水分对制动液原材料平衡回流沸点的影响

苏 俊，杨善杰，高君保，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 528434)

制动液[1]是汽车制动系统中重要的组成部分，它承担着制动系统传递力的作用，影响汽车的安全性能。因部分制动液原材料中含有能吸收水分的亲水基团，因此制动液从原料的运输、到成品的生产、再到产品的使用的过程中，易吸收空气中的水分从而降低沸点[2]。沸点是制动液的重要指标之一，当制动系统温度高于制动液沸点时，制动液部分汽化，在制动系统中产生气阻，从而延缓制动效果甚至使制动系统失灵。

目前制动液的配方中，主要以醇醚型制动液以及硼酸酯型制动液为主，醇醚类物质结构中含有羟基，易吸收空气中的水分，从而影响相关的性能指标。本文通过下列实验探究水分对醇醚型制动液的不同原材料平衡回流沸点的影响，通过测试其不同水分含量下的平衡回流沸点探究不同材料对水分的敏感程度。

1 实 验

1.1 材料与设备

1.1.1 制动液原材料

表1 制动液原材料列表Table 1 List of brake fluid raw materials

按照不同类型分别选用了如表1所示的三种不同制动液原材料进行实验。

图1 二乙二醇甲醚

图2 二甘醇

图3 聚醚Fig.3 Polyether

1.1.2 仪器设备

BF-52刹车液平衡回流沸点测定器，卡尔费休水分测定仪，85-2数显恒温磁力搅拌器、温度计，湿度计，电子天平等。

1.2 实验方法

NB/SH/T 0430-2019制动液平衡回流沸点测定法[3]；GB/T 6283-2008 化工产品中水分含量的测定卡尔·费休法(通用方法)[4]。

1.3 实验步骤

按照卡尔·费休水分测定方法测试表1中四种不同制动液原材料的水分。按照蒸馏水的占比为0%、1%、2%、3%、6%、9%分别称取0 g、1 g、2 g、3 g、6 g、9 g蒸馏水，然后按比例分别加入制动液原材料，精确至0.001 g，密封并在相同的搅拌速度下，搅拌20～30 min，待搅拌结束取出，并在室温的条件下静置1 h。待含有水分的制动液原材料静置结束，按照制动液平衡回流沸点测定法[3]往烧瓶中分别加入3～4颗沸石，以及60 mL与水混合的制动液原材料，在相同室温及大气压下测定含水量不同的制动液原材料的平衡回流沸点。

2 结果与讨论

2.1 卡尔费休水分测试结果

按照化工产品中水分含量的测定卡尔·费休法(通用方法)测出四种不同制动液原材料水分含量如表2所示。

表2 制动液原材料含水量表Table 2 Water content table of brake fluid raw materials

如表2所示，四种制动液原材料的含水量均小于0.1%，可忽略材料本身含水量对本实验造成的影响。

2.2 水分对原材料平衡回流沸点的影响

按照制动液平衡回流沸点测定法[3]测出四种不同制动液原材料平衡回流沸点如表3所示。

从表3可以看出在水分加入量为0～9%的情况下，制动液原材料平衡回流沸点随水分的降低而降低。原因：①水分与制动液原材料互溶，蒸馏水与制动液原材料相溶形成沸点较低的共沸物，因此，少量的水也能影响制动液的平衡回流沸点；②对于互溶的双液体或多液体体系，沸点与其组成有关，蒸馏水在标准大气压下的沸点为100 ℃，而制动液原材料的平衡回流沸点在标准大气压下高于100 ℃，因此制动液原材料随水分含量的增加，沸点降低[5]。

表3 蒸馏水比例与制动液原材料平衡回流沸点表Table 3 Ratio of distilled water and boiling point of brake fluid raw materials

从表3可看出，制动液原材料平衡回流沸点降低值随加水量的增加而降低。聚醚的沸点降低值大于二甘醇与二乙二醇甲醚，说明水分对聚醚的影响比其它两个制动液原材料大。水分对三种醇醚型材料的影响大小：聚醚>二甘醇>二乙二醇甲醚；结构中含有的羟基数量对比：聚醚>二甘醇>二乙二醇甲醚。材料结构中羟基数量越多，越容易吸收空气中的水分，与水的溶解度也越大，更容易形成沸点低的共沸物。

3 制动液原材料的防吸水

3.1 根据原材料结构改变防吸水措施

以材料的结构以及成本，应对不同的材料采取不同的措施。对于羟基个数不同的醇醚类原材料，羟基个数多的材料需做更完善的防吸水措施；对于羟基个数相同的醇醚类原材料，需对相对分子质量较小的物质做更完善的防水措施，储存质量相同的储罐中，相对分子质量越小的材料，分子数量越多，储罐中的羟基含量也越多。

3.2 根据原材料生产、储存及运输环境改变防吸水措施

上游材料主要由乙二醇等含有羟基的物质，对上游原材料的水分进行把控，严格控制生产过程中的湿度。根据季节的变化、材料储存以及运输位置的变化对防吸水措施进行调整，湿度大的地方可适当摆放吸湿剂、或者进行物理吸湿。

4 结 论

水分降低制动液原材料的平衡回流沸点，且随水分含量增加，材料的沸点降低，沸点降低值减小。对于醇醚型制动液原材料，羟基个数越多，越容易吸收空气中的水分，水分对沸点的影响越大。羟基个数相同的情况下，储存质量相同的制动液原材料，相对分子质量越小的物质，越容易吸收空气中的水分。为保证原材料性能的同时考虑防吸水措施的成本，需根据制动液原材料结构、存放环境等的不同，准备不同的防吸水措施。