Резиновая смесь Российский патент 2025 года по МПК C08L9/06 C08L9/02 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе производству резиновых смесей для изготовления прокладок рельсовых скреплений железнодорожного пути.

В процессе эксплуатации железные дороги создают повышенные уровни шума, вызванные взаимодействием подвижного состава и железнодорожного пути, источники шума подвижного состава также вносят свой вклад в акустическую обстановку. Поэтому актуальным является создание резиновых прокладок скреплений для рельсов с высокими эксплуатационными характеристиками, а также звукопоглощающими свойствами на основе специальных полимеров. Одним из таких полимеров, применяемых в качестве звуко- и вибропоглощающего материала, является транс-полинорборнен. К вибропоглощающим материалам также относятся полимерные композиции, содержащие дисперсные наполнители. К таким перспективным наполнителям относится таурит ТС-Д.

Известна резиновая смесь, включающая бутадиен-нитрильный каучук, с содержанием нитрила акриловой кислоты (НАК) до 40 мас. %, бутадиен-метилстирольный каучук СК(М)С-30АРКМ-15, цис-изопреновый каучук СКИ-3, серу молотую маслонаполненную, тиурам Д, альтакс, каптакс, оксид цинка, диоксид титана пигментный, стеариновую кислоту, агидол-2, сажу белую БС-100, росил-175, дибутилфталат, зеосил 1165, микросферы полые корундовые HCM-L, структол, техуглерод Н 220, гепсол ХПК, сантогард PVI, вухтазин РВ/Г, канифоль и/или смолу нефтеполимерную «Сибпласт» (RU 2700075 С1, опубл. 12.09.2019).

Недостатком данной резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели условной прочности при растяжении, твердости и сопротивления раздиру.

Известна резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений на основе бутадиен-стирольного с содержанием стирола 22-25 мас. % и дивинилового с содержанием звеньев цис-1,4 87-95% каучуков, включающая вулканизующую группу, состоящую из серы, 2-меркаптобензтиазола, N,N'-дитиодиморфолина, расплава ω,ω'-гексахлорпараксилола в защитном воске, стеариновой кислоты и оксида цинка, N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 33-36 м²/г, каолин, инден-кумароновую смолу, диэтилдитиокарбамат цинка, нефтяной парафиновый воск и мел (RU 2326901 С1, опубл. 20.06.2008).

Недостатком этой резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь для изготовления прокладок рельсовых скреплений железнодорожного пути (RU 2813472 С1, опубл. 12.02.2024), включающая изопреновый каучук СКИ-3, бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. %, бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. %, серу, N,N'-дитиодиморфолин, тетраметилтиурамдисульфид, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, оксид цинка, стеариновую кислоту, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, ацетонанил Н, воск 3 В-П, технический углерод N 220, технический углерод П 514, диоксид кремния Zeosil 1165 MP, гепсол ХКП, канифоль, N-нитрозодифениламин, масло индустриальное И-12А, транс-полинорборнен и диатомит NDP-D-400.

Недостатком этой резины на основе указанной резиновой смеси являются большие значения изменения условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, а также меньшие значения тангенса угла механических потерь.

Задачей изобретения является создание резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-метилстирольного с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. %, изопренового СКИ-3 и бутадиен-нитрильного с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. % каучуков с меньшими изменениями условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, а также достаточно повышенными значениями тангенса угла механических потерь (является количественной мерой звуко- и вибропоглощающих свойств), которая может найти применение при производстве железнодорожных прокладок рельсовых скреплений и расширит арсенал средств данного назначения.

Технический результат - уменьшение изменений условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, а также повышение тангенса угла механических потерь резины.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь для изготовления прокладок рельсовых скреплений железнодорожного пути, включающая изопреновый каучук СКИ-3, бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием а-метилстирола 22-25 мас. %, бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. %, вулканизующие агенты - серу, N,N'-дитиодиморфолин, ускорители вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, тетраметилтиурамдисульфид, активаторы вулканизации - оксид цинка, стеариновую кислоту, противостарители - N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, ацетонанил Н, воск 3 В-П, модификатор для резиновых смесей на основе гексахлор-n-ксилола и хлорированного парафина - гепсол ХКП, наполнители - технический углерод N 220, технический углерод П 514, Zeosil 1165 MP, мягчители -масло индустриальное И-12А, канифоль, замедлитель подвулканизации - N-нитрозодифениламин, полимерный наполнитель - транс-полинорборнен, согласно изобретению, она дополнительно содержит наполнитель - таурит ТС-Д при следующем соотношении исходных компонентов, мас.ч.:

Изопреновый каучук СКИ-3 40,0-50,0 Бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. % 30,0-35,0 Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. % 20,0-25,0 Сера 0,5-0,8 N,N'-дитиодиморфолин 1,5-2,0 N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 1,6-2,0 Тетраметилтиурамдисульфид 0,2-0,4 Оксид цинка 4,5-5,5 Стеариновая кислота 1,5-2,0 N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин 1,5-2,0 Ацетонанил Н 1,0-1,5 Воск 3 В-П 1,0-1,5 Технический углерод N 220 40,0-45,0 Технический углерод П 514 8,0-11,0 Диоксид кремния Zeosil 1165 MP 28,0-32,0 Гепсол ХКП 1,5-2,0 Канифоль 1,0-1,5 N-нитрозодифениламин 0,8-1,0 Масло индустриальное И-12А 24,0-27,0 Транс-Полинорборнен 16,0-18,0 Таурит ТС-Д 10,0-14,0

Введение ингредиентов выше или ниже предельных значений приводит к ухудшению выходных характеристик резиновой смеси и вулканизатов.

Отличительными признаками заявляемого изобретения является не использованное ранее сочетание вышеперечисленных ингредиентов, применяемых в оптимальном количественном соотношении.

Введение порошкообразного транс-полинорборнена в резиновую смесь не представляется возможным из-за его плохого совмещения с матрицей каучуков. Для улучшения совместимости транс-полинорборнена с матрицей каучуков была разработана каучукоподобная композиция транс-полинорборнена с маслом индустриальным И-12А при температуре 70-80°С в течение 1,5-2,0 ч. Полученную композицию использовали для изготовления резиновой смеси.

Совокупное сочетание известных ингредиентов в оптимальном количественном соотношении позволяет получить необходимый технический результат: уменьшение изменений условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, и повышение тангенса угла механических потерь резины.

Заявляемую резиновую смесь изготавливали из следующих материалов: Бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. % (ГОСТ 15627-79); изопреновый каучук СКИ-3 (ГОСТ 14925-79); бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. % (ТУ 38.30314-2006); сера (ГОСТ 127.1-93); N,N'-дитиодиморфолин (ТУ 2478033-05807983-2002); тетраметилтиурамдисульфид (ГОСТ 740-76); N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (ТУ 113-00-05761637-02-95); оксид цинка (ГОСТ 202-84); стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96); N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин (ТУ 2492-057-05761637-2005); ацетонанил Н (ТУ 2492-542-05763441-2013); воск 3 В-П (ТУ 38.1011290-90); технический углерод N 220 (ТУ 38 41558-97); технический углерод П 514 (ГОСТ 7885-86); диоксид кремния Zeosil 1165 MP (производство компании «Solvay», Бельгия); гепсол ХКП (ТУ 6-01-5-81-97); канифоль (ГОСТ 19113-84); N-нитрозодифениламин (ТУ 6-14-907-88); масло индустриальное И-12А (ГОСТ 20799-88); транс-полинорборнен (производство компании «Astron Industriebeteiligungs GmbH», Австрия), таурит сланцевый тонкодисперсный ТС-Д (производство «Горнорудная компания «Коксу» (г.Текели, Республика Казахстан), ТУ 1900 РК 39646043 ТОО-004-2003) представляет собой сланцевый тонкодисперсный порошок от темно-серого до черного цвета размером частиц 5-20 мкм, с массовой долей углерода 3-10%, диоксида кремния 50-85%, рН водной суспензии 6-9, адсорбцией ДБФ 30-35 см³/100 г, насыпной плотностью 500-800 кг/м³. В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320 160/160.

