DE1594546C - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue, als hydraulische Flüssigkeiten brauchbare Mittel. Sie hat besonders die Verwendung gewisser Aminoalkohole und deren Ester als wesentliche Bestandteile von Transmissionsflüssigkeiten und insbesondere Flüssigkeiten für hydraulische Bremsen zum Gegenstand.

Bekanntlich stellt man an die Flüssigkeiten, die als Grundbestandteile von hydraulischen Flüssigkeiten dienen, strenge Anforderungen. Sie sollen einen höheren Siedepunkt und Flammpunkt besitzen, eine gute Hitze- und Kältefestigkeit, eine den Organen der betreffenden Kreisläufe angepaßte und wenig. mit der Temperatur schwankende Viskosität.

Außerdem sollen sie ein gutes Schmiervermögen besitzen, eine hervorragende Verträglichkeit mit den als Verdünnungsmittel verwendeten, organischen Flüssigkeiten und eine' große Inertheit gegenüber Teilen aus Metall, Kunststoff oder Elastomer, die mit den hydraulischen Transmissionsflüssigkeiten in Berührung stehen.

Unter den zahlreichen als Flüssigkeiten für hydraulische Bremsen verwendbaren Produkten hat man seit langem die Verwendung von Pölyalkylenglykolen und seit neuestem den Monoäther von Pölyalkylenglykolen, die Kondensationsprodukte von Alkylenoxyden mit Fettsäuren und Alkylenglykolen, flüssige Polyolefine, organische Phosphorderivate usw. gepriesen.

Man hat jetzt festgestellt, daß gewisse Produkte der Kondensation von tertiären Aminen und Alkylenoxyden die obengenannten geforderten Eigenschaften vereinen und allein oder in Mischung mit schon bekannten hydraulischen Flüssigkeiten hervorragende Bestandteile der Krafttransmissionsflüssigkeiten darstellen.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Produkte, im folgenden als Amino-tri-propylpropylolpolyäther bezeichnet, werden in bekannter Weise durch Erhitzen von Propylenoxyd und Triispropanolamin unter Druck in Gegenwart eines alkalischen Katalysators und gegebenenfalls eines Verdünnungsmittels erhalten. Sie können durch folgende allgemeine Formel dargestellt werden:

CH₃

. ■ I ■

CH₂-CH-O(C₃H₆O)_xH

CH₃

CH₂-CH-O(C₃H₆O)J₁H (I) CH₃

CH₂ — CH — 0(C₃H₆O)₁H

55

in der χ + y + ζ + 3 mindestens 12 beträgt und vorzugsweise zwischen 12 und 60 liegt.

Es wird jedoch, um die benötigten Eigenschaften zu erhalten, keine obere Grenze gesetzt.

Man hat außerdem festgestellt, daß die Ester dieser Amino-tri-propylpropylolpolyäther mit aliphatischen und aromatischen Carbonsäuren, beispielsweise Acetaten, Propionaten, Succinaten, Phthalaten usw., gleichfalls interessante Eigenschaften als Grundbestandteile von hydraulischen Flüssigkeiten besitzen.

Die Amino-tri-propylpropylolpolyäther der Formel (I) und deren Ester liegen in Form von mehr oder minder viskosen Flüssigkeiten von gelboranger Farbe vor, deren Flammpunkte im allgemeinen zwischen 225 und 240° C liegen und deren Fließpunkte unter —35° C liegen,- Ihre Schäumkraft ist praktisch Null (nach ASTM D 892-63).

Ihr Verdampfungsverlust nach 22stündigem Erhitzen unter den Bedingungen von ASTM D 972-76 liegt bei 10O⁰C im allgemeinen unter 5 Gewichtsprozent und bei 140° C bei 15 Gewichtsprozent.

Außerdem sind die Viskositätscharakteristika der Produkte, wie man es aus dem folgenden Anwendungsbeispiel ersieht, für die Anwendung als hydraulische Flüssigkeiten hervorragend. Die Korrosion von Metallen in Abwesenheit· eines Inhibitors ist praktisch vernachlässigbar.

Wie oben ausgeführt, können die erfindungsgemäß verwendbaren Produkte .die einzigen Bestandteile der hydraulischen Flüssigkeiten sein. Es kann jedoch vorteilhaft sein, sie in Verbindung mit den klassischen Bestandteilen der hydraulischen Flüssigkeiten zu verwenden, beispielsweise. den Pölyalkylenglykolen, den Alkylpolyolen, den Mono- oder Polyäthern von Glykolen oder Polyolen, den oligomeren oder niederen Olefinpolymeren, den Polyphenyläthern, den Alkylbenzolen und den bei 250 bis 400 C überdestillierenden Erdölfraktionen usw. Wenn man beispielsweise die Erzeugung von Flüssigkeiten für hydraulische Bremsen beabsichtigt, kann man gleichzeitig mit den erfindiingsgemäßen Produkten Polyalkylenglykole oder Alkylen- oder Polyalkylenglykoläther einsetzen. .

