RU2191191C1 - (mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils - Google Patents
(mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191191C1 RU2191191C1 RU2001116752/04A RU2001116752A RU2191191C1 RU 2191191 C1 RU2191191 C1 RU 2191191C1 RU 2001116752/04 A RU2001116752/04 A RU 2001116752/04A RU 2001116752 A RU2001116752 A RU 2001116752A RU 2191191 C1 RU2191191 C1 RU 2191191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- trihydrate
- iii
- stearic acid
- additive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области координационных соединений, содержащих элемент III группы Периодической системы Д.И. Менделеева, а именно к новым химическим соединениям редкоземельных элементов - (μ-стеариновая кислота)гексастеаратолантан (III) тригидрат (лантану стеарату тригидрату) общей формулы
где R - С18Н35O2, R1 - С17Н35,
и может быть использовано в качестве маслорастворимой присадки в различных узлах трения для транспортной техники, в частности, для автотракторной техники, мелиоративно-строительных машин, для улучшения противоизносных и антифрикционных свойств масел.The invention relates to the field of coordination compounds containing an element of group III of the Periodic system D.I. Mendeleev, namely, to new chemical compounds of rare-earth elements - (μ-stearic acid) hexastearatolantane (III) trihydrate (lanthanum stearate trihydrate) of the general formula
where R is C 18 H 35 O 2 , R 1 is C 17 H 35 ,
and can be used as an oil-soluble additive in various friction units for transport equipment, in particular, for automotive tractors, reclamation-building machines, to improve antiwear and antifriction properties of oils.
Известна присадка к смазочным маслам, включающая 14 мас.% пирофорного железа, 43 мас. % олеиновой кислоты, остальное - масло (См. патент РФ 2112782, МПК С 10 М 125/04). Known additive for lubricating oils, including 14 wt.% Pyrophoric iron, 43 wt. % oleic acid, the rest is oil (See RF patent 2112782, IPC C 10 M 125/04).
Однако метод получения данной присадки является достаточно трудоемким. However, the method of obtaining this additive is quite laborious.
Известна противоизносная присадка с использованием соединений редкоземельных элементов (См. АС СССР 1373687, МПК С 01 F 17/00, С 10 М 159/18). Known antiwear additive using compounds of rare earth elements (See AS USSR 1373687, IPC C 01 F 17/00, C 10 M 159/18).
Однако она применяется для улучшения противоизносных свойств только консистентных смазок. However, it is used to improve the antiwear properties of greases only.
Задачей предлагаемого изобретения является создание присадки, позволяющей повысить износостойкость, снизить потери на трение базовых масел, а также расширить ассортимент маслорастворимых присадок. The objective of the invention is the creation of additives to increase wear resistance, reduce friction losses of base oils, as well as expand the range of oil-soluble additives.
Поставленная задача решается путем получения нового соединения, строение и свойство которого не описаны в литературе, а именно - лантана стеарата тригидрата общей формулы
где R - С18Н35O2, R1 - С17Н35,
обладающего свойством растворяться в масле. Это свойство, обнаруженное авторами во вновь синтезированном ими веществе, позволяет использовать его в качестве противоизносной присадки.The problem is solved by obtaining a new compound, the structure and property of which are not described in the literature, namely, lanthanum stearate trihydrate of the General formula
where R is C 18 H 35 O 2 , R 1 is C 17 H 35 ,
with the ability to dissolve in oil. This property, discovered by the authors in a substance newly synthesized by them, allows its use as an antiwear additive.
Анализ данных по применению координационных соединений говорит о том, что их противоизносное действие обусловлено их участием в трибохимических реакциях, т.е. они могут реагировать с металлами поверхности трения по схеме
М+М1А-->MA+M1,
где М - металл поверхностного слоя;
М1 - металл-комплексообразователь;
А - органический лиганд.An analysis of the data on the use of coordination compounds suggests that their antiwear effect is due to their participation in tribochemical reactions, i.e. they can react with friction surface metals according to the scheme
M + M 1 A -> MA + M 1 ,
where M is the metal of the surface layer;
M 1 - metal complexing agent;
A is an organic ligand.
