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"Perfectionnements relatifs aux compositions liquides et procédés de transmission de puissance et de lubrification utilisant ces
EMI1.1
no \. 0 compositions". , II\) 1- ,.. -
La présente invention est relative à une composition liquide particulièrement utilisable pour la transmission de la puissance dans les systèmes hydrauliques, et notamment comme liquide hydrau- lique ininflammable dans les systèmes de commande hydrauliques à bord des avions ; l'invention a aussi pour objet un procédé de transmission de la puissance dans les parties d'un système hydrau- lique, et de graissage desdites parties.
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La présente invention prévoit une composition consistant es- sentiellement en un phosphate de monoalkyl-diaryle, dans lequel les groupes aryle sont des membres du groupe consistant en radicaux phényl, crésyl et xylyl et dans lequel le groupe monoalkyl a de 1 à 10 atomes de carbone, et en une proportion suffisante d'un métha- crylate de polyalkyl pour augmenter la viscosité de la composition aux températures élevées et pour augmenter l'indice de viscosité de la composition.
On connaît divers fluides qui sont destinés à la transmis- sion de la puissance dans des dispositifs hydrauliques, parmi les- quels certains fluides connus destinés à être utilisés dans les systèmes hydrauliques des avions. Toutefois, les systèmes de com- mande hydrauliques pour avions, destinés à la commande des divers dispositifs à bord d'un avion, imposent au fluide hydraulique uti- lisé des conditions rigoureuses. Non seulement le fluide hydrauli- que pour avions est soumis à des conditions fonctionnelles et d'u- sage mais de plus, un tel fluide doit être aussi ininflammable que possible et doit être suffisamment ininflammable pour satisfaire aux cahiers des charges de l'aéronautique, en ce qui concerne la résistance au feu.
Les caractéristiques de viscosité du fluide doi- vent être telles qu'il puisse être utilisé entre des limites de tom pérature étendues ; autrement dit, il doit offrir une viscosité suffisamment élevée à haute température, une faible viscosité à basse température, et un taux de variation faible de la viscosité en fonction de la température. Son point de congélation doit être bas. Sa volatilité doit être faible aux hautes températures de ser- vice et la volatilité doit être équilibrée, c'est-à-dire qu'il ne doit pas se produire d'évaporation ou de volatilisation sélective d'un constituant important, quel qu'il soit, aux hautes température de service.
Il doit présenter une onctuosité et une stabili- té mécanique suffisantes pour permettre son emploi dans les pompes,
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valves, etc.., à auto-graissage, entrant dans les systèmes hy- drauliques d'avions, et dont l'action sur le fluide est très ri- goureuse. Il doit être stable chimiquement pour pouvoir résister aux réactions chimiques telles que l'oxydation, la décomposition, etc..,de façon à résister, sous les conditions de service, à la perte des caractéristiques désirées, qui serait due à d'importants et brusques changements de pression, de températureß à des efforts importants de cisaillement,et au contact avec des métaux divers qui peuvent être, par exemple, de l'aluminium, du bronze, de l'a- cier, etc..Il ne doit pas non plus détériorer les joints ou gar- nitures du système hydraulique.
Il ne doit pas altérer les matiè- res dont ce système est constitué et, dans le cas d'une fuite, il ne doit pas non plus attaquer les diverses parties de l'avion avec lesquelles il pourrait entrer accidentellement en contact. Il ne doit pas être toxique ni nuisible au personnel susceptible d'en- trer en contact avec lui. Enfin et en plus de toutes les exigen- ces de ce genre relatives à son utilisation à bord des avions,le fluide doit être suffisamment ininflammable pour satisfaire aux cahiers des charges de l'aéronautique.
On a déjà proposé de nombreux mélanges pour les fluides hy- drauliques. Les fractions légères d'huiles de pétrole addition- nées d'agents abaissant le point de congélation, améliorant l'in- dice de viscosité, des inhibiteurs, etc..,sont parmi les meilleurs qui aient été proposés et ceux-ci ont reçu une utilisation assez généralisée comme fluides hydrauliques dans les avions. Ces subs- tances sont cependant trop facilement inflammables, leur tempéra- ture d'auto-allumage est basse, ils brûlent facilement une fois enflammés et possèdent un pouvoir calorifique élevé.
Ces caracté- ristiques sont particulièrement néfastes dans le cas d'un avion, où on est obligé de prévoir des conduites hydrauliques à proximi- té immédiate de systèmes électriques et de moteurs, où une fuite
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de fluide hydraulique à haute pression, par un atterrissage brutal de l'avion ou une rupture du système hydraulique en vol, pourrait provoquer un incendie. Aucune de ces matières connues antérieure- ment ne satisfait aux exigences auxquelles doit répondre un fluide de commande pour avion et n'est à la fois assez ininflammable pour répondre à cette condition, extrêmement importante dans le cas d'un avion.
Dans de nombreux systèmes hydrauliques, la puissance doit être transmise et les parties des systèmes soumises à frottement, lubrifiées à l'aide du fluide hydraulique utilisé. Les parties qui sont ainsi lubrifiées comprennent les surfaces de frottement de la source de force motrice, qui est en général une pompe, des soupa- pes, des pistons et cylindres d'actionnement,des moteurs à fluide et, parfois, dans le cas de machines-outils, les chemins de roule- ment, tables et glissières. Le système hydraulique peut être du type soit à'volume constant, soit à volume variable.
Les pompes peuvent être de types divers, comprenant la pompe à piston, plus particulièrement la pompe à pistonsà course régla- ble, la pompe à pistons à débit variable ou à déplacement variable, la pompe à pistons radiaux et la pompe à pistons axiaux, pompes dans lesquelles un bloc-cylindre articulé est réglé sous divers angles par rapport à l'assemblage des pistons, par exemple la pom- pe à pistons axiaux Vickers, ou dans lesquelles le mécanisme de commande des pistons peut être orienté sous un angle variable par rapport au bloc-cylindre ; les pompes à engrenages qui peuvent être à pignons droits, hélicoïdaux ou à chevrons, ou comporter des va- riantes de couronnes à denture intérieure, ou la pompe à vis d'Ar- chimède ; enfin les pompes à aubes.
Les soupapes peuvent être des clapets d'arrêt, des soupapes d'inversion, des valves pilotes, des valves d'étranglement, des valves à action consécutive ou des cla- pets de décharge. Les moteurs à fluide sont le plus souvent des pompes à pistons, à débit constant ou variable, mises en rotation par la pression du fluide hydraulique du système, grâce à la puis- sance fournie par la source de force motrice commandant la pompe.
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Un moteur hydraulique de ce genre peut être utilisé avec une pompe à débit variable pour constituer une transmission à vitesse varia- ble.
En conséquence, lesdites fonctions de transmission de la puissance et de graissage des éléments de friction de ces systèmes hydrauliques doivent en pratique répondre à de nombreuses exigences suivant la nature du système hydraulique particulier et son appli- cation particulière. Parmi ces exigences rigoureuses auxquelles doit répondre la méthode de transmission de puissance dans les élé- ments d'un tel système, et de graissage de ces éléments,on peut rappeler qu'elle doit être effectuée au moyen d'un fluide ayant des propriétés satisfaisantes telles que faible viscosité aux bas- ses températures de fonctionnement, haute viscosité aux hautes températures de fonctionnement, faible degré de variation de la viscosité en fonction de la température dans les limites de tempé- rature de fonctionnement, indice de viscosité particulièrement élevé,
propriétés lubrifiantes, densité, stabilité chimique, ré- sistance à l'oxydation, résistance à l'émulsionnement, résistance à la formation de gommes ou de dépôts.
