机动车辆制动液及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及制动液技术领域，具体涉及一种机动车辆制动液及其制备方法与应用。


背景技术：

2.制动液是液压制动系统中传递制动压力的液态介质，应用于采用液压制动系统的机动车辆中。近些年来，随着汽车行业电动化和智能化发展趋势日益显著，各种电子控制单元广泛应用于制动系统中，因而对机动车辆制动液的性能提出了更严苛的要求。关于制动液国际标准iso 4925，2020年版较2006年版中新增了一个制动液质量等级-class7(最高等级)。相比于其他质量等级，要求该等级制动液具有更为优异的高低温性能，性能差异具体表现在平衡回流沸点、湿平衡回流沸点以及-40℃低温运动黏度这三个指标上。同时，首次明确提出需要重点关注制动液的润滑性能。
3.平衡回流沸点、湿平衡回流沸点以及-40℃低温运动黏度是机动车辆制动液的重要技术指标，特别是对于在较为苛刻环境下(如频繁制动情况、严寒地区等)使用的制动液。在频繁制动情况下，摩擦副表面附近的制动液温度较高，若制动液的平衡回流沸点和湿平衡回流沸点不够高，制动液会发生部分气化产生气阻，从而出现制动疲软甚至制动失效的情况。在严寒地区使用时，若-40℃低温运动黏度较大，则制动液在低温环境下的流动性较差，难以快速传递制动压力，从而出现制动延迟甚至刹车失灵的情况。
4.此外，随着更多的电子控制单位如车身电子稳定系统(esp)等应用于机动车辆特别是新能源汽车制动系统中，制动系统中橡胶密封件与金属活塞间的相对运动更加频繁并且相对位移也更大，因此要求制动液对金属vs橡胶摩擦副具有优异的润滑性能。若润滑性能不佳，会导致橡胶密封件逐渐产生磨损进而制动液出现泄漏而无法有效传递制动液压力，最终导致制动失效。
5.目前所公开的绝大多数机动车辆制动液均难以完全满足iso 4925-2020之class7的质量指标要求，主要表现为难以兼顾优异的高低温性能，平衡回流沸点/湿平衡回流沸点偏低或者-40℃低温运动黏度偏大；同时未涉及制动液的润滑性能，特别是未针对金属vs橡胶摩擦副对制动液的润滑性能进行有效评估。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了克服现有技术存在的机动车辆制动液高低温性能差，无法避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏和其应用在装配有esp电子控制单元的机动车辆中，金属vs橡胶摩擦副具有较差的润滑性能等的问题，提供一种机动车辆制动液及其制备方法与应用，该机动车辆制动液具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏和其应用在装配有esp电子控制单元的机动车辆中，金属vs橡胶摩擦副具有优
异的润滑性能。
7.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种机动车辆制动液，其中，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于所述基础油的总重量，所述基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯46-57wt％、多乙二醇甲醚36-42wt％、多乙二醇丁醚6-9wt％和多乙二醇1-3wt％；
8.以所述基础油的总重量为基准，所述添加剂包括：
9.摩擦改进剂0.1-0.4wt％、金属减活剂0.25-0.45wt％、防锈剂1.2-1.8wt％和抗氧剂0.4-0.8wt％。
10.本发明第二方面提供一种机动车辆制动液的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
11.在保护氛围、加热和抽真空的条件下，将乙二醇甲醚硼酸酯、多乙二醇甲醚、多乙二醇丁醚和多乙二醇的基础油进行第一次调和后，加入摩擦改进剂、金属减活剂、防锈剂和抗氧剂的添加剂进行第二次调和，冷却，得到机动车辆制动液。
