本發(fā)明涉及一種輪胎胎體,其包括兩個(gè)胎側(cè)和胎冠區(qū)域,所述胎冠區(qū)域適于在徑向外部接收可去除的胎面。
背景技術(shù):
專(zhuān)利申請(qǐng)WO 2009/139449 A1提出了一種子午線輪胎,其包括:至少一個(gè)連接左胎圈部分和右胎圈部分的胎體層;帶束層,其設(shè)置在胎體層的外圍上;以及胎面,其設(shè)置在帶束層的外圍上,其中胎面具有分層結(jié)構(gòu),其包括胎面?zhèn)认鹉z層、帶束層側(cè)橡膠層和插在它們之間的由熱塑性樹(shù)脂或通過(guò)共混熱塑性樹(shù)脂與彈性體獲得的熱塑性彈性體組合物構(gòu)成的熱塑性薄膜層。該發(fā)明還涉及通過(guò)子午線輪胎制造翻新輪胎的方法,所述子午線輪胎的胎面被磨損掉,所述方法包括通過(guò)加熱來(lái)軟化熱塑性薄膜層,分離并去除胎面?zhèn)认鹉z層以形成輪胎外胎,并隨后將新鮮胎面?zhèn)认鹉z層粘接至輪胎外胎。
文獻(xiàn)JP2011042091提出使用具有輪胎骨架構(gòu)件的熱塑性材料的輪胎以減少輪胎的生產(chǎn)成本。輪胎骨架構(gòu)件使用熱塑性材料形成,墊層橡膠(非硫化橡膠)設(shè)置在骨架構(gòu)件的周?chē)砻嫔?。?jīng)硫化或半硫化胎面橡膠設(shè)置在墊層橡膠的輪胎直徑方向的外側(cè)。胎面的周?chē)采w有帶狀限制構(gòu)件以將胎面推向輪胎骨架構(gòu)件的這側(cè)以構(gòu)成臨時(shí)組裝件。組裝件被臨時(shí)支持在容器中,通過(guò)加熱容器的內(nèi)部來(lái)進(jìn)行硫化,從而將胎面橡膠粘合至輪胎構(gòu)件。
專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2011042229提出確保由熱塑性材料形成的輪胎骨架構(gòu)件與胎面的接合部分上的均勻和穩(wěn)定的接合表面。
文獻(xiàn)FR 2 988 728涉及用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的子午線輪胎,其特別地包括周向設(shè)置在胎面的徑向外部和胎體增強(qiáng)件之間的胎冠增強(qiáng)件。徑向內(nèi)彈性體層被稱為下層,其具有與胎面的徑向外部的配方不同的配方,其本身沿周向設(shè)置在胎面的徑向外部和胎體增強(qiáng)件之間。所述下層包括至少一種熱塑性彈性體,所述熱塑性彈性體為包含至少一種彈性體嵌段和至少一種熱塑性嵌段的嵌段共聚物,熱塑性彈性體的總含量在65至100phr(重量份/100份彈性體)的范圍內(nèi)。
申請(qǐng)WO2008006185描述了用于輪胎胎面的通用載體,其以旨在定制成用于任何類(lèi)型的胎面的應(yīng)用的成品的形式,由胎圈以及圍繞通過(guò)彎曲區(qū)域拱起的平坦區(qū)域的胎側(cè)而形成,胎面具有基層,所述基層涂布有一層熱塑性彈性體,所述熱塑性彈性體層與顯示出自粘特性的另一層相容,并且通過(guò)可去除塑料薄膜進(jìn)行保護(hù)免于氧化和不同污染物。
這些不同系統(tǒng)涉及復(fù)雜昂貴的工序并產(chǎn)生了胎面和胎體之間的粘合特性方面的不確定結(jié)果。
本發(fā)明提供各種技術(shù)手段用于克服這些各種缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
首先,本發(fā)明的第一主題是提供可以簡(jiǎn)化翻新和胎面分離操作的裝置或方法,特別是用于旨在用于乘用車(chē)輛或私人車(chē)輛的輪胎。
本發(fā)明的另一目的在于提供可以以顯著的準(zhǔn)確性和良好的可重復(fù)性進(jìn)行胎面分離操作的裝置或方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供可以在非工業(yè)場(chǎng)所,例如安裝和卸下輪胎的加油站,進(jìn)行翻新和胎面分離操作的裝置或方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供可以進(jìn)行胎面分離和翻新操作的裝置或方法,其可以促進(jìn)翻新輪胎的生產(chǎn),其胎面和胎體之間的粘合特性特別地有利、穩(wěn)定且持久。
為此,本發(fā)明提供一種輪胎胎體,所述胎體包括兩個(gè)胎側(cè)和適于在徑向外部接收胎面的胎冠區(qū)域,胎側(cè)和胎冠的內(nèi)表面形成內(nèi)壁,所述胎體還包括覆蓋有熱塑性彈性體(TPE)的層的周向胎面支撐表面。熱塑性彈性體(TPE)的層與相鄰的胎冠橡膠混合物的層交聯(lián)。
根據(jù)有利的實(shí)施方案,在TPE層沒(méi)有貫穿其本體交聯(lián)的情況下,TPE/彈性體混合物界面共同交聯(lián)。此特征可以使TPE/彈性體混合物界面在TPE層保持本身性質(zhì)的同時(shí)特別地具有耐性和耐久性。這可能是由于胎體通過(guò)包含交聯(lián)劑的胎體彈性體混合物和相鄰的缺少交聯(lián)劑的熱塑性彈性體層的結(jié)合模制和硫化而獲得,模制和交聯(lián)使得能夠在TPE層沒(méi)有貫穿其本體交聯(lián)的情況下共同交聯(lián)TPE/彈性體混合物界面。
這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提供一種優(yōu)化的胎體,其用于初始接收能夠分離的新鮮胎面,之后以最優(yōu)的成本以非常高水平的準(zhǔn)確度進(jìn)行隨后的胎面分離和翻新操作。
根據(jù)有利的實(shí)施方案,熱塑性彈性體(TPE)的層與相鄰的胎冠橡膠混合物的層交聯(lián)。
TPE層與輪胎的橡膠混合物通過(guò)硫化的共同交聯(lián)已經(jīng)顯示出極其積極和強(qiáng)健的效果。交聯(lián)通過(guò)存在于輪胎中的試劑(硫和促進(jìn)劑,其通常在輪胎的橡膠混合物中)進(jìn)行。這些試劑在固化前在生產(chǎn)輪胎的預(yù)成型體時(shí)不存在于TPE層。在固化的過(guò)程中這些試劑的少量遷移使得能夠與TPE/橡膠界面中的硫交聯(lián),并可以使TPE產(chǎn)品不貫穿其本體而交聯(lián)。
根據(jù)另一有利的實(shí)施方案,熱塑性彈性體(TPE)的層位于相對(duì)于胎體的徑向外部。
有利地,熱塑性彈性體(TPE)的層覆蓋有可去除的保護(hù)膜。
還有利地,熱塑性彈性體(TPE)的層由SBS或SBS/PPE構(gòu)成。
還有利地,熱塑性彈性體(TPE)的層包括在10μm和1mm之間,更優(yōu)選地,在10μm和200μm之間,還更優(yōu)選地在10μm和80μm之間的厚度。
根據(jù)另一有利的實(shí)施方案,所述胎體包括胎體增強(qiáng)結(jié)構(gòu),所述胎體增強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地設(shè)置有徑向和/或縱向增強(qiáng)體。
還有利地,胎體包括至少一個(gè)胎冠增強(qiáng)件(例如,相對(duì)于胎體的中平面具有傾斜角度設(shè)置的交叉或非交叉的增強(qiáng)體的層)。
本發(fā)明還提供一種輪胎,其由上述胎體構(gòu)成,在所述胎體上抵住周向胎面支撐表面附接胎面。
在有利的替代形式中,胎面通過(guò)熱結(jié)合附接至胎體。
