高沸点HZY4机动车辆制动液的研制

苏 俊，高君保，杨善杰，陈炳耀,2,3

(1.广东三和控股有限公司油品研究所，广东 中山 528429；2.广东三和化工科技有限公司技术中心，广东 中山 528429；3.广东阜和实业有限公司技术中心，广东 中山 528429)

HZY4型制动液具有较高的沸点与优良的高温性能，但GB 12981—2012《机动车辆制动液》中，HZY4平衡回流沸点指标无法满足现有的部分OEM标准。高沸点超级DOT4是在HZY4指标的基础上，具有更加优良的高温性能，使用范围更加广，能适应大部分的工作环境[1-4]。笔者从硼酸酯的选择与比例着手，选用现有沸点较高的制动液原材料，降低合成反应形成低沸点副产物导致成品沸点不稳定可能性，制备了一款高沸点HZY4型制动液。该制动液且具有较高的干/湿平衡回流沸点、较低的蒸发损失以及优良的高温稳定性能，能适应更高温的工作环境，且各项指标都符合GB 1298—2012中HZY4的要求。

1 实 验

1.1 主要原料和仪器

三乙二醇丁醚(w≥99%)、三乙二醇甲醚硼酸酯(w(硼)=1.9%～2.2%)，江苏天音化工有限公司；三乙二醇丁醚硼酸酯，江苏怡达化学股份有限公司；二乙醇胺(w≥99.5%)，美国陶氏化学公司；BA-T型制动液防腐防锈复合剂,广州德湘孚化工有限公司。

BF-52型刹车油平衡回流沸点测定器，大连北方分析仪器有限公司；KD-R0517型低温运动黏度测定器(-40 ℃)、KD-F8200型制动液低温流动性测定仪，长沙卡顿海克尔仪器有限公司；JSR1104A型运动黏度测定器(100 ℃)，湖南津市市石油化工仪器有限公司；平氏黏度计、ST6533-2型加热离心机，武汉研润科技发展有限公司；FE28型pH计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.2 实验方法

将硼酸酯、稀释剂(醇醚)、pH值调节剂、防腐防锈复合剂依次加入到1 000 mL双口烧瓶中，开启冷凝，边加热边搅拌，将温度控制在105～125 ℃，搅拌时间为1 h。

2 结果与讨论

2.1 配方选择

2.1.1 稀释剂

稀释剂以醇醚为主[5],表1为4种稀释剂的性能。高沸点HZY4配方中需要用到较多的硼酸酯类材料，由于硼酸酯类材料沸点较高，但低温流动性能较差；因此醇醚类材料需要选择-40 ℃运动黏度较低的种类，才能保证制动液在低温下有良好的流动性。由表1可见，稀释剂选择三乙二醇丁醚。

表1 4种稀释剂能对比

2.1.2pH值调节剂

高沸点型制动液中硼酸酯的含量较大，其pH值为4～6，需要用到pH值调节剂对体系进行调节[6]，降低制动液对制动系统的腐蚀并延长使用寿命。图1为pH值调节剂加入量与高沸点型制动液pH值的关系。

图1 pH值调节剂加入量与pH值的关系

由图1可知，二乙醇胺对硼酸酯pH值的调节效果较好。由于pH值调节剂低温流动性能较差，且价格较高，为了保证制动液的低温性能与成本，综合考虑，控制二乙醇胺的加入量为0.5%～2%。

2.1.3 防腐防锈复合剂

采用BA-T型复合剂，具有防锈、防腐、调节pH、延长制动液使用寿命的作用[7]，实验加入量为1%～4%。

2.1.4 硼酸酯

硼酸酯作为HZY4的主体材料，充当着提高高温性能、提高耐湿性能的作用。表2为两种硼酸酯[8]的性能对比。

表2 硼酸酯性能对比表

由表2可知，三乙二醇甲醚硼酸酯的湿平衡回流沸点、高温稳定性与低温流动性优于三乙二醇丁醚硼酸酯，且三乙二醇甲醚硼酸酯的耐橡胶性能较好[9]。但干平衡回流沸点低于三乙二醇丁醚硼酸酯，且对活泼金属的腐蚀性强于三乙二醇丁醚硼酸酯。

按照不同比例混合两种硼酸酯[10]，并加入稀释剂、复合剂与pH值调节剂分别对混合液的平衡回流沸点与pH值进行测试，结果见表3。

表3 硼酸酯含量选择

由表3可看出，随着硼酸酯的含量增加，制动液平衡回流沸点则越高，但是pH值会随之降低。制动液pH值要求大于7，考虑到制动液的使用寿命以及对金属的腐蚀性能，需将pH值尽量控制在7.3～7.6范围内，则选择硼酸酯的含量为80%～85%,以保证制动液有更高的沸点;同时，m(三乙二醇甲醚硼酸酯)∶m(三乙二醇丁醚硼酸酯)=7∶3，可使制动液的平衡回流沸点大于280 ℃、pH值在7.3～7.6，橡胶适应性符合国标要求。

2.2 性能评定

目前，GB 12981标准中还没有具体的高沸点型HZY4标定方法。伴随需求增加，此类型制动液已具有干湿平衡回流沸点的典型值(表4)。表5为参照GB 12981评价结果。

表4 高沸点型HZY4沸点要求

由表4和表5可知，本制动液干/湿平衡回流沸点皆高于DOT4 PLUS以及超级DOT4典型值，并且具有优良的高温稳定性，能在高温工作后保持良好的高温性能，具有较低的蒸发损失值，降低高温工况产生的气阻。

表5 高沸点HZY4性能分析

3 总 结

a.高沸点HZY4机动车辆制动液的高温性能优于常规HZY4，具有高于行业典型值的干湿平衡回流沸点，以及优良的高温稳定性和蒸发性能，在高温恶劣的环境中具有良好的抗气阻性能。

b.高沸点型HZY4高温性能受pH值限制，选用的硼酸酯pH值较低，为此需加入足够量的pH值调节剂。后期研究方向可通过合成pH值较高沸点较高的硼酸酯或对硼酸酯进行提高pH值的后处理，去提高所用硼酸酯的pH值，从而提高高沸点HZY4的高温性能。