DE2140465A1 - Hydraulisches Flussigkeitsgemisch - Google Patents

Hydraulisches Flussigkeitsgemisch

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DE2140465A1 DE19712140465 DE2140465A DE2140465A1 DE 2140465 A1 DE2140465 A1 DE 2140465A1 DE 19712140465 DE19712140465 DE 19712140465 DE 2140465 A DE2140465 A DE 2140465A DE 2140465 A1 DE2140465 A1 DE 2140465A1
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styrenated
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Silvio Louis Whitestone N Y Mirviss Stanley Burton Stamford Conn Giohto, (V St A ) ClOm 3 40
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Stauffer Chemical Co , New York, NY (V St A )
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Description

tECHTSANWÄUf
DR. JUR. DäPL-CHEM. WALTER BEIL ALFREDHOEPPENER 11. Aug. 1971
DR, JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOLFP DR. JUR. HANS CHR. BEIL
«23 FiANKFUBTAM AAAiN-HQCHSf
AMONBRAiSiN
Unsere Nr. 17.255
Stauffer Chemical Company New York, Ν.Ϊ., V.St.A.
Hydraulisches Flüssigkeitsgemisch.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Flussigkeitsgemisch zur Übertragung von Druck in einem hydraulischen System, bestehend aus einem Gemisch aus einem styrolierten Triarylphosphat und einem Alkylphenyl-phenylphosphat.
Funktionelle Flüssigkeiten, die für das Arbeiten hydraulischer Mechanismen geeignet sind, erfordern eine Kombination von Eigenschaften, die bei vielen zur Ver fügung stehenden Materialien oft nicht zu erreichen sind. Zu den Eigenschaften, die für das sichere und zufriedenstellende Arbeiten bei niedriger Temperatur erforderlich sind, gehört ein niedriger Gleitpunkt, der es ermöglicht, daß die hydraulische Flüssigkeit bei niedrigen Tempera türen arbeiten kann. Funktionelle Flüssigkeiten sollten ferner eine geringe Oxidationsempfindlichkeit' aufweisen,
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so daß sie ohne Schlammbildung arbeiten. Eine weitere bedeutende Eigenschaft derartiger Flüssigkeiten besteht in einer flachen Viskositäts-Temperaturkurve, das heiist, einem hohen Viskositätsindex, durch den die Flüssigkeit über einen weiten Temperaturbereich verwendun^sfähig bleibt. Eine der wichtigsten Eigenschaften, die bei Flüssigkeiten erforderlich ist, welche entweder in der Industrie oder im. Bergbau oder für militärische Zwecke verwendet werden sollen, ist eine geringstmögliche Feuergefährlichkeit. Su v/eiteren wünschenswerten Eigenschaften für derartige Produkte gehören ein verhältnismäßig hoher Siedepunkt sowie die Eigenschaften einer geringen Korrosion.
Bislang wurden Gemische verschiedenartiger Phosphate zur Verwendung als funktionelle Flüssigkeiten verwendet. Triaryl- und Trialkylphosphate wurden als solche oder in Kombination miteinander zur 'Erzielung funktioneller Flüssigkeiten mit einer Vielzahl von Eigenschaften verwendet. Jedoch fehlen den bislang bekannten Flüssigkeiten eine oder mehrere der vorstehend erwähnten Eigen schäften.
Ein Ziel dar vorliegenden Erfindung sind funktionelle Flüssigkeiten* die alle vorstehend beschriebenen Eigen schäften aufweisen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine auf vollkommen synthetischer Basis hergestellte funktionelle Flüssigkeit, die aus zwei Komponenten beateht, welche, wenn sie in variierenden Mengenanteilen
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kombiniert werden, eine Reihe von Flüssigkeiten mit variierender Viskosität ergeben, und zwar je nach den Mengenanteilen, wobei jiede dieser Flüssigkeiten gegenüber bekannten Fluss:! gkeiten mit ähnlicher Viskosität über ragende Eigenschaften aufweist.
