Рабочая жидкость

Рабочая жидкость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ „„ы ы

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 12.07.74 (21) 2043785/04 (23) Приоритет — (32) 13.07.73 (31) 802298 (33) Бельгия (43) Опубликовано 30,09.76.Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания15.02.77 а (51) М. Кл, С 10 М 3/40

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.892.8 (088.8) Иностранец

Ален Жозеф Гийом Де Роэккер (Бельгия) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Лябофина С.А." (Бельгия) (71) Заявитель (54) РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ

Изобретение касается составов на основе сложных эфиров фосфорной кислоты, ис— пользуемых в качестве рабочих жидкостей, имеющих улучшенные характеристики вязкости. Эти рабочие жидкости находят многочисленные применения, и особенно важные

5 применения в качестве смазок и в качестве средств для передачи усилий, например в гидравлике.

При промышленном применении жидкостей 1О вязкость наиболее важная характеристика, так как они используются в широком диапазоне температур. Чтобы работа этих жидкостей осуществлялась наиболее эффективно и с гарантией безопасности, они должны 15 прежде всего иметь соответствующую зависимость вязкости от температуры и высокую стойкость к воспламенению. Известно использование фосфорсодержащих соединений, в частности трикрезилфосфатов, в ка- 20 честве рабочих жидкостей (1), но они имеют отрицательный индекс вязкости. Индекс вязкости жидкости является показателем изменения ее вязкости в зависимости от температуры. Наиболее ценные продукты 25 имеют положительный индекс вязкости. Отрицател ное значение индекса вязкости у трикрезилфосфатов показывает, что они не могут удовлетворительно работать вэ всем дапазоне температур, который может использоваться в производственных условиях.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочая жид— кость на основе сложного зфира ортэфосфорной кислоты, содержащая также полиалкилметакрилат и хлорированный дифенил(21.

Недостатком известного состава является следующее: улучшающие индекс вязкости компоненты полиметакрилатного типа снижают температуру самовоспламенения состава в том случае, если их концентрация в составе превышает 5% (в известном же составе они введены до 10%).

Кроме того, улучшающие индекс вязкости компоненты полиметакрилатного типа обладают низкой стабильностью в отношении сдвига, передаваемого основной рабочей жидкости, к которой они добавляются.

5З0В51

Пель предлагаемого изобретения — устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается за счет того, что рабочая жидкость на основе сложного эфира ортофэсфорной кислоты общей формулы О=Р =(OR) „R имеет одинаковыее или различные значения и представляет сэбэй радикал арила, алкила или алкарила с числом атомов углерода в алкильной группе 1-8, дополнительно содержит в количестве 1-35% вес. продукта переэтерификации между ароматическим соединением с двумя гидроксильными группами и сложным эфиром фосфористой кислоты

l5 или сложным зфирэм фосфорной кислоты

II фΠ— P— - 0R

0R з где R, R u R имеют одинаковые или раз- личные значения и представляют собой радикал арила, алкила с числом атомов углерода 1-12 или алкарила с числом атомов углерода в алкильной группе 1-8.

Составляющие компоненrbJ рабочей жид- З кости будут называться соответственно продуктами А и В.

Выбор продукта А для приготовления cDставов предлагаемой рабочей жидкости зависит от свойств этого продукта А и особенно or его характеристик вязкости. В качестве этогэ продукта А можно назвать, например, трикрезилфосфат, триоктилфосфат, дифенилкрезилфосфат, фенилдиоктилфосфат и другие аналогичные соединения. Для неко- @ торых случаев желательно использовать фосфаты, содержащие этилфениловые радикалы, поскольку они имеют индекс вязкости, который еше сильнее увеличивается при вве— дении продуктов В. Продукты В получают 4 в результате реакции переэтерификации между ароматическим соединением с двумя гидроксильными группами и сложным эфиром фосфэристэй или сложным эфиром фосфорной кислоты. Ароматическое соединение с двумя гидроксильными группами представляет собой преимущественно гидр охинон, резорцин, пирокатехин, 2,2 -бис-(4-оксифенил) -пропан, называемый также бисфенил А, или бис—

-(4-оксифенил) -метан. Выбор ароматического соединения с двумя гидроксильными группами определяется, главным образом, экономическими соображениями. ЖелательHD использовать сложный эфир фосфористой или фосфорной кислоты, содержащий не менее двух групп арила или алкиларила, в частности трифенилфосфат, трикрезилфосфат, три. силилфосфат, три-(м -этилфенил)-фэсфат, дифенилдецилфосфат и другие аналогичные соединения. Точный состав продуктов переатерификации пока еще неизвестен. Кроме того, молекулярные веса этих продукТоВ могут быть изменены путем соответствующей вариации молярных соотношений реагентов. Эквимолярное соотношение реагентов приводит к более высокому молекулярному весу продукта, в то время как более высокое молярное содержание одного из составляющих приводит в результате к тенденции снижения молекулярного веса продукта.

