CN111629914A - 具有密封剂层的自密封的车辆充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有密封剂层的自密封的车辆充气轮胎。根据本发明，自密封的该车辆充气轮胎包括：至少一个第一密封剂层，该第一密封剂层被布置在与胎面相反的内表面上；以及至少一个第二密封剂层，其中该第一密封剂层和该第二密封剂层是彼此径向相邻地布置的，并且其中该第一密封剂层和该第二密封剂层具有在100℃时的动态剪切黏度方面不同的密封剂。

Description

具有密封剂层的自密封的车辆充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有密封剂层的自密封的车辆充气轮胎。
背景技术
自密封地设计的充气汽车轮胎例如是从申请人的DE 10 2006 059 286 A1中已知的。在此提供后续具有密封剂层的轮胎标准构造。自动地密封的密封剂是一种自粘合的、黏性的密封物质，该密封物质作为层从帘线带包的投影区域中的径向内部被涂覆到径向上最内部的轮胎层(在很大程度上气密地实施的内涂层)上。密封剂涂层能够自动地密封直径最大达五毫米的穿孔。在胎面被刺穿之后直至内涂层被刺穿之前，密封剂完全包围侵入的异物(刺入物体)，将内部空间相对于周围环境密封，并且因此防止轮胎的压缩空气损失。车辆驾驶员不必立即用完好的备用车轮或应急车轮来替换有缺陷的轮胎。
密封剂的突出之处在于气密性、强粘合性和平衡的流动行为。
然而挑战在于：将密封剂设计为使其在不同的天气条件下(尤其在寒冷的温度下以及在非常热的温度下)具有相同的密封效果并因此在具有位置固定性(Ortsfestigkeit)的同时具有足够的流动性。
发明内容
因此，本发明的基本目的在于，提供一种自密封的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎尤其在较低的外部温度(例如-20℃至+10℃)下以及在较高的外部温度(例如20℃至45℃)下均表现出在故障情况下足够好的密封性。尤其，在移除刺入物体之后，密封剂不应从轮胎流出。
该目的通过以下方式实现：自密封的车辆充气轮胎包括：至少一个第一密封剂层，该第一密封剂层被布置在与胎面相反的内表面上；以及至少一个第二密封剂层，其中该第一密封剂层和该第二密封剂层是彼此径向相邻地布置的，并且其中该第一密封剂层和该第二密封剂层具有在100℃时的动态剪切黏度方面不同的密封剂。
由于自密封的车辆充气轮胎具有黏度不同的至少一种第一密封剂和至少一种第二密封剂，因此可以在不同温度下可靠地密封，而不会有过多的密封剂从轮胎向外溢出。
例如，在低温至中温下、在故障情况下主要是黏度较小的密封剂流入刺入部位中。但是，同时，黏度较大的密封剂也流入刺入部位中，并且在移除刺入物体的情况下藉由较大的黏度而防止黏度较小的密封剂从轮胎流出。
高温例如可能导致轮胎部件的以及还有刺入物体的可运动性增大并且由此导致刺入部位发生形变。在此，黏度不同的密封剂的组合也是有利的。尤其，黏度较小的密封剂可以跟随刺入物体的运动，并且尤其尽管发生形变仍可以对刺入部位进行密封。
在本发明的框架下，除非另外说明，否则“黏度”是指在100℃时的动态剪切黏度。借助于流变仪(赛默科技(Thermo Scientific)公司的HAAKE RheoStress 6000，“Measuring plate cover(测量板盖)”MPC20)以0.02Hz的频率来测量在100℃时的动态剪切黏度。
根据本发明的特别有利的实施方式，该第一密封剂层具有比该第二密封剂层更大的黏度，其中该第一密封剂层被布置在该第二密封剂层的径向外部。
“径向外部”是指在径向方向上向外，即在胎面的方向上，该胎面是车辆充气轮胎的径向最外的涂层。
因此，第一密封剂层被布置在车辆充气轮胎的最内的涂层(大多数情况下是气密地实施的内涂层)与第二密封剂层之间。
由此可以特别好地防止密封剂从轮胎向外流出。在此，黏度较大的密封剂在刺入部位的附近，并且因此可以很好地防止黏度较小的密封剂从轮胎流出。但是，同时，黏度较小的密封剂可以从黏度较大的密封剂旁经过而流入刺入部位中。
相对于黏度较小的密封剂的相应黏度，第一密封剂层和第二密封剂层的密封剂的黏度的差异优选为5％至400％，特别优选为20％至250％，非常特别优选为50％至150％。
这意味着，第一密封剂层的黏度比第二密封剂层的黏度大5％至400％，例如大50％或150％；例如，第二密封剂层所具有的黏度为10000Pa*s。于是，在黏度大50％的情况下，第一密封剂层所具有的黏度为15000Pa*s；在黏度大150％的情况下，例如黏度为25000Pa*s。
根据有利的改进方案，根据本发明的车辆充气轮胎具有三个或更多个密封剂层，其中在径向方向上相邻的密封剂各自具有不同的黏度。优选地，相对于黏度较小的密封剂的相应黏度，各自相邻的密封剂层的黏度的差异为5％至400％，特别优选为20％至250％，非常特别优选为50％至150％。