Es wurae nun gefunden, daß diese Ziele dadurch, er-' reicht werden können, daß man eine funktionelle Flüssigkeicszusammensetzung verwendet, die aus einerr. styrolierten Triarylphosphat und einem Alkylphenylphosphat be steht.
Die erfindungsgemäßen funktionellen Flüesigkeitssusamiaensei:ziungen sind Flüssigkeiten auf vollsynthetischer Grundlage, die eu etwa 10 bis etwa 90 GeY/.-%, bezogen auf die Gesamtzusaiamensetzung, aus einem styrolierten Triarylphosphat und etwa 90 bis etwa 10 Gew.-#, bezogen auf die uesarutzusamKensetzung, aus einem Alkylphenylarylphocphact besteht. Diese Flüssigkeiten können ferner geringe Mengen verschiedenartiger Zusätze enthalten, wie beispielsweise Antioxidationsmittel, Hostinhibitoren, Entschäumungsmittel und Drucklageradditive.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten styrolierten Triarylphosphate haben die folgende allge neir.e Foraol:
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BAD ORKSlNAt
3-x
in der χ eine Zahl von etwa 0,i? bis etwa 2, vorzugsweise etwa 0,7 bis etwa 1,5 einschließlich bedeutet, η eine Zahl von 1 bis 3 einschließlich und a sowie c jeweils Zahlen von 0 bis 5 einschließlich sind, b eine Zahl von O
bis 4 einscnließlich und R-,
sowie R, jeweils eine Alkyl-
grlippe mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen sind.
Die Verbindungen sind durch eine hohe Viskosität gekennzeichnet, das heißt, die Viskositäten liegen über Saybolt Universal Sekunden bei 380G. Der Wert χ ist gleich der Durchschnittsanzahl der Styrylphenylgruppen pro Phosphatgruppe. Er bezeichnet daher ein Gemisch von Phosphaten anstelle uiner reinen Verbindung. let beispielsweise das zur Verwendung kommende Styryltriphenylphosphat ein Styrylphosphat mit einem Wert für χ von 1,5 und für η von 1, so besteht es aus einem Gemisch von Styrylphenyldiphenyl phosphat, Tistyrylphenylphenylphosphat, Triphenylphosphat und verschiedenartigen anderen Isomeren; das Gemisch hat dabei einen Durchschnittswert von 1,5 Styrylphenyl gruppen pro Phosphatgruppe. Beispiele für Styrylphenylverbindungen, die bei der vorliegenden Erfindung bevor zugt werden, sind: Styrylplienyldiphenylphoaphat, ' Styrylphenyldicresyl phosphat, Styryl pherjyldixylyl phosphat, Styrylphenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat, Styryl -
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BAD OBtGlNAL
2140495
phenyl-bis-(butylphenyl)-phosphat, Isopropylbenzylphenyldiphenyiphosphat, sowie Gemisch der vorstehenden Verbindungen mit 3is-(styrylphenyl)-phenylphosphat, Bis-(styrylphenyl)-cresylphosphat, Bis-(styrylphenyl)-xyIyI-phosphat und dergleichen.
Styrylphenyldiphenylphosphat und Styrylphenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat mit einem Wert für χ von 0,7 bis 1,5 und einem Wert für η von 1 werden besonders bevor zugt. Ferner gehören zu den erfindungsgemäßen Verbindungen: Distyrylphenyldiphenylphosphat, Distyryiphenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat, Tristyrylphenyldiphenylphosphat, Bis-(distyryiphenyl)-phenylphosphat, Distyryiphenyldicresylphosphat, Distyryiphenyldixylenylphosphat und deren Gemische.
Die vorstehend erwähnten Verbindungen dienen lediglich der Erläuterung und sollen keine vollständige Aufzählung bedeuten.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Alkylphenylphosphate haben die folgende allgemeine Formel:
3-y
in der 12. eine Alkylgruppe mit 3 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, d eine Zahl von 1 bis 5 einschließlich und y
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2H0465
eine Zahl von etwa 0,2 bis etwa 2,5 bedeuten.
