Авиационная гидравлическая жидкость (варианты)

Авиационная гидравлическая жидкость (варианты)

Реферат

 

Жидкость включает стойкий к воспламенению базовый компонент сложного эфира фосфорной кислоты, содержащий 10 - 90 вес.% триалкилфосфата, в котором алкильные заместители представляют, по существу, алкил или изоалкил C₄ и C₅ и связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода, от примерно 0% до примерно 70% по весу диалкиларилфосфата, в котором алкильные заместители такие, как определено выше, и от 0 до 25% по весу алкилдиарилфосфата, в котором алкильный заместитель такой, как определено выше. Жидкость также включает акцептор кислоты, антиэрозионный реагент, стабилизатор индекса вязкости и антиоксидант. Жидкость может содержать полимер на основе сложного эфира метакриловой кислоты в качестве стабилизатора индекса вязкости, соль перфторалкилсульфоновой кислоты в качестве антиэрозионной присадки, 3-4 эпоксициклогексанкарбоксилат или диэпоксид - в качестве акцептора кислоты, ди(алкилфенил)амин и фенольный антиоксидант, содержащий смесь 2,4,6-триалкилфенола и несвободного полифенола, выбранного из группы, состоящей из бис-(3,5-диалкил-4-гидроксиарил)метана и 1,3,5-триалкил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиарил)бензола и их смесей. Предпочтительно композиция содержит также соединение 4,5-дигидроимидазола для обеспечения стабильности жидкости. Технический результат - повышение термической, гидролитической и окислительной стабильности. 2 с. и 39 з.п.ф-лы, 15 табл., 13 ил.

Изобретение относится к фунгицидным жидкостям, основанным на фосфатных эфирах, а более конкретно к жидкостям на фосфатных эфирах с улучшенной термической, гидролитической и окислительной устойчивостью, которые могут использоваться в гидравлических жидкостях самолетов.

Функциональные жидкости издавна используются как охладители для электронных систем, как жидкости для диффузионных насосов, в составе смазочных веществ или в качестве основы для их приготовления, в качестве рабочих жидкостей для передачи энергии или как гидравлические жидкости, для теплопередачи, для функционирования тепловых насосов, холодильного оборудования, а также в составе фильтрующей среды в системах кондиционирования воздуха. Гидравлические жидкости, используемые в гидравлических системах самолетов, направлены на обеспечение функционирования различных механизмов и контрольных систем управления самолетами и должны в этой связи удовлетворять предъявляемым к их функционированию и использованию строгим требованиям. К числу таких наиболее важных требований, которым должны отвечать используемые в самолетах гидравлические жидкости, является их устойчивость к окислительной и гидролитической деградации при повышенных температурах.

В процессе использования гидравлические жидкости обычно подвергаются нежелательному воздействию влаги. Вода поступает в гидравлическую систему с воздухом, проникающим в цикле работы компрессорного двигателя. При функционировании систем уровень влажности в авиационных гидравлических жидкостях Типа IV варьируется от 0,2 до 0,35% по весу. Вода вызывает гидролитическое разрушение фосфатных эфиров с образованием неполных эфиров фосфорной кислоты. При этом, если содержание воды в гидравлических жидкостях превышает 0,5% по весу, гидролитический распад эфиров существенно ускоряется. Обычно авиационные гидравлические жидкости, основанные на фосфатных эфирах, приготавливаются таким образом, чтобы в их состав входил специальный раскислитель, способный нейтрализовать высвобождаемые при гидролитическом распаде триэфиров неполные эфиры фосфорной кислоты. С течением времени, однако, происходит истощение акцептора кислоты, и в сложных реакциях с участием триэфиров фосфорной кислоты, неполных эфиров фосфорной кислоты и поверхности металлов, с которой обычно контактирует гидравлическая жидкость, образуются металлоорганические соединения. Такие металлоорганические соединения, среди которых обычно выделяется фосфатное производное железа, нерастворимы в гидравлической жидкости.

Современные самолеты работают в условиях, в которых гидравлические жидкости находятся под воздействием повышенных температур. Современные жидкости класса А работают при максимальных температурах в интервале 225 - 240^oF (107-116^oC). Однако, проектируемые в настоящее время самолеты потребляют авиационные гидравлические жидкости, работающие при общей температуре жидкости от 275^oF (135^oC) и выше. При таких температурах возможность окислительного или гидролитического разрушения эфиров фосфорной кислоты значительно возрастает.

