WO2008071361A1 - Dichtmittel für selbstichtende fahrzeugreifen - Google Patents

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WO2008071361A1
WO2008071361A1 PCT/EP2007/010720 EP2007010720W WO2008071361A1 WO 2008071361 A1 WO2008071361 A1 WO 2008071361A1 EP 2007010720 W EP2007010720 W EP 2007010720W WO 2008071361 A1 WO2008071361 A1 WO 2008071361A1
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sealant
tire
sealing
isocyanate
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Ingo Paul
Stefan Sostmann
Guido Grande
Peter Gansen
Frank Stefan Klingebiel
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Continental Aktiengesellschaft
Technogel Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a sealant and a method for the production of a self-sealing vehicle tire, an associated self-sealing pneumatic vehicle tire and the use of a specific polyurethane gel as a sealant in the context of this invention.
  • Tire sealants are known as such in the art. On the one hand, it is about sealing leaks on used tires (most commonly used on bicycle tires), but more recently, about equipping pneumatic vehicle tires to seal themselves when the tire is punctured.
  • the object of the invention is therefore to equip a pneumatic vehicle tire before use so that an automatic sealing of damage, the from piercing or piercing objects, and to prevent air leakage through the puncture hole.
  • the object of the invention is achieved by a sealant for the production of a self-sealing vehicle tire of two separate components during storage, one of which contains at least one isocyanate and the other at least one polyol, the two components ausreagieren when combined to form a polyurethane gel, the isocyanate index the reaction mixture is between 15 and 80 and a part of the polyol component serves as a Geldispersionsstoff.
  • a gel is generally understood to mean a relatively dimensionally stable, but easily (reversibly) deformable, at least two-component system in which a solid substance arranged in a coherent spatial network of main or secondary valence forces is penetrated by a liquid dispersant (see Römpp, Chemie-). Lexikon, Thieme Verlag 1995 to "gels").
  • the dispersant may be water, then it is called hydrogels.
  • Special gels are also known from EP 57838 and EP 511570, in which part of the polyol serves as a dispersing agent for the crosslinked polyurethane formed by reaction with the isocyanate.
  • the invention relates to the use of the gels described in the aforementioned European patents in or as a sealant for the production of self-sealing vehicle tires.
  • the gels are characterized in that the isocyanate index of the reaction mixture between 15 and 80 see.
  • the isocyanate index is understood to mean the equivalent ratio (NCO / OH) x 100.
  • An isocyanate index of 15 therefore means that 0.9 reactive NCO groups in the isocyanate or a reactive NCO group in the isocyanate have 6.67 reactive OH groups in the polyol on a reactive OH group in the polyol component.
  • An isocyanate index of 80 means that there are 0.8 reactive NCO groups on a reactive OH group in the polyol.
  • the polyol is therefore present in stoichiometric excess.
  • viscosity and service life can be set particularly well for the polyurethane formation phase, so that the self-sealing agent can be optimally introduced into the tire or applied to it.
  • the polyurethane gel After reacting, the polyurethane gel forms a product that can escape invading foreign bodies, such as nails, and can automatically close again after removal. It is therefore very well suited as a sealant or as a component in sealants for self-sealing vehicle tires.
  • the sealant may, but need not, contain an extender in at least one component, preferably in the sum in a proportion of at least 10% by weight, more preferably at least 20 or at least 30% by weight and preferably at most 50% by weight. based on the total mass.
  • the total amount of extender is 20 to 40% by weight.
  • Extenders are, in particular, those which are largely chemically inert within the gel (by non-preventable aging processes and the like) and which preferably have a boiling point above 150 ° C. under atmospheric pressure.
  • Suitable are powdery inorganic materials, e.g. Metal or silicon oxides, metal or silicon hydroxides, or liquids, especially organic liquids, such as alkyl, alkoxy and / or halogen substituted aromatic compounds, e.g. Dodecylbenzene, m-dipropoxybenzene, o-dichlorobenzene, halogenated aliphatic compounds, e.g.
  • chlorinated paraffins organic carbonates, such as propylene carbonate, carboxylic acid esters, such as dioctyl phthalate, or dodecylsulfonic acid esters, furthermore oils, preferably mineral oils or vegetable oils, fats, sugars, generally carbohydrates, all substances mentioned individually or in a mixture.
