弹性体和分散层状填料在载液中的阻隔涂料和经涂覆的组合物,特别是轮胎的制作方法

专利名称：弹性体和分散层状填料在载液中的阻隔涂料和经涂覆的组合物,特别是轮胎的制作方法
发明的领域本发明涉及新颖的阻隔涂料组合物(barrier coating compositions)，新颖的轮胎组合物和这样的层，该层具有对气体、化学品和蒸气的渗透性加大下降的气体、蒸气和化学品阻隔涂层的特征。
发明的背景业已广泛地描述了能阻止或减少所选基材与气体、蒸气、化学品和/或香料接触的阻隔涂层，这种涂层可用于各种工业，如包装工业、汽车工业、涂料工业、轮胎工业等。曾提出这些阻隔混合物或涂层中的某些具有片状结构以降低渗透性。例如参见E.L.Cussler等的J.Membrane Sci.，38161-174(1988)；W.J.Ward等的J.Membrane Sci.，55173-180(1991)；美国专利4,528,235；4,536,425；4,911,218；4,960,639；4,983,432；5,091,467；和5,049,609；和于1993年3月4日公开的国际专利申请WO 93/04118。
尽管有许多披露阻隔涂料混合物的文献，但大部分工业上所用的涂料不能最佳地降低渗透性或趋于发脆和无挠性。例如，改进丁基橡胶的气体渗透性又保持其弹性和抗疲劳性的尝试包括用含片晶状填料的聚合物涂覆轮胎中的丁基橡胶。例如参见美国专利4,911,218和5,049,609。用这种方法在渗透性上仅获得了最小的下降。
提高轮胎所用的橡胶的气体阻隔性能的其它尝试包括含有分散在橡胶组合物中的层状硅酸盐片晶的橡胶组合物。例如参见美国专利4,857,397；WO97/00910和G.J.van Amerogen“在弹性体中的分散”，Rubber Chem Tech，37，1065-1152页(1964)。剥落的层状硅酸盐材料已用于改进橡胶的气体阻隔性能。例如参见美国专利5,552,469。
若干参考文献已用于取向橡胶和聚合组合物中的片状材料。业已发现片晶对气体扩散的方向的特定垂直取向能降低含层状硅酸盐片晶的橡胶组合物的气体渗透性，同时对该橡胶的挠性没有不利影响。例如参见美国专利5,576,372；5,576,373和5,665,183。在包含分散片晶的聚合片材料中耐刺穿性提高，所述分散片晶以相互重叠的关系与片材料的平面基本平行进行取向。例如参见美国专利5,665,810。
大部分工业上所用的包含片晶型填料的涂层经熔融法制得，其中固体聚合物和固体填料在一起熔融并以高剪切速率混合。这种熔融法涂层含有100％的固体，并且通常使用少于约3重量％的片晶填料。这种涂层不能最佳地降低渗透性。
在制造或处理轮胎或轮胎组件中已描述了各种改进方法，以降低轮胎内表面或轮胎层之间的界面或各组件对气体、蒸气和化学品的渗透性。在轮胎工业中，常规的是例如在内衬层中加入达约30体积％(或100份/100份)的填料如炭黑，或使用涂层以改进丁基橡胶的不渗透性。然而发现这种尝试不能最佳地降低渗透性。带有完整内衬层的轮胎披露于美国专利5,178,702中，其中轮胎含有顶层和多层橡胶层压层，其中至少两层是含硫黄硫化橡胶组合物的阻隔层，所述组合物包含100重量份的橡胶、100重量份的丙烯腈/二烯聚合物和约25-150重量份未指明宽度和厚度的片状填料。据称这些组合物能降低内衬层的成本，而同时保持挠性和阻隔性能。
本领域仍然需要另外的阻隔涂料混合物和用于各种工业的具有改进渗透性特性的经涂覆的挠性和弹性制品，尤其是需要具有改进渗透性特性的新颖轮胎涂层、内衬层或层，以及使用它们制造和修理轮胎的方法。
本发明的概述本发明解决了已有技术中的问题，它是通过提供一种在弹性体聚合物中包含基本上分散的剥落层状硅酸盐的涂料组合物实现的。干燥这种涂料时会获得一种有效长宽比高并且渗透性特性得到改进(即在降低涂层渗透性上有较大的提高)的弹性体阻隔层。这种涂料在轮胎组合物上有多种应用。
一方面，本发明提供一种包含在载液中的阻隔涂料混合物，它含(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状片晶状填料；和(c)至少一种表面活性剂。混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比约为20∶1-1∶1。较好的是，在阻隔涂料混合物中聚合物以液体形式存在，其量约为1-30％，而在干燥涂层中其量约为45-95重量％。分散的层状填料存在于液体涂料组合物中的量约为1-10重量％，而在由此形成的干燥涂层中其量约为5-55重量％。干燥的涂层(其中填料的有效长宽比大于约25，较好大于约100)对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用干燥、未填充的聚合物的5倍。
在一个实例中，本发明提供一种较好的阻隔涂料混合物，它的固体含量约为5-15重量％，其干燥状态时包含约65-90重量％的丁基橡胶胶乳，约10-35重量％的层状填料，较好是蛭石和约0.1-15重量％的表面活性剂。
另一个方面，本发明提供一种经涂覆的制品，它在其至少一个表面或界面上包含涂覆上述阻隔涂料混合物制得的干燥阻隔涂层。制品上的涂层(其中填料的有效长宽比较好大于约25，更好大于约100)使所述制品对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用聚合物涂覆的所述制品的渗透率的5倍。
再有一个方面，本发明提供一种膜，它包含弹性体聚合物、有效长宽比大于25的层状填料和至少一种表面活性剂。较好的是聚合物在干燥的所述混合物中的存在量至少约为45重量％。填料在干燥的所述混合物中的存在量较好大于约5重量％(或大于2体积％)。膜(其中填料的有效长宽比大于约25，较好大于约100)对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用干燥、未填充的聚合物制成的膜的5倍。
还有一个方面，本发明提供一种在表面或两个表面的界面上包含由阻隔涂料混合物制成的干燥阻隔涂层的轮胎，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。涂层干燥时包含约45-95重量％的所述聚合物，约5-55重量％的所述分散的层状填料；和约1.0-15重量％的所述表面活性剂。轮胎上的涂层(其中填料的有效长宽比大于约25，较好大于约100)使轮胎对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用聚合物涂覆的轮胎的渗透率的5倍。
再有一个方面，本发明提供一种在表面或两个表面的界面上包含由阻隔涂料混合物制成的干燥阻隔涂层的轮胎，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)含丁基的聚合物胶乳；(b)长宽比约为1000或更大的分散的剥落层状的蛭石填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于17％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。在一个较好的实例中，涂料混合物的固体含量约为5-15重量％，并且在所述轮胎表面上形成干燥的涂层，该涂层包含约65-90重量％的所述含丁基的聚合物，约10-35重量％的所述蛭石填料，和约1.0-15重量％的所述表面活性剂。轮胎上的涂层(其中填料的有效长宽比大于约25，较好大于约100)使轮胎对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用聚合物涂覆的轮胎的渗透率的5倍。
再有一个方面，本发明提供一种轮胎，其中丁基橡胶的内衬层被在其表面或两个表面的界面上所含的上述阻隔涂层所代替或减少。
还有一个方面，本发明提供一种制造轮胎的方法，该方法包括用上述阻隔涂料混合物涂覆所述轮胎的表面或在所述轮胎的两个表面间的界面上加入上述阻隔涂料混合物。
还有一个方面，本发明的方法包括所述涂层用作界面代替轮胎内衬层。
再有一个方面，本发明提供一种修理轮胎的方法，该方法包括用上述阻隔涂料混合物涂覆表面或在所述轮胎的两个表面间的界面上加入上述阻隔涂料混合物。
还有一个方面，本发明提供一种通过施涂如上所述的阻隔涂料混合物来翻新轮胎以提高内衬层的不渗透性的方法。
本发明的其它方面和优点将在下述详细描述和权利要求书中进行描述。
附图的简要说明

图1是本发明组合物所达到的有效长宽比的“Cussler”模型图。该图是渗透率的下降对本发明阻隔涂料混合物中填料的体积百分数的曲线图。Cussler描绘了几种由于取向层状填料(它取决于所期望的微结构)所造成的渗透率下降的模型。简单来说，本发明使用下述公式Pu/P＝[1+(a2X2)/(1-X)]/(1-X)，其中P是填充材料的渗透率，Pu是未填充材料的渗透率；a是填料颗粒的长宽比；X是填料颗粒在涂层中的体积分数。在该图上存在长宽比为25、50、75和100的填料的Cussler理论曲线。粗的“实验”数据线记录了下述实施例1-8的阻隔涂料混合物的实验数据点。可以从数据相对于理论曲线的位置来评价有效长宽比。
图2是基于填料，蛭石的重量百分数绘制渗透率结果的图。将渗透率对填料重量％作图。填料重量％的提高降低了涂层的渗透率。
图3是渗透率下降与涂层中填料重量％的关系图。填料重量％的增加提高了渗透率的下降。
图4是使用丁基胶乳(BL100TM)的本发明涂料组合物中所用的最大固体百分数与该组合物中MICROLITE蛭石重量百分数的关系图。
图5是本发明涂料组合物中所用的丁基胶乳(BL100TM)和填料之比与该组合物中MICROLITE蛭石重量百分数的关系图。
图6图示了基于实施例17的挠曲试验在10％伸长率、1K循环下的挠性数据。
图7是65℃时在P195/70R 14 MX4轮胎中的静态气密性图，它绘制下述轮胎的压力(巴)与时间(天)之间的关系，两种含有普通丁基内衬层的轮胎(◇和◆)，两种用胎体橡胶代替丁基内衬层的轮胎(△和▲)，和三种含有涂覆在胎体橡胶内衬层上的实施例16阻隔组合物的轮胎(°大，和·小)。
图8是在转鼓上运行1000km前后在65℃时轮胎(Michelin MX4)的静态气密性图，它绘制压力(巴)与时间(天)之间的关系。两种轮胎含有普通丁基内衬层(◇和◆)，两种轮胎中的丁基内衬层被胎体橡胶所代替(△和▲)，和两种轮胎中的胎体橡胶内衬层被实施例16的阻隔涂料组合物涂覆(°表示在1000km前，·表示在1000km后)。
图9是在带有楔障的耐久性试验中运行8000km前后在65℃时轮胎(MichelinMX4)的静态气密性图，它绘制压力(巴)与时间(天)之间的关系。两种轮胎含有普通丁基内衬层(◇和◆)；两种轮胎含有的丁基内衬层被胎体橡胶所代替(△和▲)；两种轮胎中将实施例16的组合物涂覆在胎体橡胶内衬层上，该两种轮胎在带有楔障的耐久性试验中进行测试(*表示在8000km前，·表示在8000km后)；和两种轮胎中的胎体橡胶内衬层被如实施例19所述的阻隔涂料组合物所涂覆，但该两种轮胎不在带有楔障的耐久性试验中测试(+和-)。
图10是普通轮胎结构的示意图，它图示了胎圈(bead)1，胎体帘布层5，胎侧10，白色胎侧15，胎面20，内衬层25和带束层30。
发明的详细描述本发明填补了阻隔涂层领域中未满足的需求，它是通过提供适用在柔韧或弹性基材(包括加压下的柔韧或弹性基材)上的阻隔涂料混合物实现的。本发明的这些涂层能降低这些基材的气体、蒸气或化学品的渗透性。本发明也提供由这些阻隔涂料混合物制成的经涂覆的制品以及独立的膜和薄膜。使用这些涂料制得的改进轮胎和轮胎组件显示出对空气、气体、蒸气和化学品的渗透性下降。按本发明的轮胎和轮胎组件以及制造或修理轮胎的方法能提高轮胎的寿命，并能减少一种轮胎最贵组件丁基橡胶内衬层的量。本发明的组合物和方法基于使用阻隔涂料混合物来涂覆轮胎表面和界面以改进性能和/或降低成本。
I.定义本文所用的术语“混合物”或“涂料混合物”解释为包括真液体溶液以及常规定义的胶态分散体、悬浮液、乳液和胶乳。例如，“胶态分散体或胶乳”是指颗粒大小大于分子水平，如约为0.001-0.1微米的颗粒在液体中的任何分散体或悬浮液。乳液通常在液体中包含约0.05-1.0微米的颗粒。“悬浮液”通常在液体中包含大于1.0微米的颗粒。
本文所用的“阻隔涂料混合物”是指含溶解或悬浮固体的液体，它用于将所述固体施涂到基材上。本发明一个新颖的方面在于该阻隔涂料混合物提供固体含量异乎寻常低(例如下面更详细描述的约1-30％)的片晶填料在液体中的较好分散体。按本发明，一旦干燥了“涂料混合物”，就称之为“干燥涂层”或“膜”。
术语“蒸气阻隔”是指对液体及其蒸气的阻隔。一般来说，蒸气是在常压下与液体平衡的气体。简单来说，本文所用的术语“蒸气阻隔”可以解释为对气体和化学品以及传统定义的蒸气的阻隔。
术语“气体阻隔”包括对氧气、氮气、二氧化碳和其它气体的阻隔。
“化学品阻隔”包括对分子从一个基材到另一个基材或从一个基材中出来到该基材表面的迁移或起霜的阻隔。
用这些涂料涂覆的术语“基材”或“制品”包括，但不局限于柔韧和弹性(或高弹性)的材料，例如橡胶和其它表面如轮胎、气球、手套、预防器、膈膜和用于累积、激励器和调节器等的膜。橡胶轮胎内衬层以及轮胎内的其它弹性或柔韧的表面或界面也是本发明的基材。
术语“长宽比”是每种固体形式的片晶材料的特性。长宽比是片晶填料颗粒(如云母薄片)的横向尺寸除以片晶厚度所得的结果。“高长宽比”是指那些横向尺寸除以厚度大于25的片晶填料。任何填料的长宽比都是所选择填料的固有性能。例如，MICROLITE963++蛭石水溶液[W.R.Grace]的特征长宽比约为10,000或尺寸为10-30μ×10埃。
插入定义为涂层组合物的状态，其中聚合物存在于片晶填料的各层之间。插入可以通过检测X-射线谱线来限定，它表明蛭石层之间的空间比原始矿物中的大。对于层状填料，“剥落”定义为原始颗粒各层的完全分离，从而聚合物能完全包围各颗粒。希望的是如此多的聚合物存在于各片晶之间，这样片晶是无规间隔的。没有出现X-射线谱线，因为剥落的片晶是无规间隔的。在某些情况下，当分散在水性或非水性介质中时填料可以剥落。这会使固体颗粒的长宽比比分散前的高。
术语“有效长宽比”涉及片晶填料加到粘合剂中时的性能。片晶可能不以单个片晶结构存在，而以许多形式，如以称为附聚物的10-50个片晶或几百个片晶的束存在。若片晶不是单层的形式，则整个束或附聚物的长宽比比单层颗粒的低得多。因此，在粘合剂中的颗粒的长宽比称为有效长宽比。有效长宽比通过实验数据对理论模型(如E.L.Cussler等在J.Membrane Sci.，38161-174(1988)中所述)作图而加以确定。渗透率下降与粘合剂中填料体积％之间的关系图获得了各有效长宽比的理论曲线。该图预测实验数据的有效长宽比。参见图1。
II.阻隔涂料混合物本发明的阻隔涂料混合物包括在载液(即含水或溶剂)中的下述组分(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中固体含量较好是低于30％的固体，并且聚合物(a)与填料(b)之比约为20∶1-1∶1。这些阻隔涂料混合物能获得渗透率下降值是未填充聚合物的5至2300倍的膜。这些结果明显优于已有技术中其它片晶填充的阻隔涂层的结果。
本发明阻隔涂料混合物的特征在于综合若干关键特性，即填料在弹性体聚合物中的适当分散，在弹性体聚合物中的填料片晶的取向，以及填料的高长宽比，以在干燥阻隔涂层和轮胎中达到所需的渗透率下降和挠性。这些特性由图1所示的数据说明。本发明的阻隔涂料混合物所含的固体含量宜异乎寻常地低，即约为1-30％的固体。固体含量的更好范围约为5-17％固体。固体含量是在阻隔涂料组合物和干燥涂层性能中的一个重要的考虑因素，因为固体含量影响高长宽比的填料的分散性。若阻隔涂层组合物中所用的总固体含量高，则不能获得很好分散的填料〔如蛭石)，并且也无法获得本文实施例和附图中所报道的本发明涂层渗透率下降的特性。固体含量的较好范围(5-17％)意想不到很好地低于涂料工业中常用的范围，因而它无法由关于阻隔涂料配方的已有技术文献预测。
涂料组合物中的固体百分数与在获得干燥涂层中的填料重量百分数之间的关系在获得本发明所需阻隔涂层中是一个意想不到的重要因素。例如，在阻隔涂层组合物包含丁基橡胶(Lord Corporation)作为弹性体聚合物和MICROLITE 963++蛭石溶液(W.R.Grace & Co.)作为填料的实例中，图4说明了可用于本发明涂料配方而不会产生附聚物和其它对干燥涂层(即膜)性能的负面影响的最大总固体范围随填料占总固体的百分数而变。在一个实例中，当MICROLITE填料为5％时，最大固体含量约为16％；在另一个实例中，当填料为25％时，最大固体含量约为9％。在再一个实例中，当填料约为50％时，最大固体含量约为5％。其它实施例都落在这些范围内，如图4所示。示于图4的结果都基于实施例9-12所用的配方。