在本發(fā)明另一有利的替代形式中,胎面以可去除的方式附接至胎體(例如通過(guò)將熱能施加在待拆卸的兩個(gè)元件之間的界面處來(lái)去除)。
附圖說(shuō)明
全部實(shí)施細(xì)節(jié)在通過(guò)圖1至圖11補(bǔ)充的如下說(shuō)明書(shū)中給出,其僅出于非限制性實(shí)施例的目的而呈現(xiàn),其中:
-圖1A至圖1E示意地顯示本發(fā)明的范圍內(nèi)采用的構(gòu)思,其中在圖1A中顯示胎體和胎面形成新鮮輪胎,在圖1B中顯示胎面磨損的輪胎,在圖1C中顯示磨損的胎面的去除(胎面分離),在圖1D中顯示安裝新胎面(翻新),而在圖1E中顯示經(jīng)翻新的輪胎;
-圖2顯示在于胎面的界面區(qū)域處設(shè)置有熱塑性彈性體的層的胎體的實(shí)施例;
-圖3示意地顯示根據(jù)本發(fā)明的輪胎的兩個(gè)部分;
-圖4顯示圖3的輪胎的替代結(jié)構(gòu)形式;
-圖5A和圖5B示意地顯示具有各種位置的增強(qiáng)體的胎冠區(qū)域的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例;
-圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的胎面的示意性代表;
-圖7A和圖7B示意地顯示如圖6中所示胎面的模制模式;
-圖8A和圖8B示意地顯示具有設(shè)置在TPE的層(圖8A)中或橡膠材料的層(圖8B)中的周向增強(qiáng)體的胎面的替代形式;
-圖9A和圖9B示意地顯示其中可去除部分從一個(gè)胎圈延伸至另一胎圈形成環(huán)的替代實(shí)施方案;
-圖10為顯示通過(guò)模具有利地在多個(gè)區(qū)段模制圖9A和圖9B中所示的環(huán)以促進(jìn)從模具去除的視圖;
-圖11示意地顯示經(jīng)模制的環(huán)的實(shí)施例立體圖。
具體實(shí)施方式
快速翻新系統(tǒng)
圖1A至圖1E示意地顯示在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用的裝置和方法的基本原理,該原理在于,在處于新鮮狀態(tài)下的輪胎(圖1A)中具有特別地用于胎面分離和翻新操作的熱塑性彈性體材料(TPE)的層。通過(guò)這種新型結(jié)構(gòu),現(xiàn)在可以在磨損的輪胎上在需要時(shí)更快速且更容易地進(jìn)行翻新操作(圖1B和1C)。
這是因?yàn)?,一旦輪胎磨損,可以容易且快速地進(jìn)行如下操作:
-通過(guò)加熱的效果軟化TPE層,由此使得在胎面已經(jīng)被磨損后非常容易地分離胎面(圖1C);
-一旦胎面從輪胎的剩余部分分離,所獲得的胎體在表面具有可得到的特別地適于接收新胎面的TPE層;
-通過(guò)添加本身也包括TPE層的新的胎面進(jìn)行胎面的替換(圖1D和圖1E)。通過(guò)加熱組件并通過(guò)以一定壓力保持胎面與胎體接觸(圖1D),胎面保持粘接至胎體,并具有強(qiáng)烈和持久的粘合力,而不使用粘合劑,因?yàn)橥ㄟ^(guò)熱結(jié)合提供的粘合產(chǎn)生了極其有利的結(jié)果。
此結(jié)構(gòu)和此方法的主要優(yōu)點(diǎn)為:
-操作的速度,其不需要進(jìn)行如現(xiàn)有翻新系統(tǒng)常規(guī)的那樣為了去除胎面的梳理或安裝新胎面后的硫化;
-胎面去除操作的顯著的準(zhǔn)確性,這是因?yàn)楦鶕?jù)輪胎的設(shè)計(jì)而特別提供并界定的分離區(qū)域。此精確的界定可以控制并可以減少留在胎體上的橡膠混合物(或橡膠)的量。后一方面非常有利于輪胎的持久性,并限制燃料的消耗;
-在銷(xiāo)售和/或替換輪胎的地點(diǎn)進(jìn)行胎面去除和翻新操作從而免去固然需要監(jiān)控胎體的庫(kù)存和物流的管理;
-包括TPE層的輪胎難以通過(guò)常規(guī)方法從模具中去除。這是因?yàn)門(mén)PE層在固化壓機(jī)中軟化,而從包括胎面花紋的模具的去除在胎面上施加徑向應(yīng)力,這可能導(dǎo)致胎面的剝落點(diǎn)。一個(gè)可能的解決方案在于在從模具去除之前冷卻壓機(jī)中的輪胎。該動(dòng)作在能量方面非常地不利,并且工業(yè)上不是非常實(shí)際。本發(fā)明的方案可以克服這種缺點(diǎn)。
因此,根據(jù)本發(fā)明的輪胎的設(shè)計(jì)以兩部分提供:由術(shù)語(yǔ)“胎體”表示的部分和由術(shù)語(yǔ)“胎面”表示的另一部分。
i)用于生產(chǎn)新鮮輪胎的胎體或具有預(yù)先使用的胎體的輪胎
輪胎以兩部分制造:胎體和胎面。胎體是不包括胎面的輪胎。有用的是在輪胎的使用壽命的兩個(gè)時(shí)段考慮胎體,或者在新鮮輪胎時(shí)或者在具有磨損的胎面的輪胎時(shí)。
這兩個(gè)部分組裝以生產(chǎn)最終輪胎。所用胎體或者為新制造的,或者通過(guò)從經(jīng)使用的具有磨損的胎面的輪胎分離胎面而獲得。此操作可以在胎面磨損后進(jìn)行,從而將新胎面放置在通過(guò)胎面分離獲得的胎體上。
在這兩種情況中,胎體1包括胎圈7、胎側(cè)2和胎冠區(qū)域3,所述胎冠區(qū)域3可以經(jīng)由胎側(cè)2的徑向外部來(lái)連接兩個(gè)胎側(cè)2。胎體1有利地包括一個(gè)或更多個(gè)胎體增強(qiáng)件5和胎冠增強(qiáng)件,任選的0°增強(qiáng)體,與標(biāo)準(zhǔn)輪胎類(lèi)似。
然而,其不具有胎面。并非胎面且替代胎面的是,旨在與胎面接觸的徑向外部區(qū)域提供有熱塑性彈性體(TPE)材料的層,如下文描述。
TPE層可以具有約0.1至1mm的厚度。有利地,此層具有減小的厚度,其在10和200μm之間,還更有利地,在10和80μm之間。在內(nèi)部測(cè)試中,20和50μm之間的TPE層獲得優(yōu)秀的持久性。
成功使用的材料為SBS/PPE和甲基苯乙烯。
胎體有利地通過(guò)在固化/硫化壓機(jī)中模制來(lái)制造。壓機(jī)可以被冷卻從而促進(jìn)無(wú)缺陷TPE層的形成。
有利地,在胎體預(yù)成型和將其插入固化模具之間,耐受固化溫度的熱塑性插入物被引入。有利地使用的材料例如(此列出不受限):ETFE(乙基四氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(氟化乙烯丙烯)、PFA(全氟烷氧基)、PMP(聚甲基戊烯)或PA(聚酰胺)。
所用薄膜有利地具有小于100μm的厚度,更有利地在25和50μm之間。
為了促進(jìn)模制,同時(shí)避免特別是在表面形成氣泡,有利地是在模制過(guò)程中提供粗糙表面狀態(tài)。
這種表面狀態(tài)例如可以通過(guò)如下獲得:
-在模具中刻入要素,例如溝槽,其具有小于0.5mm,優(yōu)選小于0.3mm的深度。有利地,通道連接在一起從而形成網(wǎng)絡(luò);
-通過(guò)使用絲絨型模具;
-通過(guò)使用與模具表面接觸的織物。
通過(guò)此結(jié)構(gòu)和此方法獲得的胎面支撐表面顯示出表面粗糙度,這有利于胎體和胎面之間的結(jié)合。
ii)胎面(結(jié)構(gòu)和模制)