  • the polyol component can be extended with one or more other isocyanate-reactive compounds, ie generally slightly H-acidic compounds, which are included in the gel skeleton in addition to the polyol become.
  • Suitable extenders for the polyol component are, in particular, natural or modified vegetable oils, in particular also vegetable oils carrying OH groups. Preferred are, inter alia, castor oil, rapeseed oil and palm oil.
  • the raw materials mentioned in EP 511570 and EP 57838 can be used as raw materials for the polyurethane.
  • Preferred isocyanates for the gel masses according to the invention are aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic and / or heterocyclic polyisocyanates, such as those described, for example, in US Pat. by W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 to 136, in particular those having an isocyanate functionality of 2 to 6, preferably 2 to 4, more preferably of 2.
  • the polyols used in the polyol component may have primary and / or secondary hydroxyl groups.
  • the primary hydroxyl groups will react with the isocyanate component.
  • the isocyanate-reactive OH groups are considered whose number may be less than the total number of OH groups.
  • all hydroxyl groups of the polyol component are always taken into account for the calculation of the isocyanate index.
  • the polyol component additionally fulfills the role of a gel dispersant.
  • inventiveness gel polyols may preferably be at 10 to 60 0 C liquid polyhydroxy polyesters, polyethers, -polythioether, -polyacetals, - polycarbonates, -polyesteramide, -polyamides or -polybutadiene with the below act hydroxyl number ranges.
  • the polyol component of the sealant comprises a mixture of a) one or more polyols having hydroxyl numbers below 112 and b) one or more polyols having hydroxyl numbers in the range of 112 to 600, the Weight ratio of a) to b) is 10:90 to 90:10.
  • the polyol component may contain one or more polyols having a molecular weight between 1,000 and 12,000 and an OH number between 20 and 112.
  • the product of the functionalities of the isocyanate component and the polyol component is preferably at least 5.2.
  • the sealant may also contain the additives customary in polyurethane chemistry, such as catalysts, crosslinkers, chain extenders, and / or additives (additives, e.g., dyes, anti-aging agents, and the like).
  • additives customary in polyurethane chemistry, such as catalysts, crosslinkers, chain extenders, and / or additives (additives, e.g., dyes, anti-aging agents, and the like).
  • the invention further comprises a method for producing a self-sealing vehicle tire by means of a sealant according to the invention as described above, in which the two components are mixed and the sealant is introduced prior to reacting in the interior of a vehicle tire so that it at least the Tread surface opposite inner surface covered.
  • the sealant mixture is introduced into the tire and this is rotated until the sealant has been distributed at least on the inner surface opposite the tread.
  • sealant should be introduced in such an amount that results in a sealant layer thickness of at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm.
  • Preferred sealant layer thicknesses are in the range of 1 to 3 mm.
  • the preparation of the gel masses from the two reactive components can be carried out in various ways, essentially differentiating between the one-shot process and the prepolymer process.
  • the one-shot process all components, including any auxiliary agents present, and Add together ingredients and mix thoroughly.
  • the prepolymer process First prepolymers are prepared by reacting the one component in excess with a part of the other component. The prepolymer is then reacted on site, ie here on the tire, with the rest of the second component.
  • the method chosen will be to achieve ease of handling, and that the two-component system will be sufficiently fluid immediately after mixing to allow it to be easily and evenly distributed in the tire or at the intended location.
  • the invention comprises a self-sealing pneumatic vehicle tire as obtained by the method described above, i. that it carries in its interior, at least on one of the running surface opposite inner surface, a layer of a sealant mixture of the two components of the sealant according to the invention.
  • a sealant is provided, which can be introduced liquid without solvent additive in the tire and then reacted only in the tire to the actual sealant.
  • the resulting sealing layer is elastic and deformable but stationary and thus very well suited as a tire sealant. Since the system can be introduced very thinly liquid, so very thin layers can be realized, in contrast to higher viscosity rubber-based systems that need to be sprayed in thicker layer thickness.
  • Another advantage of the invention is that the sealant can be used both for the production of self-sealing tires and for the subsequent sealing of used tire leaks.
