ES2249247T3

ES2249247T3 - Composiciones de fluido hidraulico.

Info

Publication number: ES2249247T3
Application number: ES00905878T
Authority: ES
Inventors: Pierre Levesque
Original assignee: Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Current assignee: Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2006-04-01
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: CN1188501C; JP2002536494A; US6074992A; CN1343243A; AU2748500A; ATE307866T1; EP1159380B1; BR0009311A; DE60023459T2; KR100671727B1; WO2000046325A1; CA2360632A1; JP4629232B2; MXPA01007818A; CA2360632C; DE60023459D1; KR20010112253A; EP1159380A1

Abstract

Un fluido funcional, que comprende un fluido base que contiene al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en glicoles, glicol éteres, ésteres e hidrocarburos, mezclados con una cantidad eficaz inhibidora de la corrosión de una mezcla de (a) benzotriazol, sus derivados y sus mezclas y (b) 1, 2, 4 triazol y sus derivados y sus mezclas, en la que el peso combinado de los componentes (a) y (b) es de 0, 05% a 0, 3% basado en el fluido funcional.

Description

Composiciones de fluido hidráulico.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a fluidos funcionales que son útiles en una amplia variedad de aplicaciones tales como fluidos de freno, fluidos hidráulicos, refrigerantes de motor, fluidos de transmisión, lubricantes, fluidos para el trabajo de los metales y similares, y a aditivos usados en tales fluidos par proteger frente a la corrosión, formación de manchas y de sedimentos y para proporcionar estabilidad térmica a largo plazo.

Antecedentes de la invención

Cuando se usan en aplicaciones tales como fluidos de frenos, los fluidos funcionales está expuestos típicamente a superficies metálicas que incluyen cobre, zinc, aluminio y latón y a piezas de caucho, a menudo en condiciones extremas tales como temperaturas elevadas que conducen a problemas tales como corrosión, oxidación y formación de sedimentos. Las temperaturas más elevadas que se encuentran bajo el capó de los coches y camiones modernos, la aparición de sistemas de frenado antiblocaje y el deseo de intervalos más amplios entre las visitas al servicio técnico ha creado una demanda de fluidos funcionales de alto comportamiento con mejor resistencia a la corrosión, a la formación de sedimentos y a la degradación durante periodos largos de uso.

Los fluidos funcionales comprenden típicamente un fluido base que contiene glicoles, glicol éteres, ésteres que incluyen ésteres borato y ésteres de fosfato, alcoholes etoxilados o propoxilados, hidrocarburos y similares y un paquete de aditivos específicamente diseñado para proporcionar protección frente a la corrosión de varios metales, a la formación de sedimentos y degradación. Una variedad de compuestos están bien reconocidos en la técnica como útiles como antioxidantes, inhibidores de la corrosión, etc., en fluidos funcionales que incluyen ciertos compuestos triazol. Por ejemplo, los 1,2,4 triazoles sustituidos con amino se describen en la patente británica No. 1.111.680 como un aditivo útil en composiciones de lubricante basadas en éster. Aunque estos triazoles sustituidos con amino presentan buena resistencia a la corrosión para algunos metales, los datos en la tabla II indican algunas deficiencias en relación al cobre y la formación de sedimentos.

El benzotriazol y sus derivados, en particular el toliltriazol también están reconocidos por sus propiedades de inhibición de la corrosión del cobre y se han usado como inhibidores de la corrosión en fluidos de freno. Sin embargo, como se señala en el documento de patente japonesa Kokai No. 59-157.188, estos compuestos son deficientes en la inhibición de la corrosión del cobre y la formación de sedimentos en fluidos de freno. La patente japonesa Kokai sugiere que las deficiencias del benzotriazol y sus derivados pueden superarse combinando el triazol con uno o más compuestos tiadiazol. Esta combinación, aunque eficaz en reducir la formación de sedimentos e inhibir la corrosión del cobre tiene la desventaja de introducir un compuesto que contiene azufre en el fluido de frenos, que puede tener un efecto negativo en la estabilidad térmica del fluido a largo plazo.