12.本发明第三方面提供上述制备方法制得的机动车辆制动液。
13.本发明第四方面提供上述机动车辆制动液在装配有esp电子控制单元的机动车辆中的应用。
14.通过上述技术方案，本发明提供的机动车辆制动液含有特定限定的各组分，从而提供的机动车辆制动液具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏和其应用在装配有esp电子控制单元的机动车辆中，金属vs橡胶摩擦副具有优异的润滑性能；进一步地，本发明提供的机动车辆制动液的摩擦系数为0.25-0.35，可以保证机动车辆制动液应用在装配有esp电子控制单元的机动车辆中，金属vs橡胶摩擦副具有优异的润滑性能。
具体实施方式
15.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
16.本发明第一方面提供一种机动车辆制动液，其中，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于所述基础油的总重量，所述基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯46-57wt％、多乙二醇甲醚36-42wt％、多乙二醇丁醚6-9wt％和多乙二醇1-3wt％；
17.以所述基础油的总重量为基准，所述添加剂包括：
18.摩擦改进剂0.1-0.4wt％、金属减活剂0.25-0.45wt％、防锈剂1.2-1.8wt％和抗氧剂0.4-0.8wt％。
19.本发明的发明人研究中发现，并不是仅加入摩擦改进剂和/或多乙二醇就能解决本技术的技术问题，而是需要所述机动车辆制动液中含有上述各组分以及各组分的用量满足上述范围时，组分之间能够实现整体较好的相互作用，使该制动液具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏等问题，更适用于装配有esp电子控制单
元的机动车辆中的应用。
20.本发明中，当基础油中不存在多乙二醇甲醚硼酸酯、多乙二醇甲醚、多乙二醇丁醚和多乙二醇中任意一种时，仅靠所述添加剂中添加所述摩擦改进剂，并不能实现整体较好的相互作用，不可以获得本发明的机动车辆制动液和克服本发明的技术问题。
21.本发明中，当添加剂中摩擦改进剂、金属减活剂、防锈剂和抗氧剂中任意一种添加剂的用量或基础油中多乙二醇甲醚硼酸酯、多乙二醇甲醚、多乙二醇丁醚和多乙二醇中任意一种基础油的用量未满足上述范围时，不能实现整体较好的相互作用，不可以获得本发明的机动车辆制动液和克服本发明的技术问题。
22.进一步地，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于所述基础油的总重量，所述基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯49-53wt％、多乙二醇甲醚38-40wt％、多乙二醇丁醚7.5-8.5wt％和多乙二醇1.5-2.5wt％；
23.以所述基础油的总重量为基准，所述添加剂包括：
24.摩擦改进剂0.2-0.3wt％、金属减活剂0.3-0.4wt％、防锈剂1.4-1.6wt％和抗氧剂0.5-0.7wt％。
25.根据本发明，所述多乙二醇甲醚硼酸酯为含有2-5个环氧乙烷单元的多乙二醇甲醚硼酸酯，优选为三乙二醇甲醚硼酸酯。
26.根据本发明，所述多乙二醇甲醚为含有2-5个环氧乙烷单元的多乙二醇甲醚，优选为三乙二醇甲醚和/或四乙二醇甲醚。
27.根据本发明，所述多乙二醇丁醚为含有2-5个环氧乙烷单元的多乙二醇丁醚，优选为三乙二醇丁醚和/或四乙二醇丁醚。
28.根据本发明，所述多乙二醇为含有2-5个环氧乙烷单位的多乙二醇，优选为二乙二醇和/或三乙二醇。
29.根据本发明，所述摩擦改进剂为硫代氨基甲酸酯、磷酸三甲酚酯、油酸单甘油酯和三蓖麻油酸甘油酯中的至少一种。
30.根据本发明，金属减活剂为苯三唑、甲基苯三唑、2,5-二取代芳基-1,3,4-噻二唑)中的至少一种。
