專利名稱：基于天然橡膠、增強(qiáng)填料和二酰肼的不與空氣接觸的輪胎組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不與空氣或所充氣體接觸的輪胎組件，尤其涉及那些包含線增強(qiáng)元件的輪胎組件，并且更特別地涉及該輪胎組件的組合物。
背景技術(shù)：
用于機(jī)動(dòng)車輛的輪胎在其組分中包含金屬或織物增強(qiáng)元件或強(qiáng)化元件，其通常為線或線的組合的形式，并以特別的、可用硫交聯(lián)的橡膠組合物涂覆。例如，這些增強(qiáng)件和橡膠組合物的復(fù)合組合物(也簡(jiǎn)稱為“增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料”)組成輪胎的胎體簾布層或者胎冠簾布層。這些復(fù)合材料的橡膠組合物(也稱為壓延用(calandrage)化合物)必須以已知方式滿足大量通常彼此沖突的技術(shù)要求，包括需要足夠的剛度同時(shí)使該化合物保持良好的內(nèi)聚，還需要確保該組合物與該增強(qiáng)元件良好地粘合的粘著性。這些相反性能的協(xié)同改進(jìn) (如剛度性能和粘合性能)仍是輪胎設(shè)計(jì)者永久關(guān)心的問(wèn)題，特別是對(duì)于與金屬增強(qiáng)件接觸的組合物，獲得一種性能則損害其他性能。實(shí)際上，在金屬增強(qiáng)件/橡膠組合物中，可特別地回想起用于將橡膠組合物與組成增強(qiáng)件的鋼粘合的常用方法，其包括用黃銅(銅-鋅合金)涂覆鋼的表面，通過(guò)黃銅在硫化過(guò)程中的硫化作用來(lái)提供鋼和橡膠組合物之間的鍵合。此硫的消耗不利于其參與橡膠的交聯(lián)，導(dǎo)致了橡膠組合物剛度的降低。為了補(bǔ)償此剛度的降低，可想到增加該橡膠組合物中的增強(qiáng)填料的量。不幸的是， 經(jīng)驗(yàn)顯示，這種對(duì)剛度的重新調(diào)整伴隨著該橡膠組合物滯后性損失的顯著增加。為了重新平衡交聯(lián)反應(yīng)中的硫的比例，此時(shí)可能必須適應(yīng)這些特定橡膠組合物的硫化體系，尤其是通過(guò)對(duì)硫化的活化而適應(yīng)。然而，硫化促進(jìn)劑含量的增加以及超促進(jìn)劑的使用不利于或甚至毒害硫化作用。硬脂酸也降低粘合界面的正確行為。因此，優(yōu)選使用僅包含少量硫化促進(jìn)劑和少量脂肪酸或脂肪酸酯的硫化體系，以維持粘合水平。然而，這種高度地改變的硫化體系并不允許有效的硫化，并且并不是對(duì)于交聯(lián)橡膠組合物的性質(zhì)(尤其是對(duì)于降低的剛度，以及對(duì)于因而實(shí)質(zhì)上增加的滯后性)不起作用。在輪胎行駛時(shí)，增強(qiáng)件/橡膠組合物承受非常高的應(yīng)力，尤其是承受反復(fù)的壓縮、 彎曲或曲率的變化，以已知方式，增強(qiáng)件/橡膠組合物必須滿足大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如均勻性、柔韌性、在彎曲和壓縮下的耐久性、拉伸強(qiáng)度和耐磨性等。然而上述解決方案的結(jié)論是不可能使這些性能以極高的水平保持如所需要地長(zhǎng)的時(shí)間。實(shí)際上，此橡膠組合物的高度不平衡的硫化體系導(dǎo)致并不非常有效的交聯(lián)，其造成該組合物的高滯后性。輪胎應(yīng)用需要該組合物的通常高水平的剛度，配制這僅僅增大了由于所述組合物的配制限制的所經(jīng)受的高水平的滯后性并且通常不利于該橡膠組合物與增強(qiáng)件的粘合性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，總體目標(biāo)是提供用于增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料的橡膠組合物，該橡膠組合物滿足在用于輪胎時(shí)可接受的性質(zhì)的綜合折中(compromis)。這就是為何本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供用于增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料的橡膠組合物， 該橡膠組合物使得有可能實(shí)現(xiàn)剛度的令人滿意的水平，同時(shí)保持該組合物的良好的內(nèi)聚性而并不降低其粘著性，并且同時(shí)賦予可接受的滯后性。在其研究之后，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，將某種二酰胼類型的化合物加入可用于輪胎的增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料中的橡膠組合物，預(yù)料不到地使得有可能實(shí)現(xiàn)剛度性/粘合性/滯后性/內(nèi)聚性的可接受的折中。此外，發(fā)明人還證明了，可有利地在用于與增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料相鄰的輪胎組件的混合物中使用此類型的二酰胼化合物。