填料与固体之比对本发明阻隔涂层性能的重要性可通过比较下述实施例的阻隔涂层看出。作为一个比较，实施例9D描述了本发明的阻隔涂层组合物，即在最终干燥膜中有20％Microlite填料，在阻隔涂料混合物中固体应不超过10％的配方；而实施例21例举了含MICROLITE填料和丁基橡胶的涂料组合物，其中超过了图4规定的最大固体百分数。实施例21的阻隔涂料混合物包含11.5％固体和在干燥涂层中包含20％的Microlite填料。得自实施例21组合物的阻隔膜的性能明显低于实施例9D的性能(渗透率的下降含11.5％固体时为40.5倍，含10％固体时为104.9倍)，这表明由固体％较高的较差分散性所导致的填料的有效长宽比较低。
用于含丁基的聚合物胶乳的图4所示的异乎寻常低的固体含量也可用于其它弹性体聚合物胶乳，以及在也包含其它溶剂或共溶剂的载液中的弹性体聚合物。本领域的技术熟练者将会明白对本发明阻隔涂料的其它配方需要对图4提供的最大值作出某些改变，其要考虑的变化是电解液的浓度、表面活性剂、蛭石或其它填料的品级和组成以及在本文所述载体中的聚合胶乳或其它弹性体聚合物的品级和组成。
若需要的话，可以使用增稠剂将阻隔涂料混合物的固体含量进一步调节到低于图4所示最大值的量，以调节最终的膜厚，并调节悬浮液的流变学。例如参见实施例14-15，它们说明了使用PVOH三元共聚物将粘度从4.5提高到370；和实施例16，它类似地使用氯化锂作为增稠剂来提高粘度。其它常用的增稠剂也是有用的。
本发明涂料混合物的固体含量宜取决于聚合物与填料之比，该比值较好约为20∶1-1∶1，更好为9∶1-1∶1，尤其是当聚合物是含丁基的聚合物如丁基胶乳并且填料是蛭石溶液时。实施例9-12例举了其特征在于聚合物与填料之比在上述范围内的本发明各种所需组合物所覆盖的固体含量、按重量计的聚合物含量和按重量计的填料含量的范围。
较好的是，在干燥阻隔涂层(膜)中，聚合物的量约为45-95重量％，分散的层状填料的量约为5-55重量％。
A.弹性体聚合物制备本发明涂料混合物有用的弹性体聚合物包括通常选自许多种类的聚合物。所选择的聚合物可以是可硫化的聚合物(curable polymers)、部分硫化的聚合物或未硫化的聚合物，它们可以溶于水或溶剂中。这种聚合物包括，但不局限于烯烃热塑性弹性体(TPO)；聚酰胺热塑性弹性体(Polyamide TPE)；聚丁二烯热塑性弹性体，如间同立构1，2-聚丁二烯热塑性弹性体(Polybutadiene TPE)；聚酯热塑性弹性体(Polyester TPE)；聚氨酯热塑性弹性体(TUPR)，例如热塑性聚酯-聚氨酯弹性体(TPAU)和热塑性聚醚-聚氨酯弹性体(TPEU)；苯乙烯热塑性弹性体(Styrenic TPE)；乙烯基热塑性弹性体，如聚氯乙烯多元醇(pPVC)。
也可以使用各种橡胶聚合物(可硫化、部分硫化或未硫化)作为本发明的聚合物组分，它包括丙烯酸类橡胶，如乙烯-丙烯酸酯共聚物(EACM)；和丁二烯橡胶如聚丁二烯。制备本发明涂料混合物有用的含丁基的聚合物包括，但不局限于可硫化、部分硫化或未硫化的聚合物；丁基橡胶，如异丁烯-异戊二烯共聚物(IIR)；溴化丁基橡胶，如溴化异丁烯-异戊二烯共聚物(BIIR)；氯化丁基橡胶，如氯化异丁烯-异戊二烯共聚物(CIIR)；和异丁烯橡胶。丁基橡胶定义为聚(异丁烯)均聚物或聚(异丁烯)与异戊二烯的共聚物。改性的丁基橡胶包括卤化的聚(异丁烯)和其与异戊二烯的共聚物。含多于50％异丁烯的另外的聚合物或共聚物在实践中也可用于本发明，例如聚(异丁烯-丙烯腈)等。可硫化、部分硫化或未硫化的其它含丁基的聚合物可由本领域的技术熟练者容易地加以选择。
另外还有有用的弹性体聚合物是氯磺化聚乙烯橡胶，如氯磺化聚乙烯(CSM)；氯醚橡胶，如聚表氯醇(CO)，聚表氯醇共聚物(CO共聚物)；乙烯-丙烯橡胶(EPR)，如乙烯-丙烯共聚物(EPM)，乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
此应用的其它聚合物包括氟弹性体，如偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FKM)；天然橡胶(NR)；氯丁橡胶如聚氯丁二烯(CR)；丁腈橡胶如丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)；聚异戊二烯橡胶(PI)；聚硫橡胶；聚氨酯，如聚酯聚氨酯(AU)和聚醚聚氨酯(EU)；环氧丙烷橡胶；硅橡胶，如聚硅氧烷(MQ)和甲基乙烯基氟化聚硅氧烷(FVMQ)，和苯乙烯-丁二烯橡胶，如苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)。
聚合物较好能在水或溶剂中形成溶液、分散体、胶乳、悬浮液或乳液，或它们的混合物。下面具体例举的是使用丁基胶乳作为弹性体聚合物的本发明的涂料混合物。用于本发明组合物的合适的商购丁基胶乳是LordBL-100丁基胶乳，它是62重量％的丁基胶乳的水溶液〔Lord Corporation〕。另一种合适的丁基胶乳(在实施例10中例举了它的使用)是Polymer Latex ELR丁基胶乳，它是一种50％的丁基胶乳溶液(Polymer Latex)。还有一种合适的聚合物是购自Polymer Latex的51.7％的溴化丁基胶乳溶液(参见实施例11-12)。这些胶乳包含能稳定胶乳并影响阻隔配方性能的离子型表面活性剂包装物。若能与类似的离子型表面活性剂混合，则预期其它的丁基胶乳用于类似的应用。较好的是，在干燥涂层混合物中所选聚合物的量最少约为干燥组合物的45重量％。
B.填料如上所述的本发明的涂料混合物也包括分散在混合物中的层状填料，该填料具有固有的高的长宽比，其范围可从约25高达约30,000。目前较好的填料是蛭石。更好的是，所希望的蛭石是MICROLITE963++水基蛭石分散体(W.R.Grace)〔参见于1994年6月15日公布的欧洲申请601,877〕，它是7.5重量％的分散云母的水溶液。本发明混合物的一个新颖的方面是在干燥涂层中所选填料的有效长宽比。按本发明，在干燥涂层中，填料基本上保持分散，这样就具有如图1所示的“高的有效长宽比”。图1假定高的取向程度。较好的是，本发明组合物中填料的有效长宽比大于25，该值宜大于约100，尽管也可以获得更高的比值。在取向不高的实例中，希望渗透率有大的下降所需的有效长宽比将高于100。在涂料混合物(液体)中，层状填料的量约为混合物总量的约1-10重量％。在本发明的干燥涂层中，层状填料的量最低约为干燥涂层的5重量％，最高约为干燥涂层的55％。如图1所示，本发明的组合物干燥时能使填料保持很好分散的状态，从而使干燥涂层具有高的有效长宽比，并大大地提高了渗透率的下降。
MICROLITE蛭石是较好的填料，因为其具有非常高的长宽比。蛭石片的平均横向尺寸为10-30微米。该片在水中能大量地被剥落，这样其厚度为1-2纳米。该填料在水分散体中的长宽比平均为10,000-30,000。显然在本发明的涂覆和干燥过程中许多片会重新聚集，这样会降低最终涂层中所达到的有效长宽比。然而，非常有利的是开始时的长宽比就尽可能地高。
所选填料的长宽比对用于本发明阻隔涂料混合物的重要性可通过将下述几个实施例(即实施例9C与实施例22)的结果作比较而得到证实。实施例22例举了这样一种阻隔涂料配方，它使用分散在阻隔涂料混合物中的长宽比较低的填料(即铝薄片填料)代替实施例9C中的Microlite 963++。由于铝薄片填料的长宽比(25)比Microlite 963++的长宽比(10000-30000)低得多，故所得膜的阻隔性能也明显降低(4.8倍和45.4倍)。因此，即使铝是片状填料，长宽比为25是太低了，以至于不能达到高长宽比剥落蛭石(Microlite 963++)所看到的阻隔结果。这样，用于本发明所选择的片晶填料的长宽比必须高于25，较好的是比25高得多，例如10,000或更高。
尽管MICROLITE 963++蛭石(W.R.Grace)是较好的，但用剥落较小品级的MICROLITE蛭石(即品级为963、923和903)也可达到良好的结果。其它层状的硅酸盐也可用于本发明的阻隔涂层和膜。其它硅酸盐在本发明阻隔涂层中的效力取决于片晶的横向尺寸、在水中的剥落程度和在涂覆和干燥过程中它们重新聚集形成较大颗粒的程度。其它层状硅酸盐的例子包括膨润土、蛭石、蒙脱石、囊脱石、贝得石、铬岭石、水辉石、皂石、laponite、锌蒙脱石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述硅酸盐的混合物。预计具有与MICROLITE蛭石相似的性能以及充分高长宽比的其它已知硅酸盐的选择和使用对本领域的技术熟练者来说按本发明所披露的内容就能很容易地确定。
C.表面活性剂和其它添加剂本发明的涂料混合物，尤其是那些用于本发明轮胎表面和界面的混合物也包含至少一种或一种以上合适的表面活性剂以降低表面张力。表面活性剂包括在其它情况下称为润湿剂、消泡剂、乳化剂、分散剂、流平剂等的物质。表面活性剂可以是阴离子型、阳离子型和非离子型的，并且每种类型的多种表面活性剂都可以商购。包括在这些组合物中的合适的表面活性剂具有充分低的临界胶束浓度，以确保干燥涂层未被残余表面活性剂损害。用于本发明方法和溶液的表面活性剂较好是非离子型的，它对高度填充的填料(如蛭石)特别有用。在丁基胶乳分散体〔Lord〕(它是目前优选的含丁基聚合物的来源)中存在阴离子型乳化剂的不利相互作用的情况下，任何附加的离子添加剂都必须保持最少。当表面活性剂或乳化剂是非离子型时，这个变化因素可以排除。诸如通过加入碱(如LiOH、NH4OH和NaOH)调节pH值来提高含蛭石组合物的离子浓度会使填料发生附聚，这对渗透率的下降是不利的。
本发明的某些实例包括至少两种表面活性剂，该表面活性剂宜包括润湿剂和消泡剂。还有其它的组合物可以包含附加的表面活性剂，以产生附加的效果。下面实施例所用的适宜的表面活性剂是非离子型的硅氧烷基的表面活性剂，其中有SilwetL-77润湿剂〔OSI Specialties，Inc.〕、BYK-306润湿/流平剂〔BYKChemie〕、FOAMASTERVL消泡剂(Henkel)和DC200消泡剂〔Dow Corming〕。作为下面的例子，可以用如1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)将消泡剂预分散在溶液中，因为某些消泡剂不溶于阻隔涂料中。
也可以选择其它合适的表面活性剂。加到涂料溶液或组合物中的表面活性剂的量和数目将取决于所选用的特定的表面活性剂，但应将它们限制到达到润湿基材所需的表面活性剂的最少量，同时并不损害干燥涂层的性能。例如，表面活性剂的典型量可以小于或等于干燥涂层的约10重量％。
本发明的发明人注意到存在于聚合物是丁基橡胶的组合物中的消泡剂的量会显著影响渗透率。例如，从0.5ppm提高到1ppm会使丁基胶乳/蛭石混合物的渗透率加倍。本发明的发明人发现可以调节这些任选组分的量以获得所需的渗透率下降。消泡表面活性剂在本发明干燥涂层中的一个适宜的范围约为0.0001-1.0重量％。
类似地，涂料混合物的其它任选组分包括用于将pH值调节到约8-11的常规试剂，如NH4OH、NaOH或LiOH，只要注意避免上面讨论的附聚就行。
在另一个实例中，在涂料配方中可以使用增稠剂以调节粘度。这种增稠剂包括，但不局限于聚乙烯醇(PVOH)三元共聚物，如聚乙烯醇缩丁醛(polyvinylbutyral)/聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇或氯化锂增稠剂。在一个实例中，当将PVOH三元共聚物加到实施例14-15所例举的配方中时，涂料混合物的粘度会从4.5cP提高到370cP。例如，对包含10％固体总量和2％MICROLITE蛭石配方的涂料混合物，可以加入约3-5.5重量％的增稠剂如PVOH三元共聚物。所加入的增稠剂的量较好为大于3.5重量％。增稠剂的较好范围约为5-5.5重量％。业已注意到PVOH三元共聚物增稠剂大于5.5重量％时会使填料片晶发生附聚。作为另一个例子，在涂料混合物中加入氯化锂作为增稠剂也可以提高涂料混合物的粘度(例如参见实施例16)。例如，对包含10％固体总量和2％MICROLITE的涂料混合物，所用的增稠剂的量约为3-5重量％。所用的增稠剂的量较好大于4％，所用的增稠剂的量更好为5％。氯化锂增稠剂大于5重量％时会产生差的阻隔性能。根据本文所披露的内容，视涂料混合物中所用的填料的类型和用量，本领域的技术熟练者能容易地确定并调节增稠剂的类型和用量。
阻隔涂料的还有其它的任选组分是能硫化涂层的组分。例如，一种类型的硫化“包装物”包含约10-30重量％的氧化锌、约5-20重量％的硫、约30-60重量％的水、约0.1-10％的分散剂、约5-20％的二硫代氨基甲酸二丁基锌和约1-10％的2-巯基苯并噻唑锌。加到涂料混合物中的硫化包装物的量基于涂料混合物中丁基橡胶的量。在一个实例中，在涂料混合物中每100份丁基橡胶加入大于10份的干的硫化包装物。混合物中每100份丁基橡胶，干的硫化包装物的适宜量约为15份硫化包装物。根据本说明书所披露的内容，结合本领域的常识，本领域的技术熟练者可以容易地设计出用于提高本发明丁基胶乳阻隔涂料混合物的硫化所需的硫化“包装物”，并选择加到涂料混合物中的适宜量。例如参见美国专利4,344,859。
D.载液本发明的涂料混合物存在于合适的载液中。适用于本发明组合物的载液包括，但不局限于水和溶剂如己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、乙醇、甲醇和其它烃类。水与有机载体的混合物也可用作载液。对合适的有机溶剂载体的选择在本领域技术熟练者的范围内。
E.阻隔混合物的实例一个施涂到本发明轮胎或轮胎表面或界面上有用的阻隔涂料混合物的例子包含由阻隔涂料混合物形成的涂层，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。这些阻隔涂料混合物能获得渗透率下降值是未填充聚合物的5至2300倍的膜。这些结果明显优于已有技术中其它片晶填充的阻隔涂层的结果。
另一种适宜施涂到本发明轮胎表面和界面上的阻隔涂料混合物包括在载液中的下述组分，(a)含丁基的聚合物胶乳；(b)长宽比约为1000或更大的分散的剥落层状的蛭石填料；和(c)至少一种表面活性剂。该混合物的固体含量小于17％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
在一个较好的实例中，上述涂料混合物的固体含量约为5-15重量％，并且在所述轮胎表面上形成干燥的涂层，该涂层包含约45-95重量％的聚合物，约5-55重量％的填料，和约1.0-10重量％的表面活性剂。包含有效长宽比宜大于约25的填料的上述混合物的干燥涂层对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用干燥、未填充的聚合物的5倍。干燥涂层的有效长宽比较好大于约50，甚至大于约100。
一种本发明有用的较好的涂料混合物的固体含量约为5-15重量％，干燥涂层包含约65-90重量％的含丁基的聚合物胶乳，约10-35重量％的蛭石填料，约0.1-0.10重量％的消泡剂表面活性剂，表面活性剂的总量达约15重量％。如下面实施例所述，所选的聚合物是弹性体丁基橡胶或丁基胶乳，例如在62重量％丁基胶乳水溶液中的LordBL-100丁基胶乳〔Lord Corporation〕。本发明有用的另外较好的阻隔涂料混合物可由实施例1-12和14-16详细描述的方法制备。
III.经涂覆的制品如轮胎组合物一旦按下面实施例1-12和14-16详细描述的方法制备，可以将涂料混合物施涂到合适的基材上，如轮胎胎体、轮胎内衬层或轮胎的其它表面或界面上，以降低基材对气体、蒸气和化学品的渗透性。干燥的涂层(其中填料的有效长宽比大于约25)对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出干燥、未填充的单独聚合物的5倍。在干燥的涂层中，聚合物在干燥过的混合物中的存在量更好至少约为45重量％。填料在所述干燥过的混合物中的存在量较好大于约5重量％。这些阻隔膜在渗透率上所达到的下降值是未填充聚合物的5至2300倍。这些结果明显优于已有技术中其它片晶填充的弹性体的结果。
干燥涂层的有效长宽比较好大于约50，甚至大于约100。如实施例1-12所述，由于本发明组合物所导致的渗透率下降可以达到仅用未填充聚合物的约5至2300倍。
用本发明涂料混合物涂覆的适宜基材可以是任选地在压力下的柔韧和/或有弹性的基材。柔韧或有弹性的基材的例子包括如上所述的气球，手套，飞艇，用于自行车、汽车和卡车等的轮胎，和轮胎层，预防器、压力累积器，调节器和激励器，膈膜和膜。下面披露的内容使用轮胎或轮胎组合物作为所选用的基材，以举例说明本发明阻隔涂层组合物的使用。
可以将诸如如上所述的那些选用的阻隔涂料混合物施涂到轮胎表面或界面上，以实现轮胎制造和修理工业中的各种用途，来降低轮胎或其表面对气体、蒸气或化学品的渗透性。这些阻隔涂层可用于制造所有类型的充气轮胎，并可以提高寿命和减少或代替这种轮胎中丁基橡胶的含量。本发明有用的涂层可以用约1-100μm的涂层代替轮胎中约0.5-3mm的丁基橡胶。
