РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДРЕЛЬСОВЫХ И НАШПАЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК-АМОРТИЗАТОРОВ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК C08L9/00 C08L9/06 C08L45/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/22 C08K5/01 C08K5/03 C08K5/09 C08K5/18 C08K5/39 C08K5/46 C08K5/47 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резиновой смеси для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-аммортизаторов на основе бутадиенстирольных каучуков.

Известна резиновая композиция для подрельсовых прокладок по патенту SU № 1479466 (дата подачи заявки 22.12.1986, МПК C08L 9/00) на основе смеси изопренового и бутадиен-стирольного каучуков, включающая следующие компоненты при их соотношении, мас.ч.:

Бутадиен-альфа-метил-стирольный каучук с 30 мас.% альфа-метил-стирола50,0-70,0Изопреновый каучук30,0-50,0Сера1,0-2,0Окись цинка4,0-5,0Каолин30,0-40,0Технический углерод58,0-62,0Регенерат шинный40,0-60,0Защитный воск2,0-2,5N-фенил-N'-изопропил- n-фенилендиамин0,5-1,5Гексахлорпараксилол0,8-1,2Три-(оксиэтилен)-альфа, бета-диметакрилат5,0-11,0Эпоксидо-диановая смола с 20 мас.% эпоксидных групп1,0-3,0

Прокладки подрельсовые и нашпальные выполняют не только роль амортизаторов железнодорожного пути от динамических нагрузок, но используются для электроизоляции рельсов. Целью данного изобретения является создание резиновой смеси, повышающей коэффициент удельного объемного электрического сопротивления подрельсовых прокладок.

Вулканизаты, полученные из резиновой смеси по указанному выше патенту, имеют коэффициент удельного объемного сопротивления, равный от 2·10⁹ до 1,2·10¹⁰ Ом·см. В настоящий момент такие прокладки не удовлетворяют современным требованиям изоляции пути от утечек тока и статического электричества.

Известна резиновая смесь для нашпальных прокладок по патенту SU № 1692993 (дата подачи заявки 26.12.1988, МПК C08L 9/00).

Указанная смесь включает изопреновый и бутадиен-стирольный каучуки, вулканизующую группу, состоящую из серы, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, расплава w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске, N,N'-дитиодиморфолина, оксида цинка; синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₀; N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин; каолин; технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г, нефтяной битум при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Бутадиенстирольный каучук с содержанием стирола 22-25 мас.%60,0Изопреновый каучук40,0Сера0,8-1,2Окись цинка4,5-5,5N-циклогексил-2-бенз-тиазолилсульфенамид1,5-2,0N,N'-дитиодиморфолин0,8-1,2Синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₀0,8-1,2Расплав ω,ω'-гексахлорпараксилола в защищенном воске при их массовом соотношении (80-85):(15-20)0,8-1,2Каолин38,0-44,0Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г32,0-40,0Нефтяной битум4,5-5,5Фенил-β-нафтиламин0,8-1,2N-Фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин0,8-1,2

Данная резиновая смесь также обеспечивает коэффициент удельного объемного сопротивления, равный 1·10¹⁰ Ом·см.

Наиболее близкой по составу заявляемой резиновой смеси является резиновая смесь по патенту 2004137570/04 (дата подачи заявки 22.12.2004 г., С08L 9/00) для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов, включающая каучук бутадиен-стирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%., каучук синтетический ЦИС 1-полиизопреновый и дивиниловый каучук с содержанием звеньев ЦИС-1,4 от 87 до 95%, вулканизующую группу, состоящую из серы, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, расплава w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске, N,N'-дитиодиморфолина, оксида цинка; синтетические жирные кислоты фракции С₁₇-С₂₀; N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин; нефтяной битум, каолин, технический углерод, вазелиновое масло и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинон при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Синтетический каучук ЦИС-1, полиизопреновый30,0-49,0Каучук бутадиенстирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%21,0-57,0Каучук дивиниловый с содержанием звеньев ЦИС-1,4 87-95% (СКД)5,0-30,0Сера0,5-1,0Оксид цинка4,0-5,0N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида (Сульфенамид «Ц»)1,0-2,0Синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₀ (СЖК),0,9-1,5Нефтяной битум4,0-5,0Полимеризованный 2,2,4-триметил- 1,2-дигидрохинолин (ацетонанил)1,0-2,0N,N'-дитиодиморфолина (дитиоморфолин)1,0-2,0N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамина (диафен ФП)1,0-2,0Расплав w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске при их массовом соотношении соответственно 80-85:15-20 (гексол)1,0-2,0Каолин20,0-40,0Вазелиновое масло1,0-2,0Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г30,0-50,0

