Патент на изобретение №2326902

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2326902 (13) C1
(51) МПК

C08L9/00 (2006.01)
C08L9/06 (2006.01)
C08K13/02 (2006.01)

C08K3/04 (2006.01)
C08K3/06 (2006.01)
C08K3/22 (2006.01)
C08K3/36 (2006.01)
C08K5/01 (2006.01)
C08K5/09 (2006.01)
C08K5/18 (2006.01)
C08K5/40 (2006.01)
C08K5/46 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.10.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2006129739/04, 16.08.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

16.08.2006

(46) Опубликовано: 20.06.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2004137570/04 А, 10.06.2006. SU 1419995 A1, 30.08.1988. SU 1692993 A1, 23.11.1993. RU 2147025 C1, 27.03.2000.

Адрес для переписки:

150044, г.Ярославль, пр-кт Октября, 85, ОАО “Ярославский шиноремонтный завод”, ген.директору А.В.Кузьмину

(72) Автор(ы):

Питеев Николай Иванович (RU),
Пелевин Вениамин Сергеевич (RU),
Бычков Сергей Петрович (RU),
Никитина Светлана Викторовна (RU),
Чучнева Елена Борисовна (RU),
Злыденная Татьяна Борисовна (RU),
Кузьмин Александр Владимирович (RU),
Потапов Петр Петрович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Ярославский шиноремонтный завод” (ОАО “ЯШРЗ”) (RU)

(54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДРЕЛЬСОВЫХ И НАШПАЛЬНЫХ ПРОКЛАДОК-АМОРТИЗАТОРОВ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ

(57) Реферат:

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.: каучук бутадиен-стирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%. – 60-70, каучук синтетический цис-1,4-полиизопреновый – 5-10, дивиниловый каучук с содержанием звеньев цис-1,4 от 87 до 95% – 5-10, бутадиен-стирольный каучук с содержанием связанного стирола и альфа-метилстирола от 58-68% – 15-30, вулканизующую группу, состоящую из серы – 0,5-1,0, тетраметилтиурамдисульфида – 0,5-1,0, N,N’-дитиодиморфолина-1-2, стеариновой кислоты – 0,9-1,5 и оксида цинка 4-5, N-фенил-N’-изопропил-п-фенилендиамин – 1-2, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин-1-2, нефтяной битум – 4-5, каолин – 20-40, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 20-26 м2/г – 30-50 и тонкодисперсный осажденный диоксид кремния 20-25. Технический результат состоит в повышении жесткости, коэффициента трения и увеличении ресурса работоспособности. 3 табл.

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

Известна резиновая композиция для подрельсовых прокладок по патенту № SU 1419995 (дата подачи заявки 1966.11.06, основной индекс МПК C08L 9/00) на основе смеси изопренового и бутадиен-стирольного каучуков, включающая следующие компоненты при их соотношении, мас.ч.:

Бутадиен-стирольный каучук 75,0
Изопреновый каучук 25,0
Сера 1,2-2,0
Окись цинка 3,8-4,5
N-Циклогексил-2-бенз-
тиазолилсульфенамид 1,4-1,6
N,N’-Дифенилгуанидин 0,5-0,7
Синтетические жирные кислоты
Фракции С1720 2,2-2,8
Каолин 38,0-42,0
Технический углерод 58,0-62,0
Резиновая крошка с размером частиц до
1 мм 10,0-15,0
Канифоль 2,8-3,2
Нефтяной битум 4,5-5,5
Воск 1.8-2,2
Фенил--нафтиламин 0,8-1,2
N-Фенил-N’-изопропил-
n-фенилендиамин 0,8-1,2
Смесь гексахлорпараксилола с
парафиновым углеводородом в массовом
соотношении 80:20 0,8-1,2
N-Нитрозодифениламин 0,4-0,6

Вулканизаты, полученные из резиновой смеси по указанному выше патенту, имеют низкую твердость и как следствие этого – недостаточный ресурс работоспособности подрельсовых прокладок.

Известна резиновая смесь для нашпальных прокладок по патенту № SU 1692993 (дата подачи заявки 1988.12.26, основной класс МПК C08L 9/00).

Указанная смесь включает изопреновый и бутадиен-стирольный каучуки, вулканизующию группу, состоящую из серы, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, расплава w,w’-гексахлорпараксилола в защитном воске, N,N’-дитиодиморфолина, оксида цинка; синтетические жирные кислоты фракции С1720; 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, масс.ч.:

Бутадиен-стирольный каучук
с содержанием стирола 22-25 мас.% 60,0
Изопреновый каучук 40,0
Сера 0,8-1,2
Окись цинка 4,5-5,5
N-циклогексил-2-бенз-тиазолилсульфенамид 1,5-2,0
N,N’-дитиодиморфолин 0,8-1,2
Синтетические жирные кислоты фракции C17-C20 0,8-1,2
Расплав w,w’-гексахлорпараксилола в защищенном воске
при их массовом соотношении (80-85):(15-20) 0,8-1,2
Каолин 38,0-44,0
Технический углерод с удельной
геометрической поверхностью 45-60 м2 32,0-40,0
Нефтяной битум 4,5-5,5
Фенил--нафтиламин 0,8-1,2
N-Фенил-N’-изопропил-n-фенилендиамин 0,8-1,2

Данная резиновая смесь обеспечивает работоспособность прокладок до 1000 млн т.