Вновь образовавшееся координационное соединение МА в конечном итоге и обеспечивает снижение износа основного материала детали. The newly formed coordination compound MA ultimately provides a reduction in wear of the main material of the part.
Изобретение поясняется чертежами, где
На Фиг. 1 приведены графики изменения момента трения при испытании на износ для масла "АУ" (кривая 1) и для масла "АУ" с присадкой лантана стеарата тригидрата (кривая 2).The invention is illustrated by drawings, where
In FIG. Figure 1 shows the graphs of changes in the friction moment during the wear test for AU oil (curve 1) and for AU oil with an additive of lanthanum stearate trihydrate (curve 2).
На Фиг.2 приведен график изменения момента трения при испытании на износ для масла "Р" (кривая 1) и для масла "Р" с присадкой лантана стеарата тригидрата (кривая 2). Figure 2 shows a graph of the change in the friction moment during the wear test for oil "P" (curve 1) and for oil "P" with an additive of lanthanum stearate trihydrate (curve 2).
На Фиг. 3, 4 приведены диаграммы износа образцов при испытании на масле "АУ" (1), на масле "АУ" с присадкой лантана стеарата тригидрата (2), на масле "Р" (3), на масле "Р" с присадкой лантана стеарата тригидрата (4); на Фиг.3 - для ролика, на Фиг.4. - для колодки. In FIG. Figures 3 and 4 show the wear diagrams of the samples when tested with AU oil (1), with AU oil with an additive of lanthanum stearate trihydrate (2), with P oil (3), with P oil with an additive of lanthanum stearate trihydrate (4); figure 3 - for the roller, figure 4. - for the block.
На Фиг. 5 приведен график изменения температуры при испытании на износ для масла "АУ" (кривая 1) и для масла "АУ" с присадкой (кривая 2). In FIG. Figure 5 shows a graph of temperature changes during the wear test for AU oil (curve 1) and for AU oil with an additive (curve 2).
На Фиг.6 приведено изменение момента трения при испытании на схватывание для масла "АУ" (кривая 1) и для масла "АУ" с присадкой (кривая 2). Figure 6 shows the change in the friction moment during the setting test for oil "AU" (curve 1) and for oil "AU" with an additive (curve 2).
На Фиг.7 приведена диаграмма износа деталей аксиально-поршневого насоса для распределителя (1) и для блока (2). 7 is a diagram of the wear of parts of an axial piston pump for the distributor (1) and for the block (2).
Предлагаемое вещество получают следующим образом. 7,52 г (0,29М) 7-водного трихлорида лантана растворяют в 70 мл дистиллированной воды. 17,24 г (1,2М) стеариновой кислоты растворяют в 50 мл этилового спирта при нагревании на водяной бане (80oС). 3,4 г (2,0М) гидроксида калия растворяют в 30 мл этилового спирта. Все растворы фильтруют. При сливании растворов сразу выпадает белый осадок. Полученные соли отфильтровывают на воронке Брюхнера и промывают водно-спиртовым раствором (1:1) до отрицательной реакции на ион хлора, высушивают на воздухе до постоянной массы. Выход целевого продукта составляет 75%.The proposed substance is prepared as follows. 7.52 g (0.29 M) of 7-aqueous lanthanum trichloride are dissolved in 70 ml of distilled water. 17.24 g (1.2 M) of stearic acid are dissolved in 50 ml of ethyl alcohol by heating in a water bath (80 ° C. ). 3.4 g (2.0 M) of potassium hydroxide are dissolved in 30 ml of ethyl alcohol. All solutions are filtered. When draining solutions, a white precipitate immediately precipitates. The resulting salts are filtered on a Bruchner funnel and washed with a water-alcohol solution (1: 1) until a negative reaction to a chlorine ion, and dried in air to constant weight. The yield of the target product is 75%.