Вулканизаты, полученные из данной резиновой смеси, имеют достаточно низкий температурный предел хрупкости (-65°С), однако не удовлетворяют требованиям к прокладкам-амортизаторам по удельному объемному сопротивлению.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке резиновой смеси для подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов с улучшенными физико-механическими характеристиками.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении коэффициента удельного объемного сопротивления с одновременным сохранением достигнутого температурного предела хрупкости (от -55°С до -60°С).

Поставленная задача решается, а технический результат, на достижение которого направлено изобретение, обеспечивается тем, что резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов, включающая каучук бутадиенстирольный с содержанием стирола 22-25 мас.% и каучук дивиниловый с содержанием звеньев ЦИС - 1,487-95%, вулканизующую группу, состоящую из серы, 2-меркаптобензтиозола, расплава w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске, N,N'-дитиодиморфолина, стеариновой кислоты и оксида цинка; N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинон, каолин, технический углерод, дополнительно содержит инден-кумароновую смолу, диэтилдитиокарбамат цинка, нефтяной парафиновый воск и мел, а в качестве технического углерода технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Каучук бутадиенстирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%85,0-95,0Каучук дивиниловый с содержанием звеньев ЦИС-1,4 87-95%5,0-15,0Сера0,5-1,0Оксид цинка4,0-5,02-меркаптобензтиазол0,5-1,0N,N'-дитиодиморфолин1,0-2,0Стеариновая кислота0,9-2,0N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин1,0-2,0Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин1,0-2,0Расплав w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске при их массовом соотношении соответственно 80-85:15-201,0-2,0Нефтяной парафиновый воск2,0-3,0Диэтилдитиокарбамат цинка0,9-1,1Мел25,0-30,0Каолин20,0-40,0Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г30,0-50,0Инден-кумароновая смола (ИКС)2,0-3,0

Существенность отличительных признаков формулы объясняется следующим образом, мас.ч.:

введением инден-кумароновой смолы2,0-3,0введением диэтилдитиокарбамата цинка (этилцимата)0,9-1,1введением технического углерода Н-660 с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г30,0-50,0введением нефтяного парафинового воска ЯВ-12,0-3,0введением мела МТД-1,2,325,0-30,0

Сущность изобретения и его осуществление иллюстрируются примерами выполнения, приведенными в таблице 1.

Таблица 1Примеры конкретного выполнения резиновой смеси для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов.Наименование ингредиентовСодержание компонентов, мас.чБлижайший аналогЗаявляемая резиновая смесь1231. СКИ-349,0---2. СКС-30 АРКМ 1521,085,089,095,03. СКД30,015,011,05,04. Сера1,01,01,01,05. Оксид цинка4,94,94,94,96. Сульфенамид «Ц»1,7---7. Стеарин-1,01,01,08. Битум нефтяной4,9---9. Диафен ФП1,01,01,01,010. Ацетонанил1,61,61,61,611. Каптакс-1,01,01,012. Вазелиновое масло1,2---13. Дитиоморфолин1,41,41,41,414. Гексол1,01,01,01,015. Каолин27,027,027,027,016. Техуглерод43,543,543,543,517. СЖК1,0---18. Воск-2,02,33,019. Этилцимат-0,91,01,120. Мел-25,027,030,021. ИКС-2,02,33,0

Смесь готовят в резиносмесителе PC-71 по известной технологии.

