Композиционная резиновая смесь для прокладок рельсовых скреплений

Изобретение относится к резино-технической промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов. Резиновая смесь для прокладок рельсовых скреплений содержит, мас. ч.: бутадиен-стирольный каучук с содержанием стирола 25-30 мас. % - 60,0 , изопреновый каучук - 40,0, сэвилен - 1,0-6,0, транс-полинорборнен - 20,0-25,0, серу - 1,5-1,8, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид - 1,8-2,0, N,N/-дитиодиморфолин - 1,4-1,6, оксид цинка - 3,0-5,0, стеариновую кислоту -1,0, нафтам-2 - 1,8-2,0, N-изопропил-N/-фенил-p-фенилендиамин - 1,8-2,0, воск ЗВ-П - 1,0-1,5, каолин - 35,0-40,0, технический углерод П 514 - 20,0-25,0, технический углерод N 220 - 25,0-30,0, масло индустриальное И-20А - 20,0-25,0, дибутилфталат - 9,5-12,5, нефтеполимерную смолу «Сибпласт» - 1,0-2,0, гепсол ХПК - 0,8-1,0, микросферу гранатовую - 3,0-4,0, N-нитрозодифениламин - 1,0. Изобретение позволяет повысить сопротивление к истиранию и воздействию агрессивных сред, уменьшить остаточную деформацию сжатия, повысить эластичность и морозостойкость, что повышает ресурс работоспособности прокладок. 2 табл.

 

Изобретение относится к резино-технической промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов.

Предлагаемая композиционная резиновая смесь для прокладок рельсовых скреплений повышает упруго-прочностные свойства и ресурс работоспособности прокладок до 1000 млн. т (брутто проходящего груза) за счет использования следующей композиции каучуков и ингредиентов: бутадиен-стирольный (метилстирольный) каучук растворной или эмульсионной полимеризации; изопреновый каучук; сополимер этилена с винилацетатом; транс-полинорборнен; серу или серу молотую маслонаполненную; N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид; N,N/-дитиодиморфолин; оксид цинка; стеариновую кислоту; нафтам-2; N-изопропил-N/-фенил-р-фенилендиамин; воск ЗВ-П; каолин; технический углерод П 514; технический углерод N 220; масло индустриальное И-20А; дибутилфталат; гепсол ХПК; нефтеполимерную смолу «Сибпласт»; микросферу гранатовую; N-нитрозодифениламин.

Уровень данной техники характеризует маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь, включающая бутадиен-нитрильный каучук СКН 4045 - 45,0-50,0; изопреновый каучук СКИ-3 - 10,0-25,0; метилстирольный каучук СКМС-30 АРК - 20,0-30,0; цис-Бутадиеновый каучук СКД - 10,0; серу - 1,4-1,6; дибензтиазолилдисульфид - 1,9-2,1; тетраметилтиурамди-сульфид - 0,5-0,8; оксид цинка - 2,0-3,0; антискорчинг «ЗПР» - 1,0; стеариновую кислоту - 0,5-1,5; ацетонанил Н - 1,5-2,5; смолу «Шинпласт» -3,0-4,0; битум нефтяной - 4,5-5,5; технический углерод Н 220 - 45,0-50,0; тальк - 5,0-7,0; дибутилсебацинат - 6,0-8,0 (Патент RU 2633892 С1, опубл. 19.10.2017).

Обладая достаточно высокими показателями температурного предела хрупкости, с сохранением физико-механических характеристик, и твердостью, указанная резиновая смесь характеризуется низкими упругоэластичными свойствами с повышенной деформацией после 10-кратного кратковременного статического сжатия (более 30%).

Наиболее близким техническим решением, которое по числу совпадающих признаков и технической сущности выбрано в качестве наиболее близкого аналога - прототипа предложенной композиционной резиновой смеси, является резиновая композиция для подрельсовых прокладок, включающая следующие компоненты, (мас. ч.): бутадиен-стирольный каучук - 75,0; изопреновый каучук - 25,0; серу - 1,2-2,0; окись цинка - 3,8-4,5; Н-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид -1,4-1,6; N,N/-дитиодиморфолин - 0,5-0,7; синтетические жирные кислоты фракции С17-C21 - 1,8-2,2; каолин - 38,0-42,0; технический углерод - 58,0-62,0; резиновую крошку, с размером частиц до 1 мм - 10,0-15,0; канифоль - 2,8-3,2; битум нефтяной - 4,5-5,5; воск - 1,8-2,2; фенил-β-нафтиламин 0,8-1,2; N-Фенил-N/-изопропил-n-фенилендиамин - 0,8-1,2; смесь гексахлорпароксилола с парафиновым углеводородом в массовом соотношении 80:20 -0,8-1,2; N-нитрозодифениламин - 0,4-0,6 (Авторское свидетельство SU 1419995 А1 опубл. 30.08.1988).