De bonnes propriétés de lubrification offrent une importance particulière. Elles comprennent notamment l'onctuosité et la ré- sistance du film. Une bonne onctuosité et la résistance du film réduisent l'usure des organes mobiles des pompes et des soupapes, où le jeu entre les surfaces de frottement peut être si faible que des films de lubrifiant de finesse microscopique seulement sont possibles. Les pressions s'exerçant entre certains organes en mou- vement peuvent être très hautes. Pour éviter une usure exagérée et le grippage, surtout dans le cas de forte pression du fluide, le fluide hydraulique doit constituer un film graisseur résistant pouvant supporter la pression et l'effet de balayage exercé entre les organes en mouvement, aux températures de fonctionnement.
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L'usure des organes d'un système hydraulique entraine des fuites internes et un dégagement excessif de chaleur par frottement. La capacité de supporter les charges ou onctuosité est également im- portante dans certains systèmes hydrauliques. L'usure aux bagues et presse-étoupe du système hydraulique est néfaste parce qu'elle entraine des fuites du fluide à l'extérieur. En conséquence, il est désirable que le fluide hydraulique lubrifie aussi les zones de contact avec les dispositifs d'étanchéité.
La situation rela- tivement aux systèmes hydrauliques que concerne la présente inven- tion est en général connue des techniciens ; elle est décrite d'une façon générale dans la publication commerciale intitulée "Hydrau- lic Systems Circulating Oils for Machine Tools (Machine Shop Se- ries)" (1943), de la Socony-Vacuum Oil Company, Inc.,26, Broad- way, New-York,N.Y.; le brevet n 2.355.357 déposé aux Etats-Unis, aux noms de H.W. Adams et al., délivré le 8 août 1944, décrit un système hydraulique pour avions, qui illustre également un type de système hydraulique auquel l'invention se rapporte.Le "D.
C.4 Maintenance Manual", Volume III, Section 1, Hydraulique, et le "Douglas Service", avril 1947, pages 10 et 11, et février 1948, pages 10 et 11, le tout publié par la Douglas Aircraft Company, Inc., Santa Monica, California, exposent aussi des systèmes hy- drauliques pour avions, qui illustrent le type de système hydrau- lique auquel l'invention se rapporte. De même, le système de com- mande de surcompresseur de la carlingue de l'avion DC-6, décrit dans le "Douglas Service", février 1948, publié par la Douglas Aircraft Company, Inc.
Les conditions imposées au système hydraulique d'un avion sont particulièrement sévères. Elles comprennent une bonne onctuo- sité pour assurer efficacement le graissage des organes en mouve- ment du système, une viscosité satisfaisante tant aux basses qu'aux hautes températures auxquelles l'avion peut être appelé à fonc- tionner, un faible degré de variation de la viscosité en fonction de la température, en particulier un indice de viscosité élevé, une bonne stabilité aux conditions d'utilisation, évitant la per-
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te des caractéristiques désirées, à la suite de variations importantes et brusques de pression, de température, d'efforts de cisaillement élevés, la non-corrosion des parties métalliques qui peuvent être en bronze, en aluminium, en acier, etc..,
et la propriété de ne pas dé- tériorer les joints ou garnitures ; et, outre toutes ces conditions nécessaires en aviation, le fluide doit également être très peu in- flammable ou très résistant au feu. Les parties du système hydrauli- que d'un avion doivent être aussi légères que possible et ce facteur conduit à imposer de nouvelles et rigoureuses exigences au lubrifiant et, en général, des températures plus hautes au fluide.
Parmi les surfaces de frottement particulières qui doivent être lubrifiées, se trouvent celles en acier dur sur acier dur, en particulier les roulements à billes et les engrenages, celles en acie dur sur fonte, notamment le frottement de glissement entre les surfa- ces de ce genre, celles en acier dur sur bronze ou alliages de bronze par exemple entre le piston en acier et le cylindre en bronze d'une pompe Vickers, ainsi que les surfaces de métal en contact avec des joints en matières élastiques, notamment l'acier ou le bronze sur le néoprène, le Buna N, le caoutchouc butylique, le caoutchouc silasti- que et le caoutchouc naturel. L'acier dur peut être chromé.
Conformément à cette invention, on a découvert qu'il était possible que des fluides hydrauliques remarquablement satisfaisants pour les systèmes hydrauliques à bord d'avions, pouvaient être obte- nus en mélangeant une proportion relativement faible d'un méthacry- late d'alkyl, résineux ou polymérisé approprié (méthacrylate de poly- alkyl) avec une proportion plus élevée d'un phosphate de monoalkyl- diaryle approprié ;
et un procédé a été découvert qui permet de transmettre la puissance dans les parties de systèmes hydrauliques de ce genre et de lubrifier celles-ci au moyen de telles composition?
Les phosphates de monoalkyl-diaryle convenant aux buts de cette invention comprennent notamment ceux dans lesquels les deux
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groupes aryle peuvent être identiques ou différents), le groupe alkyl étant un radical alkyl saturé ayant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 atomes de carbone, et de préférence à chaîne ramifiée ou iso-alkylique, et, mieux encore, à chaîne ra- mifiée contenant au moins deux chaînons latéraux.
De plus, pour cer- taines applications, spécialement aux très basses températures, on préfère un phosphate de monoalkyl-diaryle qui est soit 1) un phos- phate de monoalkyl-diphényle dans lequel le radical alkyl est une chaîne ramifiée saturée ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préfé- rence à deux chaînes latérales au moins, en particulier pour la fai- ble viscosité aux basses températures, soit 2) un phosphate de mo- noalkyl-diaryle dans lequel le radical alkyl est de préférence à chaîne ramifiée ayant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence avec deux chaînons latéraux au moins dans*la chaîne, et dans lequel les radicaux aryle sont le phényle, le crésyle ou le xylyle, l'un au moins d'entre eux étant le crésyle ou le xylyle, c'est-à-dire que l'un des radicaux aryle au moins possède au moins un substi- tuant méthylique,et, de préférence,
un phosphate de monoalkyl-dia- ryle dans lequel les radicaux aryle sont le crésyle ou le xylyle, c'est-à-dire où chacun des radicaux aryle comporte au moins un substituant méthylique, particulièrement pour empêcher la cristal- lisation aux températures extrêmement basses. De plus, pour ce dernier groupe, le groupe alkyl est, de préférence, de 1 à 6 atomes de carbone pour une viscosité plus faible aux basses températures.
Les phosphates appropriés au but de cette invention peu- vent être représentés par la formule :
EMI8.1
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dans laquelle R, peut être du phényle, du crésyle ou du xylyle ; R2 peut être du phényle, du crésyle ou du xylyle, et R3, un groupe alkyl saturé ayant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 atomes de carbone, et de préférence à chaîne ramifiée ou iso- alkylique et, mieux encore, dans laquelle la chaîne ramifiée com- porte au moins deux branches ou chaînes latérales, Lorsque R1 et R2 sont tous les deux des groupes phényle, il est préférable que R3 ait de 1 à 8 atomes de carbone pour certains buts, notamment pour l'usage aux températures extrêmement basses, qu'il soit de préfé- rence à chaîne ramifiée et, de préférence, comporte au moins deux chaînes latérales par chaîne principale.