Die entsprechenden Mengenanteile der Äminotri-propylpropylolpolyäther (oder Ester) und andere wesentliche Bestandteile der hydraulischen Flüssigkeiten können je nach der beabsichtigten Anwendungsart in großen Grenzen schwanken. Man kann sagen, daß man im allgemeinen 10 bis 90% Aminotri-propylpropylolpolyäther in bezug auf das Gesamtgewicht der Mischung einsetzen kann.

Den hydraulischen Flüssigkeiten auf der Basis der Produkte der Formel (I) oder deren obenerwähnten Mischungen kann man kleine Mengen klassischer Zusätze beigeben, wie Korrosionsinhibitoren, Antioxydantien, Mittel zur Verschleißfestigkeit usw.

Die folgenden Beispiele zeigen die interessanten Eigenschaften der erfindungsgemäß auf dem Gebiete der hydraulischen Flüssigkeiten verwendbaren Produkte. .

Beispiele

Man stellt die Amino-tri-propylpropylolpolyäther der Formel (I) her, in der N Werte zwischen 12 und 40 einnimmt, indem man 9 bis 37 Mol Propylenoxyd auf 1 Mol Triisopropanolamin in einem Autoklav bei 115 bis 125⁰C in Gegenwart von Natriumhydroxyd als Katalysator und gegebenenfalls Xylol als Verdünnungsmittel einwirken läßt.

Man hat außerdem die Acetate dieser Amino-tripropylpropylolpolyäther durch Einwirkung von Essigsäureanhydrid bei 95 bis 100°C auf die oben erhaltenen Kondensate in Gegenwart vpn Pyridin synthetisiert. Alle diese erhaltenen Produkte liegen in Form von leichtviskosen Flüssigkeiten gelblicher oder orangegelber Farbe vor.

Außer den oben angegebenen Eigenschaften hat man besonders die Änderung der Viskosität dieser Produkte allein oder in Mischungen mit anderen hydraulischen Flüssigkeiten, ebenso wie die Korrisionsphänomene auf verschiedene Metalle untersucht.

1. Viskositätseigenschaften

Man hat nach ASTM D 341-43 für eine Reihe von Amino-tri-propylpropylolpolyäthern (A) und deren Acetaten (AA) je nach den Werten vom Symbol N die Geraden aufgezeichnet, die die Änderungen der Viskosität (Centistoke) in Abhängigkeit von der Temperatur darstellen. Man hat. anschließend die Neigungen dieser Geraden abgeleitet, die in der Tabelle 1 unten zusammengestellt sind.

Tabelle 3

Temperatur
( C)

-40

50

100

Viskosität (Centistoke)

nach SAE J. 70b
gefordert '

.1800

> 3,5

> 1,3

gemessen* Mischung I Mischung II

1400 7 2,8

1300 9 2,9

	Tabelle Γ	Neigung	(A)	(AA)
Wert von N		0,78	0,70
	0,69	0,625
12	0,62	0,60
20	0,60	0,58
30
. 40

Mischung I: 30"„ A mit N = 40 bis 70", (in Gewichtsprozent).

Mischung II: 35% AA mit N = 3) und 65" (in Gewichtsprozent).

MP

MP

Um unter den gleichen Bedingungen Neigungen zu ergeben, die nahe bei oder wenig unter 0,7 liegen, müssen die klassischen hydraulischen Flüssigkeiten durch Zusätze zur Verbesserung des Viskositätsindex gedoppt werden. Die erfindungsgemäß verwendbaren Produkte, die für die Werte von N in der Größenordnung von 30 bis 40, ohne Zusatz eines Doppmittels, sehr schwache Neigungsindizes ergeben, sind daher von technischem Interesse.

Andererseits hat man die Viskosität verschiedener Mischungen der erfindungsgemäß verwendbaren Produkte mit einer gewissen Anzahl an Verdünnungsmitteln, die in das Rezept der hydraulischen Flüssigkeiten aufgenommen werden können, untersucht, wie beispielsweise Dodecylbenzol oder Monoäthoxydipropanol.

