增强粘附力的组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种用于增加彼此间牵引、滑动或滚动‑滑动接触的两个表面间的粘附力的组合物。该组合物包含一种或多于一种的第一组分和一种或多于一种的有机流变添加剂，其中一种或多于一种的第一组分中的每一种具有等于或大于7的莫氏硬度值。该一种或多于一种的第一组分与该一种或多于一种的有机流变添加剂的含量比为约90:10至约99.9:0.1(wt/wt)。该组合物不含水。还描述了一种增加滑动‑滚动接触的两个钢表面间的粘附力的方法。该方法包括以足以增加两个钢表面之间的粘附力的速度将组合物施加到轨道表面。

Adhesion enhancing composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强粘附力的组合物
本专利技术涉及用于施加到牵引、滑动或滚动-滑动接触的钢表面的增强粘附力的组合物。还提供了用于增强滑动滚动接触的两个钢表面间的粘附力的方法。
技术介绍
为了安全有效地运行列车，需要滑动或滚动-滑动接触的两个钢表面(例如用于货运、客运和公共交通列车系统的火车车轮和轨道)间的粘附力足够小。两个钢表面间获得的摩擦系数的变化部分地取决于轨道和车轮所暴露的环境条件和污染物。轨道或车轮状况的变化可以改变火车车轮和轨道间产生的摩擦力，并且当车轮经过轨道时，变化的条件也可能影响火车车轮和轨道间存在的附着水平。水、露水、雪、铁锈和磨损碎屑、有机碎屑、落叶、油脂、油或这些污染物的组合对火车车轮和铁轨界面的污染通常会降低火车车轮和铁轨间的粘附力水平。由于轮轨表面间的滑动增加、制动距离增加、列车加速度降低以及不能保持足够的牵引力，火车车轮和铁轨间低的粘附力水平可使得列车性能差。由于行进距离和车轮旋转不匹配，滑动-滑动可能导致某些信号系统出现问题。制动控制不良可能导致车站超支和服务中断。牵引力不足可能导致货运列车由于货运重量而熄火。为了解决火车轮和导轨间的低粘附水平，可以使用高速水压喷射。然而，某些污染物，例如叶子污染物可以牢固地粘到轨道上，可以沿着轨道分布，并且污染物的厚度可以变化，所以使用加压喷射器从轨道头部移除的材料的量可能是不一致的。可以在一些轨道部分上使用轨道研磨以去除化学键合到轨道材料上的污染层；然而，这是一个缓慢而密集的过程，成本很高，并且往往受到接近轨道和后勤方面限制的阻碍。替代方法涉及使用砂，砂可以作为粘合力增强剂分散在轨道表面上。然而，砂的施加导致轨道和火车车轮表面的磨损率增加，并且砂的使用可能促进粘滑振动。也难以处理砂，并且由于砂吸湿而可能堵塞分配设备，并且在一些国家中，由于与小颗粒二氧化硅有关的健康问题，其使用受到限制。由于在车轮压碎时颗粒活动丧失，砂的效果有限(通常最大约为4轴)。在具有多个驱动轴的列车上，必须在列车上安装多个砂光机。悬浮在水中的砂与增稠剂(例如砂岩或其他类似材料)的分散体可用于处理具有低粘附性的轨道区域。美国专利4,431,227公开了粘附在轮系上的衬垫。垫片包括高摩擦表面，当火车车轮沿着轨道滚动时，垫片的表面与轨道接触。高摩擦表面可涂有工业钻石或金属陶瓷。合适的金属陶瓷可包括铝和硅的氧化物、硅和钛的碳化物，以及氮和碳的硼化物。US5,308,516公开了包含树脂、固体润滑剂和摩擦增强剂的摩擦改性组合物，摩擦增强剂譬如碳酸钙、硅酸镁、碳酸镁、膨润土、煤粉、硫酸钡、石棉、硅酸铝、二氧化硅、无定形二氧化硅、合成二氧化硅、天然二氧化硅、板岩粉、硅藻土、石英粉、硬脂酸锌、硬脂酸铝、氧化锌、氧化铁、氧化锑、白云石、碳酸铅、硫酸钙、硫酸钙、耐浮赛冷辛艾米特(nepthalenesynemite，萘基化合物)和聚乙烯纤维。WO2002/026919公开了摩擦控制组合物，其包含水、流变剂(例如粘土、酪蛋白羧甲基纤维素)、保持剂(成膜剂)、任选的润滑剂以及任选的摩擦改性材料，摩擦改性材料具有正摩擦特性，并且增加两个表面间的摩擦系数。摩擦改性材料包括碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、粘土、磨碎的煤、硫酸钙、石棉衍生物(asbestinederivativeofasbestos)、硅酸铝、(合成的)无定形二氧化硅、板岩粉、硅藻土、硬脂酸锌、硬脂酸铝、碳酸镁、氧化铅、碱式碳酸铅、氧化锌、氧化锑白云石(MgCoCaCo)、硫酸钙硫酸钡(如Baryten)、聚乙烯纤维、氧化铝、红色氧化铁(Fe2O3)、黑色氧化铁(Fe3O4)、氧化镁和氧化锆。