專利名稱：安全輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全(rim-flat)輪胎，所述安全輪胎包括通過交聯(lián)含硅藻土顆粒的 可交聯(lián)的彈性體組合物獲得的交聯(lián)承載結(jié)構(gòu)。更特別地，本發(fā)明涉及安全輪胎，它包括含胎圈結(jié)構(gòu)和胎側(cè)嵌片(insert)且通過 交聯(lián)含硅藻土顆粒的可交聯(lián)的彈性體組合物而獲得的至少一種承載結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
安全輪胎是在顯著或完全喪失壓力下能承載車輛負(fù)載，允許司機(jī)行駛一定距離達(dá) 到修理點(diǎn)且在可能危險(xiǎn)的情形下不必停車更換輪胎的充氣輪胎。當(dāng)輪胎在漏氣狀態(tài)下時(shí)，安全輪胎的結(jié)構(gòu)具有充足的強(qiáng)度，排除胎側(cè)和內(nèi)表面在 自身上坍塌或扭曲，和另一方面，當(dāng)輪胎處于正常的充氣操作條件下時(shí)，該結(jié)構(gòu)能賦予有利 的舒適和滾動(dòng)阻力質(zhì)量。使用過數(shù)種技術(shù)獲得前述承載效果且沒有損害正常的行駛狀況。在美國(guó)專利US6453961中，用于車輛的充氣徑向簾布層的安全輪胎具有胎面，含 至少一種徑向簾布層和兩個(gè)胎側(cè)的胎體，其中每一胎側(cè)通過四周布置的月牙形狀的楔形嵌 片(insert)增強(qiáng)。每一嵌片具有包埋在嵌片的彈性硬挺(stiffer)層內(nèi)的彈性多孔部分。 當(dāng)輪胎正常充氣時(shí)，多孔部分和因此嵌片作為整體是撓性的，從而提供舒適的駕駛特征。在 漏氣行駛(漏氣輪胎)狀況下，多孔部分內(nèi)的孔隙坍塌，和多孔部分變硬，因此嵌片作為一 個(gè)整體進(jìn)而變得足夠硬挺，以支持車輛的負(fù)載。國(guó)際專利申請(qǐng)W000/69661的輪胎摻入具有可變彈性模量的胎體簾布材料，以提 供靈活(active)的胎側(cè)結(jié)構(gòu)。將可變模量的簾線材料摻入到胎體軸向最向外的簾布層內(nèi)， 所述胎體具有被在胎側(cè)內(nèi)的彈性體嵌片(insert)隔開的兩個(gè)簾布層。外部的簾布層簾線 材料提供增加的彈性模量和增加的伸長(zhǎng)率。在充氣模式下，在正常的負(fù)載下，內(nèi)部的簾布層 簾線具有顯著超過外部簾布層簾線的模量。因此，在充氣模式下，在正常負(fù)載中，內(nèi)部簾布 層對(duì)胎側(cè)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)占主導(dǎo)。在苛刻的胎側(cè)漏氣下，例如當(dāng)輪胎漏氣時(shí)，外部簾布層簾線伸 長(zhǎng)，從而增加其彈性模量，并進(jìn)而將負(fù)載從軸向最向內(nèi)的簾布層轉(zhuǎn)移到軸向最向外的簾布 層。以上引證的文件的教導(dǎo)均基于胎側(cè)破碎的結(jié)果導(dǎo)致的輪胎剛度改變的影響。在現(xiàn)有技術(shù)的另一方法中，通過用特定的嵌入橡膠(insert rubber)增強(qiáng)胎側(cè)，確 保漏氣行駛能力。在US2007012391中，適合于長(zhǎng)期遷移行進(jìn)的輪胎包括通過胎側(cè)嵌片增強(qiáng)的胎側(cè)， 亦即在內(nèi)部胎側(cè)內(nèi)的內(nèi)部嵌片，和在外部胎側(cè)內(nèi)的外部嵌片。嵌片由在充氣壓力顯著下降 或?yàn)?的情況下，使得胎側(cè)能承載相當(dāng)于車輛一部分重量的負(fù)載的橡膠組合物制成。一般地，圓形的胎側(cè)增強(qiáng)元件，即胎側(cè)嵌片，在當(dāng)漏氣時(shí)支持輪胎中操作，且需要 由高模量、低滯后和良好的斷裂伸長(zhǎng)率的材料制成，以便主要便于在輪輞上安裝/拆卸輪 胎。膠料的粘度應(yīng)當(dāng)?shù)?，特別是如果使用自動(dòng)化體系用作輪胎制造技術(shù)時(shí)。
在標(biāo)準(zhǔn)的橡膠技術(shù)中，獲得高模量和低滯后，其代價(jià)是犧牲斷裂伸長(zhǎng)率。事實(shí)上，可通常通過使用高含量的硫化劑(硫/促進(jìn)劑)，獲得高模量，例如可通過 增加這些組合物的交聯(lián)密度，增加彈性體組合物的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模量?？赏ㄟ^使用大量硫，或者通過使用大量炭黑，或者非常微細(xì)的和結(jié)構(gòu)化的炭黑，以 及通過使用大量增強(qiáng)填料，或者最后通過使用增強(qiáng)樹脂，獲得交聯(lián)密度的提高。然而，增加 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模量的上述方式可導(dǎo)致許多缺點(diǎn)。例如，已知使用大量硫可引起顯著的返原現(xiàn)象，這一現(xiàn)象可導(dǎo)致使用過程中輪胎 性能的改性。另一方面，已知炭黑得到具有突出的滯后性能的交聯(lián)的制造產(chǎn)品，亦即增加動(dòng) 態(tài)條件下的耗散熱量，這將導(dǎo)致輪胎的滾動(dòng)阻力和燃料消耗增加。另外，大量炭黑會(huì)引起 彈性體組合物的粘度增加，因此對(duì)可交聯(lián)的彈性體組合物的加工性和可擠出性具有負(fù)面影 響。為了克服使用炭黑引起的缺點(diǎn)，通常使用所謂的“白”增強(qiáng)填料，尤其二氧化硅全 部或部分替代炭黑。然而，盡管使用所述增強(qiáng)填料會(huì)導(dǎo)致良好的滾動(dòng)阻力，但它還引起顯著 地與這些填料相對(duì)于生產(chǎn)輪胎常用的彈性體聚合物親合性差有關(guān)的一系列缺點(diǎn)。尤其，為 了獲得二氧化硅在彈性體聚合物良好程度的分散，需要對(duì)彈性體組合物進(jìn)行長(zhǎng)期熱機(jī)械共 混作用。為了增加二氧化硅與彈性體聚合物的親合性，需要使用合適的偶聯(lián)劑，例如含硫的 有機(jī)基硅烷產(chǎn)品。然而，需要使用這種偶聯(lián)劑對(duì)在彈性體組合物的共混和熱機(jī)械加工操作 過程中可能達(dá)到的最大溫度加以限制，以避免偶聯(lián)劑大量不可逆地?zé)峤到?。而且，含增?qiáng)填料，例如炭黑和/或二氧化硅的這種可交聯(lián)的彈性體組合物的可 加工性可要求高溫，但這暗含了生產(chǎn)率下降，過大的功耗，和由于部分早期交聯(lián)(“焦燒現(xiàn) 象”)導(dǎo)致的成形缺陷的危險(xiǎn)增加。通?？赏ㄟ^添加脂肪酸與鈉或鋅的鹽(皂類)，或者通過添加可降低粘度并增加 流動(dòng)性的潤(rùn)滑劑或油，來解決以上提及的問題。然而，使用這種成分牽涉降低拉伸模量和增 加所得交聯(lián)的彈性體組合物的滯后的問題。此外，使用大量填料可能會(huì)伴有熱塑性和高粘度值，相反，可通過二氧化硅填料 (如上所述，所述二氧化硅填料使粘度問題變?cè)?實(shí)現(xiàn)低的熱塑性。增強(qiáng)樹脂可導(dǎo)致高的滯后和熱塑性，在尤其對(duì)于胎側(cè)增強(qiáng)膠料來說是非所需的?？赏ㄟ^使用增塑劑改進(jìn)粘度，但增塑劑也引起滯后，這對(duì)漏氣行駛性能來說是高 度有害的。另一方面，高含量硫化劑有效地獲得特別是當(dāng)與低Tg聚合物基礎(chǔ)成分，例如聚異 戊二烯/聚丁二烯有關(guān)的高模量和低滯后，但基于聚異戊二烯/聚丁二烯聚合物的以及具 有適中填料含量和高含量硫化劑的具有合適高模量和低滯后的膠料具有非常差的斷裂性 能，同時(shí)仍然具有相當(dāng)高的粘度。US2007006956以不同方式解決了牽涉填料和添加劑的前述問題自支持類型的 充氣的安全輪胎包括胎側(cè)嵌片和胎圈橡膠組合物，所述胎圈橡膠組合物包括間同立構(gòu)1， 2-聚丁二烯替代常規(guī)的增強(qiáng)填料，以便允許在輪胎內(nèi)填充僅僅小量填料。另一方面，已知使用硅藻土作為填料改進(jìn)輪胎胎面的機(jī)械性能。在W02008/078822 中，公開了輪胎用橡膠組合物，它包括100重量份含天然橡膠和/或二烯烴類合成橡膠的橡 膠組分；和(a)o. 5-40重量份具有中空或?qū)嵭膱A柱體形狀且中空或?qū)嵭膱A柱體的高度小于或等于100微米的多孔硅藻土，和(b)⑴炭黑和/或(ii) 二氧化硅，其中組分(a)和(b) 的總量為40-80質(zhì)量份。據(jù)說該橡膠組合物在冰上顯示出改進(jìn)的摩擦力且沒有劣化耐磨性 或強(qiáng)度，和在說明書中，據(jù)說尤其可用于胎面或未鑲釘(studlless)輪胎。

