CS263223B1 - Částečně syntetický hydraulický olej - Google Patents

Abstract

Základový olej hydraulického oleje je tvořen 10 až 95 3 hmot. hydrogenovych polymerů směsí 1-butenů a 2-butenů s neohraničeným obsahem jednotlivých n-butenů a s nejvýše 3 ů hmot. izobutylenu a 5 až 90 % hmot. ropného olejového rafinátu a obsahuje zušlechíující přísady, dále protioděrove přísady, antioxidanty, mazivostní přísady a detergentní přísady.

Description

Vynález se týká částečně syntetického hydraulického oleje sestávajícího ze základového oleje a zušlechťujících přísad.

Hydraulických převodů, v nichž se na základě zákonů hydrauliky používá kapalin k přenosu a regulaci síly, se využívá tam, kde je potřebné znásobení tlaku nebo kde se vyžaduje přesná a spolehlivá regulace. Kapaliny používané jako pohonné medium musí plnit i funkci mazací, odvádět vzniklé teplo a chránit vnitřní části hydraulické soustavy před korozí. Ve svých jakostních parametrech, to je užitných vlastnostech, se liší podle konstrukcí, výkonu a pracovních podmínek hydraulických systémů.

Základním kriteriem je viskozita oleje. Při volbě viskozity musí být vzaty v úvahu nejen základní činitelé, kteří ji ovlivňují /rychlost, zatížení, teplota/, ale i nároky jednotlivých čás tí hydraulické soustavy, různící se konstrukcí. Proto i klasifikace ISO rozděluje hydraulické oleje podle kinematických visxozit změřených při 40 °G do osmi druhů: 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 a 150 mm^/s s rozmezím - 10 %.

Oleje používané jako náplně hydraulických systémů pracujících za velkých tlaků v širokém rozmezí teplot, tedy hlavně systémů pracujících na volném prostranství, musí mít dostatečnou tekutost, čerpatelnost i za nejnižších pracovních teplot k umožnění náběhu čerpadla a při vyšších teplotách nesmí jejich viskozita klesnout pod hranici potřebnou k zabezpečení mazací funkce a objemové účinnosti hydrogenerát^ru. Takové oleje proto musí mít dostatečně velké viskozitní indexy a nízké body tuhnutí, které se mohou docilovat i přísadou polymerního modifikátorů viskozity a depresantu, hlavně typu polymetakrylátu, ale i například

- 2 263 223 polyvinylizoalkyleteru, s velkou stálostí ve smyku. Avšak i samotný základový olej, z něhož je hydraulický olej vyroben, musí mít dobré reologické vlastnosti za nízkých teplot.

Malé viskozita oleje nemusí zabezpečit dokonalé mazání a potlačení oděru třecích ploch. Proto hydraulické oleje obsahují převážně i protioděrovou přísadu, buč. popelného typu, hlavně dialkylditiofosfát zinečnatý s alkyly C3 až Cg, který navíc působí i jako inhibitor oxidace a koroze^nebo bezpopelného typu, například arylfosfát,a mohou být vybaveny i přísadou mazivostní, například vhodným esterem mastné kyseliny, aby se dosáhlo hladké funkce hlavně regulačních nrvků.

V poslední době se projevuje tendence vybavovat kvalitní hydraulické oleje pro určité typy hydraulických systémů i detergentně- disperzními přísadami k zajištění čistoty soustavy s dlou hodobými olejovými náplněmi a k docelení vázání volné vlhkosti. Přísada tahových látek však nesmí zhoršovat pěnivost a deemulgační schopnost oleje, což jsou rovněž důležit® vlastnosti hydraulických olejů. Pěnivost hydraulických olejů je možno snížit nřídavkem Drotipěnivostních přísad tynu polymetylsiloxanu, polyvinylsiloxanu a jiné, které v«ak nesmějí výrazně zhoršovat odlučivost vzduchu z oleje.

Pro dobrou funkci soustavy a k docílení její velké účinnosti je důležité, aby pohonná kapalina byla co nejméně stlačitelná. Závisí to hlavně na obsahu rozpuštěného vzduchu nebo jiných plynů, které stlačitelnost kapaliny zvětšují, npnto musejí mít hydraulické kapaliny i schopnost rychle odlučovat vzduch nebo plyny.

