Смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиационной техники
Владельцы патента RU 2476586:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции негорючей рабочей (гидравлической) жидкости, содержащей 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, и синергическую смесь присадок. В состав присадок входит загущающая присадка полибутилметакрилат с мол. мас. 5000-6500, эпоксидная смола, антикоррозионная присадка Хромоксан Б, стабилизирующая присадка Ирганокс 1010 FF, ингибитор окисления Ирганокс L 57, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол, пассиватор металла Амино О, краситель при определенных подобранных соотношениях. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазочной композиции негорючей рабочей жидкости с повышенной взрывопожаробезопасностью для авиационной техники, обеспечивающей стабильную работу гидравлических систем в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C. 4 табл.
Изобретение относится к созданию взрывопожаробезопасной рабочей (гидравлической) жидкости, предназначенной для использования в гидравлических системах авиации, авиационных приборов, в частности самолетов с повышенными стабильными свойствами в широком температурном интервале от минусовых температур до плюсовых температур, в частности до 150°C.
К авиационным рабочим жидкостям предъявляются жесткие требования: они должны быть огнестойки, термически и термоокислительно стабильны, не вызывать повреждения и износ металлических деталей, контактирующих с жидкостью, за счет аэрозионной активности жидкости.
Известна авиационная взрывопожаробезопасная рабочая жидкость для гидросистем самолетов, имеющая состав, мас.% (US 3976585, 1976):
| Эпоксидное соединение | 0,1-10,0 |
| Полиалкилметакрилат | 2,0-20,0 |
| Вода | 0,2 |
| Дибутилфенилфосфат | До 100 |
В качестве эпоксидного соединения используют алкил-3,4-эпоксициклогексан.
Указанная композиция имеет высокую огнестойкость. Недостатком этой композиции является низкая термическая стабильность: жидкость выдерживает без ухудшения свойств 200 ч термостатирования при 125°C; свыше 200 ч кислотное число повышается до 0,5 мг КОН, г, коррозия меди достигает 0,4 мг/см3.
Кроме того, недостатком этой композиции является ее высокая эрозионная активность, о чем свидетельствует низкое значение удельной проводимости.
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.
Из MX 2007005385, 09.07.2007 известны функциональные жидкости, применяемые в авиационных гидравлических системах и состоящие из 50% триалкилфосфата (50-75%), и как минимум одного соединения арила (5-20%); типичный состав ее следующий - около 60% трибутилфосфата, около 10% триизобутилфосфата и 10% изопропилатного нафталина, и от 10 до 20% присадок, таких как присадка, улучшающая индекс вязкости (поли(бутил)гексилметакрилат), антиокислитель Ионол, антиокислитель 1,3,5-триметил1-2,4,6-трис(3,5-ди-третбутилгидроксифенил)бензол; диоктилдифениламин, 1,2-ди(фенилтио)этан, медный ингибитор коррозии, 2-этилгексилэпоксициклогексилкарбоксилат MCS-1562 и другие присадки. Данный состав является пожаробезопасным, но очень сложен по составу и приготовлению из-за входящих в его состав множества разных присадок. Состав не обладает стабильными характеристиками в широком интервале температур от минусовых (от минус 60°C) до плюсовых (до плюс 150°C).
Технической задачей заявленного изобретения является получение смазочной композиции негорючей рабочей (гидравлической) жидкости с повышенной взрывопожаробезопасностью для авиационной техники, обеспечивающей стабильную работу гидравлических систем в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C, с улучшенными другими свойствами.
Поставленная техническая задача достигается тем, что 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 заявленной 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).
В таблице 1 указаны нормативные документы для компонентов, используемых в составе смазочной композиции негорючей рабочей жидкости для авиации (авиационных приборов) по изобретению.
В таблице 2 представлен пример смазочной композиции по изобретению. В таблице 3 представлены основные характеристики базовой смеси на основе эфиров фосфорной кислоты, используемой в составе смазочной композиции негорючей рабочей жидкости по изобретению.
В таблице 4 представлены основные свойства смазочной композиции негорючей рабочей жидкости по изобретению.
Смазочную композицию негорючей рабочей (гидравлический жидкости) по изобретению готовят следующим образом.
Для приготовления основы загружают в мешалку в заданном соотношении в любой последовательности компоненты: трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат, триизобутилфосфат. Смесь нагревают до 60-80°C и перемешивают при этой температуре до полного смешения компонентов.