胎面4包括在其徑向內(nèi)表面處的熱塑性彈性體(TPE)8的層。這可以使得進(jìn)行與本身在其徑向外表面6上包括熱塑性彈性體(TPE)的層的胎體1的組裝。
為了進(jìn)行模制同時(shí)防止TPE粘附至模具的壁,不粘薄膜12設(shè)置在模具中。有利地使用耐受固化溫度的熱塑性薄膜。對(duì)于乘用車(chē)輛的輪胎,塑料的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)必須大于180℃,優(yōu)選大于200℃。有利地使用的材料例如(此列出不受限):ETFE(乙基四氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(氟化乙烯丙烯)、PFA(全氟烷氧基)、PMP(聚甲基戊烯)或PA(聚酰胺)。
所用薄膜有利地具有小于100μm的厚度,更優(yōu)選地在25和50μm之間。
胎面4的模制通過(guò)徑向外部模具元件10和徑向內(nèi)部模具元件11進(jìn)行,徑向外部模具元件10顯示出胎面的胎面花紋。徑向內(nèi)部模具11旨在模制TPE的表面,該TPE的表面與胎體的TPE區(qū)域(完全或部分)接觸從而產(chǎn)生熱結(jié)合(通常表示為熱熔結(jié)合)。
正如對(duì)于胎體,為了促進(jìn)模制,同時(shí)避免特別是在表面形成氣泡,有利地是在模制過(guò)程中提供粗糙表面狀態(tài)。這種表面狀態(tài)例如可以通過(guò)如下獲得:
-在模具中刻入要素,例如溝槽,其具有小于0.5mm,優(yōu)選小于0.3mm的深度。具有表面溝槽的模具可以涂布鐵氟龍。有利地,通道連接在一起從而形成網(wǎng)絡(luò);
-通過(guò)使用絲絨型模具;
-通過(guò)使用與模具表面接觸的織物。
所得胎面顯示出表面粗糙度,這有利于胎體和胎面之間的結(jié)合。
圖7A顯示設(shè)置在模具和TPE層之間的薄膜12的實(shí)施例。
圖7B顯示有利地在薄膜12以下還提供織物13的替代形式??椢锟梢杂蒔A、聚酯或其他材料制得,有利地具有在0.1和1mm之間的厚度。
在替代形式中,壓力下降的循環(huán)在模制過(guò)程中進(jìn)行從而促進(jìn)脫氣,并由此促進(jìn)更好的模制質(zhì)量。
在另一替代形式中,使用之前的布置(通過(guò)織物或有溝槽的模具)使得可以產(chǎn)生具有良好質(zhì)量的模制同時(shí)減少壓力下降的循環(huán)。
iii)胎體/胎面分離區(qū)域的定位的替代實(shí)施方案
在圖2和圖3的實(shí)施例中,提供胎體和胎面的各自的TPE層,使得胎面缺少增強(qiáng)體(圖3),增強(qiáng)體提供在胎體中(圖2)。
圖4、5A和5B顯示各種替代形式,其中根據(jù)其他結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置這兩個(gè)元件之間的邊界。例如,在圖4中,胎體包括從一個(gè)胎圈設(shè)置至另一胎圈的胎體增強(qiáng)體,胎面容納其他增強(qiáng)體(如胎冠增強(qiáng)體)。圖5A和圖5B的實(shí)施例顯示其他替代結(jié)構(gòu)形式,其中胎冠增強(qiáng)體分布在胎面和胎體(圖5A)之間或集中在胎面中(圖5B)。一方面根據(jù)所需的性能,并且也從有利于在任選的翻新之前控制胎體的增強(qiáng)體的良好質(zhì)量的可能性方面,這些各種替代形式提供各種優(yōu)點(diǎn)。此外,在增強(qiáng)體集中在胎面中的情況下,在翻新前去除增強(qiáng)體使其可以避免已經(jīng)可能經(jīng)受氧化的增強(qiáng)體的任何延長(zhǎng)使用。
在使用雙層的周向增強(qiáng)體的另一替代形式中,邊界有利地位于這兩層增強(qiáng)體之間。
iv)胎面為環(huán)形形式的實(shí)施方案
圖9至圖11為本發(fā)明的另一實(shí)施方案的圖示,其中胎面4和胎體1之間的邊界從一個(gè)胎側(cè)2延伸至另一胎側(cè),或從胎圈7延伸至另一胎圈,形成環(huán)15,如圖9A的實(shí)施例中所示。圖10顯示延伸的胎面或環(huán)15模具的實(shí)施例。為了促進(jìn)從模具去除,此模具有利地由相對(duì)于彼此可以拆卸的多個(gè)區(qū)段制得,如圖10中所示。
所采用材料,與模制有關(guān)的預(yù)防措施,如不粘薄膜12和/或織物13的使用,相似地應(yīng)用于這些實(shí)施方案。
圖11為準(zhǔn)備與胎體配對(duì)的環(huán)的立體圖示。設(shè)置有TPE的內(nèi)區(qū)域使得兩個(gè)元件有效率且確定的結(jié)合成為可能,與具有限制至胎冠區(qū)域的胎面的在前實(shí)施方案的前文描述相似。
v)材料
術(shù)語(yǔ)“phr”(法語(yǔ)中為pce)在本專(zhuān)利申請(qǐng)的含義范圍內(nèi)意指重量份/100重量份彈性體(熱塑性彈性體和非熱塑性彈性體混合在一起)。在本發(fā)明的含義范圍內(nèi),熱塑性彈性體(TPE)包括在彈性體中。
此外,由表述在“a和b之間”表示的任何值的區(qū)間代表由大于a至小于b的值的范圍(即不包括極限a和b),而由表述“a至b”表示的任何值的區(qū)間意指由a直至b的值的范圍(即包括嚴(yán)格極限a和b)。
1.下層的組合物
根據(jù)本發(fā)明的輪胎具有這樣的必要特征:設(shè)置有彈性體層,其被稱為“下層”,其具有與胎面的具有花紋的外部不同的配方,所述下層包括至少一種熱塑性彈性體,所述熱塑性彈性體為包含至少一個(gè)彈性體嵌段和至少一個(gè)熱塑性嵌段的嵌段共聚物,熱塑性彈性體的總含量在65至100phr(重量份/100份彈性體)的范圍內(nèi)。
1.1熱塑性彈性體(TPE)
熱塑性彈性體(縮寫(xiě)為“TPE”)具有熱塑性聚合物和彈性體之間的中間結(jié)構(gòu)。這些熱塑性彈性體由通過(guò)柔性彈性體嵌段連接的剛性熱塑性嵌段構(gòu)成的嵌段共聚物。
用于實(shí)施本發(fā)明的熱塑性彈性體為嵌段共聚物,其熱塑性嵌段和彈性體嵌段的化學(xué)性質(zhì)可以變化。
1.1.1 TPE的結(jié)構(gòu)
TPE的數(shù)均分子量(標(biāo)記為Mn)優(yōu)選在30 000和500 000g/mol之間,更優(yōu)選地在40 000和400 000g/mol之間。在指出的最小值以下,存在受影響的TPE的彈性體鏈之間內(nèi)聚的風(fēng)險(xiǎn),特別是由于其可能被稀釋(在增量油的存在下);此外,存在影響機(jī)械性質(zhì)的工作溫度增加的風(fēng)險(xiǎn),特別是斷裂性質(zhì),由此減少“熱”性能。此外,過(guò)高的分子量Mn可能損害此實(shí)施。因此,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在50 000至300 000g/mol的范圍內(nèi)的值特別地適合,尤其適合于TPE在輪胎下層組合物的用途。