Недостатком данной резиновой композиции для подрельсовых прокладок являются низкие упругопрочностные показатели, недостаточная эластичность по отскоку и ограниченный ресурс работоспособности (брутто проходящего груза до 700 млн.т).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка резиновой смеси для изготовления резиновых изделий различного целевого назначения, в том числе железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов с улучшенной динамической выносливостью.

Технический результат - создание полимерного материала на основе бутадиен-стирольного и изопренового каучуков, с повышенным сопротивлением к истиранию и воздействию агрессивных сред (масло- и влагостойкость), уменьшенной остаточной деформацией сжатия, с высокой эластичностью и морозостойкостью.

Поставленная задача решается методом подбора оптимальной комбинации бутадиен-стирольного и изопренового каучуков с добавлением сополимера этилена и винилацетата (сэвилен), а также транс-полинорборнена, которые кардинально улучшают упруго-прочностные и термоагрессивостойкие свойства полимерного материала, при следующем соотношении входящих в смесь компонентов (мас. ч.):

1. Бутадиен-стирольный каучук с содержанием
стирола 25-30 мас. % 60,0
2. Изопреновый каучук СКИ-3 40,0
3. Сополимер этилена с
винилацетатом (сэвилен) 11808-340 1,0-6,0
4. Транс-полинорборнен 20,0-25,0
5. Сера 1,5-1,8
6. N- циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид 1,8-2,0
7. N,N/-дитиодиморфолин 1,4-1,6
8. Оксид цинка 3,0-5,0
9. Стеариновая кислота 1,0
10. Нафтам-2 1,8-2,0
11. N-изопропил-N/-фенил-р-фенилендиамин 1,8-2,0
12. Воск ЗВ-П 1,0-1,5
13. Каолин 35,0-40,0
14. Технический углерод П 514 20,0-25,0
15. Технический углерод N 220 25,0-30,0
16. Масло индустриальное И-12А 20,0-25,0
17. Дибутилфталат 9,5-12,5
18. Нефтеполимерная смола «Сибпласт» 1,0-2,0
19. Гепсол ХПК 0,8-1,0
20. Микросфера гранатовая 3,0-4,0
21. N-нитрозодифениламин 1,0

Новым в изобретении является не использованное ранее сочетание известных ингредиентов, применяемых в аналогичном количественном соотношении и наличие в составе резиновой смеси полимерных технологических добавок: транс-полинорборнена декристаллизованного в комбинации с индустриальным маслом И-12А и дибутилфталатом, приготовленным при определенной температуре и усредненным с помощью смесительного оборудования, а также сэвилена 11808-340, гепсола ХПК и гранатовой керамической микросферы.

Сэвилен-11808-340 - сополимер этилена и винилацетата, представляет собой высокомолекулярное соединение, относящееся к полиолефинам, содержание винилацетата составляет - 21-30 мас. %, отличается хорошей совместимостью с различными компонентами, а наличие в составе винилацетата увеличивает прочность и эластичность изделия, делает его более долговечным и устойчивым к атмосферным воздействиям.

Гепсол ХПК - сополимер на основе гексохлорпараксилола и хлорированного парафина, используется в качестве многофункционального модификатора резиновой смеси, активатора вулканизации, а также термо- и теплостойкости серных вулканизирующих систем. Гепсол ХПК может входить как в состав поперечных связей, так и вызывать самостоятельное структурирование каучука с образованием С-С связей, путем акцептирования аллильного водорода от молекулы каучука, образующихся при его участии хлорангидридными комплексами.

Гранатовая микросфера способствует, за счет сферичности частиц, равномерному распределению ингредиентов в каучук-полимерной основе, обладает выраженными гидрофобными свойствами, улучшает диэлектрические и износостойкие свойства резин.

Совокупное сочетание известных ингредиентов с ранее неиспользованными ингредиентами в резиновых смесях аналогичного назначения, позволяет получить необходимый технический эффект: улучшение технологичности резиновой смеси при каландровании и формовании изделий, повышение упруго-прочностных свойств вулканизатов, стабилизация показателей после старения на воздухе и воздействия агрессивных жидкостей. Использование указанных полимерных технологических добавок совместно с гепсолом ХПК после вулканизации, позволяет улучшить структуру вулканизационной сетки. Образование более густой полимерной вулканизационной сетки способствует улучшению показателя «удельное объемное сопротивление», за счет большего разрыва связей частиц технического углерода.

