CN102006987A - 轮胎修补密封组合物 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎修补密封组合物，所述组合物具有：30至80％的天然胶乳、5至35％的合成胶乳和10至60％的乙二醇，并且其中合成胶乳粒子的直径有利地具有0.04至0.5μm的平均粒度分布。

Description

轮胎修补密封组合物
技术领域
本发明涉及一种轮胎修补密封组合物。
背景技术
已知轮胎穿孔是用密封组合物修补的，该密封组合物被注射到轮胎中以从内部修补穿孔，并且使轮胎气密。
各种类型的密封组合物是已知的，其中将橡胶，通常是天然橡胶的胶乳与粘合剂和防冻剂混合。
如果长时间保持，这种密封组合物具有以下缺点：胶乳和粘合剂粒子结合而形成膏状组合物，这种膏状组合物在分配时堵塞分配器阀门并且不能适当地修补穿孔。
本发明人进行的研究已经表明，堵塞分配器阀门的一个原因似乎是天然橡胶粒子的大的尺寸-1微米，以及不均匀、不稳定的尺寸分布。
不含粘合剂的组合物也是已知的，但是其也导致分配器阀门的堵塞。
因此需要被设计成消除已知的组合物的缺点的轮胎修补密封组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种密封组合物，其随时间的流逝是稳定的，并且其橡胶胶乳粒子不经历导致分配器阀门堵塞的聚集。
附图简述
根据本发明，提供一种如权利要求1中所述的密封组合物。
本发明将参考附图进行描述，在附图中：
-图1显示相对于下述配方(formula)D(羧基化(carboxylated)合成胶乳和乙二醇)，在与空气接触中留存48小时的样品(试验9)和留存2小时并且立即测试的样品(试验10)的比较；
-图2显示了在实施例4中的0％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图3显示了在实施例4中的10％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图4显示了在实施例4中的25％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图5显示了在实施例4中的50％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图6显示了在实施例4中的75％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图7显示了如在实施例5中进行热试验的5％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图8显示了如在实施例5中进行热试验的10％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图9显示了如在实施例5中进行热试验的15％合成胶乳配方的压力-时间曲线；
-图10显示了如在实施例5中进行热试验的20％合成胶乳配方的压力-时间曲线。
实施本发明的最佳方式
在一个优选的实施方案中，合成胶乳的平均粒度为0.04至0.5μm，并且其有利地用于制备密封组合物。这种配方使得密封组合物显著稳定，因此防止粒子聚集，而同时保持天然胶乳基组合物的优异的密封能力特性。
平均粒度分布为0.05-0.3μm的合成胶乳粒径被发现是优选的，并且还更优选粒度分布为0.1。
根据本发明的一个方面，密封组合物优选包含40至70％的天然胶乳，10至20％的合成胶乳和20至50％的乙二醇。更优选地，组合物包含：
-50-52％的天然胶乳
-14-16％的合成胶乳
-31-33％的乙二醇。
合成胶乳具有优选至少25％，更优选超过50％的胶凝率(gelation rate)并且有利地选自包括苯乙烯-丁二烯和羧基化苯乙烯-丁二烯的组，所述胶凝率是通过基于JIS-K6387的Mallon机械稳定性测试测量的。
使用的天然胶乳在脱蛋白质时提供优异的结果。
密封组合物还可以包含0.5-3％，优选1-2％的聚氨酯胶乳，其具有进一步稳定的效果。
最后，密封组合物还可以包含添加剂，例如其量优选为0.05-3％并且更优选为0.1-1.5％的抗氧化剂和其量优选为0.2-3％并且更优选为0.5-2％的稳定剂。
现在将通过许多完全非限制性的实施例描述本发明。
实施例
实施例1
化学-物理特性
比较各种组合物。在考虑(respecting)3至2的胶乳/乙二醇比率(60％胶乳+40％乙二醇)时，制备大量配方，其组成基于不同于天然胶乳的组成；并且对下列配方进行试验：