Požaduje se, aby Životnost olejové náplně hydraulické soustavy byla co nejdelší, tedy aby olej měl dostatečně velkou termooxidační stálost. Ta je děna jednak chemickým složením základového oleje, jednak volbou t.ynu a obsahu antioxidační Dři sady, kte rou proto kvalitní hydraulické oleje vždy obsahují, u olejů s obsahem dialkylditiofosfétu zinečnatého působí tato přísada i jako inhibitor oxidace,' do hydraulických olejů bezpopelného typu se přidávají bezpopelné antioxidanty typu alkylfenolů nebo aromatických aminů.

- 3 263 223

Přítomnost malého množství vlhkosti v oleji nelze vyloučit v žádné hydraulické soustavě. Protože jde o oleje převážně alkalického charakteru s relativně malými viskozitami, nemají samy dostatečnou schopnost chránit kovové povrchy před rezivěním. Proto se obvykle vybavují i ihnibitorem rezivění, kterým může být ropný nebo syntetický alkylarylsulfonát vápenatý nebo barnatý nebo hořečnatý, nízkomolekulární sukcinimid, N-acylderivát sarkozinu, alkenylmaleinanhydrid a jiné.

Podle svých vlastností, resp. i obsahu zušlechťujících přísad se rozdělují hydraulické oleje podle klasifikace ISO/TC 28/ /SC 4 do čtyř výkonových tříd: HH, oleje bez inhibitorů oxidace, HL, oleje s inhibitorem oxidace a koroze, HM, oleje KL s protiodšrovou přísadou navíc, HV, oleje HM s modifikótorem viskozitního indexu navíc.

Hydraulický olej má být snášenlivý s pryžovými těsněními používanými v hydraulické soustavě. Nemá způsobovat ani nadměrné botnání ani nadměrné smršťování pryže. Tato schopnost je dána nejen charakterem, chemickým složením oleje, ale i složením pryže. V praxi se přizpůsobuje volba druhu, složení pryže danému používanému hydraulickému oleji.

Hydraulické oleje se převážně vyrábějí z ropných olejových rafinátů, hlavně cyklanického charakteru, ale používají se i oleje syntetické, hlavně esterové a polyalfaolefinové.

Uvedené problémy řeší podle vynálezu částečně syntetický hydraulický dej, sestávající ze základového oleje a zušlechťujících přísad. Jeho podstata spočívá v tom, že základový olej je tvořen 10 až 95 % hmot. hydrogenovaných polymerů směsí 1-butenu a 2-butenu s neohraničeným obsahem jednotlivých n-butenů a s nejvýše 3 % hmot. izobutylenu ve směsi, s MV 250 až 850 a polydisperzitnu 1,15 až 1,35 a teplotou varu od 300 do 550 °G a bromovým číslem maximálně 2 a 5 až 90 % hmot. ropného olejového rafinátu, který je tvořen vysokotlakým hydrogenátem s viskozitním indexem alespoň 75 a s bodem tuhnutí nejvýše -8 °C. Dále obsahuje zušlechťující přísady, tvořené 0,1 až 0,5 % hmot. inhibitoru

- 4 263 22:

rezivění, například v oleji rozpustného alkylarylsulfonétu vépena tého naho barnatého nebo hořečnatého nebo alkenylmaleinanhydridu nebo nízkomolekulárního sukcinimidu nebo N-arylderivátu sarkozinu, 0,3 až 18 % hmot. modifikétoru viskozity a depresantu, napřík lad polymetakrylátu nebo polyvinylizoalkyleteru s velkou stálostí ve smyku a 0,0001 až 0,1 % hmot. protinšnivostní přísady, například polymetylsiloxanu nebo polyvinylsiloxanu. Podle výhodného pro vedení může obsahovat 0,5 až 5 % hmot. mazivostní přísady, napřík lad vyšší alkohol nebo mastnou kyselinu s počtem uhlíků minimálně 10 nebo jejich esterem, obsahující případně dusík ve formě aminů a amidů.

Základní výhoda oleje podle vynálezu spočívá v dobrých reologických vlastnostech za nízkých teplot, v dobré termooxidační stálosti a velké stálosti ve smyku. Ve směsi s ropnými olejovými rafináty, s výhodou vysokotlakými hydrogenáty, s dostatečně velkými viskozitními indexy a nízkými body tuhnutí se vytváří základové oleje, z nichž je možno připravit po přidání zušlechťujících přísad kvalitní hydraulické oleje všech viskozitních a výkonových tříd podle ISO. Podle molekulové váhy hydrogenovaných polymerů n-butenů se dají připravit částečně syntetické oleje skupin HK, HL,HM a HV a druhů 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 a 150 podle klasifikace ISO/TC 28/SC 4.

