CN102634254A - 一种轮轨固体润滑减摩修复剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种具有润滑、减摩、原位修复功效的轮轨固体润滑减摩修复剂，包括100份橡胶、3-4份橡胶硫化组合物、5-10份亚纳米级硅酸盐粉体、2.5-10份固体润滑剂、0.05-0.2份偶联剂。一种制备方法，包括步骤：(1)按权利要求1比例准备物料；(2)将经过真空干燥后的亚纳米级硅酸盐粉体用偶联剂包覆，温度70-80℃；(3)将橡胶置于开炼机中开炼；(4)将橡胶硫化组合物置于开炼机中混炼；(5)将步骤(2)得到的粉体投入开炼机中混炼；(6)将固体润滑剂置于橡胶开炼机中，混炼；(7)开炼机夹套中冷却水温度控制在60℃以下至物料混合均匀，裁条呈5-8毫米。可以将这种固体减摩剂通过加注器涂覆到轮轨上。

Description

一种轮轨固体润滑减摩修复剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种轮轨固体润滑减摩修复剂，还涉及制备该轮轨固体润滑减摩修复剂的方法和应用。
背景技术
铁路火车、地铁、城轨车辆运行时，轮缘和铁轨始终处于接触状态，导致轮缘、轮轨磨损严重，费材费力的轮轨维修成为急需解决的重要问题。而内燃机车、电力机车的使用、运行提速、和小半径轨道等因素造成轮轨磨损日趋严重。中国专利申请CN201023482Y提出了一种以石墨作为基材，中间开孔注入油脂的减摩润滑棒材，也有人提出以热塑性塑料作为基材，混入石墨粉的润滑棒。但是以上两种形式的产品只能对轮轨起到润滑作用，而对轮轨没有减摩修复作用。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种具有润滑、减摩、原位修复功效的轮轨固体润滑减摩修复剂。
本发明的技术方案是：这种轮轨固体润滑减摩修复剂，包括100份橡胶、3-4份橡胶硫化组合物、5-10份亚纳米级硅酸盐粉体、2.5-10份固体润滑剂、0.05-0.2份偶联剂。
由于采用以上配比和原料，所以对轮轨起到了很好的润滑、减摩、原位修复功效。
还提供了一种制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的比例准备橡胶、橡胶硫化组合物、亚纳米级硅酸盐粉体、固体润滑、偶联剂；
(2)将经过真空干燥后的亚纳米级硅酸盐粉体用偶联剂包覆，包覆温度70-80℃；
(3)将橡胶置于橡胶开炼机中，开炼；
(4)将橡胶硫化组合物置于橡胶开炼机中，混炼；
(5)将步骤(2)得到的亚纳米级硅酸盐粉体投入开炼机中，混炼；
(6)将固体润滑剂粉置于橡胶开炼机中，混炼；
(7)使用冷却水，开炼机夹套中冷却水温度控制在60℃以下，开炼至物料混合均匀，裁条呈5-8毫米的条片。
采用这种制备方法生产出来的轮轨固体润滑减摩修复剂对轮轨起到了很好的润滑、减摩、原位修复功效。
还提供了轮轨固体润滑减摩修复剂的应用，将轮轨固体减摩剂通过加注器涂覆到轮轨上。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
这种轮轨固体润滑减摩修复剂，包括100份橡胶、3-4份橡胶硫化组合物、5-10份亚纳米级硅酸盐粉体、2.5-10份固体润滑剂、0.05-0.2份偶联剂。由于采用以上配比和原料，所以对轮轨起到了很好的润滑、减摩、原位修复功效。
优选地，橡胶为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或两种。
优选地，橡胶硫化组合物为硫化促进剂TT、硫化促进剂DM、防老剂RD、活化剂ZnO、活化剂硬脂酸、硫磺。
优选地，亚纳米级硅酸盐粉体是阳起石粉、透闪石粉、滑石粉中的2-3种。
优选地，固体润滑剂为石墨、二硫化钼Mos2、硫化铁Fes、硫化锌Zns其中至少2种。
优选地，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸脂偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
本发明是根据微胶囊的技术原理，使用复合树脂和高效的减摩修复功能粉体，制备出化学结构稳定、物理化学性能适宜的棒材。所谓的微胶囊技术是将相互间有化学或物理作用的物质，通过包覆形成独立的微小颗粒，互相分隔开，涂覆时由于外力的作用，微胶囊壁破裂，释放出包覆物。几种橡胶混炼基材，增加了棒基与摩擦表面的粘接能力和粘着量，保障了固体润滑膜层涂覆厚度。混入亚纳米级硅酸盐和固体润滑剂功能粉体材料，在摩擦副材料之间产生的摩擦机械作用、摩擦化学作用、摩擦电化学作用等相互交替和共同作用下，摩擦副材料、硅酸盐和硬脂酸盐之间产生复杂的物质交换和能量交换，从而在摩擦材质表面形成一定厚度和成分的耐摩金属陶瓷层，自动修复了被摩擦、磨损和腐蚀的表面，改善了轮轨材料表面性质，大幅度提高材质表面硬度，降低了摩擦系数，实现了原位减摩修复功能。
还提供了一种制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的比例准备橡胶、橡胶硫化组合物、亚纳米级硅酸盐粉体、固体润滑剂、偶联剂；
(2)将经过真空干燥后的亚纳米级硅酸盐粉体用偶联剂包覆，包覆温度70-80℃；
(3)将橡胶置于橡胶开炼机中，开炼；
(4)将橡胶硫化组合物置于橡胶开炼机中，混炼；
