CN117897271A - 用于车辆轮胎的复合材料，及用于生产其的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产可硫化的复合材料的方法，该方法包括以下步骤：a)生产或提供织物强度构件，b)用水性分散体处理该织物强度构件来对该织物强度构件进行粘合剂活化并获得粘附活化的织物强度构件，以及c)将该粘附活化的织物强度构件引入可交联的橡胶化混合物中以获得该可硫化的复合材料，其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚‑甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质，其中该可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。

Description

用于车辆轮胎的复合材料，及用于生产其的方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产可硫化的复合材料的方法和一种基于该方法用于生产硫化复合材料或弹性体产品的方法，以及相应的可硫化的复合材料和一种可由其生产的硫化复合材料或相应的弹性体产品。本发明进一步涉及特定的水性分散体用于对用于包含透明的橡胶化混合物的复合材料的织物(textile)强度构件进行粘合剂活化的用途。
本发明的主题在所附权利要求中进行了定义。
背景技术
已知车辆轮胎(例如自行车轮胎)具有用于在各种部件中进行增强的织物强度构件。在许多情况下，其他工业橡胶制品，如带(包括传动带)和软管，也具有强度构件。强度构件在这里典型地被至少一种橡胶混合物包围，该橡胶混合物也称为橡胶化混合物或在硫化状态下称为橡胶化物。
通常存在的问题是强度构件和周围的橡胶化物通常具有不同的机械特性、尤其是不同的强度。然而，特别是在持续的机械和动态应力的情况下，如在车辆轮胎行进操作中所发生的那样，为了能够确保足够的结合强度，因而需要在强度构件与周围的橡胶化物之间有足够的粘附。
现有技术披露了在橡胶化之前活化强度构件以获得足够的粘附(称为粘附活化(activation of adhesion)或粘合剂活化(adhesive activation))，典型地通过使用所谓的RFL(间苯二酚-甲醛胶乳)浸渍剂，这些浸渍剂可以通过例如浸渍浴施加。
如果对橡胶化物的物理化学特性的特定应用要求允许，例如，由于对组分的预期要求是使得可以例如在橡胶化混合物中省去炭黑的使用，则原则上可以将这种橡胶化物制成是对光透射的、尤其是透明的。
除了此类弹性体产品的设计相关配置的益处、尤其是对产品设计者在设计具有有趣的纵深效果的色彩缤纷的设计时灵活性的提高，一段时间以来，对于通过相应的透明配置实现的对生产过程进行监控和对各自产品进行质量控制的技术益处也越来越受到关注。
例如，虽然在自行车轮胎的情况下许多客户发现能够透过透明的橡胶化物看到在自行车轮胎中的织物强度构件是在视觉上具吸引力的，但对于本领域技术人员主要因素是他们能够对这种配置中的织物强度构件进行目视检查。
然而，在从现有技术中已知的使用(可选着色的)RFL浸渍剂作为粘附促进剂的系统中，这方面的选项在许多情况下被减少。对于这种情况的特别的原因是从现有技术中已知的RFL粘附促进剂所具有的通常强烈的红棕色固有颜色，这在许多情况下被认为是不利的。
除了常常被认为在视觉上不是非常具吸引力的红棕色固有颜色(其还使通过添加着色剂可实现的颜色具有局限性)之外，这种粘附活化还经常掩盖织物强度构件的颜色，尽管这对技术人员来说可能是非常具信息性的，尤其是用于基于所用材料的颜色来识别所用材料或用于辨识任何制造商特定标记、例如指示丝(indicator filament)。此外，在RFL-活化的织物强度构件与透明的橡胶化混合物之间产生的界面区域在许多情况下被认为是不利的，因为其使得在许多情况下难以准确辨别单独的强度构件，尤其是当这些强度构件由于红棕色而在任何情况下都可能难以与下面的深色橡胶材料区分开来时。
发明内容
本发明的主要目的是消除或至少减少现有技术的上述缺点。
因此，本发明的目的是指定一种用于生产可硫化的复合材料的方法，这些可硫化的复合材料可以用于通过硫化来获得可以在车辆轮胎和其他弹性体产品中使用的具有优异的光学特性的高性能硫化复合材料。
本发明的目的是这些硫化复合材料能够以可靠且特别是非破坏性的方式最大程度地简化硫化复合材料中存在的织物强度构件的识别和质量测试，其中尤其还应能够清楚地在相邻的织物强度构件之间进行区分，使得例如甚至可以评估接头质量。
本发明的补充目的是这些硫化复合材料关于颜色配置具有优于现有技术的提高的灵活性。在这里尤其期望的是，尽管有任何粘附活化涂层，但织物强度构件的基色保持从外部可见，尤其是为了能够通过颜色识别材料以及使由制造商加入的指示丝从外部可见。
本发明对于硫化复合材料的另一个目的是在织物强度构件与橡胶化物之间显示出足够高的结合强度，并且鉴于以上目的，还期望的是使织物强度构件的粘附促进涂层与橡胶化物具有高化学相容性，使得在界面处存在最小的光散射。
本发明的另外的目的是，与例如RFL浸渍剂的情况相比，不管在硫化中使用的条件如何，正向的颜色特性在很大程度上是可重现的。
本领域技术人员将清楚的是，本发明的补充目的是另外指定一种用于生产弹性体产品、尤其是车辆轮胎的方法以及相应的弹性体产品、尤其是车辆轮胎。本发明的补充目的是使相应的车辆轮胎对行进安全做出贡献。
