した結果、
平均重合度ｎ＝50と判明した。このエステル重合
物（）は水分を0.5重量％含むため、エステル
重合物（）1390gにトリエチレングリコールモ
ノメチルエーテル410g（2.5モル）を加えて、減圧
下（５mmHg）150〜170℃で水分を共沸留去した
結果、水分0.05重量％の最終生成物1700gを得た。
この最終生成物はエステル重合物（）81.7重量
％、トリエチレングリコールモノメチルエーテル
18.3重量％より成る。
この最終生成物を用いて３種類のブレーキ液を
配合した（実施配合例１、２、３）。
実施例 ２
ジエチレングリコール530g（５モル）、テトラ
エチレングリコールモノメチルエーテル1040g
（５モル）、およびオルト硼酸309g（５モル）の混
合物を実施例１の要領で減圧（５mmHg）下、80
〜170℃で反応させて平均重合度ｎ＝40のエステ
ル重合物（）1580gを得た。エステル重合物
（）に含まれる水分を除去するため、エステル
重合物（）1580gにジエチレングリコールモノ
エチルエーテル520g（2.5モル）を加えて減圧（５
mmHg）下、100〜150℃で共沸脱水した結果、エ
ステル重合物（）を74.8重量％、ジエチレング
リコールモノエチルエーテルを25.8重量％含む最
終生成物2100gが得られた。
この最終生成物を用いて４種類のブレーキ液を
配合した（実施配合例４、５、６、７）。
実施例 ３
トリエチレングリコール450g（３モル）、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテル486g（３モ
ル）、およびオルト硼酸186g（３モル）の混合物
を実施例１の要領で減圧（５mmHg）下、80〜150
℃で反応させて平均重合度ｎ＝80のエステル重合
物（）945gを得た。エステル重合物（）に
含まれる水分を除去するため、エステル重合物
（）945gに平均分子量220のポリエチレンポリ
プロピレングリコールモノメチルエーテル260g
（1.18モル）を加えて減圧（５mmHg）下、100〜
180℃で共沸脱水した結果、エステル重合物（）
を85.9重量％、ポリエチレンポリプロピレングリ
コールモノメチルエーテル（平均分子量220）を
14.1重量％含む最終生成物1100gが得られた。
この最終生成物を用いて３種類のブレーキ液を
配合した（実施配合例８、９、10）。
実施例 ４
プロピレングリコール380g（５モル）、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル820g（５モ
ル）、およびオルト硼酸309g（５モル）の混合物
を実施例１の要領で減圧（５mmHg）下、60〜120
℃で反応させて平均重合度ｎ＝30のエステル重合
物（）1200gを得た。エステル重合物（）に
含まれる水分を除去するため、エステル重合物
（）1200gにジエチレングリコールモノメチル
エーテル240g（２モル）を加えて減圧（５mmHg）
下、120〜150℃で共沸脱水した結果、エステル重
合物（）を87.0重量％、ジエチレングリコール
モノメチルエーテルを13.0重量％含む最終生成物
1380gが得られた。この最終生成物を用いて２種
類のブレーキ液を配合した（実施配合例11、12）。
実施例１〜４における実施配合例１〜12の組成
（配合割合）を表１に、米連邦自動車安全基準No.
116DOT3およびDOT4に基づいて測定した性能
を表２に示す。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brake fluid for automobiles, and in particular to a high boiling point brake fluid for automobiles that has low sensitivity to moisture and improved viscosity-temperature characteristics. In general, brake fluids for automobiles are required to have a high boiling point in consideration of the paper lock temperature during moisture absorption, and good viscosity-temperature characteristics in consideration of brake responsiveness in a temperature range from low to high temperatures. Currently, polyalkylene glycols and polyalkylene glycol monoalkyl ethers are mainly used as brake fluids for automobiles.
Although these have good viscosity characteristics and rubber swelling properties, they have the disadvantage that their boiling point drops significantly when they absorb moisture because they are inherently highly hygroscopic.
