专利名称：具有包含基于二烯的弹性体和树脂的橡胶组合物内衬的充气轮胎的制作方法
具有包含基于二烯的弹性体和树脂的橡胶组合物内衬的充气轮胎
本发明涉及一种充气橡胶轮胎，其具有橡胶组合物的整体内衬(integral irmerliner)，所述橡胶组合物包含顺1，4-聚异戊二烯橡胶以及中到高乙烯基的苯乙烯/ 丁二烯橡胶和相容树脂的组合。
发明背景
在历史上，充气轮胎的内表面通常包含一层橡胶组合物，其被设计以防止或阻滞空气从轮胎的内气囊渗透到胎体。它通常被称作内衬。内衬或内衬层，已多年用于无内胎的充气汽车轮胎，以阻滞或防止空气(即大气压空气)的泄漏，用于使轮胎充气，从而保持轮胎气压。橡胶，诸如丁基橡胶和卤化丁基橡胶(通常被称作卤丁基橡胶)及其共混物，通常用于这样的轮胎内衬，其为相对不渗透空气的。
在历史上，轮胎内衬本身通常由传统的压延或研磨技术制得，以形成具有合适宽度的未硬化橡胶组合物条，有时称作胶条(gum strip) 0通常地，胶条是施用于轮胎成型鼓的轮胎的最初要素，在其上方或周围构建轮胎的其他部分。当轮胎硬化后，内衬变成轮胎的整体共硬化部分。这些内衬和它们的制备方法被本领域的技术人员所熟知。
有时，代替基于丁基橡胶的内衬层，将天然橡胶和乳液聚合的苯乙烯/ 丁二烯橡胶的共混物用于形成轮胎内衬层，以减少内衬层的成本。然而，通常，除非作为厚层使用，否则所生成的内衬对空气渗透的抗性较小。
在这样的橡胶共混物中，预想间隙处于内衬层中橡胶的弹性体链间。
对于本发明，期望评估顺1，4-聚异戊二烯橡胶(优选天然橡胶)以及苯乙烯/ 丁二烯橡胶与相容树脂的共混物，在不使用丁基橡胶的情况下，预想该树脂可填充或部分填充这样的间隙，以帮助增强轮胎内衬层对空气渗透的抗性。
在本发明的描述中，除非另有指出，否则术语"phr"是指橡胶组合物中每100重量份弹性体的组分的重量份。除非另有指出，否则术语"橡胶"和"弹性体"可交换使用。 除非另有指出，否则术语"硬化(cure)"和"硫化(vulcanize)"可交换使用。除非另有指出，否则术语"橡胶组合物"和"橡胶复合物"可交换使用
发明内容
和实施
根据本发明，提供了含有内衬橡胶组合物的轮胎，所述橡胶组合物包含，基于每 100重量份橡胶的重量份(phr)
(A) IOOphr的弹性体，该弹性体包含
(1)约0到约100，或者从约60到约80，phr的顺1，4_聚异戊二烯橡胶，优选为天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶，和
(2)约0到约100，或者从约20到约40，phr的苯乙烯/ 丁二烯橡胶(SBR)。该SBR 可含有，例如，以从约10到约50%的范围存在于其聚丁二烯部分中的乙烯基1，2_内容物。
(B)约5到约40，或者从约15到约30或甚至40，phr的树脂，该树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂、对-叔-丁基苯酚乙炔树脂、对-叔-戊基苯酚甲醛树脂、松香酸和松香酸衍生物(诸如，例如，松香酸酯、松香酸低聚物和歧化松香酸)中的至少一种。3CN 102532622 A
认为所述相容树脂与顺1，4_聚异戊二烯橡胶相容，优选为与天然顺1，4_聚异戊二烯橡胶/SBR共混物相容，在某种意义上该树脂可溶于橡胶。
在实施中，该轮胎内衬橡胶意欲排除丁基-型弹性体以及α甲基苯乙烯和异丁烯的溴化共聚物。
术语"丁基-型"橡胶涉及弹性体，该弹性体包含，例如，异丁烯/ 二烯共聚物 (诸如丁基橡胶)和氯丁基橡胶、溴丁基橡胶及其混合物。
丁基橡胶传统上被描述为异丁烯和异戊二烯的共聚物，其中共聚物包含从约2到约6重量％的来源于异戊二烯的单元(和因此从约94到约99重量％的来源于异丁烯的单元)。卤丁基橡胶是已被卤化的丁基橡胶，通常使用溴或氯卤化。因此该卤丁基橡胶通常为溴丁基橡胶或氯丁基橡胶。这样的丁基橡胶和卤丁基橡胶为本领域的技术人员所熟知。