К полученной базовой смеси при нагревании добавляют расчетное количество загустителя - полибутилметакрилата. Смесь основы с загустителем перемешивают при нагревании.
В приготовленную загущенную основу вводят расчетные количества эпоксидной смолы, ХромоксанаБ,Агидола-1, стабилизатора Ирганокс 1010FF, ингибитор Ирганокс L57, 1.2.3-Бензотриазол, ингибитор Амино О, краситель.
Полученную смесь перемешивают при нагревании, охлаждают. Как следует из представленных данных, смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации (авиационных приборов) обладает повышенной пожаровзрывобезопасностью, обеспечивает стабильную работу в интервале температур от минус 60°C до плюс 150°C, с перегревом до плюс 150°C; с улучшенными антикоррозионными, антиэррозионными, антиокислительными, антигидролизными и вязкостными свойствами.
Указанные свойства обеспечиваются за счет экспериментально подобранного качественно-количественного сочетания комбинации смеси определенных эфиров фосфорной кислоты (при их определенных соотношениях) с определенными присадками, что в совокупности обеспечивает получение синергитического эффекта и позволяет расширить область работоспособности рабочей жидкости при использовании ее в авиации.
| Таблица 1 | |
| Компоненты: | Нормативная документация |
| Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты: | ТУ 0253-005-07548712-2010 |
| а) трибутилфосфат | ТУ 2435-305-05763458-2001 |
| б) дибутилфенилфосфат | ТУ 2435-305-05763458-2004 |
| в) триизобутилфосфат | ТУ 2435-437-057634-58-2010 |
| Присадки: | |
| - полибутилметакрилат молекулярной массой 5000-6500 | СТП 019950-401-016-81 |
| - Эпоксидная смола циклоалифатическая марки УП-632 или марки ARALDITE-CY-179-1 СН | ТУ 38.402-62-114-90 с изм.1-2 Сертификат фирмы HUNTSMAN |
| Ингибитор окисления Агидол 1. (-2,6-дитретбутилпаракрезол) | ТУ 38.5901237-90 изм.2 |
| Ингибитор окисления Ирганокс 1010FF. (тетраксис-3 (3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенил) пропионат) пентаэритритола | Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия |
| Ингибитор окисления. Ирганокс L-57. (продукт реакции N-фенилбензиламина с 2,4,4-триметилпентеном). | Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия |
| Ингибитор коррозии. Хромоксан Б. (перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия) | ТУ 6-00-0209321-26-89 изм.1 |
| Ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол | ТУ 6-09-1297-87 изм.1-5 |
| Пассиватор металла. Амино 0. (2-(8-гептадеценил)-4,5-дигидро-1Н-имидазол-1-этанол) | Сертификат фирмы BASF СЕ (ciba) Германия |
| Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый | ТУ 6-14-118-80 изм.1-3 |
| Таблица 2 | |||
| № п/п | Наименование компонентов | Нормативный документ | Содержание, мас.% |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Базовая смесь эфиров фосфорной кислоты (БСЭФ) или Базовая смесь состава: | ТУ 0253-005-07548712-2010 | До 100 До 100 |
|
| 1. | а) трибутилфосфат | ТУ 2435-305-05763458-01 | 70,0±3,0 |
| б) дибутилфенилфосфат | ТУ 2493-370-05763458-2004 | 22,0±3,0 | |
| в) триизобутилфосфат | ТУ 2435-437-05763458-2010 | 8,0±1,0 | |
| 2. | Полибутилметакрилат М.в. 5000 | СТП 019950-401-016-81 | 7,5±1,5 |
| 3. | Эпоксидная смола марки ARALDITE-CY 179-1 СН | сертификат фирмы HUNTSMAN | 6,3±0,2 |
| 4. | Поверхностно-активное вещество Хромоксан (марка Б) | ТУ 6-00-0209321-26-89, изм.1 | 0,08±0,02 |
| 5. | Присадка антиокислительная «Агидол-1» | ТУ 38.5901237-90, изм.2 | 0,3±0,05 |
| 6. | Присадка Irganox 1010 FF | сертификат фирмы BASF | 0,5±0,05 |
| 7. | Присадка окисления Irganox L-57 | сертификат фирмы BASF | 0,5±0,05 |
| 8. | 1,2,3-бензотриазол чистый | ТУ 6-09-1291-87 изм.1-5 | 0,01±0,002 |