Olej podle vynálezu je déle blíže popsán na několika příkladech provedení.

Příklad 1

Byl připraven částečně syntetický hydraulický olej ISO VG 10/15 výkonové třídy ISO HL s tímto složením /% hmot./: Hydrogenovaný polymer směsi 1-butenu a 2-butenů 85,898 s destilačním rozmezím 305 až 360 °C

Vysokotlaký hydrogenát s viskozitou 3»55 mm^/sec Dři 100 °C, s dy namickou viskozitou 500 mPa/sec při -10 °C, s VI 79» s bodem tuhnutí -21 °C a a bodem vzplanutí 160 °C.

5,0

- 5 263 223

Modifikátor viskozity a depresant polymetakrylátového typu β velkou stálostí ve smyku 3,6

Inhibitor rezivění typu alkylarylsulfonátu barnatého 0,2

Inhibitor oxidace alkylfenolového typu 0,3

Protipěnivostní přísada typu polymetylsiloxanu 0,002

Připravený olej měl tyto vlastnosti:

Kinematická viskozita /mm²/s/ při 40 °C 12,9

Viskozitní index 134

Dynamická viskozita při malém smykovém spádu /Brookfield/ při -10 °G 180 /mPa.s/ -20 °C 450

-50 °G 1900

Bod vzplanutí /OK/, °G 145

Bod tuhnutí, ⁰⁽- -64

Anilinový bod, °C 104

Číslo kyselosti, mg KOH/g 0,01

Oxidační zkouška /100 °C/96h/5 1 vzduchu/h/Cu-katalyzátor

- vzrůst viskozity při 50 °C po oxidaci, % 0,7

- číslo kyselosti po oxidaci, mg KOH/g 0,37

Koroze na mě3 /3h/100 °C/ la

Koroze na ocel negativní

Pěnivost ASTM, ml při 24 °C 0/0 °C 0/0 °C po 93 OC 0/0

Deeraulgaění charakteristika po 30 min 40-38-2

Stálost ve smyku v Boschově injektoru /DIN 51 382/, pokles viskozity po 30 cyklech o % 2,4

Podle uvedených vlastností olej splňuje podmínky pro zařa zení do výkonové třídy HL podle ISO/TC 28/SC 4 pro viskozitní třídu ISO VG 10 resp. 15.

Příklad 2

Byl připraven částečně syntetický hydraulický olej ISO VG 68 výkonové třídy ISO HM s tímto složením /v % hmot./:

- 6 263 223

Vysokotlaký hydrogenét s viskozitou 7,2 mm^/s při

100 °C, VI 95, bodem vzplanutí /OK/ 232 °C, bodem tuhnutí -12 °C 88,849

Hydrogenovaný polymer směsi 1-butenu a 2-butenů s viskozitou 24,89 mnč/s při 100 °C, s počátečním bodem varu 460 oc, VI 45, bodem vzplanutí /OK/ 234 °C, bodem tuhnutí -18 °C, s bromovým číslem g Br/100 g 8,5

Líodifikátor viskozity a depresant polymetakrylétového typu, stálý ve smyku 2,0

Dialkylditiofosfót zinečnatý s alkyly 1C4 a iCg 0,5

Inhibitor rezivění - alkylarylsulfonát barnatý 0,15 ^rotipenivostní přísada typu polymetylsiloxanu 0,001

Připravený olej měl tyto jakostní parametry:

Kinematická viskozita /mm²/s/ při 40 °C 70,05

Viskozitní index 105

Dynamická viskozita /Brookfield/ /mPa.s/ při -10 °0 1900

Bod vzplanutí /OK/, °C 232

Bol.tuhnutí, °C -42

Anilinový bod, °G 109

Deemulgační charakteristika po 30 min 40-39-1

Pěnivost ASTK, ml při 24 °C 10/0 °C 25/0 °C po 93 °G 5/0

Stálost ve smyku v Boschově injektoru po 30 cyklech, pokles viskozity o % 1,5

Vickers-test

- opotřebení statoru, mg 30

- opotřebení lamel, mg 5

Podle uvedených vlastností olej splňuje podmínky pro zařazení do výkonové třídy ISO KLÍ podle ISO/TC 28/SC 4 pro visxozit ní třídu ISO VG 68.