По мнению заявителей, созданная композиция резиновой смеси неизвестна из уровня техники и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение количественной меры технического результата, а именно существенное повышение сопротивления к истиранию и воздействию агрессивных сред (масло- и влагостойкость), уменьшение остаточной деформации сжатия, с высокой эластичностью и морозостойкостью, по сравнению с известной резиновой смесью, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательный уровень».

Заявляемую резиновую смесь изготавливают из следующих материалов:

- бутадиен-стирольный каучук растворной или эмульсионной полимеризации (ГОСТ 15627-79, ТУ38.40383-2001);

- изопреновый каучук СКИ-3 (ГОСТ 14925-79);

- сэвилен 11808-340 (ТУ 6-05-1636-97);

- транс-полинорборнен (Astron Indastriebeteilingungs GmbH);

- серу (ГОСТ 127.2-93, ТУ 2112-002-5196379-2014);

- N- циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид (сульфенамид Ц) (ТУ 2491-055-05761637-2005);

- N,N/-дитиодиморфолин (ТУ 6-14-321-79);

- оксид цинка (ГОСТ 202-84);

- стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96);

- нафтам-2 (ГОСТ 39-79);

- N-изопропил-N/-фенил-p-фенилендиамин (диафен ФП, ТУ 24392-002-05761637-99);

- воск ЗВ-П (ТУ 38 1011290-90);

- каолин (ТУ 5729-070-00284530-96);

- технический углерод П 514 (ГОСТ 7885-86);

- технический углерод N 220 (ТУ 38 41558-97);

- масло индустриальное И-20А (ГОСТ 20799-88);

- дибутилфталат (ГОСТ 8728-88);

- нефтеполимерная смола «Сибпласт» (ТУ 2451-01-51513617-2007); -гепсол ХПК (ТУ 6-01-5-81-97);

- микросфера гранатовая (ТУ 23.91.11.190-003-30693519-2016);

- N-нитрозодифениламин (ТУ 6-14-907-88).

В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Резиновая смесь может изготавливаться в одну или в две стадии на вальцах и в резиносмесителях.

Композиционную резиновую смесь изготовили в лабораторных условиях путем смешивания каучуковой основы со всеми ингредиентами на смесительных вальцах ЛБ 320/150/150. В производственных условиях - в резиносмесителе «Intermix SKI-50L». Температуру валков при смешении выдерживали в пределах 60-70°С, а в смесительной камере резиносмесителя 90-100°С.

Варианты исследованных составов резиновых смесей приведены в табл. 1.

Результаты испытаний различных резиновых смесей, используемых для прокладок-амортизаторов приведены в табл. 2.

Анализ данных, приведенных в таблице 2, показывает, что новая композиционная резиновая смесь, в сочетании с известными и ранее неиспользованными ингредиентами, обладает лучшими результатами по основным показателям: выше упругопрочностные свойства, эластичность по отскоку, сопротивление к старению и ниже температурный предел хрупкости и истираемость, при сохранении удельного объемного сопротивления, относительной остаточной деформации и агрессивостойкости. Учитывая вышеизложенное, по мнению заявителя, изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Предлагаемая резиновая смесь по физико-механическим показателям полностью соответствует требованиям ГОСТ Р 56291-2014 «Прокладки рельсовых скреплений железнодорожного пути».

Композиционная резиновая смесь для прокладок рельсовых скреплений, характеризующаяся тем, что включает бутадиен-стирольный каучук, с содержанием стирола 25-30 мас. %, изопреновый каучук СКИ-3; сополимер этилена с винилацетатом-сэвилен 11808-340, транс-полинорборнен, серу, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид, N,N/-дитиодиморфолин, оксид цинка, стеариновую кислоту, нафтам-2, N-изопропил-N/-фенил-р-фенилендиамин, воск ЗВ-П, каолин, технический углерод П 514, технический углерод N 220, масло индустриальное И-20А, дибутилфталат, нефтеполимерную смолу «Сибпласт»; гепсол ХПК, микросферу гранатовую, N-нитрозодифениламин, при следующем соотношении, мас. ч.:

бутадиен-стирольный каучук, с содержанием стирола 25-30 мас. % 60,0
изопреновый каучук СКИ-3 40,0
сополимер этилена с винилацетатом-сэвилен 11808-340 1,0-6,0
транс-полинорборнен 20,0-25,0
сера 1,5-1,8
N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид 1,8-2,0
N,N/-дитиодиморфолин 1,4-1,6
оксид цинка 3,0-5,0
cтеариновая кислота 1,0
нафтам-2 1,8-2,0
N-изопропил-N/-фенил-р-фенилендиамин 1,8-2,0
воск ЗВ-П 1,0-1,5
каолин 35,0-40,0
технический углерод П 514 20,0-25,0
технический углерод N220 25,0-30,0
масло индустриальное И-12А 20,0-25,0
дибутилфталат 9,50-12,50
нефтеполимерная смола «Сибпласт» 1,0-2,0
гепсол ХПК 0,8-1,0
микросфера гранатовая 3,0-4,0
N-нитрозодифениламин 1,0



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к получению каучуковой композиции, характеризующейся высокими прозрачностью, ударной вязкостью и теплостойкостью. Композиция содержит катализированный неодимом изопреновый каучуковый (IR) компонент в количестве от 5 до 95 массовых частей и каучуковый полимерный компонент (RB), выбранный из группы: бутадиеновый каучук (BR), 1,2-полибутадиенового каучука, стирол-бутадиеновый каучук (SBR), при условии, что совокупное количество полимеров IR и RB составляет 100 массовых частей.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в производстве акустических материалов для снижения шумовых уровней акустических полей защищаемого объекта, находящегося под водой, в частности для объектов судостроения.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-стирольного каучука эмульсионной полимеризации с добавление масла, синтетического цис-бутадиенового каучуков на неодимовом катализаторе и небольшой доли натурального каучука и может быть использовано в шинной промышленности при разработке рецептуры резин для протектора летних и всесезонных шин 13, 14 дюймов с дорожным рисунком.

Изобретение относится к способу получения сополимерных диен-винилароматических каучуков, модифицированных полярным сомономером. Способ получения сополимерных диен-винилароматических каучуков, модифицированных полярным сомономером осуществляют эмульсионной сополимеризацией сопряженных диенов, винилароматических мономеров и полярных сомономеров в присутствии радикального инициатора, регулятора молекулярной массы и эмульгатора с последующим выделением каучука из латекса.

Изобретение относится к функционализированному кремнеземному материалу, способу получения его, к резиновой смеси, а также к резиновой детали, такой как шина. Функционализированный кремнеземный материал содержит частицы гидрофобизированного силаном кремнезема с полимерным эластомерным покрытием на основе бутадиенстирольного каучука.

Изобретение относится к новым винилсилановым соединениям, которые могут быть модификаторами при полимеризации сопряженных диеновых мономеров для получения эластомерных полимеров, используемых в производстве резиновых изделий.

Изобретение относится к способу изготовления каучуковой композиции. Описан способ изготовления каучуковой композиции для покрышек, содержащей 100 мас.ч.

Изобретение относится к способу получения диенового полимера или статического виниларен-диенового сополимера. Способ включает анионную (со)полимеризацию по меньшей мере одного сопряженного диенового мономера необязательно в присутствии по меньшей мере одного виниларена, одного углеводородного растворителя, одного инициатора на литиевой основе и одного органического соединения, выбранного из 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (ТЕМРО), 1,1,3,3-тетраэтилизоиндолин-2-илоксила (ТEDIО) или их смесей.

Изобретение относится к способу получения функционализированного, азотсодержащего литийорганического инициатора анионной сополимеризации. Способ включает следующие стадии: (1) взаимодействие в среде углеводородного растворителя при непрерывном перемешивании литийорганического соединения, вторичного амина, представленного общей формулой (I) ,где R1, R2 - одинаковые или различные, ароматические или алифатические заместители, представляющие собой углеводородную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, причем R1 может содержать одну вторичную аминогруппу, и азотсодержащей электронодонорной добавки; и (2) добавление при постоянном перемешивании единовременно или порционно в две или более подачи к полученному на стадии (1) амиду лития сопряженного диена в молярном соотношении от 1 до 4 на 1 моль лития.

Изобретение относится к способу получения многокомпонентного сополимера. Способ включает сополимеризацию сопряженного диенового соединения, несопряженного олефинового соединения и ароматического винильного соединения с образованием многокомпонентного сополимера с основной цепью ациклической структуры.