Разрушение эфиров фосфорной кислоты гидравлических жидкостей ускоряется также под воздействием сжатого воздуха. Скорость жидкостей таким воздухом также возрастает с повышением температуры. Таким образом, для работы при температуре 275^oF (235^oC) или выше необходимы жидкости, отличающиеся как повышенной термоокислительной стабильностью, так и повышенной термогидролитической стабильностью.

Можно ожидать, что и проблема эрозии также будет возрастать с общим повышением температуры жидкости. Эрозия является одной из форм электрохимической коррозии, точнее зета-коррозией, скорость которой возрастает с повышением температуры. Возникновение пустот, являющихся одной из причин механической эрозии, также, вероятно, возрастет с повышением температуры. По мере развития эрозии присутствие металлических или иных нерастворимых компонентов может привести к забиванию фильтра и его замене и может также вызвать изменение физических и химических свойств жидкости, и в результате вызвать преждевременный вывод жидкости из системы. Кроме того, вносит свой негативный вклад загрязнение металлами, которое также снижает устойчивость жидкостей к окислению, вызывая их коррозию. В дополнение к тем многочисленным эффектам, которые возникают при загрязнении жидкостей металлами (или другими поллютантами), указанные жидкости могут подвергаться другим различным механизмам воздействия, снижающим в итоге их качество, в том числе может происходить: а) изменение вязкости; б) увеличение кислотного числа; в) расширение химической реакционной способности и г) изменение цвета жидкости.

Гидравлические жидкости, используемые в авиации, под торговой маркой Скидрол LD-4 (Skydrol LD-4) доступны через уполномоченного представителя Заявителя. Указанная композиция содержит от 30 до 35% по весу дибутилфенилфосфата, от 50 до 60% по весу трибутилфосфата, от 5 до 10% по весу ингибитора коррозии меди - дифенилдитиоэтана, от 0,005 до 1% по весу, а предпочтительно от 0,0075 до 0,075% перфторалкил-сульфоновой кислоты в качестве антиэрозионного реагента, от 4 до 8% по весу раскислителя того же типа, что приведен в Патенте США N 3723320, и около 1% по весу 2,6-ди-трет-п-крезола в качестве антиоксиданта. Было показано, что такая композиция обладает высокими эксплуатационными качествами при использовании в авиации. Однако, ее применение было ограничено условиями применения, поскольку она не предусматривала функционирование при температурах в диапазоне 275^oF (135^oC).

В числе нескольких целей настоящего изобретения следует упомянуть разработку и предоставление устойчивой композиции функциональной жидкости, основанной на фосфатных эфирах, которую можно использовать в качестве гидравлической жидкости в самолетах; разработку при этом такой жидкостной композиции, которая характеризуется повышенной устойчивостью к гидролизу, особенно в условиях повышенных температур; разработку к тому же такой жидкостной композиции, которая обладает также повышенной устойчивостью к окислению при повышенных температурах; кроме того, разработку и предоставление для эксплуатации такой жидкостной композиции, которая имеет хорошие характеристики, касающиеся вязкости и особенно стабильных свойств вязкости при функционировании в условиях повышенной сложности; к созданию таких жидкостей, которые отличались бы сравнительно низкой плотностью; к обеспечению авиационных систем такими жидкостями, которые обладали бы не только высокой устойчивостью к окислению, но низкой токсичностью; к разработке таких композиций, которые имели бы улучшенные антиэрозионные характеристики; к обеспечению такой композиции используемых в авиационных или других гидравлических системах жидкостей, которые обладали бы значительно усиленной устойчивостью в отношении коррозии входящих в них металлических компонентов.