Příklad 3

Byl připraven částečně syntetický hydraulický olej ISO VG 46 výkonové třídy ISO KV s tímto složením /% hmot./:

Vysokotlaký hydrogenét s viskozitou 3,55 mm^/s P^i 100 °0

263 223 s dynamickou viskozitou /Brookfield/ 500 mPa.s při

- 15 °C, s VI 79, s bodem tuhnutí -21 °C, s bodem vzplanutí /OK/ 168 °G 79,049

I-Iydrogenovaný polymer směsi 1-butenu a 2-butenú jako v příkladu 2 10,0

Modifikétor viskozity jako v příkladu 2 10,0

Dialkylditiofosfát zinečnatý jako v příkladu 2 0,8

Inhibitor rezivění jako v příkladu 2 0,15

Protipěnivostní přísada typu polymetylsiloxanu 0,001

Připravený olej měl tyto jakostní parametry:

Kinematická viskozita /mm^/s/ při 40 °C 48,07

Viskozitní index 173

Dynamická viskozita /Brookfield/ /mPa.s/ při -10 °C 800

-20 °C 2400

Bod vzplanutí /OK/, °G 191

Bod tuhnutí, °G “52

Anilinový bod, °C 1°3

Deemulgační charakteristika po 30 min 40-39-1

Pěnivost ASTLÍ, ml při 24 °G 5/0 °G 20/0 °C po 93 °C 0/0

Stálost ve smyku v Boschově injektoru po 250 cyklech, pokles viskozity o % 10

Vickers-test

- opotřebení statoru, mg 20

- opotřebení lamel, mg 5

Podle uvedených vlastností olej splňuje podmínky pro zařazení do výkonové třídy ISO HV podle ISO/TC 28/SC 4 pro viskozit ní třídu ISO VG 46.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Částečně syntetický hydraulický olej, sestávající ze základového oleje a zušlechťujících přísad, vyznačený tím, že základový olej je tvořen 10 až 95 % hmot. hydrogenovaných polymerů směsí 1-butenů a 2-butenů s neohraničeným obsahem jednotlivých n-butenů a s nejvýše 3 % hmot. izobutylenu ve směsi s MV 250 až 850 a polydisperzitou 1,15 až 1,35 a s teplotou varu od 300 do 550 °C a bromovým Číslem maximálně 2 a 5 až 90 % hmot. ropného olejového rafinótu, tvořeného vysokotlakým hydrogenátem s viskozitním indexem alespoň 75 a s bodem tuhnutí nejvýše -8 °C a obsahuje zušlechťující přísady, tvořené 0,1 až 0,5 % hmot. inhibitoru rezivění, naDříklad v oleji rozpustného alkylarylsulfonátu vápenatého nebo barnatého nebo hořečnatého, nebo alkenylmaleinanhydridu nebo nizkomolekulárního sukcinimidu nebo N-arylderivétu sarkozinu, 0,3 až 18 hmot. modifikót^ru viskozity a depresantu, například polymetakrylatu nebo polyvinylizoalkyleteru s velkou stálostí ve smyku a aŽ 0,0001 až 0,1 % hmot. pmtipěnivostní přísady, například polymetylsiloxanu nebo polyvinylsiloxanu.

2. Částečně syntetický hydraulický olej podle bodu 1,vyznačený tím, že obsahuje 0,6 % hmot. nízkoteplotníno ant.ioxidantu typu alkylfenolu a/nebo aromatického aminu.

3. Částečně syntetický hydraulický olej podle bodu 1 a 2₁vyznačený tím, že obsahuje nejvýše 3 % hmot. bezpopelné protiod^rové přísady, například typu arylfosfátu nebo 0,3 až 1 io hmot. dialkylditiofosfátu zinečnatého s alkyly C5 až Cg.

4. Částečně syntetický hydraulický olej podle bodů 1 až 3,vyznačený tím, že obsahuje 0,5 až 5 % hmot. mazivostní přísady, například vyšší alkohol nebo mastnou kyselinu s počtem uhlíků minimálně 10 nebo jejich ester, obsahující přÍDadně dusík ve formfc aminů a amidů.