CN102529585A - 平衡充气轮胎的平衡垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了平衡充气轮胎的平衡垫，该充气轮胎具有DVA内衬，和平衡这种充气轮胎的方法。在一个实施方案中，提供平衡垫来平衡具有DVA内衬的充气轮胎。平衡垫包括具有动态硫化共混胶的外层，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。平衡垫进一步包括粘合至外层的具有橡胶或塑料胶料的内层。外层能够粘合至轮胎内衬的内表面，包括具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相的动态硫化共混胶。

Description

平衡充气轮胎的平衡垫

技术领域

本发明涉及平衡具有动态硫化共混胶(DVA, dynamically vulcanized alloys)内衬的充气轮胎的平衡垫。

背景技术

充气轮胎通常用于各种交通工具，例如载客汽车、飞机和工业设备。公知的是当轮胎在交通工具的运行速度下旋转时，即使安装到交通工具的充气轮胎中的少量不平衡也可能引起不希望有的振动和噪声。这种不平衡可能归因于轮胎轮辋中的不均匀性或不完整性，或者模制的轮胎本身中的不完整性或不均匀性。这种不平衡在飞机前端起落架上使用的轮胎上特别显著，原因是飞机起飞期间达到的高轮转速或高每分钟转数。

消除或减少形成的轮胎中不平衡的作用的一种方法一直是在轮胎已经固化之后，将离散的橡胶材料贴片固定到轮胎内衬，试图补偿任何不平衡。常规的双层橡胶贴片或平衡垫，包括薄“粘合剂橡胶层”和厚“高比重胶料层”，通常用来平衡轮胎，例如飞机轮胎。也可以在双层之间存在置入的一个或多个其它层，以将它们结合在一起。

使用平衡垫平衡轮胎的方法需要通常在动态测试机中确定形成的轮胎的不平衡的量和位置。基于不平衡测试的结果，确定抵销轮胎不平衡所需的贴片材料的位置和质量。随后典型地使用有机溶剂在适当位置清洗轮胎的内表面，以及使用一种或多种基于溶剂的粘合剂，通常为基于橡胶的快干粘结剂在希望的位置粘附贴片。通常用来平衡轮胎的橡胶贴片通常以固定增重提供。关于轮胎平衡的特别重要的一个问题是在平衡垫和轮胎内衬之间获得所希望的粘附性，特别是就现在使用动态硫化共混胶的轮胎内衬而言。

动态硫化共混胶(“DVA”)，特别是DVA膜已经被吹捧至少部分作为轮胎中的卤代丁基内衬的改进的替代物，因为该膜比常规的卤代丁基内衬更轻薄。但是，为了在常规的平衡垫和DVA内衬之间具有所希望的粘附性，需要解决其间的附着。特别地，DVA为没有固有粘性的不粘材料，并且部分包括例如尼龙的工程树脂作为连续相，其不同于常规的卤代丁基内衬，在常规平衡垫的橡胶内部橡胶层之间产生不匹配。最终结果为包括基于橡胶的粘合剂层的常规平衡垫不能令人满意地使用常规的基于橡胶的快干粘结剂粘附至DVA内衬。

因此，本领域中需要克服上述缺陷和缺点的用于平衡包括DVA内衬的充气轮胎的平衡垫。

发明内容

本发明涉及平衡具有DVA内衬的充气轮胎的平衡垫，和平衡这种充气轮胎的方法。

在一个实施方案中，提供平衡垫来平衡具有DVA内衬的充气轮胎。平衡垫包括具有动态硫化共混胶的外层，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。平衡垫还包括粘合至外层的具有橡胶或塑料胶料的内层。外层能够粘合至轮胎内衬的内表面，其包括具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相的动态硫化共混胶。

在另一个实施方案中，提供充气轮胎，其包括外部胎面和在外部胎面内部配置的内衬。内衬包括动态硫化共混胶，所述动态硫化共混胶具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。内衬也包括内表面和外表面。充气轮胎还包括具有外层和内层的平衡垫。外层包括动态硫化共混胶，所述动态硫化共混胶具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。内层包括粘合至外层的橡胶或塑料胶料。平衡垫的外层粘合至内衬的内表面。

在另一个实施方案中，提供平衡充气轮胎的方法，包括将至少一个平衡垫的外层粘合至轮胎内衬的内表面。内衬配置在外部胎面内部，并且包括动态硫化共混胶，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。平衡垫的外层包括动态硫化共混胶，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相。平衡垫还包括粘合至外层的具有橡胶或塑料胶料的内层。

