專利名稱：具有包含基于二烯的彈性體和樹脂的橡膠組合物內(nèi)襯的充氣輪胎的制作方法
具有包含基于二烯的彈性體和樹脂的橡膠組合物內(nèi)襯的充氣輪胎
本發(fā)明涉及一種充氣橡膠輪胎，其具有橡膠組合物的整體內(nèi)襯(integral irmerliner)，所述橡膠組合物包含順1，4-聚異戊二烯橡膠以及中到高乙烯基的苯乙烯/ 丁二烯橡膠和相容樹脂的組合。
發(fā)明背景
在歷史上，充氣輪胎的內(nèi)表面通常包含一層橡膠組合物，其被設(shè)計(jì)以防止或阻滯空氣從輪胎的內(nèi)氣囊滲透到胎體。它通常被稱作內(nèi)襯。內(nèi)襯或內(nèi)襯層，已多年用于無內(nèi)胎的充氣汽車輪胎，以阻滯或防止空氣(即大氣壓空氣)的泄漏，用于使輪胎充氣，從而保持輪胎氣壓。橡膠，諸如丁基橡膠和鹵化丁基橡膠(通常被稱作鹵丁基橡膠)及其共混物，通常用于這樣的輪胎內(nèi)襯，其為相對(duì)不滲透空氣的。
在歷史上，輪胎內(nèi)襯本身通常由傳統(tǒng)的壓延或研磨技術(shù)制得，以形成具有合適寬度的未硬化橡膠組合物條，有時(shí)稱作膠條(gum strip) 0通常地，膠條是施用于輪胎成型鼓的輪胎的最初要素，在其上方或周圍構(gòu)建輪胎的其他部分。當(dāng)輪胎硬化后，內(nèi)襯變成輪胎的整體共硬化部分。這些內(nèi)襯和它們的制備方法被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
有時(shí)，代替基于丁基橡膠的內(nèi)襯層，將天然橡膠和乳液聚合的苯乙烯/ 丁二烯橡膠的共混物用于形成輪胎內(nèi)襯層，以減少內(nèi)襯層的成本。然而，通常，除非作為厚層使用，否則所生成的內(nèi)襯對(duì)空氣滲透的抗性較小。
在這樣的橡膠共混物中，預(yù)想間隙處于內(nèi)襯層中橡膠的彈性體鏈間。
對(duì)于本發(fā)明，期望評(píng)估順1，4-聚異戊二烯橡膠(優(yōu)選天然橡膠)以及苯乙烯/ 丁二烯橡膠與相容樹脂的共混物，在不使用丁基橡膠的情況下，預(yù)想該樹脂可填充或部分填充這樣的間隙，以幫助增強(qiáng)輪胎內(nèi)襯層對(duì)空氣滲透的抗性。
在本發(fā)明的描述中，除非另有指出，否則術(shù)語"phr"是指橡膠組合物中每100重量份彈性體的組分的重量份。除非另有指出，否則術(shù)語"橡膠"和"彈性體"可交換使用。 除非另有指出，否則術(shù)語"硬化(cure)"和"硫化(vulcanize)"可交換使用。除非另有指出，否則術(shù)語"橡膠組合物"和"橡膠復(fù)合物"可交換使用
發(fā)明內(nèi)容
和實(shí)施
根據(jù)本發(fā)明，提供了含有內(nèi)襯橡膠組合物的輪胎，所述橡膠組合物包含，基于每 100重量份橡膠的重量份(phr)
(A) IOOphr的彈性體，該彈性體包含
(1)約0到約100，或者從約60到約80，phr的順1，4_聚異戊二烯橡膠，優(yōu)選為天然順1，4-聚異戊二烯橡膠，和
(2)約0到約100，或者從約20到約40，phr的苯乙烯/ 丁二烯橡膠(SBR)。該SBR 可含有，例如，以從約10到約50%的范圍存在于其聚丁二烯部分中的乙烯基1，2_內(nèi)容物。
(B)約5到約40，或者從約15到約30或甚至40，phr的樹脂，該樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂、對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂、對(duì)-叔-戊基苯酚甲醛樹脂、松香酸和松香酸衍生物(諸如，例如，松香酸酯、松香酸低聚物和歧化松香酸)中的至少一種。3CN 102532622 A
認(rèn)為所述相容樹脂與順1，4_聚異戊二烯橡膠相容，優(yōu)選為與天然順1，4_聚異戊二烯橡膠/SBR共混物相容，在某種意義上該樹脂可溶于橡膠。
在實(shí)施中，該輪胎內(nèi)襯橡膠意欲排除丁基-型彈性體以及α甲基苯乙烯和異丁烯的溴化共聚物。
術(shù)語"丁基-型"橡膠涉及彈性體，該彈性體包含，例如，異丁烯/ 二烯共聚物 (諸如丁基橡膠)和氯丁基橡膠、溴丁基橡膠及其混合物。
丁基橡膠傳統(tǒng)上被描述為異丁烯和異戊二烯的共聚物，其中共聚物包含從約2到約6重量％的來源于異戊二烯的單元(和因此從約94到約99重量％的來源于異丁烯的單元)。鹵丁基橡膠是已被鹵化的丁基橡膠，通常使用溴或氯鹵化。因此該鹵丁基橡膠通常為溴丁基橡膠或氯丁基橡膠。這樣的丁基橡膠和鹵丁基橡膠為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
本發(fā)明一個(gè)重要的方面是提供天然橡膠和苯乙烯/ 丁二烯橡膠(SBR)的共混物作為相容彈性體，與相容樹脂(即與天然橡膠和SBR以及其共混物相容的樹脂，某種意義上可溶于其中)加在一起，以增強(qiáng)共混物提供抗空氣滲透性的能力，特別地用作充氣輪胎內(nèi)襯層。