常规的轮胎制造法包括下述步骤将天然或合成橡胶产品与其它化学产品如硫化剂、抗氧剂等混合。在与纺织品和金属增强帘线结合时，各化学组分要经各种半整理过程如挤出和压延。这些半整理的产品在一个或多个轮胎成型鼓上装配，而后在加压和升高的温度下在硫化压机中硫化“生”或未硫化的轮胎。这种制造法的不同方案对轮胎成型领域中的那些技术熟练者来说是众所周知的。因此，一般来说轮胎通常由图10所示的各层组成，即胎圈1，胎体帘布层5，胎侧10，白色胎侧15，胎面20，内衬层25和带束层30。上述阻隔涂料混合物可以施涂到轮胎的各组件或表面上，它们包括，但不局限于胎体帘布层5，胎侧10，白色胎侧15，胎面20和/或内衬层25。
本发明的阻隔涂料可以在制造轮胎过程的若干步骤中施涂到各种轮胎的表面上，以实现若干目的。
A.气密性当目的是按本发明一个实例的气密性，则可通过使用阻隔涂层组合物作为轮胎丁基内衬层的替代品来构造轮胎。在这个实例中，在半整理胎体帘布层的过程中和硫化前将阻隔混合物施涂到嵌入胎体帘布层的橡胶产品的表面上。这样本发明的这个方面能取消丁基内衬层的半整理加工。
或者，在胎体帘布层的轮胎成型过程中和硫化前将阻隔混合物施涂到在轮胎成型机上的胎体帘布层的表面上。本发明的这个方面也能取消丁基内衬层的半整理加工。
为达到气密性的同一目的的还有一种选择方案包括在业已完成轮胎成型后和硫化前将阻隔混合物施涂到轮胎的内表面上，而非丁基内衬层上。在上述所有的过程中，在阻隔混合物施涂到位后硫化轮胎。
改进本发明轮胎的气密性的再有一种方法包括在硫化轮胎后和其使用前用阻隔材料代替丁基内衬层。在这种方法中，阻隔混合物施涂到轮胎的内表面上，而非内衬层上。
B.提高丁基内衬层的不渗透性作为本发明方法的再一个例子，使用阻隔涂料混合物来提高丁基内衬层的不渗透性。在这个实例中，在硫化前和半整理加工内衬层的过程中将涂料混合物施涂到内衬层的表面上。或者，将涂料混合物施加到两层丁基内衬层的薄片之间，成为层压片。
在此方法的替换方法中，在轮胎成型过程中但在硫化前施加阻隔混合物。可以将该混合物施涂到在轮胎成型机上的内衬层表面和/或胎体帘布层的表面上。另一种替换方法包括在已完成轮胎成型后但在硫化前将阻隔混合物施涂到轮胎的内表面上。在上述所有的提高方法中，在阻隔混合物施涂到位后硫化轮胎。
提高本发明轮胎内衬层的不渗透性的还有一种方法包括在硫化轮胎后和其使用前将阻隔混合物施涂到轮胎的内表面上。
在本发明这个方面的另一个实例中，在仓库或轮胎贮藏处将阻隔混合物施涂到经硫化、用过的轮胎的内表面上，这样可以提高用过轮胎上的轮胎丁基内衬层的不渗透性。在修理轮胎后将阻隔混合物施加到轮胎的整个内表面上或仅施加到轮胎的修理表面上，这样此方法也可用于修理轮胎。
C.提高非丁基内衬层的不渗透性本发明的方法也可用于提高非丁基内衬层的不渗透性。例如，在硫化轮胎前，阻隔混合物可以在半整理加工内衬层的过程中施涂到内衬层的表面上或施加到两层薄片之间，成为层压片。
或者，在硫化轮胎前，阻隔混合物可以在轮胎成型加工中施涂到在轮胎成型机上的内衬层的表面上或施涂到在该成型机上的胎体帘布层的表面上。另一种替换方法包括在完成轮胎成型后将阻隔混合物施涂到未硫化轮胎的内表面上。在上述所有这些提高非丁基内衬层的不渗透性的方法中，在阻隔混合物施涂到位后硫化轮胎。
提高非丁基内衬层的不渗透性的另一种方法包括在硫化轮胎后和其使用前将阻隔混合物施涂到硫化轮胎的内表面上。
D.化学品阻隔本发明方法和组合物的再有一个实例包括使用阻隔涂层以减少或消除硫化前可移动的化学物质从轮胎的一个组件或内界面迁移到(即着色、降解等)轮胎的另一个组件或界面上。例如，此阻隔涂层可以施加在胎侧中的白色橡胶和黑色橡胶之间，以使从黑色橡胶迁移到白色橡胶的污染性抗氧剂和油降至最少，或减少热氧化降解。这个阻隔功能目前在一定程度上仅由丁基橡胶的厚层(约1毫米)完成。
按本发明的这个方面，在半整理加工组件橡胶材料的过程中将阻隔混合物施涂到橡胶材料的表面上。或者，阻隔混合物可以在轮胎成型过程中施涂到在轮胎成型机上的橡胶材料的表面上。
轮胎中的某些橡胶组件可以较低的成本重新配制，若要保护它们防止邻近橡胶组件中物质的化学迁移的话。在这种情况下，可以将本发明应用于这两个组件之间，以减少或使这种化学迁移降至最小。这样，该方法的另一种化学品阻隔应用包括重新配制材料以减少成本或提高轮胎性能，在半整理加工组件橡胶材料的过程中将阻隔混合物施涂到重新配制好的橡胶材料的表面上。或者，阻隔混合物可以在轮胎成型过程中施涂到在轮胎成型机上的重新配制好的橡胶材料的表面上。
本发明的还有一种方法包括在硫化轮胎之前、过程中或之后减少或消除表面反应。使用上述阻隔涂层作为化学品/气体的阻隔层，将其施涂到轮胎的外部(在胎侧上)，从而改进轮胎的表面外观(减少喷蜡和氧化)。轮胎上的阻隔层也用作化学品阻隔层，以减少热氧化降解(臭氧)和龟裂。按本发明的这个方面，将阻隔混合物在轮胎成型过程中或之后施涂到未硫化轮胎的内和外表面上。
在硫化轮胎后将阻隔混合物施涂到轮胎的内和外表面上，这样也可以消除或减少硫化轮胎中类似的表面反应。这可以在轮胎硫化后即刻进行，或作为销售或修理轮胎时的一个任选的处理过程。
本发明轮胎组合物的还有一个不同的方法包括使用上述阻隔涂料溶液，将其施涂到硫化胶囊(curing bladder)的表面上，以减少反应化学物从生胎到胶囊的迁移。该方法提高了硫化胶囊的寿命。也提供一种使硫化胶囊更薄的机理，这样就改进热传递并提高硫化产率。阻隔涂层也可用作气体/水蒸气的阻隔层，使承重橡胶能从无需固有阻隔性的不太贵、较好的性能材料(performant materials)(如高度填充的SBR橡胶)制得。
E.翻新方法本发明方法和组合物的再有一个实例包括在磨损轮胎的翻新过程中使用上述阻隔涂料混合物。在通常的翻新过程中，可以在正常翻新过程之前或之后将阻隔混合物施涂到轮胎的内和外表面上。
IV.涂覆基材或形成膜的方法视制品的特征和用途，用本发明组合物涂覆的制品(包括轮胎表面或界面)预先可未被处理或可对其表面进行各种预处理。例如，制品在其至少一个面上可以含有热封层。这种热封层可以由乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物制得。这样，涂料溶液可以施涂到热封层的表面上。或者，基材或制品可以包含保护性的面涂层，如聚氨酯或用于耐磨的Teflon型材料〔DuPont〕等。这种面涂层可由本领域的技术熟练者来选择。本发明的涂层可以施涂到面涂层的上面或下面。
作为另一个例子，可以在使用脱模剂之前将阻隔涂层施涂到轮胎的表面上。也可以在没有脱模剂的情况下用混合物涂覆轮胎的丁基橡胶表面或界面。或者，可以在未硫化的状态下用本发明的组合物涂覆轮胎表面，而后用脱模剂覆盖。之后，可以硫化轮胎胎体。参见下面实施例18-20。
或者，可以将本发明的涂料混合物施涂到可脱模的模具(releasable mold)上，形成膜，而非涂覆的制品。这样，该膜由上述聚合物和大于2体积％的长宽比大于25的层状填料的混合物组成。可为薄膜形式的该膜本身可用作各种实验室方法所用的蒸气、气体或化学品的阻隔层，或用作手套或气球的材料。这种干燥、独立的膜(free-standing film)或薄膜的特征在于其对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用干燥聚合物制成的膜的渗透率的5倍。
为制造本发明的涂覆制品或独立的膜，以及在上述各轮胎制造方法和处理过程中，可以用各种技术来完成所选用的阻隔涂料混合物的施涂，所述技术包括，但不局限于滚筒转移或漆涂、喷涂、刷涂和浸涂。辊涂技术包括，但不局限于棒式涂布、逆辊涂布、正向辊涂布、气刀涂布、辊衬刮刀涂布、刮涂、凹槽辊涂布和缝形模头涂布法。对这些类型涂布方法的大体描述可参见下述文献，如现代涂布和干燥技术(E.Cohen和E.Gutoff，eds；VCH出版社)New York(1992)和卷材加工和转变技术和设备(D.Satas，ed；Van Nostrand Reinhold)New York(1984)。三维制品宜用下述技术进行涂布，所述技术包括，但不局限于喷涂或浸涂。施涂方法并不是对本发明的限制，但它可由本领域的技术熟练者从这些和其它众所周知的方法中加以选择。然而，必须施加涂层，以便使干燥在基材上而非在空气中进行(即粉末涂层)。若干燥在喷涂或其它施涂方法过程中进行，则可能发生附聚。
视基材、所施加涂层的用途以及涂覆制品的最终应用，可以将涂料混合物以任何所需的厚度施涂到基材，如轮胎表面、界面或组件上或施加到模具上。这样，例如可以用上述方法将本发明的涂料混合物施涂到轮胎表面(或其它基材)上，形成干燥涂层的厚度约为0.1-100μm的干燥涂层。对厚度的这种调节在本领域的技术范围内是皆知的〔例如参见加拿大专利993,738〕。
涂覆后，涂覆的制品(如轮胎表面或组件，或膜)可以在升高的温度，如室温或高于室温的温度下进行干燥。干燥温度、相对湿度和对流空气流动速度的选择取决于干燥所需的时间；也就是说，在干燥涂层的表面上升高的空气温度、较低的相对湿度和较高的空气循环速度可以使干燥时间减少。干燥后，剥落的硅酸盐填料颗粒在弹性体胶乳(溶液、乳液等)中取向成高度相互平行于轮胎基材的表面。本领域的技术熟练者能容易地调节所需的干燥条件。干燥的阻隔涂层的性能对25-160℃范围的干燥温度不敏感。
与已有技术相比，尤其是与未填充的聚合物相比，干燥涂层显示出令人惊奇的渗透率的下降。如下面实施例所证实，用本发明的干燥涂层所产生的渗透率下降值是仅用未填充的聚合物的7倍至几乎2300倍。使用下述参数来确定对本发明涂层渗透率的评价。通常使用常规的设备如MOCONOX-TRAN 2/20模件来测定制品上干燥涂层或独立膜的氧气透过率(OTR)。OTR的单位在1大气压、0％相对湿度、23℃下为cc/m2天。涂层的渗透率是通过将OTR乘以涂层厚度计算得的。渗透率的单位在0％相对湿度、23℃下为cc mm/m2天大气压。若涂层在已知的基材，如已知的轮胎表面或组件上，则使用下述公式计算出已知基材的渗透率阻隔涂层的渗透率＝X1/[(1/OTR)-(X2/PX2)]，其中X1是阻隔涂层的厚度；X2是基材(如轮胎表面或组件)的厚度，PX2是基材的渗透率。未填充聚合物的渗透率下降可通过将未填充聚合物的渗透率除以填充聚合物的渗透率计算得到。渗透率的下降是无单位的。
干燥涂层在反复机械载荷并伸长达基材的约10％后较好保持其低的渗透率。经反复载荷和伸长后对涂层完整性的评价如下面实施例17所述。
上述本发明的涂层和方法可用于制造或修理任何充气轮胎，以保持或改进诸如在小备用轮胎、轿车、轻型卡车、卡车、越野(重型结构)飞行器、摩托车、自行车轮胎等中的气密性。阻隔涂层可减小质量、降低气体渗透率而导致较好的气密性，减少轮胎中的热氧化降解并降低成本。按本发明制造的轮胎的其它好处包括降低轮胎的复杂性并改进轮胎的性能(由于化学降解下降)。这些方法和涂层也能提高轮胎的寿命并减少或替代这种轮胎中的丁基橡胶的含量。例如如实施例18-20所述，可以使用本发明的涂层，可用约1-100μm的涂层代替轮胎中约0.5-3mm的丁基橡胶。
也可以实施例16所述的方式用合适的硫化剂(例如硫化包装物)改性上述本发明的涂层。类似地，当在轮胎上时，涂层可经如下面实施例所述的硫化或预硫化条件。
本发明由下述实施例说明，这些实施例并不限制本发明的范围。
实施例1-阻隔涂层本发明的弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是MICROLITE分散的云母。
在50毫升烧杯内，用搅拌棒将0.7克BYK-306润湿剂(一种聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物)〔BYK Chemie〕、4.4克1N的NH4OH和20.5克蒸馏水搅拌到位于搅拌板上的溶液中。在玻璃瓶中放入以62重量％丁基胶乳水溶液形式的18.9克LordBL-100丁基胶乳〔Lord Corporation〕，在搅拌下将溶液缓慢地加到丁基胶乳中。所得的溶液为溶液A。
在10毫升烧杯中，将消泡剂分散在水溶性溶剂中的预混合物是通过将0.125克溶剂0.04重量％的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和DC 200 Fluid，1000cs〔Dow Corning〕和1.5克1N的NH4OH混合制得。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下将这种溶液加到一分开的100毫升烧杯中，该烧杯内含有以7.5重量％水溶液形式的17.3克MICROLITE963++分散云母〔W.R.Grace〕。在所得的溶液中加入蒸馏水(36.3克)，称之为溶液B。
在搅拌板上在最大的搅拌下将溶液B缓慢地加到搅拌的溶液A中。不使用高剪切搅拌。所得的分散体在室温下可备用于经如喷涂法施加到塑料或橡胶基材上。涂料混合物在水中的固体含量为13.7％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含85.4重量％的丁基橡胶、9.5重量％的填料、5.1％的BYK润湿剂和0.0003重量％的DC200消泡剂(一种线型聚二甲基硅氧烷聚合物)〔Dow Corning〕。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为239.6cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为5.2cc mm/m2天大气压。这种涂层的渗透率下降是未填充丁基胶乳的渗透率下降的18.1倍。
实施例2-阻隔涂层本发明的另一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是5重量％的MICROLITE分散云母。
在50毫升烧杯中，称重0.5克BYK(BYK Chemie)、5.3克1N的NH4OH和16克蒸馏水，将它们混合，将所得的溶液用搅拌棒在搅拌板上进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重23克LordBL-100丁基胶乳(62重量％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。这是溶液A，然后将该溶液放在一边不搅拌。
在10毫升烧杯中，将0.125克0.04％的NMP溶液，DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的100毫升烧杯中，称重10克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将43.4克蒸馏水加到100毫升烧杯中的所得溶液B中。
然后搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(不是高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加到溶液A中。所得的混合物在水中的固体含量为15.5％。
将这种涂层溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含92.0重量％的丁基胶乳、4.8重量％的MICROLITE填料、3.2％的BYK 306表面活性剂和0.0003％的DC200表面活性剂。使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为284.6cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为14.2cc mm/m2天大气压。这种涂层的渗透率下降是未填充丁基胶乳的渗透率下降的6.6倍。