This causes not only the paper lock phenomenon but also corrosion and sludge, which significantly reduces safety. In the United States, in 1972, the Federal Motor Vehicle Safety Standards
The DOT4 standard was established and the boiling point upon moisture absorption was specified for the first time for automotive brake fluids. Meanwhile, in Japan, JIS4 was established in 1977 as a standard equivalent to DOT4. However, it is extremely difficult to produce automotive brake fluids that meet the strict DOT4 standards (especially wet equilibrium reflux boiling point) using polyalkylene glycols and polyalkylene glycol monoalkyl ethers, which are conventional raw materials for automotive brake fluids. It was hot. Many efforts have been made to prevent the occurrence of this paper lock phenomenon. The present inventors have demonstrated that an automotive brake fluid containing an ester polymer obtained by reacting a mixture of boric acid, polyalkylene glycol, and polyalkylene glycol monoalkyl ether has a high wet equilibrium reflux boiling point and excellent viscosity-temperature properties. I discovered something. That is, the present invention has the general formula (However, R 1 and R 2 are C 1 to C 4 alkylene groups, R 3 is C 1 to C 4 alkyl groups, X and Y are numbers from 1 to 4, and n is a number from 10 to 100. The present invention provides a high boiling point brake fluid for automobiles containing 5 to 40% by weight of an ester polymer represented by: In the ester polymer of the general formula, R 1 and
R 2 is a C 1 to C 4 alkylene group, and X and Y are 1
-4, and outside this range, the viscosity properties deteriorate, which is not preferable. The ester polymer of the general formula is obtained by directly esterifying a mixture of boric acid, polyalkylene glycol, and polyalkylene glycol monoalkyl ether at a temperature of 50 to 200°C under normal pressure or reduced pressure. for example, The compound was prepared by heating a mixture of 530 g (5 moles) of diethylene glycol, 820 g (5 moles) of triethylene glycol monomethyl ether, and 309 g (5 moles) of orthoboric acid in a flask equipped with a fractionating tube under reduced pressure (5 mmHg) at 80 to 150°C. It is obtained by heating to continuously remove water. In order to investigate the molecular weight distribution of the obtained product,
As a result of gel permeation chromatography using a column filled with polystyrene gel, the average molecular weight w = 14000 and the average degree of polymerization n = 50.
It turned out to be. This ester polymer is 0.5 of the total weight.
% of water, it is not preferable to use it directly as a raw material for automobile brake fluid. Therefore, it is preferable to add an excess of polyalkylene glycols or polyalkylene glycol monoalkyl ethers to the ester polymer to remove water azeotropically. The main purpose of the polyalkylene glycols or polyalkylene glycol monoalkyl ethers used in this process is azeotropic removal of water, but it also serves as a diluent for the highly viscous ester polymer. The present invention is a high boiling point brake fluid for automobiles containing an ester polymer (formula 1 below) consisting of polyalkylene glycol, polyalkylene glycol monoalkyl ether, and boric acid.
It is essentially different from the automotive brake fluid composition shown in No. 105676, which contains a boric acid ester polymer (quadratic formula) consisting of a diol and boric acid. Furthermore, as shown in the Examples and Comparative Examples described later, the product of the present invention is characterized by having a higher wet equilibrium reflux boiling point and excellent viscosity-temperature characteristics than Comparative Examples. These characteristics make the brake fluid of the present invention
DOT3 standard (wet equilibrium reflux boiling point 140℃ or higher, -
It simultaneously complies with both the DOT4 standard (wet equilibrium reflux boiling point 155°C or higher, kinematic viscosity 1800cSt or lower at -40°C) (kinematic viscosity at 40°C 1500cSt or less),
In the automobile brake fluid composition shown in JP-A-53-105676, the kinematic viscosity upper limit at -40℃ of the DOT3 standard
1500cSt cannot be satisfied. Examples of polyalkylene glycols and polyalkylene glycol monoalkyl ethers preferable as raw materials for the ester polymer represented by the general formula include diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, Examples include diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, and tetraethylene glycol monomethyl ether. The ester polymer used in the present invention has a large effect of increasing the boiling point when absorbing moisture, but has a high viscosity, so the amount used should be in the range of 5 to 40% of the total weight of the automotive brake fluid. is preferred. Next, examples of the present invention will be shown. Example 1 A mixture of 530 g (5 mol) of diethylene glycol, 820 g (5 mol) of triethylene glycol monomethyl ether, and 309 g (5 mol) of orthoboric acid was placed in a flask equipped with a fractionating tube, and the mixture was heated under reduced pressure (5 mm
Hg) and heated to 80-150°C to distill off 260g (14.4 mol) of water to obtain an ester polymer (). As a result of analyzing the average degree of polymerization of the ester polymer () by gel permeation chromatography,
The average degree of polymerization was found to be n=50. Since this ester polymer () contains 0.5% water by weight, 410 g (2.5 mol) of triethylene glycol monomethyl ether was added to 1390 g of the ester polymer () and the water was azeotroped at 150 to 170°C under reduced pressure (5 mmHg). As a result of distillation, 1700 g of a final product with a water content of 0.05% by weight was obtained.
