DD140149A1 - METHOD FOR PRODUCING HIGH PRESSURE ACCESSORIES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochdruckzusätzen, insbesondere für hochleistungsfähige EP-öle, die neben einem ausgezeichneten Druckaufnahmevermögen eine gute Antioxidans- und Äntiverschleißwirkung besitzen. Es wurde gefunden, daß die Ammoniumsalze von. Dialkyldithiophosphorsäuren, deren. Alkylreste Strukturelemente vom Trithiolantyp enthalten, derartige Hochdruckzusätze darstellen. Diese werden erhalten, wenn Tr.ithianalkohoie mit Phosphorpentasulfid in trockenen, inerten Lösungsmitteln bei Temperaturen von 60 bis 100 °C umgesetzt, oder Dialkyldithiophosphorsäuren, deren Alkylreste im Bereich C4 bis C-J5 liegen, mit'Trithianalkoholen bei der Siedetemperatur des jeweiligen Alkylalkohols im Vakuum umgeestert werden und das jeweilige Umsetzungsprodukt bei Temperaturen bis zu 100 °C mit organischen Aminen in das Ammoniumsalz überführt wird.The invention relates to a process for the preparation of High pressure additives, especially for high performance EP oils, the in addition to an excellent pressure capacity a good Possess antioxidant and Äntiverschleißwirkung. It was found, that the ammonium salts of. Dialkyldithiophosphoric acids whose. Alkyl radicals contain trithiolane-type structural elements, such Represent high pressure additives. These are obtained when Tr.ithianalkohoie with phosphorus pentasulfide in dry, inert Solvents reacted at temperatures of 60 to 100 ° C, or Dialkyldithiophosphorsäuren whose alkyl radicals in the range C4 to C-J5 are, with'Trithianalkoholen at the boiling point The respective alkyl alcohol are transesterified in vacuo and the respective reaction product at temperatures up to 100 ° C with organic amines is converted into the ammonium salt.
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hochdrucksusätzen? insbesondere für hochleistungsfähige EP-Öle.The invention relates to a method for producing high-pressure additives ? especially for high-performance EP oils.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, Dithiophosphate als Antioxidantien bzw. Antiverschleißzusätze zu verwenden. Der artige Zusätze werden hergestellt, indem 1 Mol Phosphorpentasulfid mit 4 Molen Alkoholen bei Temperaturen von 100 bis 120 0C zunächst 2u Dialkyldithiophosphorsäuren umgesetzt werden. Diese Phosphorsäuren sind ölige, viskose, nicht kristallierende Stoffe, die nicht unzersetzt destilliert werden können. Die Dialkyldithiophosphorsäuran werden durch ITeutralisation mit Hydroxiden oder Alkoholaten von Ba, Mg, Oa, Al, Zn oder Sn, mit organischen Basen oder Poiyäthylenamin in öllösliche Verbindungen überführt« So gewonnene Dialkyldithiophosphate sind sehr guto Oxydationsinhibitcren und besitzen in begrenztem Maße Hochdruckeigenschaften.It is known to use dithiophosphates as antioxidants or anti-wear additives. Such additions are prepared by reacting 1 mole of phosphorus pentasulfide with 4 moles of alcohols at temperatures of 100 to 120 0 C initially 2u Dialkyldithiophosphorsäuren. These phosphoric acids are oily, viscous, non-crystallizing substances that can not be distilled without decomposition. The dialkyldithiophosphoric acids are converted to oil-soluble compounds by IT neutralization with hydroxides or alkoxides of Ba, Mg, Oa, Al, Zn or Sn, with organic bases or polyethyleneamine. "Dialkyldithiophosphates thus obtained are very good at inhibiting oxidation and have, to a limited extent, high-pressure properties.
-2- 2Ö7 7 30-2- 2θ7 7 30
Ziel der Erfindung .Object of the invention.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Hochdruckzusätzen, insbesondere solche für Getriebeschmiermittel zu schaffen, daß es gestaltet, Hochdruckzusätze mit verbesserten EP-Eigenschaften kostengünstig herzustellen.The aim of the invention is to provide a process for the production of high-pressure additives, in particular those for gear lubricants that designed to produce high-pressure additives with improved EP properties cost.