  • a finished pneumatic tire is equipped with a 2-component polyurethane gel as a sealant.
  • the reactive two-component polyurethane system is introduced into the finished tire while it is rotated at a speed of 500-1000 rpm, so as to achieve a uniform distribution of the sealant inside the tire.
  • Formulation sealant 80 parts by weight. a trifunctional polyol having an OH number of 36 and 20% by weight. Rapeseed oil from the company Aldi (Holstol) and 0.2 parts by weight. Coscat 83 (catalyst: bismuthorganic compound in carboxylic acid) is treated with 10 parts by weight of. Desmodur E 305 (crosslinking isocyanate: NCO-terminated HDI / ether-diol prepolymer) is thoroughly mixed with a conventional low-pressure machine. The isocyanate is a modified isocyanate based on HDI with an NCO content of about 12%.
  • rapeseed oil can be used here, for example, in the same amount, castor oil.
  • the figure shows a pneumatic tire in cross-section, which is equipped with a tire sealant and is pierced by a nail in the tread area.
  • the tire 1 has a tread 3 pierced at a position A by a nail. Inside the tire 1 is opposite the tread and laterally beyond a layer of the tire sealant 5. When pulling out of the nail, the resulting leakage is reliably sealed, as shown in the experiments described below.
  • a provided with the sealant according to Example 1 tire was mounted on a rim and filled with 2.5 bar air pressure. Then the same 6 nails as in test 1 were driven into the tire in such a way that each nail pierced the tire completely and protruded into the interior.
  • a tire provided with sealant was subjected to a test procedure in which the tire was pressed at 4200 N against a test drum and first heated at 90 km / h for 108 minutes. Subsequently, the same 6 nails as in test 1 were driven through the tread and pulled out again. After that, the tire ran for more than 53.6 hours with 4200 N load at 90 km / h, without a leak occurred.
  • a tire provided with sealant was subjected to another test procedure in which the tire was pressed at 4200 N against a test drum and first heated at 90 km / h for 108 minutes. Subsequently, the same 6 nails as in test 1 were driven through the tread. After that the tire ran on with 4200 N load at 90 km / h. After 3.3 hours, first leaks occurred and were repaired. Only after 65 hours of running time, the test was terminated because all bodies were leaking with nails.

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Abstract

Es wird ein Dichtmittel für die Herstellung selbstdichtender Fahrzeugluftreifen bereitgestellt, das ohne Lösungsmittelzusatz flüssig in den Reifen eingebracht werden kann und dann erst im Reifen zum eigentlichen Dichtmittel ausreagiert. Die dabei entstehende Dichtschicht ist elastisch und deformierbar aber ortsfest und damit sehr gut als Reifendichtmittel geeignet. Da das System sehr dünnflüssig eingebracht werden kann, können so auch sehr dünne Schichten realisiert werden. Das Dichtmittel besteht aus zwei bei Lagerung getrennten Komponenten, von denen die eine wenigstens ein Isocyanat und die andere wenigstens ein Polyol enthält, wobei die beiden Komponenten bei Vereinigung zu einem Polyurethan-Gel ausreagieren, die Isocyanatkennzahl des Reaktionsgemisches zwischen 15 und 80 liegt und ein Teil der Polyolkomponente als Geldispersionsmittel dient.

Description

Dichtmittel für selbstdichtende Fahrzeugreifen
Die Erfindung betrifft ein Dichtmittel und ein Verfahren für die Herstellung eines selbstdichtenden Fahrzeugreifens, einen zugehörigen selbstdichtenden Fahrzeugluftreifen und die Verwendung eines bestimmten Polyurethan-Gels als Dichtmittel im Sinne dieser Erfindung.
Reifendichtmittel sind als solche im Stande der Technik bekannt. Dabei geht es einerseits darum, Undichtigkeiten an gebrauchten Reifen abzudichten (am meisten verwendet bei Fahrradreifen), aber in neuerer Zeit auch darum, Fahrzeugluftreifen so auszurüsten, dass sie sich bei Durchstich-Beschädigung des Reifens selbst abdichtend verhalten.
