DE1031921B

DE1031921B - Bremsfluessigkeiten

Info

Publication number: DE1031921B
Application number: DEW11857A
Authority: DE
Inventors: George L Doelling; Chester B Swander
Original assignee: Wagner Electric Corp
Current assignee: Wagner Electric Corp
Priority date: 1952-08-09
Filing date: 1953-08-06
Publication date: 1958-06-12
Also published as: FR1088271A; FR67848E; GB783311A; DE1038222B; GB744385A

Description

DEUTSCHES

Gegenstand des Patents 850 053 ist die Zusammensetzung von Bremsflüssigkeiten aus 10 bis 25 Volumprozent Mono- und Diricinoleaten aliphatischer Glykole, 3 bis 15 Volumprozent aliphatischer Glykole, 10 bis 24 Volumprozent 2-Methyl-2,4-pentandiol sowie 45 bis 70 Volumprozent niederer einwertiger Alkohole oder niederer Monoalkyläther des Mono- bzw. Diäthylen- oder -propylenglykols.

Die Erfindung kennzeichnet sich demgegenüber durch einen weiteren Gehalt von im wesentlichen wasserunlöslichen Polypropylenglykol eines mittleren Molgewichtes von 1000 bis 3000, vorzugsweise etwa 2000.

Der Gehalt an diesem Polypropylenglykol beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Volumteile der Gesamtflüssigkeit.

An eine zufriedenstellende Bremsflüssigkeit werden folgende Ansprüche gestellt:

Die Bremsflüssigkeit muß einen so hohen Siedepunkt haben, daß sie während des Gebrauchs nicht verdampft. Sie darf selbst in sehr tiefen Wintertemperaturen nicht erstarren oder fest werden. Bei der tiefsten umgebenden Temperatur darf die Viskosität der Bremsflüssigkeit nicht über etwa 2200 cP betragen. Die Bremsflüssigkeit darf Metall nicht angreifen und die Gummiabdichtungen nicht schwellen oder zerstören. Ebenso sind gute Schmierfähigkeit, Wasserverträglichkeit, Wärmestabilität und Mischbarkeit mit anderen Bremsflüssigkeiten erforderlich.

Diese Forderungen und auch der Anspruch, daß der Schmiermittelbestandteil in Wasser unlöslich ist, werden erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß der Schmiermittelbestandteil bei der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeit zum Teil aus Glykolricinoleat und zum Teil aus Polypropylenglykol besteht.

Die erfindungsgemäße Bremsflüssigkeit enthält als wasserunlöslichen Schmiermittelbestandteil ein Gemisch aus einem Ricinoleat eines aliphatischen Glykols und einem wasserunlöslichen Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 bis 3000. Als Verdünnungsbestandteil enthält diese Flüssigkeit ein Verdünnungsmittel aus der Gruppe der Propylalkohole, Butylalkohole, Amylalkohole, Methoxybutanol und den niederen Monoalkyläthern von Äthylenglykol und Diäthylenglykol. Außerdem eine verhältnismäßig kleine Menge eines Glykols oder mehrerer Glykole, wie Propylenglykol, Butylenglykol oder Hexylenglykol, und ein Korrosionsschutzmittel sowie ein Oxydationsschutzmittel.

Die Masse besteht aus 10 bis 25 Volumprozent eines Ricinoleates eines Glykols, das ein aliphatisches Glykol mit nicht mehr als fünf Kohlenstoffatomen je Molekül ist, aus 3 bis 15 Volumprozent eines wasserunlöslichen Polypropylenglykols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000 bis 3000, ferner von 45 bis 70 Volumprozent von wenigstens einem Verdünnungsmittel aus der Gruppe der Propylalkohole, Butylalkohole, Amylalkohole, Methoxybutanol und der niederen Mono-Brems flüssigkeiten

Zusatz zum Patent 850 053

Anmelder:

Wagner Electric Corporation,
St. Louis, Mo. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke,

Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. August 1962

George L. Doelling und Chester B. Swander,

St. Louis, Mo, (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

alkyläther von Äthylen- und Diäthylenglykol, ferner aus 10 bis 24 Volumprozent wenigstens eines Glykols der Gruppe aus Propylenglykol, Butylenglykol und Hexylenglykol, gewünschtenfalls zusammen mit einem Korrosionsschutzmittel und einem Oxydationsschutzmittel.
In dem Schmiermittelbestandteil der Flüssigkeit werden die Ricinoleate der niederen aliphatischen Glykole und Diglykole bevorzugt, da diese sehr stabil sind, der Flüssigkeit gute Schmiereigenschaften geben und die Flüssigkeit nicht zum Ausfrieren bei niederen Temperaturen bringen, wie dies bei Rizinusöl der Fall ist.