Составы резиновых смесей приведены в табл. 1. Физико-механические показатели вулканизатов приведены в табл. 2. Исследования физико-механических свойств резин осуществлялись по стандартным методикам: условную прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяли по ГОСТ 270-75; твердость по Шору А - по ГОСТ 263-75; сопротивление раздиру - по ГОСТ 262-79; относительную остаточную деформацию сжатия - по ГОСТ 9.029-74; стойкость к действию агрессивных углеводородных сред - по ГОСТ 9.030-74. Удельное объемное электрическое сопротивление вулканизатов исследовали на тераомметре Е6-13А при напряжении 100 В и комнатной температуре. Динамические параметры (тангенс угла механических потерь (является количественной мерой звукопоглощающих свойств), модуль упругости) вулканизатов резиновой смеси определяли при температуре 20°С на динамическом механическом анализаторе Metravib VHF 104 при резонансной частоте 1000 Гц согласно ГОСТ 23326-78.

Из данных таблицы 2 следует, что вулканизаты резиновой смеси обладают меньшими изменениями условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, по сравнению с прототипом. Данные вулканизаты резиновой смеси характеризуются достаточно высокими показателями тангенса угла механических потерь и меньшими значениями модуля упругости, что позволяет рекомендовать ее для изготовления прокладок рельсовых скреплений.

Учитывая вышеизложенное, по мнению заявителя, изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе производству резиновых смесей для изготовления прокладок рельсовых скреплений железнодорожного пути. Резиновая смесь содержит изопреновый каучук СКИ-3, бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. %, бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. %, серу N,N'-дитиодиморфолин, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, тетраметилтиурамдисульфид, оксид цинка, стеариновую кислоту, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, ацетонанил Н, воск 3 В-П, технический углерод N 220, технический углерод П 514, диоксид кремния Zeosil 1165 MP, гепсол ХКП, канифоль, N-нитрозодифениламин, масло индустриальное И-12А, транс-полинорборнен и таурит ТС-Д. Изобретение обеспечивает уменьшение изменений условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости после воздействия СЖР-1, а также повышение тангенса угла механических потерь резины. 2 табл., 4 пр.

Резиновая смесь для изготовления прокладок рельсовых скреплений железнодорожного пути, включающая изопреновый каучук СКИ-3, бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. %, бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. %, вулканизующие агенты - серу, N,N'-дитиодиморфолин, ускорители вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, тетраметилтиурамдисульфид, активаторы вулканизации - оксид цинка, стеариновую кислоту, противостарители - N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, ацетонанил Н, воск 3В-П, модификатор для резиновых смесей на основе гексахлор-n-ксилола и хлорированного парафина - гепсол ХКП, наполнители - технический углерод N 220, технический углерод П 514, Zeosil 1165 MP, мягчители - масло индустриальное И-12А, канифоль, замедлитель подвулканизации -N-нитрозодифениламин, полимерный наполнитель - транс-полинорборнен, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наполнитель - таурит ТС-Д, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.ч.:

Изопреновый каучук СКИ-3 40,0-50,0 Бутадиен-метилстирольный каучук с содержанием α-метилстирола 22-25 мас. % 30,0-35,0 Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 27-29 мас. % 20,0-25,0 Сера 0,5-0,8 N,N'-дитиодиморфолин 1,5-2,0 N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 1,6-2,0 Тетраметилтиурамдисульфид 0,2-0,4 Оксид цинка 4,5-5,5 Стеариновая кислота 1,5-2,0 N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин 1,5-2,0 Ацетонанил Н 1,0-1,5 Воск 3 В-П 1,0-1,5 Технический углерод N 220 40,0-45,0 Технический углерод П 514 8,0-11,0 Диоксид кремния Zeosil 1165 MP 28,0-32,0 Гепсол ХКП 1,5-2,0 Канифоль 1,0-1,5 N-нитрозодифениламин 0,8-1,0 Масло индустриальное И-12А 24,0-27,0 Транс-Полинорборнен 16,0-18,0 Таурит ТС-Д 10,0-14,0