| 9. | Ингибитор коррозии Amine 0 | сертификат фирмы BASF | 0,01±0,002 |
| 10. | Краситель органический жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый | ТУ 6-14-118-80 изм.1-3 | 0,001 (сверх 100) |
| Таблица 3 | ||
| Наименование показателей | Свойства | |
| 2. Вязкость кинематическая, мм2/с при температуре, в пределах: | ||
| 50°C | 2,0-3,0 | ГОСТ 33 |
| минус 60°C | 300-400 | |
| 3. Плотность при 20°C, г/см3, в пределах | 0,9900-0,9950 | ГОСТ 3900 |
| 4. Кислотное число, мг КОН/г на 1 г | ГОСТ 5985 | |
| масла, не более | 0,007 | |
| 5. Массовая доля воды, % не более | 0,05 | ГОСТ 2477 |
| не нормируется | или 14870 раздел 2 |
| Таблица 4 | ||
| Наименование показателя | Значение показателя | Примечание |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Внешний вид | Прозрачная жидкость от фиолетового до синего цвета | По п.7.3 настоящего стандарта |
| 2. Плотность при 20°C, г/см3 | 1,02 | ГОСТ 3900 |
| не более | не нормируется | ASTM D 4052 или ASTM D 4052-09 |
| 3.Вязкость кинематическая, мм2/с: | ГОСТ 33 или ASTM D 445 | |
| - при 50°C, не менее | 8,5 | |
| - при минус 60°C, не более | 4200 | |
| 4. Температура застывания, °C, не выше | минус 65 | ГОСТ 20287 |
| не нормируется | ASTM D 97 | |
| 5. Кислотное число, мг | ГОСТ 5985 или | |
| КОН/г на 1 г масла, не более | 0,08 | ГОСТ 11362 |
| не нормируется | ASTM D 664 | |
| 6. Содержание водорастворимых кислот и щелочей | отсутствие | ГОСТ 6307 |
| 7. Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C, не ниже | 155 | ГОСТ 4333 метод А |
| не нормируется | ASTM D 92 |
| Таблица 4 (продолжение.) | ||
| 8. Термоокислительная стабильность при температуре плюс (150±1)°C в течение 100 ч: | ГОСТ 20944 с дополнением по п.7.4. настоящего стандарта | |
| а) вязкость кинематическая после окисления, мм2/с, не более: | ||
| - при 50°C | 10,5 | |
| - при минус 60°C | 5000 | |
| б) кислотное число после окисления, мг КОН/г, | ||
| не более | 0,15 | |
| в) весовой показатель коррозии, мг/см2 поверхности каждого металла, не более: | ±0,1 | |
| - медь M1; | ||
| - сталь 30ХГСА; | ||
| - алюминий Д16; | ||
| - бронза БрАж-9-4 | ||
| 9. Массовая доля воды, %, не более | 0,1 | ГОСТ 2477 или ГОСТ 14870, раздел 2 |
| 10. Чистота жидкости по ГОСТ 17216, не грубее | 10 класса | ОСТ 1.41144 с добавлением по п.7.5. настоящего стандарта или ASTM 4898 |
| 11. Смазочные свойства на четырехшариковой машине трения при нагрузке 196 Н и температуре 20°C: | ГОСТ 9490 или ASTM D4172 | |
| - диаметр пятна износа, мм | не нормируется | |
| 12. Удельная электрическая проводимость, мкСм/м, не менее | 40 | По п.7.6. настоящего стандарта |
| 13. Массовая доля эпоксидных смол, %, не менее | 0,7 | по ГОСТ 12497 с дополнением по п.7.7. настоящего стандарта |
| 14. Массовая концентрация кальция, %, не более | 0,0002 | ASTM D 4628 |
| 15. Массовая концентрация натрия, %, не более | 0,0011 | ASTM D 5863-00 |
Смазочная композиция негорючей рабочей жидкости для авиации, содержащая 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-дитретбутилпаракрезол, антикоррозионную присадку Хромоксан Б перфтор-4-метил-3,6-диоксаоктенсульфонат калия, стабилизирующую присадку Ирганокс 1010 FF 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 | 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 |
| вышеуказанная стабилизирующая присадка Ирганокс | |
| 1010 FF | 0,45-0,55 |
| вышеуказанный ингибитор окисления Ирганокс L57 | 0,45-0,55 |
| ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол | 0,008-0,012 |
| пассиватор металла Амино О | 0,008-0,012 |
| указанная базовая смесь эфиров фосфорной кислоты | остальное |
| до 100% | |
| краситель органический жирорастворимый | 0,0008-0,0012 |
| фиолетовый антрахиноновый | (свыше 100%) |