En général, pour les ap- plicationsaux températures extrêmement basses, le groupe monoalkyl est de préférence une chaîne ramifiée, saturée, de préférence avec deux chaînes latérales au moins, avec au moins un des deux groupes aryle ayant au moins un substituant méthylique, c'est-à-dire que R1 ou R2 et, de préférence, les deux, doivent être du crésyle ou du xylyle. De plus, les mélanges de ces phosphates sont utilisables, spécialement comme indiqué en particulier ci-dessous.
A titre d'exemple, de tels phosphates appropriés au but de l'invention comprennent les phosphates de: alkyl-diphényle,alkyl- phényl-crésyle, alkyl-dicrésyle,alkyl-phényl-xylyle, alkyl-dixyly- le,alkyl-crésyl-xylyle, dans lesquels les groupes alkyl sont re- présentés comme suit :
EMI9.1
Groupe Ci alkyl: . méthyle CH3- Groupe C2 alkyl: éthyle CH 3 . CH2- Groupes C3 alkyl: l.propyle normal CH3.CHZ.CHZ-
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2. isopropyle ( CH 3 ) 2 . CH.- Groupes C4 alkyl:
1. butyle normal
EMI10.1
CH 3 . ( CH2 ) 2. CH2- 2. isobutyle (CH3)2CH.CH2-
3. butyle secondaire CH3. CH2.CCH3 4. butyle tertiaire (CH3)3.C- Groupes C5 alkyl: 1. amyle normal
EMI10.2
CH3.
(CH2) 3CH2- 2. isoamy le (CH3)zCH.CHZ.CHZ- 3. 2-méthyl-butyle
EMI10.3
GH3.CHZ.CH.GH2- - CH3 4. 2,2-diméthyl-propyle
CH3 CH3. C.CH2CH3 5. 1-méthyl-butyle CH:3 ( CH2 ) 2 . CH- CH3 6. diéthyl-méthyle
H CH3. CH2.CCH2 CH3
7. 1,2-diméthyl-propyle
EMI10.4
CH . CH . CH-
3CH3CH3 8. amyle tertiaire
CH3
CH3. CH2.C- CH
3 2CH3
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Groupes C6 alkyl : l.hexyle normal
EMI11.1
CH3.(CHZ)CH2- 2. 1-méthyl-amyle
EMI11.2
CH).
(CH2) )CH- CH3
EMI11.3
3. 1-Éthyl-butyle CH (CH 2)2 CH-
C2H5 4. 1,2,2-triméthyl-propyle (CH3)3C.CH- 3 3@CH3
EMI11.4
5. 3i3-diméthyl-butyle (CH3)3C.CH2.CH2 6. 1,1,2-triméthyl-propyle
CH3
EMI11.5
(CH3)z.CH.C-
32 CH
3 7. 2-méthyl-amylê
EMI11.6
CH)e(CH2)2.CH.CH2-
CH3 8. 1,1-diméthyl-butyle
CH3
EMI11.7
CH3(CH2)28-
CH3 9. l-éthyl-2-méthyl-propyle
CH3
EMI11.8
CH CH . C..
3 C2H5 10. 1,3-diméthyl-butyle
EMI11.9
CH) .CH2 .CH2CH-
3CH3 2CH3 11. isohexyle
EMI11.10
(CH)'2CH.(CH2)2CH2- 12. 3-méthyl-amyle CH3.CH2.CH.CH2CH2- CH3
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13. 1,2-diméthyl-butyle
CH3
EMI12.1
CH 3 . CH2 . CH . CH...
CH3 14. 1-méthyl-1-éthyl-propyle
CH3
CH3CH2C-
EMI12.2
C2H5 15. 2-éthyl-butyle CH3CH2. CH. CH2-
CH2H5 Groupes C7 alkyl : 1. heptyle normal
CH3(CH2)5CH2- 2. 1,1,2,2-tétraméthyl-propyle
CH3CH3 CH3.C .CCH3CH3 3. 1,2-diméthyl-1-éthyl-propyle CH3CH3 CH.CH.C- 3 C2H5 4. 1,1,2-triméthyl-butyle
CH3 CH3
EMI12.3
CH .CH.CH .C-
CH3 5. l-isopropyl-2-méthyl-propyle
CH3 CH.CH.CHCH(CH3)2 6. l-méthyl-2-éthyl-butyle
CH3
EMI12.4
CH 3* CH 2* CH.CH-
3 C2H5 7. 1,1-diéthyl-propyle
C2H5
CH3. CH2.C-
CH
3 C2H5
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8. 2-méthyl-hexyle
EMI13.1
CH3(CH2)3CH.CH2-
CH3 9. 1,1-diméthyl-amyle
CH3
EMI13.2
CH3(CH2)3C¯
CH3 10. 1-isopropyl-butyle
EMI13.3
CH). CH2.
CH2CH- CH ( CH) ) @CH (CH3)2 11. l-éthyl-3-méthyl-butyle
CH3
EMI13.4
CH). CH. CH2. CH-
3 C2H5 12. 1,4-diméthyl-amyle
CH3
EMI13.5
CH3.CH.CH2.CH2.CH2
CH3 13: isoheptyle
EMI13.6
(CH3)2CH(CH2)3CH2- 14. 1-méthyl-l-éthyl-butyle
CH3
EMI13.7
CH3.CH2.CH2.C- C2H5 15. l-éthyl-2-méthyl-butyle
CH3
EMI13.8
CH3.CH2.CH.CH-
C2H5 16.1-méthyl-hexyle
EMI13.9
CH3 ( CH2 )CH¯
CH3 17.1-propyl-butyle
EMI13.10
CH3.CH2.CH2BH. 2.c3H7 37 Groupes C8 alkyl :
1. octyle normal
EMI13.11
CH3 ( CHZ ) 6CH2 2. 1-méthyl-heptyle
EMI13.12
CH) (CH2) 5CH- @
CH3
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3. 1,1-diéthyl-2-méthyl-propyle CH3C2H5 CH3.
CH.CC2H5
EMI14.1
4. 1,1,3,3-tétraaéthyl-butyle CH3 CH3
EMI14.2
CH .C.CH .C-
CH3 CH3 5. 1,1-diéthyl-butyle
C2H5
EMI14.3
CH).CH2.CH2.C-
C2H5 6. 1,1-diméthyl-hexyle
CH3
EMI14.4
CH)(CH2)4C- CH 3 7. 1-méthyl-1-éthyl-amyle
CH3 CH3(CH2)3CC2H5 8. 1-méthyl-1-propyl-butyle
CH3
EMI14.5
CH).CH2.CH2.C-
C3H7 9.2-éthyl-hexyle
EMI14.6
CH3 (CH 2)3CH.CH 2-
C2H5 10. 6-méthyl-heptyle (isooctyle)
EMI14.7
CH3.CH(CH2)CHZ-
CH3
Groupes C9 alkyl : 1. nonyle normal
EMI14.8
CH3(CH2)CH- 2. 1-méthyl-octyle
EMI14.9
CH3(CH2)6CH-
CH3 3. 1-éthyl-heptyle
EMI14.10
CH3(CH2)5CH- @
C2H5
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4. 1,1-diméthyl-heptyle
CH3
EMI15.1
CH3(CH2)5CCH3 5. 1-éthyl 1-propyl-butyle
C3H7 CH3.
