内壁具有特定的聚氨酯泡沫层的轮胎的制作方法
【专利摘要】硫化状态下的轮胎，所述轮胎的内壁具有聚氨酯泡沫层，其特征在于，所述聚氨酯基于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(特别是4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯)和多元醇，所述多元醇具有大于50％(重量％)的环氧乙烷含量。该特定的聚氨酯配方使得有可能获得有效吸收噪声的轻质泡沫；其具有的优点在于简单和廉价并且容易通过试剂的直接铸造用在本发明的轮胎中。
【专利说明】内壁具有特定的聚氨酯泡沬层的轮胎
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于机动车辆的充气轮胎并且还涉及可以用于制造这种轮胎的聚合 物泡沫。
[0002] 本发明更具体地涉及充气轮胎，所述充气轮胎具有气密性（或对于其它充气气体 来说是不可渗透的）的内壁或充气腔体并且设置有聚氨酯泡沫层，所述聚氨酯泡沫层旨在 减少当车辆行驶时由这些轮胎发出的噪声。
【背景技术】
[0003] 已知充气轮胎在滚动时发出的噪声特别源自轮胎与不平坦道路接触之后的轮胎 结构的振动，也造成各种声波的产生。一切最终均以噪声的形式在车辆的内部和外部表现。 这些各种表现的振幅取决于充气轮胎的振动特征的模式但是也取决于车辆在其上移动的 表面的性质。对应于由充气轮胎产生的噪声的频率范围通常从约20延伸至4000Hz。
[0004] 对于在车辆外部发出的噪声，充气轮胎和道路表面之间以及充气轮胎和空气之间 的各种相互作用是相关的，当车辆沿着道路行驶时所述相互作用将对本地居民造成干扰。 在该情况下也区分数种噪声源，例如由于接触面积中的道路的粗糙度的冲击而造成的被称 为"压痕噪声"的噪声，基本上在离开接触面积时产生的被称为"摩擦噪声"的噪声，由于胎 面花纹元件的排列和各个凹槽中的共振而造成的被称为"胎面花纹噪声"的噪声。涉及的 频率范围在此通常对应于从约300延伸至3000Hz的范围。
[0005] 关于车辆内部检测到的噪声，两种声音蔓延模式共存：
[0006]-振动通过轮心、悬置系统和变速器传递，从而最终在乘客室中产生噪声；其被称 为固体传递，其通常对于低频率频谱（至多约400HZ)占优势；
[0007] -由充气轮胎发出的声波直接通过车辆内的空气路径蔓延，空气路径充当滤波器； 其被称为空气传递，其通常在高频率（约600Hz和600Hz以上）下占优势。
[0008] 相反，被称为"道路噪声"的噪声涉及在车辆中检测到的并且在延伸直至2000Hz 的频率范围内的总体水平。
[0009] 最后，在车辆内部检测到的大部分噪声通过"腔体噪声"引入，所述"腔体噪声"涉 及由于充气轮胎的充气腔体的共振而造成的干扰，该噪声在从约190至230Hz的特定频率 范围内占优势。
[0010] 为了减少充气轮胎的滚动噪声，特别是腔体噪声，已知为轮胎的内壁设置聚氨 酯泡沫层，如例如专利或专利申请WO2006/117944或US7 975 740、WO2007/058311 或US2009/0053492、US2007/0175559、WO2008/062673 或US2010/0038005、US 2009/0053492、W0 2010/000789 或US2011/0308677、EP1 529 665 或US7 182 114 中所 述。
[0011] 然而实验表明所使用的技术方案要么不能获得轻质和有效吸收噪声的聚氨酯泡 沫，要么加工相对复杂并且因此昂贵。
【发明内容】
[0012] 本 申请人:在其研究过程中已经发现一种特定的聚氨酯配方，其使得有可能获得有 效吸收噪声的轻质薄膜。其具有的优点在于简单和廉价，其在本发明的充气轮胎中还容易 加工。
[0013] 因此，本发明涉及一种硫化状态下的充气轮胎，所述充气轮胎的内壁设置有聚氨 酯泡沫层，其特征在于，所述聚氨酯基于二苯甲烷二异氰酸酯（缩写为MDI)和多元醇，所述 多元醇具有大于50% (重量％ )的环氧乙烷含量。
[0014] 本发明的充气轮胎特别旨在装配在客运类型的机动车辆上，包括4X4(四轮驱 动）车辆和SUV车辆（"运动型多用途车辆")，以及工业车辆例如厢式货车和重型车辆（例 如地铁、公共汽车、重型道路运输车辆）。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 根据如下说明和示例性实施方案以及涉及这些实施例的图1至3将容易地理解本 发明及其优点，图1至3以径向横截面的方式示意性地显示了：
[0016] -根据本发明的经硫化的充气轮胎的实施例，所述充气轮胎的内壁设置有PU泡沫 层，所述PU泡沫层基本上覆盖轮胎的所有内壁（图1);
[0017]-根据本发明的经硫化的轮胎的实施例，所述轮胎的内壁设置有PU泡沫层，所述 PU泡沫层仅在胎冠下方基本上从一个胎肩延伸至另一个胎肩（图2);
[0018]-根据本发明的经硫化的轮胎的另一个实施例，所述轮胎的内壁设置有PU泡沫 条，所述PU泡沫条在胎冠下方沿着相对于周向方向的接近零的角度以多个线圈的方式螺 旋缠绕（图3)。