31.根据本发明，防锈剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺和亚硝酸钠中的至少一种。
32.根据本发明，抗氧剂为苯基萘胺、二烷基二苯胺、吩噻嗪、2,6-二丁基-4-甲基苯酚、双酚a和对羟基苯甲醚中的至少一种。
33.根据本发明，所述制动液的摩擦系数为0.25-0.35。
34.本发明第二方面提供一种机动车辆制动液的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
35.在保护氛围、加热和抽真空的条件下，将乙二醇甲醚硼酸酯、多乙二醇甲醚、多乙二醇丁醚和多乙二醇的基础油进行第一次调和后，加入摩擦改进剂、金属减活剂、防锈剂和抗氧剂的添加剂进行第二次调和，冷却，得到机动车辆制动液。
36.根据本发明，多乙二醇甲醚硼酸酯含量为46-57wt％、多乙二醇甲醚含量为36-42wt％、多乙二醇丁醚含量为6-9wt％和多乙二醇含量为1-3wt％，优选多乙二醇甲醚硼酸酯含量为49-53wt％、多乙二醇甲醚含量为38-40wt％、多乙二醇丁醚含量为7.5-8.5wt％和
多乙二醇含量为1.5-2.5wt％；
37.以所述基础油的总重量为基准，所述摩擦改进剂的用量为0.1-0.4wt％、金属减活剂的用量为0.25-0.45wt％、防锈剂的用量为1.2-1.8wt％和抗氧剂的用量为0.4-0.8wt％，优选摩擦改进剂的用量为0.2-0.3wt％、金属减活剂的用量为0.3-0.4wt％、防锈剂的用量为1.4-1.6wt％和抗氧剂的用量为0.5-0.7wt％。
38.根据本发明，所述加热和抽真空的条件包括：抽真空的真空度为96.5kpa至 98.5kpa，加热温度为115-135℃。
39.进一步地，抽真空的真空度为 97kpa至98kpa，加热温度为120-130℃。
40.根据本发明，所述第一次调和时间为1-5h，优选为2-4h。
41.根据本发明，所述第二次调和时间为1-3h，优选为1.5-2.5h。
42.本发明第三方面提供上述制备方法制得的机动车辆制动液。该机动车辆制动液具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏等问题。
43.根据本发明最优选的实施方式包括：
44.基于所述基础油的总重量，将46-57wt％、优选49-53wt％的多乙二醇甲醚硼酸酯，36-42wt％、优选38-40wt％的多乙二醇甲醚，6-9wt％、优选7.5-8.5wt％的多乙二醇丁醚，1-3wt％、优选1.5-2.5wt％的多乙二醇和0.1-0.4wt％、优选0.2-0.3wt％的摩擦改进剂，0.25-0.45wt％、优选0.3-0.4wt％的金属减活剂，1.2-1.8wt％、优选1.4-1.6wt％的防锈剂，0.4-0.8wt％、优选0.5-0.7wt％的抗氧剂混合后，在氮气氛围下， 96.5kpa至 98.5kpa、优选 97kpa至 98kpa的真空度，115-135℃、优选120-130℃，第一次调和时间为1-5h、优选2-4h，第二次调和时间为1-3h、优选1.5-2.5h，得到机动车辆制动液。
45.本发明第四方面提供上述机动车辆制动液在装配有esp电子控制单元的机动车辆中的应用。
46.本发明中，机动车辆制动液在装配有esp电子控制单元的机动车辆中的应用时，金属vs橡胶摩擦副具有优异的润滑性能(摩擦系数为0.25-0.35)。
47.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
48.机动车辆制动液的平衡回流沸点按照sh/t 0430测得；
49.机动车辆制动液的湿平衡回流沸点按照gb 12981附录c测得；
50.机动车辆制动液的-40℃运动黏度按照gb/t 265测得；
51.利用srv摩擦磨损试验机测得摩擦系数，来评价制动液对金属vs橡胶摩擦副的润滑性能，术语“金属vs橡胶摩擦副”指的是：金属与橡胶既直接接触又产生相对摩擦运动所构成的摩擦体系，称为金属vs橡胶摩擦副。具体试验参数如下：