發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人:面對(duì)獲得包括顯示出提高的機(jī)械性能，尤其斷裂伸長(zhǎng)率和降低的滯后的承 載結(jié)構(gòu)的安全輪胎的問題，以最小化在漏氣狀況下行使過程中生成的過量的熱量且沒有負(fù) 面影響在承載結(jié)構(gòu)中所使用的可交聯(lián)的彈性體組合物的可操作性。申請(qǐng)人:現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在可交聯(lián)的彈性體組合物中使用具有特定BET表面積的硅藻土 顆粒作為填料，結(jié)合在生產(chǎn)諸如安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)之類的結(jié)構(gòu)，其中包括至少一種胎側(cè) 嵌片中有利地使用的標(biāo)準(zhǔn)填料，提供以上所尋求的沖突性能的前所未有的平衡。特別地，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)通過在承載結(jié)構(gòu)用可交聯(lián)彈性體組合物中結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)填料使 用作為填料的具有特定BET表面積的硅藻土顆粒，可降低熱量的累積和滯后，從而突出熱 機(jī)械穩(wěn)定性，可改進(jìn)斷裂性能，與此同時(shí)可相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)配方，降低粘度。因此，在第一方面中，本發(fā)明涉及安全輪胎，它包括-胎體結(jié)構(gòu)，所述胎體結(jié)構(gòu)具有與各自的右手和左手胎圈結(jié)構(gòu)相連的相對(duì)側(cè)面邊 緣；-相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在徑向向外的位置上采用的胎面膠；-相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在對(duì)側(cè)上側(cè)面采用的一對(duì)胎側(cè)；-承載結(jié)構(gòu)，其中包括對(duì)于輪胎的每一側(cè)來說，在支持安全輪胎中與在所述胎圈 結(jié)構(gòu)和所述胎面膠的相應(yīng)側(cè)面邊緣之間徑向延伸的至少一個(gè)胎側(cè)嵌片配合的所述胎圈結(jié) 構(gòu)；其中所述至少一個(gè)胎側(cè)嵌片包括通過交聯(lián)含下述組分的可交聯(lián)彈性體組合物獲 得的交聯(lián)的彈性體材料(a) IOOphr至少一種彈性體聚合物；(b)約20phr-約35phr，優(yōu)選約20phr_約25phr BET表面積范圍為約10m2/g-約 90m2/g，優(yōu)選10-40m2/g，更優(yōu)選30-40m2/g的硅藻土顆粒；(c)約IOphr-約35phr，優(yōu)選約25phr_約35phr的至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料。對(duì)于本發(fā)明說明書和隨后的權(quán)利要求的目的來說，術(shù)語“最大尺寸”是指硅藻土顆 粒的主要尺寸，而與測(cè)量的方向無關(guān)，和術(shù)語“平均最大尺寸”是指通過顯微技術(shù)，在硅藻土 顆粒的代表性樣品內(nèi)，例如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS0 16700 :2004，通過掃描電鏡(SEM)測(cè)量的主要尺 寸的平均值。對(duì)于本發(fā)明說明書和隨后的權(quán)利要求的目的來說，術(shù)語“phr”(與“相對(duì)于100份 橡膠的份數(shù)”同義)是指以100重量份彈性體聚合物計(jì)，可交聯(lián)的彈性體組合物中給定組分 的重量份數(shù)。對(duì)于本發(fā)明說明書和隨后的權(quán)利要求的目的來說，術(shù)語BET表面積是指根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) ISO 5794-1 :2005測(cè)量的顆粒的表面積。本發(fā)明可顯示出一個(gè)或更多個(gè)以下所述的優(yōu)選特征。典型地，每一胎圈結(jié)構(gòu)包括各種的胎邊芯。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)胎側(cè)嵌片和所述胎圈結(jié)構(gòu)中的胎邊芯二者包括通過交聯(lián)含下述組分的可交聯(lián)彈性體組合物 獲得的交聯(lián)的彈性體材料(a) IOOphr至少一種彈性體聚合物；(b)約20phr-約35phr，優(yōu)選約20phr_約25phr BET表面積范圍為約10m2/g-約 90m2/g，優(yōu)選約10-約40m2/g，更優(yōu)選約30-約40m2/g的硅藻土顆粒；(c)約IOphr-約35phr，優(yōu)選約25phr_約35phr的至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料。優(yōu)選地，相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，所述硅藻土顆粒(b)具有小于或等于約 2. 5wt%，更優(yōu)選小于或等于約lwt%，和甚至更優(yōu)選小于或等于約0. 5襯％在325目篩網(wǎng)上 的殘留物。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述硅藻土顆粒(b)可包括任何所需類型的硅藻土，條件 是滿足以上提及的BET表面積和優(yōu)選325目篩網(wǎng)殘留物特征。硅藻土是著色淺的多孔沉降二氧化硅沉積物，它由硅藻的化石化骨架組成，硅藻 是在中新世(Miocene period)，約1500萬年前沉淀的在海洋或淡水環(huán)境內(nèi)聚集的單細(xì)胞 的水生植物。硅藻土包括含直徑數(shù)量級(jí)為數(shù)納米的多個(gè)孔隙(IOnm-IOOnm)的蜂窩二氧化 硅結(jié)構(gòu)，從而提供高的吸附能力和表面積。硅藻土含有90% SiO2和Al、Fe、Ca和Mg的氧 化物。演進(jìn)和硅藻被發(fā)現(xiàn)的不同環(huán)境導(dǎo)致在二氧化硅骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)寬泛的各種尺寸、形狀和 外觀?？捎糜诒景l(fā)明的硅藻土顆粒主要具有棒狀或針狀，其中一維，即與其他兩維，即寬度 和厚度相比，長(zhǎng)度占主導(dǎo)，或者為圓盤或管狀，其中一維，即厚度短于其他兩維，即長(zhǎng)度和寬 度。