CH2.CC3H7 6. l,l-diéthyl-3-méthyl-butyle
CH3 C2H5
EMI15.2
CH .CH.CH .C- 3@ C2H5 7. di-isobutyl-méthyle
EMI15.3
(CH3)zCH.CHI z CH- . 3,5,5-triméthyl-hexyle (CH3)3C.CHCH.CH2.CHZ-
CH3 9. 3,5-diméthyl-heptyle
CH3
EMI15.4
CH3.CH2.CH.CH2CH.CH.CH2
CH3 Groupes C10 alkyl : 1. décyle normal
EMI15.5
CH)(CH2)gCH2- 2. 1-propyl-heptyle
EMI15.6
CH) {CH2) 5CH-
C3H7 3. 1,1-diéthyl-hexyle
C2H5
EMI15.7
CH3(CH2)C-
C2H5 4. 1,1-dipropyl-butyle
C3H7
EMI15.8
CH)(CH2)2C- c3H7 5. 2-isopropyl-5-méthyl-hexyle
CH3
EMI15.9
CH3.CH(CH2)2CH.CH - CH CH (CH3)2
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Tel qu'utilisé ici, le terme "crésyl" indique le radical tolyl ou méthyl-phényl et le terme "xylyle", le radical diméthyl- phényl.
Les radicaux crésyl peuvent être des radicaux ortho, méta ou para ou des mélanges de ceux-ci, mais ils sont habituel- lement des mélanges de méta et para pour éviter l'effet toxique de l'isomère ortho. Tout isomère quelconque des radicaux xyly-1 ou des mélanges de ceux-ci peuvent être employés.
Les méthacrylates de polyalkyl appropriés au but de cette invention sont généralement ceux qui résultent de la polymérisa- tion de méthacrylates d'alkyl dans lesquels les groupes alkyl peuvent avoir de 4 à 12 atomes de carbone. Les groupes alkyl peuvent être des mélanges tels que ceux dérivés d'un mélange d'alcools et dans ce cas, il peut y avoir quelques groupes alkyl allant jusqu'à deux atomes de carbone comme minimum et jusqu'à 18 atomes de carbone environ comme maximum. Le nombre d'atomes de carbone dans le groupe alkyl doit être tel que le polymère soit compatible avec le phosphate particulier utilisé. Habituel- lement, on constatera que plus bas sera le groupe alkyl du phos- phate, plus bas sera le groupe alkyl du méthacrylate. Il sera habituellement avantageux pour le groupe alkyl du méthacrylate monomère d'être de 8 à 10 atomes de carbone environ.
Le groupe alkyl peut être une chaîne ramifiée ou isoalkyl. La grandeur moléculaire du méthacrylate d'alkyl polymérisé doit être suffi- sante pour augmenter la viscosité du phosphate de monoalkyl- diaryle auquel il est ajouté, et assez petite pour qu'il soit compatible avec lui. En général, le poids moléculaire moyen sera entre les limites de 8.000 à 12. 000 environ. Le méthacrylate de polyalkyl doit être tel et en proportion suffisante pour que la viscosité soit augmentée aux températures élevées (telles que 210 F.,par exemple) et pour que l'indice de viscosité soit por- té de préférence à 100 au moins et de préférence encore, à plus de 150.
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Lorsqu'on prépare les compositions de cette invention, le méthacrylate d'alkyl polymère peut être ajouté au phosphate ou au mélange de phosphates, ou bien le monomère peut être poly- mérisé in situ dans le phosphate ou le mélange de phosphate en y ajoutant l'ester du méthacrylate d'alkyl non polymérisé et en polymérisant ensuite le monomère au degré désiré.
Des méthacrylates de polyalkyl appropriés aux buts de cet- te invention sont faits, vendus et sont disponibles à la Rohm and Haas Company,Philadelphia,Pensylvania, sous sa marque ACRYLOID et sous les désignations.particulières,par exemple, de Acryloid HF-845,Acryloid HF-855,Acryloid HF-860. Dans ces dési- gnations, les deux derniers chiffres c'est-à-dire "45","55" et "60" indiquent la viscosité en "centistokes" du méthacrylate de polyalkyl contenu dans le produit commercial, viscosité mesurée dans une solution à 30% en poids dans le toluène à 100 F. ou autre base standard ayant une viscosité de 3,5 "centistokes" à 100 F. En général,
ces polymères ont un poids moléculaire dans les limites de 5.000 à 18.000 environ. Habituellement, les ra- dicaux alkyl de ces méthacrylates d'alkyl polymérisés sont C8 mais ils peuvent être C8 - C10.
Habituellement, une proportion plus petite et, en par- ticulier, de 0,8 à 10 pour cent en volume du méthacrylate de po- lyalkyl (exclusion faite de tous solvants) sera estimée satis- faisante, et ce sera de préférence une proportion dans les limi- tes de 1 à 5 pour cent. Ce pourcentage de méthacrylate de poly- alkyl est basé sur ce que la somme du phosphate et du polymère est considérée comme 100 pour cent.
L'invention est illustrée de façon plus détaillée par les exemples suivants: Exemple 1. Un méthacrylate de polyoctyle ayant un poids molécu- laire moyen d'environ 10.000 et pouvant varier de 5. 000 à 18.000 environ, dans une solution de toluène, obtenu de la Rohm and Haas Company sous sa marque ACRYLOID HF-845,fut débarrassé du
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solvant de toluène. Deux pour cent du méthacrylate de polyocty- le pratiquement pur obtenu fut mélangé avec et dissous dans 98 pour cent en volume de phosphate de 2-éthyl-hexyl-diphényle, obtenu de la Monsanto Chemical Company, sous sa marque Santici- zer 141. Le Santicizer 141 est décrit dans le Technical Bulle- tin O-D-lll du Development Department, Organic Chemicals Divi- sion, Monsanto Chemical Company, St Louis,Missouri.
Le métha- crylate de polyoctyle, sans le solvant de toluène, était une ma- tière excessivement compacte, presque un solide, et se dissol- vait dans le phosphate d'octyl-diphényle en deux jours environ, avec agitation intermittente à 100 C. Les résultats des essais sur le liquide obtenu sont donnés au tableau I ci-après.
Exemple 2. Un méthacrylate de polyoctyle ayant un poids molécu- làire moyen d'environ 10.000 et pouvant varier d'environ 5.000 à 18.000, dissous dans 45 pour cent en volume d'une huile de pé- trole légère ayant son point d'inflammabilité à 200 F., obtenu de la Rohm and Haas Company, sous sa marque Acryloid HF-855, dans une proportion de 5 pour cent en volume, fut mélangé avec et dissous dans 95 pour cent en volume de phosphate de 2-éthyl- hexyl-diphényle (Santicizer 141). Dans ce cas, le pétrole léger agissait comme un solvant mutuel pour le méthacrylate de poly- octyle et le phosphate d'octyl-diphényle, et facilitait la fabri- cation de la solution liquide désirée.