(5)将步骤(2)得到的亚纳米级硅酸盐粉体投入开炼机中，混炼；
(6)将固体润滑剂粉置于橡胶开炼机中，混炼；
(7)使用冷却水，开炼机夹套中冷却水温度控制在60℃以下，开炼至物料混合均匀，裁条呈5-8毫米的条片。
采用这种制备方法生产出来的轮轨固体润滑减摩修复剂对轮轨起到了很好的润滑、减摩、原位修复功效。
优选地，还包括步骤(9)将条片置于模具中，于130-135℃在平板硫化机中进行硫化，时间为15分钟，压力26-28kg/cm2。其中开炼机和硫化机可以选橡胶机械通用设备，如利舒机械(东莞)实业有限公司生产的型号XK-210开炼机、青岛亚星机械有限公司生产的型号XLB-DQ平板硫化机。硫化完毕后脱模，整形即为成品。
还提供了轮轨固体润滑减摩修复剂的应用，将轮轨固体润滑减摩修复剂通过加注器涂覆到轮轨上。
本发明的有益效果如下：
1.对轮轨起到很好的原位减摩修复，降低了摩擦系数，提高了机车牵引能力，节省能源。
2.硅酸盐粉是天然岩矿，我国储藏丰富，而橡胶、固体润滑剂，有一定的化工基础，原料无毒无害，符合环保要求。
3.轮轨是普遍的运行方式，因此本发明具有广阔的应用前景，具备很高的经济效益和社会效益。
下面说明本发明的几个优选实施例。
实施例一
天然橡胶 用量10公斤
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶 用量1.0公斤
硫化促进剂TT 10克、硫化促进剂DM 70克、防老剂RD 100克、活化剂ZnO 200克、活化剂硬脂酸150克、硫磺100克、色素适量
亚纳米级透闪石粉用量4.0公斤
硫化铁Fes 用量2.0公斤
硅烷偶联剂 用量0.04公斤
以上原料定量称取后按照上述制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法制得成品，经测定其物理化学性能为：密度1.68克/厘米3，抗压强度8.3MPa，体积电阻率6.2×1014欧姆·厘米。东风DF4内燃机车运行表明，轮缘平均磨损率小于为0.45毫米/万公里。
实施例二
聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物橡胶10公斤
硫化促进剂TT 10克、硫化促进剂DM 80克、防老剂RD 80克、活化剂ZnO 200克、活化剂硬脂酸200克、硫磺100克、色素适量
亚纳米级阳起石粉 用量2.0公斤
硫化锌Zns 用量4.0公斤
硅烷偶联剂 用量0.03公斤
以上原料定量称取后按照上述制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法制得成品，经测定其密度1.67克/厘米3。电力机车行驶使用表明，轮缘平均磨损率小于为0.4毫米/万公里。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：包括100份橡胶、3-4份橡胶硫化组合物、5-10份亚纳米级硅酸盐粉体、2.5-10份固体润滑剂、0.05-0.2份偶联剂。
2.根据权利要求1所述的轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：橡胶为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：橡胶硫化组合物为硫化促进剂TT、硫化促进剂DM、防老剂RD、活化剂ZnO、活化剂硬脂酸、硫磺。
4.根据权利要求1所述的轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：亚纳米级硅酸盐粉体是阳起石粉、透闪石粉、滑石粉中的2-3种。
5.根据权利要求1所述的轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：固体润滑剂石墨、二硫化钼MoS2、硫化铁FeS、硫化锌ZnS。
6.根据权利要求1所述的轮轨固体润滑减摩修复剂，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸脂偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
7.一种制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的比例准备橡胶、橡胶硫化组合物、亚纳米级硅酸盐粉体、固体润滑剂、偶联剂；
(2)将经过真空干燥后的亚纳米级硅酸盐粉体用偶联剂包覆，包覆温度70-80℃；
(3)将橡胶置于橡胶开炼机中，开炼；
(4)将橡胶硫化组合物置于橡胶开炼机中，混炼；
(5)将步骤(2)得到的亚纳米级硅酸盐粉体投入开炼机中，混炼；
(6)将固体润滑剂置于橡胶开炼机中，混炼；
(7)使用冷却水，开炼机夹套中冷却水温度控制在60℃以下，开炼至物料混合均匀，裁条呈5-8毫米的条片。
8.根据权利要求8所述的制备轮轨固体润滑减摩修复剂的方法，其特征在于：还包括步骤(9)将条片置于模具中，于130-135℃在平板硫化机中进行硫化，时间为15分钟，压力26-28kg/cm2。
9.一种轮轨固体润滑减摩修复剂的应用，其特征在于：将轮轨固体减摩剂通过加注器涂覆到轮缘上。
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