Резюмируя вкратце, можно сказать, что настоящее изобретение относится к жидкостной композиции, пригодной для использования в качестве авиационной гидравлической жидкости. Такая композиция включает огнеустойчивую основу из фосфатных эфиров, при этом указанная основа включает от примерно 10% до примерно 90%, а предпочтительно от примерно 10% и до примерно 72% по весу триалкилфосфата, примерно от 0% до примерно 70% по весу диалкиларилфосфата и примерно от 0 до 25% по весу алкилдиарилфосфата, при условии, что сумма относительного содержания каждого из компонентов основы составлять 100%. Алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата содержат от 3 до 8 атомов углерода, преимущественно от 4 до 5 атомов углерода, и связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода. Предпочтительно далее, чтобы алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата представляли собой изоалкильные группировки (в этом случае алкильная группа должна содержать не менее 4 атомов углерода для того, чтобы удовлетворять требованию относительно необходимости связи с фосфатной частью через первичный атом углерода). В предпочтительном варианте реализации изобретения указанная основа композиции включает примерно от 50% до примерно 72% по весу триалкилфосфата, примерно от 18% до примерно 35% по весу диалкиларилфосфата и примерно от 0 до 5% по весу алкилдиарилфосфата. Кроме огнеустойчивой основы, композиция включает далее раскислитель в количестве, эффективном для нейтрализации неполных эфиров фосфорной кислоты, высвобождаемых in situ в результате гидролиза любого из входящих в основу эфиров; антиэрозионную добавку в количестве, эффективном для ингибирования индуцируемой движением электрохимической или зета-коррозии попадающих под напор граней гидравлических клапанов следующих систем; добавку, стабилизирующую вязкость, в количестве, эффективном для поддержания индекса вязкости на уровне не менее примерно 3,0 сантистоксов (сст) при температуре примерно 210^oF (99^oC), не менее примерно 9,0 сантистоксов при температуре около 100^oF (38^oC) и менее чем примерно 4200 сантистоксов при температуре -65^oF (-54^oC); а также антиоксидант в количестве, эффективном для ингибирования окисления компонентов жидкостной композиции, в присутствии кислорода.

Предпочтительно, чтобы, как уже указывалось, алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата содержали от 4 до 8 атомов углерода, желательно от 4 до 5 атомов углерода. Предпочтительно, кроме того, чтобы указанные алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата представляли собой изоалкильные группировки. Наиболее предпочтительным поэтому вариантом является такой, в котором алкильные заместители являются изоалкил - C₄ и C₅ - группами, т.е. соответственно изобутилом и изопентилом (известным также как изоамил).

Изобретение относится также к жидкостным композициям, пригодным для использования в авиационных гидравлических жидкостях и содержащим новое сочетание вносимых в них добавок. Жидкостная композиция включает огнеустойчивую основу из фосфатных эфиров, содержащих от примерно 10% до примерно 90% по весу триалкилфосфата, от 0 до 70% по весу диалкиларилфосфата и от 0 до 25% по весу алкилдиарилфосфата.

Алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата содержат от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, а более предпочтительно от 4 до 5 атомов углерода, которые связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода. Предпочтительно далее, чтобы алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата представляли собой изоалкильные группировки (при этом варианте, как отмечалось ранее, требуется, чтобы изоалкильная группа содержала не менее 4 атомов углерода для удовлетворения требования об обязательности связи с фосфатной частью через первичный атом углерода).

Кроме того, композиция включает добавку, стабилизирующую индекс вязкости в пропорции, составляющей от примерно 3% до примерно 10% по весу композиции. Добавка, корректирующая индекс вязкости, включает полимер эфира метакриловой кислоты, повторяющиеся единицы которого в основном содержат бутил- и гексаметакрилат, составляя по меньшей мере 95% по весу полимера, имеющего молекулярный вес примерно от 50000 до примерно 1500000. Кроме того, жидкостная композиция включает антиэрозионный компонент в пропорции от примерно 0,02% до примерно 0,08% по весу композиции, исходя из веса жидкостной композиции, указанный антиэрозионный реагент включает соль щелочного металла на основе перфторалкилсульфоновой кислоты (известной также как перфторалкансульфоновая кислота), алкильным заместителем которой является гексил, гептил, октил, нонил или децил. Далее, жидкостная композиция включает акцептор кислоты в пропорции от примерно 1,5% до примерно 10% по весу жидкостной композиции, указанный раскислитель включает производное 3,4-эпоксициклогексанкарбоксилата или диэпоксидное соединение такого же типа, как раскрыто в Патенте США N 4206067.