Comme une petite propor- tion (5/pour cent) seulement de l'Acryloid HF-855 commercial était ajoutée au phosphate d'octyl-diphényle, la proportion d'hui- le de pétrole légère n'était pas suffisamment forte pour donner au produit liquide final des propriétés indésirables quelconques.
Le tableau I ci-dessous montre le résultat d'essais faits sur le produit liquide obtenu.
<Desc/Clms Page number 19>
EMI19.1
T-A-B-L-E-A-U--Ie
EMI19.2
<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> Fluide <SEP> de <SEP> Fluide <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2-éthyl-he- <SEP> l'exemple <SEP> l'exemple
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> xyl-diphény- <SEP> 1.2.
<tb>
<tb>
<tb> le
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Poids <SEP> spécifique
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 60/60 <SEP> 1.09 <SEP> 1.03 <SEP> 1.076
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congéla-
<tb>
<tb>
<tb> tion <SEP> Inf.à <SEP> -60 F <SEP> -60 F. <SEP> -60 F.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Indice <SEP> de <SEP> neutra-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lisation <SEP> (mg <SEP> KOH/
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gramme) <SEP> 0,16
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Viscosité <SEP> (centistokes)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> -30 F <SEP> 2.167 <SEP> 2.440 <SEP> 2.290
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 10,1 <SEP> 13,4 <SEP> 14, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 210 <SEP> 2,46 <SEP> 3,37 <SEP> 3,71
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (A.S'.T.M.) <SEP> 65 <SEP> 143 <SEP> 163
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Inflammabilité:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> d'auto-
<tb>
EMI19.3
allumage 1.060 1.050 (A.S.T.M.2$6-30) 1.050 F.
EMI19.4
<tb> Essai <SEP> par <SEP> projection <SEP> Aucune <SEP> inten- <SEP> Diminution
<tb> sification <SEP> du <SEP> du <SEP> feu
<tb> feu.
<tb>
<tb>
Essai <SEP> d'allumage <SEP> à <SEP> S'enflamma <SEP> S'enflamme <SEP> ave.
<tb> haute <SEP> température <SEP> avec <SEP> beaucoup <SEP> beaucoup <SEP> de
<tb> de <SEP> difficulté.difficulté.
<tb>
<tb>
Essai <SEP> multiple
<tb> Combustion <SEP> sur <SEP> tube <SEP> Néant <SEP> Néant
<tb> " <SEP> au <SEP> fond <SEP> de <SEP> l'écran <SEP> Ne <SEP> brûle <SEP> pas <SEP> Ne <SEP> brûle <SEP> pas
<tb>
Les essais d'"inflammabilité" ont été faits conformément aux normes suivantes : essaid'inflammabilité par projection F-3-b, essai d'inflammabilité à haute température F-3-c, et essais mul- tiples d'inflammabilité F-3-d exposés aux pages 4 et 5 de la Proposed Spécification for Non-flammable Type Hydraulic Fluid, 21 juillet 1947, de la Aircraft Industries Association of America, Inc., actuellement SAE Spécification AMS 3150, publiée le 1er mai 1948.
Les fluides faisant l'objet de cette invention répondent de façon satisfaisante à toutes les conditions d'ininflammabilité de la spécification de la Aircraft Industries Association of America,Inc.
<Desc/Clms Page number 20>
Comme certaines parties des systèmes hydrauliques utili- sés dans les avions, telles que les joints et le diaphragme de l'accumulateur, sont faites en caoutchouc ou en une matière élastique synthétique quelconque, l'effet de gonflement du fluide hydraulique utilisé sur ledit caoutchouc ou autre matière, élas- tique est important. La plupart des fluides hydrauliques du type ininflammable proposés font gonfler toutes ces matières élastiques d'environ 20 pour cent et plus, ce qui est trop im- portant pour être satisfaisant. On a constaté que le fluide de l'exemple 2, cependant, ne faisait gonfler le caoutchouc butyli- que, l'une des matières élastiques synthétiques dont les joints et le diaphragme peuvent être faits, que de 4,7 pour cent.
Par conséquent, avec le fluide faisant l'objet de cette invention, il est possible de choisir une matière élastique convenable, qui ne gonflera pas de façon exagérée lors de son utilisation avec le fluide hydraulique.
Pour illustrer plus complètement l'utilité de cette in- vention et les résultats.surprenants obtenus avec les composi- tions de cette invention, le fluide de l'exemple 2 a été soumis à des conditions d'essai sévères dans un système hydraulique spécialement construit pour être pratiquement identique au sys- tème de commande hydraulique d'un avion, à l'exception seulement des servo-organes et de la longueur des conduites hydrauliques, ces essais étant effectués sous des conditions extrêmes de tempé- rature et de pression et sous un haut débit de pompage, comme c'est le cas dans les conditions de décollage, exigeant une for- te puissance du système hydraulique et une température de fonc- tionnement élevée, de l60 F. Ce système d'essai englobe toutes les parties fonctionnelles telles qu'elles sont utilisées dans un avion,
dans des conditions de fonctionnement pratique extrê- mes. Ce système est montré au croquis 4 de la AIA Proposed Speci- fication for Non-Flammable Type hydraulic Fluid, 21 juillet 1947, rappelée ci-dessus.
Dix gallons du fluide de l'exemple 2 furent placés dans
<Desc/Clms Page number 21>
le réservoir du système et le système fut soumis à des condi- tions de fonctionnement stables, à une pression de décharge de 3. 000 livres par pouce carré et à une température de fonction- nement de 160 F. Ce fluide révéla une excellente stabilité et servit pendant la durée extraordinaire de 450 heures (bie au- dessus de 25. 000 tours du système et équivalent à environ 4.500 heures de vol). Aucune difficulté n'apparut pendant cette pério- de de fonctionnement extrêmement longue et l'essai fut inter- rompu, non pas à cause d'une défaillance quelconque mais simple- ment parce que l'excellence du fluide était amplement démontrée.
Pendant cet essai, on fit les lectures suivantes avec les résul- tats indiqués au tableau II ci-après: T A B L E A U II
EMI21.1
<tb> Heures <SEP> de <SEP> Indice <SEP> de <SEP> Viscosité <SEP> à <SEP> 100 F
<tb> Fonctionnement <SEP> Neutralisation <SEP> en <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 0 <SEP> 0,16 <SEP> 14,4
<tb> 5 <SEP> 0,17 <SEP> 13,2
<tb> 7 <SEP> 0,16 <SEP> 12,8
<tb> 16 <SEP> 0,17 <SEP> 12,7
<tb> 25 <SEP> 0,15 <SEP> 12,5
<tb> 42 <SEP> 0,16 <SEP> 12,4
<tb> 58 <SEP> 0,19 <SEP> 12,3
<tb> 74 <SEP> 0,15 <SEP> 12,3
<tb> 90 <SEP> 0,17 <SEP> 12,2
<tb> 140 <SEP> 0,15 <SEP> 12,0
<tb> 164 <SEP> 0,18 <SEP> 12,1
<tb> 243 <SEP> 0,15 <SEP> 11,9
<tb> 323 <SEP> 0,22 <SEP> Il,8
<tb> 398 <SEP> 0,27 <SEP> 11,9
<tb> 450 <SEP> Fin <SEP> d'esdai <SEP> 0,35 <SEP> 11,
7
<tb>
La composition objet de l'invention possède un coeffi- cient de frottement extrêmement bas et une résistance élevée à l'état de film, de sorte que son onctuosité est extrêmement élevée ce qui la rend éminemment convenable au graissage des organes en mouvement des systèmes hydrauliques destinés à un service rigoureux. Alors qu'une pompe Vickers est en général hors d'usa- ge au bout de 200 heures de fonctionnement, avec des fluides hydrauliques ordinaires, dans ce système, aucune usure mesura- ble n'est constatée après 200 heures de fonctionnement à l'aide
<Desc/Clms Page number 22>
du fluide de l'exemple 2. En outre, après interruption de l'essai au bout de 450 heures, la pompe Vickers paraissait en excellent état.