此外，本发明的补充目的是指定水性分散体用于对用于具有透明的橡胶化混合物的复合材料的织物强度构件进行粘附活化，以改善该透明的橡胶化混合物中的这些织物强度构件的视觉可识别性、或减少在这些织物强度构件与该透明的橡胶化混合物之间的接触区域中的光学缺陷的特定用途。
上述目的通过如权利要求中定义的本发明主题来实现。根据本发明的优选配置从从属权利要求和随后的细节中将显而易见。
在特别优选的实施例中，下文被称为优选的实施例与被称为优选的其他实施例的特征相组合。因此，下文被描述为特别优选的两个或更多个实施例的组合是非常特别优选的。其中被称为在某种程度上是优选的一个实施例的特征与被称为在某种程度上是优选的其他实施例的一个或多个另外的特征相组合的实施例同样是优选的。优选的可硫化的复合材料、硫化复合材料、弹性体产品和用途的特征从优选方法的特征中将显而易见。
本发明涉及一种用于生产可硫化的复合材料的方法，该方法包括以下步骤：
a)生产或提供织物强度构件，
b)用水性分散体处理该织物强度构件来对该织物强度构件进行粘合剂活化并获得粘附活化的织物强度构件，以及
c)将该粘附活化的织物强度构件引入可交联的橡胶化混合物中以获得该可硫化的复合材料，
其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质，
其中该可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段(section)中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
本发明的方法有利地提供了可硫化的复合材料，由这些可硫化的复合材料通过硫化可以获得用于在车辆轮胎和其他弹性体产品中使用的具有优异的结合强度和优异的光学特性的高性能硫化复合材料。
在通过本发明方法获得的硫化复合材料中，有利地可以凭借特别选择的粘附活化和可由此实现的优化的界面特性来从外部清楚地识别在硫化复合材料中甚至是相对地处于深处的织物强度构件，使得可以例如甚至在客户购买轮胎时为客户进行可靠且非破坏性的质量测试。
即使在弹性体产品的制造中，以这种方式也是可以更容易地进行质量控制的，尤其是因为单个强度构件的可识别性如此之高，以至于在例如复合材料的拼接中，尤其是在拼接区域中，产生不期望的高密度或不期望的低密度的强度构件时也能够确定。
以协同的方式，所选择的粘附活化出人意料地不会造成不想要的着色，因为可以有利地将其制成无色或透明的。这使得可以看到织物强度构件的原始颜色，这有利地意味着通过例如指示丝编码的关于织物强度构件中所使用的材料的信息和/或制造商信息保持可见。
另外，本发明的方法使得可以显著增加关于颜色配置的灵活性，因为有利地可以不仅对橡胶化物进行着色(透明着色的)，而且同样可以对织物强度构件进行着色，如粘附活化涂层的颜色。在这里可以认为是本发明的优点的是不管在硫化中使用的温度如何，均在很大程度上获得正向的颜色特性。
最后，可以被视为本发明方法的优点的是在硫化复合材料中，取决于粘附活化的模式，在织物强度构件中产生轻微的光泽，该光泽取决于所选择的颜色可以朝着金属光泽的方向发展。借助于使用相应的复合材料来代替常规的、主要吸收性的橡胶材料，这种光泽增加了轮胎特别是在难以观察的条件下的可见性，因为例如可以反射更高比例的入射前照灯光。
经由可通过硫化由可交联的橡胶化混合物生产的橡胶化物(即，交联的橡胶化混合物)的特性来定义该可交联的橡胶化混合物符合本领域的惯用程序和本领域技术人员的理解，因为在相应聚合物材料具有不能准确描述的结构的情况下，相应定义通常是定义相应材料的唯一可行方式。可由可硫化的复合材料生产的硫化复合材料因此包含至少在段中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
在本发明的上下文中，根据本领域技术人员的理解，表述“对可见光至少部分透射”意指交联的橡胶化混合物与可见区域中任何波长的电磁辐射或可见区域中波长的一部分的电磁辐射显示出足够小的相互作用，使得可硫化的复合材料和硫化复合材料中的织物强度构件从外部可见。这意味着交联的橡胶化混合物在可见波长区域中显示完全没有吸收是不必要的，因为部分吸收(例如在特定波长下)也是可以容忍的，尤其是在透明着色的橡胶化物的情况下。
根据以上定义，交联的橡胶化混合物至少在段中对可见光至少部分透射。这意味着可硫化的复合材料或硫化复合材料还可以包括其中橡胶化物未被制成透射性的段，例如被透射的顶层覆盖的织物强度构件下方呈交替区域或不透明基底的形式。
根据本领域技术人员的理解，在本发明的上下文中，表述“基本上不含”应理解为意指相应物质可以仅以不会显著影响所要求保护的组合物的基本特性的量存在。例如，这些物质的量不得超过由污染产生的痕量。典型地，在根据本发明使用的水性分散体中，基于水性分散体的总重量，所指定组分中的每一种(例如间苯二酚、间苯二酚预缩合物、甲醛和释放甲醛的物质)应不超过按重量计0.1％(干重)，即按重量计0.1％是以上组分中每一种的最大量。水性分散体中所有这些组分的含量优选为按重量计0％。
本发明的上下文中使用的单位“phr”(按重量计每一百份橡胶的份数)是橡胶工业中混合物配方的量的标准单位。单独的物质的重量份的剂量在这里总是基于100重量份的混合物中存在的所有橡胶的总质量，其因此加起来是100。
本发明的方法有利地适合用于本领域技术人员已知的所有织物强度构件。然而，本发明诸位发明人能够识别特别适合用于本发明的方法的织物强度构件的特征。