Найдено, %: La - 12,03; C - 65,31; Н - 10,96
Вычислено, %: La - 12,01; C - 65,34; H - 10,89
La2(C18H35O2)6•C18H36•O2•3H2O
Полученное вещество является кристаллическим веществом белого цвета. Кристаллогидрат его устойчив до 60oС. Дегидратация происходит в интервале температур 60oС-130oС.Found,%: La - 12.03; C 65.31; H - 10.96
Calculated,%: La - 12.01; C 65.34; H - 10.89
La 2 (C 18 H 35 O 2 ) 6 • C 18 H 36 • O 2 • 3H 2 O
The resulting substance is a white crystalline substance. Its crystalline hydrate is stable up to 60 o C. Dehydration occurs in the temperature range 60 o C-130 o C.
Рентгенографически рассчитаны межплоскостные расстояния и интенсивности рефлексов лантана (III) стеарата 3-водного. Наиболее интенсивные рефлексы; dn, A: 12,678; 9,668; 6,917.X-ray diffraction calculated interplanar distances and intensities of reflexes of lanthanum (III) 3-water stearate. The most intense reflexes; d n , A: 12.678; 9.668; 6,917.
Строение стеарата лантана подтверждается ИК-спектрами. Так, в спектре стеарата лантана полосы поглощения с максимумами 1550-1520 см-1 и 1400-1390 см-1 отнесены к валентным антисимметричным и симметричным колебаниям диссоциированной группы СOO-, что говорит о замещении водорода карбоксильной группы на металл. О том, что молекула недиссоциированной кислоты входит в состав соединения, свидетельствует полоса поглощения с максимумом 2550 см-1, отнесенная к валентным колебаниям связанной гидроксильной группы ОН в недиссоциированной карбоксильной группе, и присутствующая как в ИК-спектре кислоты, так и ИК-спектре стеарата La. А также полоса поглощения с максимумом 1740 см-1, соответствующая валентным колебаниям карбонила СО, которая также присутствует в ИК-спектрах кислоты и стеарата лантана. Можно предположить, что молекула стеариновой кислоты связана с двумя молекулами соли LаR3 через атомы двух кислородов донорно-акцепторными связями, поскольку атомы кислорода имеют неподеленные электронные пары и выступают в роли донора, а свободные орбитали металла - как акцепторы. Две широкие полосы поглощения с максимумами 3410 см-1 и 3170 см-1 отнесены к валентным антисимметричным и симметричным колебаниям группы воды, а полоса поглощения с максимумом 1650 см-1 - к деформационным колебаниям ОН воды.The structure of lanthanum stearate is confirmed by IR spectra. Thus, in the spectrum of lanthanum stearate, absorption bands with maxima of 1550-1520 cm -1 and 1400-1390 cm -1 are assigned to stretching antisymmetric and symmetric vibrations of the dissociated СOO - group, which indicates the replacement of hydrogen of the carboxyl group by metal. The fact that the molecule of the undissociated acid is part of the compound is evidenced by the absorption band with a maximum of 2550 cm -1 , which is attributed to stretching vibrations of the bound hydroxyl group of OH in the undissociated carboxyl group, and is present both in the IR spectrum of the acid and the IR spectrum of stearate La. As well as the absorption band with a maximum of 1740 cm -1 , corresponding to the stretching vibrations of carbonyl CO, which is also present in the IR spectra of acid and lanthanum stearate. It can be assumed that the stearic acid molecule is bound to two molecules of the LaR 3 salt through two oxygen atoms by donor-acceptor bonds, since oxygen atoms have lone electron pairs and act as a donor, and free metal orbitals as acceptors. Two broad absorption bands with maxima of 3410 cm –1 and 3170 cm –1 are assigned to stretching antisymmetric and symmetric vibrations of the water group, and the absorption band with a maximum of 1650 cm –1 is attributed to deformation vibrations of OH water.