This final product is an ester polymer () 81.7% by weight, triethylene glycol monomethyl ether
Consisting of 18.3% by weight. Three types of brake fluids were formulated using this final product (Examples 1, 2, and 3). Example 2 Diethylene glycol 530g (5 moles), tetraethylene glycol monomethyl ether 1040g
(5 mol) and 309 g (5 mol) of orthoboric acid was heated under reduced pressure (5 mmHg) in the same manner as in Example 1 at 80° C.
The reaction was carried out at ~170°C to obtain 1580 g of an ester polymer () having an average degree of polymerization n=40. In order to remove water contained in the ester polymer (), 520 g (2.5 mol) of diethylene glycol monoethyl ether was added to 1,580 g of the ester polymer () and the mixture was heated under reduced pressure (5 mol).
As a result of azeotropic dehydration at 100 to 150°C under (mmHg), 2100 g of a final product containing 74.8% by weight of the ester polymer () and 25.8% by weight of diethylene glycol monoethyl ether was obtained. Four types of brake fluids were formulated using this final product (Examples 4, 5, 6, and 7). Example 3 A mixture of 450 g (3 moles) of triethylene glycol, 486 g (3 moles) of diethylene glycol monobutyl ether, and 186 g (3 moles) of orthoboric acid was heated in the same manner as in Example 1 under reduced pressure (5 mmHg) to 80 to 150 g.
The reaction was carried out at .degree. C. to obtain 945 g of an ester polymer () having an average degree of polymerization n=80. To remove water contained in the ester polymer (), add 260 g of polyethylene polypropylene glycol monomethyl ether with an average molecular weight of 220 to 945 g of the ester polymer ().
(1.18 mol) and under reduced pressure (5 mmHg),
As a result of azeotropic dehydration at 180℃, ester polymer ()
85.9% by weight, polyethylene polypropylene glycol monomethyl ether (average molecular weight 220)
1100 g of final product containing 14.1% by weight were obtained. Three types of brake fluids were formulated using this final product (Examples 8, 9, and 10). Example 4 A mixture of 380 g (5 mol) of propylene glycol, 820 g (5 mol) of triethylene glycol monomethyl ether, and 309 g (5 mol) of orthoboric acid was heated in the same manner as in Example 1 under reduced pressure (5 mmHg) to a temperature of 60 to 120 g.
The reaction was carried out at .degree. C. to obtain 1200 g of an ester polymer () having an average degree of polymerization n=30. To remove water contained in the ester polymer (), 240 g (2 moles) of diethylene glycol monomethyl ether was added to 1200 g of the ester polymer () and the pressure was reduced (5 mmHg).
Below, as a result of azeotropic dehydration at 120-150℃, the final product contains 87.0% by weight of ester polymer () and 13.0% by weight of diethylene glycol monomethyl ether.
1380g was obtained. Two types of brake fluids were formulated using this final product (Examples 11 and 12). The compositions (blending ratios) of Examples 1 to 12 in Examples 1 to 4 are shown in Table 1, according to US Federal Motor Vehicle Safety Standard No.
The measured performance based on 116DOT3 and DOT4 is shown in Table 2.
【表】【table】
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