部分或完全由具有層狀的硅藻土顆粒的碎片組成的材料也包括在本發(fā)明內(nèi)，條件 是滿足以上提及的BET表面積、和優(yōu)選325目篩網(wǎng)殘留物的特征。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，所述硅藻土顆粒(b)的平均最大尺寸范圍為約2微 米-約15微米。以上報(bào)道的硅藻土顆粒(b)的實(shí)例可商購(gòu)，且可例如購(gòu)自Celite Corporation或 者Shengzhou Huali Diatomite Products Co.，Ltd。根據(jù)本發(fā)明可有利地使用的商業(yè)產(chǎn)品 的實(shí)例是獲自 Celite Corporation 的 CelTix 和D i af i 1 5 90;或者是獲自 Shengzhou Huali Diatomite Products Co. ，Ltd 的 CD 120。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料(C)可選自炭黑、二 氧化硅、納米尺寸的層狀材料或其混合物，所述納米尺寸的層狀材料單獨(dú)的層厚為約0. 01 納米-約30納米，其用量為約IOphr-約35phr，和更優(yōu)選約25phr_約35phr。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料(C)是選自表面積不 小于或等于約20m2/g的炭黑(如標(biāo)準(zhǔn)ISO 6810 1995中所述，通過CTAB吸收法測(cè)定)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料(C)是可選自例如熱 解法二氧化硅、沉淀法無定形二氧化硅、濕法二氧化硅(水合硅酸)、干法二氧化硅(無水硅 酸)、熔凝硅石或其混合物中的二氧化硅。在這些當(dāng)中，優(yōu)選沉淀法無定形濕法、水合二氧化硅。這些二氧化硅被這樣稱呼， 是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^在水中化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)，它們從水中以超微的球形顆粒形式沉淀。這些初 級(jí)顆粒強(qiáng)烈地結(jié)合成聚集體，所述聚集體本身不那么強(qiáng)烈地結(jié)合成團(tuán)塊。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 5794-1 2005測(cè)量的BET表面積得到不同二氧化硅的增強(qiáng)特征的最好量度。
根據(jù)本發(fā)明可有利地使用的二氧化硅增強(qiáng)填料的表面積優(yōu)選為約32m2/g-約 400m2/g，更優(yōu)選約100m2/g-約250m2/g，甚至更優(yōu)選約150m2/g-約220m2/g。所述二氧化硅 增強(qiáng)填料的PH通常為約5. 5-約7. 0，優(yōu)選為約5. 5-約6. 8。根據(jù)本發(fā)明可使用且可商購(gòu)的二氧化硅增強(qiáng)填料的實(shí)例是以名稱
Hi-Sil 190, Hi-Sil 210, Hi-Sil 215, Hi-Sil 233, Hi-Sil 243
已知且獲自PPG Industries的產(chǎn)品；或者是以名稱Ultrasil VN2、 Ultrasil VN3、Ultrasil 700已知且獲自Degussa的產(chǎn)品；或者以名稱 Zeos il 1165MP已知且獲自Rhodia的產(chǎn)品。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明可有利地使用的納米尺寸化的層狀材料單獨(dú)的層厚為約0. 2納 米-約15納米，甚至更優(yōu)選約0. 5納米-約2納米?？稍诒景l(fā)明中有利地使用的納米化層狀材料可選自例如頁硅酸鹽，例如綠土，例 如蒙脫石、膨潤(rùn)土、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、鋰蒙脫石、滑石粉、鋅蒙脫石；蛭石；多水高嶺 土；絲云母；鋁酸鹽氧化物(aluminate oxides)；水滑石；或其混合物。尤其優(yōu)選蒙脫石。這 些層狀材料通常含有在層間表面處存在的可交換的離子，例如鈉(Na+)、鈣(Ca2+)、鉀(K+)、 鎂(Mg2+)、氫氧根(H0_)或碳酸根(CO:)。為了使所述層狀材料與彈性體聚合物更加相容， 所述層狀材料可用至少一種增容劑處理，所述增容劑可選自例如季銨或季鱗鹽?？筛鶕?jù)已 知的方法，例如通過在層狀材料與增容劑之間的離子交換反應(yīng)，用增容劑對(duì)所述層狀材料 進(jìn)行處理；進(jìn)一步的細(xì)節(jié)描述于例如美國(guó)專利US4136103、US5747560或US 5952093中。根據(jù)本發(fā)明可使用且可商購(gòu)的層狀材料增強(qiáng)填料的實(shí)例是以名稱 Dellite 67G、Del lite 72T、Dellite 43B 已知并獲自 Laviosa
Chimica Mineraria S. p. Α.的產(chǎn)品；獲自 Southern Clays 的 C10 i S i te 25A、
Cloisite 10A、Cloisite 15A、Cloisite 2OA 的產(chǎn)品；獲自 sud Chemie 的Nanof il 5、Nanof il 8、Nanof i 1 9的產(chǎn)品；獲自 DaiCin s.p.A 的 Bentoni te AG/3 的產(chǎn)品。典型地，可使用至少一種能與硅藻土顆粒(b)和增強(qiáng)填料(C)相互作用，且在硫化 過程中將它們連接到彈性體聚合物上的偶聯(lián)劑(d)。優(yōu)選使用的偶聯(lián)劑(d)是可例如通過下述結(jié)構(gòu)式(I)表示的基于硅烷的那些(R2)3Si-CtH2t-X (I)其中基團(tuán)R2可以彼此相同或不同，選自烷基、烷氧基、芳氧基或選自鹵素原子， 條件是基團(tuán)R2中的至少一個(gè)是烷氧基或芳氧基；t是約1-約6的整數(shù)，包括端值；X是 選自下述的基團(tuán)亞硝基、巰基、氨基、環(huán)氧基、乙烯基、酰亞胺基、氯、-⑶uCtH2t-Si-(R2)3 或-S-COR2，其中u和t是約1-約6的整數(shù)，包括端值，和基團(tuán)R2如上文記載所定義。有利地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自四硫化雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)或二硫化雙 (3-三乙氧基甲硅烷基丙基)。硅烷偶聯(lián)劑(d)的添加量為至少約0. 5phr，優(yōu)選約0. 5phr_約3phr。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選方面，所述至少一種彈性體聚合物選自玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于 約20°C的二烯烴彈性體聚合物或共聚物。有利地，所述二烯烴彈性體聚合物選自天然或合成的順式-1，4-聚異戊二烯、3， 4-聚異戊二烯、聚丁二烯、任選鹵化的異戊二烯/異丁烯共聚物、1，3- 丁二烯/丙烯腈共聚物、苯乙烯(stirene)/l，3-丁二烯共聚物、苯乙烯/異戊二烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯 /1,3- 丁二烯/丙烯腈共聚物或其混合物。有利地，所述至少一種彈性體聚合物選自一種或更多種單烯烴與烯屬共聚單體或 其衍生物的彈性體聚合物，優(yōu)選所述彈性體聚合物選自乙烯/丙烯共聚物(EPR)；乙烯/丙 烯/ 二烯烴共聚物(EPDM)；聚異丁烯；丁基橡膠；鹵代丁基橡膠或其混合物。