CN113272382A - 轮胎敷料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种轮胎敷料组合物，其包含石油馏出物，将聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物溶解在石油馏出物中以形成澄清溶液。在水基方法中，聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物通过表面活性剂乳化。组合物中还存在润湿剂以使组合物自流平。可喷涂轮胎敷料组合物为轮胎表面提供高光泽度和良好的润湿性，从而在处理过的轮胎表面上形成均匀的涂层。

Description

轮胎敷料组合物及其制备方法
相关申请
本申请要求2019年10月25日提交的美国申请序列号16/663,811的优先权权益，其进而要求2018年10月29日提交的美国临时申请序列号62/751,961的优先权权益，这些申请的内容通过援引并入本文。
技术领域
总体上，本发明涉及一种轮胎敷料组合物及其用途，并且具体涉及这种增稠的组合物，其适于施用于各种车辆的轮胎以提供耐久、低粘性、高光泽度的保护性涂层。
背景技术
随着轮胎的磨损和环境暴露增加，侧壁橡胶表面通常变得无光泽且没有吸引力。这是由于各种原因造成的，包括风、气候、日晒、刮擦、灰尘磨损、以及其他化学和物理反应。如今，市场上有许多产品可用于轮胎敷料使用以解决这些不利影响。这些轮胎敷料产品中的许多产品使较旧的外观从暗淡、风化的外观恢复到光泽、明亮和如新的状态。
典型的轮胎敷料组合物是光泽组分和烃溶剂的共混物或基于光泽组分的常规水包油乳液体系，以提供高光泽度涂层。在优化的可喷涂常见轮胎敷料组合物中观察到的最重要的设计和性能特征是轮胎上的高光泽度和润湿性，这些组合物在经处理的轮胎表面上形成均匀的涂层，在经处理的轮胎上具有高光泽度。
例如，常规地，硅酮流体在石油馏出物中的分散体或具有乳白色或不透明外观的常规水包油硅酮乳液体系通常用于恢复轮胎表面上的引人注目、明亮、光泽和如新的外观。典型地，用于敷料和外观应用的常规轮胎敷料配方往往对轮胎的橡胶具有有限的粘附性。理想地，产品具有耐洗车洗涤剂和耐候性(如雨和风暴)的长期性能特征。遗憾的是，常规产品对于消费者而言仍然难以施加并且不能提供所希望特性的平衡。迄今为止，轮胎敷料产品已经涉及到特性的权衡，其中低粘度的成膜聚合物往往在干燥过程中容易遭受风化、流挂和发粘；而较高分子量的成膜聚合物往往会变脆和分层。
因此，需要一种轮胎敷料组合物，其具有足够的稠度以施加到轮胎表面上并且具有针对气候和洗涤剂的耐久性。还需要一种施加此种组合物以为轮胎表面提供高光泽度保护性敷料涂层的方法。
发明内容
提供了一种轮胎敷料组合物，其包含但不限于石油馏出物，将聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物溶解或悬浮在石油馏出物中。该组合物中还存在润湿剂以使组合物自流平。可喷涂轮胎敷料组合物为轮胎表面提供高光泽度和良好的润湿性，从而在处理过的轮胎表面上形成均匀的涂层。另外，通过不同的方法，使用各种阴离子、阳离子和非离子表面活性剂，将聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物在水中乳化以产生水包油(水包聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物)乳液或油包水(聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物包水)乳液或微乳液。可喷涂水基轮胎敷料组合物为轮胎表面提供高光泽度和良好的润湿性，从而在处理过的轮胎表面上形成均匀的涂层。
通过进行这两种方法，所得的在轮胎表面上的涂层具有最高达230光泽度单位的光泽。在表面上干燥后长达四个星期，光泽保持大于110光泽度单位。
具体实施方式
本发明具有作为可喷涂轮胎敷料组合物的用途，该组合物具有用于轮胎表面的高光泽度和良好的润湿性，从而在处理过的轮胎表面上形成均匀的涂层。在本发明的轮胎敷料的实施例中，出人意料地通过使用聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物获得了诸如高光泽度、良好的润湿性、无条纹和低悬吊(sling)性能的性能特征。在本配方的一些实施例中，与聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物具有良好相容性的烃溶剂用作聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的挥发性载体。组合物中存在润湿剂，如含全氟烷基或多氟烷基的化合物，以促进润湿、降低表面张力、增强流平性和轮胎表面上的成膜特性。本发明组合物被配制为在轮胎表面上自流平，以确保在轮胎表面上的光滑且均匀的涂层，具有最高达230光泽度单位的初始光泽。在一些本发明的实施例中，提供和选择与组合物的其余部分相容的消泡剂，以保持澄清和无色液态的本发明组合物的透明性，如用正常人类肉眼所见。一些本发明组合物中存在香料或其他辅助添加剂。