52.试验参数条件及规格温度，℃80载荷，n20频率，hz60振幅，μm500试验钢球100cr6，6mm试验橡胶sae rm-69
试验时间，min2
53.实施例以及对比例所用原料均为市售品。
54.实施例1
55.将基础油和添加剂混合后，进行脱水反应，得到机动车辆制动液；
56.其中，基础油包括53wt％的三乙二醇甲醚硼酸酯，38wt％的三乙二醇甲醚，3.5wt％的三乙二醇丁醚，4wt％的四乙二醇丁醚和1.5wt％的二乙二醇，添加剂包括0.3wt％的磷酸三甲酚酯，0.3wt％的苯三唑，1.4wt％的三乙醇胺和0.5wt％的2,6-二丁基-4-甲基苯酚，在98kpa，130℃下脱水6h，得到机动车辆制动液a1。
57.实施例2-4
58.按照实施例1的方法制备机动车辆制动液，不同的是：机动车辆制动液中各原料的种类和用量与实施例1不同，具体如表1所示；脱水反应的条件不同，具体如表1所示。分别制得机动车辆制动液a2-a4。
59.对比例1-2
60.按照实施例1的方法制备机动车辆制动液，不同的是：机动车辆制动液中各原料的种类和用量与实施例1不同，具体如表1所示；脱水反应的条件不同，具体如表1所示。分别制得机动车辆制动液d1-d2。
61.对实施例以及对比例制得的机动车辆制动液的各项性能进行测试，测试结果参见表2所示。
62.表1
63.[0064][0065]
表1(续)
[0066][0067]
表2
[0068][0069]
[0070]
表2(续)
[0071]
测试项目对比例1对比例2平衡回流沸点/℃257282湿平衡回流沸点/℃172193-40℃运动黏度/mm2/s598733摩擦系数0.420.40
[0072]
由表1和表2可以看出，本发明实施例制得的机动车辆制动液，该机动车辆制动液的平衡回流沸点273-280℃，湿平衡回流沸点182-190℃，-40℃运动黏度620-660mm2/s，摩擦系数为0.25-0.35，具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏和其应用在装配有esp电子控制单元的机动车辆中，金属vs橡胶摩擦副具有优异的润滑性能。而对比例中摩擦系数为0.40-0.42高于实施例中的摩擦系数，实施例制得的机动车辆制动液在装配有esp电子控制单元的机动车辆中应用时，金属vs橡胶摩擦副的润滑性能比对比例中的优异。
[0073]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种机动车辆制动液，其特征在于，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于所述基础油的总重量，所述基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯46-57wt％、多乙二醇甲醚36-42wt％、多乙二醇丁醚6-9wt％和多乙二醇1-3wt％；以所述基础油的总重量为基准，所述添加剂包括：摩擦改进剂0.1-0.4wt％、金属减活剂0.25-0.45wt％、防锈剂1.2-1.8wt％和抗氧剂0.4-0.8wt％。2.根据权利要求1所述的制动液，其特征在于，所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于所述基础油的总重量，所述基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯49-53wt％、多乙二醇甲醚38-40wt％、多乙二醇丁醚7.5-8.5wt％和多乙二醇1.5-2.5wt％；以所述基础油的总重量为基准，所述添加剂包括：摩擦改进剂0.2-0.3wt％、金属减活剂0.3-0.4wt％、防锈剂1.4-1.6wt％和抗氧剂0.5-0.7wt％。3.