Für die nachträgliche Abdichtung werden häufig Mittel verwendet, die nach dem Aufbringen auf die Reparaturstelle vernetzen, also im weiteren Sinne aushärten, und sich gleichzeitig mit dem Reifenmaterial gut verbinden, damit sich die geflickte Stelle nicht ablöst. Hierfür werden häufig Kautschuklösungen mit oder ohne Haftvermittler eingesetzt, bei denen gleichzeitig mit dem Auftrag eine chemische Vernetzung initialisiert wird. Für die Ausrüstung von Reifen, um diese bei Beschädigungen selbstabdichtend zu machen, sind diese Mittel in der Regel unbrauchbar, da die Selbstabdichtung erfordert, dass das Mittel die Abdichteigenschaften lange Zeit aktiv behält, um im Bedarfsfall wirken zu können.
Bei der Entwicklung eines Reifendichtmittels muss ein Kompromiss zwischen zwei Eigenschaften geschlossen werden, die dieses Mittel mitbringen muss: Es muss im Betrieb dort verbleiben, wo es vermutlich später abdichten soll (Ortsfestigkeit) und es muss niedrigviskos genug sein um sich über einer Durchstichstelle luftdicht schlie- ßen zu können. Die bislang verwendeten Kautschuklösungen können diese Bedingungen nur teilweise erfüllen und altern zudem durch Lösungsmittelverlust.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Fahrzeugluftreifen vor dem Einsatz so auszurüsten, dass ein selbsttätiges Abdichten von Beschädigungen, die von durchstechenden oder durchbohrenden Gegenständen verursacht wurden, zu erreichen und einen Luftverlust durch das Einstichloch zu verhindern.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Dichtmittel für die Herstellung eines selbstdichtenden Fahrzeugreifens aus zwei bei Lagerung getrennten Komponenten, von denen die eine wenigstens ein Isocyanat und die andere wenigstens ein Polyol enthält, die beiden Komponenten bei Vereinigung zu einem Polyurethan-Gel ausreagieren, die Isocyanatkennzahl des Reaktionsgemisches zwischen 15 und 80 liegt und ein Teil der Polyolkomponente als Geldispersionsmittel dient.
Unter einem Gel versteht man allgemein ein relativ formbeständiges, jedoch leicht (reversibel) deformierbares wenigstens zweikomponentiges System, bei dem ein in einem kohärenten räumlichen Netzwerk aus Haupt- oder Nebenvalenzkräften ange- ordneter fester Stoff von einem flüssigen Dispersionsmittel durchdrungen ist (siehe Römpp, Chemie-Lexikon, Thieme Verlag 1995 zu "Gele"). Im Falle der Polyurethan- Gele kann das Dispersionsmittel Wasser sein, man spricht dann von Hydrogelen.
Aus der EP 57838 und der EP 511570 sind weiterhin spezielle Gele bekannt, bei denen ein Teil des Polyols als Dispersionsmittel für das durch Reaktion mit dem Isocyanat gebildete, vernetzte Polyurethan dient. Die Erfindung betrifft die Verwendung der in den vorgenannten europäischen Patenten beschriebenen Gele in einem oder als Dichtmittel für die Herstellung selbstdichtender Fahrzeugreifen. Die Gele sind dadurch charakterisiert, dass die Isocyanatkennzahl des Reaktionsgemisches zwi- sehen 15 und 80 liegt.
Unter der Isocyanatkennzahl wird das Äquivalentverhältnis (NCO/OH) x 100 verstanden. Eine Isocyanatkennzahl von 15 bedeutet demnach, dass auf eine reaktive OH- Gruppe in der Polyolkomponente 0,15 reaktive NCO-Gruppen in der Isocyanat oder auf eine reaktive NCO-Gruppe im Isocyanat 6,67 reaktive OH-Gruppen im Polyol vorliegen. Eine Isocyanatkennzahl von 80 bedeutet demnach, dass auf eine reaktive OH-Gruppe im Polyol 0,8 reaktive NCO-Gruppen kommen. Das Polyol liegt demnach im stöchiometrischen Überschuss vor. In dem erfindungsgemäßen Gel lassen sich für die Phase der Polyurethanbildung Viskosität und Standzeiten besonders gut einstellen, so dass das selbstdichtende Mittel optimal in den Reifen eingebracht, bzw. auf diesen aufgebracht werden kann. Nach dem Ausreagieren bildet das Polyurethan-Gel ein Produkt, das eindringenden Fremdkörpern, z.B. Nägeln, ausweichen und sich nach deren Entfernung selbsttätig wieder verschließen kann. Es ist daher als Dichtmittel oder als Komponente in Dichtmitteln für selbstdichtende Fahrzeugreifen sehr gut geeignet.