Propylenglykolmonoricinoleat ist der bevorzugte Ricinoleatester dieser Masse. Diäthylenglykolricinoleat und Butylenglykolricinoleat können ebenfalls verwendet werden. Ein im wesentlichen wasserunlöslicher Polypropylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000 bis 3000 kann ebenfalls in dem Schmiermittelbestandteil der Flüssigkeit verwendet werden. Das bevorzugte Polypropylenglykol hat ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2000. Dieses Erzeugnis hat eine Viskosität, die etwas niedriger ist als die des Rizinusöls, und etwa 20⁰E bei 37,8⁰C gegen etwa 40⁰E für Rizinusöl beträgt. Genau wie Rizinusöl ist auch die Schwellwirkung auf Gummi sehr gering.

Das Verdünnungsmittel oder das die Viskosität vermindernde Mittel der bevorzugten Flüssigkeit kann ein

80S 530/385

Alkohol, ζ. B. Normal-Butanol oder Isobutanol, ein .

Glykoläther, z. B. 3-Methoxybutanol oder Diäthylen- Beispiel δ

glykolmonoäthyläther oder ein anderer niederer Alkyl- Diäthylenglykolmonoäthyläther ... 70,0 Volumprozent äther von Äthylenglykol oder Diäthylenglykol sein. Bei Polypropylenglykol

Verwendung von Diäthylenglykolmonoäthyläther als 5 (Molekulargewicht 2000) 11,5 „

Verdünnungsmittel sollte die reine Qualität von geringem Propylenglykol 5,0 „

spezifischem Gewicht verwendet werden, da das handeis- Propylenglykolmonoricinoleat 12,5 „

übliche Erzeugnis bis zu 20% oder mehr Äthylenglykol Diphenylpropan 0,3 „

enthalten kann, also für Verwendung in dieser Mischung Kaliumricinoleat 0,7 „

nicht geeignet ist. io

Zur Verhütung einer Korrosion der Metallteile der _{Die durch Mischeil} dieser Bestandteile erhaltene

Bremsanlage wird em Konrosionsschutzmittel verwendet. Bremsflüssigkeit hat folgende Eigenschaften: Kaliumricinoleat, Borax, Natriumnitrit oder Diamyl-

aminphosphat können verwendet werden. Ebenso kann Spezifisches Gewicht bei 2O⁰C 0,993

ein Oxydationsschutzmittel wie Diphenylolpropan oder 15 Säurezahl 0,17

Hydrochinon oder 2,6-Di-tertiär-butyl-4-methylphenol Viskosität bei — 40⁰C 89,5 ⁰E

zugesetzt werden. Für die Zwecke genügt ein Zusatz Viskosität bei 18,9⁰C 2,12⁰E

von 0,2 bis 3,0% des Korrosionsschutzmittels und 0,1 Siedepunkt, SAE 194⁰C

bis 0,3% des Oxydationsschutzmittels, berechnet auf Kaltversuch (6 Stunden bei -51⁰C) flüssig

das Gewicht der Flüssigkeit. 20

Die Mengenverhältnisse der in der Mischung verwen- Der SAE-Korrosionsversuch, 5 Tage bei 100° C, ergab

deten Bestandteile sind ausschlaggebend, und die bean- mit dieser Flüssigkeit sehr zufriedenstellende Ergebnisse, spruchten Mengenverhältnisse sind ausgewählt, weil die Der Gewichtsverlust von Zinn, Stahl, Aluminium, Gußzahlreichen Forderungen an eine industriell benutzbare eisen, Messing und Kupfer betrug weniger als 0,1 mg/cm², Bremsflüssigkeit nur dann erfüllt werden, wenn diese 25 d. h. sehr viel weniger, als die SAE-Normen zulassen. Mengenverhältnisse verwendet sind. Die Gummischwellung nach 5 Tagen bei 70° C an

Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung einem 31-mm-Manhatten-Becher betrug 4,95 Volumder Erfindung. Die Beispiele, die die verschiedenen Ver- prozent.