盡管該機(jī)理可能不被充分理解，預(yù)想相容樹脂至少部分占據(jù)(至少部分填充)在彈性體鏈間的間隙或自由體積，以增強(qiáng)橡膠組合物對(duì)氧氣滲透性的抗性。
對(duì)于內(nèi)襯橡膠組合物的制備，可在適當(dāng)時(shí)使用各種橡膠復(fù)合組分，且多少取決于所期望的內(nèi)襯性能。對(duì)于內(nèi)襯橡膠組合物的傳統(tǒng)增強(qiáng)填料是橡膠增強(qiáng)炭黑。當(dāng)適當(dāng)時(shí)，其它的復(fù)合組分通常包括抗氧化劑、抗臭氧劑、硬脂酸和氧化鋅。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的，取決于硫磺硫化橡膠意欲的用途，通常使用傳統(tǒng)量的上述某些添加劑?；谙鹉z100重量份(Phr)，通常的炭黑添加可構(gòu)成，例如僅在并當(dāng)適當(dāng)時(shí)，從約10到100重量份，通常為從約40到60phr的范圍?？寡趸瘎┩ǔ５牧靠蔀?，例如，構(gòu)成1到5phr。硬脂酸通常的量可構(gòu)成，例如，0. 50到約2phr。氧化鋅通常的量可構(gòu)成，例如，1到5phr。這樣的添加劑的存在和相對(duì)量不認(rèn)為是本發(fā)明的重要方面。
在硫磺硫化劑存在下對(duì)用作內(nèi)襯的橡膠組合物進(jìn)行硫化。適當(dāng)?shù)牧蚧橇蚧瘎┑膶?shí)例包括例如，元素硫(單體硫)或給硫(sulfur donating)硫化劑，例如，胺二硫化物、聚合的二硫化物或硫的烯烴加合物。這樣的硫磺硫化劑，例如，且當(dāng)適當(dāng)時(shí)，可以可從約0. 2到約3phr范圍的量使用。
通常使用硫磺硬化促進(jìn)劑以控制硫化所需的時(shí)間和/或溫度，并提高硫化產(chǎn)品的性能。可使用單一的促進(jìn)劑體系，即主促進(jìn)劑?；蛘?，為了活化和改進(jìn)硫化產(chǎn)品的性能，可使用2種或更多種促進(jìn)劑的組合，其可包含主促進(jìn)劑和次促進(jìn)劑。另外，延遲作用促進(jìn)劑可在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合使用。各種促進(jìn)劑的類型包括，例如，各種胺類、二硫化物、胍類、硫脲類、噻唑類、秋蘭姆類、亞磺酰胺、二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽。主促進(jìn)劑通常為，例如，二硫化物或亞磺酰胺。
在實(shí)施中，橡膠化合物成形為未硫化的膠條，即無(不包括)簾線(cord)或纖維增強(qiáng)的橡膠組合物。該未硫化的純膠膠料條可以，例如，將未硫化橡膠組合物通過磨機(jī)、壓延機(jī)、擠出機(jī)或其它適當(dāng)?shù)姆椒ǖ玫?。隨后將未硬化的橡膠膠條構(gòu)造成部件的未硬化橡膠輪胎組件的內(nèi)表面(在內(nèi)暴露的表面)。隨后，在高溫高壓條件下的輪胎固化操作期間，內(nèi)襯與輪胎組件共硬化。內(nèi)襯橡膠膠條的厚度可為，例如，約0. 04到約0. 4厘米的范圍，多少取決于特定關(guān)聯(lián)的輪胎。
本發(fā)明輪胎的硫化通常在，例如，從約130°C到160°C的溫度進(jìn)行。可使用任何通常的硫化工藝，諸如在壓具或模具中加熱輪胎組件，用過熱蒸汽或熱鹽加熱或在鹽浴中加熱。優(yōu)選地，加熱在壓具或模具中以輪胎硬化領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的方法完成。
作為這種硫化的結(jié)果，內(nèi)襯橡膠層或條，通過與輪胎共硬化成為輪胎的整體部分。 內(nèi)襯可以，例如，具有從約0. 04到0. 4厘米的范圍的未硬化純膠膠料厚度。例如，對(duì)于轎車輪胎，內(nèi)襯層的未硬化膠厚度可為從約0. 08到約0. 2厘米的范圍，盡管對(duì)于卡車輪胎，內(nèi)襯可以厚得多。
含有整體內(nèi)襯的充氣輪胎可以轎車輪胎、卡車輪胎或其他類型的斜交或子午線充氣輪胎的形式被構(gòu)造。
為了舉例說明而不是限制本發(fā)明，提出以下實(shí)施例。除非另有注明，份數(shù)和百分?jǐn)?shù)按重量計(jì)。
實(shí)施例I
由天然橡膠和S-SBR制備橡膠組合物
使用相容樹脂制備橡膠組合物用于評(píng)估抗空氣(即氧氣)滲透性用途，該組合物包含天然橡膠和溶液聚合制備的苯乙烯/ 丁二烯共聚橡膠(S-SBR)。
橡膠組合物被制備為橡膠試樣A到D。
對(duì)照橡膠試樣A是基于溴丁基橡膠的橡膠組合物。
比較橡膠試樣B是橡膠組合物，其基于天然橡膠和溶液聚合制備的具有相對(duì)高乙烯基含量的丁二烯/苯乙烯橡膠(S-SBR)的相容共混物。