根据有利的改进方案，根据本发明的车辆充气轮胎具有三个密封剂层，其中在径向方向上相邻的密封剂各自具有不同的黏度，并且相对于黏度较小的密封剂的相应黏度，各自相邻的密封剂层的黏度的差异为5％至400％，特别优选为20％至250％，非常特别优选为50％至150％。
根据有利的改进方案，根据本发明的车辆充气轮胎具有四个密封剂层，其中在径向方向上相邻的密封剂各自具有不同的黏度，并且相对于黏度较小的密封剂的相应黏度，各自相邻的密封剂层的黏度的差异为5％至400％，特别优选为20％至250％，非常特别优选为50％至150％。
所有密封剂层的在径向方向上的总厚度优选为2至10mm，特别优选为2至8mm，非常特别优选为4至5mm。
在垂直于轴向方向的径向方向上测量总厚度。
黏度不同的密封剂层可以具有彼此间的所有厚度比。例如，在两个密封剂层的情况下，第一层的厚度与第二层的厚度之比可以为10比90至90比10，尤其可以为20比80至80比20。例如，第一密封剂层和第二密封剂层也可以是一样厚或几乎一样厚的，其中于是，所提及的比例为40比60至60比40，尤其为50比50。
根据本发明的有利的实施方式，该第一密封剂层的黏度(在100℃时)为1000至40000Pa*s(帕斯卡乘以秒)，并且该第二密封剂层的黏度(在100℃时)为300至20000Pa*s，其中该第一密封剂层优选地具有比该第二密封剂层大5％至400％、特别优选20％至250％、非常特别优选50％至150％的黏度。
根据本发明的有利的实施方式，该第一密封剂层的黏度(在100℃时)为4000至20000Pa*s(帕斯卡乘以秒)，并且该第二密封剂层的黏度(在100℃时)为300至10000Pa*s，其中黏度差异的上述比率适用。
在密封剂层的密封剂处于所提及的黏度范围内的情况下，在非常宽的温度范围内(例如从-20℃至+45℃)获得在故障情况下足够好的密封效果。同时，在移除刺入物体的情况下，没有密封剂从轮胎流出。
优选地，该第一密封剂层和/或该第二密封剂层包括基于橡胶和/或聚烯烃的交联的密封剂。但是还可设想的是，将其他组合物用作密封剂。
在三个或更多个密封剂层的情况下，根据本发明的一个有利的实施方式同样优选的是：至少一个、优选至少两个、优选至少三个、特别优选所有的密封剂层都基于橡胶和/或聚烯烃的交联。
然而，在这里还可设想在这些密封剂层中的一个或多个密封剂层中与其他密封剂的任何组合。
根据本发明的有利的实施方式，该第一密封剂层和该第二密封剂层包括基于橡胶和/或聚烯烃的交联的密封剂。
在此，组合物在原则上可以包含相同的成分，只要布置在相邻的密封剂层中的密封剂相对彼此具有不同的黏度。
下面对(基于橡胶和/或聚烯烃的交联的)密封剂的可能的且优选的成分进行阐述。
橡胶可以是本领域技术人员已知的所有的橡胶类型。也可以考虑不同橡胶的混合物。
根据本发明的优选实施方式，橡胶是天然橡胶(NR)和/或丁二烯橡胶(BR)和/或异戊橡胶(IR)和/或苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和/或聚氯丁烯(CR)和/或丁基橡胶(IIR)和/或溴化丁基橡胶(BIIR)和/或氯化丁基橡胶(CIIR)。
这些橡胶类型特别好地适合于制造轮胎密封剂时的加工温度以及随后在轮胎中的应用。
特别优选地，至少使用丁基橡胶(IIR)。丁基橡胶是特别好地适合的，因为它具有相对较高的气密性。
至少一种聚烯烃优选具有的根据GPC的数均分子量分布Mn为400至2500g/mol，特别优选为800至2500g/mol，非常特别优选为800至1600g/mol，进而优选为1200至1600g/mol，进而特别优选为1200至1400g/mol，例如为1300g/mol。
具有针对Mn的所提及的范围的聚烯烃是特别适合的，以便在故障情况下在实现密封剂的密封效果的同时产生所期望的流动性。
在此特别优选的是，该至少一种聚烯烃是至少一种聚丁烯。
这设定了完成后的密封剂的粘性，并且决定了生产过程中的流动性以及完成后的密封剂的局部的位置固定性。
它也可以是各自的Mn为400至2500g/mol的两种或更多种聚丁烯的混合物，其中聚丁烯在Mn方面可以是不同的。
适合的聚丁烯(也被称为聚异丁烯)例如可以从英力士资本有限(INEOS CapitalLimited)公司的商品名
Figure BDA0002595964620000051
下获得。
也可以考虑至少一种聚丁烯与至少一种其他聚烯烃的混合物。
对于本领域技术人员而言清楚的是，经交联的密封剂中的所提及的成分至少部分地以化学改性的形式(尤其作为衍生物)而存在。
密封剂优选基于通过至少一种交联剂进行的交联，该至少一种交联剂选自包含聚羟甲基树脂和二乙烯基苯以及醌的(特别优选由其组成的)组。醌优选为醌二肟，例如二苯甲酰醌二肟或对苯醌二肟。特别优选的是对苯醌二肟。
