Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОМПЛЕКСЫ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ С КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ АМИНАМИ В КАЧЕСТВЕ СМАЗЫВАЮЩЕЙ ПРИСАДКИ ПРИ МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ
КОМПЛЕКСЫ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ С КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ АМИНАМИ В КАЧЕСТВЕ СМАЗЫВАЮЩЕЙ ПРИСАДКИ ПРИ МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ

КОМПЛЕКСЫ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ С КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ АМИНАМИ В КАЧЕСТВЕ СМАЗЫВАЮЩЕЙ ПРИСАДКИ ПРИ МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в металлообрабатывающей промышленности в качестве смазочного материала. Сущность изобретения: продукт - комплекс стеариновой кислоты с кислородсодержащими аминами формулы где а : R1 + R2= (CH2)2O(CH2)2, б : R3 = H; R1 = CH2CH2OH; R2 = R3 = H, в : R1 = R2 = CH2CH2OH, R3=H г : R1 = R2 = R3 = CH2CH2OH . Реагент 1: C17H35COOH реагент 2: морфолин, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин. Условия : соотношение 1 : 2 2 : 1, при 60:03/С. Выход - количественный; а. C40H81O5N мол.м. 656,08, т. пл. 55 - 56°С; б. C38H79O5N мол.м. 630,05, т.пл. 67 - 70°С ; в. C40H83O6N мол. м. 674,09, т.пл. 59 - 61°С, г C42H87O7N мол.м. 718,15, т.пл. 62 - 64°С. Суммарная глубина сверления 123,8 - 926,5 мм. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2030384
Класс(ы) патента: C07C53/126, C07C211/62, C10M133/06
Номер заявки: 4846682/04
Дата подачи заявки: 04.07.1990
Дата публикации: 10.03.1995
Заявитель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова; Казанское конструкторское бюро АНТК им.А.Н.Туполева; Научно-технический центр научно-производственной фирмы "Мечников" Института морфологии человека
Автор(ы): Башинова В.М.; Галимов Р.А.; Измайлов Р.Ш.; Лапин А.А.; Левин Я.А.; Монахов А.А.; Синяшин Г.Б.
Патентообладатель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского филиала РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к комплексам стеариновой кислоты с кислородсодержащими аминами общей формулы I
C17H35CCC17H35 где R1 + R2 = (CH2)2 O(CH2)2; R3 = H,
R1 = CH2CH2OH; R2 = R3 = H;
R1 = R2 = CH2CH2OH; R3 = H,
R1 = R2 = R3 = CH2CH2OH,
в качестве смазывающей присадки при металлообработке.
При механической обработке металлов применяются многочисленные органические соединения. В том числе известно применение для этой цели жирных кислот, улучшающих смазывающие свойства. Они действуют мягко и подходят лишь для легких операций резания (1). Эффективнее смесь олеиновой кислоты с серой, применяемая при сверлении глубоких отверстий в стали и обеспечивающая большую стойкость сверл по сравнению с жирными кислотами за счет устранения явления охватывания трущихся металлов.
Известен смазочный материал, содержащий олеиновую кислоту, стеариновую кислоту и серу, повышающий стойкость режущего инструмента при сверлении деталей из титановых и труднообрабатываемых сталей по сравнению с олеиновой кислотой (11 и 10 в таблице). Этот материал (паста ВК-1 (2)) является наилучшим из применяемых в промышленности для этих целей.
Наиболее близким по сравнению к описываемым комплексам, обладающим способностью повышать эффективность смазочного материала, является ацетат пиперидиния (30)
CH3COO-H
(II)
Введение этой соли в качестве присадки в смазочный материал по рецептуре (2) повышает стойкость сверла в 3 раза (12 в таблице). Но все же стойкость остается недостаточно высокой: до затупления инструмента можно просверлить лишь 3 отверстия глубиной в три диаметра сверла (см. ниже условия испытаний).
Целью изобретения является преодоление указанного недостатка - поиск новых соединений в ряду комплексов карбоновых кислот с кислородсодержащими аминами, способных значительно повышать эффективность смазочного материала при механической обработке труднообрабатываемых сталей.