【具体实施方式】
[0019] 在本说明书中，除非另外指明，示出的所有百分比（％)均为重量百分比。
[0020] 而且，由表述"在a和b之间"表示的任何数值间隔表示从大于"a"延伸至小于"b" 的数值范围（即排除了极限值a和b)，而由表述"a至b"表示的任何数值间隔意指从"a" 延伸至"b"的数值范围（即包括严格的极限值a和b)。
[0021] 本发明的充气轮胎因此具有的基本特征在于其内壁设置有、完全或部分地覆盖有 至少一个聚氨酯（缩写为PU)聚合物泡沫层，所述聚氨酯（缩写为PU)聚合物泡沫层能够 减少腔体噪声，所述PU基于二苯甲烷二异氰酸酯（缩写为MDI)和多元醇，所述多元醇具有 大于50重量％的环氧乙烷含量；这些化合物在下文详细描述。
[0022] 在此将简要回想通常为多异氰酸酯（带有至少两个-NCO异氰酸酯官能的化合 物）和多元醇（带有至少两个-ROH醇官能的化合物）的反应产物，所使用的多元醇的醇官 能通常附接至聚醚或聚酯。
[0023] 本发明的轮胎的泡沫因此具有的区别特征在于基于特定的二异氰酸酯化合物 (在该情况下为MDI)，所述二异氰酸酯化合物与本身特定的多元醇（在该情况下为具有高 环氧乙烷含量（大于50% )的聚醚）组合。
[0024] 根据一个优选的实施方案，MDI为唯一的二异氰酸酯，或者如果存在多种二异氰酸 酯化合物，MDI形成以重量计的主要的二异氰酸酯，优选在后一情况下占二异氰酸酯化合物 的总重量的大于50%。如果存在多种二异氰酸酯化合物，MDI还更优选占所有二异氰酸酯 化合物的大于70重量％，特别是大于90重量％。作为可以与MDI共混使用的另一种二异 氰酸酯的实例，将例如提及TDI(甲苯二异氰酸酯，通常以2, 4-和2, 6-异构体的混合物的 形式使用）。
[0025] 然而，根据一个特别优选的实施方案，MDI，特别是4, 4' -MDI，是形成本发明的充气 轮胎的PU泡沫的唯一的二异氰酸酯。
[0026] 可以使用MDI的所有异构体（特别是2, 2' -MDI、2, 4' -MDI、4, 4' -MDI)及其混合 物以及除了MDI之外还包含下式（η大于或等于1)的低聚物的聚合MDI，或上述MDI和聚合 MDI的混合物：
[0027]
【权利要求】
1. 硫化状态下的充气轮胎，所述充气轮胎的内壁设置有聚氨酯泡沫层，其特征在于，所 述聚氨酯基于二苯甲烷二异氰酸酯（缩写为MDI)和多元醇，所述多元醇具有大于50% (重 量％ )的环氧乙烧含量。
2. 根据权利要求1所述的轮胎，其中所述MDI为唯一的二异氰酸酯，或者如果存在多种 二异氰酸酯，所述MDI形成以重量计的主要的二异氰酸酯。
3. 根据权利要求1或2所述的轮胎，其中所述MDI为4, 4' -二苯甲烷二异氰酸酯。
4. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中具有大于50%的环氧乙烷含量的所述 多元醇为唯一的多元醇，或者如果存在多种多元醇，具有大于50%的环氧乙烷含量的所述 多元醇形成以重量计的主要的多元醇。
5. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述多元醇的环氧乙烷含量大于70%。
6. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中二异氰酸酯/多元醇的摩尔比例在2和 10之间，优选在3和6之间。
7. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述聚氨酯泡沫具有根据ISO 845标准 测得的在0. 020和0. 070g/cm3之间，优选在0. 030至0. 060g/cm3范围内的表观芯部密度。
8. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述聚氨酯泡沫具有根据ISO 3386-1 标准在50%体积压缩下测得的在2和llkPa之间的压缩下的应力/应变特征。
9. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述聚氨酯泡沫具有根据ISO 1856标 准（方法A)在90%压缩和70°C温度下测得的小于25%，优选小于15%的压缩变定。
10. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述聚氨酯泡沫具有根据ISO 4638标 准测得的大于l〇〇〇〇Pa. s. nT2,优选大于20000Pa. s. nT2的空气流动阻力。
11. 根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其中所述泡沫层的厚度在5和100mm之间， 优选在10和50mm之间。
【文档编号】B60C1/00GK104364286SQ201380029960
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】A·帕尔丰德里, A·德尔菲诺 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司