用于车辆车轮的自支撑轮胎的制作方法

文档序号:33473951发布日期:2023-03-15 09:29阅读:2310来源:国知局
用于车辆车轮的自支撑轮胎的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆车轮的自支撑轮胎。近年来,轮胎制造商已经在寻求消除对车辆中的笨重备用车胎的需求,同时确保车辆能够在一个或多个轮胎严重或完全压力损失的情况下继续其行程。
2.备用车胎现在通常由截面减小的车胎或维修/充气套件代替,然而这通常需要在危急条件下停车以及实施操作。
3.自支撑轮胎是这样的轮胎,其能够在相当大或完全的压力损失下支承车辆负载,允许驾驶员行驶一定距离到达车库而无需停止等待路边救援或在有潜在危险的情况下更换轮胎/重新为轮胎充气。
4.当充气压力明显低于工作压力,或甚至为零时(这被称为“漏气保用”模式),轮胎必须能够以一定速度行驶一定距离,例如在80km/h下行驶80km。
5.法律或车辆制造商要求被称为“em”(加长机动性)性能的这种性能,以使制造商能够展示轮胎为适合漏气保用。
6.当充气压力接近工作压力(在这种情况下被称为“正常驾驶”模式)时,希望轮胎具有尽可能最高的性能,例如尤其是机动性、低重量、低滚动阻力和足够的舒适性。
7.因此,自支撑轮胎的结构必须具有足够的强度,以防止侧壁结构和内表面在处于放气条件下使用轮胎时自行塌陷,另一方面当轮胎处于正常充气工作条件时,其必须具有良好的舒适性和较低的滚动阻力。
8.在不损害正常行驶条件的情况下,已经使用了若干技术来实现上述支承效果。
9.因此,例如,为了赋予轮胎自支撑特征,即上述保证在降低或基本为零的充气压力(例如在刺破之后)下短/中距离行驶的能力,已知将弹性体材料的一个或多个侧壁增强插入件集成到轮胎的侧壁结构中、在相对于不透气弹性体材料层的轴向外侧位置和相对于每个侧壁的轴向内侧位置,所述弹性体材料的一个或多个侧壁增强插入件通常具有透镜状和/或基本半圆形的轮廓。
10.这些弹性体材料的侧壁增强插入件具有在轮胎的正常充气压力降低时(例如在刺破之后)充分支承车辆负载的目的。
11.因此,如此配置的用于车辆车轮的自支撑轮胎包括:
[0012]-胎体结构,其包括至少一个胎体帘布层,所述胎体帘布层具有与相应的环形锚固结构相联的相对的侧向边缘;
[0013]-施加在胎体结构的径向外侧位置的带束结构;
[0014]-施加在带束结构的径向外侧位置的胎面带;
[0015]-一对侧壁结构,每个所述侧壁结构均包括在胎体结构的轴向外侧位置延伸并且在环形锚固结构之一和胎面带的轴向外侧部分之间径向延伸的侧壁;
[0016]-被称为衬里的不透气弹性体材料层,其施加在胎体结构的径向内侧位置;和
[0017]-至少一对侧壁结构增强插入件,其结合在轮胎的侧壁结构中、在不透气弹性体材料层的轴向外侧位置和每个侧壁的轴向内侧位置。


背景技术:

[0018]
在自支撑轮胎领域,已经提出了各种实施例,其旨在赋予自支撑能力所需的特征,而又不会过分损害正常充气压力下的乘坐舒适性和消耗。这些解决方案在用于制造侧壁增强插入件的弹性体材料的物理化学特征、预期的侧壁插入件的数量以及它们相对于一个或多个胎体帘布层的定位方面本质上是多样化的。
[0019]
根据现有技术提出的一种方法,通过在不透气弹性体材料层的轴向外侧和每个侧壁的轴向内侧的位置使用至少一个特定的橡胶插入件增强侧壁结构来确保自支撑能力。
[0020]
通常,侧壁增强插入件通过支承漏气轮胎来工作。
[0021]
根据现有技术,认为插入件应由具有高模量的材料制成,以确保抬升、低滞后以最小化滚动阻力和良好的断裂伸长率,主要是为了允许在轮辋上安装/拆卸轮胎。通常为了确定最佳折衷方案,在复合物的开发中,从不能满足高滚动阻力要求以及舒适性差的高模量开始,然后逐渐减小插入件的厚度以降低滚动阻力,直到确定实现保证所需的漏气保用距离的最小值。然而,对于仍然高的滚动阻力值,该结果并不令人满意。
[0022]
事实上,现有技术教导以不同方式赋予增强插入件高模量,例如通过使用承载有大量增强材料的弹性体复合物和/或包括具有高模量的弹性体和/或通过使用大量硫化剂或额外的交联体系增加交联密度来增强。
[0023]
例如,文献wo2009080144a1描述了一种具有侧壁增强插入件的自支撑轮胎,所述侧壁增强插入件包括交联的弹性体材料,通过交联承载有20phr-35phr的特定硅藻土和10phr-35phr的至少一种其他增强体的弹性体组合物获得所述交联的弹性体材料。例示复合物包括至少50phr的填料,即按重量计至少30.4%,并且例示复合物的特征在于具有相当高的模量值e’,其高于6mpa。
[0024]
文献us2020056014a公开了一种用于自支撑轮胎的侧壁增强插入件的弹性体组合物,其包含低分子量聚合物和硫化促进剂。至于增强填料,在实验部分中,它只显示出含有相当于按重量计31%的60phr炭黑的组合物。
[0025]
文献jp2010215831a描述了一种用于自支撑轮胎的侧壁增强插入件的弹性体组合物,其包含具有不同表面积的两种二氧化硅(大体上表明的总量为10phr至150phr)并且优选还包括炭黑(第28段)。包括二氧化硅和炭黑在内的填料的总量为40phr至170phr(第30段)。实验部分的表1示出了一种包括35phr炭黑的组合物(对比例2)(是驱动性能较差并且尤其是漏气行驶性能较差的组合物),而所有其他组合物包含50phr的总填料。该文献没有公开其中描述的组合物的模量值。
[0026]
文献jp2014019725a描述了一种类似于之前的弹性体组合物的用于自支撑轮胎的侧壁增强插入件的弹性体组合物,其还包括特定的官能化聚合物。由于使用间同聚丁二烯而获得的声称优势之一是增加了组合物的刚度,从而改善了漏气行驶性能(第296段)。表(第63-67页)中举例说明的组合物包括总量为至少54phr的填料,所述填料包括50phr的炭黑和4phr至155phr的二氧化硅。该文献没有公开其中描述的组合物的动态模量值。
[0027]
文献ep2700513a1解决自支撑轮胎的胎圈中的热量积聚、在漏气轮胎上行驶时可能造成的严重损坏以及通过在更靠近轮胎胎圈处形成凹痕或凸出部来提高其使用寿命。关于侧壁增强层,该文献指出材料的复弹性模量(e*)必须相当高,更精确地范围为6mpa至12mpa(权利要求5)。该说明书没有详细公开任何弹性体组合物。
[0028]
文献wo2019086785a1描述了包括侧壁增强插入件的自支撑轮胎,其中所述插入件由具有高模量,特别是具有如下的复剪切动态模量g*的材料形成,所述复剪切动态模量g*通常至少等于1.0mpa(权利要求1),优选地至少等于1.9mpa(权利要求3),并且在示例中等于3.15mpa,其中tan delta为0.09,这是非常刚硬和相对消耗性材料的典型值。该说明书没有详细公开任何弹性体组合物。
[0029]
文献us5526862描述了一种用于摩托车的自支撑轮胎,其胎体在每个侧壁上结合弹性支撑插入件,所述弹性支撑插入件包括由弹性体材料制成的基本刚性的对比芯,所述弹性体材料具有高于6mpa的高动态压缩模量e’,并且所述高动态压缩模量优选地在8mpa到16mpa的范围内。该文献没有详细公开任何弹性体组合物。
[0030]