Compendio de la invención

Según la presente invención, los solicitantes han descubierto que una única combinación de dos tipos específicos de compuestos de triazol, cuando se usan juntos, pueden proporcionar fluidos funcionales con un equilibrio excelente de propiedades que incluyen resistencia a la corrosión, oxidación y a la formación de sedimentos superior, manteniendo la estabilidad térmica a largo plazo. Más específicamente, la presente invención se refiere a fluidos funcionales, particularmente los útiles como fluidos de freno, que contienen una cantidad eficaz de benzotriazol, un derivado del mismo, tal como toliltriazol o sus mezclas y 1,2,4-triazol, un derivado del mismo o sus mezclas. El equilibrio superior de propiedades que presentan los fluidos funcionales que contienen la mezcla de triazoles de la presente invención puede alcanzarse estando presente una cantidad mínima de compuesto triazol total.

Descripción de la invención

Los fluidos funcionales de la presente invención comprenden un fluido base cuya composición se determinará por el uso pretendido del fluido funcional y un paquete de aditivos específicamente diseñados para proporcionar protección frente a la corrosión, a la formación de sedimentos y degradación durante períodos prolongados de uso. Los fluidos base útiles en los fluidos funcionales de la presente invención son bien conocidos y comprenden normalmente cantidades predominantes de uno o más compuestos seleccionados de glicoles, tal como etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, así como derivados poliméricos y sus mezclas; glicol éteres tal como di, tri y tetra glicol éteres de metilo, etilo, propilo, butilo o hexilo, por ejemplo etil diglicol éter, butil diglicol éter, metoxitriglicol, etoxitriglicol, butoxitriglicol, metoxitetraglicol, butoxitetraglicol y similares; ésteres, que incluyen ésteres borato tal como, pero no limitados a, éster borato de monometiléter de trietilenglicol o éster borato de monometiléter de tetraetilenglicol y ésteres de fosfato tal como éster fosfato de tricresilo, éster fosfato de trifenilo, éster fosfato de fenol sustituido o éster fosfato de alquilo y similares. Además, podrían usarse, si se desea, mezclas de glicoles con glicol éteres y/o ésteres borato o ésteres de fosfato. Para aplicaciones tales como lubricantes, fluidos de transmisión y similares, el fluido base podría ser un hidrocarburo. La selección de un fluido base apropiado en la preparación de los fluidos funcionales de la presente invención para cualquier aplicación particular está dentro de la experiencia en la técnica del formulador experimentado.

La única combinación de compuestos triazol que se añaden a un fluido base para proporcionar los fluidos funcionales de la presente invención que presenta comportamiento superior de resistencia a la corrosión, oxidación y formación de sedimentos, proporcionando estabilidad térmica a largo plazo se define como una mezcla que contiene una cantidad eficaz inhibidora de la corrosión de (a) benzotriazol, sus derivados y sus mezclas y (b) 1,2,4 triazol y sus derivados y sus mezclas.

El benzotriazol y sus derivados útiles en esta invención pueden representarse por la fórmula

1

en la que R y R' son iguales o diferentes y pueden ser hidrógeno, un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 átomos de carbono, un grupo amino tal como -NH, -NHR o -NR R', un grupo acilo tal como -COR, o un grupo arilo tal como benceno o tolueno. El benzotriazol y toliltriazol o sus mezclas son particularmente útiles en los fluidos funcionales de la presente invención.

El 1,2,4 triazol o sus derivados útiles en la presente invención pueden representarse mediante la fórmula

2

en la que R y R' son iguales o diferentes y pueden ser hidrógeno, un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 átomos de carbono, un grupo amino tal como -NH, -NHR o -NR R', un grupo acilo tal como -COR, o un grupo arilo tal como benceno o tolueno. El 1,2,4 triazol es particularmente útil en los fluidos funcionales de la presente invención.