实施例3-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是15重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在50毫升烧杯中，将0.32克BYK-306(BYK Chemie)、3.5克1N的NH4OH和26.1克蒸馏水混合。将所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重15.1克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。所得的溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在10毫升烧杯中，将0.04克0.04％的NMP溶液与DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)和1.5克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重22.0克MICROLITE填料，同时在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。将蒸馏水(31.5克)加到100毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加到溶液A中。所得的混合物在水中的固体含量为11.3％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含82.6重量％的丁基橡胶、14.6重量％的MICROLITE填料、2.8重量％的BYK 306表面活性剂和0.00014重量％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为102.6cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为2.99cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的31.4倍。
实施例4-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是20重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在50毫升烧杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、3.0克1N的NH4OH和28.6克蒸馏水，所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重12.9克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。所得的溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在10毫升烧杯中，将DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的100毫升烧杯中，称重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将26.8克蒸馏水加到100毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加入其中。所得的涂料混合物在水中的固体含量为10.5％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含76.2重量％的丁基橡胶、19.1重量％的MICROLITE填料、4.7％的BYK306表面活性剂和0.00024％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为89.4cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为2.04cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的46.1倍。
实施例5-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是25重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在50毫升烧杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、2.5克1N的NH4OH和31.1克蒸馏水，将所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重10.9克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将此溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在10毫升烧杯中，将DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的100毫升烧杯中，称重30.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将23.5克蒸馏水加到100毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加入其中。所得的涂料混合物在水中的固体含量为9.5％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含70.9重量％的丁基橡胶、23.8重量％的MICROLITE填料、5.3％的BYK 306表面活性剂和0.00026％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为40.2cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为1.0cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的88.3倍。
实施例6-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是30重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在50毫升烧杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、2.5克1N的NH4OH和31.3克蒸馏水，将所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重10.7克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将此溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在10毫升烧杯中，将DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的100毫升烧杯中，称重38.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将15.5克蒸馏水加到100毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加入其中。所得的涂料混合物在水中的固体含量为10％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含66.3重量％的丁基橡胶、28.7重量％的MICROLITE填料、5.0％的BYK 306表面活性剂和0.00025％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为32.6cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为0.55cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的110.6倍。
实施例7-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是35重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在50毫升烧杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、1.16克1N的NH4OH和35.0克蒸馏水，将所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在2盎司的玻璃瓶中，称重8.4克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将此溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在10毫升烧杯中，将DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.125克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的100毫升烧杯中，称重37.3克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将16.5克蒸馏水加到100毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加入其中。所得的涂料混合物在水中的固体含量为8.5％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含61.2重量％的丁基橡胶、32.9重量％的MICROLITE填料、5.9％的BYK 306表面活性剂和0.00059％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为26.8cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为0.55cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的171倍。
实施例8-阻隔涂层本发明的还有一种弹性体阻隔涂料水溶液按下述方法制备，其中弹性体是丁基胶乳(MW＝600,000)，填料是18.7重量％的MICROLITE分散云母。
溶液A在500毫升烧杯中，加入7.0克BYK-306(BYKChemie)、17.9克1N的NH4OH和296.1克蒸馏水，将所得的溶液在搅拌板上用搅拌棒进行搅拌。在16盎司的玻璃瓶中，称重129克LordBL-100丁基胶乳(62％的丁基胶乳溶液，LordCorporation)。在手工搅拌下将500毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将此溶液A放在一边不搅拌。
溶液B在100毫升烧杯中，将DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的1.25克0.04％的NMP溶液和8克1N的NH4OH混合在一起。在一分开的1000毫升烧杯中，称重266.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将100毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。将274克蒸馏水加到1000毫升烧杯中的所得溶液中。
搅拌溶液A，在搅拌板上在最大搅拌(没有高剪切搅拌)下将溶液B缓慢地加入其中。所得的涂料混合物在水中的固体含量为8.5％。
将这种涂料溶液施涂到聚丙烯膜基材上并使之干燥后，涂层包含74.8重量％的丁基橡胶、18.7重量％的MICROLITE填料、6.5％的BYK 306表面活性剂和0.00047％的DC200表面活性剂。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量氧气透过率(OTR)。在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为123.2cc/m2天。在0％相对湿度和23℃下组合物的渗透率为2.96cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物所制得膜的渗透率下降是未填充聚合物的31.6倍。
实施例9-改变MICROLITE蛭石％和固体％的阻隔涂层组合物A.16.0％在水中的固体含量95％的丁基胶乳，5％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重24.7克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、3.4克1N的NH4OH和16.8克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将44.0克蒸馏水和0.32克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重10.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(21.5微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为386.1cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为15.3cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为6.2倍。丁基/填料之比等于19.0∶1。
B.15.0％在水中的固体含量90％的丁基胶乳，10％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重21.9克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、3.1克1N的NH4OH和19.9克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将34.4克蒸馏水和0.6克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重20.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(22微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为166.5cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为4.57cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为20.7倍。丁基/填料之比等于9.0∶1。
C.12.0％在水中的固体含量85％的丁基胶乳，15％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重16.5克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、2.3克1N的NH4OH和26.1克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将30.3克蒸馏水和0.7克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重24.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(16.75微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为108.1cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为2.08cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为45.4倍。丁基/填料之比等于5.65∶1。
D.10.0％在水中的固体含量80％的丁基胶乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重13.0克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将27.5克蒸馏水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(16.25微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为56.3cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.9cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为104.9倍。丁基/填料之比等于4.00∶1。