文献ep1242256a1描述了一种自支撑轮胎,其中每个侧壁都用至少一个楔形插入件增强,所述楔形插入件包括柔性材料和更刚性材料的交替区域。更刚性材料限制了插入件的侧向膨胀,以在正常充气期间提供良好的驾驶舒适性并在漏气行驶时提供良好的侧壁增强。该文献没有详细公开任何弹性体组合物,也没有报告构成侧壁增强插入件的复合物的模量或滞后值。
[0031]
文献wo2019243713a1描述了一种用于自支撑轮胎的侧壁增强插入件的弹性体组合物,其包括至少50phr的丁二烯弹性体(优选官能化)以及大体5phr至30phr的炭黑和2phr至30phr的无机填料。表1中例示的组合物包含30phr至60phr的总填料(炭黑、二氧化硅、石膏和/或高岭土)和大量的聚丁二烯(65phr),这预示着高复动态剪切模量值g*。
[0032]
文献wo02096677a1和wo02096672a2描述了一种自支撑轮胎,其中每一侧都包括支撑系统,该支撑系统由两个相邻的由弹性体材料制成的插入件组成。更靠近外侧壁的第一插入件由用硫体系硫化的弹性体组成,而第二插入件通过用过氧化物催化剂和羧酸的金属盐(例如(甲基)丙烯酸锌)交联弹性体而变得更刚性。表1中所示的组合物都具有高含量的聚丁二烯,这有助于刚度,尤其是当炭黑存在量较少(ex.4和5:20phr)或不存在(ex.6)时,它们具有更高的交联体系含量(丙烯酸锌在45phr到100phr的范围内)。由于交联,因此这些复合物具有非常高的刚度,这通过对于第二插入件而言高于90的硬度值sha,对于10%的伸长率而言高于10mpa的拉伸模量(表2)和在10mpa至50mpa的范围内的剪切模量g’的高值来证明,如示例和权利要求(权利要求9)中所示。
[0033]
总之,在现有技术中,看起来统一的是在这种类型的轮胎中必须具有相当刚度的侧壁增强插入件以为了保证足够的自支撑能力。然而,这种需要与最小化滚动阻力和确保足够的乘坐舒适性的需要形成对比。


技术实现要素:

[0034]
鉴于现有技术,本技术人已经进行了研究以提高自支撑轮胎的性能,特别是进一步降低滚动阻力,并且因此降低燃料消耗,从而提高舒适性,同时保持漏气保用条件下的性能。
[0035]
在这方面,本技术人已经意识到,在几乎代表整个使用时间的正常充气条件下行驶期间,具有高弹性模量的侧壁增强插入件的存在施加了强大的应力并且导致滚动阻力增大以及乘坐舒适性的不期望降低。
[0036]
本技术人已经发现,可以调和赋予轮胎甚至降低幅度更大的滚动阻力同时允许汽
车制造商要求的最小里程所需的自支撑特征以及正常驾驶期间更好的性能和舒适性的需求。
[0037]
令人惊讶地并且与现有技术所教导的相反,已经通过降低侧壁增强插入件的刚度(主要通过降低它们的增强填料含量,优选还通过使用特殊的白色填料代替至少一部分常规的二氧化硅,并可能通过选择刚度较低的弹性体组分)以及可能通过增加插入件的厚度来补偿自支撑能力的降低获得这种结果。以这种方式,与以更大刚度、高模量插入件为特征的现有技术自支撑轮胎相比,可以实现滚动阻力和漏气行驶条件下的距离之间出乎意料得到改善的总体结果。事实上,根据本发明,插入件材料的模量的降低已经致使维持漏气保用距离(不然其与滚动阻力显著且意想不到地增大相关联)或最小化其完全可接受的缩短。
[0038]
因此,本发明的目的是一种用于车辆车轮的自支撑轮胎,其包括
[0039]-具有与相应环形锚固结构相联的相对侧边缘的胎体结构;
[0040]-施加在胎体结构的径向外侧位置的带束结构;
[0041]-施加在带束结构的径向外侧位置的胎面带;
[0042]-一对侧壁结构,每个侧壁结构均包括在胎体结构的轴向外侧位置延伸并且在环形锚固结构之一和胎面带的轴向外侧部分之间径向延伸的侧壁;和
[0043]-至少一对侧壁增强插入件,每个所述插入件均嵌入相应的侧壁结构中、在每个侧壁的轴向内侧位置处,
[0044]
其特征在于,所述侧壁增强插入件中的至少一个包括这样的弹性体复合物,优选地由所述弹性体复合物组成,所述弹性体复合物具有根据本说明书中公开的方法在70℃,10hz,9%应变下测量的小于1.25mpa的剪切模量值g’。
[0045]
优选地,两个所述侧壁增强插入件都包括所述弹性体复合物,优选地由所述弹性体复合物组成。
[0046]
优选地,所述插入件的所述弹性体复合物通过混合和硫化这样的弹性体组合物来制备,所述弹性体组合物至少包括:
[0047]-100phr的至少一种二烯弹性体聚合物,
[0048]-按重量计总量小于总重量的30%的至少一种增强填料组合物,和
[0049]-至少0.1phr的至少一种硫化剂。
[0050]
定义
[0051]
在本说明书和随后的权利要求中,适用以下定义。
[0052]
术语“弹性体组合物”是指包括至少一种二烯弹性体聚合物和一种或多种添加剂的组合物,其通过混合以及可能的加热提供适合在轮胎及其部件中使用的弹性体复合物。
[0053]
通常不会同时将弹性体组合物的组分引入到混炼器机内而是典型按序依次添加。特别地,通常在相对于掺入并且处理所有其他组分的下游步骤中添加硫化添加剂,例如硫化剂和可能的促进剂以及阻滞剂。
[0054]
在最终可硫化或甚至已硫化弹性体复合物中,弹性体组合物中的各组分可改变或者不再单独地可追踪,因为它们因热和/或机械处理而与其他组分相互作用从而导致被完全或部分改性。
[0055]
术语“弹性体复合物”表示可通过混合并且可能地加热至少一种弹性体聚合物与通常用于制备轮胎复合物的添加剂中的至少一种添加剂获得的复合物。
[0056]
术语“可硫化弹性体复合物”表示可通过掺入所有添加剂(包括硫化的那些添加剂)可获得的准备好用于硫化的弹性体复合物。
[0057]
术语“已硫化弹性体复合物”是指可通过可硫化弹性体复合物的硫化获得的材料。
[0058]
术语“生”表示尚未硫化的材料、复合物、组合物、部件或轮胎。
[0059]
术语“硫化”是指由硫基和/或过氧化物基硫化剂引起的天然或合成橡胶中的交联反应。
[0060]
术语“硫化剂”表示能够将天然或合成橡胶由于形成分子间和分子内键的三维网络而转变为弹性和抗性材料的产品。通常,硫化剂是硫基化合物,诸如元素硫、聚合硫、含硫剂(sulphurised agents)(诸如双[(三烷氧基甲硅烷基)丙基]多硫化物、秋兰姆、二硫代二吗啉和己内酰胺-二硫化物。替代地,硫化剂是含有o-o键并且加热可产生反应性自由基的过氧化物。
[0061]
术语“硫化促进剂”是指能够降低硫化工艺的持续时间和/或操作温度的化合物,例如tbbs、次磺酰胺类、噻唑类、二硫代磷酸类、二硫代氨基甲酸类、胍类以及例如秋兰姆的硫供体。
[0062]
术语“硫化活化剂”表示能够进一步促进硫化的产品,使得硫化在较短的时间内以及可能在较低的温度下发生。活化剂的示例是硬脂酸-氧化锌体系。在过氧化物硫化剂的情况下,活化剂的示例由聚甲基丙烯酸类给出,例如二甲基丙烯酸乙二醇酯。
[0063]
术语“硫化阻滞剂”表示能够延迟硫化反应开始和/或抑制非所需的副反应的产品,例如n-(环己基硫基)邻苯二甲酰亚胺(ctp)。
[0064]
术语“硫化包”是指硫化剂和选自硫化活化剂、促进剂和阻滞剂中的一种或多种硫化添加剂。
[0065]
术语“弹性体聚合物”或“弹性体”或“橡胶”是指天然或合成的聚合物,其在硫化之后,可以在室温下反复拉伸至其原始长度的至少两倍,并且在移除拉伸负载之后积极地基本立即恢复到大致其原始长度(根据astm d1566-11涉及橡胶的标准术语的定义)。