Wie χ bezeichnet y ©inen Durchschnittswert für ein Gemisch von Phosphaten. Diese Verbindungen sind in der Technik gut bekannt, sie zeichnen sich durch verhältnismäßig niedrige Viskositäten im Vergleich zu den styroliertea Triarylphosphaten aus. Normalerweise liegen ihre Viskosität swerte unter 200 %a$oölt Universal Sekunden bei 38 C. Nachstehend werden Beispiele für diese Verbindungen aufgeführt: Isopropylpheny!diphenylphosphat, Bie-isopropylphenylphosphat, DiisopropylphenyldiphenylphO3phat, tert.-Butylphenyldiphenylphosphat, sgc.-Butylphenyldiphenylphosphat, Hexylphenyldiphenylphosphat, Octylphenyldiphenylphosphat und Gemische derselben. Bevorzugt v/erden Isopropylphenyldiphenyiphosphat und die Butylphenyldiphenylphosphate.
Die styrolierten Triarylphosphate und Alkylphenylphosphat-e werden in Kengenantsilen von etwa 10 bis etwa 90 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Gemisch des styrolierten 'Iriarylphosphats und etwa 90 bis etwa 10 % Älkylphenylphosphat gemischt. Dieses Mischen wird nach einem der bekannten Verfahren zum Mischen von Flüssigkeiten vorgenommen. Die Viskosität des Gemischs schwankt über einen weiten Bereich hin, znd zwar je nach den besonderen zur Verwendung kommenden Phosphaten und den Mengenverhältnissen, in denen sie gemischt werden. Infolgedessen kann durch Variieren der relativen Mengenverhältnisse der beiden zur Verwendung kommenden Phosphate eine Serie von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten aus lediglich zwei Komponenten erhalten werden. Normalerweise haben diese Flüssigkeiten Viskositäten im Bereich von etwa 100 bis etwa 900 Saybolt Universal Sekunden und vorzugsweise von etwa 220 bis etwa t>00 Saybolt Universal Sekunden
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bad
bei 380C.
Die erfindungsgeraäßen Flüssigkeiten sind durch eine außergewöhnlich hohe Oxidationsbeständigkeit, niedrige Gießpunkte, hohe Selbstentzündungstemperaturen und verhält nismäßig hohe Viskositätsindices im Vergleich zu den bislang bekannten Flüssigkeiten gekennzeichnet. Ferner weisen die erfindungsgcmäßen Flüssigkeiten eine ausgezeichnete Flanunwidrigkeit und hydrolytische Beständigkeit auf.
Die erfindungagemäßen Flüssigkeiten können ferner geringe Mengen anderer Zusätze enthalten, die in der 'Technik gut bekannt sind. Die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten haben swar an eich eine ausgezeichnete Oxidations bestiindigkeit, ,-jedoch kann diese Eigenschaft durch Zugabe eines beliebigen, normalerweise verwendeten Antioxidationsmittels, wie beispielsweise eines Arylamine, Alkylphenols, liaphthylamins und Alkylphenylamino, verbessert werden.
Die Naphthylamine, wie beispielsweise Phenyl- oL-naphthylaniin und Oc cylphenyl- ot-naphthylamin, sowie die Alkylphenylair.ine, wie beispielsweise Dioctyldiphenylaniin, sind besondere v/srtvolle Antioxidationsmittel für die erfindur.gcge mäßen Flüssigkeiten. Diese Antioxidationsmittel werden normalerweise in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-% gemischt. Ferner können Rostschutzmittel, wie beispielsweise mehrwertige Alkohole, Alkylraalon- und Bernsteinsäuren, Amine, Aminophenole und die mehrwertigen Metallsalze von Organosulfonsäuren, in die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten eingearbeitet, werden. Diese Rostschutz mittel werden ebenfalls in geringen Mengenanteilen verwendet, das heißt zwischen etwa 0,1 und etwa 2 Gew.-Jt' .
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BAD
Außerdem können Schaumhemmungsmittel in die Flüssigkeiten eingearbeitet werden.