也就是说，本发明的优选方法是一种其中织物强度构件至少部分着色和/或包含至少一个指示丝，优选地包含至少一个指示丝的方法。在这种配置中，本发明方法的优点被特别清楚地表现出来。在本发明的方法中，另外地还可以在可硫化的复合材料的一个或多个表面上提供空气放电丝(air discharge filament)，由于它们在透射性交联的橡胶化混合物下方保持可见，因此也可以有利地被着色。然而，尤其是在随后将硫化复合材料定位在车辆轮胎外侧上的情况下，优选的是至少在外表面上不提供任何相应的空气放电丝。
另外优选本发明的方法，其中织物强度构件包含选自由聚酯、聚酰胺、聚氨酯、玻璃、碳、纤维素、聚碳酸酯、聚酮和那些材料的组合组成的组的材料，优选地选自由聚酯、再生纤维素尤其是人造丝、芳纶、尼龙、和那些材料的组合组成的组的材料，更优选地选自由尼龙组成的组的材料，其中织物强度构件最优选地由那些材料组成。合适的聚酯包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)和聚酯丙烯酸酯，这些聚酯由例如塞拉尼斯公司(Celanese AG)以Vectran商品名供应。聚酰胺的实例为尼龙-4,6(PA 4.6)、尼龙-4,10(PA 4.10)、尼龙-6(PA6)、尼龙-6,6(PA 6.6，聚己二酰己二胺)、尼龙-6,12(PA 6.12)、尼龙-10,10(PA 10.10)和尼龙-12,12(PA 12.12)。合适的聚酰胺是例如芳香族聚酰胺，如芳纶，尤其是间位芳纶、对位芳纶、以及间位芳纶和对位芳纶的混合物。合适的纤维素是例如再生纤维素(尤其是粘胶或人造丝)和纤维素酯。
还优选本发明的方法，其中织物强度构件包含一根或多根优选地呈织造物形式的增强帘线，其在每种情况下包含至少一种纱线。例如，织物增强材料可以采取单丝织物帘线或复丝织物帘线的形式，或者采取二维长丝织物(fabric)的形式，如基于单丝纱线或复丝纱线的圆角。
在这种背景下，优选本发明的方法，其中织物强度构件包含一根或多根优选地呈织造物形式的增强帘线，其在每种情况下包含至少两种不同的纱线，其中这些纱线各自优选地由选自由聚酯、聚酰胺、聚氨酯、玻璃、碳、纤维素、聚碳酸酯和聚酮组成的组的材料组成。
根本上优选本发明的方法，其中增强帘线中的这些纱线中的至少一种、优选所有纱线具有在90至5000分特克斯的范围内、优选地在100至2500分特克斯的范围内或在2500至4500分特克斯的范围内、更优选地在200至1500分特克斯的范围内或在3000至4000分特克斯的范围内的线密度。
根本上还优选本发明的方法，其中增强帘线中的这些纱线中的至少一种、优选所有纱线具有100至600T/m、优选150至550T/m、更优选200至500T/m的捻度。
根本上另外优选本发明的方法，其中聚酰胺纱线具有在100至400的范围内、优选地在150至350的范围内的捻系数。捻系数α是本领域技术人员已知的参数，并且由以T/m(捻回数/米)计的捻度和以特克斯计的线密度来计算：
根本上同样优选本发明的方法，其中增强帘线中的至少一根、优选所有增强帘线具有两种或更多种纱线，其中增强帘线中的纱线优选地以100至600T/m、更优选地以150至550T/m、最优选地以200至500T/m端捻在一起。
根本上还优选本发明的方法，其中增强帘线中的至少一根、优选所有增强帘线具有在180至10 000分特克斯的范围内、优选地在200至7500分特克斯的范围内、更优选地在400至5000分特克斯的范围内的总线密度。
对于本领域技术人员将是显而易见的是，在本发明的方法中还可以加工多个强度构件并将它们结合到相应的可硫化的复合材料中。对于大多数情况，相应的工艺设计实际上是优选的。因此优选本发明的方法，其中该方法是针对两个或更多个织物强度构件进行的。
在硫化后产生透射、尤其是透明的硫化橡胶化混合物的可硫化的橡胶化混合物的生产原则上是本领域技术人员从现有技术(例如从DE 8234954 U1、US 6624220 B1和US2004/0044118 A1)中已知的，并且因此本领域技术人员可以在生产中由现有技术指导。
如上所描述的，可以仅使部分的橡胶化物是透射的，例如因为可交联的橡胶化混合物由两种或更多种橡胶化混合物组分组成。尽管关于光学效果其可能是特别优选的，但更容易制造意味着在大多数情况下优选基本上完全透射的橡胶化物。因此，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含两个或更多个独立的橡胶化混合物组分，其中至少一个橡胶化混合物组分可通过硫化处理以得到对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物组分。可替代地，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到基本上以其全部对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
关于在其中橡胶化物应透射的相关波长范围，可以限定合适的范围，其中特别优选该橡胶化物基本上没有漫散射，使得其是透明的。因此，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中、优选基本上以其全部对具有在380至780nm范围内的波长的可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。同样优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中、优选基本上以其全部对可见光至少部分透明的交联的橡胶化混合物。