[0066]
术语“二烯弹性体聚合物”表示由聚合一种或多种单体(其中至少一种单体是共轭二烯)而衍生的弹性体聚合物
[0067]
术语“增强填料”是指该领域内典型地使用以改进轮胎橡胶的机械性能的增强材料,优选地选自炭黑,常规二氧化硅、例如用强酸沉淀的来自砂的二氧化硅、优选无定形二氧化硅,硅藻土,碳酸钙,二氧化钛,滑石,氧化铝,铝硅酸盐,高岭土,硅酸盐纤维、其衍生物、及其混合物。
[0068]
术语“白色填料”是指该领域内使用的常规增强材料,选自常规二氧化硅和硅酸盐,例如海泡石、也被称为凹凸棒石的坡缕石、蒙脱石、埃洛石(alloisite)和类似物,它们可能通过酸处理和/或衍生化而改性。典型地,白色填料具有可能部分衍生化的表面羟基团。
[0069]
术语“混合步骤(1)或第一步骤”表示弹性体复合物的制备工艺的步骤,其中通过混合和可能地加热掺入除了在步骤(2)中进给的硫化剂和硫化包以外的一种或多种添加剂。混合步骤(1)也被称为“非生产性步骤”。在复合物的制备中,可能存在若干个可以用1a、1b等表示的“非生产性”混合步骤。
[0070]
术语“混合步骤(2)或第二步骤”表示弹性体复合物的制备工艺的下一步骤,其中
硫化剂和可能地硫化包中的其他添加剂被引入到由步骤(1)获得的弹性体复合物中,并在受控的温度下,通常在低于120℃的复合物温度下,混合在材料中,以便提供可硫化弹性体复合物。混合步骤(2)也被称为“生产性步骤”。在复合物的制备中,可能存在若干个可以用2a、2b等表示的“生产性”混合步骤。
[0071]
术语“动态剪切模量”或“滑动模量”g’是指施加到已硫化弹性体复合物样品的剪切应力和产生的变形之间的比率。在本说明书中报告了实验测量方法的细节。
[0072]
术语“动态弹性压缩或伸长模量e
’”
是指施加到已硫化弹性体复合物样品的单轴压缩或牵引应力和产生的变形之间的比率。在本说明书中报告了实验测量方法的细节。
[0073]
术语侧壁增强插入件的“轴向延伸部”或“厚度”(l-i,插入件宽度)是指垂直于与增强插入件的外表面相切的平面(ti)测量的此类元件的延伸部。
[0074]
术语轮胎的“赤道面”表示垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两个对称相同部分的平面。
[0075]
术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内/外”和“轴向内/外”分别参考垂直于轮胎的旋转轴线的方向和平行于轮胎的旋转轴线的方向使用。
[0076]
术语“圆周”和“圆周地”参考轮胎的环形延伸方向,即轮胎的滚动方向使用,其对应于位于与轮胎的赤道面重合或基本平行的平面上的方向。
[0077]
术语“帘线”或“增强帘线”表示由结合在弹性体材料的基体中的一个或多个线状元件(以下也被称为“线”)组成的元件。根据情况和具体应用,上述线状元件可以由织物和/或金属材料制成。
[0078]“在基本圆周方向上定向的增强元件”是指它们与轮胎的赤道面形成几度角(例如约0
°
和6
°
之间的角)。
[0079]
术语“phr”(“每百份橡胶的份数”的首字母缩写词)表示每100重量份总弹性体基料的重量份数。计算100份总弹性体基料时,不考虑任何添加剂(例如任何弹性体树脂或增量油)。
[0080]
除非另有说明,否则所有百分比均表示为重量百分比。
附图说明
[0081]
图1示意性地示出了根据本发明的用于车辆车轮的自支撑轮胎的半剖视图。
具体实施方式
[0082]
本发明可具有下述优选特征中的一种或多种。它们可以根据应用要求任意组合。
[0083]
本发明的弹性体组合物包括至少100phr的至少一种二烯弹性体聚合物。
[0084]
二烯弹性体聚合物可选自通常在硫-可硫化弹性体组合物中使用的特别适用于生产轮胎的二烯弹性体聚合物,即选自这样的固体弹性体聚合物或共聚物,所述固体弹性体聚合物或共聚物拥有不饱和链,具有通常低于20℃,优选范围为40℃至-110℃的玻璃化转变温度(tg)。
[0085]
这些聚合物或共聚物可以是天然来源的或者可以通过溶液聚合、乳液聚合或气相聚合任选地与用量不超过按重量计60%的选自单烯、单乙烯基芳烃和/或极性共聚单体中的至少一种共聚单体混合的一种或多种共轭二烯而获得。
[0086]
共轭二烯通常含有4至12个,优选4至8个碳原子,并且可以选自例如包括以下各项的组:1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、2-苯基-1,3-丁二烯及其混合物。
[0087]
单烯可选自乙烯和通常含有3至12个碳原子的α-烯,诸如像丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物。
[0088]
可任选地用作共聚单体的单乙烯基芳烃通常含有8至20个,优选8至12个碳原子并且可选自例如:苯乙烯,1-乙烯基萘,2-乙烯基萘,苯乙烯的各种烷基、环烷基、芳基、烷芳基或芳烷基衍生物,诸如像α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-对甲苯基苯乙烯、4-(4-苯基丁基)苯乙烯,及其混合物。尤其优选苯乙烯。
[0089]
可以任选地使用的极性共聚单体可以选自例如:丙烯酸和烷基丙烯酸的酯、丙烯腈或其混合物,诸如像丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯腈及其混合物。
[0090]
二烯弹性体聚合物可以选自例如:顺式-1,4-聚异戊二烯(天然或合成、优选天然橡胶)、3,4-聚异戊二烯、聚丁二烯(尤其具有高1,4-顺式含量的聚丁二烯)、任选地卤化的异戊二烯/异丁烯共聚物、1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物、苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物、及其混合物。
[0091]
弹性体组合物可能包括一种或多种单烯与烯属共聚单体或其衍生物的至少一种聚合物。单烯可以选自例如乙烯和通常含有3至12个碳原子的α-烯,例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物。在这些共聚物中,优选乙烯/丙烯(err)或乙烯/丙烯/二烯(epdm)共聚物。
[0092]
上述聚合物可任选地沿着主链或在其末端被官能化。
[0093]
可以通过本领域已知的方法将官能团引入弹性体聚合物中,诸如像在通过与含有至少一个乙烯不饱和的至少一种对应官能化单体共聚反应进行;或者通过在自由基引发剂(例如,有机过氧化物)的存在下接枝至少一种官能化单体来随后改性弹性体聚合物进行的弹性体聚合物的生产期间引入。
[0094]
替代地,可以通过与合适的终止剂或偶联剂反应而官能化。特别地,在存在有机金属引发剂(特别是有机锂引发剂)的情况下通过阴离子聚合获得的二烯弹性体聚合物可以通过使衍生自引发剂的残留的有机金属基团与合适的终止剂或偶联剂(诸如像,胺类、酰胺类、亚胺类、碳二亚胺、烷基锡卤化物、取代的二苯甲酮、烷氧基硅烷、芳氧基硅烷、烷基硫醇、烷基二巯基硅烷、羧烷基硫醇、羧基烷基巯基硅烷和硫甘醇)反应来官能化。