在水基方法中，使用各种阴离子、阳离子和非离子表面活性剂或稳定剂在水中乳化聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物，以形成水包油乳液或微乳液，或形成油包水乳液。组合物中存在润湿剂，如两性多氟烷基甜菜碱表面活性剂，以促进润湿、降低表面张力、增强流平性和轮胎表面上的成膜特性。本发明组合物被配制为在轮胎表面上自流平，以确保在轮胎表面上的光滑且均匀的涂层，具有最高达230光泽度单位的初始光泽。在一些本发明的实施例中，提供和选择与组合物的其余部分相容的消泡剂，以保持澄清或半透明或不透明液态的本发明组合物，如用正常人类肉眼所见。一些本发明组合物中存在香料或其他辅助添加剂。
应当理解，在其中提供值的范围(例如相对于组合物组分的重量百分比范围)的情况中，该范围旨在不仅涵盖该范围的端点值，而且还涵盖该范围的中间值，如明确包括在该范围内并且通过数值的末尾有效数字改变。举例来说，所列举的从1至4的范围旨在包括1-2、1-3、2-4、3-4和1-4。
如本文所用，丁烯旨在是指正丁烯和异丁烯两者。
在本发明的用于可喷涂轮胎敷料的组合物的实施例中有效的聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的形式包括：
Figure BDA0003037179940000031
或
Figure BDA0003037179940000032
或
Figure BDA0003037179940000033
其中x是在5与1825之间的整数。
目前可商购的聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的数均分子量在180与10,000之间，并且该聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的粘度为3至45,000厘沲。应理解的是，聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的重复单元易于用部分的末端、侧基或这两个位置进行改性。本文中有效的部分说明性地包括C1-C12氟烷基、C1-C12全氟烷基、C6氟苯基、及其组合。此类改性的聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物易于使用被改性以包括额外部分的单体形成，或通过在聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物中产生不饱和度(然后使其与部分前体反应)来添加。应理解的是，通过在聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物中包含足够的氟含量，减少或甚至消除了对单独的润湿剂的需要。
在一些实施例中，本发明的轮胎敷料组合物包含润湿剂，其存在量是为由本发明组合物如此生产的轮胎表面敷料涂层赋予高光泽度。本文中有效的润湿剂说明性地是非离子型聚合含氟化合物表面活性剂、烃溶液中的氟代脂族聚合酯、多氟烷基甜菜碱两性表面活性剂、非离子型聚合氟化表面活性剂、阴离子型膦酸酯化氟化表面活性剂、非离子型乙氧基化氟化表面活性剂、或其组合。典型地，润湿剂以从0.05至4总百分比存在，而在一些其他实施例中，以从0.1至0.7总重量百分比存在。
在水基方法中，本文中有效的润湿剂说明性地是两性多氟烷基甜菜碱表面活性剂、非离子型聚合氟化表面活性剂、阴离子型膦酸酯化氟化表面活性剂、非离子型乙氧基化氟化表面活性剂、或其组合。典型地，润湿剂以从0.05至4总百分比存在，而在一些其他实施例中，以从0.1至0.7总重量百分比存在。
在一些实施例中，本发明的轮胎敷料组合物包含消泡剂，其存在量为抑制由本发明组合物如此生产的轮胎表面敷料涂层中的气泡形成。如本领域已知的，本文中有效的消泡剂说明性地包括基于硅酮的消泡剂、基于矿物油的消泡剂、以及破坏泡沫的聚合物与疏水性固体如聚脲的混合物。具体的示例性的基于硅酮的消泡剂说明性地包括二氧化硅填充的聚二甲基硅氧烷和聚醚改性的聚硅氧烷。尽管给定消泡剂的最佳量取决于多种因素，这些因素包括其他组分的粘度和表面张力，但消泡剂(如果存在)以最高达5总重量百分比并且在其他实施例中从0.05至1总百分比的量包括在内。