-配方：Hartex 101天然胶乳和乙二醇
-配方A：来自Malaya的Euratex S3和Euratex T22R纯天然胶乳，其添加有非离子表面活性剂和乙二醇
配方B：如上所述的Euratex S3和Euratex T22R纯天然胶乳，其具有比率为3∶1的非离子表面活性剂和羧基化SBR和乙二醇
-配方C：Euratex 2007软膜(softer-film)苯乙烯-丁二烯(SBR)胶乳和乙二醇
配方D：Euratex 2007硬膜(harder-film)(羧基化)苯乙烯-丁二烯(SBR)胶乳和乙二醇
配方E：在实验室中制备的商业化配方。
尽管还测试了实际的商业化配方，但是在试验中包括配方E，用于在不依赖于储存和运输引起的化学-物理变化的条件下研究产品，所述条件可能强烈地影响容易变化的天然胶乳基产品。
下面显示了上述配方的粘度测试结果：
  配方   胶乳   温度(℃)  粘度(mPa*S)
  A   天然n°1   24.3  20.4
  B   天然n°2   23.8  20.3
  C   合成n°1   24.2  19
  D   合成n°2   23.8  18.7
在天然胶乳(约20.35mPa*s)和合成胶乳(约18.85mPa*s)的粘度之间没有观察到显著的差别。合成胶乳的更低粘度与其粒度密切相关，粒度分析表明其粒度比天然胶乳的粒度小得多。更具体地，值的范围为天然胶乳的约1μm至测试的合成胶乳的约0.1μm的十分之一。此外，合成胶乳被证明具有界限分明的中心位置适当的、很窄的高斯粒度分布，表明大量的粒子具有相同的直径。
实施例2
阀门注射试验
模拟组合物分配器系统的测试系统包括压缩机、量表和用于支撑组合物容器的系统。这些与压力表和流量表结合成一体以在整个测试中监测压力和流量。
因此，通过模拟通常的商业化分配器系统的工作条件来测试通过阀门的组合物的注射。
当启动压缩机时，组合物从筒(cartridge)中排出，并且沿着系统的硅氧烷管流动，到达拧紧阀门的末端。只要筒中的组合物一流出，就供给空气对轮胎充气。在容器中收集从筒中排出的组合物。试验持续约5分钟，这多于足以达到约2.5巴(35PSI)的最终轮胎压力的时间。
对实施例1中的组合物进行环境温度注射试验。
由合成胶乳配方(C和D)和天然胶乳配方B得到最佳的结果。
实施例3
留存并且与空气接触的影响
使用在测试时制备的样品进行测试，并且将结果与在测试前很久就已制备的相同组合物的结果比较，以评价对样品的留存影响。
图1显示了相对于配方D(羧基化合成胶乳和乙二醇)，在与空气接触中留存48小时的样品(试验9)和留存2小时并且立即测试的样品(试验10)的比较。
如同所有其它测试的配方一样，在与空气接触中留置更久的样品在注射时产生更高的压力峰值，并且与不与空气接触的不留存样品相比通常保持更高的压力。
要特别注意的一点是，在注射后，羧基化合成胶乳配方D不产生显著的压力升高，即具有巨大的应用优点(advantage application-wise)的事实。
实施例4
混合组合物注射试验
为了同时实现在所有类型的阀门中的无故障注射和有效的持久修补，发现组合物同时需要天然和合成胶乳。假设实施例1中的配方D的优异结果，首先测试下列组合物：
-0％羧基化合成胶乳(商业化胶乳)
-10％羧基化合成胶乳+90％商业化胶乳
-25％羧基化合成胶乳+75％商业化胶乳
-50％羧基化合成胶乳+50％商业化胶乳
-75％羧基化合成胶乳+25％商业化胶乳。
如图2-7中所示，由合成胶乳百分比在10％至25％之间的范围内的混合物得到了最佳的性能。尽管测试的合成胶乳类所特有的在注射后保持或多或少恒定的压力的趋势，所检验的组成范围显示更低，因此是更适宜的最低值。通常而言，所有混合的组合物与商业化配方相比提供更好的结果：峰值压力和在修补中的压力均更低，并且注射本身更快(更窄的注射峰值)。
实施例5
热注射试验
这些试验所采用的程序与实施例2中的环境温度测试的程序相同，不同之处在于在测试前将样品在70℃加热1小时。
如图8-10中所示，结果显示了具有15％羧基化合成胶乳的混合组合物的良好性能。
如与环境温度测试比较，热测试通常记录到更低的注射压力(更低的峰值)。
实施例6
道路试验(Road test)