Таблица 2Последовательность ввода ингредиентовПоследовательность ввода ингредиентов и наименование операцииНачало операции с момента загрузкиПродолжительность операцииРоспуск бутадиенстирольного каучука с содержанием стирола 22-25 мас.% и бутадиенового каучука030''Введение: оксид цинка, каптакс, этилцимат, стеарин30''30''Смешение ингредиентов1'1'Введение: ацетонанил, диафен ФП, дитиоформалин, гексол2'30''Введение: коолин, ИКС, воск ЯВ-12'30''30"Введение: технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г, мел3'30"Смешение давлением3'30''1'30''Выгрузка5'30''Ввод серы на вальцах и перемешивание5'30''2'30''Снятие резиновой смеси с вальцев:   начало среза8'2'окончание среза10' Общее время смешения 10'

Таблица 3Результаты испытаний вулканизатов на основе резиновой смеси для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторовПоказателипо ТУ на изделиеближайший аналогВулканизат по предлагаемому изобретению1231. Условная прочность при растяжении, МПа, не менее12,016,012,311,610,82. Относительное удлинение, %, не менее2503402702602403. Твердость по Шору, усл. ед. в пределах60-75697273724. Температурный предел хрупкости, °С, не выше-45-60-55-60-575. Удельное объемное сопротивление, Ом·см, не менее1·10⁹1·10⁹2,3·10¹²2,8·10¹²1,5·10¹¹6. Изменение массы после воздействия агрессивной среды     - осевое масло0-4-2,31,82,4-СЖР-30-7-3,63,23,5

Как видно из таблицы 3, вулканизаты по предлагаемому изобретению имеют удельное объемное сопротивление выше, чем у наиболее близкого по технической сущности и достигаемому результату аналога. При этом сохраняется уровень значений показателей вулканизатов, достигнутых аналогичными решениями. Кроме этого, достигается дополнительный эффект - уменьшается набухание прокладок в агрессивных средах, что продлевает срок службы изделия.

Вулканизат резиновой смеси №2 имеет оптимальный комплекс физико-механических показателей.

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений. Резиновая смесь включает, мас.ч.: бутадиенстирольный каучук с содержанием стирола 22-25 мас.% 85-95, дивиниловый каучук с содержанием звеньев цис-1,4 87-95% 5-15, вулканизующую группу, состоящую из серы 0,5-1,0, 2-меркаптобензтиазола-0,5-1,0, N,N'-дитиодиморфолина 1-2, расплава w,w'-гексахлор-параксилола в защитном воске 1-2, стеариновой кислоты 0,9-2,0 и оксида цинка 4-5, N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин-1-2, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин-1-2, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г 30-50, каолин 20-40, мел 25-30, инден-кумароновую смолу 2-3, диэтилдитиокарбамат цинка 0,9-1,1, нефтяной парафиновый воск 2-3. Технический результат состоит в повышении коэффициента удельного объемного сопротивления с одновременным сохранением достигнутого температурного предела хрупкости. 3 табл.

Резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений, на основе бутадиенстирольного с содержанием стирола 22-25 мас.% и дивинилового с содержанием звеньев ЦИС-1,4 87-95% каучуков, включающая вулканизующую группу, состоящую из серы, 2-меркаптобензтиазол, N,N'-дитиодиморфолина, расплава w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске, стеариновой кислоты и оксида цинка, N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, технический углерод, каолин, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит инден-кумароновую смолу, диэтилдитиокарбамат цинка, нефтяной парафиновый воск и мел, а в качестве технического углерода технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

каучук бутадиенстирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%85-95каучук дивиниловый с содержанием звеньев цис-1,4 87-95%5-15сера0,5-1,0оксид цинка4,0-5,02-меркаптобензтиазол0,5-1,0N,N'-дитиодиморфолин1,0-2,0стеариновая кислота0,9-2,0N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин1,0-2,0полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин1,0-2,0расплав w,w'-гексахлорпараксилола в защитном воске при их массовом соотношении соответственно 80-85:15-201,0-2,0нефтяной парафиновый воск2,0-3,0диэтилдитиокарбамат цинка0,9-1,1мел25,0-30,0каолин20,0-40,0технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г30,0-50,0инден-кумароновая смола2,0-3,0