摩擦调节组合物制造技术

根据本发明专利技术，提供一种液体摩擦调节组合物，其特征在于或者具有高的正摩擦特性或者具有低的中性摩擦特性，该组合物包含保持剂。该液体摩擦调节组合物还可以包含其它组分，如固体润滑剂、润湿剂、稠度调节剂和防腐剂。该液体摩擦调节组合物可以用来改进处于滑动和滚动－滑动接触的界面摩擦特性，如钢车轮－轨道系统，包括公共交通和货运系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用于处于滑动或滚动-滑动接触的表面的摩擦调节组合物。更具体地，本专利技术涉及长时间保持在所应用的表面上的摩擦调节组合物。在车轮在轨道上滚动的动态系统中，存在不断运动的接触区域。为了讨论和分析，方便的是把接触区域处理为静止的，并且轨道和车轮通过接触区运动。当车轮通过接触区以与轨道精确相同的方向运动时，车轮处于在轨道上的滚动接触的最佳状态。在这样的情况下，在车轮与轨道之间不存在明显的摩擦。但是，由于车轮和轨道的轮廓常常不重合并且产生除了严格的滚动以外的运动，所以，车轮和轨道通过接触区运动的各自的速度并不总是相同的。当固定轮轴的机动有轨车通过弯曲处时，经常观察到这种情况，其中，如果内轮和外轮以不同的圆周速度旋转，才能在两个轨道上保持真正的滚动。对于大多数固定轮轴的机动有轨车，这是不可能的。因此，在这样的条件下，车轮相对于轨道进行滚动和滑动组合运动。当在斜面上失去牵引从而导致驱动轮打滑时，也可能产生滑动运动。滑动运动的大小大致取决于在接触点处轨道和车轮速度之间的差异，表示为百分比。该差异百分比称为滑动率(creepage)。当滑动率大于约1％时，由于滑动产生显著的摩擦力，并且这些摩擦力导致噪音和部件的磨损(H.Harrison，T.McCanney和J.Cotter(2000)，Recent Developments in COF Measurements at theRail/Wheel Interface，Proceedings The 5thInternationalConference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel SystemsCM 2000(SEIKEN Symposium No.27)，第30-34页，其并入本文作为参考)。噪音的发出是存在于车轮与轨道系统之间的负摩擦特性的结果。负摩擦特性是在滑动(creep)曲线被饱和的区域内车轮与轨道之间的摩擦一般随着系统的滑动率增大而减小的摩擦特性。理论上，通过使机械系统刚性非常强，使运动部件之间的摩擦力减小到非常低的水平或者使摩擦特性从负变正，即通过在滑动曲线被饱和的区域中增大轨道与车轮之间的摩擦，可以减小或消除车轮-轨道系统上的噪音和磨损水平。遗憾的是，赋予机械系统更大的刚度常常是不可能的，例如在大多数列车使用的车轮和轨道系统的情况下。另外，减小车轮和轨道之间的摩擦力可能大大妨碍附着力和刹车，并且不总是适合于轨道用途。在许多情况下，赋予车轮和轨道之间正摩擦特性在减小噪音水平和部件摩损方面是有效的。还已知的是，由于能使列车在轨道上运动必须的间隙的存在产生的持续的往复运动可能加重列车车轮和轨道的磨损。这些作用可能在轨道表面上产生起伏的波形，并称为波纹。波纹使噪音水平增大超过光滑轨道-车轮界面的噪音水平，并且该问题最终只能通过研磨或机加工轨道和车轮表面来解决。这是耗时且昂贵的。在本领域中有许多已知的润滑剂，其中一些涉及用于减少轨道和快速交通系统上的轨道和车轮磨损。例如，U.S.4,915,856公开了一种固体抗磨损抗摩擦润滑剂。该产品是悬浮在固体聚合物载体中的抗磨损和抗摩擦剂的组合，应用于轨道顶面。该载体与车轮的摩擦使抗磨损和抗摩擦剂起作用。但是，该产品不呈现正摩擦特性。而且该产品是保持性差的固体组合物。使用现有技术的组合物，包括固体粘性组合物，存在若干相关的缺点。首先，如果仅在轨道的少数特定位置存在噪音问题，为机动有轨车供给摩擦改良剂粘性组合物并应用到大段轨道上是浪费的。其次，有些轨道具有持续120天的维护周期。目前还没有粘性技术可以使固体润滑剂或摩擦改性剂可以持续这样长的时间。第三，在北美的货运实践是货车在整个大陆上变成分离的，所以，在许多(如果不是全部)的机动有轨车上需要摩擦改良剂粘着物，这是昂贵且不实用的。