Эта цель достигается новыми комплексами стеариновой кислоты с аминами приведенной общей формулы I. От известных соединений (формула II) эти комплексы отличаются наличием кислорода в аминном компоненте, (увеличением длины углеводородной цепочки в кислотном компоненте.
Комплексы стеариновой кислоты с кислородсодержащими аминами получали смещением при 60оС соответствующего амина со стеариновой кислотой при молярном соотношении реагентов 1:2 и перемешиванием смеси до ее гомогенизации.
Получающиеся комплексы представляют собой желтоватую воскообразную массу. Их строение доказывается элементным анализом и методом ИК-спектроскопии (примеры 1-4).
В ИК-спектрах комплексов отсутствуют полосы поглощения в области 3300-3500 см-1, соответствующие валентным колебаниям связей NH, характерные для исходных аминов (II). Характеристические полосы при 1205, 1300, 1415 см-1, обязанные взаимодействию между плоскими деформационными колебаниями О-Н и валентными колебаниями С-О димера кислоты исчезают в ИК-спектрах описываемых комплексов и вместо них появляются полосы при 1635 ( ν a СО2-) 1370 (ν s СО2-) и 670, соответствующие валентным ν a, ν s и деформационным колебаниям группы СОО-. Присутствие в ИК-спектрах этих полос поглощения и отсутствие полос димеров кислоты доказывает, что полученные продукты являются комплексами 1:2 структуры 1 (12, 13), а не смесью комплексов 1:1 и кислоты. B ИК-спектре имеются также полосы поглощения при 2730-2745, 2666-2680 и 2310-2320, принадлежащие валентным колебаниям (N+-H...O-). Кроме того ИК-спектры содержат полосы асимметричных деформационных и валентных колебаний вторичной аммониевой группы 1635 и 1670-1690 см-1 δas (N+H2), 3290-3160, 3410-3390 ν (N+H2) за исключением комплекса с триэтаноламином, для которого δs (N+H) 1580 см-1 и ν (N+H2) 2680 см-1, а также полосу валентных колебаний группы 1710 см-1 ν (С=О) (II). То, что комплексообразование осуществляется с сохранением гидроксильной группы карбоксила подтверждается наличием полос валентных колебаний ν (ОН) около 3540 см-1 и деформационных колебаний δ (ОН) 1250 см-1. Кроме того, ИК-спектры комплексов стеариновой кислоты с оксиаминами содержат полосы валентных колебаний ν (ОН) оксиэтильных групп при 3610-3640 см-1 (II).
П р и м е р 1. Перемешиванием до гомогенизации 28,4 г (0,1 моля) стеариновой кислоты и 4,6 г (0,05 моля) морфолина при 60оС, получают с количественным выходом желтоватую воскообразную массу с т.пл. 55-56оС, представляющую собой, согласно данным ИК-спектра и элементного анализа, комплекс стеариновой кислоты с морфолином 2:1, мол.м. 656,08. Найдено, %: C 73,64; H 12,06; N 2,44. C40H81O5N.
ИК-спектр (см-1): ν (N+-H. ..O-) 2735, 2666, 2320, ν (С=О) 1710, ν a (СОО-) 1635, νs (СОО-) 1370, δ (СОО-) 670, ν (C-N+) 988, νas(N+H2) 1635, 1670, ν (N+H) 3290, 3410, νas (СОО-) 1535, ν (ОН) 3540, δ (ОН) 1250.
П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 из 28,4 г (1 моль) стеариновой кислоты и 3,1 г (0,05 моля) моноэтаноламина при 60оС получают с количественным выходом комплекс 2:1 в виде воскообразной желтоватой массы с т.пл. 67-70оС, мол.м. 630,05.
Найдено, %: C 72,65; H 12,83; N 2,10
C38H79O5N
Вычислено, %: C 72,47; H 12,64; N 2,22
ИК-спектр (см-1): ν (N+H. . . O-) 2730, 2648, 2325, ν (С=О) 1720, νa (СОО-) 1635, ν s(СОО-) 1380, δ (СОО) 665, ν (C-N+) 953, νas (N+H3) 1565, 1660, ν (N+Н3) 3290, 3380, νas (СОО-) 1515, ν (ОН) 3540,δ (ОН) 1250, ν (ОН) в H2NCH2CH2OH 3640.
