РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОКЛАДОК-АМОРТИЗАТОРОВ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
RUBBER MIXTURE FOR MAKING CUSHION BLOCKS FOR RAILWAY LINE BRACES

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений железнодорожного пути.
В настоящее время требуются прокладки-амортизаторы для рельсовых скреплений железнодорожного пути, метрополитена, имеющие низкий предел работоспособности (-60°С) и имеющие возможность поглощать шум, так как часть железнодорожных путей проходит по городским массивам.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой резиновой смеси является резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов по патенту РФ №2286363, приоритет от 22.12.2004, основной класс МПК С08L 9/00, опубл. 27.10. 2006. Указанная смесь включает каучук, серу, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида (сульфенамид Ц), оксид цинка, N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП), полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил Р), технический углерод при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:
Синтетический каучук ЦИС-1,4-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 мас.% (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 C<sub>17</sub>-C<sub>20</sub>
0,9-1,5
Нефтяной битум
4,0-5,0
Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил Р)
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 м<sup>2</sup>/г
30,0-50,0
Известная резиновая смесь обеспечивает нестабильные показатели по «температурному пределу хрупкости» от -52°С до -65°С. Кроме того, показатель «относительная остаточная деформация при 20% статической деформации сжатия» у известной резиновой смеси находится на верхнем пределе допуска: при норме не более 35 фактически составляет 32-34%.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке резиновой смеси для изготовления прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений железнодорожного пути с улучшенными физико-механическими характеристиками.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении удельного объемного сопротивления с одновременным сохранением достигнутого температурного предела хрупкости (от -62°С до -65°С) и улучшении показателей по «остаточной деформации» и «эластичности по отскоку».
Задача, положенная в основу настоящего изобретения, с достижением заявленного технического результата решается тем, что резиновая смесь для изготовления прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений железнодорожного пути, включающая каучук, серу техническую, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида (сульфенамид Ц), белила цинковые (оксид цинка), N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП), полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил Р) и углерод технический, в качестве каучука содержит натуральный каучук, в качестве углерода технического - углерод технический марок П-514 и П-701 и дополнительно - крошку, изготовленную из коры пробкового дуба, и стеарин в следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
натуральный каучук
100
крошка, изготовленная из коры пробкового дуба
10-15
белила цинковые
5-10
N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП)
1-2
стеарин
1-2
полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин
(ацетонанил Р)
1-2
углерод технический марки П-514
20-25
углерод технический марки П-701
15-25
сера техническая
1-2
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида (сульфенамид Ц)
1,5-2,0
Существенность отличительных признаков формулы объясняется следующим образом:
- введением крошки, изготовленной из коры пробкового дуба
10-15 мас.ч.
- введением стеарина
1-2 мас.ч.
- применением натурального каучука
100 мас.ч.
- применением углерода технического марки П-514
20-25 мас.ч.
- применением углерода технического марки П-701
15-25 мас.ч.
Сущность изобретения и его осуществимость иллюстрируется примерами выполнения, приведенными в таблице 1.
Таблица 1
Наименование ингредиентов
Содержание, массовые части
Прототип
Заявляемая резиновая смесь
1
2
3
4
СКИ-3
30,0
-
-
-
-
Каучук натуральный
-
100,00
100,00
100,00
100,0
СКС-30АРКМ15
50,0
-
-
-
-
СКД
20,0
-
-
-
-
Сера техническая
1,0
2,0
1,5
1,4
1,0
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида (сульфенамид Ц)
1,8
1,5
1,5
1,45
2,0
Цинковые белила
4,9
5,0
5,0
6,0
6,0
Стеарин технический
1,0
2,0
1,3
1,0
1,0
Битум нефтяной
4,9
-
-
-
-
N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП)
1,2
1,2
1,0
2,0
1,5
полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил Р)
1,4
1,7
2,0
1,1
1,3
Дитиодиморфолин
1,5
-
-
-
-
Гексол
1,0
-
-
-
-
Каолин
35,0
-
-
-
-
Углерод технический П-514
35,0
25,0
20,0
20,0
22,0
Пробковая крошка
-
10,0
13,0
15,0
12,0
Вазелиновое масло
2,0
-
-
-
-
ДОФ
-
-
-
5,0
-
Углерод технический П-701
-
25,0
23,0
15,0
25,0
При выполнении резиновой смеси в соответствии с примером 3 в качестве дополнительного ингредиента был введен диоктилфталат (ДОФ) - 5 мас.ч.