[0095]
终止剂或偶联剂的有用示例是本领域已知的并且在例如专利ep2408626、ep2271682、ep3049447a1、ep2283046a1、ep2895515a1、ep451604、us4742124、wo2015086039a1和wo2017211876a1中描述。
[0096]
优选地,所述至少一种官能化弹性体聚合物获自聚丁二烯(特别是具有高1,4-顺式含量的聚丁二烯)、苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物、苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物及其混合物。
[0097]
弹性体组合物可以包括两种或更多种如上所定义的混合物形式的弹性体聚合物。
[0098]
优选地,弹性体组合物包括量小于50phr,更优选小于30phr,甚至更优选小于
20phr的聚丁二烯。优选地,弹性体组合物不包括聚丁二烯。优选地,弹性体组合物包括:
[0099]-70phr至100phr的合成或天然聚异戊二烯或其混合物,
[0100]-0phr至30phr聚丁二烯。
[0101]
更优选地,弹性体组合物包括:
[0102]-80phr至100phr的合成或天然聚异戊二烯或其混合物,
[0103]-0phr至20phr的聚丁二烯。
[0104]
术语“聚异戊二烯”是指异戊二烯聚合物和共聚物。
[0105]
术语“聚丁二烯”是指丁二烯聚合物和共聚物。
[0106]
所述插入件的弹性体组合物包括至少一种增强填料,其总量按重量计优选小于组合物的总重量的27%,更优选小于25%或20%。
[0107]
优选地,增强填料总存在量按重量计为相对于组合物的总重量的5%至30%、更优选地5%至26%或10%至20%。
[0108]
优选地,增强填料选自炭黑、白色填料、硅酸盐纤维、其衍生物、及其混合物。
[0109]
在一个实施例中,所述增强填料包括炭黑。
[0110]
优选地,炭黑选自表面积不小于20m2/g,优选地约40m2/g-50m2/g(由根据iso 18852:2005的stsa-统计厚度表面积测定)。
[0111]
炭黑可以是例如birla group(印度)或cabot corporation市售的n234、n326、n330、n375或n550、n660,优选地n550或n660。
[0112]
在一实施例中,所述增强填料是选自金属的氢氧化物、氧化物和水合氧化物、盐和水合盐、硅酸盐纤维、其衍生物、及其混合物的白色填料。
[0113]
在一个实施例中,所述增强填料可以包括二氧化硅,例如选自热解法二氧化硅、沉淀的无定形二氧化硅、湿法二氧化硅(水合硅酸)、无水二氧化硅(无水硅酸)或其混合物。
[0114]
可在本发明中使用的二氧化硅可以具有10m2/g至300m2/g,优选30m2/g至250m2/g,更优选40m2/g至190m2/g的bet表面积(根据iso标准5794/1测量)。
[0115]
适当的二氧化硅的商业示例是获自solvay的zeosil 1165mp、zeosil 1115mp、zeosil 185gr、efficium、获自wuxi的newsil hd90和newsil hd200、获自wilmar的k160和k195、获自iqe的h160at和h180at、获自huber的zeopol 8755和8745、获自grace的perkasil tf100、获自ppg的hi-sil ez 120g、ez 160g、ez 200g、获自evonik的ultrasil 7000gr和ultrasil 9100gr。适当的二氧化硅的另一个示例是wo2019229692a1中描述的稻壳二氧化硅。
[0116]
在一个实施例中,所述增强填料包括与炭黑混合的二氧化硅。
[0117]
在一个实施例中,所述增强填料包括改性二氧化硅。
[0118]
二氧化硅可以例如通过与倍半硅氧烷反应(如wo2018078480a1中)、通过与吡咯反应(如wo2016050887a1中)或通过与硅烷化剂反应而改性,所述硅烷化剂例如为双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(tespt)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基(辛基)硅烷、三乙氧基(乙基)硅烷、三乙氧基-3-(2-咪唑啉-1-基)丙基硅烷、三乙氧基对甲苯基硅烷、三乙氧基(1-苯基乙烯基)硅烷、三乙氧基-2-噻吩基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷、(3-氯丙
基)三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷和3-(三乙氧基甲硅烷基)丙腈。
[0119]
适当的硅烷化剂的商业示例是获自evonik的si69、dynasilan ameo和dynasilan glyeo。
[0120]
改性二氧化硅可以是硫化硅烷化二氧化硅。
[0121]
硫化硅烷化二氧化硅是通过使二氧化硅(例如热解法二氧化硅、沉淀的无定形二氧化硅、湿法二氧化硅(水合硅酸)、无水二氧化硅(无水硅酸)或其混合物)或金属硅酸盐(例如硅酸铝、硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂或其混合物)与至少一种硫化硅烷化剂反应而制备的二氧化硅。
[0122]
术语“硫化硅烷化剂”表示含有巯基、硫化物、二硫化物或多硫化物基团的硅的有机衍生物,所述衍生物能够与二氧化硅的oh基反应。
[0123]
适当的硫化硅烷化二氧化硅的商业示例是获自ppg的agilon 400二氧化硅。
[0124]
在一个实施例中,所述增强填料包括与炭黑混合的改性二氧化硅。
[0125]
在一个实施例中,所述增强填料包括硅酸盐。
[0126]
在一个实施例中,所述硅酸盐是层状硅酸盐,例如膨润土、埃洛石、锂皂石、皂石、蛭石或水滑石。
[0127]
在一个实施例中,所述硅酸盐是改性层状硅酸盐,类似于下面对改性硅酸盐纤维的描述。
[0128]
在一个实施例中,所述硅酸盐是硅酸盐纤维。这些纤维通常具有纳米尺寸且呈现针状形态。
[0129]
硅酸盐纤维优选地选自海泡石纤维、坡缕石纤维(也被称为凹凸棒石)、硅灰石纤维、伊毛缟石纤维及其混合物。
[0130]
在一个实施例中,所述增强填料包括与炭黑混合的硅酸盐纤维。
[0131]
在一个实施例中,所述硅酸盐纤维是改性硅酸盐纤维。
[0132]
在一个实施例中,改性硅酸盐纤维可以是例如通过酸处理改性并部分去除镁的纤维,例如在专利申请wo2016/174629a1中描述和举例说明的那些。
[0133]
在一个实施例中,改性硅酸盐纤维可以是例如通过在表面上沉积无定形二氧化硅而改性的纤维,例如专利申请wo2016/174628a1中描述和举例说明的那些。
[0134]
在一个实施例中,改性硅酸盐纤维可以是通过例如与季铵盐反应而有机改性的纤维,例如通过与tolsa以名称pangel b5销售的牛油酰基苄基二甲基氯化铵反应而改性的海泡石纤维。
