Взрывопожаробезопасная рабочая жидкость

Взрывопожаробезопасная рабочая жидкость

Реферат

Изобретение относится к созданию взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, предназначенной для использования в гидравлических системах авиационной техники (в частности - пассажирских самолетов), предъявляющих особые требования к огнестойкости применяемых гидравлических жидкостей.

Из US 4076642, 1978 известна рабочая жидкость для гидросистем самолетов, имеющая состав: эпоксидное соединение - 0,1-0,5 мас.%, полиалкилметакрилат - 2,0-20.0 мас.%, вода, дибутилфенилфосфат до 100%.

В качестве эпоксидного соединения используют 2-этилгексил-5,6-эпокси-1,4-этиленциклогексан-2-карбоксилат. Недостатком ее является: низкая термическая стабильность и высокая эрозионная активность. Указанные недостатки ограничивают срок службы жидкости, а также агрегатов гидравлической системы, контактирующих с жидкостью.

ИЗ RU 2009185, 15.03.1994 известна другая рабочая жидкость, используемая в гидравлических системах самолетов, которая содержит, мас.%: эпоксидное соединение (смолу УП-632) - 0,5-5,0, полибутилметакрилат - 5,0-7,5, 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,05-0,2, антрахиноновый краситель 0,0015-0,0025, дибутилфенилфосфат остальное.

Указанная рабочая жидкость не обеспечивает работоспособность в широком диапазоне температур от минусовых (от минус 60°C) до плюсовых температур порядка 150°C и стабильность основных ее характеристик в процессе эксплуатации.

Наиболее близкой к предложенной является смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации содержит базовую основу на основе смеси эфиров фосфорной кислоты, содержащей 67,0-73,0 мас.% трибутилфосфата, 19,0-25,0 мас.% дибутилфенилфосфата и 7,0-9,0 мас.% триизобутилфосфата, загущающую присадку полибутилметакрилат с молекулярной массой 5000-6500, эпоксидную смолу, антиокислительную присадку Агидол 1 2,6-ди-третбутилпаракрезол, антикоррозионную присадку Хромоксан Б перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия, стабилизирующую присадку Ирганокс 1010FF тетракис (3-(3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил)пропионат)пентаэритритола, ингибитор окисления Ирганокс L57 продукт реакции N-фенилбензиламина с 2,4,4-триметилпентеном, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол, пассиватор металла Амино О 2-(8-гептадеценил)-4,5-дигидро-1Н-имидазол-1-этанол, краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

загущающая присадка полибутилметакрилат с мол. массой 5000-6500	6,0-9,0
эпоксидная смола	6,1-6,5
вышеуказанная присадка Хромоксан Б	0,06-0,1
вышеуказанная присадка Агидол 1	0,025-0,35
стабилизирующая присадка Ирганокс 1010FF	0,45-0,55
ингибитор окисления Ирганокс L 57	0,45-0,55
ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол	0,008-0,012
вышеуказанный пассиватор Амино О	0,008-0,012
указанная базовая смесь эфиров фосфорной кислоты	остальное до 100%
вышеуказанный краситель	0,0008-0,0012 (свыше 100%)

В известной композиции в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидные смолы (диэпоксиды) типа эпоксидной смолы Аральдит-СУ 179-1 СН или ERa-4221 (фирма Юнион Карбай), в частности эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексан карбоксилат (US 4206067, 03.06.1980; RU 2167921, 27.05.2001); в качестве антикоррозионной присадки Хромоксан Б используют соли фторсодержащей бета-кетокислоты по ТУ 6-00-02-09321-26-89 (RU 2005718, 15.01.1984).

Задачей изобретения является получение взрывопожаробезопасной рабочей жидкости с улучшенной термоокислительной и гидролитической способностью, а также смазочной способностью.

Технический результат заключается в повышении термоокислительной стабильности, смазочных свойств и гидролитической устойчивости рабочей жидкости.