本发明诸位发明人已经能够识别特别适合用于可交联的橡胶化混合物的组合物。
也就是说，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含至少一种二烯橡胶，其中该二烯橡胶优选地选自由C4至C7异烯烃和烷基苯乙烯的卤代共聚物、天然聚异戊二烯(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶和乙烯-丙烯橡胶组成的组，其中该二烯橡胶更优选地选自由异丁烯和对甲基苯乙烯的溴化共聚物、天然聚异戊二烯、合成聚异戊二烯和顺式-1,4-丁二烯橡胶组成的组。例如，聚异戊二烯(IR、NR)可以是顺式-1,4-聚异戊二烯或3,4-聚异戊二烯。然而，优选使用具有按重量计>90％的顺式-1,4含量的顺式-1,4-聚异戊二烯。例如，可以通过用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂或使用精细分散的烷基锂在溶液中进行立体定向聚合来获得此种聚异戊二烯。此外，天然橡胶(NR)是这样的顺式-1,4-聚异戊二烯；天然橡胶中的顺式-1,4含量为按重量计大于99％。
聚丁二烯(BR)可以是例如顺式-1,4-聚丁二烯或乙烯基聚丁二烯(乙烯基含量为按重量计约10％至90％)。优选使用具有按重量计大于90％的顺式-1,4含量的顺式-1,4-聚丁二烯，其可以例如通过在稀土型催化剂存在下的溶液聚合来制备。
苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)可以是例如具有基于聚合物按重量计约10％至45％的苯乙烯含量和按重量计10％至70％的乙烯基含量(即，1,2-键合丁二烯的含量，基于总聚合物)的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯共聚物(S-SBR)，其可以例如使用有机溶剂中的烷基锂来制备。S-SBR还可以被偶联并且被端基改性。可替代地，可以使用乳液聚合的苯乙烯-丁二烯共聚物(E-SBR)以及E-SBR和S-SBR的混合物。E-SBR的苯乙烯含量是按重量计约15％至50％，并且可以使用例如从现有技术中已知的通过苯乙烯和1,3-丁二烯在水性乳液中的共聚获得的产物。
例如，C4至C7异烯烃和烷基苯乙烯的卤代共聚物可以由异丁烯和甲基苯乙烯组成，其中苯乙烯单元可以是邻烷基化的、间烷基化的或对烷基化的。该共聚物可以用任何卤素卤化。优选使用异丁烯和对甲基苯乙烯的溴化共聚物。混合物中使用的二烯橡胶(尤其是苯乙烯-丁二烯共聚物)还可以以部分或完全官能化的形式使用。官能化可以用可以与所使用的填料、尤其是与带有OH基团的填料相互作用的基团来实现。官能化可以是例如用羟基和/或环氧基团和/或硅氧烷基团和/或氨基和/或酞菁基团和/或羧基和/或硅烷硫化物基团的那些。
在这方面优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含25至100phr、优选50至100phr、更优选70至100phr的该至少一种二烯橡胶。
另外优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含15至50phr的异丁烯和对甲基苯乙烯的溴化共聚物和/或25至85phr的天然和/或合成聚异戊二烯和/或15至50phr的顺式-1,4-丁二烯橡胶。
还优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含10至90phr、优选15至40phr的填料，优选无定形二氧化硅、尤其是沉淀的硅石，其中可交联的橡胶化混合物最优选地包含极性填料、尤其是无定形二氧化硅和一种或多种用于粘结这些极性填料的硅烷化合物。填料可以是现有技术中已知用作填料的任何合适的材料、或这些材料的混合物。橡胶化混合物优选地包含硅石作为填料，其在专业领域中被称为无定形二氧化硅。这可以包括用于轮胎橡胶混合物的惯用硅石。当使用具有30至350m2/g、优选120至250m2/g的CTAB表面积(根据ASTM D 3765)的精细分散的、沉淀的硅石时是特别优选的。所使用的硅石可以是例如常规硅石，如来自赢创公司(Evonik)的VN3类型(商品名)的那些，或者是称为HD硅石的可高度分散的硅石(例如来自赢创公司的Ultrasil 7000)。
对于一些应用，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物另外地包含0.1至10phr的另外的填料，其中这些另外的填料选自由铝硅酸盐、白垩、淀粉、氧化镁、二氧化钛、橡胶凝胶和这些填料的组合组成的组。可替代地，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含小于0.005phr、优选小于0.001phr的这些另外的填料。
为了获得含填料的透射的橡胶化物，使黑色颜料和其他着色剂的含量降至最低通常是富有成效的。因此，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含小于1phr、优选小于0.1phr、更优选小于0.01phr的黑色着色剂尤其是黑色颜料，尤其是炭黑、石墨烯或碳纳米管，作为填料。