[0135]
在一个实施例中,改性硅酸盐纤维可以是通过与硅烷化剂反应而改性的纤维,所述硅烷化剂选自例如具有一个或两个或三个可水解基团的单或双官能硅烷,例如双-(3-三乙氧基甲硅烷基-丙基)二硫化物(tespd)、双(3-三乙氧基甲硅烷基-丙基)四硫化物(tespt)、3-硫代-辛酰基-1-丙基-三乙氧基硅烷(nxt)、me2si(oet)2、me2phsicl、ph2sicl2。
[0136]
在一个实施例中,所述增强填料包括与炭黑混合的改性硅酸盐纤维。
[0137]
在优选实施例中,所述增强填料包括海泡石纤维。
[0138]
在优选实施例中,所述增强填料包括如wo2019106562a1中所述制备的白色填料。
[0139]
特别优选的是根据本技术人名义下的专利申请wo2019106562a1的示例1制备的增强填料m2、根据示例2制备的增强填料m4a和根据示例3制备的增强填料m6。这些白色填料在
下文中将被称为:silsep1(根据专利申请wo2019/106562a1的示例1制备的增强填料m2)、silsep2(根据专利申请wo2019/106562a1的示例3制备的增强填料m6)和silsep3(根据专利申请wo2019/106562a1的示例2制备的增强填料m4a)。
[0140]
在优选实施例中,所述增强填料包括炭黑、二氧化硅和海泡石纤维。
[0141]
在更优选的实施例中,所述增强填料包括0phr至10phr范围内的炭黑、5phr至20phr范围内的二氧化硅和5phr至20phr范围内的海泡石纤维。
[0142]
在甚至更优选的实施例中,所述增强填料包括0phr至6phr范围内的炭黑和总量在10phr至20phr范围内的silsep1和/或silsep2和/或silsep3。
[0143]
本技术人已经观察到,如果弹性体组合物中的部分或全部常规二氧化硅被silsep1和/或silsep2替代,则滚动阻力和漏气行驶之间的平衡特别有利(参见汇总表8和相关评论)。
[0144]
根据本发明的用于轮胎复合物的弹性体组合物可包括0.1phr至10phr的硫化剂。
[0145]
优选地,组合物包括至少0.2phr、0.5phr、0.8phr或1phr的至少一种硫化剂。
[0146]
优选地,组合物包括0.1phr至10phr、0.2phr至10phr、1phr至10phr或1.5phr至5phr的至少一种硫化剂。
[0147]
至少一种硫化剂优选选自硫,或者替代地含硫剂(硫供体),诸如像双[(三烷氧基甲硅烷基)丙基]多硫化物、秋兰姆、二硫代二吗啉和己内酰胺-二硫化物及其混合物。替代地,硫化剂为含有o-o键的过氧化物并且通过加热可以产生反应性自由基。
[0148]
优选地,硫化剂是硫,优选地选自可溶性硫(结晶硫)、不溶性硫(聚合硫)、(iii)油分散硫及其混合物。
[0149]
适用于本发明的弹性体组合物的硫化剂的商业示例是获自international sulphur inc.的redball superfine硫、crystexot 33as硫和eastmann crystex hs ot 20硫。
[0150]
在本发明的弹性体组合物中,硫化剂可以与本领域技术人员已知的如硫化活化剂、促进剂和/或阻滞剂等助剂一起使用。
[0151]
弹性体组合物可任选地包括至少一种硫化活化剂。
[0152]
适合在本发明的弹性体组合物中使用的硫化活化剂是锌化合物,特别是zno、znco3、含有8至18个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的锌盐(其优选地通过zno和脂肪酸的反应在弹性体组合物中原位形成)或其混合物。例如,使用硬脂酸锌(优选通过zno和脂肪酸在弹性体组合物中原位形成)或由mgo形成的硬脂酸镁或其混合物。
[0153]
硫化活化剂在本发明的弹性体组合物内的存在量可以优选地是0.2phr至15phr,更优选1phr至5phr。
[0154]
优选的活化剂衍生于氧化锌和硬脂酸的反应。
[0155]
活化剂的示例是由rheinchemie市售的产品aktiplast st。
[0156]
弹性体组合物可以进一步包括至少一种硫化促进剂。
[0157]
常用的硫化促进剂可以例如选自二硫代氨基甲酸类、胍类、硫脲类、噻唑类、次磺酰胺类、次磺酰亚胺类、秋兰姆、胺类、黄原酸类或其混合物。
[0158]
优选地,促进剂选自巯基苯并噻唑(mbt)、n-环己基-2-苯并噻唑-次磺酰胺(cbs)、n-叔丁基-2-苯并噻唑-次磺酰胺(tbbs)及其混合物。
[0159]
适合在本发明的弹性体组合物中使用的促进剂的商业示例是由lanxess市售的n-环己基-2-苯并噻唑-次磺酰胺(cbs或cz)和n-叔丁基2-苯并噻唑-次磺酰胺nz/egc。
[0160]
硫化促进剂可以在本发明的弹性体组合物中以优选0.05phr至10phr,优选0.1phr至7phr,更优选0.5phr至5phr的量使用。
[0161]
弹性体组合物可任选地包括至少一种硫化阻滞剂。
[0162]
适合于本发明的弹性体组合物中使用的硫化阻滞剂优选地选自脲、邻苯二甲酸酐、n-亚硝基二苯胺、n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺(ctp或pvi)及其混合物。
[0163]
合适的阻滞剂的商业示例是lanxess的n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺vulkalentg。
[0164]
硫化阻滞剂在本发明的弹性体组合物内的存在量可以优选地从0.05phr至2phr。
[0165]
本发明的弹性体组合物可以包括混合物形式的以上定义的一种或多种硫化阻滞剂。
[0166]
根据弹性体组合物,本领域技术人员可以调整硫化包的组合物和交联条件,以为了赋予已硫化弹性体复合物与不超过根据本发明设置的剪切模量值g’相称的交联度。
[0167]
弹性体组合物可以进一步包括至少0.05phr,优选至少0.1phr或0.5phr或0.7phr,更优选至少1phr或2phr的至少一种能够与二氧化硅基增强填料相互作用的硅烷偶联剂,以便在硫化期间将它们结合到弹性体聚合物。
[0168]
优选地,相对于白色填料的重量,硅烷偶联剂的存在量按重量计至少7%,更优选按重量计至少9%。
[0169]
优选地,弹性体组合物包括0.1phr至20.0phr或0.5phr至10.0phr,甚至更优选1.0phr至5.0phr的至少一种硅烷偶联剂。
[0170]
优选地,所述偶联剂为选自具有至少一个可水解硅烷基团的硅烷偶联剂的硅烷偶联剂,其例如可由以下通式(iii)识别:
[0171]
(r’)3si-c
nh2n-x
ꢀꢀꢀ
(iii)
[0172]
其中r’基彼此相同或不同,其选自烷基、烷氧基或芳氧基或选自卤素原子,条件是r’基中的至少一个是烷氧基或芳氧基;n是1至6的整数;x是选自亚硝基、巯基、氨基、环氧基、乙烯基、酰亚胺基、氯、-(s)
mcnh2n-si-(r’)3和-s-cor’中的基团,其中m和n是1至6的整数,并且基团r’如上所定义。
[0173]
