CN104364341B - 补胎剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供在发挥优异的储存稳定性的同时能够改善穿孔密封性能的轮胎补胎剂。所述轮胎补胎剂包含橡胶胶乳、增粘树脂乳剂及松香酸系表面活性剂。

Description

补胎剂

技术领域

本发明涉及用于穿孔修复系统的具备增强的穿孔密封性能的补胎剂，所述穿孔修复系统通过轮胎轮毂上的气阀将补胎剂及高压空气依次注入被刺穿的轮胎。

背景技术

已知用于临时修补穿孔轮胎的系统包括：在阀芯被卸掉后将密封剂通过轮胎上的气阀注入其中的系统，注入后将所述阀芯装上，再注入高压空气直到轮胎被充起到足够驾驶的压力(下文又称为“分离型系统”)；以及包含装有密封剂的耐压容器和高压空气源(例如压缩机)的系统，以将密封剂通过气阀注入轮胎，再连续注入高压空气直到轮胎被充起到足够驾驶的压力(下文又称为“集成型系统”)。这样的补胎剂需要具备优异的储存稳定性及穿孔密封性能等性质。

例如，专利文献1提出了一种通过将表面活性剂(例如聚氧化烯烷基醚)加入到天然橡胶胶乳中制备得到的补胎剂。尽管如此，在提高穿孔密封性能的同时在提供储存稳定性方面仍然有提高的余地。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP2011-6645A

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决上述问题并提供一种轮胎补胎剂，其在发挥优异的储存稳定性的同时具备提高的穿孔密封性能。

解决方案

本发明涉及一种补胎剂，其包含橡胶胶乳、增粘树脂乳剂及松香酸系表面活性剂。

所述补胎剂优选包含防冻剂。

在所述补胎剂中，松香酸系表面活性剂的含量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，含有0.1到15质量份该表面活性剂。

所述松香酸系表面活性剂优选歧化松香酸表面活性剂。

所述橡胶胶乳优选天然橡胶胶乳。

有益效果

本发明涉及往包含橡胶胶乳和增粘树脂乳剂的轮胎补胎剂中加入松香酸系表面活性剂，由此，在提供优异的储存稳定性的同时提高了穿孔密封性能。

具体实施方式

本发明的轮胎补胎剂包含：橡胶胶乳、增粘树脂乳剂及松香酸系表面活性剂。

常规补胎剂包含衍生自合成橡胶胶乳的表面活性剂、增粘树脂乳剂以及为了提高储存稳定性(储存性能)而加入的表面活性剂等，因此是被这些表面活性剂过度稳定化的。这增加了从重新充气的轮胎开始行驶到轮胎完成密封的时间。相反，本发明的补胎剂包含作为表面活性剂加入的松香酸系表面活性剂，由此不仅显示出良好的储存稳定性(储存性能)，还具备缩短的密封所需时间，从而显著提高穿孔密封性能。

橡胶胶乳的实例包括天然橡胶胶乳和合成橡胶胶乳。特别地，本发明的补胎剂可适当包含天然橡胶胶乳作为主成分，主要考虑如下性质：例如，补胎剂可被注入轮胎而不会堵塞气门；通过驾驶使得所述补胎剂快速填充穿孔，接着再通过接受由轮胎变形导致的机械刺激而固化，从而密封所述穿孔(初期密封性能)；以及所述补胎剂可保持密封性能至一定的行驶距离(密封保持性能)。

特别地，考虑到如下额外的事实，所谓脱蛋白天然橡胶胶乳(通过脱去天然橡胶胶乳的蛋白质获得)可能是更优选的：可防止由少量氨水导致的脱蛋白天然橡胶胶乳腐败，并因此还能防止对钢索的腐蚀损害及产生刺激性气味(都是由氨水导致的)。脱蛋白天然橡胶胶乳可通过(例如)如下方法制备：将蛋白水解酶加入到天然橡胶胶乳中以使蛋白质降解，之后洗涤，如文献JP-AH10-217344中所述。