Полученный стеарат лантана обладает способностью растворяться в маслах. При температуре 25oС его растворимость в 100 мл масла составляет 0,8 г. Таким образом, заявляемое вещество может быть использовано в качестве присадки в базовые масла, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
(μ-стеариновая кислота)гексастеаратолантан (III) тригидрат - 0,8
базовое масло - остальное
Эффективность предлагаемой присадки проверена в лабораторных испытаниях на машине трения СМЦ-2. Испытания проводились по схеме "ролик-колодка" при постоянной частоте вращения ролика 300 мин-1 и нагрузке 200 Н, приложенной к приработанным образцам. Время испытаний 6 часов при скорости скольжения 0,785 м/с. Ролик изготовлен из стали 45, а колодка из серого чугуна Сч-20. В качестве базовых масел были взяты масло веретенное "АУ" ГОСТ 1642-75 и масло "Р" ГОСТ 38801434-87, используемые в качестве РЖГ (рабочей жидкости гидросистемы).The resulting lanthanum stearate has the ability to dissolve in oils. At a temperature of 25 o With its solubility in 100 ml of oil is 0.8 g. Thus, the inventive substance can be used as an additive in base oils, in the following ratio, wt.%:
(μ-stearic acid) hexastearatolantane (III) trihydrate - 0.8
base oil - the rest
The effectiveness of the proposed additives was tested in laboratory tests on a friction machine SMC-2. The tests were carried out according to the "roller-block" scheme at a constant frequency of rotation of the roller 300 min -1 and a load of 200 N applied to the run-in samples. The test time is 6 hours at a sliding speed of 0.785 m / s. The roller is made of steel 45, and the block of gray cast iron C h -20. Spindle oil “AU” GOST 1642-75 and oil “P” GOST 38801434-87, used as RZHG (hydraulic fluid), were taken as base oils.
Триботехнические сравнительные испытания РЖГ проводили по следующим выходным характеристикам: величина момента от сил трения, износ в единицах массы, температура в зоне контакта, нагрузка схватывания. Tribological technical tests of RGGs were carried out according to the following output characteristics: the magnitude of the moment due to friction, wear in units of mass, temperature in the contact zone, setting load.
Как следует из приведенных чертежей, момент трения образцов, испытанных на масле "АУ", уменьшился с 3,4 до 2,9 Нхм (Фиг.1). As follows from the drawings, the friction moment of the samples tested on oil "AU", decreased from 3.4 to 2.9 Nm (Figure 1).
Введение в него лантана стеарата тригидрата позволяет снизить момент трения в течение всего периода работы и особенно интенсивно в начале установившегося режима работы. Момент в начале работы составил 3,3 Нхм, а в конце 2,1 Нхм, что на 25% меньше по сравнению с базовым маслом. The introduction of lanthanum stearate trihydrate into it allows you to reduce the friction moment during the entire period of work and especially intensively at the beginning of the established mode of operation. The moment at the beginning of the work was 3.3 Nm, and at the end 2.1 Nm, which is 25% less compared to the base oil.
Из Фиг.2 видно, что момент трения образцов, испытанных на масле "Р", уменьшился с 4,05 до 3,5 Нхм. Введение лантана стеарата тригидрата снизило момент трения с 4,0 до 2,45 Нхм. Figure 2 shows that the friction moment of the samples tested on oil "P" decreased from 4.05 to 3.5 Nm. The introduction of lanthanum stearate trihydrate reduced the friction moment from 4.0 to 2.45 Nm.