Das Dichtmittel kann, muss jedoch nicht, in wenigstens einer Komponente ein Streckmittel enthalten, vorzugsweise in der Summe in einem Anteil von wenigstens 10 Gew.-%, weiter vorzugsweise wenigstens 20 oder wenigstens 30 Gew.-% und vorzugsweise maximal 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtmase des Streckmittels 20 bis 40 Gew.-%.
Streckmittel sind insbesondere solche, die sich innerhalb des Gels weitgehend chemisch inert verhalten (von nicht zu verhindernden Alterungsprozessen und derglei- chen abgesehen) und vorzugsweise einen Siedepunkt oberhalb 150 °C bei Normaldruck besitzen. Geeignet sind pulverförmige anorganische Materialien, wie z.B. Metall- oder Siliziumoxide, Metall- oder Siliziumhydroxide, oder Flüssigkeiten, besonders organische Flüssigkeiten, wie Alkyl-, alkoxy- und/oder halogensubstituierte aromatische Verbindungen, z.B. Dodecylbenzol, m-Dipropoxybenzol, o-Dichlorbenzol, halogenierte aliphatische Verbindungen, wie z.B. chlorierte Paraffine, organische Carbonate, wie Propylencarbonat, Carbonsäureester, wie Dioctylphthalat, oder Do- decylsulfonsäureester, weiterhin öle, vorzugsweise Mineralöle oder Pflanzenöle, Fette, Zucker, allgemein Kohlenhydrate, alle genannten Substanzen jeweils einzeln oder im Gemisch.
Alternativ oder zusätzlich kann die Polyol-Komponente mit ein oder mehreren anderen isocanatreaktiven Verbindungen, d.h. allgemein leicht H-aziden Verbindungen, gestreckt werden, die in Ergänzung des Polyols in das Gelgerüst mit eingebunden werden. Als Streckmittel für die Polyolkomponente kommen insbesondere natürliche oder modifizierte Pflanzenöle, insbesondere auch OH-Gruppen tragende Pflanzenöle in Betracht. Bevorzugt sind u.a. Rizinusöl, Rapsöl und Palmöl.
Als Rohstoffe für das Polyurethan können die in EP 511570 und EP 57838 genannten Rohstoffe verwendet werden.
Bevorzugte Isocyanate für die erfindungsgemäßen Gelmassen sind aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und/oder heterocyclische Polyisocya- nate, wie die z.B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136 beschrieben werden, insbesondere solche mit einer Isocyanatfunktionali- tät von 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4, besonders bevorzugt von 2.
Die in der Polyolkomponente verwendeten Polyole können primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen aufweisen. Bevorzugt werden die primären Hydroxylgruppen mit der Isocyanatkomponente reagieren. Für die Bestimmung der Funktionalität der Polyolkomponente werden die mit Isocyanat reaktionsfähigen OH-Gruppen betrachtet, deren Zahl geringer als die Gesamtzahl der OH-Gruppen sein kann. Zur Berech- nung der Isocyanatkennzahl werden hingegen stets alle Hydroxylgruppen der Polyolkomponente berücksichtigt.
Die Polyolkomponente erfüllt neben ihrer Funktion als Bestandteil der Polyurethanmatrix zusätzlich die Rolle eines Gel-Dispersionsmittels. Bei den in dem erfindungs- gemäß verwendeten Gel eingesetzten Polyolen kann es sich vorzugsweise um bei 10 bis 60 0C flüssige Polyhydroxy-polyester, -polyether, -polythioether, -polyacetale, - polycarbonate, -polyesteramide, -polyamide oder -polybutadiene mit den unten angegebenen Hydroxylzahlbereichen handeln.