特别优选的硅烷偶联剂是双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-硫代-辛酰基-1-丙基-三乙氧基硅烷(nxt)和双(3-三乙氧基甲硅烷基-丙基)二硫化物。所述偶联剂可以原样添加或以与惰性填料(例如,炭黑)的混合物形式添加,以便有助于将它们掺入弹性体组合物中。
[0174]
硅烷偶联剂的示例是tespt:由evonik市售的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物si69。
[0175]
弹性体组合物还可包括一种或多种本领域常用的额外的成分,诸如像增塑油、树脂、抗氧化剂和/或抗臭氧剂(抗老化剂)、蜡、粘合剂等。
[0176]
例如,为了进一步改进复合物的可加工性,根据本发明的弹性体组合物可以进一
步包括至少一种增塑油。
[0177]
增塑剂的用量优选在0.5phr至10phr的范围内,优选地在1phr至7phr范围内。
[0178]
术语“增塑油”是指由石油或矿物油或植物油或合成油或其组合衍生的工艺油。
[0179]
增塑油可以是由选自链烷烃(饱和烃)、环烷烃、芳族多环及其混合物的石油衍生的工艺油。
[0180]
由石油衍生的合适工艺油的示例是芳族油、链烷烃油、环烷烃油,例如工业上已知的mes(温和萃取溶剂化物)、dae(馏出芳族萃取物)、tdae(经处理的馏出芳族萃取物)、trae(经处理的残余芳族萃取物)、rae(残余芳香族提取物)。
[0181]
增塑油可以是用脂肪酸酯化甘油而衍生的天然或合成来源的油,其包括甘油的甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯或其混合物。
[0182]
合适的植物油的示例是向日葵油、大豆油、亚麻籽油、油菜籽油、蓖麻油和棉油。
[0183]
增塑油可以是选自邻苯二甲酸或磷酸的烷基酯或芳基酯的合成油。
[0184]
根据本发明的弹性体组合物可以进一步包括至少一种树脂。
[0185]
树脂是非反应性树脂,优选地选自烃树脂、酚树脂、天然树脂及其混合物。
[0186]
树脂的用量优选在0.5phr至10phr的范围内,更优选地在1phr至5phr的范围内。
[0187]
弹性体组合物可任选地包括至少一种蜡。
[0188]
蜡可以是例如石油蜡或链烷烃混合物。
[0189]
合适的蜡的商业示例是repsol n-链烷烃混合物和获自rhein chemie的654微晶蜡。
[0190]
蜡在本发明的弹性体组合物内的存在总量通常可以是0.1phr至5phr,优选地0.5phr至3phr。
[0191]
弹性体组合物可任选地包括至少一种抗氧化剂。
[0192]
抗氧化剂优选地选自n-异丙基-n
’‑
苯基-对苯二胺(ippd)、n-(1,3-二甲基-丁基)-n
’‑
苯基-对苯二胺(6ppd)、n,n
’‑
双-(1,4-二甲基-戊基)-对苯二胺(77pd)、n,n
’‑
双-(1-乙基-3-甲基-戊基)-对苯二胺(dopd)、n,n'-双-(1,4-二甲基-戊基)-对苯二胺、n,n'-二苯基-对苯二胺(dppd)、n,n
’‑
二甲苯基-对苯二胺(dtpd)、n,n
’‑
二-β-萘基-对苯二胺(dnpd)、n,n
’‑
双(1-甲基庚基)-对苯二胺、n,n
’‑
二-仲丁基-对苯二胺(44pd)、n-苯基-n-环己基-对苯二胺、n-苯基-n
’‑
1-甲基庚基-对苯二胺和类似物及其混合物,优选地其是n-1,3-二甲基丁基-n-苯基-对苯二胺(6-ppd)。
[0193]
合适的抗氧化剂的商业示例是获自solutia/eastman的6ppd或由flexsys生产的santoflex。
[0194]
抗氧化剂在弹性体组合物中的存在总量可以优选地从0.1phr至6phr,更优选地从0.5phr至4phr。
[0195]
本发明的已硫化弹性体复合物的特征可以是以下动态和静态机械性能。
[0196]
已硫化弹性体复合物具有根据本说明书中报告的rpa方法在70℃,10hz,9%的变形下测量的剪切模量值g’,所述剪切模量值g’优选小于1.20mpa,更优选小于1.10mpa,甚至更优选小于1.05mpa,甚至更优选小于0.95mpa。
[0197]
已硫化弹性体复合物具有优选地在0.50mpa和1.25mpa之间,更优选地在0.70mpa和1.10mpa之间的剪切模量值g’。
[0198]
已硫化弹性体复合物具有优选地高于0.50mpa,更优选高于0.70mpa的剪切模量值g’。
[0199]
已硫化弹性体复合物具有根据本说明书中报告的方法在23℃,10hz下测量的动态压缩模量值e’,所述动态压缩模量值e’优选小于7.50mpa,更优选小于6.00mpa,甚至更优选小于5.00mpa。
[0200]
已硫化弹性体复合物具有优选在3.00mpa至8.00mpa,更优选地在3.50mpa至7.50mpa,甚至更优选地在4.00mpa至6.00mpa范围内的动态压缩模量值e’。
[0201]
已硫化弹性体复合物具有根据本说明书中报告的rpa方法在70℃,10hz下测量的tan delta值,所述tan delta值优选地不高于0.080,更优选不高于0.072,甚至更优选不高于0.060。
[0202]
已硫化弹性体复合物具有根据本说明书中报告的rpa方法在70℃,10hz下测量的tan delta值,所述tan delta值优选在0.030至0.080,更优选地在0.035至0.072、甚至更优选0.040至0.070的范围内。
[0203]
已硫化弹性体复合物具有根据uni6065:2001方法测量的断裂伸长率值ar(%),所述断裂伸长率值ar(%)优选地高于150%,更优选高于200%,甚至更优选高于230%。
[0204]
已硫化弹性体复合物具有根据uni6065:2001方法测量的拉伸强度值cr(%),所述拉伸强度值cr(%)优选地至少5.0mpa,优选至少7.0mpa,更优选至少8.0mpa。
[0205]
已硫化弹性体复合物具有根据uni6065:2001方法测量的拉伸强度值cr(%),所述拉伸强度值cr(%)优选地在6.0mpa至25.0mpa,优选地7.0mpa至20.0mpa的范围内。
[0206]
在本发明的自支撑轮胎中,上述弹性体组合物用于形成侧壁增强插入件。
[0207]
侧壁增强插入件是指布置在自支撑轮胎的侧壁部分内部的涂层。
[0208]
侧壁增强插入件可以部分,基本(例如超过其重量的70%)或优选地完全由本发明的已硫化弹性体复合物制成。
[0209]
在一个实施例中,侧壁增强插入件完全由本发明的弹性体复合物组成。
[0210]
在一个实施例中,本发明的自支撑轮胎包括单对侧壁增强插入件,在每个侧壁上布置一个所述侧壁增强插入件。
[0211]
在一个实施例中,本发明的自支撑轮胎包括两对侧壁增强插入件,每对布置在侧壁中。
[0212]
在一个实施例中,侧壁增强插入件可以具有分层结构(夹层结构),其由一层本发明的弹性体复合物、内部增强层(例如织物胎圈包布(chafer))和另一层本发明的弹性体复合物组成,呈复合物层具有相同厚度的对称变体以及不对称变体。
[0213]
在一个实施例中,侧壁增强插入件可以具有分层结构,所述分层结构由一层本发明的弹性体复合物、内部增强层(例如另一胎体帘布层)和另一层本发明的弹性体复合物组成,其中另一胎体帘布层围绕轴向最外侧的增强插入件翻折。