附图说明

引入并构成本说明书一部分的附图图示说明了本发明的实施方案，并且与以上给出的发明内容和以下给出的具体实施方式一起，用来说明本发明。

图1为根据本发明实施方案的具有DVA内衬和与其粘附的平衡垫的充气轮胎的剖视图；

图2为图1的平衡垫的放大剖视图；

图3为用于平衡充气轮胎的平衡垫的另一个实施方案的放大剖视图；和

图4为用于平衡充气轮胎的平衡垫的另一个实施方案的放大剖视图。

具体实施方式

图1显示充气轮胎10，其包括侧壁12，外部圆周橡胶胎面14，包括帘布层18和不可延伸胎圈20的支撑胎体16，带22，和包括内表面26和外表面28的内衬24。内衬24设计用来抑制空气或氧气通过，以在长时间段内保持轮胎压力。单独的侧壁12从胎面14的轴向外缘向内辐射状延伸，连接各个不可延伸胎圈20。支撑胎体16用作胎面部分14和侧壁12的支撑结构。当轮胎10在使用中时，外部圆周胎面14适宜于接地。

进一步参考图1和2，内衬24的内表面26粘合至平衡垫34的外层32的外表面30。平衡垫34的余部包括粘合至外层32的内表面37的内层36。虽然平衡垫34显示为限定的是双层结构，但应理解平衡垫34可以包括多于两层。

内衬24和平衡垫34的外层32包括可以相同或不同的动态硫化共混胶(“DVA”)。DVA材料包括至少一种工程树脂作为连续相和至少一种部分硫化的橡胶作为分散相，并且可以通过一般地使用被称为动态硫化的技术，将工程树脂和橡胶，与固化剂和填料共混在一起来制备。

术语“动态硫化”表示一种硫化方法，其中工程树脂和橡胶在固化剂存在下，在高剪切和高温的条件下混合。通过使用例如开炼机、班伯里密炼机、连续混合机、捏合机、混合挤出机(例如双螺杆挤出机)或类似物的装置，在橡胶的固化温度或之上的温度下混合各成分来完成动态硫化。结果，橡胶以精细颗粒的形式，例如微凝胶的形式同时交联和分散在形成连续基质的工程树脂中。动态固化组合物的一个特征是尽管橡胶被固化(或至少部分固化)，该组合物仍可以由常规的热塑性加工技术，例如挤出、注塑、压塑等进行加工和再加工。

工程树脂(也称为“工程热塑性树脂”、“热塑性树脂”或“热塑性工程树脂”)可以包括任何热塑性聚合物、共聚物或其混合物，包括但不限于以下的一种或多种：a)聚酰胺树脂，例如尼龙6 (N6)、尼龙66 (N66)、尼龙46 (N46)、尼龙11 (N11)、尼龙12 (N12)、尼龙610 (N610)、尼龙612 (N612)、尼龙6/66共聚物(N6/66)、尼龙MXD6 (MXD6)、尼龙6T (N6T)、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物或尼龙66/PPS共聚物；b)聚酯树脂，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、PET/PEI共聚物、聚丙烯酸酯(PAR)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、液晶聚酯、聚氧化烯二酰亚胺二酸/聚丁酸酯对苯二酸酯共聚物和其它芳族聚酯；c)聚腈树脂，例如聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、甲基丙烯腈-苯乙烯共聚物或甲基丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物；d)聚甲基丙烯酸酯树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸乙酯；e)聚乙烯树脂，例如乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯基/聚亚乙烯基共聚物或聚偏二氯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物；f)纤维素树脂，例如乙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素；g)氟树脂，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯氟乙烯(PCTFE)或四氟乙烯/乙烯共聚物(ETFE)；h)聚酰亚胺树脂，例如芳族聚酰亚胺；i)聚砜；j)聚缩醛；k)聚酮；l)聚苯醚和聚苯硫醚；m)苯乙烯-马来酸酐；n)芳族聚酮；和o)包括a)至n)在内的任一种和全部的混合物，以及包括a)至n)在内的每一种内的说明性或示例性工程树脂的任一种的混合物。

在一个实施方案中，工程树脂包括聚酰胺树脂及其混合物，例如尼龙6、尼龙66、尼龙6 66共聚物、尼龙11和尼龙12及它们的共混物。在另一个实施方案中，工程树脂不包括烯烃的聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯。在另一个实施方案中，工程树脂具有超过500 MPa的杨氏模量和/或低于60×10^-12 cc cm/cm² sec cm Hg (30℃下)的空气渗透系数。在一个实施例中，空气渗透系数低于25×10^-12 cc cm/cm² sec cm Hg (30℃下)。

DVA的橡胶组分可以包括二烯橡胶和其氢化物，含卤素橡胶，例如含有卤代异丁烯的共聚物(例如溴代异丁烯对甲基苯乙烯共聚物)，硅橡胶，含硫橡胶，氟橡胶，醇橡胶，丙烯酰基橡胶，离聚物，热塑性弹性体，或其组合物和共混物。