Bevorzugt ist, wenn die Polyolkomponente des Dichtmittels ein Gemisch aus a) einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen unter 112 und b) einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen im Bereich von 112 bis 600 enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von a) zu b) 10:90 bis 90:10 beträgt.
Alternativ kann die Polyolkomponente in einer anderen bevorzugten Ausführungsform ein oder mehrere Polyole mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 12000 und einer OH-Zahl zwischen 20 und 112 enthalten.
Das Produkt der Funktionalitäten der Isocyanatkomponente und der Polyolkomponente beträgt vorzugsweise wenigstens 5,2.
Das Dichtmittel kann außerdem die in der Polyurethanchemie üblichen Zusätze wie Katalysatoren, Vernetzer, Kettenverlängerer und/oder Zusatzstoffe (Additive, z.B. Farbstoffe, Alterungsschutzmittel und dergleichen) enthalten.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines selbstdichten- den Fahrzeugreifens mit Hilfe eines Dichtmittels nach der Erfindung wie vorstehend beschrieben, bei welchem die zwei Komponenten vermischt und das Dichtmittel vor dem Ausreagieren in das Innere eines Fahrzeugreifens so eingebracht wird, dass es wenigstens die der Lauffläche gegenüberliegende innere Oberfläche bedeckt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittelgemisch in den Reifen eingebracht und dieser in Rotation versetzt bis sich das Dichtmittel wenigstens auf der der Lauffläche gegenüberliegenden inneren Oberfläche verteilt hat.
Das Dichtmittel sollte in einer solchen Menge eingebracht werden, dass sich eine Dichtmittelschichtdicke von wenigstens 0,5 mm, weiter vorzugsweise wenigstens 1 mm ergibt. Bevorzugte Dichtmittel-Schichtdicken liegen im Bereich von 1 bis 3 mm.
Grundsätzlich kann die Herstellung der Gelmassen aus den zwei reaktiven Kompo- nenten auf verschiedene Weise erfolgen, wobei man im Wesentlichen das one-shot- und das Prepolymer-Verfahren unterscheidet: Beim one-shot-Verfahren werden alle Komponenten, einschließlich ggf. vorhandener Hilfs und Zusatzstoffe auf einmal zusammengegeben und innig miteinander vermischt. Bei dem Prepolymer-Verfahren werden zunächst Prepolymere durch Umsetzung der einen Komponente im Über- schuss mit einem Teil der anderen Komponente hergestellt. Das Prepolymer wird dann vor Ort , d.h. hier am Reifen, mit dem Rest der zweiten Komponente umge- setzt.
Das gewählte Verfahren wird sich danach richten, dass eine einfache Handhabung erzielt wird, und dass das Zweikomponentensystem unmittelbar nach dem Mischen genügend dünnflüssig ist, um sich in dem Reifen, bzw. am vorgesehenen Einsatzort leicht und gleichmäßig verteilen zu lassen.
Schließlich umfasst die Erfindung einen selbstdichtenden Fahrzeugluftreifen wie er durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, d.h. dass er in seinem Inneren, wenigstens auf einer der Lauffläche gegenüberliegenden inneren Oberfläche, eine Schicht aus einem Dichtmittelgemisch aus den zwei Komponenten des erfindungsgemäßen Dichtmittels trägt.
Sehr vorteilhaft bei der Erfindung ist, dass ein Dichtmittel bereitgestellt wird, das ohne Lösungsmittelzusatz flüssig in den Reifen eingebracht werden kann und dann erst im Reifen zum eigentlichen Dichtmittel ausreagiert. Die dabei entstehende Dichtschicht ist elastisch und deformierbar aber ortsfest und damit sehr gut als Reifendichtmittel geeignet. Da das System sehr dünnflüssig eingebracht werden kann, können so auch sehr dünne Schichten realisiert werden, im Gegensatz zu höherviskosen kautschukbasierten Systemen, die in stärkerer Schichtdicke gespritzt werden müssen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Dichtmittel sowohl für die Herstellung selbstdichtender Reifen als auch zum nachträglichen Abdichten von Undichtigkeiten an gebrauchten Reifen verwendet werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert. Das Beispiel dient ausschließlich der Illustration und dem besseren praktischen Verständnis der Erfindung und ist nicht in einschränkender Weise zu verstehen. BEISPIEL
Ein fertiger Luftreifen wird mit einem 2-Komponenten-Polyurethangel als Dichtmittel ausgerüstet. Hierzu wird das reaktive Zwei-Komponenten-Polyurethansystem in den fertigen Reifen eingebracht, während dieser mit einer Drehzahl von 500-1000 1/min rotieren gelassen wird, um so ein gleichmäßiges Verteilen des Dichtmittels im Inneren des Reifens zu erreichen.