Для того чтобы избежать образования продукта переэтерификации, содержащего некоторое количество исходного реагента— ароматического соединения с двумя гидроксильными группами, реакция переэтерификации осуществляется с избытэчным мэлярным количеством фосфорсодержащегэ сэединения по отношению к соединению с двумя гидроксильными группами. Это избыточное мэлярное количество может быть очень значителен ным, однако ни с экономической, ни с технической точки зрения нецелесообразно, чтобы этот избыток фосфорсодержащего соединения превышал 2 моль на 1 моль соединения с двумя гидрэксильными группами.

Побочным продуктом этой реакции является одно или нес"элькэ сэединений с одной гидроксильной группой. Так, например, в случае испэльзования в реакции переэтерификации трифенилфосфата, в ходе реакции выделяется фенол. Для того чтобы сдвинуть равновесие этой реакции, желательно устранить образование соединения с одной гидроксильной группой. Для этого можно использэвать все известные способы, например, пропускать через зону реакции инертный газ и/или проводить реакцию в вакууме.

Эта реакция переэтерификации катализируется основными, агентами, например щелочными металлами, гидратами окисей щелочных металлов, фенолягами и алкэголятами щелочных металлов. Обычно эта реакция протекает при температуре в пределах от 100 до 200оС.

Введение продуктов переэтерификации (или продуктов В) в продукты А позволяет значительно повысить вязкость последних.

Количество требуемого продукта В зависит главным образом от свойств этогэ продукта В, от свойств продукта А и эт требуемой степени цэвышения вязкости. Как правило, продукт В вводится в продукт А в количестве в пределах от 1 до 50 вес.%

530651

86-87

67 от весового количества продукта A. Чаще всего это количество вводимого продукта

В составляет от 1 до 20 вес.% от веса продукта А.

Эти смеси продуктов А и В, составляющие рабочие жидкости, особенно интересны с точки зрения вязкости.

Можно также улучшить и некэторые другие свойства этих смесей, добавляя в них масло, в котором эти смеси растворимы. И

Хлорированные дифенилы представляют собой группу наиболее интересных масел, позволяющих получить огнестойкие рабочие жидкости.

Относительные содержания масла и смеси продукта А с продуктом В мэгут изменяться в широких пределах в зависимости от назначения жидкости.

Так, например, огнестойкие рабочие жидкости могут быть пэлучены из 70-95 вес.%

20 смеси продукта А и продукта В и 30-5вес.% хлорированного дифенила. Другие рабочие жидкости могут содержать большую часть масла и меньшую часть смеси продукта А с продуктом B.

Можно также сопоставлять другие свойства рабэчих жидкостей при введении в них определенных присадок. Такими присадками могут быть, например, ингибиторы пеноэбразования, ингибиторы образования накипи З0 и антиокислители. Обычно их используют в количестве до 3 вес.% от веса жидкэсти.

В качестве антиокислителей используют пре— имущественно ариламины и алкилфенолы, например ди-трет -бутилфенол или ди-трет-бутилкрезол, обычно в количестве в пределах DT 0,05 до 1 вес.%. Ингибитэрами образования накипи являются, например, алкилмалоновые кислоты, алкилянтарные кислоты, сульфонаты щелочноземельных метал— лов, котэрые используются B количестве около 1 вес.%, как правило, от 0,01 до

0,5 вес.%. В рабочие жидкости могут быть введены силиконы, - -хлорнафталины и другие ингибиторы пенообразования, в количестве в пределах от 0,5 до 2 вес.%.

Отчичительные особенности данного изобретения станут бэлее ясны из нижеследую— щих приме рэв, не ограничивающих сферу действия изобретения. 50

Пример1.

А Получение продукта переэтерификации.

В реактэр вводят 0,3 моль трифенилфосфата, 0,15 моль бисфенола А и эту смесь перемешивают. Затем добавляют 0,5т гидрата окиси натрия, и смесь нагревают под давлением 10 мм рт.ст. Фенол начинает отгоняться при 115эС. Смесь прэдолжают нагревать до температуры 180эС.

Таким образом получали практически с количественным выходом вязкий, маслянистый продукт с молекулярным весэм 1405, имеющий следующий состав.

Вычислено,%: С 68,3; Н 5,05; Р 8,7.

Найдено,%: С 67,35; Н 5,72; Р 8,50.

Составы рабочих жидкэс тей.

В трикрезилфосфат добавляют различные количества продукта переэтерификации бисфенола А с трифеннлфосфатэм. Данные, приведенные в нижеследующей табл. 1, показывают, что введение B трикрезилфосфат продукта переэтерификации позволяет значительно повысить индекс вязкости. Такое повышение индекса вязкости, весьма заметное при введении 1 вес.% прэдукта переэтерификации, особенно значительно при введении

5 вес.% продукта I:åpåýòåðrlôèêàöèè (эт весэвогэ к личестьа трикрезилфэсфата), Введение продукта переэтерификации в количестве, превышающем 25 — 30%, не вызывает дополнительного пэвын ения индекса вязкости.

Введение продукта переэтерификации в трикрезилфэсфат не приводит к пзменеш ю эг— нес тэйк эсти последнегэ.