E.9.0％在水中的固体含量75％的丁基胶乳，25％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重11.0克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.5克1N的NH4OH和32.4克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将24.1克蒸馏水和0.9克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重30克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(12.0微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为37.5cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.47cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为200.9倍。丁基/填料之比等于3.00∶1。
B.8.0％在水中的固体含量70％的丁基胶乳，30％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重9.1克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.3克1N的NH4OH和34.5克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将22.0克蒸馏水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重32克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(15.8微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为15.7cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.25cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为377.6倍。丁基/填料之比等于2.34∶1。
G.7.5％在水中的固体含量65％的丁基胶乳，35％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重7.9克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.1克1N的NH4OH和35.9克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将19.0克蒸馏水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重35克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(11.6微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为16.8cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.20cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为472.0倍。丁基/填料之比等于1.85∶1。
H.6.0％在水中的固体含量60％的丁基胶乳，40％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重5.8克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、0.8克1N的NH4OH和38.3克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将22.0克蒸馏水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重32克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(4.0微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为21.5cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.081cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为1165.4倍。丁基/填料之比等于1.49∶1。
I.5.5％在水中的固体含量55％的丁基胶乳，45％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重4.9克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、0.7克1N的NH4OH和39.3克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将21.0克蒸馏水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重33克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(3.6微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为20.6cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.076cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为1241.1倍。丁基/填料之比等于1.22∶1。
J.5.0％在水中的固体含量50％的丁基胶乳，50％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重4.0克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、0.6克1N的NH4OH和40.3克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将20.7克蒸馏水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重33.3克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(2.55微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为17.0cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.041cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为2302.4倍。丁基/填料之比等于1.00∶1。
K.10.0％在水中的固体含量80％的丁基胶乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重13.0克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上的用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将27.5克蒸馏水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(9.75微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为53.5cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为1.0cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为94.4倍。丁基/填料之比等于4.00∶1。
L.10.0％在水中的固体含量80％的丁基胶乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重13.0克LordBL-100丁基胶乳(61.6％的丁基胶乳溶液，Lord Corporation)。在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌此胶乳。在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸馏水混入溶液中，在缓慢搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将27.5克蒸馏水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(10.85微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为70.3cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.82cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为115.1倍。丁基/填料之比等于4.00∶1。
实施例10-改变固体％的含15％MICROLITE填料的阻隔组合物A.20.0％在水中的固体含量85％的聚合物胶乳丁基胶乳，15％的MICROLITE填料部分A在30毫升烧杯中，将0.075克BYK-023润湿剂和8.2克蒸馏水混合。在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重25.5克PolymerLatex ELR丁基胶乳(50％的丁基胶乳溶液，来自Polymer Latex的研究样品)。在手工搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中，将该溶液放在一边，不进一步搅拌。
部分B在30毫升烧杯中，将10.3克蒸馏水和0.9克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重30克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将30毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A，在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(17.3微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为165cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为3.7ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为25.4倍。丁基/填料之比等于5.67∶1。
B.25.0％在水中的固体含量85.0％的丁基胶乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升烧杯中，将0.075克BYK-023润湿剂和1.9克蒸馏水混合。在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重31.9克PolymerLatex ELR丁基胶乳(50％的丁基胶乳溶液，来自Polymer Latex的研究样品)。在手工搅拌下将10毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中，将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在10毫升烧杯中，将2.6克蒸馏水和1.1克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重37.5克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A，在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(20.9微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为125.6cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为3.2ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为29.5倍。丁基/填料之比等于5.67∶1。
C.27.0％在水中的固体含量85.0％的丁基胶乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，称重35.0克Polymer Latex ELR丁基胶乳和0.15克BYK-023润湿剂，在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌之。
部分B在100毫升烧杯中，称重41.2克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(23.9微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为162.8cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为5.0 ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为18.9倍。丁基/填料之比＝5.66∶1。所达到的最大固体含量为27％，不需要从胶乳中除去水。
实施例11-使用溴化丁基胶乳并改变固体％的含20％MICROLITE填料的阻隔涂层A.15.0％在水中的固体含量80.0％的丁基胶乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在50毫升烧杯中，称重0.1克BYK-306润湿剂、3.2克1N的NH4OH和18.5克蒸馏水，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重23.2克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳(51.7％的溴化丁基胶乳溶液，来自Polymer Latex的研究样品)。在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中，将所得的溶液放在一边，不搅拌。
部分B在30毫升烧杯中，将13.8克蒸馏水和1.2克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重40克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将30毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A。在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(15.3微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为180.5cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为3.52ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为28.7倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