通過(guò)空間排阻色譜法(SEC)以已知的方式測(cè)定TPE彈性體的數(shù)均分子量(Mn)。例如,在苯乙烯熱塑性彈性體的情況下,此樣品事先溶解于濃度約為1g/l的四氫呋喃中,隨后溶液在注射前過(guò)濾通過(guò)孔隙度為0.45μm的過(guò)濾器。所使用的儀器為Waters Alliance色譜線。洗脫溶劑為四氫呋喃,流量為0.7ml/min,體系的溫度為35℃,分析時(shí)間為90min。使用一組串聯(lián)的商標(biāo)名為Styragel的四根Waters柱(HMW7、HMW6E和兩根HT6E)。聚合物樣品溶液的注入體積為100μl。檢測(cè)器為Waters 2410差示折光計(jì),利用色譜數(shù)據(jù)的相關(guān)軟件為Waters MILLENIUM系統(tǒng)。計(jì)算的平均摩爾質(zhì)量是相對(duì)于用聚苯乙烯標(biāo)樣產(chǎn)生的校準(zhǔn)曲線而言。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以調(diào)節(jié)所述條件。
TPE的多分散性指數(shù)PI值(法語(yǔ)為Ip)(作為提醒:PI=Mw/Mn,其中Mw為重均分子量,Mn為數(shù)均分子量)優(yōu)選小于3,更優(yōu)選地小于2,還更優(yōu)選地小于1.5。
在本專(zhuān)利申請(qǐng)中,當(dāng)提及TPE的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí),其涉及與彈性體嵌段相關(guān)的Tg。TPE優(yōu)選地顯示出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(“Tg”),所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(“Tg”)優(yōu)選地小于或等于25℃,更優(yōu)選地小于或等于10℃。大于這些最小值的Tg值能減弱下層在非常低的溫度下使用時(shí)的性能;對(duì)于這種使用,TPE的Tg更優(yōu)選地小于或等于-10℃。再優(yōu)選地,TPE的Tg大于-100℃。
以已知的方式,TPE顯示出兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度峰(Tg,根據(jù)ASTM D3418測(cè)量),與TPE的彈性體部分相關(guān)的最低溫度和與TPE的熱塑性部分相關(guān)的最高溫度。因此,TPE的柔性嵌段由小于環(huán)境溫度(25℃)的Tg定義,而剛性嵌段具有大于80℃的Tg。
為了具有彈性體性質(zhì)和熱塑性質(zhì)兩者,TPE必須提供有足夠不相容的嵌段(換言之,由于其各自重量、其各自極性或其各自Tg值而不同)以保持彈性體嵌段或熱塑性嵌段它們本身的性質(zhì)。
TPE可以為具有少數(shù)嵌段(小于5,通常為2或3)的共聚物,在此情況下,這些嵌段優(yōu)選具有大于15 000g/mol的較高重量,這些TPE可以例如為包含熱塑性嵌段和彈性體嵌段的二嵌段共聚物。它們通常還為具有由一個(gè)柔性鏈段連接的兩個(gè)剛性鏈段的三嵌段彈性體。剛性鏈段和柔性鏈段可以線性地設(shè)置,或以星形或支化的結(jié)構(gòu)設(shè)置。通常,這些鏈段或嵌段的每一個(gè)通常包含最少5個(gè)以上,通常10個(gè)以上基本單元(例如用于苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯單元和丁二烯單元)。
TPE還可以包含大量較小的嵌段(大于30,通常為50至500),在此情況下,這些嵌段優(yōu)選地具有相對(duì)較低的重量,例如為500至5000g/mol;這些TPE隨后被稱為多嵌段TPE,其為彈性體嵌段/熱塑性嵌段系列。
根據(jù)第一個(gè)替代形式,TPE以線性形式設(shè)置。例如,TPE為二嵌段共聚物:熱塑性嵌段/彈性體嵌段。TPE還可以為三嵌段共聚物:熱塑性嵌段/彈性體嵌段/熱塑性嵌段,換言之,中心彈性體嵌段和在彈性體嵌段的兩個(gè)末端的兩個(gè)端點(diǎn)熱塑性嵌段。相同地,多嵌段TPE可以為彈性體嵌段/熱塑性嵌段的線性系列。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)替代形式,用于本發(fā)明所要求的TPE以包含至少3個(gè)支鏈的星形支化形式設(shè)置。例如,TPE則可以由包含至少3個(gè)支鏈的星形支化的彈性體嵌段和位于彈性體嵌段的每個(gè)支鏈的末端的熱塑性嵌段構(gòu)成。中心彈性體的支鏈數(shù)可以變化,例如從3變化至12,優(yōu)選地從3變化至6。
根據(jù)本發(fā)明的另一替代形式,TPE以支化或樹(shù)狀形式設(shè)置。TPE可以由支化的或樹(shù)狀的彈性體嵌段和位于樹(shù)狀的彈性體嵌段的支鏈的末端的熱塑性嵌段構(gòu)成。
1.1.2.彈性體嵌段的性質(zhì)
本發(fā)明所要求的TPE的彈性體嵌段可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何彈性體。通常,它們的Tg小于25℃,優(yōu)選地小于10℃,更優(yōu)選地小于0℃,非常優(yōu)選地小于-10℃。再優(yōu)選地,TPE的彈性體嵌段的Tg大于-100℃。
對(duì)于包含基于碳的鏈的彈性體嵌段,如果TPE的彈性體部分不包含不飽和烯鍵,則其被稱為飽和彈性體嵌段。如果TPE的彈性體嵌段包含不飽和烯鍵(換言之,碳-碳雙鍵),則其被稱為不飽和或二烯彈性體嵌段。
飽和彈性體嵌段由通過(guò)自至少一種(換言之,一種或更多種)烯鍵單體(換言之,包含碳-碳雙鍵的單體)的聚合獲得的聚合物序列構(gòu)成。在得自這些烯鍵單體的嵌段中可以提及聚亞烷基嵌段,例如乙烯/丙烯或乙烯/丁烯無(wú)規(guī)共聚物。這些飽和彈性體嵌段還可以通過(guò)不飽和彈性體嵌段的氫化獲得。它們還可以為獲得自聚醚、聚酯或聚碳酸酯類(lèi)的脂族嵌段。
在飽和彈性體嵌段的情況下,TPE的此彈性體嵌段優(yōu)選地主要由烯鍵單元構(gòu)成?!爸饕崩斫鉃橐庵赶╂I單體相對(duì)于彈性體嵌段的總重量的以重量計(jì)的最高含量,優(yōu)選的以重量計(jì)的含量大于50%,更優(yōu)選地大于75%,還優(yōu)選地大于85%。
共軛C4–C14二烯可以與烯鍵單體共聚。在此情況下,它們?yōu)闊o(wú)規(guī)共聚物。優(yōu)選地,這些共軛二烯選自異戊二烯、丁二烯、1-甲基丁二烯、2-甲基丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2,4-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-己二烯、3-甲基-1,3-己二烯、4-甲基-1,3-己二烯、5-甲基-1,3-己二烯、2,3-二甲基-1,3-己二烯、2,4-二甲基-1,3-己二烯、2,5-二甲基-1,3-己二烯、2-新戊基丁二烯、1,3-環(huán)戊二烯、1,3-環(huán)己二烯、1-乙烯基-1,3-環(huán)己二烯或它們的混合物。更優(yōu)選地,共軛二烯選自丁二烯或異戊二烯或包含丁二烯和異戊二烯的混合物。
在不飽和彈性體嵌段的情況下,TPE的此彈性體嵌段優(yōu)選地主要由二烯彈性體部分構(gòu)成。主要理解為意指二烯單體相對(duì)于彈性體嵌段的總重量的以重量計(jì)的最高含量,優(yōu)選的以重量計(jì)的含量大于50%,更優(yōu)選地大于75%,還更優(yōu)選地大于85%。替代地,不飽和彈性體嵌段的不飽和可以源自包含雙鍵和環(huán)類(lèi)不飽和的單體;此為例如聚降冰片烯的情況。