可交联的橡胶化混合物的硫化通常在硫和/或硫供体的存在下进行，并且一些硫供体可以同时充当硫化促进剂。将硫或硫供体在最后的混合步骤中以本领域技术人员常用的量(0.4至8phr，硫优选地以0.4至4phr的量)添加到橡胶化混合物中。硫化也可以在非常少量的硫与硫供体物质组合存在下实现。此外，橡胶化混合物可以包含惯用量的影响硫化的物质如硫化促进剂、硫化阻滞剂和硫化活化剂，以便控制硫化所需的时间和/或所需的温度并且改善硫化橡胶特性。硫化促进剂可以例如选自以下促进剂的组：噻唑促进剂例如2-巯基苯并噻唑、次磺酰胺促进剂例如苯并噻唑基-2-环己基次磺酰胺(CBS)、胍促进剂例如N,N’-二苯基胍(DPG)、二硫代氨基甲酸盐促进剂例如二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化物、硫代磷酸盐。促进剂也可以彼此组合使用，这可以产生协同效应。在这种背景下，优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含0.4至8.0phr、优选0.4至4phr、更优选0.5至2.5phr的硫，其中该可交联的橡胶化混合物优选地包含一种或多种选自由硫化促进剂、硫化阻滞剂和硫化活化剂组成的组的另外的硫化添加剂。
另外优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含一种或多种选自由偶联剂尤其是硅烷偶联剂、增塑剂、老化稳定剂、活化剂、蜡、增粘树脂、塑炼助剂和加工助剂组成的组的添加剂。可用的增塑剂包括本领域技术人员已知的所有增塑剂，例如芳香族的、环烷的或链烷的矿物油增塑剂，例如MES(温和的提取溶剂化物)或TDAE(经处理的馏出物芳香族提取物)、或橡胶制液体油(rubber-to-liquid oil)(RTL)或天然气制液体油(gas-to-liquid oil)(GTL)或生物质制液体油(biomass-to-liquid oil)(BTL；如在例如DE 102008 037 714 A1中披露的)或基于可再生原材料的油(例如菜籽油、萜油(例如橙油))或油膏或增塑树脂或液体聚合物(如液体BR)，其平均分子量(通过GPC＝凝胶渗透色谱法，使用基于BS ISO 11344:2004的方法确定)在500至20 000g/mol的范围内。如果使用液体聚合物作为橡胶化混合物中的增塑剂，则这些在聚合物基质的组成的计算(phr计算)中不被视为橡胶。当使用矿物油时，特别优选的是白油。老化稳定剂是例如如以下的物质：N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6PPD)、N,N'-二苯基-对苯二胺(DPPD)、N,N'-二甲苯基-对苯二胺(DTPD)、N-异丙基-N'-苯基-对苯二胺(IPPD)、和2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(TMQ)。所使用的活化剂是例如氧化锌、碳酸锌和脂肪酸(例如，硬脂酸)。塑炼助剂的一个实例是例如2,2'-二苯甲酰氨基二苯二硫(DBD)。加工助剂包括例如脂肪酸盐例如锌皂、和脂肪酸酯及其衍生物例如PEG羧酸酯。
当可交联的橡胶化混合物是着色且透射的、尤其是着色且透明的，即在可见光谱中显示出不均匀的吸收特性时，可以产生特别令人愉快的视觉效果，这可以通过染料来实现。因此优选本发明的方法，其中可交联的橡胶化混合物包含一种或多种染料。
用于粘附活化的合适的水性分散体尤其是在例如WO 2019/015792 A1以及在EP3702521A1、EP 3702522 A1和EP 3702523 A1中披露的那些体系。
在这方面根本上优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(w1)至少一种橡胶胶乳，前提是所述橡胶胶乳不是聚异戊二烯橡胶胶乳(包括合成和天然聚异戊二烯橡胶胶乳)，和
(w2)至少一种受保护的异氰酸酯，和
(w3)至少一种填料和/或至少一种具有羧酸官能团的聚合物和/或至少一种聚异戊二烯橡胶(包括合成和天然聚异戊二烯橡胶胶乳)和/或至少一种蜡。
可用的橡胶胶乳的实例是VP胶乳。VP胶乳是本领域技术人员已知的。“VP”代表“乙烯基吡啶”，并且已知的VP胶乳还可以包括额外的单体。VP胶乳的优选实例是典型地包含15％的乙烯基吡啶、15％的苯乙烯和70％的丁二烯单体的乙烯基吡啶胶乳。除了VP胶乳外，水性分散体可以包含一种或多种额外的胶乳，例如苯乙烯-丁二烯胶乳(SVR)和天然胶乳(NR)。
对于异戊二烯橡胶，优选使用来自“巴西橡胶(Hevea Brasiliensis)”树的具有高氨含量的天然胶乳。
作为用于织物强度构件的浴/浸渍剂的成分的合适的多异氰酸酯化合物原则上是本领域技术人员已知的。多异氰酸酯化合物可以用另一化合物封端或呈二聚体或高级同系物的形式，即呈“自封端”形式。封端的多异氰酸酯例如并且优选地通过用至少一种选自由以下组成的组的物质封端游离异氰酸酯而获得：苯酚、硫酚、氯苯酚、甲酚、间苯二酚、对仲丁基苯酚、对叔丁基苯酚、对仲戊基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、叔丁醇、二苯胺、二甲基苯胺、邻苯二甲酰亚胺、δ-戊内酰胺、ε-己内酰胺、丙二酸二烷基酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸烷基酯、丙酮肟、甲乙酮肟、3,5-二甲基吡唑、环己酮肟、3-羟基吡啶和酸性亚硫酸钠。在本发明的上下文中，优选的是多异氰酸酯化合物包含选自由以下组成的组的单元：四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯，八亚甲基二异氰酸酯，十亚甲基二异氰酸酯，十二亚甲基二异氰酸酯，芳香族二异氰酸酯包括甲苯2,4-或2,6-二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯、2,4'-或4,4'-二异氰酸基二苯基甲烷、苯基1,3-或1,4-二异氰酸酯。