在一个实施方案中，橡胶组分为含卤素橡胶。含卤素橡胶或卤代橡胶可以包括具有至少约0.1 mol%卤素(例如溴、氯或碘)的橡胶。合适的卤代橡胶包括含有卤代异丁烯的橡胶(也称为基于卤代异丁烯的均聚物或共聚物)。这些橡胶可以描述为C₄至C₇异单烯烃衍生单元，例如异丁烯衍生单元，和至少一种其它可聚合单元的无规共聚物。在一个实施例中，含有卤代异丁烯的橡胶为丁基型橡胶或支化丁基型橡胶，例如溴代形式。有用的不饱和丁基橡胶，例如烯烃或异烯烃的均聚物和共聚物以及适合于本公开内容的其它类型的橡胶是公知的，并且在RUBBER TECHNOLOGY 209-581 (Maurice Morton编，Chapman & Hall 1995)，THE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK 105-122 (Robert F.Ohm编，R.T.Vanderbilt Co.，Inc. 1990)，和Edward Kresge和H.C.Wang在8 KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY 934-955 (John Wiley & Sons，Inc.第4版，1993)中描述。在一个实施例中，含卤素橡胶为卤代异丁烯-对甲基苯乙烯-异戊二烯共聚物或卤代聚(异丁烯-共-对甲基苯乙烯)聚合物，其为通常含有约0.1至约5 wt%溴甲基的溴代聚合物。

在一个实施方案中，橡胶具有超过500 MPa的杨氏模量和/或低于60×10^-12 cc cm/cm² sec cm Hg (30℃下)的空气渗透系数。在一个实施例中，空气渗透系数低于25×10^-12 cc cm/cm² sec cm Hg (30℃下)。

在一个实施方案中，橡胶组分和工程树脂都以至少10 wt%的量存在，基于橡胶配料的总重量，；和橡胶组分和工程树脂的总量不少于30 wt%，基于橡胶配料的总重量。

如先前指明的，DVA也可以包括一种或多种填料组分，其可以包括碳酸钙、粘土、云母、二氧化硅和硅酸盐、滑石、二氧化钛、淀粉和其它有机填料，例如木屑和炭黑。在一个实施例中，填料以全部DVA组合物的约20 wt%至约50 wt%存在。

也可以在DVA中提供本领域已知的附加添加剂，以提供具有所需物理性能的所需胶料。这种已知的和通常使用的添加剂材料为活化剂，迟延剂和促进剂，橡胶加工油，树脂，包括增粘树脂，增塑剂，脂肪酸，氧化锌，蜡，抗降解剂，抗臭氧剂和塑解剂。如本领域普通技术人员已知的，根据DVA的预定用途，选择并以常规量使用上述添加剂。

根据本发明实施方案，合适的DVAs和制造DVAs的方法在US 2008/0314491；2008/0314492；和2009/015184中公开，在此将其内容全部明确引入作为参考。

特别就动态硫化方法本身而论，该方法涉及使用可硫化组分的硫化或固化剂，基本同时混合和硫化或交联进一步包括至少一种不可硫化的工程树脂的组合物中的至少一种可硫化橡胶组分。动态硫化方法的合适的硫化剂或固化剂包括例如ZnO、CaO、MgO、Al₂O₃、CrO₃、FeO、Fe₂O₃和NiO，其可与相应的金属硬脂酸盐络合物(例如Zn、Ca、Mg和Al的硬脂酸盐)，或与硬脂酸，以及硫化合物或烷基过氧化物化合物一起使用。可以任选添加促进剂。当选择的一种或多种工程树脂使得过氧化物将引起这些树脂自身交联，由此产生过度固化的非热塑性组合物时，要避免过氧化物固化剂。

动态硫化方法在至少部分硫化的橡胶组分的条件下进行。为实现这一点，工程树脂、橡胶组分和其它任选的聚合物以及固化体系可以在足以软化树脂的温度下混合在一起。混合过程可以持续，直到达到所需的硫化或交联水平。在一个实施方案中，橡胶组分可以在部分或全部工程树脂存在下进行动态硫化。类似地，当使用时，不必在动态硫化阶段之前添加全部填料和油。如果在固化之后添加，某些成分，例如稳定剂和加工助剂可以更有效地起作用。硫化温度下的加热和塑炼通常足以在约0.5至约10分钟内完成硫化。硫化时间可以通过升高硫化温度来缩短。例如，合适的硫化温度范围通常为从约热塑性树脂的熔点至约300℃。

所得DVA可即用作内衬24以及平衡垫34的外层32。内衬24和外层32可以通过将DVA材料压延成厚度为约0.1 mm至约1 mm的片材或膜材料来制备。片材可以切割成适当宽度和长度的条，用于施加于特定尺寸或类型的轮胎10或特定尺寸或类型的平衡垫34。内衬24也可以以管状层的形式提供。一种用作内衬24或平衡垫34的合适类型的DVA膜为Exxcore™ DVA，购自ExxonMobil of Houston, Texas。