密封剂优选基于至少一种交联剂与交联引发剂的交联，其中交联引发剂优选地选自包含氧化铅和其他金属氧化物以及过氧化合物的组。交联引发剂是引发密封剂进行交联的化合物。
过氧化合物是包含至少一个过氧化物单元(即-O-O-)的化学化合物(其中O＝氧)。也可以使用多种过氧化物。该或这些过氧化物优选选自由二芳酰基过氧化物、二酰基过氧化物和过氧酯组成的组。
交联引发剂可以作为纯物质或以混合物的形式来添加。在混合物的情况下，例如在马来酸二丁酯中有50重量％过氧化二苯甲酰的情况下，仅所包含的过氧化物的量被纳入交联引发剂的量中，因此在至少一种交联引发剂的给定量中不计入伴随物质(如马来酸二丁酯)。
密封剂还可以包含其他成分，例如尤其是填料、粘合剂、软化剂(例如油)、以及在适当时其他添加剂(例如颜料和/或氧化锌和/或硫)。
附图说明
本发明的其他特征借助图1进行详细阐述，该附图展示了一个示意性实施例。
附图标记列表
1 胎面
2 帘线带包
2a 帘线带层
2b 帘线带层
3 胎体
3a 胎体隆起部
4 内涂层
5 第一密封剂层
5a 径向向内指向的、在轴向方向上大体上平行于帘线带包延伸的、第一密封剂层的表面
6 第二密封剂层
7 侧壁
8 胎圈芯
9 胎圈芯型材
rR 径向方向
aR 轴向方向
具体实施方式
组合成根据本发明的车辆充气轮胎的基本组成部分是：成型的胎面1；(在示出的实施方式中)由两个层2a、2b组成的帘线带包2；单层的胎体3，该胎体从轴向内部向轴向外部围绕胎圈芯8和胎圈芯型材9被引导并且在胎体隆起部3a中终止；以及多个侧壁7。帘线带包2的这两个层2a、2b由嵌入橡胶混合物中的、由钢帘线构成的增强载体形成，这些增强载体在每一个层内彼此平行地延伸，其中，一个层2a的钢帘线与第二层2b的钢帘线以交叉布置的方式而定向，并且各自与轮胎周向方向围成介于15°与45°之间的角度。单层的胎体3也能够以常规的且已知的方式实施并且由此具有嵌入橡胶混合物中的、在径向方向上延伸的、由织物材料或者由钢帘线构成的增强线。在根据本发明的示例中，通过在该车辆充气轮胎固化之后后续地、在径向内部环绕地施加两个密封剂层5和6而获得该车辆充气轮胎的自密封性。第一密封剂层5大体上具有帘线带包2的宽度，并且大体上布置在其投影中，并且具有在包含轮胎轴线的截平面中形成的截面，该截面具有径向向内指向的、在轴向方向上大体上平行于该帘线带包延伸的表面5a。
根据图1中的示例，在第一密封剂层5的径向内部(即，在第一密封剂层5的径向向内指向的表面5a上)布置有第二密封剂层6。
第一密封剂层5例如具有在100℃时为8000Pa*s的动态剪切黏度。第二密封剂层6例如具有在100℃时为5000Pa*s的动态剪切黏度。因此，相对于第二密封剂层的黏度，第一密封剂层5具有比第二密封剂层6大60％的黏度。

Claims (7)

1.一种自密封的车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎包括：至少一个第一密封剂层(5)，该第一密封剂层被布置在与胎面(1)相反的内表面上；以及至少一个第二密封剂层(6)，其中该第一密封剂层和该第二密封剂层是彼此径向相邻地布置的，并且其中该第一密封剂层和该第二密封剂层具有在100℃时的动态剪切黏度方面不同的密封剂。
2.根据权利要求1所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该第一密封剂层(5)具有比该第二密封剂层(6)更大的黏度，其中该第一密封剂层(5)被布置在该第二密封剂层(6)的径向外部。
3.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，其特征在于，相对于黏度较小的密封剂的黏度，黏度的差异为5％至400％，优选为20％至250％，特别优选为50％至150％。
4.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该车辆充气轮胎具有三个或更多个密封剂层，其中在径向方向上相邻的密封剂各自具有不同的黏度。
5.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，其特征在于，所有密封剂层的在径向方向上的总厚度为2至10mm。
6.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该第一密封剂层的黏度为1000至40000Pa*s，并且该第二密封剂层的黏度为300至20000Pa*s，其中该第一密封剂层优选地具有比该第二密封剂层大5％至400％的黏度。
7.根据前述权利要求之一所述的车辆充气轮胎，其特征在于，该第一密封剂层和/或该第二密封剂层包括基于橡胶和/或聚烯烃的交联的密封剂。
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