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述至少一種彈性體聚合物(a)可選自例如(&1)在尤 其適合于生產(chǎn)輪胎的硫可交聯(lián)的彈性體組合物中常用的二烯烴彈性體聚合物，亦即玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度(Tg)通常低于約20°C，優(yōu)選范圍為約0°C-約-110°C的具有不飽和鏈的彈性體聚 合物或共聚物。這些聚合物或共聚物可以是天然來源或者可通過溶液聚合、乳液聚合或氣 相聚合任選地與選自單乙烯基芳烴和/或極性共聚單體中的至少一種共聚單體共混的一 種或更多種共軛二烯烴而獲得。優(yōu)選地，所得聚合物或共聚物含有用量不大于約60%重量 的選自單乙烯基芳烴和/或極性共聚單體中的所述至少一種共聚單體。共軛二烯烴通常含有約4-約12，優(yōu)選約4-約8個(gè)碳原子，且可選自例如1，3_ 丁 二烯、異戊二烯、2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯、1，3-戊二烯、1，3-己二烯、3- 丁基-1，3-辛二 烯、2-苯基-1，3- 丁二烯或其混合物。尤其優(yōu)選1，3- 丁二烯或異戊二烯。 可任選地用作共聚單體的單乙烯基芳烴通常含有約8-約20，優(yōu)選約8-約12個(gè)碳 原子，且可選自例如苯乙烯；1-乙烯基萘；2-乙烯基萘；苯乙烯的各種烷基、環(huán)烷基、芳基、 烷芳基或芳烷基衍生物，例如α -甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-環(huán)己基苯 乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2-乙基-4-芐基苯乙烯、4-對(duì)甲苯基苯乙烯、4-(4-苯基丁基) 苯乙烯或其混合物。尤其優(yōu)選苯乙烯?？扇芜x地使用的極性共聚單體可以選自例如乙烯基吡啶、乙烯基喹啉、丙烯酸和 烷基丙烯酸酯或其混合物，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙 酯或其混合物。優(yōu)選地，所述二烯烴彈性體聚合物(ai)可選自例如順式-1，4-聚異戊二烯c (天 然或合成，優(yōu)選天然橡膠)、3，4-聚異戊二烯、聚丁二烯(尤其具有高1，4-順式含量的聚丁 二烯)、任選鹵化的異戊二烯/異丁烯共聚物、苯乙烯/1，3_ 丁二烯共聚物，苯乙烯/異戊二 烯Λ，3- 丁二烯共聚物或其混合物?；蛘?，所述至少一種彈性體聚合物(a)可選自例如(a2) —種或更多種單烯烴與烯 屬共聚單體或其衍生物的彈性體聚合物。單烯烴可以選自例如乙烯和通常含約3-約12個(gè) 碳原子的α-烯烴，例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物。優(yōu)選下述乙 烯和α-烯烴和任選地二烯烴的共聚物；異丁烯均聚物或其與小量二烯烴的共聚物，所述 二烯烴任選地至少部分被鹵化。任選地存在的二烯烴通常含有約4-約20個(gè)碳原子，且優(yōu)選 選自1，3-丁二烯、異戊二烯、1，4-己二烯、1，4-環(huán)己二烯、5-偏亞乙基-2-降冰片烯、5-亞 甲基-2-降冰片烯、乙烯基降冰片烯或其混合物。在這些當(dāng)中，尤其優(yōu)選下述乙烯/丙烯 共聚物(EPR)或乙烯/丙烯/ 二烯烴共聚物(EPDM)；聚異丁烯；丁基橡膠；鹵代丁基橡膠； 尤其氯丁基橡膠或溴丁基橡膠；或其混合物。也可使用以上提及的二烯烴彈性體聚合物(ai)與以上提及的彈性體聚合物(a2) 的混合物。可任選地通過與合適的封端劑或偶聯(lián)劑反應(yīng)，官能化以上報(bào)道的彈性體聚合物(a)。特別地，可通過使由引發(fā)劑衍生的殘留的有機(jī)金屬基團(tuán)與合適的封端劑或偶聯(lián)劑，例 如亞胺、碳二酰亞胺、鹵化烷基錫、取代二苯甲酮、烷氧基硅烷或芳氧基硅烷反應(yīng)，官能化在 有機(jī)金屬引發(fā)劑(尤其有機(jī)鋰引發(fā)劑)存在下通過陰離子聚合獲得的二烯烴彈性體聚合物 (B1)(參見，例如歐洲專利EP451604，或美國(guó)專利US4742124或US4550142)。以上報(bào)道的彈性體聚合物(a)可任選地包括至少一個(gè)官能團(tuán)，所述官能團(tuán)可選自 例如羧基、羧酸酯基、酸酐基、酯基、環(huán)氧基或其混合物?？捎欣?fù)饺胗昧繛榧sOphr-約5phr，更優(yōu)選約0. 5phr_約2phr的至少一種縮合 催化劑(e)，它能改進(jìn)與硅藻土顆粒(b)和增強(qiáng)填料(c) 二者的相互作用且在硫化過程中將 它們連接到彈性體聚合物上。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述縮合催化劑(e)可選自例如金屬羧酸鹽；芳基磺 酸或其衍生物；胺類和烷醇胺類；強(qiáng)無機(jī)酸或堿；有機(jī)酸；封端酸(blocked acid)；通過與 至少一種羧酸和/或磺酸反應(yīng)改性的沸石；或其混合物。尤其優(yōu)選金屬羧酸鹽，甚至尤其優(yōu) 選二月桂酸二丁錫?？衫缭跉W洲專利申請(qǐng)EP1252230中找到所述縮合催化劑的更詳細(xì)的說明?？筛鶕?jù)已知的硫化技術(shù)，尤其采用彈性體聚合物常用的硫基硫化體系，獲得本發(fā) 明的安全輪胎。為此，在可能使用的每一彈性體組合物，其中包括安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)用組 合物中，在一個(gè)或更多個(gè)熱機(jī)械加工步驟之后，與硫化促進(jìn)劑一起摻入硫基硫化劑。在最終 的加工步驟中，溫度通常保持低于120°C和優(yōu)選低于100°C，以便避免任何不想要的預(yù)交聯(lián) 現(xiàn)象。在使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的硫化促進(jìn)劑與硫化活化劑的情況下，最有利地使 用的硫化劑是硫，或含硫分子(硫供體)。尤其有效的硫化活化劑是鋅化合物，和尤其Zn0、ZnC03、含有8_18個(gè)碳原子的飽和 或不飽和脂肪酸的鋅鹽，例如硬脂酸鋅，它優(yōu)選在彈性體組合物中由ZnO和脂肪酸就地形 成，以及BiO、PbO、Pb3O4, PbO2,或其混合物。常用的硫化促進(jìn)劑可選自二硫代氨基甲酸鹽、胍、硫脲、噻唑、次磺酰胺、秋蘭姆、 胺、黃原酸鹽(xanthate)或其混合物。基于目前的彈性體組合物各自打算的特定應(yīng)用而選擇的其他常用添加劑也可包 括在安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)所包括的組合物內(nèi)。例如，可添加下述抗氧化劑、防老化劑、增塑 劑、粘合劑、抗臭氧劑(尤其對(duì)苯二胺類型)、蠟、改性樹脂、纖維或其混合物。對(duì)于進(jìn)一步改進(jìn)加工性的目的來說，通常從礦物油、植物油、合成油，或其混合物， 例如芳族油、環(huán)烷油、鄰苯二甲酸酯、大豆油或其混合物中選擇的增塑劑可加入到安全輪胎 的承載結(jié)構(gòu)用可交聯(lián)的彈性體組合物中。增塑劑的用量范圍通常為約Ophr-約70phr，優(yōu)選 約 Iphr-約 30phr?？筛鶕?jù)本領(lǐng)域已知的技術(shù)，通過一起混合以上報(bào)道的彈性體聚合物，硅藻土顆粒