平衡垫34的内层36可以包括橡胶胶料或塑料胶料。内层36的橡胶胶料可以包括任何可固化橡胶胶料，例如已知用于常规平衡垫的高比重胶料层的那些橡胶胶料，条件是选择的橡胶胶料理想地与DVA粘合，例如当经受常规固化过程时。在一个实施例，橡胶胶料可以包括100份天然橡胶、合成橡胶或其共混物或组合。这种橡胶胶料可以进一步包括1-10 phr的三聚氰胺和至少一种补强填料，以及以下进一步讨论的其它任选的组分。

内层36的橡胶胶料的天然或合成橡胶组分可以为常规二烯或高级二烯橡胶，可以包括至少50 mol%，和在另一个实施例中，至少约60 mol%至约100 mol%的C₄至C₁₂二烯单体。有用的二烯橡胶包括烯烃或异烯烃和多烯烃的均聚物和共聚物，或多烯烃的均聚物，其是公知的并在RUBBER TECHNOLOGY，179-374 (Maurice Morton编，Chapman & Hall 1995)，和THE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK 22-80 (Robert F.Ohm编，R.T.Vanderbilt Co.，Inc. 1990)中描述。二烯橡胶的合适实例包括聚异戊二烯、聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶等，其可以单独使用或以组合和混合物的形式使用。在另一个实施例中，二烯橡胶可以包括苯乙烯类嵌段共聚物，例如具有5 wt%至95 wt%的苯乙烯含量的那些。合适的苯乙烯类嵌段共聚物(SBC)包括通常包括热塑性嵌段部分A和弹性嵌段部分B的那些。

橡胶胶料中的三聚氰胺衍生物可以包括例如六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)、四甲氧基甲基三聚氰胺、五甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺及其二聚物；N-(取代氧甲基)三聚氰胺衍生物，例如六双(甲氧基甲基)三聚氰胺，N,N',N''-三甲基-N,N',N''-三羟甲基三聚氰胺，六羟甲基三聚氰胺，N,N',N''-三羟甲基三聚氰胺，N-羟甲基三聚氰胺，N,N'-二羟甲基三聚氰胺，N,N',N''-三乙基-N,N',N''-三(甲氧基甲基)三聚氰胺，和N,N',N''-三丁基-N,N',N''-三羟甲基三聚氰胺；或其混合物。在一个实施例中，三聚氰胺衍生物为六甲氧基甲基三聚氰胺。

三聚氰胺衍生物可以以约1 phr至约10 phr的量存在于橡胶配料中。在另一个实施例中，三聚氰胺衍生物以约1 phr至约5 phr的量存在。

补强剂可以包括碳酸钙、粘土、云母、二氧化硅和硅酸盐、滑石、二氧化钛、淀粉和其它有机填料，例如木屑和炭黑，及其组合。在一个实施例中，补强剂为炭黑或改性炭黑。合适等级的炭黑包括N110至N990，如RUBBER TECHNOLOGY 59-85 (1995)中所述。

补强填料可以以约10 phr至约150 phr的量存在于橡胶配料中。在另一个实施例中，填料以约30 phr至约100 phr的量存在。在另一实施例中，填料以约40 phr至约70 phr的量存在。

内层36的橡胶胶料也可以包括酚，例如间苯二酚，酚醛树脂，例如间苯二酚-甲醛树脂，或其混合物。在一个实施例中，酚可以以约0.1 phr至约3 phr的量，在另一个实施例中，以约0.4 phr至约1 phr的量存在于橡胶配料中。在另一个实施例中，酚醛树脂可以以约1 phr至约5 phr，在另一个实施例中以约2 phr至约4 phr的量存在于橡胶配料中。

也可以在内层36的橡胶胶料中提供本领域已知的附加添加剂，以提供具有所需物理性能的所需胶料。这种已知的和通常使用的添加剂材料为活化剂，迟延剂和促进剂，橡胶加工油，增塑剂，脂肪酸，氧化锌，蜡，抗降解剂，抗臭氧剂和塑解剂。橡胶胶料也包括固化剂或固化体系，使得组合物是可硫化的并且可以通过标准橡胶混炼方法制备。如本领域普通技术人员已知的，可以选择并以常规量使用上述添加剂和固化剂。

内层36的塑料胶料可以包括任何常规的塑料胶料。在一个实施例中，塑料胶料包括软质塑料。用作内层36的塑料的合适实例包括热塑性塑料，例如聚氨酯、聚丙烯等。在一个实施例中，软质可以如下定义：其中薄膜，例如10密耳厚膜，可以弯曲180°而不断裂。也可以在内层36的塑料胶料中提供本领域已知的附加添加剂，以提供具有所需物理性能的所需胶料。可以通过本领域普通技术人员已知的方法混合内层36的塑料胶料的全部组分。

内层36可以通过将材料压延成厚度为约1 mm至约10 mm的片材或膜材料来制备。片材可以切割成适当宽度和长度的条，用于施加于特定尺寸或类型的平衡垫34。内层36也可以与外层一起共挤出，或者分别挤出。当内层36包括塑料胶料时，例如内层36和外层32可以热熔在一起。这种工艺涉及同时加热两个片材并将它们压制在一起。两个片材然后一起冷却并形成永久结合。当内层36包括橡胶胶料时，例如内层36和外层32可以用常规的粘合剂直接粘合至外层32。

