ПОЛИМЕР-РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДРЕЛЬСОВЫХ И НАШПАЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК-АМОРТИЗАТОРОВ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК C08L9/02 C08L27/06 C08K3/04 C08K3/22 C08K3/36 C08K5/09 C08K5/10 C08K5/40 C08K5/43 

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству полимерных композиций для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений повышенной долговечности.

Известна резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений (см. патент РФ №2326902, заявл. 2006.08.16., опубл. 2008.06.20., по кл. C08L 9/00), включающая каучук синтетический; вулканизующую группу, состоящую из серы, тетраметилтиурамдисульфида, N,N'-дитиодиморфолина и оксида цинка, и наполнитель: углерод технический, причем смесь дополнительно содержит каучук бутадиенстирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%, каучук дивиниловый с содержанием звеньев ЦИС-1,4 от 87 до 95%, каучук бутадиенстирольный с содержанием связанного стирола и альфа-метилстирола от 58-68%, стеариновую кислоту, N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, нефтяной битум, каолин и тонкодисперсный осажденный диоксид кремния, при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Каучук бутадиенстирольный   с содержанием стирола 22-25 мас.% 60-70 Каучук дивиниловый   с содержанием звеньев ЦИС-1,4 87-95% 5,0-10,0 Каучук бутадиенстирольный с содержанием связанного   стирола и альфа-метилстирола от 58-68% 15-30 Синтетический каучук цис-1,4 полиизопреновый 5,0-10,0 Сера 0,5-1,0 Оксид цинка 4,0-5,0 Тетраметилтиурамдисульфид 0,5-1,0 N,N'-дитиодиморфолин 1,0-2,0 Стеариновая кислота 0,9-1,5 N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин 1,0-2,0 Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин 1,0-2,0 Нефтяной битум 4,0-5,0 Каолин 20,0-40,0 Технический углерод с удельной   геометрической поверхностью 20-26 м²/г 30,0-50,0 Тонкодисперсный осажденный диоксид кремния 20,0-25,0

Вулканизаты, полученные из резиновой смеси по указанному выше патенту имеют высокие прочностные показатели и обладают отличной морозостойкостью, однако имеют высокие значения показателя «Относительной остаточной деформации при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при 100°C в течение 24 часов», что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках изделия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту (прототипом) является полимерная композиция для изделий различного назначения, в том числе и для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений (см. патент РФ №2306323, заявл. 2006.06.07., опубл. 2007.09.20., по кл. C08L 9/00), включающая: каучук; серный вулканизующий агент: серу; ускорительную группу: тиурам-Д; активатор вулканизации: оксид цинка и стеариновую кислоту; наполнитель: углерод технический; причем композиция дополнительно содержит противостаритель, сополимер этилена с винилацетатом - сэвилен, а в качестве каучука - каучук СКИ-3 и СКН-18М или БНКС-18АМН, в качестве ускорительной группы дополнительно - альтакс и 2-меркаптобензтиазол, в качестве противостарителя - ацетонанил и диафен ФП, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Каучук СКН-18М (БНКС-18АМН) 75,0-90,0 Каучук СКИ-3 10,0-25,0 Сера 2,5-3,5 Альтакс 0,4-1,0 2-Меркаптобензтиазол 0,3-0,7 Тиурам Д 0,1-0,3 Оксид цинка 9-18 Стеариновая кислота 0,5-2,0 Углерод технический П-803 30,0-40,0 Углерод технический К-354 20,0-30,0 Дибутилсебацинат 2,0-3,0 Ацетонанил 1,5-3,0 Диафен ФП 3,0-5,0 Сэвилен 11808-340 3,0-5,0

Изделия из данной композиции имеют отличную прочность, сопротивление раздиру и морозостойкость, но также имеют относительно низкую восстанавливаемость после сжатия, что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках изделия.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы увеличить ресурс работоспособности за счет повышения восстанавливаемости после сжатия до 80% (показатель «Относительной остаточной деформации при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при 100°C в течение 24 часов» не более 20%).

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в значительном увеличении ресурса работоспособности изготовленных изделий, предназначенных для использования на железнодорожном транспорте в качестве подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений повышенной долговечности.

Поставленная задача решается тем, что в резиновой композиции для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений, включающей: каучук; серный вулканизующий агент: серу; ускорительную группу: тиурам-Д; активатор вулканизации: оксид цинка и стеариновую кислоту; наполнитель: углерод технический, согласно изобретению в качестве каучука использован каучук синтетический нитрильный СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ; в качестве ускорительной группы дополнительно - N,N'-дитиодиморфолин, в качестве наполнителя - углерод технический П-514 или N 550, углерод технический Т 900 и сажа белая БС-100, а композиция дополнительно содержит пластификатор - дибутилсебацинат (ДБС), поливинилхлорид ЕП-6602с, диафен ФП, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Каучук синтетический нитрильный   СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ 100,0 Сера 0,5-2,5 Тиурам Д 0,5-2,5 N,N'-дитиодиморфолин 2,0-4,0 Оксид цинка 1,5-5,0 Углерод технический П-514 (N 550) 15,0-30,0 Углерод технический Т 900 55-75,0 Сажа белая БС-100 5,0-20,0 Дибутилсебацинат 5,0-15,0 Поливинилхлорид ЕП-6602с 10,0-25,0 Диафен ФП 1,0-3,0 Стеариновая кислота 0,5-2,5

Признаки: введение в композицию дополнительных ингредиентов: дибутилсебацината, поливинилхлорида ЕП-6602с и диафена ФП, а также использование в качестве каучука - СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ; в качестве ускорительной группы дополнительно - N,N'-дитиодиморфолина, в качестве наполнителя - углерода технического П-514 или N 550, углерода технического Т 900 и сажи белой БС-100 являются существенными признаками, отличающими заявляемую резиновую смесь от ее ближайшего аналога.