實(shí)際上，或者通過(guò)某種成分從與增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料層相鄰的橡膠層的遷移，或者通過(guò)在形成過(guò)程中或固化過(guò)程中的可使此橡膠層與該金屬增強(qiáng)件可產(chǎn)生局部接觸的流動(dòng)，此類型的組合物能夠引起與線狀增強(qiáng)元件相接觸的該組合物的粘著性的降低。因此，在滿足用于輪胎用途的可接受的性質(zhì)的折中時(shí)，建議這些相鄰層不包含對(duì)于該復(fù)合材料的毒物。這是根據(jù)本發(fā)明的橡膠組合物的情況。此相鄰層的例子為與胎冠簾布層或胎體簾布層相鄰的復(fù)合物、用于胎體的內(nèi)部增強(qiáng)件的復(fù)合物、用于胎體簾布層和在底部使用的剛性體之間的填充的復(fù)合物。因此，本發(fā)明的一個(gè)主題是不與空氣或所充氣體接觸的輪胎組件，其特征在于該輪胎組件包含橡膠組合物，該橡膠組合物包含(a)基于天然橡膠的彈性體基體、(b)增強(qiáng)填料、(c)從多于2. 5phr至8. 5phr的硫和(d)對(duì)應(yīng)于下式的二酰胼化合物
O O
IlIl
H2NHNC -Rn- CNHNH2其中R為二價(jià)羥基，其選自具有6至20個(gè)碳原子的取代的或未取代的芳族基，具有2至20個(gè)碳原子的線性的或支鏈、飽和的或不飽和的脂族基，而η等于0或1。本發(fā)明的另一主題是制造如上定義的不與空氣或所充氣體相接觸的輪胎組件的方法。本發(fā)明的另一主題是其中至少一種不與空氣或所充氣體相接觸的組件為如上定義的組件的輪胎。在本說(shuō)明書(shū)中，除非另有明示，所指的所有的百分?jǐn)?shù)(％)為重量％。另外，以“a 至b之間”的表述來(lái)表示的任何區(qū)間值代表從大于a到小于b范圍的值(即不包括邊界值 a和b)，而以“a至b”的表述來(lái)表示的任何區(qū)間值指從a至b范圍的值(即包括精確邊界值a和b)。因此，本發(fā)明的一個(gè)主題是不與空氣或所充氣體相接觸的輪胎組件。因此，根據(jù)本發(fā)明的輪胎組件不包括胎面、胎壁、內(nèi)層或內(nèi)襯。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變體，不與空氣或所充氣體相接觸的輪胎組件為還包括線狀增強(qiáng)元件的組件。更具體地，根據(jù)此變形，輪胎組件為除了橡膠組合物之外還包含金屬增強(qiáng)件的組件。例如，應(yīng)涉及胎冠簾布層、胎體簾布層以及胎圈鋼絲和胎圈鋼絲橡膠組合件。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)變體，不與空氣或所充氣體接觸的輪胎組件為輪胎中與包含線狀增強(qiáng)元件的組件相鄰橡膠組合物或?qū)?。根?jù)本發(fā)明的輪胎組件的橡膠組合物至少包含四種化合物，其中包括一種對(duì)應(yīng)于下式I的二酰胼化合物
權(quán)利要求
1.不與空氣或所充氣體接觸的輪胎組件，其特征在于，所述輪胎組件包含橡膠組合物， 所述橡膠組合物包含(a)基于天然橡膠的彈性體基體、(b)增強(qiáng)填料、(c)從多于2. 5phr至 8. 5phr的硫和(d)對(duì)應(yīng)于下式的二酰胼化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎組件，其特征在于其包含線狀增強(qiáng)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎組件，其特征在于所述線狀增強(qiáng)元件由鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎組件，其特征在于所述組件選自胎體簾布層和胎冠簾布層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎組件，其特征在于所述組件為與增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料相鄰的層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于，所述二酰胼化合物選自鄰苯二甲酸二酰胼、間苯二甲酸二酰胼、對(duì)苯二甲酸二酰胼、琥珀酸二酰胼、己二酸二酰胼、 壬二酸二酰胼、癸二酸二酰胼、乙二酸二酰胼和十二碳酸二酰胼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述天然橡膠以主要的重量分?jǐn)?shù)存在于所述彈性體基體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述彈性體基體包含基體總重量的0重量％至50重量％之間的另一種二烯彈性體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述彈性體基體包含 100重量％的天然橡膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述增強(qiáng)填料包含多于填料總重量的50重量％的增強(qiáng)有機(jī)填料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪胎組件，其特征在于所述增強(qiáng)有機(jī)填料為碳黑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述組合物中的硫以 3. 5phr至7phr的比例存在。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4和權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)所述的輪胎組件，其特征在于所述組合物包含粘合性增促劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪胎組件，其特征在于所述組合物中所包含的所述粘合性增促劑為基于鈷的化合物。