本发明一个重要的方面是提供天然橡胶和苯乙烯/ 丁二烯橡胶(SBR)的共混物作为相容弹性体，与相容树脂(即与天然橡胶和SBR以及其共混物相容的树脂，某种意义上可溶于其中)加在一起，以增强共混物提供抗空气渗透性的能力，特别地用作充气轮胎内衬层。
尽管该机理可能不被充分理解，预想相容树脂至少部分占据(至少部分填充)在弹性体链间的间隙或自由体积，以增强橡胶组合物对氧气渗透性的抗性。
对于内衬橡胶组合物的制备，可在适当时使用各种橡胶复合组分，且多少取决于所期望的内衬性能。对于内衬橡胶组合物的传统增强填料是橡胶增强炭黑。当适当时，其它的复合组分通常包括抗氧化剂、抗臭氧剂、硬脂酸和氧化锌。正如本领域的技术人员所知的，取决于硫磺硫化橡胶意欲的用途，通常使用传统量的上述某些添加剂。基于橡胶100重量份(Phr)，通常的炭黑添加可构成，例如仅在并当适当时，从约10到100重量份，通常为从约40到60phr的范围。抗氧化剂通常的量可为，例如，构成1到5phr。硬脂酸通常的量可构成，例如，0. 50到约2phr。氧化锌通常的量可构成，例如，1到5phr。这样的添加剂的存在和相对量不认为是本发明的重要方面。
在硫磺硫化剂存在下对用作内衬的橡胶组合物进行硫化。适当的硫磺硫化剂的实例包括例如，元素硫(单体硫)或给硫(sulfur donating)硫化剂，例如，胺二硫化物、聚合的二硫化物或硫的烯烃加合物。这样的硫磺硫化剂，例如，且当适当时，可以可从约0. 2到约3phr范围的量使用。
通常使用硫磺硬化促进剂以控制硫化所需的时间和/或温度，并提高硫化产品的性能。可使用单一的促进剂体系，即主促进剂。或者，为了活化和改进硫化产品的性能，可使用2种或更多种促进剂的组合，其可包含主促进剂和次促进剂。另外，延迟作用促进剂可在适当的场合使用。各种促进剂的类型包括，例如，各种胺类、二硫化物、胍类、硫脲类、噻唑类、秋兰姆类、亚磺酰胺、二硫代氨基甲酸盐和黄原酸盐。主促进剂通常为，例如，二硫化物或亚磺酰胺。
在实施中，橡胶化合物成形为未硫化的胶条，即无(不包括)帘线(cord)或纤维增强的橡胶组合物。该未硫化的纯胶胶料条可以，例如，将未硫化橡胶组合物通过磨机、压延机、挤出机或其它适当的方法得到。随后将未硬化的橡胶胶条构造成部件的未硬化橡胶轮胎组件的内表面(在内暴露的表面)。随后，在高温高压条件下的轮胎固化操作期间，内衬与轮胎组件共硬化。内衬橡胶胶条的厚度可为，例如，约0. 04到约0. 4厘米的范围，多少取决于特定关联的轮胎。
本发明轮胎的硫化通常在，例如，从约130°C到160°C的温度进行。可使用任何通常的硫化工艺，诸如在压具或模具中加热轮胎组件，用过热蒸汽或热盐加热或在盐浴中加热。优选地，加热在压具或模具中以轮胎硬化领域的技术人员所知的方法完成。
作为这种硫化的结果，内衬橡胶层或条，通过与轮胎共硬化成为轮胎的整体部分。 内衬可以，例如，具有从约0. 04到0. 4厘米的范围的未硬化纯胶胶料厚度。例如，对于轿车轮胎，内衬层的未硬化胶厚度可为从约0. 08到约0. 2厘米的范围，尽管对于卡车轮胎，内衬可以厚得多。
含有整体内衬的充气轮胎可以轿车轮胎、卡车轮胎或其他类型的斜交或子午线充气轮胎的形式被构造。
为了举例说明而不是限制本发明，提出以下实施例。除非另有注明，份数和百分数按重量计。
实施例I
由天然橡胶和S-SBR制备橡胶组合物
使用相容树脂制备橡胶组合物用于评估抗空气(即氧气)渗透性用途，该组合物包含天然橡胶和溶液聚合制备的苯乙烯/ 丁二烯共聚橡胶(S-SBR)。
橡胶组合物被制备为橡胶试样A到D。
对照橡胶试样A是基于溴丁基橡胶的橡胶组合物。
比较橡胶试样B是橡胶组合物，其基于天然橡胶和溶液聚合制备的具有相对高乙烯基含量的丁二烯/苯乙烯橡胶(S-SBR)的相容共混物。