类似地，使用固体粘着物的轨道顶面摩擦处理需要封闭系统，以实现在轨道上充分地积累摩擦改良剂产品。所谓封闭系统是其中所存在的基本是被控制的车队，而没有外部列车进入或离开该系统。虽然城市运输系统通常是封闭的，但是货运系统通常是开放的，并且车厢广泛交换。在这样的系统中，固体粘着物技术实用性较差。U.S.5,308,516、U.S.5,173,204和WO 90/15123涉及具有高摩擦和正摩擦特性的固体摩擦改良剂组合物。这些组合物显示出作为滑动率的函数的增大的摩擦，并且包含赋予这些配方固体稠度的树脂。所用的树脂包括胺和聚酰胺环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯、聚酯、聚乙烯或聚丙烯树脂。然而，为了性能最佳，这些要求在封闭的环路系统中连续施用。欧洲专利申请0 372 559涉及用于润滑的固体涂料组合物，其能够对施用它的位置提供最佳的摩擦系数，并且同时能够降低磨损损耗。但是，这些组合物不具有正摩擦特性。此外，没有表明这些组合物对于在施用它们的表面上的耐久性或保持性是优化的。现有技术的许多润滑剂组合物或者配制成固体粘着物或者是粘性的液体(糊)，因此不能以自动喷涂方式施用到滑动和滚动-滑动系统中。在自动喷涂中的液体摩擦调节组合物的施用，在许多情况下，减少施用到轨道系统中的组合物的量并在需要的位置提供摩擦改良剂组合物的更均匀分布。此外，自动喷涂快速干燥，这可以导致使不希望的机车车轮打滑的可能性减至最小。与使用应用于车轮的固体粘着物施用系统相比，向轨道顶面施用液体基组合物具有明显的优点。使用液体系统可以通过轨道上方(hirail)、路边或随车携带的系统进行特定位置的施用。对于连续向车轮施用产品的固体施用系统来说，这样的特定涂敷是不可能的。此外，直至轨道完全达到所要求的状态之后，固体粘着物施用方法的低传递速度才会产生益处。由于必须覆盖大量的轨道以及没有固体粘着物润滑剂的机动有轨车的存在，对于1类轨道，这是不大可能的情况。液体系统避免了这一问题，因为产品施用到轨道的顶面，使得列车的全部车轴与该产品接触并立即从该产品获益。但是，并不总是这样的情况，因为施用薄膜保持粘附在轨道上和提供摩擦调节的能力受到限制。在某些条件下，液体产品在一列列车通过之前已经被损耗。WO98/13445描述了若干水基组合物，表现出许多摩擦组合物，具有在两个滚动-滑动接触的钢物体之间的正摩擦特性。虽然表现出若干与摩擦控制相关的希望的性能，但是这些组合物表现出较差的保持性，并且不会保持与轨道长时间结合，为了优化性能，需要重复施用。这些组合物可以用于特定的用途，但是，为了优化性能，需要反复的重新施用，并且伴随着成本增大。此外，由于这些液体组合物的若干特性，已经发现这些组合物不适合于自动喷涂的用途。虽然现有技术中许多摩擦改良剂表现出正摩擦特性，但是，这些摩擦改良剂的局限性是它们不能保持在钢表面上并保持长时间有效。实际上，摩擦改良剂必须反复施用到轨顶或者轨底界面上以保证合适的摩擦调节，并且这样的反复施用可能导致相当大的成本。因此，对长时间表现出改善的保持性、耐久性和功能的摩擦改良剂组合物存在需求。这样的组合物可以有效地公开用于开放或封闭轨道系统中。这些组合物可以包括固体、糊状或液体配方。本专利技术的目的是克服现有技术的缺点。通过主要权利要求的特征的组合达到了以上目的。从属权利要求公开了本专利技术的进一步有益的实施方案。专利技术概述本专利技术涉及液体摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体摩擦调节组合物，其包含：（ａ） 约４０－约９５％的水；（ｂ） 约０．５－约５０％的流变剂；（ｃ） 约０．５－约４０％的保持剂；（ｄ） 约０－约４０重量％的润滑剂；和（ｅ） 约０－约２５重量％的摩擦改良剂，其中 ，如果所述润滑剂为约０重量％，则所述组合物包含至少约０．５重量％的摩擦改良剂，并且其中如果所述摩擦改良剂为约０重量％，则所述组合物包含至少约１重量％的润滑剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J科特尔，DT埃迪，KS基迪克，
申请(专利权)人：凯尔桑技术公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]