在本发明的另一个实施方案中，如图3所示，平衡垫34可以进一步包括直接设置在DVA外层32和内层36之间的任选的粘合层38，以进一步改进其间的粘附性。

在一个实施例中，粘合层38可以包括任何理想地将内层36粘合至外层32的橡胶胶料。合适的橡胶粘合层，通常也称为粘结层，在US 2008/0314491；2008/0314492；和2009/015184中公开，在此将其全部内容明确引入作为参考。在一个实施例中，橡胶胶料可以包括环氧化天然橡胶或其它极性橡胶，进一步任选与另外的合成和/或天然橡胶结合。在一个实施方案中，粘合层38可以包括环氧化天然橡胶，内层36可以包括橡胶胶料。橡胶粘合层38的厚度可以为约0.1 mm至约2.0 mm。

粘合层38也可以包括粘合剂材料，例如氰基丙烯酸酯。合适的氰基丙烯酸酯的实例可以包括氰基丙烯酸烷基酯，例如氰基丙烯酸乙酯，氰基丙烯酸烷氧基烷基酯，例如氰基丙烯酸烷氧基乙酯，或其混合物。粘合剂材料也可以不含环氧树脂。粘合剂材料的特殊的合适实例包括Loctite® 401、Loctite® 405和Loctite® 455™，购自Henkel Corporation。其它特殊的实例包括Permabond 820和Permabond 737，购自Permabond。粘合剂材料可以以任何常规的方式施涂，例如喷涂。在一个实施方案中，粘合层38可以包括氰基丙烯酸酯，内层36可以包括塑料胶料。

在另一个实施方案中，内衬24的外表面28可以进一步任选包括粘合层(未显示)，以进一步改进对帘布层18的粘附性。

现在参考图4，在另一个实施方案中，平衡垫34可以包括例如通过粘合剂材料(未显示)粘合至内层36和粘合层38的任选的粘合胶层40。粘合胶层40的橡胶胶料可以为已知用于常规粘合胶层40的任何可固化胶料。在一个实施例中，粘合胶层40可以包括不含促进剂的橡胶胶料。

可以使粘合胶层40与粘合层38粘合的粘合剂材料可以包括促进剂。合适的促进剂的实例为二硫代氨基甲酸盐，例如二丁基二硫代氨基甲酸锌二丁基胺络合物。粘合剂材料也可以含有合适的溶剂，所述溶剂可以包括烷烃，例如庚烷，酮，例如丙酮，或其混合物。在一个实施例中，促进剂以0.1至10 wt%存在于粘合剂材料中。在另一个实施例中，促进剂以0.1至5 wt%存在于粘合剂材料中。在另一个实施例中，促进剂以1至2 wt%存在于粘合剂材料中。粘合剂材料可以在室温下以及以任何常规的方式，例如喷涂，施涂于粘合层38和/或粘合胶层40。然后，粘合层38和粘合胶层40被固定，例如压制在一起。当粘合剂材料干燥或固化时，外层32牢固地粘附于内层36。

轮胎胎体16可以为用于充气轮胎10的任何普通型轮胎胎体16。图1中，胎体16包括邻接内衬24设置的帘布层18。帘布层18，将内衬24粘附至轮胎胎体16，并且其余轮胎部件，例如轮胎胎面14、侧壁12和补强胎圈20，通常可以选自本领域中通常已知的那些。帘布层18、轮胎胎面14、侧壁12、胎圈20和带22及其制备方法是本领域技术人员公知的。

轮胎层，例如帘布层18的橡胶胶料的组分，以及平衡垫34，例如内层36的那些组分的混合，可以由本领域普通技术人员已知的方法实现。例如，各成分可以在至少两个阶段中混合，接着是生产混合阶段。最终的固化剂通常在通常称为“生产”混合阶段的最后阶段混合，其中混合通常在低于弹性体的硫化温度的温度或最终温度下发生。术语“非生产”和“生产”混合阶段是橡胶混合领域技术人员公知的。橡胶胶料也包括固化剂或固化体系，使得组合物是可硫化的并且可以通过标准橡胶混炼方法制备。可以选择并以常规的量使用添加剂和固化剂。

使用充气轮胎10的上述轮胎层，可以在轮胎形成鼓(未显示)上使用标准轮胎成型技术制造轮胎10。特别地，如图1所示，充气轮胎10可以通过首先将内衬24设置或放置在轮胎鼓上，随后在其上制造未固化轮胎的余部来制造。接下来，将帘布层18直接放置在内衬24上，随后放置轮胎胎体16的余部和带22。如以上讨论的，内衬24的外表面28可以任选包括粘合剂层，以提供希望的粘性，使内衬24最初与其粘附。最后，将橡胶轮胎胎面14放置在带22和轮胎胎体16上，由此确定未硫化轮胎组件。