優(yōu)選地,共軛C4–C14二烯可以聚合或共聚以形成二烯彈性體嵌段。優(yōu)選地,這些共軛二烯選自異戊二烯、丁二烯、間戊二烯、1-甲基丁二烯、2-甲基丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2,4-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-戊二烯、2,5-二甲基-1,3-戊二烯、2-甲基-1,4-戊二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-己二烯、2-甲基-1,5-己二烯、3-甲基-1,3-己二烯、4-甲基-1,3-己二烯、5-甲基-1,3-己二烯、2,5-二甲基-1,3-己二烯、2,5-二甲基-2,4-己二烯、2-新戊基-1,3-丁二烯、1,3-環(huán)戊二烯、甲基環(huán)戊二烯、2-甲基-1,6-庚二烯、1,3-環(huán)己二烯、1-乙烯基-1,3-環(huán)己二烯或它們的混合物。更優(yōu)選地,共軛二烯為異戊二烯或丁二烯或包含異戊二烯和/或丁二烯的混合物。
根據(jù)替代形式,為了形成TPE的彈性體部分而聚合的單體可以無(wú)規(guī)地與至少一種其他單體共聚,從而形成彈性體嵌段。根據(jù)此替代形式,除了烯鍵單體之外的聚合的單體相對(duì)于彈性體嵌段的單元的總數(shù)的摩爾分?jǐn)?shù)必須使得此嵌段保持其彈性體性質(zhì)。有利地,此其他共聚單體的摩爾分?jǐn)?shù)可以為0%至50%的范圍,優(yōu)選地為0%至45%的范圍,還優(yōu)選地為0%至40%的范圍。
通過(guò)說(shuō)明的方式,能夠與第一單體共聚的此其他單體可以選自如上限定的烯鍵單體(例如乙烯)、二烯單體,特別是如上限定的具有4至14個(gè)碳原子的共軛二烯單體(例如丁二烯)、如上所述的具有8至20個(gè)碳原子的乙烯基芳族類(lèi)單體,或可以包含例如乙酸乙烯酯的單體。
當(dāng)共聚單體為乙烯基芳族類(lèi)時(shí),有利地占單元的分?jǐn)?shù)(相對(duì)于熱塑性嵌段的單元的總數(shù))為0%至50%,優(yōu)選地在0%至45%的范圍內(nèi),還優(yōu)選地在0%至40%的范圍內(nèi)。上述苯乙烯單體,即甲基苯乙烯、對(duì)(叔丁基)苯乙烯、氯代苯乙烯、溴代苯乙烯、氟代苯乙烯或?qū)?羥基苯乙烯,特別地適合作為乙烯基芳族化合物。優(yōu)選地,乙烯基芳族類(lèi)的共聚單體為苯乙烯。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案,TPE的彈性體嵌段總體上顯示出數(shù)均分子量(Mn)在25 000g/mol至350 000g/mol的范圍內(nèi),優(yōu)選地在35 000g/mol至250 000g/mol的范圍內(nèi),從而在TPE上賦予足夠用作輪胎下層且與用作輪胎下層相容的良好彈性體性質(zhì)和機(jī)械強(qiáng)度。
彈性體嵌段還可以為包含數(shù)類(lèi)如上所述的烯鍵、二烯或苯乙烯單體的嵌段。
彈性體嵌段還可以由數(shù)個(gè)如上所述的彈性體嵌段構(gòu)成。
1.1.3.熱塑性嵌段的性質(zhì)
對(duì)于熱塑性嵌段的定義,可以使用剛性熱塑性嵌段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的特征。此特征是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。可以特別地選擇工業(yè)處理(變形)溫度。在無(wú)定型聚合物(或聚合物嵌段)的情況下,選擇處理溫度顯著地大于熱塑性嵌段的Tg。在半晶質(zhì)聚合物(或聚合物嵌段)的特定情況下,可以觀察到熔點(diǎn)大于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在此情況下,作為替代,熔點(diǎn)(M.p,法語(yǔ)為T(mén)f)使得能夠選擇所考慮的聚合物(或聚合物嵌段)的處理溫度。因此,隨后,當(dāng)提及“Tg(或者M(jìn).p,如果適合的話)”時(shí),有必要考慮此溫度為用于選擇處理溫度的溫度。
對(duì)于本發(fā)明的要求,TPE彈性體包含一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)選地Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃并形成自經(jīng)聚合的單體的熱塑性嵌段。優(yōu)選地,此熱塑性嵌段具有在80℃至250℃的范圍內(nèi)變化的Tg(或M.p.,如果合適的話)。優(yōu)選地,此熱塑性嵌段的Tg(或M.p.,如果合適的話)優(yōu)選地為80℃至200℃,更優(yōu)選地為80℃至180℃。
一方面通過(guò)所述共聚物必須顯示出的熱塑性性質(zhì)來(lái)確定熱塑性嵌段相對(duì)于本發(fā)明實(shí)施所限定的TPE的比例。Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃的熱塑性嵌段優(yōu)選地以這樣的比例存在:足以保持根據(jù)本發(fā)明的彈性體的熱塑性質(zhì)。在TPE中Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃的熱塑性嵌段的最小含量可以根據(jù)共聚物的使用條件而變化。另一方面,TPE在輪胎制備的過(guò)程中變形的能力也可以有助于確定Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃的熱塑性嵌段的比例。
Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃的熱塑性嵌段可以形成自各種性質(zhì)的經(jīng)聚合的單體;特別地,它們可以由如下嵌段或其混合物構(gòu)成:
-聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯);
-聚氨酯;
-聚酰胺;
-聚酯;
-聚縮醛;
-聚醚(聚乙烯氧化物、聚亞苯基醚);
-聚亞苯基硫化物;
-多氟化合物(FEP、PFA、ETFE);
-聚苯乙烯(下文詳細(xì)描述);
-聚碳酸酯;
-聚砜;
-聚甲基丙烯酸甲酯;
-聚醚酰亞胺;
-熱塑性共聚物,例如丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)共聚物。
Tg(或M.p.,如果合適的話)大于或等于80℃的熱塑性嵌段還可以獲得自選自如下化合物及其混合物的單體:
-苊烯:本領(lǐng)域技術(shù)人員可以提及例如Z.Fodor和J.P.Kennedy的論文,Polymer Bulletin,1992,29(6),697-705;
-茚及其衍生物,例如2-甲基茚、3-甲基茚、4-甲基茚、二甲基茚、2-苯基茚、3-苯基茚和4-苯基茚;本領(lǐng)域技術(shù)人員可以例如提及發(fā)明人為Kennedy、Puskas、Kaszas和Hager的專(zhuān)利文件US 4 946 899,以及提及J.E.Puskas、G.Kaszas、J.P.Kennedy和W.G Hager在Journal of Polymer Science,A部分:Polymer Chemistry(1992),30,41的文件以及J.P.Kennedy、N.Meguriya和B.Keszler在Macromolecules(1991),24(25),6572-6577的文件;