美国专利5,919,295公开了一种增强粘附力的混合物，它含有一种优选含有氧化铝的硬颗粒成分；软颗粒成分，优选含有二氧化钛；和氧化铁成分。在优选的实施方案中，铝土矿用作混合物的主要组分。混合物可以是干粉、含水或醇载体的糊剂，或包含粉末的金属复合物的形态。美国专利6,722,589公开了一种用于施加防滑颗粒的注射装置。防滑颗粒可包括天然砂、硅砂、氧化铝颗粒、金属颗粒，以及直径为10～500微米的莫来石类的陶瓷颗粒(即3Al2O32SiO2或2Al2O3·SiO2)。将颗粒与水混合并使用注射装置喷射到轨道上。CN101381484公开了一种能够增强两个表面间摩擦系数的合成材料，该材料包括橡胶、钢纤维、氧化镁、煅烧石油焦炭、碳化硅、硫酸钡、石墨和二硫化钼。US7,3111,274描述了一种用于喷射材料的防滑材料喷射器，该材料包括天然砂，硅砂，氧化铝，莫来石，诸如碳化硅的陶瓷颗粒，以及诸如铬、钨、钼那些金属颗粒。增强粘附力的组合物通常具有不同水平的有效性，这取决于未处理的污染物(例如油、油脂、水、有机碎片)，以及施加增强粘附力的组合物到轨道上的数量或速度。例如，一些增强粘附力的组合物在某些污染物条件下表现良好，但对其他污染物条件则不然。类似地，一些增强粘附力的组合物在某些施加速度或数量下表现良好，但在其他施加速度或数量下则不然。
技术实现思路
本专利技术涉及用于施加到牵引、滑动或滚动-滑动接触的钢表面的增强粘附力的组合物。本专利技术还提供了用于增强滑动滚动接触的两个钢表面间的粘附力的方法。如本文所述，提供了用于增加彼此滑动或滚动-滑动接触的两个表面间的粘合力的组合物(增强粘附力的组合物)，所述组合物包含：·一种或多于一种的第一组分，所述一种或多于一种的第一组分中的每一种具有等于或大于7的莫氏硬度值(或大于或等于1000的维氏硬度)，和·一种或多种有机流变添加剂，其中，所述一种或多于一种的第一组分和所述一种或多于一种的有机流变添加剂的含量比约90:10至约99.9:0.1(wt/wt)，并且其中所述组合物不含水。与在相同速度和相同条件下施加所述第一组分相比，所述增强粘附力的组合物导致牵引、滑动或滚动接触中两个表面间的粘合力增强。上述一种或多于一种的第一组分可选自碳化物系化合物、两性氧化物系化合物、氧化锆系化合物的组中及其任何组合。所述一种或多于一种的第一组分可为氮化硼，金刚石，纳米晶金刚石，富勒烯(聚合的C60)，结晶二氧化硅(砂)，例如碳化硼的碳化物系化合物，或诸如石榴石或黄玉的矿物。所述一种或多种的有机流变添加剂可以是有机聚合物吸收剂、丙烯酸、超吸收聚合物、黄原胶(例如VanzanTM(例如VanzanTMD)或CCL黄原胶)、瓜尔胶、纤维素材料(例如羧甲基纤维素(CMC)、羧基-羟甲基纤维素(CHMC；METHOCELTM)和乙氧基甲基纤维素(EMC))、多糖(例如壳聚糖或淀粉)或其任何组合。所述一种或多于一种的有机流变添加剂可以是碱溶胀性(或可溶性)乳液(ASE)、疏水改性的碱溶胀性乳液(HASE)、疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)或其任何组合。所述一种或多于一种的有机流变添加剂可以是VanzanTMD、MecellosePMC40H或CMCP1-8000。还提供了如上所述的组合物，其中所述一种或多于一种的第一组分具有约1μm至约1600μm的粒径，并且所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增加彼此牵引、滑动或滚动-滑动接触的两个表面间粘附力的组合物，所述组合物包含：/n(a)一种或多于一种的第一组分，所述一种或多种的第一组分中的每一种具有等于或大于7的莫氏硬度值，或具有大于或等于1000的维氏硬度；和/n(b)一种或多种有机流变添加剂，/n其中所述一种或多于一种的第一组分与所述一种或多于一种的有机流变添加剂的含量比为约90∶1至约99.9∶0.1(wt/wt)，并且其中所述组合物不含水。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170301 CA PCT/CA2017/0502771.一种用于增加彼此牵引、滑动或滚动-滑动接触的两个表面间粘附力的组合物，所述组合物包含：
(a)一种或多于一种的第一组分，所述一种或多种的第一组分中的每一种具有等于或大于7的莫氏硬度值，或具有大于或等于1000的维氏硬度；和
(b)一种或多种有机流变添加剂，
其中所述一种或多于一种的第一组分与所述一种或多于一种的有机流变添加剂的含量比为约90∶1至约99.9∶0.1(wt/wt)，并且其中所述组合物不含水。