[0214]
侧壁增强插入件可以具有不同的形状和厚度。
[0215]
通常,侧壁增强插入件可以具有半月形形状,其厚度在两个末端方向上逐渐减小。
[0216]
根据本发明的轮胎的侧壁增强插入件可以具有垂直于与侧壁增强插入件的外表面相切的平面ti测量的最大轴向延伸部l-i,例如,从最小值3mm到最大值14mm,优选地从5mm到12mm,更优选地从7mm到10mm。
[0217]
本领域技术人员知道,通常侧壁增强插入件的厚度根据轮胎的类型而变化,特别是它取决于轮胎的截面高度、胎体层数、胎体的硬度,即轮胎设计用于的标准或额外负载。
[0218]
例如,在标称截面高度为80mm的常规自支撑轮胎的情况下,侧壁增强插入件的厚度通常在3mm至5mm的范围内,在标称截面高度为100mm的情况下,侧壁增强插入件的厚度从5mm至7mm,而在标称截面高度为130mm的情况下,侧壁增强插入件的厚度则为7mm至10mm。在本发明的轮胎中,特别是当弹性体组合物包括特别少量的增强填料和/或高模量弹性体聚合物时,侧壁增强插入件的最大轴向延伸部可以增加例如1.5mm或2mm,总厚度最大为14mm,优选不超过11mm,更优选不超过10mm。
[0219]
以这种方式,即使在模量特别低的复合物的情况下,也可以利用低得多的滚动阻力实现轮胎所需的自支撑特性。
[0220]
优选地,在本发明的自支撑轮胎中,两个侧壁结构的增强插入件具有相同的厚度。
[0221]
优选地,在本发明的自支撑轮胎中,两个侧壁结构的增强插入件具有相同的厚度和相同的形状。
[0222]
对于轮胎的每个侧壁,侧壁增强插入件从胎圈部分到胎肩部分径向延伸。
[0223]
在一个实施例中,对于轮胎的每个侧壁,侧壁增强插入件从胎面端到胎圈部分径向延伸。
[0224]
在本发明的轮胎的一个实施例中,侧壁增强插入件布置在胎体结构的轴向内侧位置处。
[0225]
在本发明的轮胎的一个实施例中,侧壁增强插入件布置在胎体结构的轴向外侧位置处。
[0226]
增强插入件的示例是图1中的截面所示的元件(113)。
[0227]
本发明的自支撑轮胎的优选实施例包括:
[0228]-具有与相应环形锚固结构相联的相对侧边缘的胎体结构;
[0229]-施加于胎体结构的径向外侧位置的带束结构;
[0230]-施加于带束结构的径向外侧位置的胎面带;
[0231]-一对侧壁结构,每个侧壁结构包括在胎体结构的轴向外侧位置延伸并且在环形锚固结构之一和胎面带的轴向外侧部分之间径向延伸的侧壁;
[0232]-不透气弹性体材料层,其被称为衬里并且位于轮胎的径向最内侧的位置而且至少在胎面带处延伸;和
[0233]-至少一对侧壁增强插入件,每个侧壁增强插入件结合在相应的侧壁结构中、在每个侧壁的轴向内侧和不透气弹性体材料层的轴向外侧的位置,其特征在于,所述侧壁增强插入件具有根据本说明书中报告的方法在70℃,10hz,9%变形下测量的低于1.25mpa的剪切模量值g’。
[0234]
在优选实施例中,所述衬里从一个胎圈结构延伸到另一个胎圈结构。当适用时,上文针对本发明的轮胎描述的所有优选项通常也特别表征包括所述衬里的本发明的轮胎。可有利地包括本发明的弹性体复合物的本发明的自支撑轮胎的另一部件是下层衬里。
[0235]
下层衬里(见图1中所示的元件112a)是弹性体材料层,其优选地针对衬里的整个延伸部布置在衬里的径向外侧位置,即衬里和胎体结构之间。
[0236]
在本发明的轮胎的一个实施例中,下层衬里和衬里仅针对胎面部分延伸。
[0237]
在本发明的轮胎的一个实施例中,下层衬里和衬里从一个胎圈结构延伸到另一个胎圈结构。
[0238]
通常,下层衬里由具有高增强填料含量和高粘度的弹性体复合物组成,以为了在轮胎构建过程中保护衬里在轮胎适形期间免受胎体帘线的任何移动的影响。
[0239]
本技术人已经发现,在本发明的自支撑轮胎中,如果存在下层衬里的话,下层衬里可以有利地包括本发明的弹性体复合物或更优选地由其组成,所述弹性体复合物具有低填料和降低的粘度,具有意想不到的滚动阻力的进一步优点和漏气行驶条件下的里程数。
[0240]
因此,在优选实施例中,本发明的自支撑轮胎包括:
[0241]-具有与相应环形锚固结构相联的相对侧边缘的胎体结构;
[0242]-施加于胎体结构的径向外侧位置的带束结构;
[0243]-施加于带束结构的径向外侧位置的胎面带;
[0244]-一对侧壁结构,每个所述侧壁结构包括在胎体结构的轴向外侧位置延伸并且在环形锚固结构之一和胎面带的轴向外侧部分之间径向延伸的侧壁;
[0245]-不透气弹性体材料层,其被称为衬里并且位于轮胎的径向最内侧位置而且至少在胎面带处延伸;
[0246]-至少一对侧壁增强插入件,每个所述侧壁增强插入件均嵌入相应的侧壁结构中、位于每个侧壁的轴向内侧位置,以及
[0247]-弹性体材料层,其被称为下层衬里并且位于所述衬里的径向外侧、所述胎体结构的径向内侧、所述侧壁增强插入件的轴向内侧的位置并且优选地延伸不超过衬里的延伸部,
[0248]
其特征在于,所述侧壁增强插入件和所述下层衬里优选地包括弹性体复合物,其具有根据本说明书中公开的方法在70℃,10hz,9%应变下测量的小于1.25mpa的剪切模量值g’。
[0249]
优选地,所述下层衬里的所述弹性体复合物还通过混合和硫化这样的弹性体组合物来制备,所述弹性体组合物至少包括:
[0250]-100phr的至少一种二烯弹性体聚合物,
[0251]-按重量计小于总重量的30%的至少一种增强填料组合物,以及
[0252]-至少0.1phr的至少一种硫化剂。
[0253]
当适用时,上文针对本发明的轮胎描述的所有优选项通常还特别表征包括所述衬里和下层衬里的本发明的轮胎。
[0254]
在根据本发明的自支撑轮胎中,在衬里的径向最内侧的表面上,可以任选地施加另外的轮胎部件,诸如像隔音系统、密封剂或传感器。
[0255]
本发明的自支撑轮胎适用于公路用四轮车辆,作为适用于装备中和高动力载人汽车(最大弦尺寸195-245mm)的轮胎。
[0256]
本技术人认为,本发明也适用于小型汽车的轮胎或最大弦尺寸例如从145mm到355mm的高性能轮胎(hp高性能-uhp超高性能)。
[0257]
这些轮胎优选地安装在具有等于或大于13英寸、优选地不大于24英寸、更优选地在16英寸和23英寸之间的安装直径的轮辋上。
[0258]
一般而言,根据本发明的轮胎可以是用于客车的轮胎,包括汽车轮胎(诸如像下面
定义的高性能轮胎)以及用于轻型运输车辆的轮胎(例如货车、露营车、皮卡车,通常满载时的总质量等于或小于3500kg)。因此,重型运输车辆的轮胎被排除。
[0259]
本发明的轮胎还可用于上述汽车以外的车辆,例如高性能公路和运动摩托车,即能够达到甚至高于270km/h的速度的摩托车。此类摩托车属于通常用以下分类标识的类别:超运动、超级运动、运动旅行,以及较低速度级别的摩托车:踏板、街头耐力和改装(custom)。
[0260]
术语“用于摩托车车轮的轮胎”是指具有高曲率比(通常大于0.200)的轮胎,其能够在摩托车转弯期间达到摩托车对称面相对于竖直的大倾角(侧倾角)。
[0261]
自支撑轮胎可以是:hp(高性能)或uhp(超高性能)轮胎,旨在用于装备主要载人运输的车辆,例如轿车、小型货车、家用车、suv(运动型多用途车)和/或cuv(跨界多用途车),其典型的是允许高速行驶的轮胎。