多元羧酸是例如在10至100mol％的程度上、优选地在30至100mol％的程度上、更优选地在50至100mol％的程度上、甚至更优选地在70至100mol％的程度上、尤其优选地在90至100mol％的程度上基于含有羧酸基团的单体的。在本发明的特别有利的实施例中，多元羧酸在100mol％的程度上基于含有羧酸基团的单体，而不排除另外的官能团。优选地，多元羧酸具有通过GPC的1000至500 000g/mol、优选3000至100 000g/mol的重均分子量Mw。优选地，多元羧酸基于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、肉桂酸和/或马来酸单体。在优选的实施例中，多元羧酸(基于丙烯酸单体)是丙烯酸树脂。
作为相应水性分散体的成分的合适的环氧化合物原则上是本领域技术人员已知的。在本发明的上下文中，优选的是环氧化合物选自由以下组成的组：基于缩水甘油基的甘油、基于山梨糖醇的环氧化合物、基于苯酚的酚醛清漆环氧化合物和基于甲酚的酚醛清漆环氧化合物。环氧化合物的特别合适的实例是基于甘油的聚缩水甘油醚，例如DenacolTMEX-313，其尤其在DE 69722388 T2中进行了描述。
作为相应水性分散体的成分的可能的蜡原则上是本领域技术人员已知的。优选的实例是石蜡、微晶蜡、合成蜡和来自天然来源的蜡例如蜂蜡，还包括两种或更多种蜡的组合。
用于水性分散体的特别合适的填料是水分散性无机填料。特别优选具有30至450m2/g、优选120至410m2/g的BET表面积(根据ISO 9277:2010)的无定形二氧化硅(尤其是沉淀的硅石)和硅酸盐。
水性分散体优选地具有5至11、优选地7至11的pH，其可以用碱适当地建立。该碱优选是在该方法期间蒸发或其成分蒸发的挥发性碱。在本发明的特别有利的实施例中，该碱是氢氧化铵，即，氨的水溶液。
鉴于以上细节，优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(x1)至少一种橡胶胶乳，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为4％至60％，和
(x2)至少一种受保护的异氰酸酯，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.1％至10％。
另外优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(y1)至少一种含有环氧基团的化合物，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例高达6％，
和/或
(y2)至少一种具有羧酸官能团的聚合物，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例高达15％。
特别优选本发明的方法，其中水性分散体包含以下组分中的一个：
(z1)至少一种填料，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.02％至20％，优选地条件是该水性分散体不包含任何具有羧酸官能团的聚合物，
或者
(z2)至少一种聚异戊二烯橡胶胶乳，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为1％至20％，优选地条件是该水性分散体包含至少一种不是聚异戊二烯橡胶胶乳的橡胶胶乳，
或者
(z3)至少一种蜡，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.3％至30％。
在诸位发明人看来，在用于粘附活化的可能的水性分散体之中，三个具体实施例是特别合适的。
也就是说，优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(h1)至少一种橡胶胶乳，其基于该水性分散体干重的质量比例为4％至50％、优选4.5％至25％，
(h2)至少一种受保护的异氰酸酯，其基于该水性分散体干重的质量比例为0.1％至4.5％、优选0.2％至4％，
(h3)至少一种填料，其基于该水性分散体干重的质量比例为0.02％至20％、优选0.3％至15％。
可替代地，优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(i1)至少一种橡胶胶乳，其基于该水性分散体干重的质量比例为4％至50％、优选4.5％至25％，
(i2)至少一种受保护的异氰酸酯，其基于该水性分散体干重的质量比例为0.1％至10％、优选0.2％至4.5％，
(i3)至少一种蜡，其基于该水性分散体干重的质量比例为0.3％至30％、优选0.5％至15％。
可替代地，继而优选本发明的方法，其中水性分散体包含：
(j1)至少一种橡胶胶乳，其基于该水性分散体干重的质量比例为4％至40％、优选4.5％至20％，其中该橡胶胶乳不是聚异戊二烯橡胶胶乳，
(j2)至少一种受保护的异氰酸酯，其基于该水性分散体干重的质量比例为0.1％至10％、优选0.2％至4.5％，