Aufgabe der Erfindung 10Object of the invention 10
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Hochdruckzusätzen zu schaffen, daß es ermöglicht, Hochdruckzusätze, insbesondere für Getriebeschmiermittel, herzustellen, die dem Schmiermittel neben einen ausgezeichneten Druckaufnahmevermögen eine gute Antioxidants- und Antiver-The object of the invention is to provide a process for producing high-pressure additives which makes it possible to produce high-pressure additives, in particular for gear lubricants, which, in addition to excellent pressure absorption capability, provide the lubricant with a good antioxidant and anti-oxidant effect.
schleißwirkung verleihen und mit den Ge triebe werkst of fen . verträglich sind.give a wear effect and open it with the gearbox. are compatible.
Merkmale der Erfindung 20Features of the invention 20
Es wurde gefunden, daß Verbindungen, die aus Ammoniumsalzen von Dialkyldithiophosphorsäuren, deren Alkylreste Strukturelemente vom Trithiolantyp enthalten, alle Anforderungen an einen Eochdruckzusatz gemäß Aufgabenstellung erfüllen. Diese Verbindungen werden hergestellt, indem entweder Trithianalkohole mit Phosphorpentasulfid in trockenen, inerten Lösungsmitteln bei Temperaturen von 60 bis 100 0C, vorzugsweise 80 0O umgesetzt, oder Dialkyldithiophosphorsäuren, deren Alkylreste im Bereich C2, bis C*,- liegen, mit Trithianalkoholen bei der Siedetemperatur des jeweiligen Alkylalkohols im Vakuum umgesetzt und das jeweils erhaltene Umsetzungs-ρ rodukt bei Temperaturen von 0 bis 100 0C mit organischen Aminen zum Ammoniumsalz der Dithiophosphorsäure umgesetzt wird. Als Trithianälkohole kommen Verbindungen der allgemeinen I1Or-35It has been found that compounds comprising ammonium salts of dialkyldithiophosphoric acids whose alkyl radicals contain trithiolane-type structural elements fulfill all the requirements for a punching pressure additive according to the task. These compounds are prepared by reacting either trithiane alcohols with phosphorus pentasulfide in dry inert solvents at temperatures of 60 to 100 0 C, preferably 80 0 O, or dialkyldithiophosphoric acids whose alkyl radicals in the range C 2 , to C *, -, with trithiane alcohols The boiling point of the respective alkyl alcohol is reacted in vacuo and the reaction product is in each case reacted at temperatures of 0 to 100 0 C with organic amines to the ammonium salt of dithiophosphoric acid. As Trithianälkohole compounds of general I 1 Or-35 come
.7 77 7
in der R1 -OH, - CH2OH, -(CH^OH? ..- CHROH; R2 H oder ,eine der Gruppen von R1 bedeutet, vorzugsweise zum Einsatz. Als Lösungsmittel kommen.Mineralölkomponenten, Aromaten oder Alkylaromaten zum Einsatz, als organische Amine primäre und/oder sekundäre Allylamine der Kettenlänge C^ bis Cp4 oder Aryl- bzw. Arylalkylamine sowie entsprechende Amine mit cycloaliphatischen Komponenten im Bereich von 6 bis 24in which R 1 is -OH, -CH 2 OH, - (CH 3 OH-, CH 2 OH, R 2 H or one of the groups of R 1 is preferably used. The solvents used are mineral oil components, aromatics or alkylaromatics Use, as organic amines primary and / or secondary allylamines of chain length C ^ to Cp4 or aryl or arylalkylamines and corresponding amines with cycloaliphatic components in the range of 6 to 24
15 C-Atomen.15 C atoms.
Ausführungsbeispieleembodiments
Beispel 1 · ι .Example 1 · ι.