另一方面，作为合成橡胶胶乳实例还可提及：聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶、氯丁橡胶、乙烯基吡啶橡胶及丁基橡胶，以及这些橡胶的改性橡胶胶乳。特别地，由于其高稳定性，羧化丁苯橡胶(C-SBR)胶乳是优选的。天然橡胶胶乳和合成橡胶胶乳可单独使用，或者其两种或更多种可组合使用。

橡胶胶乳包含：含有少量作为乳化剂的表面活性剂的水性介质以及分散于该水性介质中的橡胶固体的细粒。通常将待用的橡胶胶乳中橡胶固体含量调整为以质量计约40-70％。另外，考虑到初期密封性能和密封保持性能，橡胶胶乳(橡胶固体)占补胎剂总质量(以质量计100％)的量优选为以质量计15％到40％范围。上述量的下限更优选为以质量计不低于18％，而其上限更优选为以质量计不高于35％。

增粘树脂乳剂被用于增加橡胶胶乳与轮胎之间的粘附性，并由此提高穿孔密封性能。例如，可使用增粘树脂乳剂(水包油型乳剂)，其中增粘树脂的细粒被乳化并分散于包含少量乳化剂的水性介质中。将被用作增粘树脂乳剂固体的增粘树脂可优选不会使所述橡胶胶乳凝结的树脂，例如萜烯树脂、酚醛树脂或松香树脂。其他优选的树脂包括：聚乙烯酯、聚乙烯醇及聚乙烯吡咯烷。

所述增粘树脂乳剂(增粘树脂固体)的量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，5到80质量份该乳剂。如果所述含量低于5质量份，所得到的补胎剂的穿孔密封性能和密封保持性能可能会不足。相反，如果所述含量超过80质量份，所得到的补胎剂的储存性能可能会恶化，因为例如，橡胶细粒在存储过程中可能会聚集；另外，由于粘度升高，将补胎剂注入穿过气阀可能会很困难。上述含量的下限更优选不低于15质量份，而其上限更优选不高于40质量份。

用于所述橡胶胶乳及用于增粘树脂乳剂的乳化剂的适当实例包括表面活性剂，例如阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂及阳离子表面活性剂。这些乳化剂占补胎剂总质量(以质量计100％)的总量在以质量计通常约0.4-2.0％范围。

所述松香酸系表面活性剂没有特别限制，松香酸的碱金属盐能够适用，因为它们提供良好的储存稳定性及穿孔密封性能。松香酸通常作为松香(树脂)的主成分获得，松香由松脂的蒸馏制备，松脂是松科植物的树液，松香酸包含枞酸及其异构体。所述碱金属盐的实例包括：锂盐、钠盐、钾盐和铯盐。钾盐和钠盐是优选的，因为它们能提供优异的储存稳定性及穿孔密封性能。

另外，所述松香酸系表面活性剂优选歧化松香酸系表面活性剂，因为其具备优异的稳定性并对实现本发明的效果有很大贡献。

所述松香酸系表面活性剂的量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，0.1到15质量份该表面活性剂。如果所述量低于0.1质量份，所得到的补胎剂的储存性能可能会不足。相反，如果所述量超过15质量份，所得到的补胎剂的密封性能可能会不足并且还会在室温下出现粘度增加。上述含量的下限更优选不低于0.8质量份，进一步更优选不低于2.5质量份，且特别优选不低于5质量份。其上限更优选不高于10质量份。

本发明中，优选与所述松香酸系表面活性剂一同使用非离子表面活性剂。这提高了高温注入性并因此还使得所述补胎剂适用于前文所述集成型修复系统。

所述非离子表面活性剂没有特别限制，聚氧化烯烷基醚、聚氧化烯烯基醚、及其硫酸酯(聚氧化烯烷基醚硫酸酯、聚氧化烯烯基醚硫酸酯)等能够适用，因为它们提供良好的高温注入性、良好的储存稳定性及良好的穿孔密封性能。

聚氧化烯烷基醚、聚氧化烯烯基醚或其硫酸酯优选具有氧化亚乙基结构和/或氧化亚丙基结构。具有氧化亚乙基结构和/或氧化亚丙基结构(作为亲水基)的非离子表面活性剂能增强与防冻剂(例如丙二醇)的相容性。这些表面活性剂中优选具有氧化亚乙基结构的非离子表面活性剂。当非离子表面活性剂具有氧化亚乙基结构和/或氧化亚丙基结构时，所加入氧化亚乙基(EO)和氧化亚丙基(PO)的平均摩尔数(所加入EO和PO的平均摩尔数之和)优选为不低于10，并且更优选不低于13。另外，所述平均摩尔数优选不高于80，更优选不高于60，进一步更优选不高于40。在这些情况下，相容性可得到增强，高温注入性可得到提高，并因此可很好地实现本发明的效果。

另外，聚氧化烯烷基醚或其硫酸酯中烷基的碳原子数，以及聚氧化烯烯基醚或其硫酸酯中烯基的碳原子数，分别优选不少于10，更优选不少于12。另外，所述碳原子数分别优选不多于20，更优选不多于18。在这些情况下，高温注入性可得到有效提高，并因此可很好地实现本发明的效果。

所述非离子表面活性剂优选具有不低于12的HLB值(通过Griffin法测定)，更优选不低于13。所述HLB值还优选不高于19，更优选不高于17。在这些情况下，相容性可得到增强并且高温稳定性可得到提高，这会导致储存性能的提高和高温注入性的提高。另外，可实现优异的穿孔密封性能、密封保持性能和低温性能。

市售的非离子表面活性剂的实例包括：EMULGEN320P、EMULGEN420、EMULGEN430、EMULGEN150、EMULGEN109P、EMULGEN120及EMULGEN220(均由花王株式会社生产)。

所述非离子表面活性剂的量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，1到12质量份该表面活性剂。上述含量的下限更优选不低于5质量份，而其上限更优选不高于8质量份。在上述范围内使用非离子表面活性剂可适当提高高温注入性并因此对很好地实现本发明的效果做出贡献。

当加入非离子表面活性剂时，松香酸系表面活性剂和非离子表面活性剂的总量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，2到15质量份这些表面活性剂。如果上述总量低于2质量份，所得到的补胎剂的储存性能可能会不足。相反，如果所述总量超过15质量份，所得到的补胎剂的密封性能可能会不足并且还会在室温下出现粘度增加。上述总量的下限更优选不低于7质量份，而其上限更优选不高于11质量份。

本发明中优选使用防冻剂。可用的防冻剂的实例包括(但不限于)：乙二醇、丙二醇(1，2-丙二醇)及1，3-丙二醇。将乙二醇用作防冻剂可在某些情况下导致橡胶颗粒稳定性的恶化并依此导致其聚集。另一方面，将丙二醇(1，2-丙二醇)或1，3-丙二醇用作防冻剂能防止橡胶颗粒和增粘剂颗粒在补胎剂表面聚集并变为膏状物质(甚至经长期储存)，从而提供优异的储存性能(储存稳定性)。因此，优选使用丙二醇(1，2-丙二醇)和1，3-丙二醇。

所述防冻剂的量优选为：相对于橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，40到300质量份该防冻剂。如果所述含量低于40质量份，所得到的补胎剂在低温下的粘度可能会不足。相反，如果所述量超过300质量份，所得到的补胎剂的固体含量可能会降低并表现出穿孔密封性能的降低。上述量的下限更优选不低于70质量份，而其上限更优选不高于150质量份。

本发明的补胎剂还可包含其他组分，只要本发明的效果不被抑制。

本发明的补胎剂能够以传统方法制备。具体而言，所述补胎剂可通过(例如)将前文所述组分及类似组分依已知方法混合来制备。

实施例

通过参照实施例来详述本发明；尽管如此，本发明并不限于此。

制备例1

将细菌蛋白水解酶加入到田间胶乳(固体含量：30wt％)中，在40℃下放置24小时，以提供蛋白水解的降解田间胶乳。根据JP-B3350593所述的方法利用旋转平膜分离系统对上述田间胶乳进行纯化，并浓缩至固体含量达到以质量计60％，从而提供脱蛋白的天然胶乳。