-異戊二烯,則根據(jù)分子內(nèi)過(guò)程導(dǎo)致一定數(shù)量的反式-1,4聚異戊二烯單元和環(huán)化單元的形成;本領(lǐng)域技術(shù)人員可以例如提及G.Kaszas、J.E.Puskas和J.P.Kennedy在Applied Polymer Science(1990),39(1)、119-144的文件和J.E.Puskas、G.Kaszas和J.P.Kennedy在Macromolecular Science,Chemistry A28(1991),65-80的文件。
聚苯乙烯獲得自苯乙烯單體。苯乙烯單體在本說(shuō)明書(shū)中應(yīng)理解為意指未取代和取代的包含苯乙烯的任何單體;在取代苯乙烯中可以提及例如甲基苯乙烯(例如鄰-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯或?qū)?甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α,2-二甲基苯乙烯、α,4-二甲基苯乙烯或二苯基乙烯)、對(duì)-(叔丁基)苯乙烯、氯苯乙烯(例如鄰-氯苯乙烯、間-氯苯乙烯、對(duì)-氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯或2,4,6-三氯苯乙烯)、溴苯乙烯(例如鄰-溴苯乙烯、間-溴苯乙烯、對(duì)-溴苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、2,6-二溴苯乙烯或2,4,6-三溴苯乙烯)、氟苯乙烯(例如鄰-氟苯乙烯、間-氟苯乙烯、對(duì)-氟苯乙烯、2,4-二氟苯乙烯、2,6-二氟苯乙烯或2,4,6-三氟苯乙烯)或?qū)?羥基苯乙烯。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,TPE彈性體中的苯乙烯以重量計(jì)的含量在5%和50%之間。在指出的最小值以下,存在彈性體的熱塑性質(zhì)顯著降低的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)在推薦的最大值以上,可能影響下層的彈性。出于這些理由,苯乙烯含量更優(yōu)選在10%和40%之間。
根據(jù)本發(fā)明的替代形式,如上所限定的經(jīng)聚合的單體可以與至少一種其它的單體共聚,從而形成具有如上所限定的Tg(或M.p.,如果合適的話)的熱塑性嵌段。
通過(guò)說(shuō)明的方式,能夠與經(jīng)聚合的單體共聚的此其它的單體可以選自二烯單體,更特別地具有4至14個(gè)碳原子的共軛二烯單體,以及具有8至20個(gè)碳原子的乙烯基芳族類(lèi)的單體,如關(guān)于彈性體嵌段的部分中所限定。
根據(jù)本發(fā)明,TPE的熱塑性嵌段總體上顯示出數(shù)均分子量(“Mn”)在5,000g/mol至150,000g/mol的范圍內(nèi),從而在TPE上賦予足夠用作輪胎下層并與用作輪胎下層相容的良好的彈性體性質(zhì)和機(jī)械強(qiáng)度。
熱塑性嵌段還可以由數(shù)個(gè)如上所述的熱塑性嵌段構(gòu)成。
1.1.4.TPE實(shí)施例
例如,TPE為共聚物,其彈性體部分為飽和的,并包含苯乙烯嵌段和亞烷基嵌段。亞烷基嵌段優(yōu)選為亞乙基、亞丙基或亞丁基。更優(yōu)選地,此TPE彈性體選自線性或星形支化的二嵌段共聚物或三嵌段共聚物:苯乙烯/乙烯/丁二烯(SEB)、苯乙烯/乙烯/丙烯(SEP)、苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯(SEEP)、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)、苯乙烯/異丁二烯(SIB)、苯乙烯/異丁二烯/苯乙烯(SIBS)和這些共聚物的混合物。
根據(jù)另一實(shí)施例,TPE為共聚物,其彈性體部分為不飽和的,并包含苯乙烯嵌段和二烯嵌段,這些二烯嵌段特別地為異戊二烯嵌段或丁二烯嵌段。更優(yōu)選地,此TPE彈性體選自線性或星形支化的二嵌段共聚物或三嵌段共聚物:苯乙烯/丁二烯(SB)、苯乙烯/異戊二烯(SI)、苯乙烯/丁二烯/異戊二烯(SBI)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/丁二烯/異戊二烯/苯乙烯(SBIS)和這些共聚物的混合物。
再例如,TPE為線性或星形支化的共聚物,其彈性體部分包含飽和部分和不飽和部分,例如,苯乙烯/丁二烯/丁烯(SBB)、苯乙烯/丁二烯/丁烯/苯乙烯(SBBS)或這些共聚物的混合物。
在多嵌段TPE中可以提及包含乙烯和丙烯/聚丙烯、聚丁二烯/聚氨酯(TPU)、聚醚/聚酯(COPE)或聚醚/聚酰胺(PEBA)的無(wú)規(guī)共聚物嵌段的共聚物。
還可能的是在根據(jù)本發(fā)明的下層內(nèi)將作為以上實(shí)施例給出的TPE相互混合。
作為可商購(gòu)的TPE彈性體可以提及由Kraton以名稱Kraton G(例如G1650、G1651、G1654和G1730產(chǎn)品)銷(xiāo)售或Kuraray以名稱Septon(例如Septon 2007、Septon 4033或Septon 8004)銷(xiāo)售的SEPS、SEEPS或SEBS類(lèi)彈性體,或Kuraray以名稱Hybrar 5125銷(xiāo)售或Kraton以名稱D1161銷(xiāo)售的SIS類(lèi)彈性體,或者由Polimeri Europa以名稱Europrene SOLT 166銷(xiāo)售的線性SBS類(lèi)彈性體,或由Kraton以名稱D1184銷(xiāo)售的星形支化的SBS類(lèi)彈性體。還可以提及由Dexco Polymers以名稱Vector(例如Vector 4114或Vector 8508)銷(xiāo)售的彈性體。在多嵌段TPE中可以提及由Exxon銷(xiāo)售的Vistamaxx TPE;由DSM以名稱Arnitel銷(xiāo)售或由DuPont以名稱Hytrel銷(xiāo)售或由Ticona以名稱Riteflex銷(xiāo)售的COPE TPE;由Arkema以名稱PEBAX銷(xiāo)售的PEBA TPE;或由Sartomer以名稱TPU 7840銷(xiāo)售或BASF以名稱Elastogran銷(xiāo)售的TPU TPE。
1.1.5.TPE量
如果在組合物中使用任選的其他(非熱塑性)彈性體,一種或更多種熱塑性彈性體(TPE)構(gòu)成以重量計(jì)的主要部分;則它們占存在于彈性體組合物中結(jié)合的彈性體的至少65重量%,優(yōu)選至少70重量%,更優(yōu)選地至少75重量%。再優(yōu)選地,一種或更多種TPE彈性體占存在于彈性體組合物中結(jié)合的彈性體的至少95重量%(特別地為100重量%)。
因此,TPE彈性體的總量在65至100phr的范圍內(nèi)變化,優(yōu)選地為70至100phr,特別地為75至100phr。再優(yōu)選地,組合物包含95至100phr的TPE彈性體。一種或更多種TPE彈性體優(yōu)選地為下層僅有的一種或更多種彈性體。
1.2.非熱塑性彈性體