B.18.0％在水中的固体含量80.0％的丁基胶乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在50毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、3.9克1N的NH4OH和13.1克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重27.9克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳；在手工搅拌下将50毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中，将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在30毫升烧杯中，将5.6克蒸馏水和1.4克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重48克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将30毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。重新搅拌部分A。在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(23.6微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为94.6cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为2.52ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为40.1倍。溴化丁基/填料之比＝4.01∶1。
C.20.0％在水中的固体含量80.0％的丁基胶乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、4.3克1N的NH4OH和9.7克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重30.9克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳。在手工搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在10毫升烧杯中，将0.1克蒸馏水和1.6克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重53.3克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A。在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(19.3微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为104.8cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为2.31ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为43.8倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
D.22.8％在水中的固体含量80.0％的丁基胶乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、3.0克1N的NH4OH和0.0克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重35.6克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳。在手工搅拌下将10毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在10毫升烧杯中，将1.0克蒸馏水和0.0克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重61.3克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A。在搅拌板上在最大搅拌(避免使用高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(18.1微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为153.4cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为3.4ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为29.7倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
实施例12-使用溴化丁基胶乳改变MICROLITE填料％的含有20％固体的阻隔涂层A.20.0％在水中的固体含量85.0％的丁基胶乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、4.6克1N的NH4OH和7.4克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重32.9克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳(51.7％的溴化丁基胶乳溶液，来自Polymer Latex的研究样品)。在手工搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在30毫升烧杯中，将13.8克蒸馏水和1.2克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重40克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将30毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A。在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(19.6微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为172.2cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为4.25ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为23.8倍。溴化丁基/填料之比＝5.67∶1。
B.20.0％在水中的固体含量80.0％的丁基胶乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、4.3克1N的NH4OH和9.7克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重30.9克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳。在手工搅拌下将30毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中；将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在10毫升烧杯中，将0.1克蒸馏水和1.6克1N的NH4OH混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重53.3克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将10毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A，在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(38.2微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为56.7cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为2.32ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为43.6倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
C.20.0％在水中的固体含量75.0％的丁基胶乳，25.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、3.0克1N的NH4OH和0.0克蒸馏水混合，在搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，称重29.0克Polymer Latex ELR溴化丁基胶乳。在手工搅拌下将10毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中，将该溶液放在一边，不搅拌。
部分B在100毫升烧杯中，称重66.7克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下，将1.6克1N的NH4OH加到MICROLITE填料中。
重新搅拌部分A，在搅拌板上在最大搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(20.5微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为67.4cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为1.5ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为67.4倍。溴化丁基/填料之比＝3.00∶1。
实施例13-施涂到胎体橡胶基材上的含有丁基胶乳的阻隔涂层将上述实施例3的弹性体阻隔涂料溶液施涂到另一种基材，即称为“胎体橡胶”的弹性体基材上。胎体橡胶是一种苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶和天然橡胶的混合物，它常用于制造汽车轮胎。
在将实施例3所述的涂料溶液施涂到胎体橡胶基材上并使之干燥后，其所显示的OTR(使用MOCONOX-TRAN 2/20模件来测量)在1大气压、0％相对湿度和23℃下为82cc/m2天。组合物的渗透率在0％相对湿度和23℃下为1.8cc mm/m2天大气压。由这种干燥涂层混合物制得的涂层所提供的渗透率下降是未填充聚合物的52.5倍。
然后使涂覆过的基材经受应力。涂覆过的胎体橡胶在10％伸长率下弯曲约1100次。弯曲后，如上所述再次测量涂层的OTR和渗透率。弯曲涂覆过的基材在1大气压、0％相对湿度和23℃下的OTR为173.5cc/m2天。在弯曲基材上的涂层的渗透率在0％相对湿度和23℃下为4.2cc mm/m2天大气压。在基材上弯曲后的涂层所提供的渗透率下降是未填充聚合物的22.4倍。
实施例14-含5％PVOH三元共聚物的阻隔涂层本发明另一个例举的阻隔涂料配方在水中的固体含量为10％、含有75重量％的丁基胶乳、20重量％的MICROLITE填料和5％PVOH三元共聚物增稠剂。该涂料按下述方法制备部分A在4盎司玻璃瓶中，称重11.47克LordBL-100丁基胶乳，在搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌之。在50毫升烧杯中，将0.1克BYK-306润湿剂、1.57克1N的NH4OH和31.84克蒸馏水混合。在缓慢搅拌下将50毫升烧杯中的溶液加到丁基胶乳溶液中。
部分B在50毫升烧杯中，将0.5克PVB(聚(乙烯醇缩丁醛))/PVA(聚(乙酸乙烯酯))/PVOH(聚(乙烯醇))的Mowiol三元共聚物(Hoechst)和25克蒸馏水混合。将搅拌棒加到此溶液中，在搅拌下在水浴中加热此溶液，直至溶解。在一分开的30毫升烧杯中，将0.8克1N的NH4OH和2.03克蒸馏水混合。在一分开的100毫升烧杯中，称重26.67克MICROLITE963++填料，在搅拌板上在搅拌棒搅拌下将30毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。在搅拌下，向在100毫升烧杯中所得的溶液中加入溶解的PVOH溶液。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。所得配方的粘度为326cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)，与不加PVOH三元共聚物增稠剂的配方的粘度为4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，该粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(4.9微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为171.1cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为1.05ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为89.9倍。丁基/填料之比等于3.7∶1。
实施例15-含5.5％PVOH三元共聚物的阻隔涂层本发明另一个例举的阻隔涂料配方在水中的固体含量为10％、含有74.5重量％的丁基胶乳、20重量％的MICROLITE填料和5.5％PVOH三元共聚物增稠剂。该涂料按下述方法制备部分A在8盎司玻璃瓶中，称重28.48克LordBL-100丁基胶乳，加入搅拌棒，在搅拌板上缓慢地搅拌胶乳。在100毫升烧杯中，将0.25克BYK306润湿剂、3.96克1N的NH4OH和79.81克蒸馏水混合。在缓慢搅拌下将100毫升烧杯中的缓慢地溶液加到丁基胶乳溶液中。
部分B在第一个50毫升烧杯中，将1.375克PVB(聚(乙烯醇缩丁醛))/PVA(聚(乙酸乙烯酯))/PVOH(聚(乙烯醇))的Mowiol三元共聚物(Hoechst)和30克蒸馏水混合。将搅拌棒加到此溶液中，在搅拌下在水浴中加热此溶液，直至溶解。在第二个50毫升烧杯中，将2.0克1N的NH4OH和37.46克蒸馏水混合。在一分开的150毫升烧杯中，称重66.67克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下将第二个50毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。在搅拌下，将在150毫升烧杯中所得的溶液中加入溶解的PVOH溶液。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B加到部分A中。所得配方的粘度为370cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)，与不加PVOH三元共聚物增稠剂的配方的粘度为4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，该粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(4.0微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为130.8cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.62ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为152.2倍。丁基/填料之比等于3.7∶1。
实施例16-含4.3％氯化锂和硫化包装物的阻隔涂层本发明另一个例举的阻隔涂料在水中的固体含量为11.7％、含有68.4重量％的丁基胶乳、17.1％w/w的MICROLITE填料、4.3％w/w的氯化锂增稠剂和10.2％w/w提高涂层在基材上硫化的“硫化包装物”。该阻隔涂层按下述方法制备部分A在8盎司玻璃瓶中，称重78.2克LordBL-100丁基胶乳，加入搅拌棒。在搅拌板上缓慢地搅拌此溶液。在150毫升烧杯中，将0.3克BYK306润湿剂、10.9克1N的NH4OH和118.5克蒸馏水混合。在缓慢搅拌下将150毫升烧杯中的溶液缓慢地加到丁基胶乳溶液中。在机械搅拌下将玻璃瓶放到70℃的水浴中。在70℃的浴中继续搅拌15分钟，而后加入13.8克硫化包装物Ti-Rite#M1(含约21.4重量％的氧化锌、约10-11重量％的硫、约47-48重量％的水、约2-3％的分散剂、约14-15％的二硫代氨基甲酸二丁基锌和约3-4％的2-巯基苯并噻唑锌，Technical Industries，Inc.)。搅拌该溶液并加热2小时，之后在搅拌下将其从70℃的水浴转移到25℃的水浴中，直至冷却。加入溶于75克蒸馏水的3克氯化锂(Fisher Scientific)，搅拌该溶液1小时。1小时后，在冷却的溶液中加入0.3克FOAMASTER VL消泡剂(Henkel)，搅拌5分钟。