La valeur extrêmement réduite de l'usure des organes de la pompe Vickers est mise en lumière par le tableau suivant: T A B L E A U III
EMI22.1
<tb> Pièces <SEP> de <SEP> la <SEP> pompe <SEP> Vickers <SEP> Poids <SEP> en <SEP> grammes
<tb> Numéro <SEP> Désignation <SEP> Avant <SEP> essai <SEP> Après <SEP> 450 <SEP> heures
<tb>
<tb> 83.279 <SEP> Plaque <SEP> de <SEP> soupape <SEP> 352,5 <SEP> 551,8
<tb> 83.278 <SEP> Bloc <SEP> cylindre <SEP> . <SEP> 184,429 <SEP> 184,220
<tb> 79. <SEP> 063 <SEP> Rotule <SEP> de <SEP> butée <SEP> 5,705 <SEP> 5,703
<tb> 59.561 <SEP> Petite <SEP> rotule <SEP> de <SEP> butée <SEP> 2,670 <SEP> 2,630
<tb>
Exemple 3.
95% en vol. de phosphate de 6-méthyl-heptyl-diphényle
EMI22.2
<tb> 5% <SEP> en <SEP> vol. <SEP> Acryloid <SEP> HF-855
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> inf. <SEP> à <SEP> -90 F.
<tb>
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 3,8 <SEP> centistokes
<tb> 100 <SEP> 15,2 <SEP> "
<tb> -30 <SEP> 2.100 <SEP> " <SEP>
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> neutralisation <SEP> 0,28
<tb>
EMI22.3
Température d1 auto-allumage (ASTHI) 1.050 F.
Bien que les fluides des exemples 1,2 et 3 ci-dessus se comportent remarquablement, surtout comme fluides hydrauli- ques en aviation,leur utilisation aux températures extrêmement basses, notamment dans les systèmes hydrauliques dans lesquels la pompe ne fonctionne pas ou dans lesquels le fluide reste statique ou au repos pendant certains laps de temps à des tem- pératures extrêmement basses, peut néanmoins être un peu res- treinte par une tendance à solidification ou à cristallisation dans des récipients présentant certaines formes déterminées, dues, semble-t-il, à la surfusion.
Ce phénomène s'est manifesté en particulier concernant le fluide de l'exemple 2,lorsqu'un accumulateur semblable à celui du dispositif hydraulique d'essai mentionné plus haut, et contenant le fluide, fut soumis à la température de -30 F. pendant trois jours, le fluide y restant immobile et soumis à une pression d'environ 50 libres par pou-
<Desc/Clms Page number 23>
ce carré.
Cependant, il a été constaté ensuite que des composi- tions conformes à l'invention pouvaient être produites, qui soient non seulement hautement satisfaisantes comme fluides hydrauliques en aviation, comme c'est le cas en ce qui con- cerne les fluides des exemples 1,2 et 3 ci-dessus, mais qui, de plus, ne cristallisent pas aux températures extrêmement basses ou présentent ce phénomène à des températures de beau- coup inférieures. Une autre caractéristique significative de l'invention est qu'elle peut être réalisée par l'emploi de mé- langes de phosphates de monoalkyl-diaryle particuliers choi- sis parmi le groupe décrit dans l'exposé qui précède.
Les mélanges de phosphates de monoalkyl-diaryle dont il est question plus haut, peuvent être obtenus en mélangeant deux ou plusieurs phosphates particuliers de monoalkyl-dia- ryle, comme, par exemple, un mélange de phosphate d'isooctyl- diphényle et un phosphate d'isohexyl-diphényle ou deux phos- phates d'octyl-diphényle isomères. Un tel mélange de phos- phates de monoalkyl-diaryle peut aussi être obtenu en produi- sant le phosphate de monoalkyl-diaryle avec un mélange d'al- cools, en particulier un mélange d'alcools d'alkyl, pour four- nir les groupes alkyl, ayant pour résultat un mélange de phosphates de monoalkyl-diphényle, par exemple, avec des grou- pes alkyl qui diffèrent.
De tels mélanges à partir d'alcools peuvent dériver,par exemple, de composés dérivés eux-mêmes du pé- trole, comme par exemple d'une fraction d'oléfines tirée du pétrole transformée en un mélange d'alcools par réaction avec l'oxyde de carbone et l'hydrogène, conformément au pro- cédé Oxo (Voyez,par exemple,"Alcohols above C3 Produced from
Olefines,CO and Hydrogen",Chemical Industries,février 1947, pages 232-233). Une telle fraction hydrocarburée d'oléfines peut contenir,par exemple, une gamme d'oléfines allant de
<Desc/Clms Page number 24>
C3 à C7, qui, lorsqu'ils sont transformés en alcools par le procédé Oxo ont pour résultat un mélange d'alcools en C4 à Cg, comprenant des formes isomères du même nombre d'atomes de carbone.
Une telle fraction d'oléfines peut aussi être, par exemple, essentiellement des isomères d'oléfines en C7 qui, lors- qu'ils sont transformés en alcolls par le procédé Oxo, ont pour résultat un mélange d'isomères d'alcools en C8. Lorsque de tels mélanges d'alcool sont utilisés pour produire du phosphate d'al- kyl-diphényle par exemple, un mélange correspondant de phosphates de C8 alkyl-diphényle est obtenu. Tout mélange semblable de grou- pes alkyl peut être utilisé, et, en particulier, comprenant un mélange de C,C et C6,C6,C6 et C7,C7,C7 et C8,C8,C8 et C9 ou de séries plus étendues.
Les exemples suivants illustrent de tels mélanges réalisés conformément à l'invention: Exemple 4.
EMI24.1
95% en volume de mélange de 50o en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 50 en volume de phosphate de 6- méthyl-heptyl-diphényle 5% en volume d'ACRYLOID HF-$55 Viscosité à 210 F..................... 3,85 centistokes
100 ..................... 15,0 centistoikes -30 .....................2.256 centist&kes
EMI24.2
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 165
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -70 F.
<tb>
<tb>
Poids <SEP> spécifique <SEP> (60/60) <SEP> 1,079
<tb>
<tb> Température <SEP> d'auto-allumage <SEP> (ASTM) <SEP> 1.050 F.
<tb>
Cristallisation sous maintien à basse température Aucune cristallisation à -40 F.