Технический результат достигается тем, что во взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, содержащей смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, согласно изобретению смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

полибутилметакрилат	7,0-11,0
эпоксидное соединение	2,0-5,0
4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия	0,06-0,14
2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол	0,4-1,0
пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат	0,25-0,75
алкилированный фенил-альфа-нафтиламин	0,8-1,2
1,2,3-бензотриазол	0,005-0,015
краситель	0,001-0,005
смесь эфиров фосфорной кислоты	до 100,

при соотношении эфиров фосфорной кислоты в смеси, мас.%:

трибутилфосфат	70,0-80,0
дибутилфенилфосфат	4,0-10,0
триизобутилфосфат	10,0-20,0
триксиленилфосфат	4,0-10,0

В таблице 1 приведены характеристики используемых сырьевых компонентов для приготовления рабочей жидкости.

Таблица 1.
№	Наименование	Марка	Нормативный документ
1	Трибутилфосфат	Трибутилфосфат технический	ТУ 2435-305-05763458-2001
2	Дибутилфенилфосфат	Дибутилфенилфосфат	ТУ 2493-370-05763458-2004
3	Триизобутилфосфат	Триизобутилфосфат	ТУ 2435-437-05763458-2010
4	Трикслиленилфосфат	Масло Reolube OMTI	Сертификат поставщика (импорт)
5	Полибутилметакрилат	Полибутилметакрилат	СТП 019950-401-016 с изм.1-3
6	3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат	Эпоксидная смола ERL-4221	Сертификат поставщика (импорт)
7	4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия	Поверхностно-активное вещество Хромоксан	ТУ 6-00-020932-26-89 с изм.1
8	2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол	Присадка Агидол-1	ТУ 38.5901237-90 с изм.1-8
9	Пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат	Присадка Агидол-110	ТУ 2492-447-05742686-2006
10	Алкилированный фенил-альфа-	Присадка ФАД	СТП 0199-50-401-035

	нафтиламин
11	1,2,3-бензотриазол	1,2,3-Бензотриазол чистый	ТУ 6-09-1291-87 с изм.1-5
12	Краситель	Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый	ТУ 6-14-118-80 с изм.1-3

Предложенную взрывопожаробезопасную рабочую жидкость приготавливали следующим образом.

В аппарат с перемешивающим устройством, оборудованный рубашкой с паровым подогревом, загружали в заданном соотношении в любой последовательности компоненты: базовой смеси эфиров фосфорной кислоты. Смесь нагревали до 60-80°C и перемешивали при этой температуре до полного смешения компонентов. К полученной базовой смеси при постоянном перемешивании и нагреве добавляли расчетное количество загустителя - полибутилметакрилата. Смесь основы с загустителем перемешивали при температуре 70-90°C. В приготовленную загущенную основу вводили расчетные количества присадок в любой последовательности. Полученную смесь перемешивают при нагревании, охлаждают.

Приготовление образца в соответствии с ближайшим аналогом осуществляли по схожей технологии.

В таблице 2 приведены составы приготовленных образцов рабочей жидкости.

Таблица 2.
Наименование компонентов	Состав взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, масс.%
Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец по RU 2476586
Полибутилметакрилат	7,4	8,65	10,7	9,8
Эпоксидная смола ERL-4221	2,0	2,5	5,0	-
Эпоксидная смола ARALDITE-CY 179-1 СН	-	-	-	6,3
Поверхностно-активное вещество Хромоксан	0,06	0,08	0,14	0,08
Присадка Агидол-1	0,4	0,5	1,0	0,3
Присадка Агидол-110	0,25	0,3	0,75	-
Стабилизирующая присадка Ирганокс 1010 FF	-	-	-	0,5