Изобретение относится к области получения высокопрочных композиционных материалов пониженной горючести на основе армирующих наполнителей и полимерного связующего, которые могут быть использованы для изготовления деталей и агрегатов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) монолитной и сотовой конструкции в авиационной промышленности, в машиностроении и других областях техники.

Изобретение относится к каучуковой композиции для протектора шины, способу изготовления ее, а также к нешипованной шине. Каучуковая композиция содержит диеновый каучук, от 1 до 20 весовых частей вальцуемого кремнекаучукового компаунда, от 0,2 до 20 весовых частей термически расширяемых микрокапсул и от 10 до 100 весовых частей наполнителей, содержащих кремнезем и углеродную сажу, на 100 весовых частей диенового каучука.

Изобретение относится к способу получения стабильной к агломерации при длительном хранении антитурбулентной присадки суспензионного типа. Стабильная неагломерирующая суспензия состоит из дисперсионной среды на основе спирта, гликоля и/или гликолевого эфира, дисперсной фазы на основе поли-α-олефинового полимера и антиагломератора и дополнительно лецитина.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-стирольного каучука эмульсионной полимеризации с добавление масла, синтетического цис-бутадиенового каучуков на неодимовом катализаторе и небольшой доли натурального каучука и может быть использовано в шинной промышленности при разработке рецептуры резин для протектора летних и всесезонных шин 13, 14 дюймов с дорожным рисунком.

Изобретение относится к вулканизируемой эластомерной композиции, содержащей вторичный ускоритель, способу вулканизации и к шине, содержащей композицию. Вулканизируемая эластомерная композиция включает диеновый эластомер, усиливающий наполнитель, серосодержащую систему вулканизации и соединение формулы (I).

Изобретение относится к вулканизируемым композициям каучуков и к получаемым из них вулканизатам. Композиция содержит по меньшей мере следующие компоненты: a) по меньшей мере один функционализированный полимер, b) по меньшей мере один модифицированный полибутадиен с содержанием цис-1,4-элементов >95 мас.% и содержанием 1,2-винила <1 мас.%, при этом полибутадиен после полимеризации модифицируют хлоридом серы, c) по меньшей мере одну кремниевую кислоту, d) по меньшей мере еще один другой наполнитель, e) по меньшей мере одно вулканизирующее средство, f) по меньшей мере одно масло и g) необязательно по меньшей мере одну другую добавку для каучуков, причем модифицированный полибутадиен имеет скачкообразно повышающуюся вязкость по Муни (ML 1+4 при 100°C) на по меньшей мере 50% по отношению к вязкости по Муни (ML 1+4 при 100°C) полибутадиена перед добавлением хлорида серы.

Изобретение относится к резиновой смеси для прокладочной ленты восстановленных цельнометаллокордных грузовых шин. Резиновая смесь содержит комбинацию натурального и синтетического цис-изопренового каучука, серу нерастворимую, вулканизующую группу с коротким временем вулканизации, усиливающий активный технический углерод, кремнекислотный наполнитель с удельной поверхностью 175 м2/г, стабилизатор на основе воска микрокристаллического, пластификаторы на основе ароматического масла с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, противостарители химического действия, технологические добавки на основе смеси цинковых солей и жирных кислот в комбинации с цинковыми мылами насыщенных и ненасыщенных жирных кислот и активаторы на основе оксида цинка и кислоты стеариновой, замедлитель подвулканизации –N-циклогексилтиофталимид.

Изобретение относится к способу получения терминально модифицированного полимера сопряженного диена. Способ получения терминально модифицированного полимера сопряженного диена включает полимеризацию сопряженного диенового соединения с использованием каталитической композиции полимеризации и модифицирования полученного полимера путем полимеризации с использованием модификатора.

Изобретение относится к каучуковой композиции для шин. Каучуковая композиция для шин содержит бутадиеновый каучук и частично сопряженный диеновый каучук, при этом содержание бутадиенового каучука в диеновом каучуке составляет от 20 до 50 мас.%, а частично сопряженного каучука составляет от 30 до 70 мас.%, средняя температура стеклования диенового каучука составляет от -60 до -50°С, содержание кремнезема составляет от 95 до 145 мас.ч.

Изобретение относится к изготовлению методом формования вулканизированных полимерных заготовок и последующим изготовлением из них твердых изделий сложной формы с гибридной композитной матрицей, которые могут найти применение в различных областях техники.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в производстве акустических материалов для снижения шумовых уровней акустических полей защищаемого объекта, находящегося под водой, в частности для объектов судостроения.
Наверх