(b)和進(jìn)一步的增強(qiáng)填料(C)與任選地存在的其他添加劑，制備為獲得本發(fā)明的安全輪胎 的承載結(jié)構(gòu)用的待交聯(lián)的可交聯(lián)彈性體組合物?？衫缡褂瞄_放式煉膠機(jī)類型的開煉機(jī)或者具有切向轉(zhuǎn)子(Banbury)或具有聯(lián) 鎖式轉(zhuǎn)子(Intermix)類型的密煉機(jī)，或者在共捏合機(jī)類型(Buss)或者同向旋轉(zhuǎn)或逆向旋 轉(zhuǎn)的雙螺桿類型或多螺桿類型的連續(xù)混煉機(jī)中實(shí)施混合。
或者，可預(yù)混硅藻土顆粒(b)與彈性體聚合物，以便形成母煉膠，隨后將母煉膠與 獲得本發(fā)明的安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)用的待交聯(lián)的可交聯(lián)的彈性體組合物中的其余組分混
I=I O可通過本領(lǐng)域已知的技術(shù)和使用本領(lǐng)域已知的裝置，實(shí)施生產(chǎn)本發(fā)明輪胎的方 法，所述方法包括制造生胎，和隨后模塑并硫化該生胎。


參考附圖1，通過例舉說明的實(shí)施方案，進(jìn)一步詳細(xì)地闡述本發(fā)明，其中附圖1是 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的安全輪胎的一部分的截面視圖。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明參考圖l，“a”表示軸向和“r”表示徑向。為了簡(jiǎn)便起見，圖1僅僅示出了一部分 的安全輪胎，沒有表示的其余部分相同且相對(duì)于徑向“r”對(duì)稱排列。安全輪胎(100)包括至少一個(gè)胎體簾布層(101)、與含至少一個(gè)胎圈芯(102)和至 少一個(gè)胎邊芯(104)的各胎圈結(jié)構(gòu)(103)相連的相對(duì)的側(cè)面邊緣。此處通過在胎圈芯(102) 周圍折彎返回(turn back)胎體簾布層(101)的相對(duì)側(cè)面邊緣，以便形成所謂的簾布層翻 起物(turn-up) (101a)，從而實(shí)現(xiàn)胎體簾布層(101)和胎圈芯(102)之間的連接，如圖1所
7J\ ο或者，可用在同心旋管(圖1中未示出)內(nèi)排列的由橡膠化處理(rubberized)金 屬絲形成的至少一個(gè)環(huán)形的嵌片(insert)替換常規(guī)的胎圈芯(102)(參見，例如歐洲專利 申請(qǐng) EP928680 或 EP928702)。胎體簾布層(101)通常包括彼此平行地排列的多個(gè)增強(qiáng)芯且至少部分用交聯(lián)彈 性體組合物層涂布。這些增強(qiáng)芯通常由紡織纖維，例如人造絲、尼龍或聚對(duì)苯二甲酸乙二 酯，或者一起絞合、用金屬合金(例如銅/鋅合金、鋅/錳合金、鋅/鉬/鈷合金和類似物) 涂布的鋼線制成。胎體簾布層(101)通常為徑向類型，即它加有相對(duì)于圓周方向基本上以垂直方向 排列的增強(qiáng)簾線。胎圈芯(102)閉合在沿著安全輪胎(100)的內(nèi)部周邊邊緣確定的胎圈結(jié)構(gòu)(103) 內(nèi)，并利用它在輪輞(圖1中未示出)上的輪胎咬合裝置形成車輛車輪的一部分。通過每 一胎體的翻起物(turn-up) (IOla)確定的空間含有胎邊芯(104)。耐磨層(105)通常相對(duì)于胎體翻起物(turn-up) (IOla)，置于徑向向外的位置上。沿著胎體簾布層(101)的周邊采用帶束層結(jié)構(gòu)(106)。在圖1的特定實(shí)施方案中， 帶束層結(jié)構(gòu)(106)包括兩個(gè)帶束層包布(106a，106b)，所述帶束層包布(106a，106b)加有多 個(gè)增強(qiáng)簾線，典型地金屬簾線，這些簾線在每一包布內(nèi)彼此平行且相對(duì)于相鄰的包布相交， 取向，以便相對(duì)于圓周方向形成預(yù)定的角度。在徑向最外的帶束層包布(106b)上可任選地 采用至少一層0度增強(qiáng)層(106c)，通常稱為“0°帶束層”，所述0度增強(qiáng)層(106c)通常加 有相對(duì)于圓周方向以幾度的角度，典型地范圍為0-5度的角度排列，并通常用交聯(lián)的彈性 體組合物涂布的多個(gè)增強(qiáng)簾線，典型地為織物簾線。其側(cè)面邊緣與胎側(cè)(108)相連的胎面膠(109)在圓周方向上施加到帶束層結(jié) 構(gòu)(106)外部的徑向位置上。胎面膠(109)在外部具有被設(shè)計(jì)為與地面接觸的滾動(dòng)表面(109a)。通常在這一滾動(dòng)表面(109a)內(nèi)制成通過橫向缺口(圖1中未示出)連接以便確 定在這一表面(109a)上分布的各種形狀和尺寸的多個(gè)花紋條和/或花紋塊的圓周方向的 溝槽，為了簡(jiǎn)便起見，所述滾動(dòng)表面(109a)在圖1中是表示為光滑的。胎側(cè)(108)也在外部施加到胎體簾布層(101)上，這一胎側(cè)在軸向向外的位置上 從胎圈(103)延伸到帶束層結(jié)構(gòu)(106)的一端。胎面底襯(111)可置于帶束層結(jié)構(gòu)(106)和胎面膠(109)之間。如圖1所示，胎 面底襯(111)可具有均勻的厚度?；蛘?，胎面底襯(111)可在橫向方向上具有可變的厚度。 例如，在其外部邊緣附近的厚度可以大于中心區(qū)域。在圖1中，所述胎面底襯(111)在基本 上對(duì)應(yīng)于形成所述帶束層結(jié)構(gòu)(106)的表面的表面上延伸?；蛘撸鎏ッ娴滓r(111)僅 僅沿著形成所述帶束層結(jié)構(gòu)(106)的至少一部分延伸，例如在所述帶束層結(jié)構(gòu)(106)的相 對(duì)側(cè)面部分(圖1中未示出)處延伸。由彈性體材料制造的胎圈包布(110)常常稱為“微型胎側(cè)(mini-side wall) ”，可 任選地存在于胎側(cè)(108)和胎面膠(109)之間的連接區(qū)域內(nèi)，這一微型胎側(cè)通常通過與胎 面膠一起共擠出并允許在胎面膠(109)和胎側(cè)(108)之間的機(jī)械相互作用改進(jìn)而獲得?；?者，胎側(cè)(108)的末端部分直接覆蓋胎面膠(109)的側(cè)面邊緣。在無內(nèi)胎的安全輪胎中，也可在相對(duì)于胎體簾布層(101)，在內(nèi)部位置內(nèi)提供輪胎 對(duì)充入的空氣所需的不可滲透性的第一層(112)，通常稱為“內(nèi)襯層”。另外，可在內(nèi)襯層(112)和胎體簾布層(101)之間放置通常稱為“下層內(nèi)襯層 (underliner)，，的第二層(圖1中沒有示出)。本發(fā)明的安全輪胎(100)包括在顯著或完全喪失壓力下能承載車輛負(fù)載的承載 結(jié)構(gòu)。特別地，胎側(cè)嵌片(113)可與每一胎側(cè)相連。在安全輪胎(100)的每一側(cè)內(nèi)，胎側(cè)嵌 片(113)在相關(guān)的胎圈結(jié)構(gòu)(103)和相應(yīng)的胎面膠(109)的側(cè)面邊緣之間徑向延伸。可在 一個(gè)或更多個(gè)位置處實(shí)現(xiàn)每一胎側(cè)嵌片(113)，并相對(duì)于胎體簾布層，將其置于軸向向內(nèi)或 向外的位置上。例如，如圖1所示，胎側(cè)嵌片(113)置于胎體簾布層(101)和內(nèi)襯層(112) 之間?；蛘?，在存在大于一層以上的胎體簾布層的情況下，可在所述的兩層胎體簾布層 之間放置胎側(cè)嵌片(113)(圖1中未示出)?；蛘?，可在胎體簾布層和胎側(cè)之間放置胎側(cè)嵌片(113)(圖1中未示出)。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中(未示出)，胎側(cè)嵌片除了提供其結(jié)構(gòu)支持以外，還提 供對(duì)輪胎充氣所需的不透氣性。因此相對(duì)于胎體簾布層(101)將胎側(cè)嵌片置于內(nèi)部位置 中，且在胎側(cè)部分中向內(nèi)沒有布置內(nèi)襯層?？