用于制造自密封組合物的方法
【專利說明】用于制造自密封組合物的方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?00980129161.8，申請日為2009年7月23日，發(fā)明名稱為“用于制造自密封組合物的方法”的中國專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及在任何類型的“充氣”制品(即被定義為當用空氣充入時產(chǎn)生其有用的形狀的任何制品)中用作防刺穿層的自密封組合物。
[0003]本發(fā)明更特別地涉及用于制造基于二烯彈性體如天然橡膠的自密封組合物的方法。
【背景技術】
[0004]近年來，輪胎制造商針對自從最初使用充氣型裝有輪胎的車輪起就存在的問題，亦即，如何使得車輛在一個或多個輪胎的壓力存在相當大或完全損失時仍能繼續(xù)運行的問題，已經(jīng)作出相當大的努力以開發(fā)出新的解決方法。幾十年來，備用輪胎被認為是唯一且通用的解決方法。在最近些時候，與其可能的省略相關的主要優(yōu)勢已經(jīng)變得顯而易見。提出了“高機動性”的概念。相關技術能夠使得相同的輪胎在刺穿或壓力降低后運行，這取決于待考慮的某些限制。例如，這使得(通常在危險環(huán)境下)不必停車安裝備用輪胎就行駛至故障維修點成為可能。
[0005]特別難以開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)這個目的的被定義為在輪胎被外來物體如釘子穿孔的情況下能夠自動確保(即無外部干涉)輪胎密封的自密封組合物。
[0006]為了能夠使用，自密封層必須滿足很多物理和化學性質(zhì)的條件。特別地，它必須在非常廣泛的操作溫度下有效，且在輪胎的壽命期間內(nèi)有效。當穿孔物體保持在原地時，它必須能夠封住孔，當穿孔物體被除去時，所述自密封層必須能夠填充孔并密封輪胎。
[0007]不可否認已經(jīng)設計了很多解決方法，但是它們還不能夠真正地被開發(fā)用于車輛輪胎，特別是由于制造這些自密封組合物的困難，并因而由于它們最終的制造成本。
[0008]特別地，基于天然橡膠和作為增粘劑的烴類樹脂的有效自密封組合物已經(jīng)描述在專利US 4 913 209、US 5 085 942和US 5 295 525中。這些組合物的特征在于總是大于10phr的高烴類樹脂含量和通常以解聚天然橡膠形式的大量液態(tài)彈性體(分子量通常介于1000和100000之間)的結合存在。
[0009]首先，如此高的樹脂含量，除了其可損害輪胎的滯后性并因此損害滾動阻力的事實外，還需要對彈性體基體的特別長時間且困難的捏合。
[0010]大量液體彈性體的使用無疑改進了組合物的流動性，然而這種使用是其它缺點的來源，特別是當使用某些輪胎時經(jīng)常遇到的在相對高溫(通常60°C以上)下自密封組合物當使用時的蠕變風險。
[0011]如果降低液體彈性體含量或如果將其完全除去，另一主要制造問題可接著出現(xiàn):在不存在增強填料如炭黑的情況(而且如所公知，這對于該類應用而言是不合意的)下，組合物是不內(nèi)聚的。該內(nèi)聚力的缺少可導致組合物的粘性由于使用高含量的增粘劑而不再得到補償并導致組合物被帶出。因而存在組合物不合意地粘在配混工具上的風險，這在工業(yè)操作條件下是不能接受的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]通過申請人的持續(xù)研究，申請人發(fā)現(xiàn)了一種新的制造方法，其使得有可能減輕或至少基本上減少前述各缺點。
[0013]因此，本發(fā)明涉及一種用于制造自密封彈性體組合物的方法，所述方法的特征在于其至少包括如下步驟:
[0014]-首先制造包含至少一種二烯彈性體和含量大于30phr的烴類樹脂的母料，所述制造是通過在混合器中在或至多在所述烴類樹脂的軟化點以上的稱為“熱配混溫度”的溫度下配混這些不同的組分而進行的；以及
[0015]-然后向由此制備的母料中引入至少一種交聯(lián)體系，所述引入是通過在相同的混合器中或在不同的混合器中在或至多在保持在100°c以下的溫度下配混所有組分而進行的，從而獲得所述自密封組合物，
[0016]且特征在于進一步將至少一種玻璃化轉變溫度在-20°C以下的液體增塑劑以小于60phr的量引入所述母料或所述組合物中。
[0017]該方法已經(jīng)證明特別適合在工業(yè)可接受的操作條件下快速制造基于二烯彈性體和烴類樹脂的有效的自密封組合物，所述組合物有可能具有高的烴類樹脂含量而不要求使用特別高含量的液體增塑劑。
【附圖說明】
