高沸點HZY4機動車輛制動液的研制

蘇 俊，高君保，楊善杰，陳炳耀,2,3

(1.廣東三和控股有限公司油品研究所，廣東 中山 528429；2.廣東三和化工科技有限公司技術中心，廣東 中山 528429；3.廣東阜和實業(yè)有限公司技術中心，廣東 中山 528429)

HZY4型制動液具有較高的沸點與優(yōu)良的高溫性能，但GB 12981—2012《機動車輛制動液》中，HZY4平衡回流沸點指標無法滿足現(xiàn)有的部分OEM標準。高沸點超級DOT4是在HZY4指標的基礎上，具有更加優(yōu)良的高溫性能，使用范圍更加廣，能適應大部分的工作環(huán)境[1-4]。筆者從硼酸酯的選擇與比例著手，選用現(xiàn)有沸點較高的制動液原材料，降低合成反應形成低沸點副產(chǎn)物導致成品沸點不穩(wěn)定可能性，制備了一款高沸點HZY4型制動液。該制動液且具有較高的干/濕平衡回流沸點、較低的蒸發(fā)損失以及優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性能，能適應更高溫的工作環(huán)境，且各項指標都符合GB 1298—2012中HZY4的要求。

1 實 驗

1.1 主要原料和儀器

三乙二醇丁醚(w≥99%)、三乙二醇甲醚硼酸酯(w(硼)=1.9%～2.2%)，江蘇天音化工有限公司；三乙二醇丁醚硼酸酯，江蘇怡達化學股份有限公司；二乙醇胺(w≥99.5%)，美國陶氏化學公司；BA-T型制動液防腐防銹復合劑,廣州德湘孚化工有限公司。

BF-52型剎車油平衡回流沸點測定器，大連北方分析儀器有限公司；KD-R0517型低溫運動黏度測定器(-40 ℃)、KD-F8200型制動液低溫流動性測定儀，長沙卡頓?？藸杻x器有限公司；JSR1104A型運動黏度測定器(100 ℃)，湖南津市市石油化工儀器有限公司；平氏黏度計、ST6533-2型加熱離心機，武漢研潤科技發(fā)展有限公司；FE28型pH計，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 實驗方法

將硼酸酯、稀釋劑(醇醚)、pH值調(diào)節(jié)劑、防腐防銹復合劑依次加入到1 000 mL雙口燒瓶中，開啟冷凝，邊加熱邊攪拌，將溫度控制在105～125 ℃，攪拌時間為1 h。

2 結果與討論

2.1 配方選擇

2.1.1 稀釋劑

稀釋劑以醇醚為主[5],表1為4種稀釋劑的性能。高沸點HZY4配方中需要用到較多的硼酸酯類材料，由于硼酸酯類材料沸點較高，但低溫流動性能較差；因此醇醚類材料需要選擇-40 ℃運動黏度較低的種類，才能保證制動液在低溫下有良好的流動性。由表1可見，稀釋劑選擇三乙二醇丁醚。

表1 4種稀釋劑能對比

2.1.2pH值調(diào)節(jié)劑

高沸點型制動液中硼酸酯的含量較大，其pH值為4～6，需要用到pH值調(diào)節(jié)劑對體系進行調(diào)節(jié)[6]，降低制動液對制動系統(tǒng)的腐蝕并延長使用壽命。圖1為pH值調(diào)節(jié)劑加入量與高沸點型制動液pH值的關系。

圖1 pH值調(diào)節(jié)劑加入量與pH值的關系

由圖1可知，二乙醇胺對硼酸酯pH值的調(diào)節(jié)效果較好。由于pH值調(diào)節(jié)劑低溫流動性能較差，且價格較高，為了保證制動液的低溫性能與成本，綜合考慮，控制二乙醇胺的加入量為0.5%～2%。

2.1.3 防腐防銹復合劑

采用BA-T型復合劑，具有防銹、防腐、調(diào)節(jié)pH、延長制動液使用壽命的作用[7]，實驗加入量為1%～4%。

2.1.4 硼酸酯

硼酸酯作為HZY4的主體材料，充當著提高高溫性能、提高耐濕性能的作用。表2為兩種硼酸酯[8]的性能對比。

表2 硼酸酯性能對比表

由表2可知，三乙二醇甲醚硼酸酯的濕平衡回流沸點、高溫穩(wěn)定性與低溫流動性優(yōu)于三乙二醇丁醚硼酸酯，且三乙二醇甲醚硼酸酯的耐橡膠性能較好[9]。但干平衡回流沸點低于三乙二醇丁醚硼酸酯，且對活潑金屬的腐蝕性強于三乙二醇丁醚硼酸酯。

按照不同比例混合兩種硼酸酯[10]，并加入稀釋劑、復合劑與pH值調(diào)節(jié)劑分別對混合液的平衡回流沸點與pH值進行測試，結果見表3。

表3 硼酸酯含量選擇

由表3可看出，隨著硼酸酯的含量增加，制動液平衡回流沸點則越高，但是pH值會隨之降低。制動液pH值要求大于7，考慮到制動液的使用壽命以及對金屬的腐蝕性能，需將pH值盡量控制在7.3～7.6范圍內(nèi)，則選擇硼酸酯的含量為80%～85%,以保證制動液有更高的沸點;同時，m(三乙二醇甲醚硼酸酯)∶m(三乙二醇丁醚硼酸酯)=7∶3，可使制動液的平衡回流沸點大于280 ℃、pH值在7.3～7.6，橡膠適應性符合國標要求。

2.2 性能評定

目前，GB 12981標準中還沒有具體的高沸點型HZY4標定方法。伴隨需求增加，此類型制動液已具有干濕平衡回流沸點的典型值(表4)。表5為參照GB 12981評價結果。

表4 高沸點型HZY4沸點要求

由表4和表5可知，本制動液干/濕平衡回流沸點皆高于DOT4 PLUS以及超級DOT4典型值，并且具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，能在高溫工作后保持良好的高溫性能，具有較低的蒸發(fā)損失值，降低高溫工況產(chǎn)生的氣阻。

表5 高沸點HZY4性能分析

3 總 結

a.高沸點HZY4機動車輛制動液的高溫性能優(yōu)于常規(guī)HZY4，具有高于行業(yè)典型值的干濕平衡回流沸點，以及優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和蒸發(fā)性能，在高溫惡劣的環(huán)境中具有良好的抗氣阻性能。

b.高沸點型HZY4高溫性能受pH值限制，選用的硼酸酯pH值較低，為此需加入足夠量的pH值調(diào)節(jié)劑。后期研究方向可通過合成pH值較高沸點較高的硼酸酯或?qū)ε鹚狨ミM行提高pH值的后處理，去提高所用硼酸酯的pH值，從而提高高沸點HZY4的高溫性能。