Brevet FR2209830A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne des liquides hydrauliques à base de glycols et d'éthers de glycols et qui contiennent des N-alkylpyrrolidones. Les liquides hydrauliques, en particulier les liquides de freins, consistent en général en glycols et éthers de glycols à haut point d'ébullition additionnés de substances variées nécessaires pour répondre aux nombreuses exigences posées dans les spécifications (par exemple la spécification SAE J 1703 cj. Parmi les additifs en question, on peut citer par exemple des inhibiteurs de corrosion tels que des amines aliphatiques à chaîne courte, la morpholine, le benzotriazole ou des dérivés de l'acide borique. Ces substances, et en particulier les esters boriques ont une certaine activité lubrifiante mais qui ne suffit pas sous de fortes contraintes. Bien que ces liquides donnent entière satisfaction dans les systèmes de freinage usuels, il existe un besoin en liquides qui, pour des applications spéciales, répondent à de hautes exigences relativement à l'efficacité lubrifiante. L'utilisation de liquides de freins dans des systèmes de freinage où la plus grandejpartie de la force nécessaire est produite à l'aide d'une pompe constitue une telle application spéciale. On sait que les systèmes de freinage de la technique antérieure souffrent de certaines limitations. Dans leur construction, ou bien la force exercée par le pied du conducteur sert directement à manoeuvrer les freins ou bien cette force (exercée sur la pédale) est relativement faible mais complétée par des "freins assistés". T'assistance en question complète la force exercée par le pied du conducteur par l'intermédiaire d'une dépression provoquée par le moteur et qui agit sur une membrane. Mais l'assistance par dépression demande beaucoup de place et ne peut fonctionner que si le moteur exerce une dépression. En outre, l'assStance des freins peut provoquer des encrassements, en particulier lorsque des gaz- d'échappement sont renvoyés au système d'aspiration pour assurer une combustion plus complète. Pour les véhicules lourds, il existe donc une tendance à utiliser des pompes qui accomplissent le travail nécessaire pour la manoeuvre des freins. Dans ce cas, le liquide hydraulique doit également lubrifier la pompe. Irais un liquide de frein usuel du commerce à base de glycols et/ou d'éthers de glycols ne possède pas en général un pouvoir lubrifiant suffisant pour' proté- ger de l'usure des pompes à hau-te pression et à rotation rapide. Les systèmes hydrauliques pour véhicules poids lourds qui opèrent de manière satisfaisante selon ce principe depuis de nombreuses années utilisent par conséquent comme liquide hydraulique soit un liquide spécial à base d'éther de glycol soit un liquide spécial à base d'huile minérale. Les huiles minérales utilisées sont connues sous le nom d'huiles "ATF" (ÂTF = Automatic Transmission Fluid) et sont utilisées dans des engrenages automatiques et dans des directions assistées, dans lesquelles également une pompe à haute pression (le plus souvent une pompe cellulaire à palettes) accomplit le travail nécessaire pour économiser la force à la conduite.Les huiles minérales lubrifient effectivement les parties en mouvement rapide d'une pompe, mieux que les liquides de frein connus antérieurement, mais elles ont un onconvénient-: elles ne répondent pas aux normes mentionnées ci-dessus pour les liquides de frein. Elles ne peuvent donc pas être utilisées dans des systèmes de freinage sans pompe. La présente invention vise à la mise au point d'un liquide hydraulique possédant de bonnes propriétés lubrifiantes et qui réponde en même temps aux spécifications d'un liquide normal pour systèmes hydrauliques, en particulier pour systèmes de freinage. La demanderesse a trouvé que des liquides hydrauliques, en particulier des liquides de freins, à base de dérivés d'oxydes d'alkylène, c'est-à-dire de glycols et d'éthers de glycols, répondaient à ces conditions lorsqu'on leur ajoutait des N-alkylpyrrolidones. On entend par liquides hydrauliques, en particulier liquides de freins, à base de glycols et d'éthers de glycols, des liquides du commerce contenant par exemple de O à 30 parties de diéthylène glycol, de O à 80 parties de méthyldiglycol ou d'éthyldiglycol et au moins 20 parties de produits de réaction de l'oxyde d'éthylène et de l'oxyde de propylène sur des alcools, la somme de ces composants et des composants analogues représen tant 100 parties. Par ailleurs, ces liquides contiennent d'autres additifs tels que des inhibiteurs, des produits de protection contre le vieillissement, des agents anti-mousse, des substances déshydratantes et/ou des additifs qui améliorent spécialement les propriétés de lubrification. Les N-alkylpyrrolidones contenues dans les liquides hydrauliques selon l'invention sont surtout des pyrrolidones portant des groupes alkyle inférieurs en C -C sur l'atome d'azote. On citera tout particulièrement la N-éthyl- et de préférence la N-méthyl-pyrrolidone. Les N-alkylpyrrolidones sont ajoutées au liquide hydraulique de préférence en proportion de 20 à 60% du poids du liquide hydraulique commercial. La N-alkylpyrrolidone remplace en partie les composants éthers de glycols. Par conséquent, un liquide hydraulique selon l'invention consiste par exemple en 0 à 40% de méthyl- ou d'éthyl-diglycol, 0 à 40% de diglycol, O à 30% d'un produit de réaction de 5 moles d'oxyde d'éthylène sur 1 mole de propylène glycol, O à 30% du produit de réaction d'un grand excès d'oxyde d'éthylène/oxyde de propylène sur le nonaglycol (les deux lubrifiants représentant ensemble au moins 20%), 0,1 à 0,5% de dibutylamine, O à 0,2% de benzotriazole, 20 à 50% de N-méthyl- ou de N-éthyl-pyrrolidone. Le tableau I ci-après rapporte les compositions de plusieurs liquides hydrauliques selon l'invention, en parties de chacun des constituants mentionnés. TABLEAU I N Méthyl- éthyl- méthyl- éthyl- digly- 5 moles 650 mole dibu- benzotri- viscosi- visco- Epreuve Epreuve pyrro- pyrro- digly- digly- col d'oxyde d'é- d'exyde thyl- azole té à -40 C sité à de la spé- de la spé lidone lidone col col thylène sur d'éthyl amine cSt +99 C, cification cification propylène ne/oxy cSt SAE J 1703c MVSS 116 glycol de prop lène (1::1 sur non glycol 1 35 - - 23 - 20 22 0,3 0,2 1600 6,5 passe 2 36 - - 22,5 - 20 21 0,3 0,2 1410 6,1 " passe 3 40 - 16 - 26 - 22 0,3 0,2 1420 6,0 " " 4 50 - - - 30 - 20 0,3 0,2 1320 5,7 " " 5 - 20 36 - 26 - 18 0,3 0,2 1470 4,9 " " 6 - 30 25 - 25 - 20 0,3 0,2 1470 5,6 " " 7 50 - 7 - - 10 33 0,3 0,2 1700 10,1 " Avec le liquide n0 1 du tableau 1 ci-dessus, on a procédé à des essais d'usure sur des pompes de directions assistées existant dans le commerce, de marque General -Motors et Ford, selon la spécification SAE J 71 et J 72 (manuel SAE 1972). Dans cet essai, les résultats ne sont que deux sortes : "passe" ou "négatif" selon que la pompe et le liquide fournissent ou non les pressions et quantités prescrites. L'usure n'est indiquée que qualitativement. mais pour permettre une meilleure comparaison, on a également détermine la perte de poids des pièces les plus sensibles à l'usure. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau 2 ci-après. -TÂBTEAU 2 Pompe GM, usure aspect de la r pompe FORD, usure aspect des piè de la bague en bague en mg ces mg bague j roulement 40 et 14 (deux très bon dans| 8 171 très bon dans essais) les -deux es- - tous les cas sais Dans des essais effectués dans les mêmes conditions, une huile ATF du commerce à base d'huile minérale et un liquide hydraulique central spécial à base d'éthers de glycols donnent des usures nettement plus fortes. Bien que les liquides hydrauliques contenant les N-alkylpyrrolidones conviennent surtout à l'utilisation dans des systèmes de freinage, ils peuvent être utilisés avec les mêmes avantages dans d'autres systèmes hydrauliques car, en général, on exige ou on souhaite que les liquides hydrauliques possèdent de bons effets lubrifiants. - REVENDICATIONS 1.- Liquides hydrauliques à base de dérivés d'oxydes d'alkylène, caractérisés en ce qu'ils contiennent une N-alkylpyrrolidone. 2.- Liquides hydrauliques selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils contiennent de 20 à 60% en poids, par rapport au liquide hydraulique commercial, de N-alkylpyrrolidone. 3.- Liquides hydrauliques selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils contiennedde la N-méthyl- et/ou de la N-éthyl-pyrrolidone. 4.- Liquides hydrauliques selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'ils contiennent de 20 à 60% en poids de Nméthylpyrrolidone de 20 à 40% en poids de N-éthylpyrrolidone, dans les deux cas-par rapport au liquide hydraulique commercial.