僅如上所述的一種或更多種熱塑性彈性體本身足以用于根據(jù)本發(fā)明可以使用的下層。
根據(jù)本發(fā)明的下層的組合物可以包含至少一種(換言之,一種或更多種)二烯橡膠作為非熱塑性彈性體,對(duì)于此二烯橡膠可能的是單獨(dú)使用或作為與至少一種(換言之,一種或更多種)其他非熱塑性橡膠或彈性體的共混物使用。
任選的非熱塑性彈性體的總含量在0至35phr的范圍內(nèi)變化,優(yōu)選地為0至30phr,更優(yōu)選地為0至25phr,還優(yōu)選地為0至5phr。再優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的輪胎的下層不包含非熱塑性彈性體。
“二烯”彈性體或橡膠應(yīng)以已知的方式理解為意指至少部分(即均聚物或共聚物)得自二烯單體(帶有兩個(gè)共軛或非共軛的碳-碳雙鍵的單體)的(應(yīng)理解為一種或更多種)彈性體。
這些二烯彈性體可分為兩類(lèi):“基本上不飽和的”或“基本上飽和的”。
“基本上不飽和的”通常理解為意指至少部分地由共軛的二烯單體得到的二烯彈性體,其具有大于15%(摩爾%)的二烯源(共軛二烯)單元含量。在“基本上不飽和的”二烯彈性體的類(lèi)別中,“高度不飽和的”二烯彈性體旨在特別意指具有大于50%的二烯源(共軛二烯)單元含量的二烯彈性體。
因此,二烯彈性體例如一些丁基橡膠或二烯共聚物或EPDM類(lèi)的α-烯烴可以描述為“基本上飽和的”二烯彈性體(低或非常低含量的二烯源單元,通常低于15%)。
在這些定義的前提下,不論上述類(lèi)別,能夠使用在根據(jù)本發(fā)明的組合物中的二烯彈性體更特別地理解為意指:
(a)-通過(guò)聚合具有4至12個(gè)碳原子的共軛二烯單體而得到的任何均聚物;
(b)-通過(guò)將一種或更多種共軛二烯彼此共聚,或者通過(guò)將一種或更多種共軛二烯與一種或更多種具有8至20個(gè)碳原子的乙烯基芳族化合物共聚而得到的任何共聚物;
(c)-通過(guò)乙烯、具有3至6個(gè)碳原子的α-烯烴與具有6至12個(gè)碳原子的非共軛二烯單體的共聚而獲得的三元共聚物,例如由乙烯、丙烯和前述類(lèi)型的非共軛二烯單體(如特別地,1,4-己二烯、亞乙基降冰片烯或二環(huán)戊二烯)而獲得的彈性體;
(d)-異丁烯與異戊二烯的共聚物(二烯丁基橡膠),以及這種類(lèi)型的共聚物的鹵化物,特別是氯化或溴化物。
任何類(lèi)型的二烯彈性體可以用于本發(fā)明中。當(dāng)組合物包含硫化體系時(shí),在根據(jù)本發(fā)明的輪胎的下層的制造中優(yōu)選地使用基本上不飽和的彈性體,特別是上述(a)和(b)類(lèi)型。
如下特別適合作為共軛二烯:1,3-丁二烯,2-甲基-1,3-丁二烯,2,3-二(C1-C5烷基)-1,3-丁二烯,例如2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2,3-二乙基-1,3-丁二烯,2-甲基-3-乙基-1,3-丁二烯或2-甲基-3-異丙基-1,3-丁二烯,芳基-1,3-丁二烯,1,3-戊二烯或2,4-己二烯。例如如下適合作為乙烯基芳族化合物:苯乙烯,鄰-,間-或?qū)?甲基苯乙烯,“乙烯基甲苯”商用混合物,對(duì)-(叔丁基)苯乙烯,甲氧基苯乙烯,氯苯乙烯,乙烯基均三甲基苯,二乙烯基苯或乙烯基萘。
所述共聚物可以包含在99重量%和20重量%之間的二烯單元和在1重量%和80重量%之間的乙烯基芳族單元。所述彈性體可具有取決于所用聚合條件,特別是改性劑和/或無(wú)規(guī)化試劑的存在或不存在以及所用改性劑和/或無(wú)規(guī)化試劑的量的任何微結(jié)構(gòu)。彈性體可以例如在分散液或溶液中制得;它們可以為偶聯(lián)的和/或星形支化的,或也可以用偶聯(lián)劑和/或星形支化試劑或官能化試劑官能化。對(duì)于偶聯(lián)至炭黑,可以提及例如包含C-Sn鍵的官能團(tuán)或氨化官能團(tuán),例如二苯甲酮;對(duì)于偶聯(lián)至增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料,如二氧化硅,可以提及例如硅醇官能團(tuán)或具有硅醇末端的聚硅氧烷官能團(tuán)(例如描述于FR 2 740 778或US 6 013 718中)、烷氧基硅烷基團(tuán)(例如描述于FR 2 765 882或US 5 977 238中)、羧基基團(tuán)(例如描述于WO 01/92402或US 6 815 473、WO 2004/096865或US 2006/0089445中)或聚醚基團(tuán)(例如描述于EP 1 127 909或US 6 503 973中)。作為官能化彈性體的其它實(shí)施例也可提及環(huán)氧化型的彈性體(如SBR、BR、NR或IR)。
1.3.聚醚基熱塑性聚合物
上述下層可以任選地包括除了上述構(gòu)成之外的一種或更多種聚醚基熱塑性聚合物。當(dāng)它們存在于組合物中時(shí),優(yōu)選地,聚醚基熱塑性聚合物的總含量小于40phr,優(yōu)選在2和35phr之間,更優(yōu)選地在5和30phr之間,非常優(yōu)選地在10和25phr之間。這些熱塑性聚合物可以特別地為聚(對(duì)-亞苯基醚)聚合物(以縮寫(xiě)“PPE”表示)。這些PPE熱塑性聚合物對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的;它們?yōu)闃?shù)脂,在環(huán)境溫度下(20℃)為固體,并與苯乙烯聚合物相容,其已經(jīng)特別地用于增加熱塑性嵌段為苯乙烯嵌段的TPE彈性體的Tg(參見(jiàn),例如“Thermal,Mechanical and Morphological Analyses of Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide)/Styrene-Butadiene-Styrene Blends”Tucker,Barlow和Paul,Macromolecules,1988,21,1678-1685)。
1.4.納米填料或增強(qiáng)填料
上述熱塑性彈性體僅通過(guò)其本身足以用于根據(jù)本發(fā)明的下層;然而,增強(qiáng)填料可以用于組合物中。
當(dāng)使用增強(qiáng)填料時(shí),可以使用通常用于制造輪胎的任何類(lèi)型的填料,例如有機(jī)填料例如炭黑,無(wú)機(jī)填料例如二氧化硅,或這兩種類(lèi)型填料的共混物,特別是炭黑和二氧化硅的共混物。
當(dāng)使用增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料時(shí),可能的是以已知的方式使用旨在提供無(wú)機(jī)填料(其粒子表面)和彈性體之間的化學(xué)和/或物理性質(zhì)的滿意連接的至少雙官能的偶聯(lián)劑(或粘合劑),特別是雙官能的有機(jī)硅烷或聚有機(jī)硅氧烷。
1.5.各種添加劑
如上所述的下層可以進(jìn)一步包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的通常存在于下層中的各種添加劑。例如選擇選自保護(hù)劑(如抗氧化劑或抗臭氧劑)、紫外穩(wěn)定劑、各種加工助劑或其他穩(wěn)定劑、或促進(jìn)粘結(jié)至輪胎的剩余結(jié)構(gòu)的促進(jìn)劑的一種或更多種添加劑。優(yōu)選地,下層不同時(shí)包含全部這些添加劑,更優(yōu)選地,下層不包含任何這些添加劑。