已经在鼓上制造未固化轮胎组件之后，可以将其取下并放入加热的模具中。该模具含有可充气轮胎成型气囊，所述气囊设置在未固化轮胎的内部圆周内。封闭模具之后，气囊被充气，并且其通过在固化过程的早期阶段期间靠着封闭模具的内表面挤压轮胎，来使轮胎10成型。气囊和模具内的热量使轮胎10的温度升高到硫化温度。

通常，轮胎10可以在宽的温度范围内固化，硫化温度可以为约100℃至约250℃。例如，客车轮胎可以在约130℃至约170℃范围的温度固化，卡车轮胎可以在约150℃至约180℃范围的温度固化。固化时间可以从约一分钟至几小时变化。固化时间和温度取决于本领域中公知的许多变量，包括轮胎部件的组成，包括各层中的固化体系，整体轮胎尺寸和厚度等。胎坯的硫化使得轮胎组件的全部元件或层，即内衬24、包括帘布层18的胎体16、带22和外部胎面14和侧壁层12，完全或基本完全硫化或交联。除了形成各层和整体结构的所需强度特性之外，硫化还增强了这些元件之间的粘附性，从分离的多个层产生固化的整体轮胎10。

包括动态硫化共混胶的轻薄DVA内衬24显示所希望的低渗透性能。所得整体结构允许轮胎构造重量减少。

轮胎10已经固化之后，一个或多个平衡垫34的外层32可以通过粘合剂材料粘合至内衬24，以消除或减少形成的轮胎10中的不平衡作用。具体地，内衬24的内表面26在与平衡垫34的外层32粘附之前制备。在一个实施例中，用溶剂清洗内衬24。其后，可以在室温下和以任何常规方式，例如喷涂，将粘合剂材料，例如氰基丙烯酸酯，施涂于平衡垫34的外层32的外表面30和/或内衬24的内表面26。然后，例如通过靠着其进行压制，将平衡垫34的外层32与内衬24固定。合适的氰基丙烯酸酯的实例可以包括氰基丙烯酸烷基酯，例如氰基丙烯酸乙酯，氰基丙烯酸烷氧基烷基酯，例如氰基丙烯酸烷氧基乙酯，或其混合物。粘合剂材料也可以不含环氧树脂。粘合剂材料的特殊的合适实例包括Loctite® 401、Loctite® 405和Loctite® 455™，购自Henkel Corporation。其它特殊的实例包括Permabond 820和Permabond 737，购自Permabond。粘合剂材料可以以任何常规的方式施涂。当粘合剂材料干燥或固化时，可以具有任何所需形状或尺寸的平衡垫34牢固地粘附于内衬24。也可以将平衡垫34的外层32热熔凝至内衬24。

根据具体实施方式，用于内层36的橡胶配料的非限制实施例在以下公开。实施例仅用于举例说明的目的，并不认为是对本发明的范围或可以实施的方式的限制。本领域普通技术人员将了解其它实施例。

表I：内层橡胶配料

¹ 六甲氧基甲基三聚氰胺，在自由流动二氧化硅载体上，72%活性。

将表I的内层橡胶配料与接下来论述的对照和对比例进行比较。

对照配料

该橡胶配料和表I的橡胶配料一致，除了配料中排除HMMM，产生168.03的总phr。

对比例

该橡胶配料和表I的橡胶配料一致，除了用3.0 phr六亚甲基双-硫代硫酸二钠盐二水合物替换HMMM，产生171.03的总phr。

以上确定的橡胶配料由本领域技术人员已知的和如先前讨论的标准橡胶混炼方法制备。各制备的配料进一步经由标准方法加工，以提供适用于轮胎制造的帘布层。

评价各内层的各种特性和性能，包括对0.2 mm DVA层的固化粘附性。DVA膜为Exxcore™ DVA膜，购自ExxonMobil of Houston, Texas。这种DVA层包括尼龙作为连续相和至少部分硫化的溴代异丁烯对甲基苯乙烯共聚物作为分散相。

为了测试的目的，使各内层直接邻接DVA膜表面设置，即其间没有粘合层或粘合剂材料，并且在100 psi、150℃下固化23分钟。然后，在纹理方向切割1英寸条带，使用拉伸强度测试仪(Instron)测定50.8 cm/min的十字头速率下的稳态平均载荷。每个橡胶配料测试三个试样。结果/数据在以下表II中列出。

表II：测试结果

。

根据测试结果，包括六亚甲基双-硫代硫酸二钠盐二水合物的对比例的内层橡胶配料并未改善对DVA隔离层的固化粘附性。但是，包括HMMM的表I的帘布层橡胶配料出乎意料地显著增强了内层和DVA隔离层之间的固化粘附性。