Жидкостная композиция включает, кроме того, 2,4,6-триалкилфенол в пропорции от примерно 0,1% до примерно 1% по весу, ди-(алкилфенил) амин в пропорции от примерно 0,3% и до примерно 1% по весу и несвободное полифенольное соединение, выбранное из группы, состоящей из бис(3,5-диалкил-4-гидроксиарил)метана, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиарил)бензола и смеси их в пропорции от примерно 0,3 до 1% по весу от жидкостной композиции. Алкильными заместителями триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата являются предпочтительно изоалкил - C₄ или C₅, а именно: соответственно изобутил или изопентил (известный также как изоамил).

Изобретение относится также к жидкостной композиции, пригодной для использования в качестве авиационной гидравлической жидкости, которая содержит огнеустойчивую основу из фосфатных эфиров. Указанная основа включает примерно от 10% до примерно 90%, а предпочтительно от примерно 10% до примерно 72% по весу триалкилфосфата, в котором алкильными заместителями являются в основном изоалкил-C₄ или C₅, примерно от 0% до примерно 70% по весу диалкиларилфосфата, в котором алкильные заместители представлены в основном изоалкил-C₄ или C₅, и примерно от 0 до 25% по весу алкилдиарилфосфата, в котором алкильные заместители представлены в основном изоалкил-C₄ или C₅.

Жидкостная композиция включает, кроме того, акцептор кислоты в количестве, эффективном для нейтрализации фосфорной кислоты и образующихся in situ при гидролизе любого из фосфатных эфиров основы неполных эфиров фосфорной кислоты; антиэрозионный реагент в количестве, эффективном для ингибирования индуцированной движением электрохимической, или зета-коррозии находящихся под напором граней гидравлических клапанов следящих систем; добавку для стабилизации индекса вязкости, в количестве, эффективном для поддержания вязкости жидкостной композиции на уровне не менее 3,0 сантистоксов при температуре примерно 210^oF, не менее 9,0 сантистоксов при температуре около 100^oF и менее чем примерно 4200 сантистоксов, при температуре около -65^oF; а также антиоксидант, в количестве, эффективном для ингибирования окисления в присутствии кислорода.

Изобретение также относится к жидкостной композиции, пригодной для использования в авиации в качестве гидравлической жидкости, которая построена на основе фосфатных эфиров. Указанная основа включает примерно от 10 до 90%, а предпочтительно от примерно 10% и до примерно 72% по весу триалкилфосфата, в котором алкильные заместители представлены в основном C₄ или C₅, а предпочтительно - изоалкил-C₄ или C₅ (соответственно изобутилом или изопентилом), примерно от 0 до 70% по весу диалкиларилфосфата, в котором алкильные заместители представлены в основном C₄ или C₅, а предпочтительно - изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом) и примерно от 0 до 25% по весу алкилдиарилфосфата, в котором алкильный заместитель представлен в основном C₄ или C₅, а предпочтительно - изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом). Кроме того, жидкостная композиция включает акцептор кислоты, в количестве, эффективном для нейтрализации фосфорной кислоты и образующихся in situ при гидролизе любого из входящих в основу фосфатных эфиров неполных эфиров фосфорной кислоты; антиэрозионный реагент, в количестве, эффективном для ингибирования индуцированной движением электрохимической, или зета-коррозии находящихся под напором граней гидравлических клапанов следующих систем; стабилизатор индекса вязкости, в количестве, эффективном для поддержания индекса вязкости жидкостной композиции на уровне не менее примерно 3,0 сантистоксов при температуре примерно 210^oF (99^oC), на уровне примерно 9,0 сантистоксов при температуре примерно 100^oF (38^oC и менее чем примерно 4200 сантистоксов при температуре около -65^oF (-54^oC); антиоксидант, в количестве, эффективном для ингибирования окисления компонентов жидкостной композиции в присутствии кислорода; а также соединение 4,5-дигидроимидазола, в количестве, эффективном для снижения при температуре 300^oF (149^oC), по крайней мере, на 25% уровня распада фосфатных эфиров в жидкостной композиции до фосфорной кислоты и неполных эфиров фосфорной кислоты, которое можно измерить по снижению содержания эпоксида (как раскислителя). Соединение 4,5-дигидроимидазола соответствует следующей формуле: где R¹ представляет собой водород, алкил, алкенил, гидроксиалкил, гидроксиалкенил, алкоксиалкил или алкоксиалкенил, а R² представляет собой алкил, алкенил или алифатический карбоксилат.