同樣且任選地,本發(fā)明的下層的組合物可以包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的交聯(lián)體系。優(yōu)選地,組合物不包含交聯(lián)體系。以同樣的方式,本發(fā)明的下層的組合物可以包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的一種或更多種惰性微米級(jí)填料,如層狀填料。優(yōu)選地,組合物不包含微米級(jí)填料。
再任選地,本發(fā)明的下層的組合物可以包含增塑劑,例如增量油(或增塑油)或增塑樹(shù)脂,其作用在于促進(jìn)下層的處理,特別是通過(guò)降低模量并增加增粘力將其摻入輪胎中。當(dāng)組合物包含增塑劑時(shí),優(yōu)選地,增塑劑的含量為0至80phr,更優(yōu)選地為0至50phr,還更優(yōu)選地為0至30phr,特別是小于10phr,這取決于下層的目標(biāo)的Tg和模量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的替代形式是,下層的組合物不包含增塑劑。
除了上述彈性體之外,下層的組合物還可以包含始終根據(jù)相對(duì)于嵌段彈性體的以重量計(jì)的小部分的除了基于聚醚的那些以外的熱塑性聚合物。優(yōu)選地,組合物不包含這些除了基于聚醚的那些以外的熱塑性聚合物,或者當(dāng)它們存在于組合物中時(shí),優(yōu)選地,除了基于聚醚的那些以外的熱塑性聚合物的總含量小于30phr,優(yōu)選地小于10phr。非常優(yōu)選地,組合物缺少這種除了基于聚醚的那些以外的熱塑性聚合物,或包含小于5phr的除了基于聚醚的那些以外的熱塑性聚合物。
2.根據(jù)本發(fā)明的下層和輪胎的制備
TPE彈性體可以通過(guò)TPE的常規(guī)方式處理,例如使用以珠或顆粒形式可得的原材料擠出或模制。
以通常的方式制備用于根據(jù)本發(fā)明的輪胎的下層,例如通過(guò)在雙螺桿擠出機(jī)中摻合各種組分從而進(jìn)行基體的融化和所有成分的摻合,隨后通過(guò)使用能夠生產(chǎn)成型件的模頭。
此下層可以以通常的方式安裝至輪胎,所述輪胎除了本發(fā)明的要求所必須的下層以外包括胎面,胎冠和胎冠增強(qiáng)件,優(yōu)選地兩個(gè)胎側(cè)和兩個(gè)胎圈,以及錨固至兩個(gè)胎圈并從一個(gè)胎側(cè)延伸至另一胎側(cè)的胎體增強(qiáng)件。
應(yīng)記住,在根據(jù)本發(fā)明的輪胎中,當(dāng)相鄰層的每一個(gè)符合如下等式時(shí),促進(jìn)胎面分離的可能性通過(guò)下層和相鄰層在200℃和60℃下的彈性模量的比例之間的差表示:
GA(′200℃)xGA(′60℃)xGB(′200℃)xGB(′60℃)≤0,6
其中GA’T表示下層在溫度T下的剪切模量的彈性分量,GBT表示與下層相鄰的層的在溫度T下的剪切模量的彈性分量。這是因?yàn)?,?dāng)符合該等式時(shí),應(yīng)理解在200℃之前,下層將比相鄰層更加軟化,這是促進(jìn)胎面分離的重要條件。
優(yōu)選地,下層和相鄰層在200℃和60℃下的彈性模量的比例之間的差使得符合如下等式:
GA(′200℃)xGA(′60℃)xGB(′200℃)xGB(′60℃)≤0,5
更優(yōu)選地,下層和相鄰層在200℃和60℃下的彈性模量的比例之間的差使得符合如下等式:
GA(′200℃)xGA(′60℃)xGB(′200℃)xGB(′60℃)≤0,45
根據(jù)目標(biāo)的輪胎應(yīng)用,下層可以優(yōu)選地具有彈性模量性質(zhì)使得符合如下等式:
GA(′100℃)xGA(′60℃)>0,4
這是因?yàn)?0℃和100℃之間的微小的彈性模量變化是下層在這些溫度下沒(méi)有過(guò)度軟化的優(yōu)良指標(biāo),這有利于輪胎的令人滿意的操作,特別是如果其旨在用于工作溫度超過(guò)60℃的值的乘用車(chē)輛或重型車(chē)輛的輪胎的情況。
優(yōu)選地,下層具有彈性模量性質(zhì)使得符合如下等式:
GA(′100℃)xGA(′60℃)>0,5
優(yōu)選地,下層具有彈性模量性質(zhì)使得符合如下等式:
GA(′100℃)xGA(′60℃)>0,6
優(yōu)選地,下層具有彈性模量性質(zhì)使得符合如下等式:
GA(′100℃)xGA(′60℃)>0,7
與胎面下層相鄰的層一方面為典型的胎面,另一方面為輪胎的帶束層(或胎冠增強(qiáng)件)。
在胎面下層位于原始胎面的內(nèi)側(cè)的情況下,應(yīng)理解,兩個(gè)相鄰層一方面是胎面的上部(徑向外部,形成胎面分離的主體),另一方面是原始胎面的下部(相對(duì)于下層的徑向內(nèi)部)。在此情況下,下層兩個(gè)相鄰層可以性質(zhì)相同或不同。
不論相鄰層的化學(xué)性質(zhì),必須符合上述等式以正確進(jìn)行本發(fā)明。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案,相鄰層可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的基于二烯彈性體的組合物組成,例如如上限定的下層的熱塑性彈性體的任選的補(bǔ)充彈性體的那些。
這些相鄰層描述于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的大量專(zhuān)利中,并且除了上述二烯彈性體以外通常包含例如上述用于下層的組合物的那些的添加劑,特別是增強(qiáng)填料,例如二氧化硅和/或炭黑,以增塑油或增塑樹(shù)脂形式的增塑劑,交聯(lián)體系以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他添加劑,例如抗氧化劑。
根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方案,相鄰層還可以由基于熱塑性彈性體或包含熱塑性彈性體的組合物組成,這可以特別是在胎面的情況中。
根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方案,相鄰層之一可以為由基于二烯彈性體的組合物組成的層(特別是輪胎帶束層),而另一相鄰層可以由基于熱塑性彈性體的組合物組成(特別是胎面)。
替代地,當(dāng)相鄰層的每一個(gè)符合如下等式時(shí),促進(jìn)胎面分離的可能性還通過(guò)下層和相鄰層在60℃和200℃之間的彈性模量的變化之間的差表示:
EA(′200℃)xEA(′60℃)xEB(′200℃)xEB(′60℃)≤0,6
其中E’A(T)GA’T表示下層在溫度T下的剪切模量的彈性分量,E’B(T)GB’T表示與下層相鄰的層的在溫度T下的剪切模量的彈性分量。在此情況下,E’(T)模量在壓縮中測(cè)量。
因此,本發(fā)明可以用以上包括E’模量的比例的等式替代包括G’模量的比例的等式來(lái)限定??梢栽O(shè)想相同的實(shí)施方案,并應(yīng)用對(duì)如上表示的優(yōu)先項(xiàng)的必要的修改。