根据具体实施方式，同样测试不同的粘合剂材料以确定其在将例如用作内衬24的DVA膜固定至例如用作平衡垫34的外层32的DVA膜方面的有效性。

用于测试的DVA膜为Exxcore™，购自ExxonMobil of Houston, Texas。这种DVA隔离层包括尼龙作为连续相和至少部分硫化的溴代异丁烯对甲基苯乙烯共聚物作为分散相。每个DVA膜具有一个表面，所述表面提供有包括环氧化天然橡胶的橡胶粘合层，也称为粘结层(亦称Exxcore™ DVA)。

在以下其它实施例中，根据具体实施方式，测试粘合剂材料来确定其在将例如用作外层32的DVA膜固定至粘合胶层40方面的有效性。设置在DVA外层32和粘合胶层40中间的是橡胶粘合层38，其粘附于外层32。粘合胶层40是常规双层平衡垫的一部分，也包括外层36并且购自Patch Rubber Company。以下评价和论述粘合层之间的粘合强度。

以下实施例仅用于举例说明的目的，并不认为是对本发明的范围或可以实施的方式的限制。本领域普通技术人员将了解其它实施例。

DVA膜对DVA膜的粘附性

分别将购自Henkel Corporation的包括氰基丙烯酸酯的三种不同的示例性商业粘合剂，和分别购自Patch Rubber Company和Tech International的两种对比粘合剂施涂于五个分离的14密耳流延DVA膜(6×6英寸)的无粘结层侧的4×6英寸区域。将另一个流延DVA膜靠着五个涂布的DVA膜的每一个进行压制，以在其间夹入粘合剂材料。允许粘合剂材料固化。从每个试件切割三个1''窄条，随后在室温下以50.8 cm/min的十字头速率进行拉伸强度测试机拉伸。粘合剂和平均结果/数据在以下表III中列出。

表III：粘合剂材料和测试结果

¹ 氰基丙烯酸乙酯

² 氰基丙烯酸乙酯

³ 氰基丙烯酸烷氧基乙酯

⁴ 二丁基二硫代氨基甲酸锌二丁基胺络合物

⁵ 二丁基二硫代氨基甲酸锌二丁基胺络合物。

使用腈基丙烯酸酯粘合剂材料的试件显示比两个对比试件显著更强的粘合。实际上，使用腈基丙烯酸酯粘合剂材料的三个试件都不能被剥离，即在室温下每个都在钳口处断裂，而对比试件显示可忽略的粘附性。

具有粘合层的DVA膜对平衡垫的粘合胶层的粘附性

将购自Patch Rubber Company的快干粘合剂材料施涂于一个10密耳流延DVA膜的粘合层。将购自Patch Rubber Company的常规2盎司的2-层平衡垫的粘合胶层靠着DVA膜压制，以在其间夹入快干粘合剂材料。然后允许粘合剂材料干燥。一周之后，在室温和95℃下以50.8 cm/min的十字头速率测定拉力。粘合剂材料和结果/数据在以下表IV中列出。

表IV：粘合剂材料和测试结果

¹ 二丁基二硫代氨基甲酸锌二丁基胺络合物。

如同DVA对DVA测试结果一样，该测试结果表明，通过测试的粘合剂材料，DVA膜很好地与粘合胶层粘附。

虽然本发明已经通过其一个或多个实施方案的描述加以举例说明，并且虽然已经非常详细地描述了这些实施方案，但是它们并不拟将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制到这种细节。额外的优点和改进对于本领域技术人员来说将是立即显而易见的。因此，本发明在其更宽方面不局限于所示和所述的具体细节、代表性产品和方法以及示例性实施例。因此，在不脱离一般发明构思的范围的前提下，可以由这种细节加以变化。

因此，本发明公开了以下实施方案。

方案1. 用于轮胎的平衡垫，其包括：

包括动态硫化共混胶的外层，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相；和

粘合至所述外层的包括橡胶或塑料胶料的内层，

其中所述外层能够粘合至轮胎内衬的内表面，其包括具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相的动态硫化共混胶。

方案2. 方案1的平衡垫，其中所述内层直接粘合至所述外层。

方案3. 方案1的平衡垫，进一步包括粘合层，该粘合层包括将所述外层粘合至所述内层的橡胶胶料。

方案4. 方案3的平衡垫，其中所述粘合层的橡胶胶料包括环氧化天然橡胶。

方案5. 方案1的平衡垫，其中所述内层包括不含促进剂的橡胶胶料，并且其中所述平衡垫进一步包括粘合剂材料和粘合层，所述粘合剂材料包括促进剂，所述粘合层包括橡胶胶料，所述粘合剂材料将所述内层粘合至所述粘合层，所述粘合层粘合至所述外层。