Износ образцов на масле "АУ" для ролика составил 0,0024 г (Фиг.3) и 1,31 г - для колодки (Фиг.4). Износ образцов на масле "Р" для ролика составил 0,0027 г (фиг.3) и 1,45 г - для колодки (Фиг.4). The wear of the samples in oil "AU" for the roller amounted to 0.0024 g (Figure 3) and 1.31 g for the pads (Figure 4). The wear of the samples in oil "P" for the roller amounted to 0.0027 g (figure 3) and 1.45 g for the pads (Figure 4).
Введение лантана стеарата тригидрата позволило снизить износ ролика и колодки соответственно до 0,0017 г и 1,18 г в масле "АУ" и 0,0021 г и 1,33 г соответственно для масла "Р" (Фиг.3, 4). По сравнению с базовым маслом износ уменьшился на 10%. Во время испытаний регистрировалась температура масла. Как видно из графика (Фиг.5), присадка позволила снизить температуру образцов с 105 до 65oС (масло "АУ" - c 110 до 85oС). На графике (Фиг.6) представлены изменения момента трения при испытании на схватывание. При введении присадки в "АУ" трибосопряжение сохраняет работоспособность до 1700 Н, в масле же до 1200 Н (Фиг.6). Схватывание образцов, работающих на базовом масле, произошло через 27 минут после начала испытания, а работающих на масле с присадкой - через 50,5 минут. Присадка позволила увеличить нагрузку схватывания в 1,65 раз и продлить время работы трибосопряжения в 1,8 раза. Это очень важно в реальных условиях эксплуатации, т.к. при внезапных резких перегрузках пара трения сохранит свою работоспособность в течение достаточно продолжительного периода времени.The introduction of lanthanum stearate trihydrate allowed to reduce the wear of the roller and the pads, respectively, to 0.0017 g and 1.18 g in oil "AU" and 0.0021 g and 1.33 g, respectively, for oil "P" (Figs. 3, 4). Compared to base oil, wear is reduced by 10%. During testing, the temperature of the oil was recorded. As can be seen from the graph (Figure 5), the additive allowed to reduce the temperature of the samples from 105 to 65 o C (oil "AU" - from 110 to 85 o C). The graph (Figure 6) shows the changes in the friction moment during the setting test. With the introduction of additives in the "AU" tribological conjugation remains operational up to 1700 N, in oil, up to 1200 N (Fig.6). The setting of samples working on base oil occurred 27 minutes after the start of the test, and working on oil with an additive - after 50.5 minutes. The additive allowed to increase the setting load by 1.65 times and extend the operating time of the tribo-conjugation by 1.8 times. This is very important in actual use, as in case of sudden sharp overloads, the friction pair will remain operational for a sufficiently long period of time.
Были проведены эксплуатационные испытания присадок в "АУ" в реальном узле трения - в аксиально-поршневом насосе для распределителя и блока. Общая продолжительность испытаний составила 300 часов (фиг.7). Из фиг.7 видно, что износ деталей составил соответственно 2,76 г и 2,51 г - для распределителя и 3,16 г и 2,83 г - для блока соответственно на базовом смазочном материале и смазочном материале с присадкой. Наблюдается улучшение противоизносных свойств на 10% при использовании предлагаемой смазочной присадки по сравнению с базовым смазочным материалом. Operational tests of additives in "AU" were carried out in a real friction unit - in an axial piston pump for a distributor and a unit. The total duration of the tests was 300 hours (Fig.7). Figure 7 shows that the wear of the parts was 2.76 g and 2.51 g, respectively, for the distributor and 3.16 g and 2.83 g for the block, respectively, on the base lubricant and lubricant with an additive. There is an improvement in antiwear properties by 10% when using the proposed lubricant additives compared with the base lubricant.