Присадка ФАД	0,8	0,9	1,2	-
Ингибитор окисления Ирганокс L-57	-	-	-	0,5
1,2,3-Бензотриазол чистый	0,005	0,008	0,015	0,008
Пассиватор Амино О	-	-	-	0,01
Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый	0,002	0,001	0,003	0,001
Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты (БСЭФ):	До 100
Трибутилфосфат технический	70,0	73,0	76,0	70,0
Дибутилфенилфосфат	4,0	7,0	10,0	22,0
Триизобутилфосфат	20,0	15,0	10,0	8,0
Масло Reolube OMTI	6,0	5,0	4,0	-

В таблице 3 приведены свойства приготовленных образцов предложенной рабочей жидкости и образца рабочей жидкости в соответствии с ближайшим аналогом.

Таблица 3.
Наименование показателя	Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец по RU 2476586
1. Плотность при 20°С, г/см3	1,0012	1,0019	1,0087	1,01
2. Вязкость кинематическая, мм2/с:
при 50°C	8,8	8,95	9,4	8,99
при минус 60°C	3415	3050	2897	3240
5. Кислотное число, мг КОН на 1 г масла
0,001	0,006	0,03	0,03
8.Термоокислительная стабильность при температуре плюс (150±1)°C, 300 ч.
- вязкость кинемат. после окисления, мм2/c

при 50°C	9,35	9,29	9,51	9,47
при минус 60°C	3642	3180	2990	4080
- кислотное число после окисления, мг КОН на 1 г	0,008	0,016	0,034	0,031
- весовой показатель коррозии, мг/см2 поверхности каждого металла
медь M1	Отсутствие	Отсутствие	Отсутствие	-0,03
сталь 30ХГСА	Отсутствие	Отсутствие	Отсутствие	0,01
алюминий Д-16	Отсутствие	Отсутствие	Отсутствие	-0,02
бронза БРАЖ-9-4	Отсутствие	Отсутствие	Отсутствие	0,01
- показатель фильтруемости	0,97	0,94	0,96	0,54
11. Смазочные свойства диаметр пятна износа, мм
0,37	0,46	0,55	0,64
12. Удельная электрическая проводимость, мкСм\м
41	44	52	41
15. Гидролитическая устойчивость:
- внешний вид	Однородная, прозрачная	Однородная, прозрачная	Однородная, прозрачная	Однородная, прозрачная
жидкость без осадка и смол	жидкость без осадка и смол	жидкость без осадка и смол	жидкость без осадка и смол
- изменение кислотного числа, мг КОН/1 г	+0,315	+0,224	+0,108	+0,59
- реакция водного слоя по индикатору	нейтральная	нейтральная	нейтральная	кислая
- показатель коррозии меди M1, мг/см3	0	0	0	0,31
- изменение кин. вязкости при температуре 50°C	-2,75	-2,11	-1,59	-2,55

Из приведенных в таблице 3 данных видно, что предложенная рабочая жидкость превосходит рабочую жидкость по ближайшему аналогу по термоокислительной стабильности (кинематическая вязкость при минус 60°C, весовой показатель коррозии, показатель фильтруемости), по смазочным свойствам и по гидролитической устойчивости (изменение кислотного числа, реакция водного слоя по индикатору и показатель коррозии меди).

Взрывопожаробезопасная рабочая жидкость, содержащая смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, отличающаяся тем, что смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

полибутилметакрилат	7,0-11,0
эпоксидное соединение	2,0-5,0
4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия	0,06-0,14
2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол	0,4-1,0
пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)пропионат	0,25-0,75
алкилированный фенил-альфа-нафтиламин	0,8-1,2
1,2,3-бензотриазол	0,005-0,015
краситель	0,001-0,005
смесь эфиров фосфорной кислоты	до 100,

при соотношении эфиров фосфорной кислоты в смеси, мас.%:

трибутилфосфат	70,0-80,0
дибутилфенилфосфат	4,0-10,0
триизобутилфосфат	10,0-20,0
триксиленилфосфат	4,0-10,0