In einem Sulfierkolben, der mit mechanischem Rührer, Sückflußkühler und Gaseinleitungsrohr ausgerüstet ist, werden 35j4·'g 8-endo-Hydroxyinethy 1-3,4,5-exo-trithiatricyclo J5.2.1.0 hoch 2,6J-decan (a) in 150 ml trockenem Benzol gelöst und unter Rühren und Überleiten von Stickstoff im Rückfluß auf 80 0C erwärmt.und mit 9,3 g Phosphorpentasulfid portionsweise versetzt. Sach 4 Stunden ist das P0S5 fast vollständig gelöst« Der Rückstand wird abfiltriert und das Benzol im Yakuum soweit entfernt, daß eine Lösung entsteht, die in 50 ml 0,027 Mol aer entstandenen Di(3,4,5~exo-trithiatricyclo J5,2#1«O hoch 2s6]-decan-8-endo*methoxy)-dithiophosphorsäure (B) enthält» 50 ml dieser Lösung versetzt man mit 2,2 g n«Butylamin und erhitzt unter Rückflußkühiung bis Z'Um Sieden«, Fach 30 minutigem Sieden wird das Lösungsmittel im Yakuuia vollständig abgetrennt· Man erhält dasIn a sulphonation flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser and gas inlet tube, 35% of 8-endo-hydroxy-inethy1, 3, 4, 5, 5-exo-trithiatricyclo J5.2.1.0 high 2,6J-decane (a) dissolved in 150 ml of dry benzene and heated with stirring and passing nitrogen in the reflux to 80 0 C and treated with 9.3 g of phosphorus pentasulfide portionwise. Subject 4 hours, the P 0 S 5 almost completely dissolved "The residue is filtered off and the benzene in the Yakuum removed to the extent that a solution is formed, the di resulting in 50 ml 0.027 mol aer (3,4,5 ~ exo-trithiatricyclo J5 , 2 # 1 «O high 2 s 6] -decan-8-endo * methoxy) -dithiophosphoric acid (B) contains» 50 ml of this solution are mixed with 2,2 g of butylamine and heated under reflux until Z'Um boil « , Compartment 30 minutigem boiling the solvent is completely separated in Yakuuia · you get the
-4ΐ 207 730-4ΐ 207 730
n-Butylammonium-[di(3,ii-95-ös:o-trithiatricyclo [5·2.1.Ο hoch 2,6]-decan-8~endo-meth.oxy)j -dithiophosphat.n-butylammonium [di (3, i i 9 5-estr: o-trithiatricyclo [5 · 2.1.Ο high 2,6] decane-8 ~ endo-meth.oxy) j dithiophosphate.
Beispiel 2 ·Example 2
50 ml der nach Beispiel 1 gewonnenen benzolischen Dithiophosphorsäure werden mit 5»9 S Dodecylamin 3° Minuten im ' Rückfluß gekocht. Danach, wird das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Man erhält das Dodecylammonium -{di-(3,4,5-exo-thithiatricyclo [5.2.1.0 hoch 2,6J-decan~8-endo-mathoxy)jdithiophosphat.50 ml of the obtained according to Example 1 benzene dithiophosphoric acid are cooked with 5 »9 S dodecylamine for 3 minutes in the 'reflux. Thereafter, the solvent is distilled off in vacuo. The dodecylammonium {di (3,4,5-exo-thithiatricyclo [5.2.1.0 high 2,6J-decane-8-endo-mathoxy)} dithiophosphate is obtained.
27 g Diamyldithiophosphor säure v/erden in einem Destillationskolben mit 22 g der Verbindung A gemischt und langsam in einem ölbad unter Vakuum. (0,3 Torr) zunächst auf 70 0O, später auf 90 0C Badtemperatur erhitzt, wobei der abgespaltene Amylalkohol innerhalb von 4 Stunden langsam abdestilliert.27 g diamyl dithiophosphoric acid are mixed in a distillation flask with 22 g of compound A and slowly added in an oil bath under vacuum. (0.3 Torr) initially heated to 70 0 O, later heated to 90 0 C bath temperature, wherein the cleaved amyl alcohol distilled off slowly within 4 hours.