Изобретение относится, кроме того, к жидкостной композиции, пригодной для использования в качестве авиационной гидравлической жидкости, которая включает огнеустойчивую основу из фосфатных эфиров. Указанная основа включает примерно от 10% до примерно 90%, а предпочтительно примерно от 10% до примерно 72% по весу триалкилфосфата, от примерно 0% до примерно 35% по весу диалкиларилфосфата и примерно от 0% до примерно 25% по весу триарилфосфата. Алкильные заместители триалкилфосфата и диалкиларилфосфата содержат от 3 до 8 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, а наиболее предпочтительно от 4 до 5 атомов углерода, которые связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода. Кроме того, предпочтительно, чтобы алкильные заместители триалкилфосфата и диалкиларилфосфата были представлены изоалкильными группировками, в которых требуется наличие не менее 4 атомов углерода для того, чтобы указанные изоалкильные группировки удовлетворяли и требованию о необходимости связи ее с фосфатной частью через первичный атом углерода. Арильные заместители диалкиларилфосфатных эфиров и триарилфосфатных эфиров являются в типичном случае фенилом, но могут также быть представлены алкил-замещенным фенилом (алкилфенилом), в котором алкильный заместитель представлен от C₁ до C₉, а предпочтительно от C₃ до C₄. Неисчерпывающий список примеров алкил-замещенных фенильных заместителей включает толил (известный также как метилфенил), этилфенил, изопропилфенил, изобутилфенил, трет-бутилфенил и т.п. Кроме того, жидкостная композиция включает раскислитель, в количестве, эффективном для нейтрализации фосфорной кислоты и образующихся при гидролизе in situ любого из фосфатных эфиров основы неполных эфиров фосфорной кислоты, антиэрозионную добавку, в количестве, эффективном для ингибирования индуцированной движением электрохимической, или зета-коррозии находящихся под напором граней гидравлических клапанов следящих систем; стабилизатор индекса вязкости, в количестве, эффективном для поддержания индекса вязкости жидкостной композиции на уровне не менее примерно 3,0 сантистоксов при температуре около 210^oF (99^oC, на уровне не менее примерно 9,0 сантистоксов при температуре около 100^oF (38^oC) и менее чем 4200 сантистоксов при температуре -65^oF (-54^oC); а также антиоксидант, в количестве, эффективном для ингибирования окисления компонентов жидкостной композиции в присутствии кислорода.

На фиг. 1-12 представлены данные по истощению в формуле гидравлической жидкости запаса эпоксида с течением времени при различных условиях температуры, влажности, а также при варьировании ряда других параметров, а на фиг. 13 представлена диаграмма, иллюстрирующая превосходные антикоррозионные свойства стабилизированных композиций функциональной жидкости настоящего изобретения, основанной на фосфатных эфирах.

В соответствии с настоящим изобретением, было обнаружено, что при использовании в композиции гидравлической жидкости основы из фосфатных эфиров, которые содержат высокие концентрации алкильных эфиров и относительно низкую пропорцию фенильных или других арильных эфиров, возможно значительно улучшить ее термическую, гидролитическую и окислительную стабильность. Указанная основа включает смесь триалкилфосфата и диалкиларилфосфата, в каждом из которых алкильные заместители представлены C₃-C₈, более предпочтительно C₄-C₈, а наиболее предпочтительно C₄-C₅, которые связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода. Предпочтительно далее, чтобы алкильные заместители триалкилфосфата и диалкиларилфосфата были представлены изоалкильными группировками (в которых требуется наличие не менее 4 атомов углерода для удовлетворения требования о необходимости связи изоалкильной группировки с фосфатной частью через первичный атом углерода). Факультативно, основа может также включать небольшую пропорцию алкилдиарилфосфата, в котором алкильный заместитель отвечает тем же требованиям, какие были описаны выше. Можно получить дополнительные преимущества, если алкильные заместители триалкилфосфатных, диалкиларилфосфатных и алкилдиарилфосфатных эфиров включают, главным образом, изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутил или изопентил), которым отдается большее предпочтение, чем их нормальным изомерам. В приводимом предпочтительном примере алкильные заместители также связаны с фосфатной частью через первичный атом углерода.