Die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten entfalten ihre Wirkung in geschlossenen hydraulischen Systemen, wie beispielsweise Kompressoren, hydraulischen
FlugzeuKlifts in Flugzeugträgern, Aufzügen, Hebebühnen, Bremssystemen, basischen Sauer stofföfen, Spritzgußausrüstungen, Nivellierungsvorrichtungen, oder Servokontrolleinheiten, und zwar derart, daß bei Anwendung von Druck auf die Flüssigkeit an einem spezifischen Punkt innerhalb der Begrenzungen des hydraulischen Systems der Druck durch die Flüssigkeit auf jeden anderen Punkt innerhalb des hydraulischen Systems über tragen wird.
Die Erfindung wird ferner durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1;
Styrylphenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat wurde dadurch synthetisch Hergestellt, daß man ein im Handel erhältliches styroliertes Phenol mit Phosphoroxychlorid in Gegenwart von Magnesiumchlorid umsetzte und anschließend das so erhaltene Produkt mit einem im Handel erhältlichen isopropylierten Phenol umsetzte. Das Produkt enthielt durchschnittlich etwa 0,7 Styrylphenylgruppen pro Molekül und hatte eine Viskosität von 1.009 Saybolt Universal Sekunden bei 380C. Dieses styrolierte Phenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat wurde mit dem Isopropylphenyldiphenylphosphat in einem Verhältnis von etwa 42 zu 58 %$ bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, gemischt.
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Die Flüssigkeit hatte die nachstehend in Tabelle I aufgeführten Eigenschaften.
Tabelle I:
Viskosität (Sayboit Universal Sekunden)
bei 380C 21?
bei 99°C 43,9
Viskosität sindez 2.2
Gießpunkt (0C) ' -29
Azidität (rag KOil/g) 0,14
Serbstentsündungstemperatur ( C) 5&5
Flammpunkt (0C) 243
Brennpunkt (0C) 335 ■
Sndzündung im heißen Rohrsystem (Tropfen) 804 Temp. (0C)
Shell-4 Ku/rel-Test (54°C, 600 U/Min.)
10 kg 0,30
40 kg 0,50
Beispiel 2:
Styrylphenyldiphenylphosphat wurde synthetisch durch Umsetzung eines im Handel erhältlichen styrolierten Phenols mit Phosphoroxychlorid in Gegenwart.von Magnesiumchlorid und anschließende Umsetzung des so erhaltenen Produkts mit Phenol hergestellt. Das Produkt enthielt durchschnittlich etwas mehr als eine Styrylphenylgruppo
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2U046.S
- IO -
pro Molekül und hatte eine Viskosität von 1.033 Saybolt Universal Sekunden bei 380C. Dieses Styrylphenyl diphenylphosphat wurde mit Isopropylphenyldiphenylpnosphat in einem Verhältnis von etwa 42 zu 58 %, bezogen auf dae Gewicht der gesamten Zusammensetzung, gemischt. Die Flüssigkeit hatte die in Tabelle II angegebenen Eigenschaften:
Tabelle II: 219
Viskosität (Saybolt Universal Sekunden) 44
bei. 380C 28
bei 99°C 0,04
Viskositätsindex 604
Azidität (mg KQH/g) 135
Selbstentzündung-; temperatur ( C) 343
Flammpunkt (0C)
Brennpunkt ( C)
Ähnliche Tests wurden rnit einer im Handel erhältlichen und unter dem Handalsnamen "Fyrquel 220" von der Firma Stauffer Chemical Company, New York verkauften Flüssigkeit durchgeführt. "Fyrquel 220" ist eine Flüssigkeit auf Triarylphosphatbasis mit.einer Viskosität von etwa 220 Saybolt Universal Sekunden bei 380C. Die Flanmeigenschaften für die Styrylphenyldiphenylphosphat-Flüssigkeit und "Fyrquel 220" waren in etwa die gleichen, jedoch hatte das Styrylphenyldiphenylphosphat einen, beachtlich höheren Viskositätsindex und war daher innerhalb eines größeren Anwendungsbereichs verwendbar als dies bei der handelsüblichen Flüssigkeit der Fall war.