20 g der entstehenden AeqtI-(3,4,5-exo-trithia.tricyclo [5.2.1.0 hoch 2,6]-decan-8-endo-methoxy)-dithiophosphorsäure -(G) werden in 100 ml trockenem Benaol gelöst und mit 9,5 g Dodecylamin 30 Minuten unter Eückflußkühlung zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Ss bleibt das Dodecylammoniumsalz von C zurück.20 g of the resulting AeqtI- (3,4,5-exo-trithia.tricyclo [5.2.1.0 high 2,6] -decane-8-endo-methoxy) -dithiophosphoric acid - (G) are dissolved in 100 ml of dry Benaol and heated to boiling with 9.5 g of dodecylamine for 30 minutes under reflux. Subsequently, the solvent is removed in vacuo. Ss, the dodecylammonium salt of C remains.
111,6 g Dodecylalkohol -sssrden mit 33,3 g P2Sj- in 100 ml trockenem Benzol wie ici Beispiel 1 beschrieben zu Didodecyldithiophosphorsäure (D) umgesetzt und abgetrennt.111.6 g of dodecyl alcohol were treated with 33.3 g of P 2 Sj- in 100 ml of dry benzene as Example 1 to didodecyldithiophosphoric acid (D) and separated.
74,6 g der Verbindung D werden mit 35»3 S der Verbindung A gemischt und in einem Destillierkolben bei einem Druck von 0,2 Torr langsam auf 120 0C Badtemperatur erhitzt und innerhalb von 5 Stunden 24,2 g Dodecylalkohol abdestilliert. Die zurückbleibende Dödecyl-(3,4,5-exo-trithiatricyclo [5.2.1.0 hoch 2,6j-decan-8-endo-methoxy)-dithi©phosphorsäure (Ξ)74.6 g of compound D are mixed with 35 »3 S of compound A and slowly heated in a distilling flask at a pressure of 0.2 Torr to 120 0 C bath temperature and distilled off within 5 hours 24.2 g of dodecyl alcohol. The remaining dodecyl (3,4,5-exo-trithiatricyclo [5.2.1.0 high 2,6j-decane-8-endo-methoxy) -dithiophosphoric acid (Ξ)
-5- 207 730-5- 207 730
wird in Benzin emulgiert· Die Verbindung E scheidet sich als zähe Masse am Boden ab.is emulsified in gasoline · The compound E deposits as a viscous mass on the ground.
25 g der Verbindung E werden in 200 ml trockenem Benzol ge- . löst und mit 9,3 g Dodecylamin 30 Minuten unter Rückflußkühlung zum Sieden erhitzt. Wie im Beispiel 1 beschrieben,25 g of compound E are in 200 ml of dry benzene ge. dissolved and refluxed with 9.3 g of dodecylamine for 30 minutes. As described in Example 1,
e^ntfernt man das Lösungsmittel und erhält das Dodecylammonium . salz der Verbindung E.The solvent is removed and the dodecylammonium is obtained. salt of compound E.
Beispiel 5 10Example 5 10
Wie im Beispiel 1 werden 52 g 2 Athylhexanol mit 22,2 g p£S5 in 80 ml absolutem Benzol zu Di-(2-äthylhe:kyl)-dithiophosphorsäure (F) umgesetzt. 44 g dieser Verbindung werden mit 27,3 g der Verbindung A gemischt und in einem Destillationskolben im ölbad bei einem Druck von 2 Torr langsam auf 120 0G erhitzt.As in Example 1 52 g of 2 Athylhexanol with 22.2 gp £ S 5 in 80 ml of absolute benzene to di- (2-ethylhe: kyl) -dithiophosphorsäure (F). 44 g of this compound are mixed with 27.3 g of compound A and slowly heated to 120 0 G in a distillation flask in an oil bath at a pressure of 2 Torr.
Im Verlaufe von 5 Stunden destilliert das abgespaltene 2~lthyl hexanol ab. Als !Rückstand erhält man quantitativ 2 Äthylhesyl-(3}4,5~exo~thithiatricyclo [5.2,1.0 hoch 2,6]-decan-8~endomethoxy)-dithiophosphorsäure (G).In the course of 5 hours distilled off the split 2 ~ lthyl hexanol. The residue obtained quantitatively is 2-ethylheyl- (3 ) 4,5-exo-thithiatricyclo [5.2.1.0-highly 2,6] -decane-8-endomethoxy) -dithiophosphoric acid (G).