2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多于一种的第一组分选自碳化物系化合物、两性氧化物系化合物、氧化锆系化合物、矿物化合物、碳化硼、氮化硼、金刚石、纳米晶金刚石、富勒烯、聚合的C60、石榴石、托帕石、结晶二氧化硅(砂)的组中及其任何组合。


3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种有机流变添加剂选自由黄原胶、瓜尔胶、有机聚合物吸收剂、纤维素材料、多糖的组中及其组合。


4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述一种或多于一种的有机流变添加剂是黄原胶。


5.根据权利要求3所述的组合物，其中所述一种或多于一种的有机流变添加剂是纤维素材料。


6.根据权利要求3所述的组合物，其中所述一种或多于一种的有机流变添加剂是多糖。


7.根据权利要求3所述的组合物，其中所述一种或多于一种的第一组分与所述一种或多于一种的有机流变添加剂的含量比为约90∶10、约91∶9、约92∶8、约93∶7、约94∶6、约95∶5、约96∶4、约97∶3、约98∶2、约99∶1或约99.9∶0.1。


8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述含量比为约95∶5。


9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多于一种的第一组分的粒径为约1μm至约1600μm。


10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述粒径为约1μm至约30μm。


11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多于一种的有机流变添加剂的粒径小于500μm。


12.一种增加滑动-滚动接触的两个钢表面间的粘合力的方法，包括以足以增加所述两个钢表面间...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪米特里·古苏雅克，唐纳德·艾迪，
申请(专利权)人：LB福斯特铁路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA