CN108713040A - 胎体隔离胶配混料 - Google Patents

Abstract

一种胎体隔离胶配混料，其包含可交联的不饱和链的聚合物基料、填充材料、硫化体系和聚表卤代醇橡胶。该配混料包含作为可交联的不饱和链的聚合物基料的环氧化天然橡胶和作为填充材料的层叠结构材料。

Description

胎体隔离胶配混料

技术领域

本发明涉及具有不渗透性特点例如允许气密层的厚度大幅降低或甚至完全省略的胎体隔离胶配混料。

背景技术

此处和下文中，气密层是指只要基本上不透气，就用于无内胎轮胎以维持胎体内的气压的内胶层。此外，气密层必须确保氧气尽可能被限制在胎体内地保持并且不在构成轮胎的其它部分的配混料内扩散，否则将导致劣化现象。

通常，用于实施气密层的配混料用由卤化的异丁烯/异戊二烯共聚物得到的橡胶基质来制成。

如已知的，在轮胎工业中需要降低气密层的厚度，但这不影响其在不渗透性方面的性能。事实上，降低的气密层厚度必然转换为较低的材料的使用量，以它承担了生产性和轮胎本身的较低的重量二方面为显著优势，具有对车辆的整体能量消耗和滚动阻力的积极效果。

发明内容

本发明的目的是提供可以大幅降低气密层的厚度或者另外完全省略该层，由此获得在滚动阻力和生产性方面的前述优势的解决方案。

在制造轮胎时，使用增强帘布层(plies)，其由热塑性材料(例如尼龙、人造丝、聚酯、芳香族聚酰胺)制成以确保所要求标准的强度和耐久性。覆盖帘布层的橡胶通常称为英文术语"胎体隔离胶(body ply skim)"。如本领域技术人员已知的，胎体隔离胶的配混料必须满足的特点之一是指相对于帘布层本身的高的粘合强度。事实上，胎体隔离胶对于帘布层的低的粘合性会必然地导致轮胎寿命短。

增强帘布层通常用作胎体中的增强材料，并且胎体隔离胶与胎体的帘布层相关，通常与气密层直接接触。

本申请人已经惊讶地发现，通过以适当方式修饰胎体隔离胶配混料，可以将在不透气性以及相对于增强帘布层的改善的粘合强度方面优异的特性赋予该配混料。这可以大幅降低气密层的厚度或者另外完全省略该层，只要不透氧性作用将会由胎体隔离胶完全或部分地施行。

本发明的目的是一种胎体隔离胶配混料，其包含可交联的不饱和链的聚合物基料、填充材料和硫化体系；所述配混料的特征在于以下事实，其包含：(a)聚表卤代醇橡胶；(b)作为可交联的不饱和链的聚合物基料的环氧化天然橡胶；和(c)作为填充材料的层叠结构材料。

此处和下文中，用硫化体系意指至少包括硫磺和促进剂化合物的各成分的复合物，其在制备配混料时在最终混炼阶段中添加，并且具有一旦配混料经历硫化温度则促进聚合物基料的硫化的目的。

此处和下文中，术语"可交联的不饱和链的聚合物基料"是指能在用硫磺系体系交联(硫化)之后呈现由弹性体典型呈现的所有化学-物理和机械特性的任何天然或合成的未交联聚合物。

具体实施方式

优选地，所述可交联的不饱和链的聚合物基料仅由环氧化天然橡胶组成。

优选地，聚表卤代醇橡胶为源自表氯醇均聚物、或源自表氯醇/烯丙基-缩水甘油醚共聚物、或源自表氯醇/环氧乙烷共聚物、或源自表氯醇/环氧乙烷/烯丙基-缩水甘油醚三元共聚物的橡胶。

优选地，所述层叠结构材料的直径在0.2与2mm之间且长宽比在5与30之间，优选在8与20之间。

优选地，所述层叠结构材料包括于由高岭土、粘土、二氧化硅、长石、云母、石墨、膨润土和氧化铝构成的组中。

优选地，所述胎体隔离胶配混料包括30至50phr的环氧化天然橡胶、50至70phr的聚表卤代醇橡胶和40至60phr的所述层叠结构材料。

本发明的另一目的是一种胎体隔离胶部分，其用本发明的配混料制成。

本发明的另一目的是一种轮胎，其包括用本发明的配混料制成的胎体隔离胶部分。

为了更好地理解本发明，以下实施例出于示例性和非限制性的目的使用。

实施例

制备了六种配混料，两种根据本发明的规定(A和B)，四种作为比较用配混料(比较例1-4)。根据本发明制成的配混料(A和B)在环氧化天然橡胶和聚表卤代醇橡胶的相对量方面不同。四种比较用配混料(比较例1-4)不同处如下：第一种比较用配混料(比较例1)表示通常用于制备气密层的配混料的种类；第二种配混料(比较例2)表示通常用于制备胎体隔离胶的配混料的种类；第三种配混料(比较例3)与第二种配混料的比较例2的不同仅在于用环氧化天然橡胶代替天然橡胶方面；第四种配混料(比较例4)与第三种配混料的比较例3的不同在于在聚合物基料内存在聚表卤代醇橡胶来代替SBR橡胶方面。

比较用配混料的比较例1和比较例2的目的是证实作为本发明的目的的胎体隔离胶配混料是否具有分别比得上气密层和胎体隔离胶层的不透氧性和相对于帘布层的粘合性的特性。

比较用配混料的比较例3和比较例4的目的是证实环氧化天然橡胶、聚表卤代醇橡胶和具有层叠结构的材料之间的协同效果的存在。

配混料的制备

配混料根据与本发明不相关的下述标准过程来制成。

(第1混炼步骤)

在开始混炼之前，将内部容积在230与270升之间的具有正切转子的混炼机(通常称为班伯里)填充有聚合物基料、增强填料和填充材料，达到填充因子在66与72％之间。

在40-60rpm的速度下运行混炼机，并且由此形成的混合物在一旦达到140-160℃的温度时移除。

(第2混炼步骤)

将硫化体系添加至由先前步骤获得的混合物，达到填充因子为63-67％。

在20-40rpm的速度下运行混炼机，并且由此形成的混合物在一旦达到100-110℃的温度时移除。

配混料的组成

表I示出上述六种配混料以phr计的组成。

表I

	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	A	B
							SBR	--	35.0	35.0	--	--	--
Br-IIR	80.0	--	--	--	--	--
							NR	20.0	65.0	--	--	--	--
E-NR	--	--	65.0	65.0	65.0	35.0
							聚表卤代醇橡胶	--	--	--	35.0	35.0	65.0
CB	50.0	40.0	40.0	40.0	40.0	40.0
							CaCO3	40.0	--	--	--	--	--
层叠的粘土	--	--	--	--	50.0	50.0
							硫磺	1.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
MBTS	1.5	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
							TBBS	--	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8

SBR为通过在乳液或溶液中的聚合方法获得的聚合物基料，苯乙烯含量在20至45％之间并且油含量在0与30％之间。

BR-IIR表示溴化丁基橡胶。

NR表示从由天然来源的顺式-1,4-聚异戊二烯组成的聚合物基料制成的天然橡胶。

E-NR表示环氧化天然橡胶，其呈现25％的环氧化度。

所使用的聚表卤代醇橡胶为源自表氯醇/环氧乙烷/烯丙基-缩水甘油醚三元共聚物的橡胶，由公司ZEON以T3000销售。

CB表示属于N6级的炭黑。

所使用的层叠的粘土是作为NC X-1由BASF生产和销售的矿物填料。

MBTS表示二硫化巯基苯并噻唑。

TBBS为用作硫化促进剂的N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的首字母缩略词。

实验室试验结果

将上述配混料进行试验以评价其在对于增强帘布层的粘合性和不透氧性二方面的性能。

不透氧性试验对于厚度为0.7mm的材料使用作为(型号2/61)的传统设备来进行。在25℃的温度下进行测量。

为了更容易解释所获得的结果，在表II中，不透氧性值以以下形式给出：参考通常用于实施气密层的比较用配混料(比较例1)的结果而指数化。指数化的值越低，不透氧性越大。

作为通过施加负荷将帘布层-橡胶配混料分为两个部分之后依然覆盖有橡胶的帘布层的百分比，评估配混料对于增强帘布层的粘合性。本文中使用的帘布层由PET制成。

为了更容易解释所获得的结果，在表II中，粘合性值以参考作为本发明的对象的配混料(配混料B)的结果的指数化形式给出。指数化的值越大，所测量的粘合性越大。

没有报道比较用配混料的比较例1的帘布层-橡胶粘合性值，到目前为止其-涉及气密层而不涉及胎体隔离胶层-不拥有该特点。

表II

	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	A	B
							帘布层-橡胶粘合性	--	55	55	85	100	100
不透氧性	100	720	340	212	130	108

如从表II中报道的数据中可见的，作为本发明的对象的配混料具有比得上气密层用配混料(比较例1)的不透氧性值，而同时，它们具有远大于通常用于制备胎体隔离胶部分的配混料(比较例2)的粘合性值(覆盖)。

换言之，本发明的配混料具有如下的很大优势：能够实现不仅具有比得上气密层的不透氧性的、还出乎意料地具有对于增强帘布层的高粘合性的胎体隔离胶部分。

这将可以大幅地降低气密层的厚度，不过却保证了所述氧气不在轮胎的其它部分内扩散的必要的不透氧性，否则将导致已知的劣化现象。

涉及比较用配混料的比较例3和比较例4的表II的值示出仅仅环氧化天然橡胶或仅仅环氧化橡胶和聚表卤代醇橡胶的组合的存在不能确保本发明的配混料的益处。

最后，本发明的进一步优势为如下的事实：聚表卤代醇橡胶可以由可再生资源生产。事实上，最近已经实施可以由植物来源的甘油生产表氯醇的方法。因此，以此方式，将可以实现具有与现有技术相比显著更低的环境冲击的胎体隔离胶部分。

Claims (9)

1.一种胎体隔离胶配混料，其包含可交联的不饱和链的聚合物基料、填充材料和硫化体系；所述配混料的特征在于包含：(a)聚表卤代醇橡胶；(b)作为可交联的不饱和链的聚合物基料的环氧化天然橡胶；和(c)作为填充材料的层叠结构材料。

2.根据权利要求1所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，所述可交联的不饱和链的聚合物基料仅由环氧化天然橡胶组成。

3.根据权利要求1或2所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，所述聚表卤代醇橡胶为源自表氯醇均聚物、或源自表氯醇/烯丙基-缩水甘油醚共聚物、或源自表氯醇/环氧乙烷共聚物、或源自表氯醇/环氧乙烷/烯丙基-缩水甘油醚三元共聚物的橡胶。

4.根据权利要求1～3任一项所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，所述层叠结构材料的直径在0.2与2mm之间且长宽比在5与30之间。

5.根据权利要求4所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，所述层叠结构材料的长宽比在8与20之间。

6.根据权利要求1～5任一项所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，所述层叠材料包括于由高岭土、粘土、云母、长石、二氧化硅、石墨、膨润土和氧化铝构成的组中。

7.根据权利要求1～6任一项所述的胎体隔离胶配混料，其特征在于，其包括30至50phr的环氧化天然橡胶、50至70phr的聚表卤代醇橡胶和40至60phr的所述层叠结构材料。

8.一种胎体隔离胶部分，其特征在于，其用根据权利要求1～7任一项所述的配混料制成。

9.一种轮胎，其特征在于，其包括根据权利要求8所述的胎体隔离胶部分。