在一些实施例中，本发明的水基轮胎敷料组合物包含表面活性剂，其存在量为使本发明的轮胎敷料组合物的聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物乳化到使得组合物能够形成稳定的水包油乳液、或油包水乳液、或微乳液的程度。本文中有效的表面活性剂说明性地包括非离子型乙氧基化氟化表面活性剂、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的聚甲基烷基硅氧烷、芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、聚酯改性的羟基官能的聚二甲基硅氧烷、丙烯酰基官能的聚酯改性的聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性的羟基官能的聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯的溶液、氟改性的聚丙烯酸酯的溶液，聚合氟化乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、脱水山梨糖醇酯、乙氧基化蓖麻油、烷基多糖、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯表面活性剂；或阴离子型膦酸酯化氟化磷酸酯、脂族磷酸酯；或阳离子型乙氧基化脂肪乙硫酸铵、乙氧基化烷基胺表面活性剂。表面活性剂(如果存在)以最高达5总重量百分比并且在其他实施例中从0.05至1总百分比的量包括在内。
在一些实施例中，本发明的轮胎敷料组合物包含香料。香料(如果存在)以最高达5总重量百分比并且在其他实施例中从0.1至3总百分比的量包括在内。
在一些实施例中，本发明的轮胎敷料组合物包含颜料，如氧化铁、云母、二氧化钛、氧化锡、金属闪光颗粒如着色的聚对苯二甲酸乙二醇酯、切割的金属化箔如铝化的PVC膜等。颜料(如果存在)以最高达1总重量百分比并且在其他实施例中从0.1至0.5总百分比的量包括在内。
在一些实施例中，本发明的轮胎敷料组合物包含染料，如偶氮染料、蒽醌染料、花青素染料、多酚染料、或其组合。染料(如果存在)以最高达1总重量百分比并且在其他实施例中从0.1至0.5总百分比的量包括在内。
将本发明的轮胎敷料组合物的组分溶剂化以在溶剂中溶解从而产生澄清的无色溶液，前提是颜料分散并且不存在旨在赋予颜色的染料。本发明的溶剂是如通过ASTMD1133测试方法测量的贝壳松脂-丁醇值范围为从20至40的石油馏出物。如本文所用，石油馏出物包括烃溶剂、脂族溶剂、白油、加氢处理的溶剂、直馏馏出物溶剂、矿物溶剂、煤油、石油溶剂、石脑油和斯托达德(Stoddard)溶剂。溶剂构成配制品的其余部分。溶剂的典型量为从10至80总重量百分比。
在一些实施例中，加氢处理的轻链烷烃馏出物作为共溶剂存在。如本文所用，加氢处理的轻链烷烃馏出物定义为通过在催化剂存在下用氢处理石油馏分而得到的烃类的复杂组合，其包含碳数主要在C15-C30范围内且在40℃下的粘度小于19厘沲(cSt)的烃类，其中饱和烃为其主要成分。加氢处理的轻链烷烃馏出物(如果存在)以最高达10总重量百分比并且在其他实施例中从3至8总百分比的量包括在内。
本发明的轮胎敷料组合物易于由车辆所有者通过采用常规触发器喷雾施加、推进剂气雾剂、或用于擦拭施加的海绵或布施加到轮胎表面上。
如在室温下测量的，本发明的轮胎敷料组合物具有在5与400cSt之间的全配方粘度。
表1提供了根据本发明的典型和优选的组成。
表1.本发明的增稠的轮胎敷料组合物(按总重量计的量)
Figure BDA0003037179940000061
表2.本发明的水基增稠的轮胎敷料组合物(按总重量计的量)
Figure BDA0003037179940000062
关于以下非限制性实例进一步详细描述本发明，提供这些实例以进一步说明本发明组合物的制备和与所得的在轮胎表面上的涂层相关的某些特性。
实例
实例1
确定以下组成以提供在轮胎上形成耐久的高光泽度防水涂层的组合物，该涂层耐水和洗涤剂暴露、具有最高达230光泽度单位的所施加的光泽度。完全溶剂化的组合物是澄清溶液并具有来自香料的人工气味。
本发明组合物1
Figure BDA0003037179940000071
本发明组合物2
Figure BDA0003037179940000072
本发明组合物3
Figure BDA0003037179940000073
本发明组合物4
Figure BDA0003037179940000074
Figure BDA0003037179940000081
本发明组合物5
Figure BDA0003037179940000082
本发明组合物6
Figure BDA0003037179940000083
实例2
本发明的油基组合物1-5的闪点在70℃与150℃之间。这些组合物1-6具有如在20℃下测量的在0.80至1.00之间的比重。使用TRICOR系统806H型手持式表面分析系统，对车辆的所有轮胎进行轮胎光泽度校准。对于车辆，每个轮胎的基准光泽度值均以TRICOR光泽度单位进行了四次测量。对于用作每辆车辆的基准的40次光泽度测量，生成了统计数据，表明平均预处理光泽度为14±4。