В дополнение к основе с улучшенными свойствами, жидкостная композиция настоящего изобретения содержит в предпочтительном варианте комбинацию добавок, которые также вносят вклад в улучшенные свойства жидкости в сравнении с жидкостной композицией, которая ранее была доступна для использования в авиационных гидравлических системах. Кроме того, было показано, что дополняющие комбинации настоящего изобретения эффективны в плане усиления свойств композиций основ, которые традиционно применялись в данной области техники, или любым другим образом отличаются от предложенной в настоящем изобретении основы жидкостной композиции. Однако, наилучший эффект дает совместное использование и дополнительной комбинации добавок, и основы настоящего изобретения. Это особенно оправдывает себя в том случае, когда алкильные заместители триалкилфосфата, диалкиларилфосфата и алкилдиарилфосфата, а особенно триалкилфосфата и диалкиларилфосфата представлены изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом).

В предпочтительном варианте основа характеризуется очень низким содержанием алкилдиарилфосфатного эфира, предпочтительно не более чем примерно 5% по весу, а более предпочтительно не более чем примерно 2% по весу. Предпочтительно, далее, чтобы сумма пропорциональных частей эфиров, составляющих арильный заместитель, т.е. диалкиларила, алкилдиарила и триарилфосфата, не превышала примерно 25% по весу от всего состава основания.

В особенности, полезно в рамках предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения, если композиция основы включает примерно от 10% и до примерно 72% по весу триалкилфосфата, в котором алкильные заместители представлены в основном C₄ или C₅, а предпочтительно изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом), примерно от 18% и до примерно 35% по весу диалкиларилфосфата, в котором алкильный заместитель представлен в основном C₄ или C₅, а предпочтительно изоалкил-C₄ или C₅ (а именно, изобутилом или изопентилом) и примерно от 0% до примерно 5% по весу алкилдиарилфосфата, в котором алкильный заместитель представлен в основном C₄ или C₅, а предпочтительно изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом). Предпочтительно, чтобы арильные заместители были представлены фенилом или алкилзамещенным фенилом (алкилфенилом), в котором алкильный заместитель может быть от C₁ до C₉, а предпочтительно от C₃ до C₄. Неисчерпывающие и неограничивающие примеры алкилзамещенного фенила включают толил, этилфенил, изопропилфенил, изобутилфенил, трет-бутилфенил и т.п., при этом в основном предпочтение трет-бутилфенилу. В отличие, например, от гидравлической жидкости Скидрол LD-4, которая отличается весьма высоким содержанием диарильного (в виде дифенильного) эфира, основа функциональной жидкости настоящего изобретения обладает существенно усиленной устойчивостью к гидролизу при температурах значительно выше 225^oF при использовании того же самого раскислителя, который включен и в систему LD-4. А при использовании той же самой антиоксидантной добавки, что и в LD-4, композиция, включающая основу настоящего изобретения, приобретает значительно повышенную стабильность в отношении термически индуцированного окисления. В результате относительно низкого содержания в основе диарильного эфира, функциональная жидкость настоящего изобретения имеет относительно низкую плотность, что является выгодным свойством для жидкости, применяемой в авиационных гидравлических системах.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения особенно желательно, чтобы алкильные заместители в основе были представлены изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом), наиболее предпочтительно при этом - изоалкил-C (изобутилом). Было показано, что если основа композиции включает в свой состав триизобутилфосфат или триизопентилфосфат и диизобутилфенилфосфат или диизопентилфенилфосфат, она приобретает многочисленные свойства, выгодно отличающие ее от таких же композиций, в которых алкильными заместителями являются н-бутил или н-пентил.

Исследования токсичности показывают, что фосфатные эфиры изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутила или изопентила) обладают к тому же даже меньшей токсичностью, чем их аналоги н-бутил и н-пентил. В частности, изобутил- и изопентил-фосфатные эфиры вызывают меньшую кожную сенсибилизацию, чем соответствующие им нормальные аналоги. Системная токсичность их также ниже. В Таблице А представлены сравнительные данные по токсическим свойствам три-н-бутилфосфата (ТБФ) и триизобутилфосфата (ТИБФ).