Cada uno de los triazoles de (a) y (b) debería estar presente en los fluidos funcionales de la presente invención en una cantidad suficiente para proporcionar un equilibrio óptimo de propiedades que incluyen resistencia eficaz a la corrosión, oxidación y a la formación de sedimentos proporcionando estabilidad térmica a largo plazo. La cantidad de cada tipo de triazol usado no es apenas crítica y está dentro de la experiencia del formulador experto optimizar las cantidades de cada aplicación de fluido funcional. La concentración de cada uno de los triazoles de (a) y (b) puede estar en el intervalo de 0,02% a 0,2%, en peso basado en el peso total del fluido funcional. El peso combinado total de los triazoles de (a) y (b) presentes en el fluido funcional debería estar en el intervalo de 0,05% a 0,3%, en peso basado en el peso total del fluido funcional. Aunque la proporción entre la cantidad de triazol (a) presente y la cantidad de triazol (b) presente no es crítica, normalmente estará en el intervalo de aproximadamente 1 a 4 a aproximadamente 4 a 1. Como será fácilmente entendido por los expertos en la técnica de formulación de fluidos funcionales, las concentraciones de los dos tipos de triazoles finalmente utilizada se determinará por la composición del fluido funcional y un equilibrio entre el comportamiento óptimo y consideraciones económicas.

Otros materiales que pueden emplearse ventajosamente en asociación con los triazoles en los fluidos funcionales de la presente invención incluyen diazoles, tiazoles, aminas, fenoles, hidroquinolina polimerizada y sales inorgánicas tales como nitratos, entre otras, todas bien conocidas en la técnica por mejorar el comportamiento global del fluido mediante contribuciones funcionales tal como control del pH, resistencia a la oxidación, etc. Las presentes reivindicaciones se dirigen a agrupar estos materiales y cualquier efecto sinérgico que podría obtenerse de tales materiales en asociación con la mezcla de los dos tipos de triazoles de esta invención. También debe señalarse que aunque los tiazoles no está expresamente excluidos, es una ventaja de los fluidos funcionales de la presente invención que se obtiene excelente resistencia a la corrosión y a la formación de sedimentos y estabilidad térmica sin los problemas potenciales que pueden ser introducidos por la presencia de compuestos de tiazol que contienen azufre.

Como será ilustrado en los ejemplos a continuación, la presente invención proporciona protección mejorada frente a la corrosión del cobre, aleaciones base cobre (p.ej., latón) y zinc, así como un aspecto mejorado de tales materiales en servicio. Además, la presente invención proporciona protección frente a corrosión por cloruros superior para metales tales como zinc, y reduce la formación de sedimentos como resultado de la exposición de los fluidos funcionales a metales tales como cobre y sus aleaciones y otros materiales tales como caucho.

Ejemplos

Los ejemplos siguientes, que no pretenden ser limitantes, ilustran la invención y ciertas de sus realizaciones preferidas. Como se usa en los ejemplos, la abreviatura "HBF" significa Fluido de Frenos Hidráulico. Las abreviaturas "DOT 3" y "DOT 4" significan fluido de frenos del Departamento de Transportes tipos 3 y 4, respectivamente. El ensayo de Corrosión SAE se realizó según prescribe la norma J 1703 de la Society of Automotive Engineering standard (enero 1995). El ensayo de serpentín de cobre es un procedimiento de Union Carbide y se realizó como se indica a continuación: A 95ml del fluido de frenos en un vaso de muestras, se añadieron 5ml de disolución de NaCl/agua y se agitó la mezcla. El fluido de frenos resultante contenía 5% en volumen de agua y 50 partes por millón de ión cloruro. Un serpentín de cobre, obtenido de 5 metros de alambre de cobre de 1 mm de diámetro, se añadió a continuación al fluido y se adjuntó la tapa del vaso de muestras. El vaso de ensayo de muestras que contiene la mezcla fluido de frenos/agua/cloruro y el serpentín de cobre se colocó a continuación en un horno a 100ºC durante siete días. Al cabo de los siete días se retiró el vaso de muestras, se enfrió el fluido a temperatura ambiente y se examinó el serpentín de cobre. Se determinó el aspecto del cobre, cantidad de cobre disuelto y cantidad de sedimento.