實(shí)驗(yàn)橡膠試樣C、D和E是橡膠組合物，其基于天然橡膠和具有相對(duì)高乙烯基含量的(S-SBR)以及若干水平的相容樹脂的相容共混物，該相容樹脂為對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂。
實(shí)驗(yàn)橡膠試樣F、G和H是橡膠組合物，其基于天然橡膠和具有相對(duì)高乙烯基含量的(S-SBR)以及若干水平的相容樹脂的相容共混物，該相容樹脂為叔-丁基苯酚乙炔樹脂。
下表1所示為橡膠試樣的綜合配方，除非另有指出，否則份數(shù)以重量來表示t表權(quán)利要求
1.一種輪胎，所述輪胎具有不包括丁基橡膠和商化丁基橡膠的橡膠組合物內(nèi)襯，其特征為，基于每100重量份橡膠的重量份(Phr)，包含(A)IOOphr的彈性體，該彈性體包含(1)從60到80phr的順1，4_聚異戊二烯橡膠，和(2)從20到40phr的苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)；(B)從5到40phr的樹脂，該樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂、對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂、對(duì)-叔-戊基苯酚甲醛樹脂、松香酸、松香酸酯，松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一種。
2.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂、對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂和對(duì)-叔-戊基苯酚甲醛樹脂中的至少一種。
3.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂和對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂中的至少一種。
4.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂。
5.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂。
6.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-叔-戊基苯酚甲醛樹脂。
7.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含松香酸、松香酸酯，松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一種。
8.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述樹脂與所述順1，4_聚異戊二烯橡膠、所述苯乙烯/ 丁二烯橡膠以及所述順1，4-聚異戊二烯橡膠和苯乙烯/ 丁二烯橡膠的共混物相容， 在某種意義上溶于其中。
9.權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征為，所述內(nèi)襯橡膠組合物包含(A)IOOphr的彈性體，該彈性體包含(1)從60到80phr的順1，4_聚異戊二烯橡膠，和(2)從20到40phr的含有從10到50%范圍的乙烯基1，2_內(nèi)容物的苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)JP(B)從15到40phr的所述相容樹脂，該樹脂包含對(duì)_辛基苯酚甲醛樹脂、對(duì)_叔_丁基苯酚乙炔樹脂、對(duì)-叔-戊基苯酚甲醛樹脂、松香酸、松香酸酯、松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一種。
10.權(quán)利要求15所述的輪胎，其特征為，所述樹脂包含對(duì)-辛基苯酚甲醛樹脂和對(duì)-叔-丁基苯酚乙炔樹脂中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充氣橡膠輪胎，其具有橡膠組合物的整體內(nèi)襯，所述橡膠組合物包含順1，4-聚異戊二烯橡膠以及中到高乙烯基的苯乙烯/丁二烯橡膠和相容樹脂的組合。
文檔編號(hào)B60C1/00GK102532622SQ20111037185
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者B·R·哈恩 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司