Кроме того, в контексте настоящего изобретения, было показано, что фосфатные эфиры, в которых алкильные заместители, присоединенные к фосфатной части, являются изоалкил-C₄ или C₅ (а именно: изобутилом или изопентилом), обладают повышенной устойчивостью к гидролизу при высоких температурах в сравнении со своими аналогами - нормальными алкилфосфатными эфирами, которому подвержены авиационные гидравлические системы с высокими эксплуатационными качествами. Существенно также, что применение изобутилового и изопентилового фосфатных эфиров значительно улучшает возможности поддержания нужных герметизирующих параметров гидравлической системы, поскольку показано, что материалы, из которых делаются пломбы, определяющие ее целостность, менее подвержены набуханию при контакте с изоалкильными фосфатными эфирами, чем при контакте с соответствующими нормальными алкилфосфатными эфирами. Кроме того, было показано, что изобутиловый и изопентиловый фосфатные эфиры обладают меньшей плотностью, чем соответствующие нормальные алкилфосфатные аналоги, что выражается в меньшем весе одного и того же объема жидкости в данной авиационной гидравлической системе, а это приводит, в свою очередь, к повышению теплотворной способности топлива.

Помимо улучшенной основы, жидкостная композиция настоящего изобретения содержит предпочтительную комбинацию добавок, которые еще более усиливают необходимые жидкости в сравнении с жидкостями, которые были ранее доступны в технике для использования в авиационных гидравлических системах.

Более конкретно, настоящая композиция включает акцептор кислоты, в пропорции, достаточной для нейтрализации фосфорной кислоты и образующихся in situ в условиях, пригодных для использования данной композиции гидравлической жидкости, при гидролизе компонентов фосфатных эфиров основы неполных эфиров фосфорной кислоты. Предпочтительно, чтобы акцептор кислоты представлял собой 3,4-эпоксициклогексанкарбоксилатную композицию того же типа, что описан в Патенте США 3723320. Полезны для использования в данном контексте диэпоксиды, такие, как те, что были раскрыты в Патенте США 4206067, которые содержат две сшитых циклогексановых группировки, к каждой из которых присоединена эпоксидная группа. Такие диэпоксидные соединения соответствуют формуле.

где R³ представляет собой органическую группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, от 0 до 6 атомов кислорода и от 0 до 6 атомов азота, а R⁴ до R⁹ независимо отобраны из водорода и алифатических групп, содержащих от 1 до 5 атомов углерода. Примеры таких диэпоксидов включают 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексан, бис(3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил адипат), 2,3,4-эпоксициклогексил-5,5-спиро-(3,4-эпокси)циклогексан-м-диоксан. Концентрация акцептора кислоты в жидкостной композиции составляет предпочтительно от примерно 1,5% до примерно 10%, более предпочтительно от примерно 2% до примерно 8% по весу, которой в общем случае достаточно для поддержания гидравлической системы в необходимых для работы условиях в течение примерно 3000 часов ее функционирования.

Для снижения воздействия температуры на вязкость жидкостная композиция содержит также полимерный стабилизатор индекса вязкости. Предпочтительно, чтобы стабилизатор индекса вязкости включал поли(алкилметакрилатный)эфир того же типа, что описан в Патенте США 3718596. В общем случае, стабилизатор индекса вязкости является высокомолекулярным веществом, имеющим средний молекулярный вес от примерно 50000 до примерно 100000 и взвешенное среднее значение молекулярного веса от примерно 200000 до примерно 300000.