10 g dieser Dithiophosphorsäure werden in 100 ml trockenem Benzol gelöst und mit 4,2 g Dodecylamin 30 Minuten im Rückfluß gekocht. Fach dem Abdestillieren des Lösungsmittels verbleibt das Dodecylammoniumsalz der Verbindung G.10 g of this dithiophosphoric acid are dissolved in 100 ml of dry benzene and boiled with 4.2 g of dodecylamine for 30 minutes at reflux. Subject to distilling off the solvent remains the dodecylammonium salt of the compound G.
Wie im Beispiel 4 werden 126 g Bidodecyldithiophosphorsäur-e mit 60 g der Verbindung A unigeestert. Die Verbindung A word6 nicht durch Vakuumdestillation gereinigt, sondern im Vakuum von 0j1 Tcrr auf 100 0G erhitzt und dadurch von nicht umgesetzten Ausgangskomponenten befreitAs in Example 4, 126 g of Bidodecyldithiophosphorsäure- with 60 g of the compound A uneesterified. The compound A word6 not purified by vacuum distillation, but heated in vacuo from 0j1 Tcrr to 100 0 G and thereby freed from unreacted starting components
Der abgespaltene Dodecylalkohol wird abdestilliert. 50 S öss erhaltenen Reaktionsproduktes werden in 200 g Getriobegrundöl G 100 suspendiert und mit einer erwärmten Lösung von 18,5 g Dodecylamin in 400 g Getriebegrundöl vereinigt« Ss entsteht eine klare, stabile Öllösung des Dodecylammoniumsaizes der Verbindung Ξ. The eliminated dodecyl alcohol is distilled off. 50 S öss obtained reaction product are suspended in 200 g of G 200 basic gear oil and combined with a heated solution of 18.5 g of dodecylamine in 400 g of transmission base oil "Ss creates a clear, stable oil solution of the Dodecylammoniumsaizes the compound Ξ.
-β - 207 730-β - 207 730
63»4 g der Verbindung D werden in 1oo g Getriebegrundö'l G 1oo suspendiert und mit 3o g der Verbindung A versetzt und im Ölbad langsam im Vakuum erhitzt, wobei die Badtemperatur einen Endwert von,14o 0C erreicht. Innerhalb von 4 Stunden werden bei 1oo 0C und o,8 Torr 2o,3 Dodecylalkohol abdestilliert. Man erhält die Verbindung E im Getriebegrundöl. Dieser Mischung werden unter Eühren bei 8o 0C 24,6 g Dodecylamin zugesetzt, wobei eine klare Lösung des Dodecylammoniumsalzes der Verbindung E entsteht.63 g 4 g of compound D are suspended in 100 g of gearbox oil G 1oo and treated with 30 g of compound A and slowly heated in an oil bath in vacuo, the bath temperature reaching a final value of 14o 0 C. Within 4 hours at 1oo 0 C and o, 8 Torr 2o, distilled off 3 dodecyl alcohol. This gives the compound E in the transmission base oil. To this mixture is added under Eühren 8o at 0 C 24.6 g of dodecylamine, to give a clear solution of the Dodecylammoniumsalzes the compound E is formed.