Man hat besonders im Falle der Mischungen der Amino-tri-prppylpropylolpolyäther (A) mit dem Index N = 20 und Dodecylbenzol (B) festgestellt, daß, selbst wenn man die Menge an A bis zu 45 Gewichtsprozent herabsetzt, die Viskosität bei 100" C über 4 cSt liegt, was den allgemein im Handel befindlichen Spezifikationen entspricht. Ändert man den Prozentgehalt an Amino -tri- propylpropylolpolyäthern (N = 20) in der obigen Mischung, so erhält man folgende Ergebnisse für Viskositätsindizes (gemäß nach ASTM. D 341-43):

Wie man es aus den obigen Tabellen ersehen kann, können die obenerwähnten Polyoxypropylamine und deren Acetate vorteilhafterweise verwendet werden, ausgehend von einem ausreichenden Kondensationsgrad (im allgemeinen mit N über 12) als Basis für zahlreiche Arten hydraulischer Flüssigkeiten, insbesondere Bremsflüssigkeiten für Automobile. Diese Produkte stellen weiterhin wirkliche Verbesserungsmittel für den Viskositätsindex zahlreicher dünnflüssiger Flüssigkeiten dar.

2. Korrosion auf Metall

Um das Verhalten der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten im Hinblick auf die gewöhnlich verwendeten Metalle in den hydraulischen Leitungen zu studieren, 30.hat man den Korrosionstest SAE nach der Norm J. 70b (§-6) für eine Reihe von Produkten und Mischungen durchgeführt. Die Gewichtsänderungen nach dem obenerwähnten Test sind in der Tabelle 4 unten zusammengestellt.

Tabelle 4

	Gewichtsänderungen	(mg/cm.) .	Mi	Toleranz
Metallarten		Pro	schung V	nach der Norm
	Pro	dukt IV	-0,01	r
	dukt III	+ 0,03	-0.02	(mg/cm2)
Weißblech	+ 0,04	+0,01-	-o.oi	0,2
Stahl	-0,04	+0,02	+0,04	0,2
Aluminium	+0,02	+0,01	+0,04	0,1
Gußeisen...	+0,03	+0,03	-0.01	0,2
Messing....	+0,02	+0,02	0,4
Kupfer....;	+0,02		0,4

	Tabelle 2 .	-
% von (A) in der Mischung (A)	+ (B)	Viskositätsindex
100 80 60 45		103 100 97 71

Für die Mischungen der Amino-tri-propylpropylolpolyäther (A) oder deren Acetate (AA) und von Monoäthoxydipropanol (MP) erhält man Viskositätsindizes, wie sie den normalerweise erwünschten Normen entsprechen und das für eine sehr große Skala an Mengenanteilen der Bestandteile. Die Tabelle 3 unten erläutert einige dieser Ergebnisse.

Produkt III: Ämino-tri-propy!propylolpolyäther(A) allein mit N = 40.

Produkt IV: Acetat des Ämino-tri-propylpropylolpolyäther (AA) allein mit N = 30. Produkt V: Mischung 40% von III und 60% Monoäthoxydipropanol.

Außerdem hat die Prüfung der Metallproben nach den Versuchen keinen .Korrosionsfraß gezeigt, der auf den mit den Testprodukten in Berührung gekommenen Oberflächen mit dem bloßen Auge entdeckt werden kann.

Diese Prüfungen, in Abwesenheit jeglicher ähnlicher Korrosionsinhibitoren durchgeführt, zeigen gut den Charakter der Inertheit der erfindungsgemäßen Produkte im Hinblick auf die üblicherweise in den hydraulischen Leitungssystemen verwendeten Metalle.

Claims (3)

1. Patentansprüche: :

   I. Hydraulische Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Grundbestandteil mindestens einen Amino-tri-propylpropylolpolyäther der allgemeinen Formel

   CH₃

   I ίο

   CH₂ — CH — 0(C₁H_nO)_xH

   CH₃ CH₂-CH-O(C₃Hf₁OJjH (I)

   CH₃ CH₂-CH-O(C₃H₆O)₁H

   oder einen Ester dieses Amino-tri-propylpropylolpolyäthers mit einer aliphatischen oder aromatischen Carbonsäure enthalten, wobei die Symbole x. y und. ζ ganze Zahlen darstellen und die Summe N = .y + y + ζ + 3 mindestens 12 beträgt und vorzugsweise zwischen 12 und 60 liegt.
2. 2. Hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Amino-tripropylpropylolpolyäther der Formel (I) und/oder deren Ester als einzigen Bestandteil enthält.
3. 3. Hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von mindestens 10 Gewichtsprozent eines Amino-tri-propylpropyloipolyäthers oder dessen Ester mit einer aliphatischen oder aromatischen Carbonsäure, wobei der Rest auf 100 Gewichtsprozent aus üblichen hydraulischen Flüssigkeiten und gegebenenfalls den üblichen Zusätzen besteht.