15.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的輪胎組件的方法，該方法包括以下步驟(i)在130°C至200°C之間的最大溫度下，通過(guò)捏和將所述組合物的成分均質(zhì)地?fù)饺牖谔烊幌鹉z的所述彈性體基體中，從而進(jìn)行所述橡膠組合物的必要基礎(chǔ)組分的熱機(jī)械加工的第一步驟，其中所述必要基礎(chǔ)組分不包括交聯(lián)體系，隨后( )在低于所述第一步驟的所述最高溫度的溫度下，優(yōu)選地在低于120°C的溫度下，進(jìn)行機(jī)械加工的第二步驟，其中摻入所述交聯(lián)體系，(iii)將由此獲得的橡膠組合物擠出或壓延成所需要的形式，以制造所述輪胎組件， 其特征在于，在進(jìn)行上述階段(i)之前，所述方法包括制造天然橡膠的階段，該階段包括加入式I的二酰胼化合物的階段。
16.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的輪胎組件的方法，該方法包括以下步驟(i)在130°C至200°C之間的最大溫度下，通過(guò)捏和將所述組合物的成分均質(zhì)地?fù)饺牖谔烊幌鹉z的所述彈性體基體中，從而進(jìn)行所述橡膠組合物的必要基礎(chǔ)組分的熱機(jī)械加工的第一步驟，其中所述必要基礎(chǔ)組分不包括交聯(lián)體系，隨后( )在低于所述第一步驟的所述最高溫度的溫度下，優(yōu)選地在低于120°C的溫度下， 進(jìn)行機(jī)械加工的第二步驟，其中摻入所述交聯(lián)體系，(iii)將由此獲得的橡膠組合物擠出或壓延成所需要的形式，以制造所述輪胎組件， 其特征在于，在進(jìn)行上述階段(i)之前，所述方法包括制備基于天然橡膠和式I的二酰胼化合物的母煉膠的階段。
17.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的輪胎組件的方法，該方法包括以下步驟(i)在130°C至200°C之間的最大溫度下，通過(guò)捏和將所述組合物的成分均質(zhì)地?fù)饺牖谔烊幌鹉z的所述彈性體基體中，從而進(jìn)行所述橡膠組合物的必要基礎(chǔ)組分的熱機(jī)械加工的第一步驟，其中所述必要基礎(chǔ)組分不包括交聯(lián)體系，隨后( )在低于所述第一步驟的所述最高溫度的溫度下，優(yōu)選地在低于120°C的溫度下， 進(jìn)行機(jī)械加工的第二步驟，其中引入所述交聯(lián)體系，(iii)將由此獲得的橡膠組合物擠出或壓延成所需要的形式，以制造所述輪胎組件， 其特征在于，在階段(i)中將所述式I的二酰胼化合物加入所述混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將粘性增促劑在階段(i) 中摻入所述彈性體基體。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將粘性增促劑在階段 ( )中摻入由階段(i)得到的混合物。
20.輪胎，其特征在于，其至少一個(gè)不與空氣或所充氣體相接觸的組件為如權(quán)利要求1 至14中任一項(xiàng)所述的組件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的輪胎，其特征在于，所述組件為選自胎體簾布層或胎冠簾布層的包含金屬線狀增強(qiáng)元件的復(fù)合材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的輪胎，其特征在于所述組件為與增強(qiáng)件/橡膠復(fù)合材料相鄰的層。
全文摘要
不與空氣或所充氣體接觸的輪胎組件，其包含橡膠組合物，所述橡膠組合物基于(a)基于天然橡膠的彈性體基體；(b)增強(qiáng)填料；(c)多于2.5phr至8.5phr的硫；和(d)對(duì)應(yīng)于下式(I)的二酰肼化合物其中R為二價(jià)羥基，其選自具有6至20個(gè)碳原子的取代的或未取代的芳族基，具有2至20個(gè)碳原子的線性的或支鏈、飽和的或不飽和的脂族基，并且n等于0或1。這些輪胎組件更具體地為那些包含增強(qiáng)絲(尤其是金屬絲)的，如輪胎的胎體簾布層或胎冠簾布層。
文檔編號(hào)B60C15/00GK102257055SQ200980151868
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者B·肖萬(wàn), J·蒂耶, S·德蘭特希爾 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司