衫绺鶕?jù)美國(guó)專利US 5238040或歐洲專利申請(qǐng)EP943466中所公開的存在多于 一個(gè)以上的胎側(cè)嵌片。對(duì)于每一側(cè)的安全輪胎(100)來說，本發(fā)明的安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)包括胎圈結(jié)構(gòu) (103)和相應(yīng)的胎側(cè)嵌片(113)。胎側(cè)嵌片(113)，優(yōu)選胎側(cè)嵌片(113)和胎圈結(jié)構(gòu)(103) 二者包括加有具有以上公開的優(yōu)選特征的硅藻土顆粒的彈性體材料。以下通過適合于在安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)中使用的可交聯(lián)的彈性體組合物的許多 制備例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例單純地以闡述目的給出且不限制本發(fā)明。根據(jù)下述試驗(yàn)和測(cè)量，評(píng)價(jià)下述實(shí)施例的樣品。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 289-1 :2005，在如下所述獲得的非交聯(lián)的彈性體組合物上，測(cè)量在 100°C下的門尼粘度ML (1+4)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 37 :2005，在以下所述在170°C下10分鐘交聯(lián)的彈性體組合物樣品 上測(cè)量拉伸模量(50%模量和100%模量)，拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率以及屈服伸長(zhǎng)率。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 48 :2007，在170°C下10分鐘交聯(lián)的彈性體組合物樣品上測(cè)量硬度 (I RHD 硬度)(在 10°C，23°C或 100°C下)。根據(jù)下述方法，在牽引-壓縮模式下，使用Instron動(dòng)態(tài)裝置，測(cè)量動(dòng)態(tài)機(jī)械性能。 交聯(lián)的彈性體組合物的試樣(在170°C下10分鐘交聯(lián))具有圓柱形(長(zhǎng)度=25mm，直徑 =14mm)、相對(duì)于起始長(zhǎng)度，壓縮-預(yù)負(fù)載最多達(dá)到25%縱向變形率，并在預(yù)定溫度(23°C， 70°C )下保持整個(gè)試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間段，其中相對(duì)于預(yù)負(fù)載下的長(zhǎng)度，采用IOOHz的頻率，對(duì) 試樣進(jìn)行振幅為士 3.5%的動(dòng)態(tài)正弦應(yīng)變。以動(dòng)態(tài)彈性模量(EJ和tgS (損耗因子)值表 達(dá)動(dòng)態(tài)機(jī)械性能。以粘性模量(E”)與彈性模量(EJ之比計(jì)算tgS值。根據(jù)ASTM D 623-07，通過Goodrich Flexometer，測(cè)量壓縮時(shí)的熱量生成和撓性 疲勞。該試驗(yàn)由下述步驟組成在控制條件下將確定尺寸和形狀的橡膠樣品置于快速振動(dòng) 壓縮應(yīng)力下。測(cè)量溫度的升高。特別地，測(cè)量溫度的升高為-平衡溫度。在這一試驗(yàn)方法中，通過具有高慣性(inertia)的杠桿體系，將確定的壓縮負(fù)載 施加到試樣上，同時(shí)在樣品上產(chǎn)生確定振幅的額外高頻循環(huán)壓縮。采用熱電偶，測(cè)量在試樣 基線處的升溫，提供在使樣品彎曲時(shí)生成的熱量的相對(duì)指示。模塑標(biāo)準(zhǔn)試樣，直徑為17. 8mm和高度25mm的圓柱體。試驗(yàn)條件為沖程=6. 35mm ；負(fù)載(在梁架(Beam)上)=216N ；時(shí)間=30分鐘； 溫度=23°C。在測(cè)定樣品的最終內(nèi)部溫度的30分鐘時(shí)刻之后終止試驗(yàn)。制備彈性體組合物1-7如下所述制備表1-3中給出的彈性體組合物1-7 (各組分的用量以phr給出)。在密煉機(jī)(型號(hào)Pomini PL 1.6)中一起混合除了硬脂酸、ZnO、硫、促進(jìn)劑(TBBS) 和穩(wěn)定劑(TMQ)以外的所有組分約4分鐘(第一步)。一旦溫度達(dá)到140士5°C，則排放出 彈性體組合物。至少12小時(shí)之后，在具有切向轉(zhuǎn)子類型的密煉機(jī)(Banbury)(型號(hào)Pomini PL 1. 6)中，在最多120士5°C的溫度下，一起混合硬脂酸、ZnO和TMQ與第一步的組合物約3分 鐘，然后排放出彈性體組合物(第二步)。然后在開放輥式煉膠機(jī)內(nèi)添加硫和促進(jìn)劑(TBBS)，并進(jìn)行混合(第三步)。實(shí)施例1表1 (*)對(duì)比O本發(fā)明NR:天然橡膠(Standard Thai Rubber STR 20-Thaiteck Rubber)BR 聚丁二烯(Europrene NeOC i S -Polimeri Europa)X50S :四硫化雙[3_(三乙氧基甲硅烷基)丙基]和N330炭黑的1 1混合物 (X5 OS -Evonik-Degussa)；Zeosi 1 1165MP 二氧化硅(Rhodia)；CelTix :BET表面積為33. 7m2/g，相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，在325目篩網(wǎng)上的 殘留物小于lwt%，和平均最大尺寸為1 O微米的硅藻土顆粒(Celite Corporation)；蠟微晶蠟組合物(Anti lux 654-Lanxess)；6-PPD(抗氧化劑)N-(1，3-二甲基丁基)-N、_ 苯基對(duì)苯二胺(Santoflex 6PPD-Flexsys)；硬脂酸STEARINAN(SOGIS)ZnO 氧化鋅Rhen0gran zn0-80 (RheinChemie)；TMQ (防老化劑)聚合的 NAUGARD Q (CHEMTURA CORPORATION)；
tons] TBBS(促進(jìn)劑)n-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(Vulkaci t NZ/ EGC-Lanxess)；如上所述，評(píng)價(jià)樣品1、2和3，并在下表2中概述了結(jié)果。表2 (*)對(duì)比O本發(fā)明實(shí)施例2表3 (*)對(duì)比O本發(fā)明NR:天然橡膠(Standard Thai Rubber STR 20-Thaiteck Rubber)BR 聚丁二烯(Europrene NeOC i S -Polimeri Europa)X50S :四硫化雙[3_(三乙氧基甲硅烷基)丙基]和N 330炭黑的1 1混合物 (X5 OS -Evonik-Degussa)；N550:炭黑ZeOS 1 1165MP 二氧化硅(Rhodia)；CelTix :BET表面積為33. 7m2/g，相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，在325目篩網(wǎng)上的 殘留物小于lwt%，和平均最大尺寸為10微米的硅藻土顆粒(Celite Corporation)；蠟微晶蠟組合物(Anti lux 654-Lanxess)；6-PPD(抗氧化劑)N-(1，3-二甲基丁基)-N、_ 苯基對(duì)苯二胺(Santoflex 6PPD-Flexsys)；硬脂酸STEARINAN(SOGIS)ZnO 氧化鋅RhenC)gran Zn0-80 (RheinChemie)；TMQ (防老化劑)聚合的 NAUGARD Q (CHEMTURA CORPORATION)；TBBS(促進(jìn)劑)n-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(Vulkaci t NZ/ EGC-Lanxess)；如上所述，評(píng)價(jià)樣品4和5，并在下表4中概述了結(jié)果。表 4 (*)對(duì)比