在冬季、夏季、带对称凹槽型(symmetrically-grooved)、带不对称凹槽型(asymmetrically-grooved)的各种轮胎上和在下列2种基本上不同的情形下对上面所选择的配方进行了实际的道路试验：其中物体保持嵌入到轮胎内部的穿孔；和其中取出物体的穿孔。在第一种情况下，在修补中保留用于刺穿轮胎的钉子；而在第二种情况下，汽车在钢板上运行而将轮胎刺穿，并且自动地消除了(free)孔。在两种情况下，所使用的钉子的直径均为6mm。
然后使用分配器系统(每一次使用所需的组合物的筒)并且覆盖在手册上推荐的区域修补被刺穿的轮胎，从而确保有效的修补。除在整个试验中被监测以外，在测试后检查轮胎压力，并且在24小时后再次检查轮胎压力，以检测最初未检测到的任何失败的修补。
由配方B、C和D获得了最佳的注射试验结果。通过秒表时间记录来记录表读数。
配方D显示了最佳的应用性能：相当窄的注射压力峰值和比其它两种情况低得多的最大值，并且甚至在注射后的压力上升也缓和(gradual)得多，因此表明压力没有过度升高，即，甚至在成套工具(kit)的通常使用中组合物也平稳地通过阀门流入轮胎。
实施例7
混合组合物道路试验
对于阀门注射试验，还对合成胶乳百分比在5％至20％之间的范围内的组合物进行道路试验。结果也证实在具有15％羧基化合成胶乳的混合组合物的修补方面的有效性更大。
通常而言，所有使用具有合成胶乳的混合物进行的修补是成功的，并且各种记录轮胎压力记录在修补后24小时仍然不变。使用15％合成胶乳混合物的修补略微更快，原因是注射阶段更快(窄的峰值)，这意味着实际的修补(空气流入轮胎中)比所分析的其它情况更快地进行。

Claims (17)

1.一种轮胎修补密封组合物，所述轮胎修补密封组合物包含：
-30至80％的天然胶乳，
-5至35％的合成胶乳，
-10至60％的乙二醇。
2.根据权利要求1所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳的粒子的直径具有0.04至0.5μm的平均粒度分布。
3.根据权利要求2所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳的粒子的直径具有0.05至0.25μm的平均粒度分布。
4.根据权利要求2或3所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳的粒子的直径具有0.1μm的平均粒度分布。
5.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于包含40至70％的所述天然胶乳。
6.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于包含10至20％的所述合成胶乳。
7.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于包含20至50％的所述乙二醇。
8.根据权利要求1或2所述的密封组合物，其特征在于包含：
-50-52％的天然胶乳，
-14-16％的合成胶乳，
-31-33％的乙二醇。
9.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于所述天然胶乳是脱蛋白质的天然胶乳。
10.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳选自包括苯乙烯-丁二烯和羧基化苯乙烯-丁二烯胶乳的组。
11.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于包含聚氨酯胶乳。
12.根据权利要求5所述的密封组合物，其特征在于包含0.5％至10％的聚氨酯胶乳。
13.根据权利要求5或6所述的密封组合物，其特征在于包含1％至4％的聚氨酯胶乳。
14.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于包含抗氧化剂和稳定剂。
15.根据权利要求8所述的密封组合物，其特征在于包含0.1-1.5％的所述抗氧化剂和0.5-2％的所述稳定剂。
16.根据前述权利要求中任一项所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳通过基于JIS-K6387的Mallon机械稳定性测试测量的胶凝率为至少25％。
17.根据权利要求10所述的密封组合物，其特征在于所述合成胶乳通过基于JIS-K6387的Mallon机械稳定性测试测量的胶凝率超过50％。
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