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту 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 С1720; 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, полиизопреновый 30,0-49,0
Каучук бутадиен-стирольный
с содержанием стирола 22-25 мас.% 21,0-57,0
Каучук дивиниловый с содержанием звеньев
ЦИС-1,4 87-95% (СКД) 5,0-30,0
Сера 0,5-1,0
Оксид цинка 4,0-5,0
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида
(Сульфенамид «Ц») 1,0-2,0
Синтетические жирные кислоты фракции С1720, 0,9-1,5
Нефтяной битум 4,0-5,0
Полимеризованный 2,2,4-триметил-
1,2-дигидрохинолин (ацетонанил) 1,0-2,0
N,N’-дитиодиморфолина (дитиоморфолин) 1,0-2,0
N-фенил-N’-изопропил-n-фенилендиамина (диафен ФП) 1,0-2,0
Расплав w,w’-гексахлорпараксилола
в защитном воске при их массовом соотношении
соответственно 80-85:15-20 (гексол) 1,0-2,0
Каолин 20,0-40,0
Вазелиновое масло 1,0-2,0
Технический углерод с удельной
геометрической поверхностью 45-60 м2 30,0-50,0

Прокладки-амморизаторы, полученные из данной резиновой смеси обладают высокой морозостойкостью, но недостаточным ресурсом работоспособности. Кроме того, в результате низкого коэффициента трения, каким обладают вулканизаты, полученные на основе данной резиновой смеси, прокладки-аммортизаторы в ходе эксплуатации неплотно прилегают к рельсовому пути, сбиваются и выходят из стоя раньше положенного срока.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке резиновой смеси для подрельсовых и нашпальных прокладок с улучшенными физико-механическими характеристиками, которые повысят эксплуатационные свойства прокладки, ее износостойкость и срок службы.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении жесткости, коэффициента трения и увеличении ресурса работоспособности вулканизатов, полученных из резиновой смеси.

Поставленная задача решается, а технический результат, на достижение которого направлено изобретение, обеспечивается тем, что резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений, включающая каучук бутадиен-стирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%, каучук синтетический ЦИС 1,4-полиизопреновый, дивиниловый каучук с содержанием звеньев ЦИС-1,4 от 87 до 95%, вулканизующую группу, состоящую из серы, тетраметилтиурамдисульфида, N,N’-дитиодиморфолина, стеариновой кислоты и оксида цинка, N-фенил-N’-изопропил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, нефтяной битум, каолин и технический углерод, смесь дополнительно содержит каучук бутадиен-стирольный, каучук с содержанием связанного стирола и альфа-метилстирола от 58-68% и тонкодисперсный осажденный диоксид кремния, а в качестве технического углерода технический углерод с удельной геометрической поверхностью 20-26 м2/г при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Каучук бутадиен-стирольный
с содержанием стирола 22-25 мас.%
(СКСМ-30 АРКМ-15) 60,0-70,0
Каучук дивиниловый с содержанием звеньев
ЦИС-1,4 87-95% (СКД) 5,0-10,0
Каучук бутадиен-стирольный с содержанием связанного стирола и
альфа-метилстирола от 58-68% (БСК-1904) 15,0-30,0
Синтетический каучук ЦИС-1,4 полиизопреновый (СКИ-3) 5,0-10,0
Сера 0,5-1,0
Оксид цинка (цинковые белила) 4,0-5,0
Тетраметилтиурамдисульфид (Тиурам-Д) 0,5-1,0
N,N’-дитиодиморфолин (дитиоморфолин) 1,0-2,0
Стеариновая кислота (стеарин) 0,9-1,5
N-фенил-N’-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП) 1,0-2,0
Полимеризованный 2,2,4-триметил-
1,2-дигидрохинолин (ацетонанил) 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 (П-701) 30,0-50,0
Тонкодисперсный осажденный
диоксид кремния (Росил-175) 20,0-25,0

Существенность отличительных признаков формулы объясняется:

введением каучука бутадиен-стирольного с содержанием связанного стирола и альфа-метилстирола от 58-68%
(БСК-1904) 15,0-30,0 мас.ч
введением тонкодисперсного осажденного
диоксида кремния (Росил-175) 20,0-25,0 мас.ч
введением технического углерода с удельной геометрической поверхностью 20-26 м2 30,0-50,0 мас.ч

Сущность изобретения и его осуществимость иллюстрируется примерами выполнения, приведенными в таблице 1.