Le phénomène de cristallisation observé pour le fluide . de l'exemple 2 ci-dessus, utilisant le phosphate de 2-éthyl- hexyl-diphényle, était également observé pour le phosphate de
6-méthyl-heptyl (isooctyl) diphényle pratiquement pur lorsqu'il
<Desc/Clms Page number 25>
était utilisé sans addition de phosphate de 2-éthyl-hexyl-diphé- nyle mais lorsqu'il fut mélangé comme dans l'exemple 4, on re- marqua avec étonnement qu'aucune cristallisation analogue ne se produisait à -40 F.
On trouvera ci-après d'autres exemples, donnant des pro- portions différentes pour les deux phosphates d'alkyl-diphényle: Exemple 5:
EMI25.1
95% en volume de mélange 70 en volume de phosphate de 2-éthyl- hexyl-diphényle 30jo en volume de phosphate de 6-méthyl- heptyl-diphér.yle 5% en volume d'Acryloid HF-855 Point de congélation inférieur à -60 F.
Exemple 6 :
EMI25.2
95% en volume de mélange de 30 en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle )70% en volume de phosphate de 6- méthyl-heptyl-diphényle 5% en volume d'Acryloid HF-855 Point de congélation inférieur à -60 F.
On trouvera ci-après des exemples de l'emploi d'un mélan- ge de phosphates d'alkyl-diphényle dont les groupes alkyl déri- vent d'unéélange d'alcools obtenus à partir d'une fraction d'olé- fines transformée en alcools par le procédé Oxo.
Exemple 7: 95% en volume de phosphate mélangé de Cg-alkyl-diphényle 5% en volume d'Acryloid HF-855.
Point de congélation . -70 F.
Cette composition ne montra aucune tendance à cristalli- sation, comme le faisait le fluide de l'exemple 2 aux tempéra- tures aussi basses que -40 F.
<Desc/Clms Page number 26>
Le Cg alkyl mélangé de ce phosphate d'alkyl-diphényle dérivait d'un mélange d'alcools obtenu à partir d'une fraction d'oléfines tirée du pétrole, avec prédominance de C7 mais conte- nant du C6 et du C8, qui étaient convertis en alcools correspon- dants par le procédé Oxo pour produire un mélange d'alcools avec prédominance de Cg mais contenant du C7 et du C9.
Les groupes al- kyl particuliers de ce mélange de phosphates d'alkyl-diphényle étaient des groupes d'isooctyle (6-méthyl-heptyle) à environ 55- 65% et de C9 alkyl à environ 5-10%, le reste à prédominance en autres isomères en C8 et en une petite quantité d'isomères en
EMI26.1
c7" Ce phosphate mélangé de C8-alkyl-diphényleavait les proprié- tés suivantes:
EMI26.2
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 2,69 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 11,2 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 0 <SEP> 337 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> -40 <SEP> 7.988 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> -65 F.
<tb>
Le fluide de cet exemple, outre qu'il donne hautement satisfaction comme fluide hydraulique pour avions, à la proprié- té de ne pas cristalliser aux températures extrêmement basses, du fait du mélange de phosphates.
Exemple 8:
EMI26.3
95% en volume de mélange de 50% de phosphate de 2-éthyl-hexyl- diphényle 50 de phosphate de Cg-alkyl-di- phényle mélangé
EMI26.4
<tb> 5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-855
<tb>
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 3,98 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 15,7 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> -30 <SEP> 2.668 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> neutralisation <SEP> 0,25
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -70 F.
<tb>
<Desc/Clms Page number 27>
EMI27.1
<tb>
Poids <SEP> spécifique <SEP> (60/60) <SEP> 1,000
<tb>
<tb> Température <SEP> d'auto-allumage <SEP> (ASTM) <SEP> 1.040 F.
<tb>
Ce fluide ne montrait aucune tendance à cristallisation à -40 F.
Le phosphate de Cg-alkyl-diphényle mélangé était le mê- me que celui utilisé dans l'exemple 7 ci-dessus.
Le fluide était utilisé comme fluide hydraulique et lu- brifiant du mécanisme de commande du surcompresseur de la car- lingue d'un avion DC-6 pour plus de 650 heures de vol. Un tel système de surcompresseur de carlingue est décrit dans le "Dou- glas Service", de février 1948, publié par la Douglas Aircraft Company ,Inc., Santa Monica, California. Les fluides ordinaires utilisés dans un tel système exigent le renouvellement à un ma- ximum d'environ 200 heures de vol et sont d'une viscosité beau- coup plus élevée, avec les difficultés inhérentes lors du fonc- tionnement à basse.température, difficultés qui sont évitées par les fluides de cette invention.
Exemple 9: 95% en volume de phosphate de nonyl-diphényle isomère mélangé 5% en volume d'Acryloid HF-855.
Le mélange obtenu a été soumis à essai et on a constaté qu'il présentait les propriétés suivantes:
EMI27.2
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -50 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,65 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 19,3 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 30 <SEP> 5. <SEP> 100 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 174
<tb>
Température d'auto-allumage 1.040 F.
Ce fluide ne présentait aucune tendance à cristalliser aux températures d'un niveau aussi bas que -50 F.
<Desc/Clms Page number 28>
Le phosphate de nonyl-diphényle isomère mélangé était un mélange de phosphates d'alkyl-diphényle dont les groupes al- kyl étaient à 90% de 3,5,5-triméthyl-hexyle et à 10% de 3,5-di- méthyl-heptyle.
Des exemples d'autres mélanges analogues sont donnés ci- après : Exemple 10:
EMI28.1
95% en volume de mélange de 70 en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 30 en volume de phosphate de nonl- diphényle isomère mélangé
EMI28.2
<tb> 5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-Ô55
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> - <SEP> 60 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,06 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 16,1 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 177
<tb>
Le fluide.de cet exemple ne cristallisait pas à -30 F., comme le faisait le fluide de l'exemple 2,mais il cristallisait à -40 F. dans des conditions analogues, indiquant que la tempéra- ture à laquelle une telle cristallisation se produit, avait été abaissée.
Exemple 11:
EMI28.3
95% en volume de mélange de /50% en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 50% en volume de phosphate de no- nyl-diphényle isomère mélangé.
EMI28.4
<tb>
5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-855
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> -60 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,16 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 16,7 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 175
<tb>
<Desc/Clms Page number 29>
Exemple 12:
EMI29.1
95% en volume de mélange de 30% en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 70d/o en volume de phosphate de nonyl- diphényle isomère mélangé.
EMI29.2
<tb>
5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-Ô55
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> - <SEP> 60 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,46 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 18,1 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 178
<tb>
Le phosphate de nonyl-diphényle isomère mélangé des exem- ples 10,11 et 12 était le même que celui utilisé dans l'exemple 7.
En général, pour une viscosité suffisamment faible aux basses températures, telles que celles de -30 F. et -40 F., on a constaté que le groupe alkyl, en particulier des phosphates de monoalkyl-diphényle, ne devait pas avoir plus de 8 atomes de car- bone et, de préférence, moins que 6 atomes de carbone.
D'autres fluides encore obtenus selon cette invention et qui ne cristallisent pas aux températures extrêmement basses, comme indiqué plus haut, sont ceux que l'on obtient à partir du phosphate de monoalkyl-diaryle dans lesquels au moins un des radicaux aryl a au moins un substituant méthylique, et, de pré- férence, ceux dans lesquels chacun des deux groupes aryle a au moins un substituant méthylique, ou encore des mélanges de ceux- ci avec d'autres phosphates de monoalkyl-diaryle. Ces fluides sont décrits par les exemples suivants: Exemple 13: 95% en volume de phosphate de 2(éthyl-hexyl-dicrésyle 5% en volume d'Acryloid HF-855.