П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 из 28,4 г (0,1 моля) стеариновой кислоты и 5,1 г (0,05 моля) диэтаноламина получают с количественным выходом желтоватую воскообразную массу с т.пл. 59-61оС, комплекс стеариновой кислоты с диэтаноламином 2:1, мол.м. 674,09.
Найдено, %: C 71,13; H 12,29; N 1,86
C40H83O6N
Вычислено, %: C 71,27; H 12,41; N 2,08.
ИК-спектр (см-1): ν (N+-H. ..O-) 2730, 2680, 2312, ν (С=О), 1710, νa (СОО-) 1635, νs (СОО-) 1370, δ (СОО-) 645, ν (C-N+) 965, νas (N+H2) 1555, 1690, ν (N+H) 3280, 3400, νas (СОО-) 1535, ν (ОН) 3540, δ (ОН) 1250, ν (ОН) в HN (CH2CH2OH)2 3640.
П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 из 28,4 г (0,1 моля) стеариновой кислоты и 7,4 г (0,05 моля) триэтаноламина получают с количественным выходом комплекс 2: 1 в виде воскообразной желтоватой массы с т.пл. 62-64оС, мол.м. 718,15.
Найдено,%: С 70,38; H 12,38; N 2,30
C42H87O7N
Вычислено, %: C 70,24; H 12,21; N 1,95
ИК-спектр (см-1): ν (N+ -H...O-) 2745, 2680, 2310, ν (С=О) 1710, νa (СОО-) 1635, νs (СОО-) 1370, δ (СОО) 655, ν (C-N+) 943,ν as (N+H) 1585, 1690, ν(N+H) 3160, 3390, νas (COO-) 1540, ν (OH) 3540, δ (OH) 1250, ν (OH) в N(CH2CH2OH)3 3610.
Испытания по определению влияния описываемых комплексов на стойкость режущего инструмента при металлообработке проводились на смазочных материалах, приготовленных введением комплексов 1 в технологическую пасту ВК-1, приготовленную по рецептуре (9) из олеиновой, стеариновой кислот и серы, применяемую для сверления труднообрабатываемых металлических материалов.
Испытания проводились на вертикально-сверлильном станке модели 2Н 135, сверлению подвергалась высокопрочная сталь 30ХГСН2А-ВД, термообработанная до HRC=50, что соответствует δ = 175 кг/мм2. Режущий инструмент - спиральное сверло диаметром ⊘8,5 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Режим резания, скорость резания 2,4 м/мин, (90 об/мин), подача 0,1 мм/об., глубина сверления - 3 ⊘ сверла 25,5 мм. Оценка эффективности смазочного материала (стойкости инструмента) проводилась сравнением суммарной глубины, просверленных отверстий до затупления сверла, что определялось по появлению характерного скрипа и прекращения резания. Число просверленных отверстий и продолжительность сверления до затупления инструмента пропорциональны суммарной глубине сверления и могут быть при необходимости рассчитаны исходя из этой величины и приведенных параметров эксперимента.
Результаты испытаний приведены в таблице. Там же приведены коэффициенты эффективности, показывающие во сколько раз увеличивается стойкость инструмента в данном смазочном материале по сравнению с материалом, содержащим вещество-прототип и по сравнению с пастой ВК-1(2).
Как видно из таблицы (NN 1-9), введение в смазочный материал описываемых комплексов формулы I значительно (в 1,65-12,37 раз) повышает стойкость режущего инструмента по сравнению со смазочным материалом, содержащим вещество - сравнения формулы 11(12) и тем более по сравнению с пастой ВК-1 - в 3,75-28,08 раз.
Формула изобретения: КОМПЛЕКСЫ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ С КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ АМИНАМИ В КАЧЕСТВЕ СМАЗЫВАЮЩЕЙ ПРИСАДКИ ПРИ МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ.
Комплексы стеариновой кислоты с кислородсодержащими аминами общей формулы

где а) R1 + R2 = (CH2)2O(CH2)2, R3 = H;
б) R1 = CH2 CH2 OH, R2 = R3 = H;
в) R1 = R2 = CH2 CH2 OH, R3 = H;
г) R1 = R2 = R3 = CH2 CH2 OH;
в качестве смазывающей присадки при металлообработке.