O本發(fā)明實(shí)施例3表5 (*)對(duì)比O本發(fā)明。IR 順式-1，4-聚異戊二烯(SKI3-Nizhnekamskneftechim Export)BR 聚丁二烯(Europrene NeOC i S -Polimeri Europa)X50S :四硫化雙[3_(三乙氧基甲硅烷基)丙基]和N 330炭黑的1 1混合物 (X5 OS -Evonik-Degussa)；N550:炭黑；Zeosi 1 1165MP 二氧化硅(Rhodia)；CelTix :BET表面積為33. 7m2/g，相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，在325目篩網(wǎng)上的 殘留物小于lwt%，和平均最大尺寸為10微米的硅藻土顆粒(Celite Corporation)；蠟微晶蠟組合物(Anti lux 654-LanxeSS)；6-PPD(抗氧化劑)N-(1，3-二甲基丁基)-N、_ 苯基對(duì)苯二胺(Santoflex 6PPD-Flexsys)；硬脂酸STEARINAN(SOGIS)ZnO 氧化鋅Rhen0gran zn0-80 (RheinChemie)；TMQ(防老化劑)聚合的2，2，4_三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物NAUGARD Q (CHEMTURA CORPORATION)；TBBS(促進(jìn)劑)n-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(Vulkaci t NZ/EGC-Lanxess)；如上所述，評(píng)價(jià)樣品6和7，并在下表6中概述了結(jié)果。表6 (*)對(duì)比O本發(fā)明進(jìn)行以上報(bào)道的每一對(duì)比試驗(yàn)，其目的是評(píng)價(jià)通過與沒有進(jìn)行填料取代的相應(yīng)樣 品相比，通過用硅藻土顆粒替代適量填料獲得的樣品的行為與性能。通過用硅藻土顆粒替代全部量的填料(尤其二氧化硅)，制備進(jìn)一步的對(duì)比樣品 (2*)，后一試驗(yàn)的結(jié)果要求單獨(dú)的討論。在每一對(duì)比試驗(yàn)(不包括樣品2)中，適合于本發(fā)明的安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)的樣品 (樣品3、5、7)顯示出低于對(duì)比樣品(分別是樣品1、4、6)的粘度。在非交聯(lián)狀態(tài)下，粘度下 降意味著較好的加工性。在適合于本發(fā)明的安全輪胎的承載結(jié)構(gòu)的樣品中，靜態(tài)機(jī)械性能，尤其拉伸模量 和拉伸強(qiáng)度，以及彈性屈服得到顯著改進(jìn)。而且，斷裂伸長(zhǎng)率顯示出極大的改進(jìn)。尤其在適合于本發(fā)明的安全輪胎的樣品(不包括樣品2)中，在Goodrich試驗(yàn)中 記錄的“針溫(needle temperature) ”令人難忘地得到改進(jìn)?！搬槣亍笔窃谠囼?yàn)最后時(shí)樣品 的內(nèi)部溫度它是尤其重要的，因?yàn)樗从吃诂F(xiàn)實(shí)條件下膠料的行為。事實(shí)上，在汽車負(fù)載下，在沒有壓力的情況下行駛安全輪胎時(shí)，胎側(cè)嵌片在每一輪 胎旋轉(zhuǎn)時(shí)被嚴(yán)重壓縮。熱量累積是這種輪胎使用壽命的主要局限之一加熱和機(jī)械疲勞決 定了模量下降，這會(huì)導(dǎo)致較高的變形和仍然較大的熱量耗散直到熱降解開始和最終輪胎出 現(xiàn)故障時(shí)的點(diǎn)。
在適合于本發(fā)明的樣品中獲得的在Goodrich試驗(yàn)中的低的最終內(nèi)部溫度因此被 視為當(dāng)用作承載結(jié)構(gòu)時(shí)膠料導(dǎo)致高的漏氣行駛里程的指示.動(dòng)態(tài)機(jī)械性能也受到積極影響。特別地，這兩個(gè)溫度下的tg δ下降證實(shí)在動(dòng)態(tài)條 件下較低的熱量耗散傾向，這在Goodrich試驗(yàn)中本發(fā)明的交聯(lián)的彈性產(chǎn)品在熱機(jī)械疲勞 條件下來佐證。參考在樣品2上進(jìn)行的試驗(yàn)，盡管粘度、拉伸模量、彈性屈服以及tg δ和Goodrich 試驗(yàn)受到大量引入作為填料的硅藻土的積極影響，但拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的下降使得樣 品2的材料基本上無法用于包括在安全輪胎中。制備本發(fā)明的輪胎樣品，其中包括由根據(jù)樣品7的彈性體組合物制備的胎側(cè)嵌 片(Tyre “INV”)，并與含用根據(jù)樣品6的彈性體組合物制備的胎側(cè)嵌片的對(duì)比輪胎(Tyre “C0MP”)進(jìn)行比較試驗(yàn)、本發(fā)明的輪胎和對(duì)比輪胎均具有尺寸255/40 R18。首先用本發(fā)明的四個(gè)充氣輪胎，然后用四個(gè)充氣的對(duì)比輪胎裝配汽車BMW E60。對(duì)于每一組進(jìn)行缺氣行駛試驗(yàn)，使后左輪胎完全漏氣并以約80Km/h在特別的都 市區(qū)域道路上驅(qū)動(dòng)，直到輪胎出現(xiàn)故障。若沒有出現(xiàn)故障，則在216km之后終止試驗(yàn)。對(duì)每一組輪胎重復(fù)試驗(yàn)2次，并在表7中給出了結(jié)果。表 7 (*)對(duì)比O本發(fā)明在本發(fā)明輪胎的頭兩個(gè)試驗(yàn)(B)中的平均里程比參考輪胎(A)的平均里程高 15%。在第二次的兩個(gè)試驗(yàn)⑶中，本發(fā)明輪胎的平均里程比參考輪胎(C)的平均里程 高 30%。本發(fā)明輪胎的平均里程整體上比參考輪胎的平均里程高23%，從而表明本發(fā)明的 安全輪胎顯示出不僅較好的加工性而且改進(jìn)的耐久性，所述安全輪胎包括通過交聯(lián)含硅藻 土顆粒的可交聯(lián)的彈性體組合物獲得的至少胎側(cè)嵌片。
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權(quán)利要求
安全輪胎，它包括 胎體結(jié)構(gòu)，所述胎體結(jié)構(gòu)具有與各自的右手和左手胎圈結(jié)構(gòu)相連的相對(duì)側(cè)面邊緣； 相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在徑向向外的位置上采用的胎面膠； 相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在對(duì)側(cè)上側(cè)面采用的一對(duì)胎側(cè)； 承載結(jié)構(gòu)，其中包括對(duì)于輪胎的每一側(cè)來說，在支持安全輪胎中與在所述胎圈結(jié)構(gòu)和所述胎面膠的相應(yīng)側(cè)面邊緣之間徑向延伸的至少一個(gè)胎側(cè)嵌片配合的所述胎圈結(jié)構(gòu)；其中所述至少一個(gè)胎側(cè)嵌片包括通過交聯(lián)含下述組分的可交聯(lián)彈性體組合物獲得的交聯(lián)的彈性體材料(a)100phr至少一種彈性體聚合物；(b)約20phr 約35phr BET表面積范圍為約10m2/g 約90m2/g的硅藻土顆粒；(c)約10phr 約35phr的至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料。