Rezeptur Dichtmittel (Beispiel) 80 Gew.-Tle. eines trifunktionellen Polyols mit einer OH-Zahl von 36 und 20 Gew.- TIe. Rapsöl der Fa. Aldi (Holstol) sowie 0,2 Gew.-Tle. Coscat 83 (Katalysator: Wis- muthorganische Verbindung in Karbonsäure) werden mit 10 Gew.-Tle. Desmodur E 305 (vernetzendes Isocyanat: NCO terminiertes HDI/Etherdiol-Prepolymer) mit einer herkömmlichen Niederdruckmaschine intensiv vermischt. Bei dem Isocyanat handelt es sich um ein modifiziertes Isocyanat auf der Basis von HDI mit einem NCO-Gehalt von etwa 12 %.
Anstelle von Rapsöl kann hier beispielsweise in der gleichen Menge, Rizinusöl eingesetzt werden.
Die Abbildung zeigt einen Luftreifen im Querschnitt, der mit einem Reifendichtmittel ausgerüstet ist und im Bereich der Lauffläche von einem Nagel durchstoßen ist.
Bezugszeichen: 1 Reifen
3 Laufstreifen
5 Reifendichtmittel
Position A Nagel
Der Reifen 1 besitzt einen Laufstreifen 3, der an einer Position A von einem Nagel durchstoßen ist. Im Inneren des Reifens 1 befindet sich gegenüber der Lauffläche und seitlich darüber hinaus eine Schicht des Reifendichtmittels 5. Bei Herausziehen des Nagels wird die entstehende Undichtigkeit zuverlässig abgedichtet, wie die nachfolgend beschriebenen Versuche zeigen.
Testergebnisse
1. Reifen ohne Dichtmittel (Vergleichsbeispiel)
1.1. Ein Reifen ohne Dichtmittel wurde auf eine Felge montiert und mit 2,5 bar Luftdruck befüllt. Anschließend wurden insgesamt 6 Nägel in den Reifen getrieben (2 Nägel mit 3,5 mm, 2 Nägel mit 4,2 mm und 2 Nägel mit 5,5 mm Durchmesser) und zwar so, dass jeder Nagel den Reifen komplett durchstieß und in den Innenraum ragte.
Nach 24 Stunden war die Luft komplett aus dem Reifen entwichen.
1.2. Derselbe Reifen wurde anschließend wieder mit 2,5 bar Luftdruck befüllt und alle 6 Nägel wurden aus dem Reifen gezogen.
Nach 2 Minuten war die Luft komplett aus dem Reifen entwichen.
2. Reifen mit Dichtmittel
2.1. Ein mit dem Dichtmittel nach Beispiel 1 versehener Reifen wurde auf eine Felge montiert und mit 2,5 bar Luftdruck befüllt. Anschließend wurden die gleichen 6 Nägel wie unter Test 1 in den Reifen getrieben und zwar so, dass jeder Nagel den Reifen komplett durchstieß und in den Innenraum ragte.
Nach 1 Woche war der Reifen noch dicht und hatte keine Luft verloren.
2.2. Anschließend wurden alle 6 Nägel aus dem Reifen gezogen. Nach einer weiteren Woche war der Reifen noch dicht und hatte keine Luft verloren.
2.3. Ein mit Dichtmittel versehener Reifen wurde zusätzlich einer Prüfprozedur unterworfen, bei der der Reifen mit 4200 N gegen eine Prüftrommel gedrückt und zunächst bei 90 km/h für 108 Minuten warm gefahren wurde. Anschließend wurden die gleichen 6 Nägel wie unter Test 1 durch die Lauffläche getrieben und wieder herausgezogen. Danach lief der Reifen noch über 53,6 Stunden mit 4200 N Last bei 90 km/h, ohne dass eine Undichtigkeit auftrat.