Le mélange obtenu a été soumis à essai et on a constaté qu'il présentait les propriétés suivantes:
<Desc/Clms Page number 30>
EMI30.1
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation- <SEP> 55 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,89 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 25,1 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 133
<tb>
Température d'auto-allumage 1.040 F.
Le fluide de ce mélange ne montrait aucune tendance à cristalliser aux températures d'un niveau aussi bas que -50 F.
Exemple 14:
EMI30.2
95% en volume de mélange de 70 en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 30 en volume de phosphate de à- éthyl-hexyl-dicrésyle
EMI30.3
<tb> 5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-855.
<tb>
<tb>
Point <SEP> de <SEP> congélation- <SEP> 55 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,26 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 18,0 <SEP> centistokes
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 166
<tb>
Le fluide de cet exemple ne cristallisait pas à - 30 F., comme le faisait le fluide de l'exemple 2, mais il cristallisait à - 40 F., indiquant que la température à laquelle la cristal- lisation se produisait avait été sensiblement abaissée.
Exemple 15:
EMI30.4
95% en volume de mélange de /50% en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyî-diphényle )50% en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-dicrésyle
EMI30.5
<tb> 5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-855.
<tb>
<tb>
Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -55 F <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,45 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 19,8 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 156
<tb>
<Desc/Clms Page number 31>
Exemple 16:
EMI31.1
95% en volume de mélange de 30 en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-diphényle 70%a en volume de phosphate de 2- éthyl-hexyl-dicrésyle
EMI31.2
<tb> 5% <SEP> en <SEP> volume <SEP> \ <SEP> d'Acryloid <SEP> HF-855
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation <SEP> -55 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 4,49 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> 100 <SEP> 21,0 <SEP> centistokes
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 145
<tb>
Les fluides des exemples 11 et 12 ci-dessus ont été amé- liorés quant à la température à laquelle se produisait la cris- tallisation telle qu'elle était observée pour l'exemple 2 et, par l'utilisation de phosphate de nonyl-diphényle isomère mélangé, à plus de 30%, ou de phosphate d'octyl-dicrésyle comme dans les exemples 9,11,12,15 et 16, le phénomène de cristallisation -tel qu'il était observé pour le fluide de l'exemple 2, n'appa- raissait pas.
Le phosphate de 2-éthyl-hexyl-dicrésyle utilisé dans les exemples ci-dessus est obtenu à partir d'un mélange d'ortho,méta et paracrésol duquel l'orthocrésol est pratiquement éliminé de sorte que les radicaux crésyl du phosphate sont un mélange pra- tiquement à prédominance des radicaux méta et paracrésyl. La proportion de méta et para-isomères est approximativement la même, avec une certaine prédominance du méta-isomère. Le phospha- te particulier de 2-éthyl-hexyl-dicrésyle utilisé fut obtenu de la Monsanto Chemical Company, St Louis, Missouri, sous sa marque Santicizer 142. Le Santicizer 142 est décrit dans le Technical Bulletin C-D-111 du Development Department, Organic
Chemicals Division,Monsanto Chemical Company,St Louis, Missouri.
Les propriétés de ce phosphate d'octyl-dicrésyle sont données au tableau IV ci-dessous. Le tableau IV donne également les pro- priétés du phosphate de nonyl-diphényle isomère mélangé utilisé dans les exemples ci-dessus.
<Desc/Clms Page number 32>
T A B L E A U IV
EMI32.1
<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> 2-éthyl- <SEP> Phosphate <SEP> de <SEP> nonyl
<tb> hexyl-dicrésyle <SEP> diphényle <SEP> isomère
<tb> (Santicizer <SEP> 142) <SEP> mélangé
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation- <SEP> 50 F. <SEP> - <SEP> 60 F.
<tb>
<tb>
Viscosité(centistokes)
<tb>
EMI32.2
2100F. 3,l2 2988
EMI32.3
<tb> 100 <SEP> 16,8 <SEP> 12,3
<tb>
<tb> -30 <SEP> 9.789 <SEP> 4. <SEP> 107
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 18 <SEP> 86
<tb>
<tb> Auto-allumage <SEP> 1.060 F. <SEP> 1.020 F.
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> neutralisation <SEP> 0,04 <SEP> 0,03
<tb>
On trouvera ci-après un exemple d'une composition de cet- te invention analogue à la composition de l'exemple 8 ci-dessus mais dans laquelle le méthacrylate d'alkyl polymère était poly-- mérisé dans une partie du mélange de phosphates d'alkyl-diphény- le utilisé pour réaliser la composition.
Exemple 17:
EMI32.4
97% en volume de mélange de 50 de phosphate de 2-éthyl-hexyl- diphényle )50% de phosphate de Cg-alkyl-diphé- nyle mélangés 3% en volume d'Acryloid G-5573X
Cette composition a les propriétés suivantes:
EMI32.5
<tb> Point <SEP> de <SEP> congélation- <SEP> 70 F.
<tb>
<tb>
Viscosité <SEP> à <SEP> 210 F. <SEP> 3,54 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 14,9 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 416 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> -40 <SEP> .939 <SEP> centistokes
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> viscosité <SEP> 140
<tb>
Aucun nuage à - 70 F.
Aucune cristallisation à - 40 F.
Le phosphate de Cgalkyl-diphényle mélangé était le même
<Desc/Clms Page number 33>
que celui utilisé dans les exemples 7 et 8 ci-dessus.
L'Acryloid G-5573X était polymérisé dans 55% du mélange de phosphates utilisé dans cet exemple à un poids moléculaire moyen d'environ 10.000. Il contenait 45% de polymères en solu- tion dans le mélange de phosphates.
On a constaté que ces compositions conformes à l'invention étaient étonnamment satisfaisantes pour transmettre la puissance dans les parties d'un système hydraulique d'avion ayant une pom- pe Vickers à pistons axiaux comme source de puissance, et pour lubrifier lesdites parties. De plus, ces compositions ont aussi un haut degré d'ininflammabilité ou de résistance au feu, qui les rend éminemment appropriées comme fluides hydrauliques pour avions. Ces compositions ont été reconnues particulièrement con- venables comme lubrifiants pour les surfaces de frottement du système hydraulique. Celles-ci comprennent en particulier les surfaces à lubrifier métal sur métal et métal sur matière élas- tique, comme il a été dit plus haut. On effectue cette lubrifi- catiorén maintenant un film de la composition entre les surfaces de frottement.
Il est particulièrement surprenant que les deux fonctions, d'une part, de transmission de puissance et, d'autre part, de lubrification puissent être assurées de façon aussi satisfaisante par les compositions conformes à cette invention alors qu'en même temps,de telles compositions sont éminemment satisfaisantes dans d'autres domaines d'utilisation en aviation.
L'exposé qui précède décrit des aspects préférés de l'inven- tion et illustre celle-ci au moyen d'exemples spécifiques mais des changements et modifications peuvent y être apportés sans que l'on sorte du cadre de l'invention décrite ici.