Die erfindungsgemäß hergestellten Trithiolandithiophosphorsäureverbindungen besitzen gegenüber den bekannten Dialkyldithiophosphaten wesentlich bessere EP-Eigenschaften, günstigere Antisehaumeigenschaften und eine sehr gute Verträglichkeit mit den üblichen Getriebewerkstoffen. Sie besitzen darüberhinaus die für die Formulierung von Getriebeölen notwendigen guten Gebrauchswerteigensahaften der Zinkdialkyldithiophosphate, wie Antioxidations- und Antikorrosionsverhalten und sind daher geeignete Hochdruckzusätze für die Formulierung von Getriebeölen der höchsten Leistungsklasse TM 5 nach TGL 2116o, wie aus Tabelle 2 zu entnehmen ist« Die bekannten Dialkyldithiophosphate gestatten maximal die Formulierung von Getriebeölen der Leistungsklasse TM 3·Compared to the known dialkyl dithiophosphates, the trithiolane-dithiophosphoric acid compounds according to the invention have much better EP properties, more favorable antisehumid properties and a very good compatibility with the customary transmission materials. They also have the necessary for the formulation of gear oils good Gebrauchsigensahaften the Zinkdialkyldithiophosphate, such as anti-oxidation and anti-corrosion and are therefore suitable high pressure additives for the formulation of gear oils of the highest performance class TM 5 to TGL 2116o, as can be seen from Table 2. "The known dialkyldithiophosphates allow maximum formulation of gear oils of performance class TM 3 ·
- *- 207 7- * - 207 7
Aufstellung der Abkürzungen für die chemischen Verbindungen A SList of abbreviations for the chemical compounds A S
[5.2.I.O hoch 2,6]-decan[5.2.I.O high 2.6] decane
B Di(3,4,5-ö2O-trithiatricyclo [5.2.1.0 hoch 2,6]-decan~ 8-endo -methoxy)-dithiophosphorsäureB Di (3,4,5-O2O-trithiatricyclo [5.2.1.0 high 2,6] decane ~ 8-endo-methoxy) -dithiophosphoric acid
G Amyl-(3,4,5-e2:o-trithiatricyclo [5.2.1.0 hoch 2,6J-decan-8~endo-metho2y)-dithiophosphorsäureG Amyl- (3,4,5-e2: o-trithiatricyclo [5.2.1.0 high 2,6J-decane-8-endo-methoxy) -dithiophosphoric acid
D DidodecyldithiophosphorSäureD didodecyldithiophosphoric acid
33 Bodocyl-(3,^,5~S2CO~"trithiatricyclo [5.2.1.0 hoch 2,δ| -decan-8-endo~methosy)-dithiophosphorsäure33 Bodocyl- (3, 5, 5-S2CO) trithiatricyclo [5.2.1.0 high-2, delta-decane-8-endo-methosyl) -dithiophosphoric acid
51 Di-(2-äthylhexyl)-dithiophosphorsäure5 1 di (2-ethylhexyl) dithiophosphoric acid
G 2-lthylhezyl-(3,4,5-exo-trithiatricyclo [5.2.I.O hoch 2,6J -dec6n-8~endo-2ietho2qy)-dithiophosphorsäureG 2-ethylhexyl- (3,4,5-exo-trithiatricyclo [5.2.I.O high 2,6J-decene-8 ~ endo-2ietho2qy) -dithiophosphoric acid
Produktproduct
Summe nf orme 1Sum of terms 1
MolmassQ Analyse (1 berechnet Almen-Wieland GrenzlastMolmassQ analysis (1 calculates Almen-Wieland limit load
2 gefunden) (200 min-J, nach je % S 100 min"*i + 50 kp)2 found) (200 min-J, after each % S 100 min "* i + 50 kp)
Zusatz zum MineralAddition to the mineral
2abeile 22 parts 2
Getriebeöltransmission oil
=1oo cSt mit= 1oo cSt with
5ο-5ο-
3 ft Trithiolan- 3 $£ Zinkdidithiophosphat (2 äthyl nach Beispiel 4 hexyl)dithiO" . -phosphat3 ft of trithiolane 3 $ of zinc dithiophosphate (2 ethyl according to Example 4 hexyl) dithio ". Phosphate
EP VerhaltenEP behavior
- Prüfung nach der ZVP-Methode TGL 2689o A/25/13o/1ο Schadlast- Test according to the ZVP method TGL 2689o A / 25 / 13o / 1ο Damage
- VKA Schweißwert- VKA welding value
>1273> 1273
3oo/34o3oo / 34o
741741
2oo/22o2oo / 22o
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1979
- 1979-08-16 SU SU797770767A patent/SU1447843A1/en active
- 1979-08-17 CS CS566779A patent/CS220576B1/en unknown
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WO1992012225A1 (en) * | 1991-01-11 | 1992-07-23 | The Lubrizol Corporation | Trithianes and phosphorus acid and/or thiophosphorus acid derivatives |
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