(j3)至少一种聚异戊二烯橡胶胶乳，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为1％至20％、优选2％至15％。
利用水性分散体固有颜色的有利缺乏，可以特别容易地对所得粘附活化进行着色。因此优选本发明的方法，其中水性分散体包含一种或多种颜料和/或染料。
即使不同的施用方法是可能的，水性分散体优选作为浸渍剂施用。因此，优选本发明的方法，其中步骤b)中的处理包括将织物强度构件浸渍于水性分散体中，其中该处理优选地另外地包括对浸渍的织物强度构件进行热拉伸。
通过本发明方法生产的可硫化的复合材料可以被结合到坯件中，例如结合到用于自行车轮胎的坯件中。因此，还优选本发明的方法，该方法另外地包括以下步骤：
d)生产包含该可硫化的复合材料的未硫化的坯件、尤其是未硫化的车辆轮胎坯件。
以上制造的未硫化的坯件、或者在较不优选的情况下仅是未硫化的复合材料可以用于通过硫化生产有利的硫化复合材料或包含所述硫化复合材料的弹性体产品。因此，本发明还涉及一种用于生产弹性体产品尤其是车辆轮胎或硫化复合材料的方法，该方法包括本发明用于生产可硫化的复合材料的方法的步骤，以及另外地以下步骤中的至少一个：
e)使该可硫化的复合材料硫化以获得硫化复合材料，和/或
f)使该未硫化的坯件硫化以获得弹性体产品。
在这方面优选本发明的方法，其中该弹性体产品是自行车轮胎，其中轮胎外胎横向于滚动方向的宽度优选地在20至70mm的范围内、优选地在25至65mm的范围内，和/或其中轮胎外胎的内径优选地在340至640mm的范围内、优选地在550至630mm的范围内。
非常特别优选本发明的方法，其中弹性体产品是包含硫化复合材料作为胎体的一部分的车辆轮胎，优选地该硫化复合材料在侧壁区域中，其中该硫化复合材料优选地至少在段中额外地被对可见光至少部分透射的硫化橡胶混合物覆盖。
鉴于以上细节，对于本领域技术人员将显而易见的是，本发明还涉及通过本发明方法生产的可硫化的复合材料、可由其生产的硫化复合材料以及相应的弹性体产品，其分别产生以上所讨论的益处。
因此，本发明还涉及一种用于生产弹性体产品尤其是车辆轮胎的可硫化的复合材料，该可硫化的复合材料优选地通过本发明用于生产可硫化的复合材料的方法来生产或可生产，该可硫化的复合材料包含：
i)至少一个织物强度构件，该至少一个织物强度构件已经至少在段中、优选基本上全部用水性分散体粘附活化，以及
ii)包围该织物强度构件的可交联的橡胶化混合物，
其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质，
其中该可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
由于由水性分散体引起的粘附活化是具有固有地不能精确描述的结构的复杂涂层，因此有必要经由它们所经历的粘附活化来定义在本发明的可硫化的复合材料中使用的织物强度构件。
在这方面优选本发明的可硫化的复合材料，其中织物强度构件在被可交联的橡胶化混合物包围的所有段上用水性分散体进行粘附活化。
因此，本发明同样涉及一种硫化复合材料，其通过对本发明的可硫化的复合材料进行硫化、优选地通过本发明用于生产包含对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物的硫化复合材料的方法来生产或可生产。
本发明同样涉及一种弹性体产品、尤其是车辆轮胎，该弹性体产品包含本发明的硫化复合材料，优选地通过本发明用于生产弹性体产品的方法来生产或可生产。
在这方面优选弹性体产品，其中该弹性体产品是包含硫化复合材料作为胎体的一部分的车辆轮胎，优选地该硫化复合材料在侧壁区域中，其中该硫化复合材料至少在段中额外地被对可见光至少部分透射的硫化橡胶混合物覆盖。
另外优选在硫化复合材料的区域中另外地包括一个或多个通过硫化施加的橡胶标签和/或印刷标签、优选地一个或多个通过硫化施加的橡胶标签的弹性体产品。
最后，本发明还涉及水性分散体用于对用于具有透明的橡胶化混合物的复合材料的织物强度构件进行粘合剂活化，以改善该透明的橡胶化混合物中的这些织物强度构件的视觉可识别性和/或减少在这些织物强度构件与该透明的橡胶化混合物之间的接触区域中的光学缺陷的用途，其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质。
具体实施方式
下文提出的是本发明方法的说明性配置，在诸位发明人的观点来看，该说明性配置是特别有利的配置。此外，提出了通过该说明性方法生产的本发明的自行车轮胎，在诸位发明人的观点来看，该自行车轮胎同样是本发明产品的特别有利的实施例，其中本发明的益处被特别清楚地表现出来。
在说明性方法的上下文中，提供了一种织物强度构件，其是由多根增强帘线构成的织造物，其中增强帘线分别是具有420分特克斯的线密度的芳纶纱线和具有470分特克斯的线密度的尼龙纱线，它们以320T/m端捻在一起。所使用的芳纶纱线颜色为淡黄色，而尼龙纱线具有制造商特定的识别线标记。
织物强度构件通过浸渍方法和通过热拉伸的方法用水性分散体进行粘附活化。该水性分散体不含游离间苯二酚或间苯二酚缩合物或游离甲醛或释放甲醛的物质。所使用的水性分散体是包含基于干重质量比例为20％的乙烯基吡啶胶乳、基于干重质量比例为5％的封端的六亚甲基二异氰酸酯、和基于干重质量比例为10％的聚异戊二烯橡胶胶乳的组合物。此外，水性分散体优选地还包含基于丙烯酸的多元羧酸和作为环氧化合物的基于甘油的聚缩水甘油醚。