Предпочтительно, чтобы стабилизатор индекса вязкости настоящего изобретения имел достаточно узкий диапазон молекулярного веса, т.е., чтобы компонент стабилизатора индекса вязкости, примерно 95% по весу, имел молекулярный вес от примерно 50000 и до примерно 1500000. Такой результат достигается частично за счет преимущественного использования бутил- и гексилметакрилатных эфиров. Стабилизатор индекса вязкости берется в пропорции, достаточной для поддержания кинематической вязкости на уровне, по крайней мере, примерно 3,0, предпочтительно от примерно 3 и до примерно 5 сантистоксов при 210^oF (99^oC); по крайней мере, примерно 9, а предпочтительно от примерно 9 и до примерно 15 сантистоксов при температуре 100^oF (38^oC), и не более чем 4200 сантистоксов при температуре -65^oF (-54^oC). Применение в жидкостной композиции стабилизатора индекса вязкости приводило также к улучшению параметров стабильности. Предпочтительно, чтобы жидкостная композиция содержала стабилизатор индекса вязкости в количестве от примерно 3% и до примерно 10% по весу. Наиболее предпочтительным для использования является стабилизатор индекса вязкости, который продается под торговым наименованием PA67033 и/или PA647 Компанией Ром и Хаас (Rohm and Haas Company). Стабилизатор индекса вязкости обычно предлагается в виде раствора в растворителе для фосфатных эфиров, предпочтительно для триалкилфосфатного эфира, таком, как трибутил- или триизобутилфосфат или комбинация алкильных и фенильных производных. Указанные выше пропорции для стабилизатора индекса вязкости рассчитаны относительно твердой (на метакрилатном полимере) основы. Растворитель фосфатных эфиров вступает во взаимодействие с частью фосфатных эфиров основы, что и объясняет обозначенный выше диапазон возможных пропорций фосфатных эфиров, как результат добавления в качестве носителя в стабилизаторе индекса вязкости фосфатного эфира.

Антиэрозионный реагент включается в количестве, эффективном для ингибирования индуцированной движением электрохимической коррозии, или, что отражает более точно происходящие явления, зета-коррозии. Антиэрозионная добавка в предпочтительном варианте представляет собой соль щелочного металла, более предпочтительно, чтобы это была калиевая соль перфторалкилсульфоновой кислоты. Такие антиэрозионные добавки достаточно полно описаны в Патенте США 3679587. В типичном случае, алкильный компонент может включать гексил, гептил, октил, нонил, децил или их смеси в сочетании с перфтороктилом, добавление которого обычно улучшает необходимые свойства. Особенно предпочтительно, чтобы в составе антиэрозионного реагента доминировала калиевая соль перфтороктилсульфоновой кислоты в пропорции от примерно 250 и до примерно 100, наиболее предпочтительно, по крайней мере, около 500 частей на миллион. При функционировании авиационной гидравлической жидкостной системы та часть антиэрозионного реагента, которая относится к сульфоновой кислоте, проявляет способность снижать поверхностное натяжение гидравлической жидкости и, таким образом, лучше покрывать металлические поверхности, с которыми гидравлическая жидкость обычно вступает в контакт. Подверженные напору грани гидравлических клапанов следящих систем представляют собой наиболее важные нуждающиеся в защите от электрохимической коррозии металлические части. Положительно заряженные ионы жидкости, составляющие ион щелочного металла в антиэрозионной добавке, адсорбируются на металлической поверхности и нейтрализуют отрицательные заряды, накапливающиеся на металлической поверхности как результат бурного потока гидравлической жидкости, омывающей грани клапанов гидравлических следящих систем. Если композиция жидкости содержит, как предложено в настоящем изобретении, в два раза большее количество соли перфторалкилсульфоновой кислоты, чем в предлагавшейся ранее для использования композиции LD-4, то такая композиция обладает существенно повышенной устойчивостью к эрозии.

Ограничение содержания диарильного эфира в основе приводит к повышению термической, окислительной и гидролитической устойчивости жидкости. Композиция настоящего изобретения содержит также комбинацию антиоксидантных добавок, которая включает в предпочтительном варианте и несвободный фенол, и несвободный полифенол.

Было показано, что при частичном замещении несвободного полифенола несвободным фенолом происходит повышение устойчивости к гидролизу, при этом желательно, чтобы композиция содержала не более чем примерно 1,0%, а предпочтительно не более чем 0,7% по весу фенола, такого, в частности, как 2,4,6-триалкилфенол. Особенно предпочтительно при этом, чтобы композиция содержала от примерно 0,1% и до примерно 0,7% 2,4,6-триалкилфенола, преимущественно 2,6-ди-трет-бутил-п-крезола [который иногда пишется также как 2,6-ди-т-бутил-п-крезол ("Ионол")] . Композиция содержит, кроме того, от примерно 0,3% и до примерно 1,0%