2.4. Ein mit Dichtmittel versehener Reifen wurde zusätzlich einer weiteren Prüfprozedur unterworfen, bei der der Reifen mit 4200 N gegen eine Prüftrommel gedrückt und zunächst bei 90 km/h für 108 Minuten warm gefahren wurde. Anschließend wurden die gleichen 6 Nägel wie unter Test 1 durch die Lauffläche getrieben. Danach lief der Reifen mit 4200 N Last bei 90 km/h weiter. Nach 3,3 Stunden traten erste Undichtigkeiten auf, die repariert wurden. Erst nach 65 Stunden Laufzeit wurde der Test beendet, da alle Stellen mit Nägeln undicht waren.

Claims

Patentansprüche:
1. Dichtmittel für die Herstellung eines selbstdichtenden Fahrzeugreifens aus zwei bei Lagerung getrennten Komponenten, von denen die eine wenigstens ein Isocyanat und die andere wenigstens ein Polyol enthält, wobei die beiden Komponenten bei Vereinigung zu einem Polyurethan-Gel ausreagieren, die Isocyanatkennzahl des Reaktionsgemischs zwischen 15 und 80 liegt und ein Teil der Polyolkomponente als Geldispersionsmittel dient.
2. Dichtmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Komponenten ein Streckmittel enthält, vorzugsweise in der Summe in einem Anteil von wenigstens 10 und maximal 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse.
3. Dichtmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckmittel ein öl, insbesondere ein Pflanzenöl, ein Fett, ein Zucker, ein Kohlenhydrat, ein Metalloxid oder ein Metallhydroxid ist, einzeln oder im Gemisch.
4. Dichtmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolkomponente ein Gemisch aus a) einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen unter 112 und b) einem oder mehreren Polyolen mit Hydroxylzahlen im Bereich von 112 bis 600 enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von a) zu b) 10:90 bis 90:10 beträgt.
5. Dichtmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolkomponente ein oder mehrere Polyole mit einem Molekulargewicht (Mw) zwischen 1000 und 12000 und einer OH-Zahl zwischen 20 und 112 ent- hält.
6. Dichtmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt der Funktionalität der Isocyanatkomponente und der Funktionali- tät der Polyolkomponente wenigstens 5,2 beträgt.
7. Dichtmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Komponenten zusätzlich Katalysatoren, Vernetzer und/oder Zusatzstoffe enthält.
8. Verfahren zur Herstellung eines selbstdichtenden Fahrzeugreifens mit Hilfe eines Dichtmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass die zwei Komponenten vermischt und das Dichtmittel vor dem Ausreagieren in das Innere eines Fahrzeugreifens so eingebracht wird, dass es wenigstens die der Lauffläche gegenüberliegende innere Oberfläche bedeckt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel- gemisch in den Reifen eingebracht und dieser in Rotation versetzt wird bis sich das Dichtmittel wenigstens auf der der Lauffläche gegenüberliegenden inneren Oberfläche verteilt hat.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel in solcher Menge eingebracht wird, dass sich eine Dichtmittelschichtdicke von wenigstens 0,5 mm, vorzugsweise wenigstens 1 mm ergibt.
11. Selbstdichtender Fahrzeugluftreifen, dadurch gekennzeichnet, dass er in seinem Inneren, wenigstens auf einer der Lauffläche gegenüberliegenden inne- ren Oberfläche, eine Schicht aus einem Dichtmittelgemisch aus den zwei
Komponenten des Dichtmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 7 trägt.
12. Verwendung eines Polyurethan-Gels aus einem Isocyanat und einer isocya- natreaktiven Komponente, wobei die beiden Komponenten bei Vereinigung zu einem Polyurethan-Gel ausreagieren, die Isocyanatkennzahl des Reakti- onsgemischs zwischen 15 und 80 liegt und ein Teil der Polyolkomponente als Geldispersionsmittel dient, als Dichtmittel für die Herstellung selbstdichtender Fahrzeugreifen.
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