Гидравлическая жидкость

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к негорючим гидравлическим жидкостям, используемым в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах машин литья металлов под давлением. Жидкость содержит (мас.%): гликоль 15-35, вода 37-42, едкий натр 0,58-0,63, 2-меркаптобензтиазол 0,045-0,055, олеиновая кислота 0,75-0,85, морфолин 3,3-3,8, бутилцеллозольв 4,8-5,3, циклогексанон 1,32-1,8, бензойная кислота 1,6-1,8, пеногаситель 0,01-0,1, краситель 0,0025-0,0035, загуститель - остальное. В качестве загустителя жидкость содержит водорастворимый сополимер окисей этилена и пропилена молекулярной массы 600-10000. 2 табл.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к негорючим гидравлическим жидкостям, используемым в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах машин литья металлов под давлением нового поколения.

Известны негорючие гидравлические жидкости (НГЖ) на водогликолевой основе, содержащие ингибиторы коррозии черных и цветных металлов, такие как гидроокиси щелочных металлов; амины, такие как морфолин, этаноламин, триэтаноламин; аминонитриты, такие как диизопропиламмоний нитрит, меркаптобензтиазол; бораты щелочных металлов, фосфаты и нитриты (патент США N 2602780, кл. 252-73, 1952; патент США N 2947699, кл. 252-76, 1960; патент США N 3005776, кл. 252-77, 1961; патент США N 3992312, кл. 252-77, 1976; Европейский патент N 0221212, кл. C 23 F 11/173, 1985; патент Польши N 149256, кл. C 10 M 169/06, 1990).

Рассмотренные гидравлические жидкости обладают невысокими антикоррозионными свойствами, проявляя заметную агрессивность как по отношению в черным, так и цветным металлам.

Наиболее близкой по своему составу и свойствам (прототип) является гидравлическая жидкость, имеющая следующий состав, мас. (патент ГДР N 265528, кл. C 10 M 173/02, 1989): Гликоль 15-23 Полиэтиленгликоль 10 21 Оксиэтилированный пропиленгликоль 5-10,5 Пропоксилированный глицерин 5 8 Триэтаноламин 1 3,5 Гексаметилентетрамин 0,01-0,2 2-Меркаптобензтиазол 0,01-0,1 Нитрит натрия 0,01 0,2 Калийные мыла жирных кислот C_12-18 0,01 0,2
Смесь метилсиликоновых масел 0,01 0, 05
Алифатичеcкий спирт C_6-18 0,005 -0,02
Вода 63,855 33,230
Недостатком прототипа является высокая агрессивность по отношению к стали и чугуну, а также наличие в составе нитрита натрия, приводящее к образованию нитрозаминов, являющихся канцерогенными веществами.

Целью изобретения является повышение защитных свойств жидкости по отношению к стали и чугуну.

Поставленная цель достигается тем, что негорючая гидравлическая жидкость, содержащая гликоль, воду, загуститель (смесь полиэтиленгликоля, оксиэтилированного пропиленгликоля и пропоксилированного глицерина), амины, 2-меркаптобензтиазол, нитрит натрия, антиоксидант (гексаметилентетрамин), смазывающий агент (алифатический спирт C_6-18) и пеногаситель (калийные мыла жирных кислот и смесь метилсиликоновых масел), дополнительно содержит циклогексанон и бензойную кислоту, а в качестве антиоксиданта морфолин, при следующем соотношении компонентов, мас.

Гликоль 15,0 35,0
Едкий натр 0,58 0,63
2-Меркаптобензтиазол 0,045 0,055
Олеиновая кислота 0,75 0,85
Морфолин 3,3 3,8
Циклогексанон 1,32 1,8
Бензойная кислота 1,6 1,8
Бутилцеллозольв 4,8 5,3
Пеногаситель 0,01 0,1
Краситель 0,0025 0,0035
Вода 37 42
Загуститель Оостальное
В качестве гликоля используют этиленгликоль (по ГОСТ 19710-83) или пропиленгликоль (по ТУ 6-09-2434-81).

В качестве загустителя используют водорастворимый полиалкиленгликоль - сополимер окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой от 600 до 10000, например Гидропол-200 по ТУ 6-14-41-77.

В качестве пеногасителя используют органический пеногаситель на кремнийорганической основе, например ЭАП 40 по ТУ 6-02-892-79.

В качестве антиоксиданта используют морфолин (ТУ 6-14-366-80), который одновременно проявляет антикоррозионные свойства.

В качестве красителя используют спиртоводорастворимый краситель, например Бордо C по ТУ 6-14-759-80.

Для придания деаэрационных свойств жидкости используют бутилцеллозольв по ТУ 6-01-646-84.

В качестве смазывающего агента используют алеиновую кислоту (по ГОСТ-7580-55).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный состав негорючей гидравлической жидкости отличается от известного введением двух новых компонентов циклогексанона и бензойной кислоты. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию новизна.

Применение в данном составе гидравлической жидкости новых компонентов в сочетании с известными при указанных в формуле изобретения соотношениях обеспечивает более высокую коррозионную стабильность негорючей гидравлической жидкости по сравнению с известной относительно конструкционных материалов (стали и чугуна). При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Негорючую гидравлическую жидкость данного состава готовят последовательным растворением компонентов в водогликолевой смеси путем их перемешивания при 45 60^oC с последующей фильтрацией полученного раствора.

Для испытания приготовлены образцы, составы которых представлены в табл. 1.