Таблица 1.
Примеры конкретного выполнения резиновой смеси для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов.
Наименование ингредиентов Содержание компонентов, мас.ч
Ближайший аналог Заявляемая резиновая смесь
1 2 3
1. СКИ-3 49,0 10,0 10,0 5,0
2. СКС-30 АРКМ15 21,0 70,0 60,0 60,0
3. СКД 30 5,0 10,0 5,0
4. БСК-1904 15 20 30,0
5. Сера 1,0 1,0 1,0 1,0
6. Цинковые белила 4,9 4,9 4,9 4,9
7. Сульфенамид «Ц» 1,7
8. Тиурам-Д 1,7 1,7 1,7
9. Стеарин 1,0 1,0 1,0 1,0
10. Битум нефтяной 4,9 4,9 4,9 4,9
11. Диафен ФП 1,0 1,0 1,0 1,2
12. Ацетонанил 1,6 1,6 1,6 1,4
13. Вазелиновое масло 1,2
14. Дитиоморфолин 1,4 1,5 1,5 1,5
15. Гексол 1,0
16. Каолин 27,0 27,2 27,0 30,0
17. Техуглерод 43,5 50,0 43,5 35,0
18 Росил-175 20 23 25

Смесь готовят в резиносмесителе PC-71 по известной технологии.

Таблица 2.
Последовательность ввода ингредиентов
Последовательность ввода ингредиентов и наименование операции Начало операции с момента загрузки Продолжительность операции
Роспуск бутадиен-стирольных каучуков, синтетического цис-1,4-
полиизопренового каучука и бутадиенового каучука 0 30”
Введение: оксид цинка, Тиурам-Д, стеарин 30” 30”
Смешение ингредиентов 1′ 1′
Введение: ацетонанил, диафен ФП, дитиоформалин, 2′ 30”
Введение: коолин, битум нефтяной, 2’30” 30”
Введение: технический углерод с удельной геометрической поверхностью 20-26 м2/г, Росил-175 3′ 30”
Смешение давлением 3’30” 1’30”
Выгрузка 5′ 30”
Ввод серы на вальцах и перемешивание 5’30” 2’30”
Снятие резиновой смеси с вальцев:
начало среза 8′ 2′
окончание среза 10′
Общее время смешения 10′

Таблица 3
Результаты испытаний вулканизатов на основе резиновой смеси для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов
Показатели По ТУ на изделие Ближайший аналог Вулканизат по предлагаемому изобретению
1 2 3
1. Условная прочность при растяжении, МПа, не менее 12,0 16,0 12,0 12,6 11,8
2. Относительное удлинение, %, не менее 250 340 260 300 320
3. Твердость по Шору, усл.ед. в пределах 60-75 70 91 90 90
4. Температурный предел хрупкости, °С, не выше -45 -60 -63 -62 -62
5. Удельное объемное сопротивление, Ом·см, не менее 1·109 1·109 2·1010 2·1010 2·1010
6. Изменение относительного удлинения при разрыве после старения в воздухе после старения в воздухе (100±1)°С в течение 24±5 ч в пределах
-35-0 -27 -30 -30 -31
7. Относительная остаточная деформация при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при 100°С в течение 24 ч, не более 35 32 36 34 37
8. Эластичность по отскоку, %, не менее 30 42 35 35 35
9. Истираемость, м3/ТДж, не более 140 90 85 85 85
10. Ресурс работоспособности, млн т. пропущенного груза 400 1000 1100 1100 1100
11. Коэффициент трения подошва рельса – прокладка 0,55 0,65 0,65 0,65

Как видно из таблицы 3, вулканизаты по предлагаемому изобретению имеют высокую твердость, повышенную работоспособность, хороший коэффициент трения и морозостойкость на уровне наиболее близкого аналога. При этом сохраняется уровень значений других показателей вулканизатов, достигнутых аналогичными решениями. Вулканизат резиновой смеси №2 имеет оптимальный комплекс физико-механических показателей.

Формула изобретения

Резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений, включающая каучук бутадиен-стирольный с содержанием стирола 22-25 мас.%, каучук синтетический ЦИС 1,4-полиизопреновый, дивиниловый каучук с содержанием звеньев ЦИС-1,4 от 87 до 95%, вулканизующую группу, состоящую из серы, тетраметилтиурамдисульфида, N,N’-дитиодиморфолина, стеариновой кислоты и оксида цинка, N-фенил-N’-изопропил-п-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, нефтяной битум, каолин и технический углерод, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит, каучук бутадиен-стирольный каучук с содержанием связанного стирола и альфа-метилстирола от 58-68% и тонкодисперсный осажденный диоксид кремния, а в качестве технического углерода – технический углерод с удельной геометрической поверхностью 20-26 м2/г при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

каучук бутадиен-стирольный
с содержанием стирола 22-25 мас.% 60-70
каучук дивиниловый с содержанием звеньев
цис-1,4 87-95% 5-10
каучук бутадиен-стирольный с содержанием связанного стирола и
альфа-метилстирола от 58-68% 15-30
синтетический каучук цис-1,4 полиизопреновый 5-10
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 30,0-50,0
тонкодисперсный осажденный диоксид кремния 20,0-25,0


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.08.2008

Извещение опубликовано: 10.07.2010 БИ: 19/2010


Categories: BD_2326000-2326999