2.權(quán)利要求1的安全輪胎，其中所述胎圈結(jié)構(gòu)包括胎邊芯，和其中所述至少一個(gè)胎側(cè) 嵌片和所述胎圈結(jié)構(gòu)中的胎邊芯二者包括通過交聯(lián)含下述組分的可交聯(lián)的彈性體組合物 獲得的交聯(lián)的彈性體材料(a)IOOphr至少一種彈性體聚合物；(b)約20phr-約35phrBET表面積范圍為約10m2/g-約90m2/g的硅藻土顆粒；(c)約IOphr-約35phr的至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料。
3.權(quán)利要求1或2的安全輪胎，其中包括用量為約20phr-約25phr的所述硅藻土顆粒(b)。
4.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的安全輪胎，其中所述硅藻土顆粒的BET表面積范圍為約 10m2/g-約 40m2/go
5.權(quán)利要求4的安全輪胎，其中所述硅藻土顆粒的BET表面積范圍為約30m2/g-約 40m2/go
6.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的安全輪胎，其中所述硅藻土顆粒(b)的平均最大尺寸范圍 為約2微米-約15微米。
7.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的安全輪胎，其中相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，所述硅藻土 顆粒(b)在325目篩網(wǎng)上的殘留物低于或等于約2. 5%重量。
8.權(quán)利要求7的安全輪胎，其中相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，所述硅藻土顆粒在325目 篩網(wǎng)上的殘留物低于或等于約重量。
9.權(quán)利要求8的安全輪胎，其中相對(duì)于硅藻土顆粒的總重量，所述硅藻土顆粒(b)在 325目篩網(wǎng)上的殘留物低于或等于約0.5%重量。
10.權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的安全輪胎，其中所述至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料(c)可選 自炭黑、二氧化硅、單獨(dú)層厚為約0. Olnm-約30nm的納米尺寸的層狀材料或其混合物。
11.權(quán)利要求10的安全輪胎，其中包括用量為約25phr-約35phr的所述至少一種進(jìn)一 步的增強(qiáng)填料(c)。
12.權(quán)利要求10或11的安全輪胎，其中所述至少一種增強(qiáng)填料(c)是表面積不低于或 等于約20m2/g的炭黑。
13.權(quán)利要求10或11的安全輪胎，其中所述增強(qiáng)填料(c)是選自熱解法二氧化硅、沉 淀法無定形二氧化硅、濕法二氧化硅(水合硅酸)、干法二氧化硅(無水硅酸)、熔凝硅石或其混合物中的二氧化硅。
14.權(quán)利要求13的安全輪胎，其中所述二氧化硅增強(qiáng)填料的表面積為約32m2/g-約 400m2/g。
15.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的安全輪胎，其中所述可交聯(lián)的彈性體組合物進(jìn)一步包括 至少一種硅烷偶聯(lián)劑(d)。
16.權(quán)利要求15的安全輪胎，其中所述硅烷偶聯(lián)劑用下述結(jié)構(gòu)式(I)表示(R2)3Si-CtH2t-X (I)其中基團(tuán)R2可以彼此相同或不同，是烷基、烷氧基、芳氧基或鹵素原子，條件是所述基 團(tuán)&中的至少一個(gè)是烷氧基或芳氧基；t是約1-約6的整數(shù)，包括端值；X是選自下述的基 團(tuán)亞硝基、巰基、氨基、環(huán)氧基、乙烯基、酰亞胺基、氯、-⑶uCtH2t-Si-(R2)3或-S-COR2，其中 u和t是約1-約6的整數(shù)，包括端值，和基團(tuán)R2如上所定義。
17.權(quán)利要求16的安全輪胎，其中所述硅烷偶聯(lián)劑選自四硫化雙(3-三乙氧基甲硅烷 基丙基)或二硫化雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)。
18.權(quán)利要求15的安全輪胎，其中所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為至少約0.5phr。
19.權(quán)利要求18的安全輪胎，其中所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為約0.5phr-約3phr。
20.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的安全輪胎，其中所述至少一種彈性體聚合物選自玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度低于約20°C的二烯烴彈性體聚合物或共聚物。
21.權(quán)利要求20的安全輪胎，其中所述二烯烴彈性體聚合物選自天然或合成的順 式-1，4-聚異戊二烯、3，4_聚異戊二烯、聚丁二烯、任選鹵化的異戊二烯/異丁烯共聚物、1， 3- 丁二烯/丙烯腈共聚物、苯乙烯/1，3- 丁二烯共聚物、苯乙烯/異戊二烯/1，3- 丁二烯共 聚物、苯乙烯/1,3- 丁二烯/丙烯腈共聚物或其混合物。
22.權(quán)利要求20的安全輪胎，其中所述至少一種彈性體聚合物選自一種或更多種單烯 烴與烯屬共聚單體或其衍生物的彈性體聚合物。
23.權(quán)利要求22的安全輪胎，其中所述彈性體聚合物選自乙烯/丙烯共聚物(EPR)；乙 烯/丙烯/ 二烯烴共聚物(EPDM)；聚異丁烯；丁基橡膠；鹵代丁基橡膠；或其混合物。
全文摘要
安全輪胎，它包括胎體結(jié)構(gòu)，所述胎體結(jié)構(gòu)具有與各自的右手和左手胎圈結(jié)構(gòu)相連的相對(duì)側(cè)面邊緣；相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在徑向向外的位置上采用的胎面膠；相對(duì)于所述胎體結(jié)構(gòu)，在對(duì)側(cè)上側(cè)面采用的一對(duì)胎側(cè)；承載結(jié)構(gòu)，其中包括對(duì)于輪胎的每一側(cè)來說，在支持安全輪胎中與在所述胎圈結(jié)構(gòu)和所述胎面膠的相應(yīng)側(cè)面邊緣之間徑向延伸的至少一個(gè)胎側(cè)嵌片配合的所述胎圈結(jié)構(gòu)；其中所述至少一個(gè)胎側(cè)嵌片包括通過交聯(lián)含下述組分的可交聯(lián)彈性體組合物獲得的交聯(lián)的彈性體材料(a)100phr至少一種彈性體聚合物；(b)約20phr-約35phr，優(yōu)選約20phr-約25phr的BET表面積范圍為約10m2/g-約90m2/g，優(yōu)選約10m2/g-約40m2/g，更優(yōu)選約30m2/g-約40m2/g的硅藻土顆粒；(c)約10phr-約35phr，優(yōu)選約25phr-約35phr的至少一種進(jìn)一步的增強(qiáng)填料。
文檔編號(hào)C08K3/34GK101918226SQ200880125147
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者A·德梅加齊, L·詹尼尼, M·加林貝蒂, M·納米亞斯南尼 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎股份公司