Пример 1. В емкость помещают 31,617 г этиленгликоля и 41,9 г воды, нагревают до 55^oC, при перемешивании последовательно растворяют 0,8 г олеиновой кислоты, 3,5 г морфолина, 5,0 г бутилцеллозольва, 0,05 г 2-меркаптобензтиазола, 0,02 г пеногасителя, 0,61 г едкого натра, 0,003 г красителя, 16,5 г загустителя. Смесь выдерживают 1,5 ч до полного растворения всех компонентов. Полученный раствор фильтруют через фильтровальную бумагу, бельтинг или другие фильтрующие материалы.

Пример 17. К 28,497 г этиленгликоля приливают 41,5 г воды, смесь нагревают до 50 55^oC при постоянном перемешивании. Затем к полученной смеси последовательно добавляют 16,8 г загустителя, 0,8 г олеиновой кислоты, 1,7 г бензойной кислоты, 3,5 г морфолина, 1,5 г циклогексанона, 5,0 г бутилцеллозольва, 0,05 г 2-меркаптобензтиазола, 0,02 г пеногасителя, 0,63 г едкого натра, 0,003 г красителя и перемешивают 1,5 ч до полного растворения компонентов. Полученный раствор фильтруют через фильтровальную бумагу, бельтинг или другие фильтрующие материалы.

Состав образца прототипа (25) также представлен в табл.1.

Основные физико-химические свойства негорючей гидравлической жидкости данного состава:
Плотность при 20^oC, г/см³ 1,05 1,07
Вязкость при 40^oC, мм²/с 46 52
Водородный показатель (pH) 8,5 11,0
Низкотемпературные свойства Сохраняет текучесть при минус 30^oC
Индекс вязкости Не ниже 150
Щелочность, см³ Не ниже 150
Склонность к пенообразованию, см³:
При 24^oC, н/б 30
При 94^oC, н/б 30
При 24^oC после 94^oC, н/б 25
Стойкость пены, см³:
При 24^oC Отс.

При 94^oC Отс.

При 24^oC после 94^oC Отс.

Образцы НГЖ (табл.1) подвергают коррозионным испытаниям по методике ASTM-1384 в течение 168 ч при температуре 601^oC.

Предварительно взвешенные пластины стандартных металлов, соединенных в определенной последовательности, помещают в термостатируемый сосуд, заполненный испытуемым раствором, и подогревают его.

По окончании испытаний образцы металлов промывают дистиллированной водой и взвешивают. За результат испытания принимают разность в массах образцов (потеря массы), определенных до и после испытаний. Сравнительные результаты коррозионных испытаний представлены в табл.2, из которой видно, что применение НГЖ, не включающей в свой состав бензойную кислоту и циклогексанон (состав 1), не обеспечивает требуемых антикоррозионных свойств.

Добавление к НГЖ 1,4% бензойной кислоты в отсутствие циклогексана (состав 2) лишь незначительно улучшает антикоррозионные свойства НГЖ.

Работа с НГЖ, содержащей от 1,6 до 1,8% бензойной кислоты (состав 3 5), позволяет добиться антикоррозионных свойств жидкости, не уступающих прототипу (состав 25).

Дальнейшее увеличение содержания бензойной кислоты до 2% (состав 6) практически не влияет на улучшение коррозионных свойств жидкости.

При введении в состав НГЖ циклогексанона в пределах 1,32 1,8% (состав 8 10), при отсутствии бензойной кислоты, удается улучшить антикоррозионные свойства жидкости до уровня прототипа. Уменьшение концентрации циклогексанона ниже 1,32% вызывает снижение коррозионной стойкости стали и чугуна (состав 7), увеличение же его концентрации сверх верхнего предела не приводит к значительному повышению положительного эффекта (состав 11).

Найдено, что совместное использование в НГЖ циклогексанона (1,2%) и бензойной кислоты (1,4%) (состав 12) улучшает антикоррозионные свойства жидкости по сравнению с прототипом.

Как показано в табл.2, введение в состав НГЖ от 1,6 до 1,8% бензойной кислоты и от 1,32 до 1,8% циклогексанона (состав 13 21) значительно улучшает качество жидкости и позволяет снизить коррозию стали и чугуна практически до минимума.

При концентрации бензойной кислоты и циклогексанона выше верхнего предела значительного увеличения положительного эффекта не происходит (состав 24).

Таким образом, данный состав негорючей гидравлической жидкости обладает повышенными защитными свойствами по отношению к стали и чугуну.

Формула изобретения

Гидравлическая жидкость, содержащая воду, гликоль, загуститель, 2-меркаптобензтиазол и пеногаситель, отличающаяся тем, что жидкость в качестве загустителя содержит водорастворимый сополимер окисей этилена и пропилена мол. м. 600 10000 и дополнительно содержит морфолин, циклогексанон, бутилцеллозольв, бензойную кислоту, едкий натр, олеиновую кислоту и краситель при следующем соотношении компонентов, мас.

Гликоль 15 35
Вода 37 42
Едкий натр 0,58 0,63
2-Меркаптобензтиазол 0,045 0,055
Олеиновая кислота 0,75 0,85
Морфолин 3,3 3,8
Бутилцеллозольв 4,8 5,3
Циклогесканон 1,32 1,8
Бензойная кислота 1,6 1,8
Пеногаситель 0,01 0,1
Краситель 0,0025 0,0035
Загуститель Остальноее

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4