Резиновые композиции были изготовлены в резиносмесителе PC 71-23 в две стадии: первая стадия - каучук синтетический нитрильный СКН-26 СМ, сажа белая БС-100, углерод технический N 550, углерод технический Т 900, дибутилсебацинат, поливинилхлорид ЕП-6602с, оксид цинка, стеарин, диафен ФП, N,N'-дитиодиморфолин; вторая стадия - продукт первой стадии, сера, тиурам Д.

Примеры рецептур резиновых композиций приведены в таблице 1.

Таблица 1 № п/п Наименование ингредиентов Количественное содержание на 100 мас.ч. каучука 1 2 3 1 Каучук СКН-26 СМ (СКН-26 АСМ) 100,0 100,0 100,0 2 Углерод технический П 514 (N 550) 15,0 20,0 30,0 3 Углерод технический Т 900 75,0 65,0 55,0 4 Дибутилсебацинат 5,0 10,0 15,0 5 Поливинилхлорид ЕП-6602с 10,0 17,0 25,0 6 Сера 0,5 1,5 2,5 7 N,N'-дитиодиморфолин 4,0 3,0 2,0 8 Тиурам Д 2,5 1,5 0,5 9 Оксид цинка 1,5 3,5 5,0 10 Стеариновая кислота 0,5 1,5 2,5 11 Диафен ФП 3,0 2,0 1,0 12 Сажа белая БС-100 20,0 10,0 5,0 Итого: 237,0 235,0 243,5

Результаты испытаний вулканизатов на основе вышеуказанных композиций для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2 № п/п Наименование показателей По ТУ на изделие Прототип Фактические показатели 1 2 3 1 Условная прочность при растяжении, МПа, не менее 12,0 14,5 12,5 12,8 13,1 2 Относительное удлинение, %, не менее 250 280 291 288 280 3 Твердость по Шору, усл. ед., в пределах 60-75 70 72 72 74 4 Температурный предел хрупкости, °C, не выше -55 -55 -65 -60 -60 5 Удельное объемное сопротивление, Ом-см, не менее 1×10⁹ - 8,4×10⁹ 1,9×10¹⁰ 2,1×10¹⁰ 6 Изменение относительного удлинения при разрыве после старения в воздухе (100±1)°C в течение 24±5 ч, в пределах -35-0 - -25,8 -20,5 -10,8 7 Относительная остаточная деформация при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при 100°C в течение 24 ч, не более 35 32 18,9 18,2 17,5 8 Эластичность по отскоку, %, не менее 30 - 42 40 35 9 Сопротивление раздиру, кг/см² - 40 38 42 40

Как видно из таблицы 2, вулканизаты по предлагаемому изобретению увеличивают ресурс работоспособности за счет повышения восстанавливаемости после сжатия до 80% (показатель «Относительной остаточной деформации при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при 100°C в течение 24 часов» не более 20%), имеют хорошую прочность, удельное объемное сопротивление, отличную морозостойкость и сопротивление раздиру на уровне наиболее близкого аналога. При этом сохраняется уровень значений других показателей вулканизатов.

Таким образом, заявляемая резиновая композиция позволяет значительно увеличить ресурс работоспособности изготовленных из нее готовых изделий, а именно подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений.

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству полимерных композиций для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений повышенной долговечности. Резиновая композиция включает, мас.ч.: каучук синтетический нитрильный СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ - 100, серу - 0,5-2,5; ускорительную группу: тиурам Д - 0,5-2,5, N,N'-дитиодиморфолин - 2-4, активатор вулканизации: оксид цинка - 1,5-5,0; наполнитель: углерод технический П-514 - 15-30, углерод технический Т 900 - 55-75, сажу белую БС-100 - 5-20, пластификатор: дибутилсебацинат - 5-15, поливинилхлорид ЕП-6602с - 10-25, диафен ФП - 1-3, стеариновую кислоту - 0,5-2,5. Композиция позволяет увеличить ресурс работоспособности готового изделия за счет повышения восстанавливаемости после сжатия до 80%. 2 табл.

Резиновая композиция для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений, включающая каучук, серный вулканизующий агент: серу, ускорительную группу: тиурам-Д, активатор вулканизации: оксид цинка и стеариновую кислоту; наполнитель: углерод технический, отличающаяся тем, что в качестве каучука использован каучук синтетический нитрильный СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ, в качестве ускорительной группы дополнительно включен - N,N'-дитиодиморфолин, в качестве наполнителя - углерод технический П-514 или N 550, углерод технический Т 900 и сажа белая БС-100, кроме того, композиция дополнительно содержит пластификатор - дибутилсебацинат, поливинилхлорид ЕП-6602 с и диафен ФП при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
каучук синтетический нитрильный   СКН-26 СМ или СКН-26 АСМ 100 сера 0,5-2,5 тиурам Д 0,5-2,5 N,N'-дитиодиморфолин 2-4 оксид цинка 1,5-5,0 углерод технический П-514 или N 550 15-30 углерод технический Т 900 55-75 сажа белая БС-100 5-20 дибутилсебацинат 5-15 поливинилхлорид ЕП-6602с 10-25 диафен ФП 1-3 стеариновая кислота 0,5-2,5