[0018]根據(jù)如下描述和示例性具體實施方案，以及涉及這些具體實施方案的以簡化方式示例性顯示(未按特定比例繪制)的圖1和圖2將易于理解本發(fā)明及其優(yōu)點:
[0019]-圖1為可用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的配料擠出機的一個實例；和
[0020]-圖2為使用根據(jù)本發(fā)明的方法制備的自密封組合物的輪胎的一個實例(徑向截面)。
【具體實施方式】
[0021]1.本發(fā)明的詳細描述
[0022]在本說明書中，除非另外明確指出，顯示的所有的百分數(shù))均以重量％計。
[0023]此外，由表述“介于a和b之間”表示的任何值的區(qū)間代表大于a至小于b的值的范圍(即不包括端值a和b)，而由表述“a至b”表示的任何值的區(qū)間是指由端值“a”直至端值“b”的值的范圍，即包括嚴格的端值“a”和“b”。
[0024]1-1.本發(fā)明的方法
[0025]因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于其包含至少如下兩個步驟:
[0026]a)首先制造包含至少一種二烯彈性體和含量大于30phr的烴類樹脂的母料，所述制造是通過在混合器中在或至多在所述烴類樹脂的軟化點以上的稱為“熱配混溫度”或“第一溫度”的溫度下配混這些不同的組分而進行的；以及
[0027]b)然后向所述母料中引入至少一種交聯(lián)體系，所述引入是通過在相同的混合器中或在不同的混合器中在或至多在保持在10tC以下的稱為“第二溫度”的溫度下配混所有組分而進行的，從而獲得所述自密封組合物，
[0028]且特征在于進一步將玻璃化轉變溫度(縮寫為“Tg” )在-20°C以下的液體增塑劑以小于60phr (phr是指重量份/100份固體橡膠或彈性體)的含量引入所述母料和/或所述組合物中。
[0029]上述第一和第二溫度當然分別為母料和自密封組合物的那些溫度，它們是可在原位測得的溫度而不是混合物本身的設定溫度。
[0030]術語“母料”在本文中根據(jù)定義應理解為是指包含至少一種二烯彈性體和大于30phr的烴類樹脂的配混物，即用于最終待用的自密封組合物的前體配混物。
[0031]可在任何時候完全或部分地引入液體增塑劑，在本發(fā)明的方法的任一步驟的過程中，特別是在制造母料本身的過程中(在這種情況下，在向二烯彈性體中引入烴類樹脂之前、之中或之后)、“熱”(即在樹脂的軟化點以上的溫度下)、如在較低溫度下或者例如在制造母料之后(在這種情況下，在加入交聯(lián)體系之前、之中或之后)。
[0032]優(yōu)選在制造母料本身的步驟a)的過程中至少部分地引入液體增塑劑，更優(yōu)選在這種情況下與烴類樹脂同時引入或者在烴類樹脂之后引入。根據(jù)一個特定的有利的具體實施方案，可在引入二烯彈性體之前將烴類樹脂和液體增塑劑共混在一起。
[0033]任選地，可向該母料中引入各種添加劑，無論這些添加劑旨在完全用于母料(例如穩(wěn)定劑、著色劑、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑等)還是用于母料意圖的最終自密封組合物。
[0034]可使用任何配混工具(特別地在槳葉混合器、雙輥開煉機、擠出機或能夠混合或捏合其各種組分從而足以獲得其中所述組分被密切混合的均勻配混物的任何混合器中)制造母料。優(yōu)選使用配料螺桿擠出機(其螺距可為或不為常數(shù))，其能夠以已知方式在混配物的形成過程中向配混物(二烯彈性體和樹脂)中引入大量剪切力。
[0035]在最初階段，即在與彈性體接觸之前，增塑樹脂可為固態(tài)或液態(tài)。在二烯彈性體(為固體)與熱塑性烴類樹脂接觸的過程中，熱塑性烴類樹脂可為固態(tài)或者根據(jù)更優(yōu)選的具體實施方案，已經(jīng)為液態(tài)。為此，所有需要的是將樹脂加熱至其軟化點以上的溫度。
[0036]取決于使用的烴類樹脂的類型，熱配混溫度通常在70°C以上，優(yōu)選在80°C以上，例如介于100°c和150°C之間。
[0037]為優(yōu)化母料的配混，優(yōu)選將烴類樹脂在壓力下以液態(tài)注入混合器中。根據(jù)另一優(yōu)選的具體實施方案，無論是否與之前的結合，熱配混步驟a)在無氧條件下進行。
[0038]引入交聯(lián)體系的步驟b)本身在或至多在保持在100°C以下，優(yōu)選80°C以下的最高溫度(第二溫度)下進行。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的具體實施