Los fluidos funcionales ensayados se prepararon a partir de los fluidos base HBF DOT 3 o HBF DOT 4. El fluido base HBF DOT 3 contenía aproximadamente 80% en peso, basado en el peso total de la composición de fluido, de glicol éteres tales como metil y butil trietilenglicol éter y aproximadamente 20% de un glicol tal como trietilenglicol, el resto, aproximadamente 1%, es un paquete de aditivos compuestos de un nitrato, antioxidante fenólico y alcanolamina. El fluido base HBF DOT 4 contenía aproximadamente 45% en peso, basado en el peso total de la composición de fluido, de éster borato de metoxitriglicol, aproximadamente 45% de glicol éteres tales como metil y butiltrietilenglicol éter, aproximadamente 10% de un glicol tal como dietilenglicol, el resto, aproximadamente 1%, es un paquete de aditivos compuestos de un nitrato, antioxidante fenólico y una alcanolamina. Se añadió un triazol o una mezcla de triazoles a los fluidos base de las composiciones ensayadas. Las composiciones de fluido que contienen una mezcla de triazoles de acuerdo con la presente invención se ensayaron y compararon con las composiciones de fluido que contienen un único triazol. Los resultados del ensayo de Corrosión SAE, que se realizaron en presencia de 100 ppm de cloruros añadidos se muestran en la tabla 1 para el fluido DOT 3 y en la tabla 2 para el fluido DOT 4. Los límites SAE aceptados para el cambio de peso de la tira de cobre, latón y zinc son \pm 0,4 mg/cm^{2} máximo. Los resultados del ensayo de Serpentín de Cobre se muestran en las tablas 3, 4 y 5.

TABLA 1

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Corrosión SAE
No.	Fluido		(añadidos 100 ppm Cl)
			Tiras de Cobre y Latón	Zinc
1.	HBF	Benzotriazol a 0,15% en peso	Tiras brillantes; cambio de	Tira manchada; cambio de
	DOT 3		peso 0,0 mg/cm^{2}	peso -2,0 mg/cm^{2}
2.	HBF	Toliltriazol a 0,15% en peso	Tiras brillantes o ligeramente	Tira manchada; cambio de
	DOT 3		manchadas, cambio de peso	peso -1,7 mg/cm^{2}
			-0,02 a -0,09 mg/cm^{2}
3.	HBF	1,2,4-triazol a 0,15% en peso	Tiras ligeramente manchadas;	Tira ligeramente manchada;
	DOT 3		cambio de peso +0,01 a +0,04	cambio de peso +0,13
			mg/cm^{2}	mg/cm^{2}
4.	HBF	Toliltriazol a 0,20% en peso y	Tiras brillantes o ligeramente	Tira manchada; cambio de
	DOT 3	1,2,4-triazol a 0,20% en peso	manchadas; cambio de peso	peso +0,28 mg/cm^{2}
			de -0,05 a -0,09 mg/cm^{2}

TABLA 1 (continuación)