随后，将粘附活化的织物强度构件完全嵌入可交联的橡胶化混合物中。可交联的橡胶化混合物包含25phr的异丁烯和对甲基苯乙烯的溴化共聚物、和55phr的天然聚异戊二烯、和20phr的顺式-1,4-丁二烯橡胶。可交联的橡胶化混合物另外地包含30phr的无定形二氧化硅作为填料并且不含黑色着色剂、尤其是黑色颜料如炭黑或石墨烯。作为惯用的硫化体系的一部分，可交联的橡胶化混合物另外地包含2.4phr的硫、以及另外地惯用的另外的成分如硅烷偶联剂和增粘树脂，其中选择这些另外的成分使得它们不损害交联的橡胶化混合物的透明度。该可交联的橡胶化混合物在硫化后产生交联的橡胶化混合物，该交联的橡胶化混合物以其全部对具有在380至780nm范围内的波长的可见光透射，使得嵌入在透明的交联的橡胶化混合物中的强度构件从外部肉眼容易看到。
将如上所述生产的可硫化的复合材料作为轮胎胎体的一部分与其他部件组装在一起得到未硫化的自行车轮胎坯件，其中，在自行车轮胎坯件的侧区域中的可硫化的复合材料是暴露的并且不覆盖有额外的侧壁。在这种情况下，可硫化的复合材料可以形成轮胎胎体的一部分，或者可替代地被施加于轮胎胎体。
随后，在惯用条件下对未硫化的自行车轮胎坯件进行硫化得到自行车轮胎，其在侧壁区域中包括形成自行车轮胎最外层的硫化复合材料，从而使得织物强度构件可见，因为这些织物强度构件有利地以原始颜色保持可见并因此相对于胎体的深色下层清楚地突出。

Claims (10)

1.一种用于生产可硫化的复合材料的方法，该方法包括以下步骤：
a)生产或提供织物强度构件，
b)用水性分散体处理该织物强度构件来对该织物强度构件进行粘合剂活化并获得粘附活化的织物强度构件，以及
c)将该粘附活化的织物强度构件引入可交联的橡胶化混合物中以获得该可硫化的复合材料，
其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质，
其中该可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该水性分散体包含：
(x1)至少一种橡胶胶乳，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为4％至60％，和
(x2)至少一种受保护的异氰酸酯，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.1％至10％。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，该水性分散体包含：
(y1)至少一种含有环氧基团的化合物，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例高达6％，和/或
(y2)至少一种具有羧酸官能团的聚合物，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例高达15％。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该水性分散体包含以下组分中的一个：
(z1)至少一种填料，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.02％至20％，优选地条件是该水性分散体不包含任何具有羧酸官能团的聚合物，或
(z2)至少一种聚异戊二烯橡胶胶乳，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为1％至20％，优选地条件是该水性分散体包含至少一种不是聚异戊二烯橡胶胶乳的橡胶胶乳，或
(z3)至少一种蜡，优选地其基于该水性分散体干重的质量比例为0.3％至30％。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，该方法另外地包括以下步骤：
d)生产包含该可硫化的复合材料的未硫化的坯件、尤其是未硫化的车辆轮胎坯件。
6.一种用于生产弹性体产品尤其是车辆轮胎或硫化复合材料的方法，该方法包括如权利要求1至5中任一项所述方法的步骤，以及另外地以下步骤中的至少一个：
e)使该可硫化的复合材料硫化以获得硫化复合材料，和/或
f)使该未硫化的坯件硫化以获得弹性体产品。
7.一种用于生产弹性体产品、尤其是车辆轮胎的可硫化的复合材料，该可硫化的复合材料包含：
i)至少一个织物强度构件，该至少一个织物强度构件已经至少在段中、优选基本上全部用水性分散体粘附活化，以及
ii)包围该织物强度构件的可交联的橡胶化混合物，
其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质，
其中该可交联的橡胶化混合物可通过硫化处理，以得到至少在段中对可见光至少部分透射的交联的橡胶化混合物。
8.一种硫化复合材料，其通过对如权利要求7所述的可硫化的复合材料进行硫化来生产或可生产，该硫化复合材料包含交联的橡胶化混合物，其对可见光至少部分透射。
9.一种弹性体产品、尤其是车辆轮胎，其包含如权利要求8所述的硫化复合材料。
10.水性分散体用于对用于具有透明的橡胶化混合物的复合材料的织物强度构件进行粘合剂活化，以改善该透明的橡胶化混合物中的这些织物强度构件的视觉可识别性和/或减少在这些织物强度构件与该透明的橡胶化混合物之间的接触区域中的光学缺陷的用途，其中该水性分散体基本上不含游离间苯二酚和间苯二酚预缩合物、尤其是间苯二酚-甲醛预缩合物，且不含游离甲醛和释放甲醛的物质。
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