部分B在150毫升烧杯中，将4.8克1N的NH4OH和135.2克蒸馏水混合。在一分开的250毫升烧杯中，称重160.0克MICROLITE963++填料。在搅拌板上在搅拌棒搅拌下将150毫升烧杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。所得配方的粘度为8120cP(Brookfield DVII+，0.396rpm，25℃)，与不加氯化锂增稠剂的配方的粘度为4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，该粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述涂料溶液制成的阻隔膜(13.9微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为59.7cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为0.89ccmm/m2天大气压，它的渗透率下降为106.1倍。丁基/填料之比等于4.0∶1。
将该阻隔膜涂覆到丁基橡胶上并在170℃下在烘箱内硫化20分钟。在丁基橡胶上由上述涂料溶液制成的硫化阻隔膜(13.4微米)在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为53.7cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为1.77cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为53.3倍。丁基/填料之比等于4.0∶1。
实施例17-伸长或挠曲试验为了测定涂层施加到基材上之后的完整性，进行伸长或挠曲试验。主要是将待评价的涂覆基材固定到增强弹性体梁的一个表面上。将该梁绕其中心轴以循环的方式进行弯曲，从而使涂覆的基材经历一个范围为0.1-10％的重复正弦拉伸应变。这些应变从梁的表面转移到基材上，再转移到涂层上。
实施例18-有阻隔涂层的轮胎常规轮胎的制造方法包括如下步骤将天然和合成橡胶产品与其它化学产品如硫化剂、抗氧剂等混合。在与纺织品和金属增强帘线结合时，各化学组分经各种半整理加工过程如挤出和压延。这些半整理加工的产品在一个或多个轮胎成型鼓上装配，而后在加压和升高的温度下在硫化压机中硫化“生”或未硫化的轮胎。这种制造法的不同型式对轮胎成型领域中的那些技术熟练者来说是众所周知的。
本发明的阻隔涂层可以在轮胎制造过程的若干步骤中施涂到各种轮胎表面上，以达到若干目的。下面仅是这种阻隔涂层施涂到轮胎表面和界面上的某些应用的一些例子。
A.在非丁基橡胶上的涂层使用常规的压延、塑炼或挤出法制造价廉橡胶的薄片(0.1-2.0毫米)。在达到适当的几何形状后，将实施例8的阻隔涂料涂覆到该片的一个面上。作为该涂覆法的一部分，干燥涂层(在强制空气、红外加热等的帮助下)，然后将其层压到另一橡胶片上，随后将该层压片成型为轮胎的内衬层。干燥阻隔涂层的厚度为1-100微米。将该阻隔涂层设计成经得起在轮胎成型过程中所出现的达100％的贴合。
B.在非丁基橡胶上的涂层使用常规的压延、塑炼或挤出法制造价廉橡胶的薄片(0.1-2.0毫米)。在达到适当的几何形状后，将实施例8的阻隔涂料涂覆到该片的一个或两个面上。作为该涂覆法的一部分，干燥涂层(在强制空气、红外加热等的帮助下)，然后将其成型为轮胎的内衬层。干燥阻隔涂层的厚度为1-100微米。将该阻隔涂层设计成经得起在轮胎成型过程中所出现的达100％的贴合。
C.涂覆常规轮胎在常规的轮胎生产线上，将价廉橡胶的薄片(0.1-2.5毫米)放在制造鼓上。将实施例8的阻隔涂料涂覆在旋转鼓上，覆盖第一次施加的橡胶片。然后干燥涂层。干燥阻隔涂层的厚度为1-100微米。继续按常规进行轮胎成型的剩余步骤。将阻隔涂层设计成经得起在轮胎成型过程中所出现的达100％的贴合。
D.在未硫化轮胎上的涂层在常规的轮胎生产线上，在形成未硫化的轮胎后，但在将脱模剂喷到轮胎内表面之前，将实施例8的阻隔涂料涂覆到轮胎的内表面上。喷涂后，将轮胎移到干燥生产线上，使其干燥，之后固化。干燥阻隔涂层的厚度为1-100微米。涂层具有经得起来自硫化胶囊的局部变形的足够的韧性。在此应用中，在阻隔涂层干燥后将典型的脱模剂施加到轮胎的内部。
E.在硫化轮胎上的涂层在常规的轮胎生产线上，在硫化轮胎后，较好在轮胎冷却至80℃和室温之间的温度时，将实施例8的阻隔涂料混合物涂覆到轮胎的内表面上。涂覆后，按普通的冷却循环使轮胎干燥。干燥阻隔涂层的厚度为1-100微米。在阻隔层施用前，宜清洁轮胎以去除脱模剂。
实施例19-施加到硫化轮胎内部的阻隔配方以下述这种方式制造轮胎，即用非丁基的橡胶(在这种情况下是天然橡胶-SBR-BR-基的组合物)来代替通常是丁基橡胶的内衬层，使成品轮胎的内部几何形状保持不变。首先用研磨剂和强洗涤剂擦洗来清洗硫化轮胎的内部，以除去因诸如脱模剂剩余物等引起的污染物。然后很好地干燥擦洗过的轮胎。用Binks型充气喷涂机通过绕喷涂枪旋转轮胎将实施例16的水性阻隔涂料施涂到轮胎的内表面上。以下述这种方法旋转和移动轮胎和喷涂枪的喷涂图案，即整个内表面区域暴露在阻隔混合物的多个通道下。继续喷涂，直到获得合适均匀厚度的阻隔涂层。在这种情况下，湿的厚度约为120微米。在用阻隔配方喷涂的三种轮胎中，阻隔配方的最终干燥厚度约为12微米。
用热空气枪集中在轮胎内表面上的一系列点上使阻隔涂层干燥，使在任何特定点上的表面温度不超过65℃。以这种方式干燥轮胎45分钟。将轮胎在强制空气对流烘箱内在75℃时进一步干燥30分钟。最后，将轮胎放在强制空气对流烘箱内在160℃时加热8-20分钟以进一步干燥和凝固阻隔涂层。
A.在一个实验中，将涂覆的轮胎安装在轮辋上并充气，以评价在静态条件下的气密性。将安装的轮胎充气至3.0巴的压力，然后将该轮胎插到保持在65℃的对流烘箱内，从而来评价气密性。将轮胎静态地保持在此温度下，在约30天时间内周期性地测量内压。然后绘制各轮胎的轮胎气压与时间的关系图。图7说明了3种如上所述涂覆的轮胎、2种含普通丁基内衬层的轮胎和2种以天然橡胶基的组合物代替丁基内衬层制得的轮胎的情况。可以看出涂覆轮胎的气压保持性近似地等于含普通丁基内衬层的轮胎的气压保持性。
B.在另一个试验中，在80kph时在固定负载和2.2巴压力下将安装的轮胎运行1000km，评价阻隔涂层的疲劳性能。然后将轮胎压力调回到3.0巴，再次评价在65℃时的静态气密性。转鼓试验前后的结果示于图8中。也图示了2种涂覆轮胎、2种含普通丁基内衬层的轮胎和2种以天然橡胶基的组合物代替丁基内衬层制得的轮胎的同等情况。涂层确实发生渗透率的某些下降，但在1000km转鼓运行(roadwheel solicitation)前后的气密性通常是类似的，并且显著地好于未涂覆参照轮胎的气密性。
C.在再一个试验中，将2种涂覆轮胎在80kph时在固定负载和2.2巴压力下经8000km带有楔障的耐久性的严格运行试验，从而进一步评价阻隔涂层的疲劳性能。试验后，然后将轮胎压力调到3.0巴，如上所述测量静态气密性。图9说明了对2种涂覆轮胎、2种含普通丁基内衬层的轮胎和2种以天然橡胶-SBR-BR-基的组合物代替丁基内衬层制得的轮胎在带有楔障的疲劳耐久性试验前后对2种轮胎所绘制的轮胎气压与时间的关系。含阻隔涂层的轮胎的气密性比含阻隔涂层未疲劳轮胎的低约50％，但仍然比不含阻隔涂层(即含NB-SBR-BR基的内衬层)的轮胎的高约50％。
实施例20-施加到生胎内表面上的阻隔配方以下述这种方式制造轮胎，即用天然橡胶配方来代替通常是丁基橡胶的内衬层，使成品轮胎的内部几何形状保持不变。一般来说，内衬层可为任何类型的橡胶产品，包括典型的丁基橡胶配方。在装配整个未硫化轮胎之后但在脱模剂施加到轮胎内表面之前，施涂实施例16的阻隔涂料。用Binks型充气喷涂机通过旋转轮胎(同时将喷涂枪保持固定)将水性阻隔混合物施涂到轮胎的内表面上。旋转轮胎，并以下述这种方式来移动，即整个内表面区域暴露在阻隔混合物的多个通道下。继续喷涂，直到获得合适厚度的阻隔涂层(即湿厚度达约100微米)。干燥后，阻隔涂层的厚度约为10微米。
用强制热空气集中在轮胎内表面上的一系列点上使阻隔涂层干燥，使在任何特定点上的表面温度不超过50℃，时间多于2分钟。同时，以这种方式来控制热空气，即轮胎的所有涂覆表面达到至少80℃的温度峰值约1-10秒钟。以这种方式干燥轮胎3-30分钟。然后将主要含滑石、水和硅油的水性脱模剂喷涂到轮胎内表面上的干燥涂层的面层上。在室温下用强制空气以常规方式干燥轮胎。
然后以轮胎制造领域的技术熟练者皆知的方式使轮胎经硫化过程。在硫化过程中，阻隔膜进一步干燥、凝固并连同轮胎的其余部分一起硫化。除了提供脱模性外，多孔、滑石基的脱模剂还提供将水蒸气从轮胎内部和硫化胶囊之间排出的通道。
实施例21-具有更高固体％的含MICROLITE填料的丁基胶乳下面例举阻隔涂料混合物和干燥涂层，与本发明的前述涂料混合物相比较。这种涂料混合物对于干燥涂层中填料重量百分数来说包含高百分数的固体，它在图4所示的丁基胶乳、蛭石填料涂层混合物限制的范围之外。这种涂料混合物在水中的固体含量为11.5％、含量80重量％的丁基胶乳和20％w/w的MICROLITE填料。该涂料混合物按下述方法制备部分A在4盎司瓶中，称重14.8克LordBL-100丁基胶乳，用搅拌板上用搅拌棒缓慢地搅拌。在30毫升烧杯中，将0.5克BYK 306润湿剂(BYK Chemie)、3.45克1N的NH4OH和26.25克蒸馏水混合，然后混入4盎司的瓶中。
部分B在100毫升烧杯中，将30.7克Microlite 963++填料(W.R.Grace，7.5％溶液)、22.8克蒸馏水和1.5克1N的NH4OH混合。在该溶液中加入0.0625克0.04％Dow Corning 200消泡表面活性剂(Dow Corning)的1-甲基-2-吡咯烷酮(Aldrich)溶液。
在搅拌板上在中等搅拌(避免高剪切搅拌)下，将部分B缓慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(20微米)。该膜在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为102.6cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为2.33cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为40.5倍。丁基/填料之比等于4.00。
实施例22-含有铝薄片填料的丁基胶乳下面例举阻隔涂料混合物和干燥涂层，与本发明的前述涂料混合物相比较。这种涂料混合物在丁基胶乳涂料混合物中含有25或更小的低长宽比的填料。这种涂层混合物在水中的固体含量为17％、含有86％的丁基胶乳和14％的铝填料。该涂料混合物按下述方法制备部分A在8盎司瓶中，将50.2克LordBL-100丁基胶乳(62％固体)与140克蒸馏水和10克1N的NH4OH混合。在磁力搅拌板上用搅拌棒搅拌所得的溶液。在搅拌下在该溶液中加入0.13克消泡A表面活性剂(Dow Corning)。
部分B在2盎司瓶中，将5克铝糊(Reynolds)和3.7克1，4-丁二醇(Aldrich)混合。在30毫升烧杯中，制备含1.7克正丁醇(Aldrich)和1克1-甲基-2-吡咯烷酮(Aldrich)的溶剂溶液。在搅拌下将30毫升烧杯中的溶剂溶液滴加到2盎司瓶中的铝糊混合物中。添加完毕后，再加入1.5克正丁醇(Aldrich)。
在搅拌下，将部分B转移到8盎司瓶中，并加入部分A。在持续搅拌下，在所得的溶液中加入0.5克SilwetL-77表面活性剂(OSI Specialities，Inc.)。
在聚丙烯上形成由上述涂料溶液制成的阻隔膜(10.0微米)，该膜的特征在于在1大气压、23℃和0％相对湿度下的OTR为588.0cc/m2天，在23℃和0％相对湿度下的渗透率为19.6cc mm/m2天大气压，它的渗透率下降为4.8倍。丁基/填料之比为6.2。
上面所引用的所有文献和专利在本文中都参考引用。本发明的多种改进和改变都包括在上述说明书中，预计它们对本领域的技术熟练者来说是显而易见的。认为对本发明组合物和方法的这种改进和替换都包括在所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种阻隔涂料混合物，它在载液中包含(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
2.如权利要求1所述的混合物，其中干燥后，所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
3.如权利要求1所述的混合物，其中所述聚合物是选自溶液、分散体、乳液、悬浮液和胶乳的形式。
4.如权利要求1所述的混合物，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
5.如权利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物选自丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶和异丁烯橡胶，所述聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的。
6.如权利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(异丁烯)均聚物或其与可硫化、未硫化或部分硫化的异戊二烯的共聚物。
7.如权利要求6所述的混合物，其中所述聚合物是卤化的。
8.如权利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物是含多于50％异丁烯的聚合物或共聚物。
9.如权利要求1所述的混合物，其中所述聚合物的存在量约为1-30重量％。
10.如权利要求1所述的混合物，其中所述填料选自膨润土、蛭石、蒙脱石、囊脱石、贝得石、铬岭石、水辉石、皂石、laponite、锌蒙脱石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述硅酸盐的混合物和溶液。
11.如权利要求1所述的混合物，其中所述填料是蛭石。
12.如权利要求1所述的混合物，其中所述分散的层状填料的存在量约为1-10重量％。
13.如权利要求1所述的混合物，它的固体含量约为5-17％。
14.如权利要求1所述的混合物，其中所述表面活性剂选自乳化剂、消泡剂、防泡剂、分散剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。
15.如权利要求14所述的混合物，其中所述增稠剂是含聚乙烯醇的聚合物。
16.如权利要求14所述的混合物，其中所述增稠剂是氯化锂。
17.如权利要求14所述的混合物，它包含至少两种表面活性剂，该表面活性剂包括润湿剂、消泡剂或防泡剂。
18.如权利要求1所述的混合物，其中所述载液选自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、乙醇、甲醇、其它烃类和它们的混合物。
19.如权利要求1所述的混合物，它还包含提高阻隔涂层在基材上硫化的硫化剂组分。
20.如权利要求1所述的混合物，干燥时它形成包含下述组分的涂层或膜约45-95重量％的所述聚合物，约5-55重量％的所述分散的层状填料；和约1.0-15重量％的所述表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25。
21.如权利要求20所述的混合物，其中所述填料在所述干燥涂层或膜中的存在量大于约5重量％。
22.如权利要求20所述的混合物，其中在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于50。
23.如权利要求20所述的混合物，其中在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于100。
24.一种阻隔涂料混合物，它在载液中包含(a)含丁基的聚合物胶乳；(b)长宽比约为1000或更大的分散的剥落层状的蛭石填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于17％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
25.如权利要求24所述的混合物，其中干燥后，所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