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Corrosión SAE
No.	Fluido		(añadidos 100 ppm Cl)
			Tiras de Cobre y Latón	Zinc
5.	HBF	Toliltriazol a 0,05% en peso y	Tiras brillantes; cambio de	Tira ligeramente manchada;
	DOT 3	1,2,4-triazol a 0,20% en peso	peso de 0 a -0,02 mg/cm^{2}	cambio de peso +0,07
				mg/cm^{2}
6.	HBF	0,05% toliltriazol + 0,10%	Tiras brillantes; cambio de	Tira ligeramente manchada;
	DOT 3	1,2,4-triazol	peso de -0,03 a -0,05 mg/cm^{2}	cambio de peso -0,09
				mg/cm^{2}
7.	HBF	0,03% toliltriazol + 0,06%	Tiras brillantes; cambio de	Tira ligeramente manchada;
	DOT 3	1,2,4-triazol	peso de -0,01 a -0,05 mg/cm^{2}	cambio de peso -0,06
				mg/cm^{2}
8.	HBF	0,015% toliltriazol + 0,03%	Tiras brillantes; cambio de	Tira ligeramente manchada;
	DOT 3	1,2,4-triazol	peso de -0,08 a -0,12 mg/cm^{2}	cambio de peso -0,11
				mg/cm^{2}

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TABLA 2

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Corrosión SAE
No.	Fluido		(añadidos 100 ppm Cl)
			Tiras de Cobre y Latón	Zinc
9.	HBF	Toliltriazol a 0,2% en peso	Tiras con mancha o	Tira ligeramente manchada
	DOT 4		ligeramente manchadas	y cambio de peso de -0,40
			y cambio de peso de	mg/cm^{2}
			-0,29 a -0,38 mg/cm^{2}
10.	HBF	1,2,4-triazol a 0,15% en peso	Tiras manchadas a	Tira manchada; cambio de
	DOT 4		ligeramente manchadas;	peso +0,25 mg/cm^{2}
			cambio de peso -0,12 a
			-0,14 mg/cm^{2}
11.	HBF	Toliltriazol a 0,08% en peso y	Tiras brillantes; cambio de	Ligeramente manchada;
	DOT 4	1,2,4-triazol a 0,02% en peso	peso de -0,02 a -0,04	cambio de peso -0,30 mg/cm^{2}
			mg/cm^{2}
12.	HBF	Toliltriazol a 0,075% en	Tiras brillantes o	Tira ligeramente manchada
	DOT 4	peso y 1,2,4-triazol a	manchadas; con cambio	y cambio de peso de
		0,075% en peso	de peso de -0,12 a -0,16	0,0 mg/cm^{2}
			mg/cm^{2}
13.	HBF	0,10% toliltriazol + 0,10%	Tiras manchadas a	Tira ligeramente manchada
	DOT 4	1,2,4-triazol	ligeramente manchadas;	y cambio de peso de
			cambio de peso -0,12 a	+0,04 mg/cm^{2}
			-0,19 mg/cm^{2}

TABLA 3

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Serpentín de Cobre
No.	Fluido
			Cobre en disolución	Aspecto del serpentín	Sedimentos
			(ppm)	de cobre	(% volumen)
14.	HBF	Toliltriazol a	30 a 100	n.a.	n.a. (detectadas
	DOT 3	0,15% en peso			algunas partículas,
					volumen no medido)
15.	HBF	1,2,4-triazol a	0	limpio, bueno, más	ninguno
	DOT 3	0,15% en peso		oscuro, no sólido
16.	HBF	Toliltriazol a 0,20%	10	Algún revestimiento	n.a. (detectadas
	DOT 3	en peso y 1,2,4-triazol		en el serpentín	algunas partículas;
		a 0,20% en peso			volumen no medido)
17.	HBF	Toliltriazol a 0,05%	0	Serpentín brillante	0,1
	DOT 3	en peso y 1,2,4-triazol
		a 0,20% en peso
18.	HBF	0,05% toliltriazol +	20	Serpentín brillante	menor que 0,1%
	DOT 3	0,10% 1,2,4-triazol
19.	HBF	0,03% toliltriazol +	20	Serpentín brillante	menor que 0,01%
	DOT 3	0,06% 1,2,4-triazol
20.	HBF	0,015% toliltriazol +	35	Serpentín brillante	ninguno
	DOT 3	0,03% 1,2,4-triazol