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21404Q3
Beispiel 3i
Dia in Beispiel 2 verwendete Flüssigkeit wurde nach dem in ASTM-D2271 beschriebenen Verfahren in einer Vickers-Flügelradpumpe getestet. Es wurde ein Gesamtvolumen von 36 Liter verwendet, und die Temperatur wurde bei 66 C unter einem Druck von 140,6 kg/cm gehalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle III wiedergegeben.
Tabelle IHg ·
Gesamtgewichtsverlust (g) des
Viskosität Säurezahl Flügelrads (S.U.Sek.) (mg KOH/g)
Zeit Rings
(Std.)
π 0,0141
\j
24		 0,0166
4δ 0,0l8b
161
237
495
800
1000 0,0193
0,0197
0,002b
0,00**2
0,0049
0,0052
0,0053
Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten ihre Viskositäts- und Aziditätseigenschaften innerhalb enger Toleranzen über lange Zeiträume kontinuierlicher Verwendung hinweg, beibehalten, wobei die Korrosioneeinwirkung auf das Material sehr gering ist.
219 0,04
210 0,07
213 0,06
214 0,10
213 0,1b
216 0,34
216 0,55
216 0,63
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2UQ4G5
Beispiel 4:
Eine Eeihe von Flüssigkeiten wurde unter Variieren der Mengenanteile an Styrylphenylphoephat und Isopropylphenyldiphenylphosphat, die in Beispiel 2 verwendet wurden, hergestellt. Die jeweiligen Mengenanteile werden in Tabelle IV aufgeführt.
Tabelle IV: Viskosität
bei 38 C S.U.
Sek.)
Styrylphenyl-
diphenylpho sphat
(Gew.-JS) 		Isopropylphenyl-
diphenylphosphat ·		 121
IO 90 133
15 85 148
22 78 219
42 58 491
75 25 546
80 20
Sämtliche in Tabelle IV aufgeführten Gemische haben eine verhältnismäßig niedrige Azidität, hohe Viskosität und vergleichbare Flamseigenschaften im Einblick auf h&ndelsübliehe Flüssigkeiten mit vergleichbaren Viskositäten.
liSSOi/1128

Claims (1)

  1. Patentansprüche;
    1. Synthetisches hydraulisches Flüssigkeitsgemisch bestehend aus:
    a) etwa 10 bis etwa 90 Gaw.-# des Gesamtgemischs eines styrolierten Triarylphosphats der allgemeinen Formel:
    0 ei
    3-x
    in der χ eine Zahl von etwa 0,5 bis etwa l2,0 einschließlich, η eine Zahl von 1 bis 3 einschließlich und a sowie c jeweils Zahlen von O bis etwa 5s b eine Zahl von O bis 4 einschließlich, und B,, R2 und R, jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten„ und
    b) etwa 90 bis etwa 10 Gew.-% des Gesamtg® misefos eines Älkylphenylphosphats der allgemeinen Formal?
    Il
    in der R, eine Alkylgruppe mit 3 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, d eine Zahl von 1 bis 5 einschließlich und Y eine Zahl von etwa 0,2 bis etwa 2S5 einschließlich bedeuten, wobei das Gemisch eine Viskosität hat, die im Bereich von etwa 100 bis etwa 900 Saybolt Universal Sekunden bei 380C liegt.
    2. Gemisch nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß η gleich 1 ist und χ eine Zahl von etwa 0,7 bis etwa 1,5 bedeutet.
    3. Gemisch nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß das styrolierte Triarylphosphat Styrylphenyldiphenylphosphat ist.
    4. Gemisch nach Anspruch ls dadurch gekennzeichnet, daß das styrolierte Triarylphosphat Styrylphenyl-bis-(isopropylphenyl)-phosphat ist«,
    5e 25usaimaens@tzuKg' n'aeh Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet 9 daß das AliEyIpl:«.©iiyIpko-3p'iat Isopropyl phenyldiphen^lphosphat ist.
    2U0465
    6. Zusammensetzung nach Anspruch I9 dadurch gekenn zeichnet, daß das Älkylphenylphosphat tert.-Butylphenyldiphenylphosphat oder sek.-Butylphenyldiphenylphosphat ist.
    Für: Stauffer Chemical Company
    Rechtsanwalt
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