方案6. 方案5的平衡垫，其中所述促进剂为二硫代氨基甲酸盐。

方案7. 方案1的平衡垫，进一步包括粘合剂材料，该粘合剂材料包括将所述外层粘合至所述内层的氰基丙烯酸酯。

方案8. 方案1的平衡垫，其中对于所述外层的所述动态硫化共混胶，所述工程树脂为聚酰胺，和所述至少部分硫化的橡胶为卤代橡胶。

方案9. 充气轮胎，特征在于：

外部胎面；

在所述外部胎面内部设置并且包括第一动态硫化共混胶的内衬，所述第一动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述内衬进一步包括内表面和外表面；和

包括外层和粘合至所述外层的内层的平衡垫，所述外层包括第二动态硫化共混胶，所述第二动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述内层包括橡胶或塑料胶料，

其中所述平衡垫的所述外层粘合至所述内衬的所述内表面。

方案10. 方案9的轮胎，其中所述平衡垫的所述外层通过包括氰基丙烯酸酯的粘合剂材料粘合至所述内衬的所述内表面。

方案11. 方案10的轮胎，其中所述氰基丙烯酸酯选自氰基丙烯酸烷基酯和/或氰基丙烯酸烷氧基烷基酯。

方案12. 方案9的轮胎，其中所述内层直接粘合至所述外层。

方案13. 方案9的轮胎，进一步包括粘合层，该粘合层包括将所述外层粘合至所述内层的橡胶胶料。

方案14. 方案13的轮胎，其中所述粘合层的橡胶胶料包括环氧化天然橡胶。

方案15. 方案9的轮胎，其中所述内层包括最初不含促进剂的橡胶胶料，并且其中所述平衡垫进一步包括粘合剂材料和粘合层，所述粘合剂材料包括促进剂，所述粘合层包括橡胶胶料，所述粘合剂材料将所述内层粘合至所述粘合层，所述粘合层粘合至所述外层。

方案16. 方案9的轮胎，其中所述平衡垫进一步包括粘合剂材料，该粘合剂材料包括将所述外层粘合至所述内层的氰基丙烯酸酯。

方案17. 方案9的轮胎，其中对于所述第一和/或第二动态硫化共混胶，所述工程树脂为聚酰胺，和所述至少部分硫化的橡胶为卤代橡胶。

方案18. 平衡充气轮胎的方法，其包括：

将至少一个平衡垫的外层粘合至轮胎内衬的内表面，所述内衬设置在外部胎面的内部并且包括第一动态硫化共混胶，所述第一动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述外层包括第二动态硫化共混胶，所述第二动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述平衡垫进一步包括粘合至所述外层的包括橡胶或塑料胶料的内层。

方案19. 方案18的方法，进一步包括将另外的平衡垫粘合至所述轮胎内衬的所述内表面。

Claims (10)

1.用于轮胎的平衡垫，特征在于：

包括动态硫化共混胶的外层，所述动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相；和

粘合至所述外层的包括橡胶或塑料胶料的内层，

其中所述外层能够粘合至轮胎内衬的内表面，其包括具有工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相的动态硫化共混胶。

2.权利要求1的平衡垫，特征在于所述内层直接粘合至所述外层。

3.权利要求1的平衡垫，进一步特征在于粘合层包括将所述外层粘合至所述内层的橡胶胶料。

4.权利要求3的平衡垫，特征在于所述粘合层的橡胶胶料包括环氧化天然橡胶。

5.权利要求1的平衡垫，特征在于所述内层包括不含促进剂的橡胶胶料，以及特征在于所述平衡垫进一步包括粘合剂材料和粘合层，所述粘合剂材料包括促进剂，所述粘合层包括橡胶胶料，所述粘合剂材料将所述内层粘合至所述粘合层，所述粘合层粘合至所述外层。

6.权利要求1的平衡垫，进一步特征在于粘合剂材料包括将所述外层粘合至所述内层的氰基丙烯酸酯。

7.权利要求1的平衡垫，特征在于对于所述外层的所述动态硫化共混胶，所述工程树脂为聚酰胺，和所述至少部分硫化的橡胶为卤代橡胶。

8.充气轮胎，特征在于：

外部胎面；

在所述外部胎面内部设置并且包括第一动态硫化共混胶的内衬，所述第一动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述内衬进一步包括内表面和外表面；和

包括外层和粘合至所述外层的内层的平衡垫，所述外层包括第二动态硫化共混胶，所述第二动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述内层包括橡胶或塑料胶料，

其中所述平衡垫的所述外层粘合至所述内衬的所述内表面。

9.权利要求8的轮胎，特征在于所述平衡垫的所述外层通过包括氰基丙烯酸酯的粘合剂材料粘合至所述内衬的所述内表面。

10.平衡充气轮胎的方法，特征在于：

将至少一个平衡垫的外层粘合至轮胎内衬的内表面，所述内衬设置在外部胎面的内部并且包括第一动态硫化共混胶，所述第一动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述外层包括第二动态硫化共混胶，所述第二动态硫化共混胶包括工程树脂作为连续相和至少部分硫化的橡胶作为分散相，所述平衡垫进一步包括粘合至所述外层的包括橡胶或塑料胶料的内层。

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