所施加的本发明组合物1-6均具有最高达230光泽度单位的光泽。
此后4周，本发明组合物1-6均具有估计大于110光泽度单位的光泽。
说明书中提到的专利和出版物指示本发明所属领域的技术人员的水平。这些专利和出版物通过援引并入本文，其程度如同每个单独的专利或出版物被具体地和单独地通过援引并入本文一样。
前述描述是对本发明的特定实施例的说明，但并不意味着对其实践的限制。以下权利要求书，包括其所有等效物旨在限定本发明的范围。

Claims (20)

1.一种轮胎敷料组合物，其包含：
聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物；
润湿剂；以及
所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物和所述润湿剂在其中形成澄清溶液的石油馏出物，所述组合物具有使所述组合物自流平的总体粘度。
2.如权利要求1所述的轮胎敷料组合物，其进一步包含加氢处理的轻链烷烃馏出物。
3.如权利要求2所述的轮胎敷料组合物，其中，所述加氢处理的轻链烷烃馏出物在总组成中的重量百分比为所述组合物的从0.1至10总重量百分比。
4.如权利要求2所述的轮胎敷料组合物，其中，所述石油馏出物以所述组合物的最高达90总重量百分比存在。
5.如权利要求1所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物以所述组合物的从10至40总重量百分比存在。
6.如权利要求1所述的轮胎敷料组合物，其进一步包含消泡剂。
7.如权利要求6所述的轮胎敷料组合物，其中，所述消泡剂是聚硅氧烷。
8.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎敷料组合物，其中，所述润湿剂以所述组合物的从0.05至4总重量百分比存在。
9.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物具有下式中的至少一个：
Figure FDA0003037179930000021
或
Figure FDA0003037179930000022
或
Figure FDA0003037179930000023
其中x是在5与1825之间的整数。
10.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的数均分子量在180与10,000之间。
11.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎敷料组合物，其中，所述润湿剂是非离子型聚合含氟化合物表面活性剂、烃溶液中的氟代脂族聚合酯、多氟烷基甜菜碱两性表面活性剂、或其组合。
12.一种轮胎，其包括：
由干燥的如权利要求1所述的组合物形成的涂层；
所述涂层在所述轮胎的表面上并具有最高达230光泽度单位的光泽。
13.如权利要求12所述的轮胎，在所述表面上干燥后四个星期，所述光泽大于110光泽度单位。
14.一种水基轮胎敷料组合物，其包含：
聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物；
水；
表面活性剂；以及
润湿剂，所述组合物具有使所述组合物自流平的总体粘度。
15.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物以所述组合物的从10至40总重量百分比存在。
16.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，其进一步包含消泡剂。
17.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，所述润湿剂以所述组合物的从0.05至4总重量百分比存在。
18.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物具有下式中的至少一个：
Figure FDA0003037179930000031
或
Figure FDA0003037179930000032
或
Figure FDA0003037179930000033
其中x是在5与1825之间的整数。
19.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，其中，所述聚丁烯或异丁烯/丁烯共聚物的数均分子量在180与10,000之间。
20.如权利要求14所述的轮胎敷料组合物，其中，所述润湿剂是两性多氟烷基甜菜碱表面活性剂、非离子型聚合氟化表面活性剂、阴离子型膦酸酯化氟化表面活性剂、非离子型乙氧基化氟化表面活性剂、或其组合。
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