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TABLA 4

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Serpentín de Cobre
No.	Fluido
			Cobre en disolución	Aspecto del serpentín	Sedimentos
			(ppm)	de cobre	(% volumen)
21.	HBF	Toliltriazol a	20	revestimiento	3
	DOT 4	0,2% en peso		pegajoso blanco
22.	HBF	1,2,4-triazol a	10	limpio, bueno, más	ninguno
	DOT 4	0,15% en peso		oscuro, no sólido
23.	HBF	Toliltriazol a 0,08%	30	algún sólido sobre	n.a.
	DOT 4	en peso y 1,2,4-triazol		el serpentín
		a 0,02% en peso
24.	HBF	Toliltriazol a 0,075%	5	cobre brillante	0
	DOT 4	en peso y 1,2,4-triazol		(rojizo)
		a 0,075% en peso
25.	HBF	0,10% toliltriazol +	10	algún sólido	n.a.
	DOT 4	0,10% 1,2,4-triazol

TABLA 5

Ensayo	Tipo de	Aditivos	Ensayo de Serpentín de Cobre
No.	Fluido
			Cobre en disolución	Aspecto del serpentín	Sedimentos
			(ppm)	de cobre	(% volumen)
26.	HBF	0,01% en peso	300	verde	2
	DOT 3	Benzotriazol
27.	HBF	0,11% en peso	5	cobre (rojizo)	8
	DOT 3	Benzotriazol
28.	HBF	0,11% en peso	0	cobre (rojizo)	6
	DOT 3	Benzotriazol + 0,10%
		en peso de Toliltriazol
29.	HBF	0,11% en peso	0	Verde	1
	DOT 3	Benzotriazol + 0,10%
		en peso de 1,2,4-triazol

Como puede verse a partir de los datos presentados en la tablas 1 a 5, los fluidos funcionales de la presente invención que contienen una mezcla de dos tipos específicos de triazoles proporcionan un equilibrio excelente de propiedades que incluyen resistencia a la corrosión, oxidación y a la formación de sedimentos.

Claims

1. Un fluido funcional, que comprende un fluido base que contiene al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en glicoles, glicol éteres, ésteres e hidrocarburos, mezclados con una cantidad eficaz inhibidora de la corrosión de una mezcla de (a) benzotriazol, sus derivados y sus mezclas y (b) 1, 2,4 triazol y sus derivados y sus mezclas, en la que el peso combinado de los componentes (a) y (b) es de 0,05% a 0,3% basado en el fluido funcional.

2. Un fluido según la reivindicación 1, en el que (a) se representa mediante la fórmula

1

y en el que (b) se representa mediante la fórmula

2

en la que R y R' son iguales o diferentes y pueden ser hidrógeno, un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 átomos de carbono, un grupo amino tal como -NH, -NHR o -NR R', un grupo acilo tal como -COR, o un grupo arilo tal como benceno o tolueno.

3. Un fluido según la reivindicación 2, en el que (a) es benzotriazol, toliltriazol o sus mezclas y (b) es 1,2,4-triazol.

4. Un fluido según la reivindicación 2, en el que (a) es benzotriazol y (b) es 1,2,4-triazol.

5. Un fluido según la reivindicación 2, en el que (a) es toliltriazol y (b) es 1,2,4 triazol.

6. Un fluido según la reivindicación 1, en el que al menos un triazol es un triazol sustituido.

7. Un fluido según la reivindicación 6, en le que al menos un triazol contiene sustitución alquílica o arílica.

8. Un fluido según la reivindicación 7, en el que dicha sustitución comprende un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 átomos de carbono.

9. Un fluido según la reivindicación 1, que contiene también uno o más diazoles.

10. Un fluido según la reivindicación 1, que contiene también uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en aminas, antioxidantes y sales inorgánicas.

11. Un fluido según la reivindicación 1, en el que el fluido base contiene un éster borato, un glicol éter, un glicol o una de sus mezclas.

12. El uso de un fluido según la reivindicación 1 como un fluido de frenos, un fluido de transmisión de motor o un fluido de refrigeración de motor.