Так, например, практически чистый трикрезилфосфат и трикрезилфэсфат с дэбавлепным к нем продуктом переэтерифпкации

B количестве 5% имеют одинаковую температуру сак:эвэспламенения, равную 560 С.

Пример 2, Получение различных продуктов переэтерифпкацпи осу ществляют таким же образом, как описано B примере 1, В трикрезплфэсфат добавляют 5 вес.% каждого пз пэлученных таким образом прэду-ктoB нереэтернфпк lIIIIfI.

Пример 3. К различным арилфэсфатам, испэльзуемым в качестве рабочих м пдкостей, добавляют 5 вес.% (oT весэвогэ количества этих фосфатов) продукта, полу— ченнэго путем переэтерифнкацпи бисфенэла

А с трифенилфэсфатэм. Этот продукт переэтерификации сэкращено обозначен пэ.

Результаты представлены

Рабочая жидк ость Индекс вязкости

Три-(м-этилфенил)— фэсфа т 108

Три-(м- этилфенил — фосфат + 5% пэ. 135-136

Д ифе нил — м-э тилфе нилфэсф

Дифенил — м — этилфе нил— фэсфат + 5% II3. 114-115

Дифенилкрезилфэсфат 30

Дифенилкрезилфосфат +

+ 5% пэ

Фе нилди эк тилфосфа т

Фенилдиоктилфосфат +

+ 5% пэ 91

Пример 4-. Приготавливают рабочие жидкости, используя дифенилкрезилфосфат, 5306 в который добавляют 5 вес.% (от количества дифенилкрезилфосфата) различных продуктов переэтерификации. У каждой из смесей определяют индекс вязкости. Результаты представлены ниже, индекс вязкости дифенилкрезилфосфата равен 30.

Продукт переэтерифи- Индекс вязкости капни, добавляемый к смеси дифенилкрезилфосфату

Бис- (4- оксифе пил) -ме10 так+ трикре зилфосфат

Гидрохинон+ трикрезилфосфат 40

Резорцин+ трикрезилфосфат 46

Пир окатехин+ трикрезилфосфат 52

100

В эту смесь добавляют 0,5 вес.% (от

15 веса смеси) ди-трет-бутил-4ъ-крезола и

0,1 вес.% сульфоната кальция.

Таблица 1

2,44

28,25

32, 04

38,46

44,46

66,87

3,96

4,48

TCP (а)

TCP + 1% пэ

TCP + 3% пэ

TCP + 5% пэ

TCP + 10% пэ

TCP + 30% пэ

2,67

3,04

5,03

3,47

6,18

7,56

20,19

4,84

16,70

268,9

95 пэ — продукт переэтерификации.

Таблица 2

В язк ос ть см еси по Энглеру при 50 С

Сантистоксы при 38оС

Сан тистоксы при 100 С

Индекс вязкости

6,18

44,46

40,30

3,47

3,16

5,31

2,99

4,75

38,09

2,89

35,66

32,74

31,30

4,56

2,69

4,43

4,31

2,60 (а) TCP — трикрезилфосфат.

Продукт переэтерификации добавляемый к трикрезилфос фату

Бисфенол-А + трикрезилфосфат

Бисфенол-А + три(метаэтилфенил)фосфат

Бисфенол-А + трифенилфосфат

Бисфенол-А + три(нонилфенил) фосфит

Бисфенол-А + дифенилдецилфосфит

Гидрохинон + трикрезилфосфат

Пример 5. Приготавливают смесь из вес.%:

Три-м-этилфенилфосфата 85

Продукт переэтерификации бисфенола А с трикрезилфосфатом 5

Хлорированный дифенил до

42% хлора 10

Полученный в конечном итоге состав представляет собой огнестойкую рабочую жидк ость.

5306 51

Полученный в конечном итоге состав представляет собой огнестойкую рабочую жидкость.

R Π— Р— 0R х

10

2. Патент CIIIA ¹ 3136726, кл. 25249.9, опубл. 9.06.64 (прототип) .

Составитель Н. Богданова

Редактор Л. Герасимова Техред М. Ликович Корректор С, Болдижар

Заказ 5238/659 Тираж 630 П одпис н ое

I1HHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, М осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Рабочая жидкость на основе сложного эфира ортофосфорной кислоты общей формулы O=P= (ОР)з, где R имеет одинаковые или различные значения и представляет собой радикал арила, алкила или алкарила с числом атомов углерода в алкильной группе

1-8, отличающаяся тем,что, с целью повышения эксплуатационных свойств жидкости, она дополнительно содержит 135 вес.% продукта переэтерификации между ароматическим соединением с двумя гидроксильными группами и сложным эфиром фосфорной кислоты формулы

О

II э

R Π— Р— OR х

OR или сложным эфиром фосфористой кислоты формулы

3 где R R R имеют одинаковые или различные значения и представляют собой радикал арила, алкила с числом атомов углерода 1-12 или алкарила с числом атомов углерода в алкильной группе 1-8.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3432437, кл. 25278, опубл. 1 1.03.69.