26.如权利要求24所述的混合物，它的固体含量约为5-15重量％，它形成包含下述组分的干燥涂层或膜约65-90重量％的所述含丁基的聚合物，约10-35重量％的所述蛭石填料，和约1.0-15重量％的所述表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25。
27.一种经涂覆的制品，它包含在其表面上含有阻隔涂层的基材，所述阻隔涂层包含约45-95重量％的弹性体聚合物，约5-55重量％长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和约1.0-15重量％的至少一种表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25，其中所述干燥涂层使所述制品对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用所述聚合物涂覆的所述基材的渗透率的5倍。
28.如权利要求27所述的制品，其中所述基材是柔韧或有弹性的，并且所述涂层在反复机械载荷并伸长达所述基材的约10％后保持其渗透率。
29.如权利要求27所述的制品，其中所述涂层由阻隔涂料混合物制成，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)所述弹性体聚合物；(b)所述长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种所述表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
30.如权利要求29所述的制品，其中所述聚合物是选自溶液、分散体、乳液、悬浮液和胶乳的形式。
31.如权利要求29所述的制品，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
32.如权利要求31所述的制品，其中所述含丁基的聚合物选自丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶和异丁烯橡胶，所述聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的。
33.如权利要求31所述的制品，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(异丁烯)均聚物或其与可硫化、未硫化或部分硫化的异戊二烯的共聚物。
34.如权利要求33所述的制品，其中所述聚合物是卤化的。
35.如权利要求31所述的制品，其中所述含丁基的聚合物是含多于50％异丁烯的聚合物或共聚物。
36.如权利要求29所述的制品，其中所述聚合物在所述混合物中的存在量约为1-30重量％。
37.如权利要求29所述的制品，其中所述填料选自膨润土、蛭石、蒙脱石、囊脱石、贝得石、铬岭石、水辉石、皂石、laponite、锌蒙脱石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述硅酸盐的混合物和溶液。
38.如权利要求29所述的制品，其中所述填料是蛭石。
39.如权利要求29所述的制品，其中所述分散的层状填料在所述混合物中的存在量约为1-10重量％。
40.如权利要求29所述的制品，其中所述混合物的固体含量约为5-17％。
41.如权利要求29所述的制品，其中所述表面活性剂选自乳化剂、消泡剂、防泡剂、分散剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。
42.如权利要求41所述的制品，其中所述增稠剂是含聚乙烯醇的聚合物。
43.如权利要求41所述的制品，其中所述增稠剂是氯化锂。
44.如权利要求41所述的制品，它包含至少两种表面活性剂，该表面活性剂包括润湿剂、消泡剂或防泡剂。
45.如权利要求29所述的制品，其中所述混合物的所述载液选自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、乙醇、甲醇、其它烃类和它们的混合物。
46.如权利要求29所述的制品，其中所述混合物还包含提高阻隔涂层在基材上硫化的硫化剂组分。
47.如权利要求29所述的制品，其中所述填料在所述干燥涂层或膜中的存在量大于约5重量％。
48.如权利要求47所述的制品，其中在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于50。
49.如权利要求47所述的制品，其中在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于100。
50.一种经涂覆的制品，它通过用阻隔涂料混合物涂覆基材并干燥所述涂层制得，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)含丁基的聚合物胶乳；(b)长宽比约为1000或更大的分散的剥落层状的蛭石填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于17％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1；干燥后，所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
51.如权利要求50所述的制品，其中所述混合物的固体含量约为5-15重量％，所述干燥涂层或膜包含约65-90重量％的所述含丁基的聚合物，约10-35重量％的所述蛭石填料，和约1.0-15重量％的所述表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25。
52.一种膜，它通过干燥如权利要求1-26中任一项权利要求所述的阻隔涂料混合物制得。
53.如权利要求52所述的膜，它对气体、蒸气或化学品的渗透率高于仅用所述聚合物制成的膜的渗透率的5倍。
54.如权利要求52所述的膜，它是薄膜的形式。
55.如权利要求52所述的膜，它是手套的形式。
56.一种降低制品对气体、蒸气和化学品的渗透率的方法，所述方法包括用如权利要求1-26中任一项权利要求所述的阻隔涂料混合物涂覆所述制品，干燥所述混合物，其中所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
57.一种轮胎，在其表面或两个表面的界面上含有用阻隔涂料混合物制成的阻隔涂层，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)弹性体聚合物；(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
58.如权利要求57所述的轮胎，其中干燥后，所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
59.如权利要求57所述的轮胎，其中所述聚合物是选自溶液、分散体、乳液、悬浮液和胶乳的形式。
60.如权利要求57所述的轮胎，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
61.如权利要求60所述的轮胎，其中所述含丁基的聚合物选自丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶和异丁烯橡胶，所述橡胶是可硫化、未硫化或部分硫化的。
62.如权利要求60所述的轮胎，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(异丁烯)均聚物或其与可硫化、未硫化或部分硫化的异戊二烯的共聚物。
63.如权利要求62所述的轮胎，其中所述聚合物是卤化的。
64.如权利要求60所述的轮胎，其中所述含丁基的聚合物是含多于50％异丁烯的聚合物或共聚物。
65.如权利要求57所述的轮胎，其中所述聚合物在所述混合物中的存在量约为1-30重量％。
66.如权利要求57所述的轮胎，其中所述填料选自膨润土、蛭石、蒙脱石、囊脱石、贝得石、铬岭石、水辉石、皂石、laponite、锌蒙脱石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述硅酸盐的混合物和溶液。
67.如权利要求57所述的轮胎，其中所述填料是蛭石。
68.如权利要求57所述的轮胎，其中所述分散的层状填料在所述混合物中的存在量约为1-10重量％。
69.如权利要求57所述的轮胎，其中所述混合物的固体含量约为5-17％。
70.如权利要求57所述的轮胎，其中所述表面活性剂选自乳化剂、消泡剂、防泡剂、分散剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。
71.如权利要求70所述的轮胎，其中所述增稠剂是含聚乙烯醇的聚合物。
72.如权利要求70所述的轮胎，其中所述增稠剂是氯化锂。
73.如权利要求70所述的轮胎，其中所述混合物包含至少两种表面活性剂，该表面活性剂包括润湿剂、消泡剂或防泡剂。
74.如权利要求57所述的轮胎，其中所述载液选自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、乙醇、甲醇、其它烃类和它们的混合物。
75.如权利要求57所述的轮胎，其中所述混合物包含提高阻隔涂层在基材上硫化的硫化剂组分。
76.如权利要求57所述的轮胎，其中该混合物干燥时形成包含下述组分的涂层约45-95重量％的所述聚合物，约5-55重量％的所述分散的层状填料；和约1.0-15重量％的所述表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25。
77.如权利要求76所述的轮胎，其中所述填料在所述干燥涂层中的存在量大于约5重量％。
78.如权利要求76所述的轮胎，其中在所述干燥涂层中所述填料的有效长宽比大于50。
79.如权利要求76所述的轮胎，其中在所述干燥涂层中所述填料的有效长宽比大于100。
80.如权利要求76所述的轮胎，其中所述涂层混合物在其干燥状态下在表面活性剂总量最多达15重量％时包含约0.0001-10重量％的消泡表面活性剂。
81.如权利要求76所述的轮胎，其中所述混合物在其干燥涂层状态时包含(a) 约45-95重量％的弹性体聚合物；和(b) 约5-55重量％长宽比高的分散的层状填料。
82.如权利要求57所述的轮胎，其中所述涂层干燥时包含(a)在所述干燥涂层中至少约为45重量％的所述聚合物；和(b)在所述干燥混合物中大于约5重量％的所述分散的层状填料，该填料赋予所述干燥混合物的有效长宽比大于25。
83.一种轮胎，在其表面或两个表面的界面上含有用阻隔涂料混合物制成的阻隔涂层，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)含丁基的聚合物胶乳；(b)长宽比约为1000或更大的分散的剥落层状的蛭石填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于17％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1；干燥所述涂层，其中干燥后，所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
84.如权利要求83所述的轮胎，其中所述混合物的固体含量约为5-15重量％，所述干燥涂层包含约65-90重量％的所述含丁基的聚合物，约10-35重量％的所述蛭石填料，和约1.0-15重量％的所述表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25。
85.一种轮胎，在其表面或两个表面的界面上含有阻隔涂层，所述阻隔涂层包含约45-95重量％的弹性体聚合物，约5-55重量％长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和约1.0-15重量％的至少一种表面活性剂，在所述干燥涂层或膜中所述填料的有效长宽比大于25，其中所述干燥涂层使所述轮胎表面或界面对气体、蒸气或化学品的渗透率下降高出仅用所述聚合物涂覆的所述轮胎或界面的渗透率的5倍。
86.如权利要求85所述的轮胎，其中所述涂层在反复机械载荷并伸长达所述轮胎表面的约10％后保持其渗透率。
87.一种有阻隔涂层的轮胎，在其表面或界面上含有阻隔涂层，所述涂层包含含丁基的聚合物、大于2体积％的有效长宽比大于25的层状填料和至少一种表面活性剂。
88.一种轮胎，它包含约1-100微米由阻隔涂料混合物制成的阻隔涂层，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)在所述混合物中占约45-95重量％的弹性体聚合物；(b)在所述混合物中占约5-55重量％的长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1。
89.一种制造轮胎的方法，它包括用阻隔涂料混合物涂覆所述轮胎的表面，或将阻隔涂料混合物加到所述轮胎两个表面之间的界面上，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)在所述混合物中占约1-30重量％的弹性体聚合物；(b)在所述混合物中占约1-10重量％的长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1；在所述轮胎上干燥所述涂料混合物，其中所述干燥涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高出仅为所述干燥聚合物的5倍。
90.如权利要求89所述的方法，其中所述轮胎是用所述涂层代替轮胎内衬层制得的。
91.如权利要求89所述的方法，其中在施加脱模剂之前用所述混合物涂覆轮胎的所述表面或界面。
92.如权利要求89所述的方法，其中在不存在脱模剂的情况下用所述混合物涂覆轮胎的所述表面或界面。
93.如权利要求89所述的方法，其中在所述轮胎硫化之前用还包含硫化剂组分的所述混合物涂覆轮胎的所述表面或界面。
94.如权利要求92所述的方法，其中所述脱模剂在硫化前施加到所述涂覆的轮胎表面上。
95.如权利要求89所述的方法，其中在所述轮胎硫化后用所述混合物涂覆轮胎的所述表面或界面。
96.一种修理轮胎的方法，它包括用阻隔涂料混合物涂覆所述轮胎的表面，或将阻隔涂料混合物加到所述轮胎两个表面之间的界面上，所述阻隔涂料混合物在载液中包含(a)在所述混合物中占约1-30重量％的弹性体聚合物；(b)在所述混合物中占约1-10重量％的长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和(c)至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1；在所述表面上干燥所述涂层。
97.如权利要求96所述的方法，其中所述待涂覆的表面是轮胎内衬层。
98.如权利要求96所述的方法，其中用所述阻隔涂层代替所述轮胎内衬层。
99.一种翻新轮胎的方法，它包括(a)通过施涂阻隔涂料混合物来增强轮胎内衬层，所述阻隔涂料混合物在载液中包含i.在所述混合物中占约1-30重量％的弹性体聚合物；ii.在所述混合物中占约1-10重量％的长宽比大于25的分散的剥落层状的片晶填料；和iii.至少一种表面活性剂，其中所述混合物的固体含量小于30％，并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1-1∶1；和(c)翻新所述轮胎。
100.一种降低轮胎或轮胎表面对气体、蒸气和化学品的渗透率的方法，它包括用如权利要求1-24中任一项权利要求所述的阻隔涂料混合物涂覆所述轮胎或轮胎表面，并干燥所述混合物，其中所述涂层对气体、蒸气和化学品的渗透率下降高于仅用所述聚合物制成的涂层的至少5倍。
全文摘要
阻隔涂料混合物在载液中包含(a)弹性体(较好含丁基)聚合物;(b)长宽比大于25的分散的剥落层状的填料;和(c)至少一种表面活性剂,其中混合物的固体含量小于30%,并且聚合物(a)与填料(b)之比为20∶1—1∶1。使用阻隔涂料混合物来制造刚性或柔韧且弹性的涂覆制品和柔韧且弹性的独立的膜和薄膜。例如,提供一种轮胎,在其表面或两个表面的界面上含有用这种阻隔涂料混合物制成的阻隔涂层,或用这种阻隔涂料混合物制成的阻隔涂层代替或减少表面(例如内衬层)。本发明也提供制造或修理轮胎以及增强翻新轮胎的方法。
文档编号B60C5/14GK1259094SQ98805826
公开日2000年7月5日 申请日期1998年6月8日 优先权日1997年6月9日
发明者C·A·菲尼, R·J·鲍尔泽, M·法雷尔, H·A·戈尔德贝格, M·D·格拉, M·鲁, W·G·斯坦纳, K·B·坦纳特, B·C·沃德, P·B·温斯顿 申请人:杜邦性能涂料股份两合有限公司, 米歇林技术研究股份有限公司