Предлагаемую резиновую смесь изготавливают на любом известном оборудовании с использованием известных технологий производства деталей из резиновой смеси путем вулканизации в пресс-формах (см., например, Салтыков А.В., Бузун З.Е., Милюкова Н.А. Общая технология резины. М.: Химия, 1982. С.147-150).
Таблица 2
Последовательность ввода ингредиентов
№ п/п
Последовательность ввода ингредиентов и наименование операции
Начало операции с момента загрузки, мин
Продолжительность операции, минВальцы 1500 660/660
1
Роспуск каучука натурального
0
3,0-3,5
2
Ввод белил цинковых, стеарина, ацетонанила, диафена
3,0-3,5
3,0-3,5
3
Ввод 1/2 техуглерода П-701, 1/2 П-514, крошки, изготовленной из коры пробкового дуба
6,0-6,5
10,0-10,5
4
Ввод 1/2 техуглерода П-701, 1/2 П-514, ДОФ
16,0-16,5
10,0-10,5
5
Срез смеси на охлаждение
26,0-26,5
1,0-15,0
6
Охлаждение резиновой смеси
10,0-15,0
7
Ввод серы, сульфенамида Ц
37,0-37,5
4,0-6,0
8
Срез смеси
41,5-44,0
Таблица 3
Результаты испытаний вулканизатов из резиновой смеси для изготовления прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений железнодорожного пути
Показатели
По НТД на изделие
Прототип
Вулканизат по предлагаемому изобретению
1
2
3
4
1 Условная прочность при растяжении, МПа, не менее
8,5
15,3
18,9
16,8
16,8
15,7
2 Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
250
380
345
335
380
365
3 Твердость по Шору А, единицы Шор А, в пределах
60-75
67
75
74
71
73
4 Температурный предел хрупкости, °С, не выше
-55
-61
-62
-62
-65
-63
5 Удельное объемное сопротивление, Ом·см, не менее
1×10<sup>9</sup>
1×10<sup>9</sup>
7×10<sup>11</sup>
7×10<sup>11</sup>
7×10<sup>11</sup>
7×10<sup>11</sup>
6 Изменение относительного удлинения при разрыве после старения в воздухе при (100±1°) в течение (24±0,5) ч
От -35 до 0
-25
-13,9
-15,1
-17,2
-16,7
7 Относительная остаточная деформация при 20% статической деформации сжатия после старения в воздухе при (100±1°) в течение (24-2) ч, %, не более
35
32
22,7
22,9
21,3
20,8
8 Эластичность по отскоку, %, не менее
40
40
58
58
60
57
Как видно из таблицы 3, вулканизаты по предлагаемому изобретению за счет введения в состав резиновой смеси пробковой крошки имеют морозостойкость ниже, а удельное объемное сопротивление выше, чем у прототипа. Также лучше показатели по «эластичности по отскоку» и «остаточной деформации», что является доказательством того, что получаемые вулканизаты будут иметь хорошую способность гасить вибрацию.
Экспертные оценки по результатам испытаний опытных образцов подтвердили верность выбранных решений, которые обеспечивают работоспособность прокладок, изготовленных из предлагаемой резиновой смеси, на воздухе в интервале температур от -62°С до +100°С, при сохранении хорошей эластичности изделий, и снижение шума и вибрации на 10-15 дБ по сравнению с другими известными материалами.