根据权利要求1或2所述的制动液，其特征在于，所述多乙二醇甲醚硼酸酯为基于含有2-5个环氧乙烷单元多乙二醇甲醚的硼酸酯，优选为三乙二醇甲醚硼酸酯；优选地，所述多乙二醇甲醚为含有2-5个环氧乙烷单元的多乙二醇甲醚，优选为三乙二醇甲醚和/或四乙二醇甲醚；优选地，所述多乙二醇丁醚为含有2-5个环氧乙烷单元的多乙二醇丁醚，优选为三乙二醇丁醚和/或四乙二醇丁醚；优选地，所述多乙二醇为含有2-5个环氧乙烷单位的多乙二醇，优选为二乙二醇和/或三乙二醇。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制动液，其特征在于，所述摩擦改进剂为硫代氨基甲酸酯、磷酸三甲酚酯、油酸单甘油酯和三蓖麻油酸甘油酯中的至少一种；优选地，金属减活剂为苯三唑、甲基苯三唑、2,5-二取代芳基-1,3,4-噻二唑中的至少一种；优选地，防锈剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺和亚硝酸钠中的至少一种；优选地，抗氧剂为苯基萘胺、二烷基二苯胺、吩噻嗪、2,6-二丁基-4-甲基苯酚、双酚a和对羟基苯甲醚中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制动液，其特征在于，所述制动液的摩擦系数为0.25-0.35。6.一种机动车辆制动液的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在保护氛围、加热和抽真空的条件下，将乙二醇甲醚硼酸酯、多乙二醇甲醚、多乙二醇丁醚和多乙二醇的基础油进行第一次调和后，加入摩擦改进剂、金属减活剂、防锈剂和抗氧剂的添加剂进行第二次调和，冷却，得到机动车辆制动液。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，基于所述基础油的总重量，多乙二醇甲醚硼酸酯含量为46-57wt％、多乙二醇甲醚含量为36-42wt％、多乙二醇丁醚含量为6-9wt％和多乙二醇含量为1-3wt％，优选多乙二醇甲醚硼酸酯含量为49-53wt％、多乙二醇甲醚含量为38-40wt％、多乙二醇丁醚含量为7.5-8.5wt％和多乙二醇含量为1.5-2.5wt％；以所述基础油的总重量为基准，所述摩擦改进剂的用量为0.1-0.4wt％、金属减活剂的用量为0.25-0.45wt％、防锈剂的用量为1.2-1.8wt％和抗氧剂的用量为0.4-0.8wt％，优选
摩擦改进剂的用量为0.2-0.3wt％、金属减活剂的用量为0.3-0.4wt％、防锈剂的用量为1.4-1.6wt％和抗氧剂的用量为0.5-0.7wt％。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述加热和抽真空的条件包括：抽真空的真空度为96.5kpa至98.5kpa，加热温度为115-135℃；优选为抽真空的真空度为97kpa至98kpa，加热温度为120-130℃；优选地，所述第一次调和时间为1-5h；优选地，所述第二次调和时间为1-3h。9.一种权利要求5-8中任意一项所述的制备方法制得的机动车辆制动液。10.权利要求1-5和9中任意一项所述的机动车辆制动液在装配有esp电子控制单元的机动车辆中的应用。

技术总结
本发明涉及制动液技术领域，公开了一种机动车辆制动液及其制备方法与应用。所述制动液包括基础油和添加剂；其中，基于基础油的总重量，基础油包括：多乙二醇甲醚硼酸酯46-57wt％、多乙二醇甲醚36-42wt％、多乙二醇丁醚6-9wt％和多乙二醇1-3wt％；添加剂包括：摩擦改进剂0.1-0.4wt％、金属减活剂0.25-0.45wt％、防锈剂1.2-1.8wt％和抗氧剂0.4-0.8wt％。该机动车辆制动液具有优异的高低温性能，可避免在高温环境下产生气阻导致制动疲软、在低温环境下传递压力慢导致制动延迟以及长期频繁使用橡胶发生磨损导致制动液泄漏和应用时金属VS橡胶摩擦副具有优异的润滑性能。应用时金属VS橡胶摩擦副具有优异的润滑性能。


技术研发人员：李潘源 陶菲 吴旭东 宋朝新
受保护的技术使用者：中国石化润滑油有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/24