Claims (1)
где R - C18H35O2, R1 - С17H35,
в качестве противоизносной присадки к базовым маслам.(μ-Stearic acid) hexastearatolantane (III) trihydrate of the general formula
where R is C 18 H 35 O 2 , R 1 is C 17 H 35 ,
as an antiwear additive to base oils.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001116752/04A RU2191191C1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | (mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001116752/04A RU2191191C1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | (mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2191191C1 true RU2191191C1 (en) | 2002-10-20 |
Family
ID=20250873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001116752/04A RU2191191C1 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | (mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191191C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113149831A (en) * | 2021-04-28 | 2021-07-23 | 中国矿业大学 | Preparation method of lanthanum stearate modified lubricating oil and application of lanthanum stearate modified lubricating oil in mine hoisting steel wire rope |
-
2001
- 2001-06-15 RU RU2001116752/04A patent/RU2191191C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113149831A (en) * | 2021-04-28 | 2021-07-23 | 中国矿业大学 | Preparation method of lanthanum stearate modified lubricating oil and application of lanthanum stearate modified lubricating oil in mine hoisting steel wire rope |
CN113149831B (en) * | 2021-04-28 | 2023-11-17 | 中国矿业大学 | Preparation method of lanthanum stearate modified lubricating oil and application of lanthanum stearate modified lubricating oil in mine hoisting steel wire rope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4109429B2 (en) | Oil-soluble molybdenum composition | |
Cai et al. | A novel imidazolium salt with antioxidation and anticorrosion dual functionalities as the additive in poly (ethylene glycol) for steel/steel contacts | |
DE60204784T2 (en) | LINEAR COMPOUNDS CONTAINING PHENOL AND SALICYLIC ACID UNITS | |
Singh et al. | Study of cystine schiff base esters as new environmentally benign multifunctional biolubricant additives | |
CN111247233A (en) | Lubricating oil composition and method for producing same | |
EP3119859A1 (en) | Halogen free ionic liquids as lubricant or lubricant additives and a process for the preparation thereof | |
EP2125762B1 (en) | Organic molybdenum compounds and oil compositions containing the same | |
RU2191191C1 (en) | (mu-stearic acid)jexastearatolanthanum(iii) trihydrate as antiwear additive for lubricating oils | |
Wang et al. | Unique synergism between zinc dialkyldithiophosphates and Schiff base bridged phenolic diphenylamine antioxidants | |
DE102009034984A1 (en) | detergent | |
Zhang et al. | The tribological behaviors of 2-mercaptobenzoxazole derivatives as additives in liquid paraffin | |
Adavodi et al. | Benzotriazoium Bis (2-Ethylhexyl) Phosphate Ionic Liquid as a Catalyst and Multifunctional Lubricant Additive: Synthesis, Optimization, Characterization, and Tribological Evaluation | |
Tang et al. | The distinguished long-term friction reduction and anti-wear functions of amphipathic carbon dots originated from lauryl gallate | |
Zhang et al. | Friction and wear behaviors of the complexes of rare earth hexadecylate as grease additive | |
Zhang et al. | Tribological properties and lubricating mechanisms of the rare earth complex as a grease additive | |
JPH0380192B2 (en) | ||
CN111454225A (en) | Preparation method of liquid oiliness agent | |
Wang et al. | Investigation on phenyl-borated hydroxyalkyldithiocarbamate as multi-functional lubricating additive with high hydrolytic stability and anti-oxidation | |
Liu et al. | Tribological performance of rare‐earth alkylsalicylate as lubrication additive | |
RU2266912C2 (en) | Organomolybdenum complexes, addition agent for lubricant material, method for reducing friction coefficient | |
JPH0742469B2 (en) | Improved antiwear additive for lubricating oils | |
CN107987926A (en) | Lubricant composition for internal combustion engines and the method for improving IC engine lubricating oil detergency | |
RU2194742C2 (en) | Antiwear and antifriction additive with friction modifier, lubricating material, and method of preparing friction modifier | |
CN102070557A (en) | Aminothiazole alkyl xanthate derivative as well as preparation method and application of aminothiazole alkyl xanthate derivative | |
DE60107605T2 (en) | ORGANIC MOLYBDEN COMPLEXES AS FRESH CHANGERS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040616 |
|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110616 |