实验橡胶试样C、D和E是橡胶组合物，其基于天然橡胶和具有相对高乙烯基含量的(S-SBR)以及若干水平的相容树脂的相容共混物，该相容树脂为对-辛基苯酚甲醛树脂。
实验橡胶试样F、G和H是橡胶组合物，其基于天然橡胶和具有相对高乙烯基含量的(S-SBR)以及若干水平的相容树脂的相容共混物，该相容树脂为叔-丁基苯酚乙炔树脂。
下表1所示为橡胶试样的综合配方，除非另有指出，否则份数以重量来表示t表权利要求
1.一种轮胎，所述轮胎具有不包括丁基橡胶和商化丁基橡胶的橡胶组合物内衬，其特征为，基于每100重量份橡胶的重量份(Phr)，包含(A)IOOphr的弹性体，该弹性体包含(1)从60到80phr的顺1，4_聚异戊二烯橡胶，和(2)从20到40phr的苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)；(B)从5到40phr的树脂，该树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂、对-叔-丁基苯酚乙炔树脂、对-叔-戊基苯酚甲醛树脂、松香酸、松香酸酯，松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一种。
2.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂、对-叔-丁基苯酚乙炔树脂和对-叔-戊基苯酚甲醛树脂中的至少一种。
3.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂和对-叔-丁基苯酚乙炔树脂中的至少一种。
4.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂。
5.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-叔-丁基苯酚乙炔树脂。
6.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-叔-戊基苯酚甲醛树脂。
7.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含松香酸、松香酸酯，松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一种。
8.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述树脂与所述顺1，4_聚异戊二烯橡胶、所述苯乙烯/ 丁二烯橡胶以及所述顺1，4-聚异戊二烯橡胶和苯乙烯/ 丁二烯橡胶的共混物相容， 在某种意义上溶于其中。
9.权利要求1所述的轮胎，其特征为，所述内衬橡胶组合物包含(A)IOOphr的弹性体，该弹性体包含(1)从60到80phr的顺1，4_聚异戊二烯橡胶，和(2)从20到40phr的含有从10到50%范围的乙烯基1，2_内容物的苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)JP(B)从15到40phr的所述相容树脂，该树脂包含对_辛基苯酚甲醛树脂、对_叔_丁基苯酚乙炔树脂、对-叔-戊基苯酚甲醛树脂、松香酸、松香酸酯、松香酸低聚物和歧化松香酸中的至少一种。
10.权利要求15所述的轮胎，其特征为，所述树脂包含对-辛基苯酚甲醛树脂和对-叔-丁基苯酚乙炔树脂中的至少一种。
全文摘要
本发明涉及一种充气橡胶轮胎，其具有橡胶组合物的整体内衬，所述橡胶组合物包含顺1，4-聚异戊二烯橡胶以及中到高乙烯基的苯乙烯/丁二烯橡胶和相容树脂的组合。
文档编号B60C1/00GK102532622SQ20111037185
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月11日
发明者B·R·哈恩 申请人:固特异轮胎和橡胶公司