实施例1到14及比较例1到10

依照表1到3所示的配方，由市售的天然橡胶胶乳(马来西亚产HA天然橡胶胶乳，橡胶固体含量：60质量％)、上述制备得到的脱蛋白天然橡胶胶乳、或合成橡胶胶乳(由Zeon公司生产的SBR胶乳(LX112)，固体含量：50质量％)制备补胎剂。

使用下述增粘树脂乳剂(增粘剂)及表面活性剂。

增粘剂：萜烯树脂乳剂(固体含量：约50质量％)

RONDISK-25：歧化松香酸表面活性剂(钾盐，固体含量：25％，由荒川化学工业株式会社生产)

RONDISN-18：歧化松香酸表面活性剂(钠盐，固体含量：18％，由荒川化学工业株式会社生产)

EMULGEN430：聚氧乙烯油基醚(式(1)，其中R¹＝油基；x＝30；y＝0，HLB值＝16.2，由花王株式会社生产)

R¹-O-(EO)_x(PO)_y-H(1)

EMULGEN150：聚氧乙烯十二烷基醚(式(1)，其中R¹＝十二烷基；x＝40；y＝0，HLB值＝18.4，由花王株式会社生产)

Emal270J：聚氧乙烯十二烷基醚硫酸酯钠(由花王株式会社生产)

Emal2FG：十二烷基硫酸钠(由花王株式会社生产)

通过下述方法评估了上述制备的补胎剂的穿孔密封性能、高温注入性、密封保持性能、储存性能(储存稳定性)及低温(-30℃)粘度。结果示于表1到3中。

(1)穿孔密封性能：

利用直径4.0mm的钉子在185/65R14号轮胎上制造一个穿孔。钉子移除后，将500ml补胎剂注入轮胎并施加高达200kPa的气压。之后，将轮胎在转筒上以3.5kN的负载转动，通过测量空气泄露量测定直至所述穿孔被密封所需要的时间，并以1-5的等级指数表示(传统产品的值为3)。较高的指数表示较好的穿孔密封性能。

(2)高温注入性：

利用集成型穿孔修复系统在50℃下将补胎剂注入轮胎中。补胎剂注入之后，通过测量胎压的升高来评估高温注入性。评估结果以3分等级表示：○(压力升高到预定压力(200KPa))、Δ(压力升高到至少100MPa，但该压力升高在达到预定水平之前停止)及×(压力升高甚至未达100MPa)。

(3)密封保持性能：

在密封后100km的行驶过程中检查上述轮胎从所述穿孔的漏气情况。所得结果以两分等级表示：○(未发生漏气)及×(发生漏气)。

(4)储存性能(储存稳定性)：

将所制备的补胎剂在70℃的温度下保存10天之后，目测评估所述补胎剂的状态变化，以4分等级表示：◎(保持为液体)、○(变为轻微膏状)、Δ(变为膏状)及×(固化)。

(5)粘度(-30℃下)：

利用B型粘度计(Brookfield粘度计)测定在-30℃下每种补胎剂的粘度。

[表3]

如表1-3所示，实施例的密封剂(包含：橡胶胶乳、增粘树脂乳剂及松香酸系表面活性剂)表现出优异的储存稳定性及穿孔密封性能，还在高温注入性、密封保持性能及低温粘度方面表现良好。实施例5到6及11到12的密封剂，进一步包含非离子表面活性剂(例如EMULGEN430)表现出优异的高温注入性。

相反，不含松香酸系表面活性剂的各比较例的密封剂在穿孔密封性能方面较差。

Claims (2)

1.一种轮胎补胎剂，包含：

天然橡胶胶乳，

增粘树脂乳剂，及

歧化松香酸系表面活性剂，

其中相对于所述天然橡胶胶乳中每100质量份的橡胶固体，所述歧化松香酸系表面活性剂的含量为0.1到15质量份。

2.根据权利要求1所述的轮胎补胎剂，包含防冻剂。