hältnisse und Mengen erläutern, ergeben etwa 100 ecm Beispiel 3

Flüssigkeit. 3°

Diäthylenglykolmonoäthyläther .. 60,00 Volumprozent Beispiel 1 Polypropylenglykol

Diäthylenglykolmonoäthyläther ... 65 Volumprozent (Molekulargewicht 2000) 7,5

Polypropylenglykol Propylenglykol 4,2

(Molekulargewicht 2000) 11,5 „ 35 2-Methyl-2,4-pentandiol 10,0

2-Methyl-2,4-pentandiol Propylenglykolmonoricinoleat 17,0 „

(Hexylenglykol) 5,0 „ Diphenylpropan 0,3

Propylenglykol 5,0

Propylenglykolrnonoricinoleat 12,5

Diphenylpropan 0,3

Kaliumricinoleat 0,7

Kaliumricinoleat 1,0 „

40 Die durch Mischen dieser Bestandteile erhaltene Bremsflüssigkeit hatte folgende Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht bei 20⁰C 0,984

Die aus diesen Bestandteilen gemischte Bremsflüssig- Säurezahl 0,16

keit hatte folgende Eigenschaften: Viskosität bei 20⁰C 2,3⁰E

, . Gummischwellwert, 5 Tage bei 70⁰C,

Spezifisches Gewicht bei 20 C 0,9905 Zunahme in Volumprozent 4,7%

Farbe, Parlin-Skala 3 Siedepunkt ; 192°C

PH-Wert, elektrometnsch 8,82 Kaltversuch (6 Stunden bei - 51° C) flüssig

Säurezahl 0,14 ^v ' ⁵

Viskosität bei 37,8⁰C 1,7°E 50 _ ..... ,_CA~_T, . ,_e~ , . _innon

y ν 'ft b ' -4O⁰C 106⁰E Der ubhche SAE-Korrosionsversuch, 5 Tage bei 100 C,

Flammpunkt '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 101,7° C ^erg^{ab fol}^^{ende Verluste in m}S/^cm2:

Siedepunkt : 196,1° C Verzinntes Eisen 0,04

Gummischwellwert , bei70°C Stahl 0,17

Gewichtszunahme nach 16 Stunden 4,23 % 55 Aluminium — 0,02

Erstarrungspunkt (6 Stunden bei —51⁰C) ... flüssig Gußeisen 0,13

Messing 0,12

Der Korrosionsversuch nach den SAE-Vorschriften Kupfer 0,02

für hydraulische Bremsflüssigkeiten (Standard of Auto- Alle diese Werte lagen weit unter den Grenzwerten

motive Engineers, Normen der Automobil-Ingenieure) 60 der Vorschrift.

wurde bei 100°C während 5 Tagen mit dieser Flüssigkeit Beispiel 4

durchgeführt. Der Aluminiumstreifen zeigte keinen

Gewichtsverlust. Verzinntes Eisen, Stahl, Gußeisen und 3-Methoxybutanol-3 55,0 Volumprozent

Kupfer verloren je etwa 0,02 mg/cm². Der Messing- Polypropylenglykol

Streifenverlust betrug 0,06 mg/cm². Alle diese Ergebnisse 65 (Molekulargewicht 2000) 10,0 „

lagen weit unter dem durch die Vorschriften züge- Propylenglykol 6,7 „

lassenen Verlust, der für Messing und Kupfer 0,5, für 2-Methyl-2,4-pentandiol 10,0 „

Zinn, Stahl und Gußeisen 0,7 und für Aluminium Propylenglykolmonoricinoleat 17,0 „

0,2 mg/cm² beträgt. Nach der Korrosion war der p_H-Wert Diphenylolpropan 0,3 „

gleich 7,6. 70 Kaliumricinoleat 1,0 „

Die durch Mischen dieser Bestandteile erhaltene Bremsflüssigkeit hat folgende Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht bei 20° C 0,951

Siedepunkt 160⁰C

Viskosität bei 20⁰C 2,75°E

Kaltversuch (6 Stunden bei —51⁰C) flüssig

Gummischwellung, 5 Tage bei 70⁰C,

Zunahme in Volumprozent 4,5 %

Beispiel 5

Eine sogenannte »arktische« Flüssigkeit wurde durch Mischen folgender Bestandteile in folgenden Mengen erhalten:

Normal-Butanol 50,0 Volumprozent

Diäthylenglykolmonoäthyläther ... 24,7 „

Polypropylenglykol

(Molekulargewicht 2000) 7,3

Propylenglykol 6,1 „

2-Methyl-2,4-pentandiol 3,0

Propylenglykolmonoricinoleat 8,0 „

2,6-Di-tertiär-butyl-4-methylphenol 0,1 „

Kaliumricinoleat 0,5 ,,

Die aus diesen Bestandteilen gemischte »arktische« Bremsflüssigkeit hatte einen Siedepunkt von 130⁰C. Die Gummischwellung, 5 Tage bei 70° C, auf einem 31-mm-Manhatten-Normalbecher ergab eine Zunahme im Fußdurchmesser von 0,94 mm. In einem Kaltversuch (6 Tage bei —53° C) war die Flüssigkeit im wesentlichen klar und ziemlich flüssig. Der Flammpunkt (Cleveland) war 60⁰C. Das spezifische Gewicht bei 20⁰C betrug 0,9031, und der p_H-Wert, gemessen nach der SAE-Vorschrift, war 9,1. Nach Zusatz von 5% Wasser und weiterem Stehenlassen während 24 Stunden bei —53° C war die Mischung immer noch flüssig. Diese Bremsflüssigkeit arbeitet selbst bei sehr tiefen Temperaturen. Nach 6 Stunden war sie bei —67,8° C immer noch flüssig.

Beispiel 6

Normal-Butanol 50,0 Volumprozent

Polypropylenglykol

(Molekulargewicht 1200) 19,0

Propylenglykol 9,0 „

l-Methyl-2,4-pentandiol 15,0

Diäthylenglykolmonoricinoleat .... 6,0 ,,

Hydrochinon 0,125 „

Diamylamin 0,75 „

Phosphorsäure (85 %) 0,125

Die durch Mischen dieser Bestandteile erhaltene Bremsflüssigkeit hatte folgende Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht bei 20° C .... 0,899

Siedepunkt 129°C

Flammpunkt (Cleveland) 57° C

Gummischwellung, 16 Stunden bei 7O⁰C, Manhatten-31-mm-Becher,

Zunahme in Gewichtsprozent ... 2,82 °/₀

p_H-Wert, SAE-Verfahren 8,3

Kalt versuch (3 Tage bei —40⁰C).. flüssig, jedoch war

die Viskosität ziemlieh hoch

Beispiel 7

Isobutanol 60,0 Volumprozent

Polypropylenglykol

(Molekulargewicht 2725) 11,5

2-Methyl-2,4-pentandiol 10,0

Propylenglykolmonoricinoleat . ... 12,5 ,,

Diphenylpropan 0,3 „

Kaliumricinoleat 0,7 „

Spezifisches Gewicht bei 20° C 0,876

Farbe, Parlin-Skala 2

Flammpunkt (Cleveland) 46⁰C

Siedepunkt 114°C

Säurezahl 0,09

p_H-Wert, SAE-Verfahren 8,98

Viskosität, SSU bei 20⁰C 100

Kaltversuch (3 Tage bei — 40⁰C) ziemlich

flüssig

Gummischwellung (5 Tage bei 70⁰C), Zunahme im Durchmesser eines 31-mm-Bechers 0,94mm

Beispiel 8

Äthylenglykolmono-N-butyläther .. 45 Volumprozent

Normal-Propanol 15 „

1,3-Butylenglykol 6,3

Polypropylenglykol

(Molekulargewicht 1025) 17,5

!,S-Butylenglykolmonoricinoleat ... 15,0 „

Kaliumricinoleat 1,1 ,,

2,6-Di-tertiär-butyl-4-methylphenol 0,1 „

Spezifisches Gewicht bei 2O⁰C 0,9287

Flammpunkt (Cleveland) 57°C

Siedepunkt, SAE-Verfahren 123° C

Pn-Wert, SAE-Verfahren 7,92

Kaltversuch (16 Stunden bei —45,6° C) ziemlich

flüssig

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsflüssigkeiten nach Patent 850 053, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt von im wesentlichen in Wasser unlöslichem Polypropylenglykol eines mittleren Molgewichtes von 1000 bis 3000, vorzugsweise 2000.

2. Bremsflüssigkeiten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5 bis 20 Volumteilen der Gesamtflüssigkeit des wasserunlöslichen Polypropylenglykols.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 976 467.