[0262]
高性能和超高性能轮胎尤其是允许达到高于至少160km/h、高于200km/h直至超过300km/h的速度的轮胎。此类轮胎的示例是属于根据e.t.r.t.o.标准(european tyre and rim technical organisation)的“t”、“u”、“h”、“v”、“z”、“w”、“y”类别的轮胎,特别是用于四轮高动力车辆的轮胎。通常,属于这些类别的轮胎的截面宽度等于或大于185mm,优选不大于325mm,更优选在195mm和325mm之间。这些轮胎优选地安装在具有等于或大于15英寸、优选地不大于24英寸、更优选地在17英寸和22英寸之间的安装直径的轮辋上。suv和cuv是指具有升高分布的车辆,通常是四轮驱动,典型地排量大于或等于1800cc,更优选在2000cc和6200cc之间。优选地,这些车辆具有大于1,400kg的质量,更优选地在1500kg和3000kg之间。
[0263]
本发明的轮胎可用作夏季或冬季或“全季节”(可在所有季节使用的轮胎)轮胎。
[0264]
根据本发明的轮胎的描述
[0265]
参考不按比例的附图1,根据本发明的自支撑轮胎的进一步特征和优点将从其下面通过非限制性示例给出的优选实施例的以下描述中变得显而易见。
[0266]
图1是根据本发明的自支撑轮胎的优选实施例的一部分的径向半剖视图。
[0267]
在图1中,附图标记(100)表示根据本发明的优选实施例的用于车辆车轮的自支撑轮胎。
[0268]
在图1所示的实施例中,轮胎(100)是用于机动车辆的类型。
[0269]
在图1中,“a”表示轴向方向,“x”表示径向方向,特别地x-x表示赤道面的轮廓。为简单起见,图1仅示出了轮胎的一部分,未示出的其余部分相同并且相对于赤道面“x-x”对称布置。
[0270]
用于四轮车辆的轮胎(100)包括至少一个胎体结构,所述胎体结构包括至少一个胎体层(101),所述胎体层具有与被称为胎圈芯的相应的环形锚固结构(102)接合的相应地相对端部折片,所述环形锚固结构可能联接到胎圈填料(104)。
[0271]
包括胎圈芯(102)和填料(104)的轮胎区域形成胎圈结构(103),所述胎圈结构旨在用于将轮胎锚固到未示出的对应的安装轮辋上。
[0272]
胎体结构通常是子午线类型,即,至少一个胎体层(101)的增强元件位于包括轮胎的旋转轴线并且基本垂直于轮胎的赤道面的平面上。所述增强元件通常由织物帘线组成。每个胎圈结构通过围绕环形锚固结构(102)回折至少一个胎体层(101)的相对侧向边缘以
形成如图1所示的所谓的胎体折片(101a)而与胎体结构相联。
[0273]
在一个实施例中,胎体结构和胎圈结构之间的联接可以由施加在第一胎体层的轴向外侧位置的第二胎体层(图1中未示出)提供。
[0274]
可能由弹性体材料制成的耐磨条(105)布置在每个胎圈结构(103)的外侧位置。
[0275]
胎体结构与带束结构(106)相联,所述带束结构包括一个或多个带束层(106a),(106b),这些带束层相对于彼此和相对于胎体层径向叠加,所述带束层通常具有结合在弹性体材料层中的织物和/或金属增强帘线。
[0276]
此类增强帘线可以具有相对于轮胎(100)的圆周发展方向的交叉定向。“圆周”方向是指通常面向轮胎旋转方向的方向。
[0277]
通常被称为“0
°
带束”的至少一个零度增强层(106c)可以施加在带束层(106a),(106b)的径向最外侧位置,其通常结合多个细长的增强元件,所述多个细长的增强元件通常是金属或织物帘线并且沿基本圆周方向定向从而与平行于轮胎的赤道面的方向形成几度角(例如约0
°
和6
°
之间的角)并且涂覆有弹性体材料。
[0278]
轮胎(100)还可以包括另一个带束层(未示出),所述另一个带束层放置在胎体结构(101)和上述带束层(106a),(106b)的径向最内侧带束层之间并且包括多个增强帘线,所述多个增强帘线具有相对于轮胎(100)的圆周方向或轮胎(100)的赤道面x-x倾斜等于90
°
的角度的倾斜定向。
[0279]
胎面带(109)施加在带束结构(106)的径向外侧位置。
[0280]
此外,弹性体材料的相应侧壁(108)施加在胎体结构的侧向表面上的轴向外侧位置,每个侧壁在相应胎圈结构(103)处从胎面(109)的侧向边缘之一延伸。
[0281]
橡胶层(112),通常被称为“衬里”,可以存在于胎体层(101)的径向内侧,所述橡胶层为轮胎提供必要的充气不透气性。
[0282]
也可以在所述衬里(112)的径向外侧位置设置弹性体材料层,即,下层衬里(112a)。根据本发明的优选实施例,下层衬里(112a)由本发明的弹性体复合物制成。
[0283]
轮胎(100)的侧壁(108)还包括一对相应的侧壁增强插入件(113),其由本发明的弹性体复合物制成。
[0284]
侧壁增强插入件(113)在下层衬里(112a)的轴向外侧和胎体层(101)的轴向内侧位置中结合在侧壁结构中。
[0285]
在图1所示的实施例中,侧壁增强插入件(113)具有在垂直于与侧壁增强插入件(113)的外表面相切的平面ti的方向上测量的最大轴向延伸部l-i。
[0286]
在径向外侧位置,胎面带(109)具有旨在与地面接触的滚动表面(109a)。通常在该表面(109a)上制成圆周沟槽,由横向凹口(图1中未示出)连接所述圆周沟槽,以限定分布在滚动表面(109a)上的多个不同形状和尺寸的块体,为了简单起见,所述表面在图1中示出为光滑的。
[0287]
通常被称为“微型侧壁”的由弹性体材料(110)组成的条可以任选地设置在侧壁(108)和胎面带(109)之间的连接区域中,通常通过与胎面带(109)共同挤出而获得该迷你侧壁,并且该迷你侧壁允许改善胎面带(109)与侧壁(108)之间的机械相互作用。优选地,侧壁(108)的端部部分直接覆盖胎面带(109)的侧向边缘。
[0288]
可以通过为胎圈结构(103)提供增强层(120)来提高轮胎侧壁(108)的刚度,所述
增强层通常被称为钢丝圈外包布(flipper)或附加的条状插入件。
[0289]
钢丝圈外包布(120)是围绕相应的胎圈芯(102)和胎圈填料(104)缠绕以至少部分地包围所述胎圈芯和胎圈填料的增强层,所述增强层布置在至少一个胎体层(101)和胎圈结构(103)之间。通常,钢丝圈外包布与所述至少一个胎体层(101)和所述胎圈结构(103)接触。
[0290]
钢丝圈外包布(120)通常包括结合在弹性体材料层内的多个织物帘线。
[0291]
轮胎的增强环形结构或胎圈(103)可以包括另外的保护层,其通常以术语“胎圈包布”(121)或保护条已知并且具有增加胎圈结构(103)的刚度和完整性的功能。
[0292]
胎圈包布(121)通常包括结合在弹性体材料的橡胶层内的多个帘线。这种帘线一般由织物材料或金属材料制成。
[0293]
弹性体材料层或片(未示出)可以布置在带束结构和胎体结构之间。
[0294]
任选地,在本发明的自支撑轮胎中,如果存在的话,本发明的弹性体复合物也可以有利地结合到下层衬里(112a)以及增强插入件(113)中。
[0295]
如上所述的轮胎(100)的构建可以通过至少一个组装装置在未示出的成形鼓上组装适于形成轮胎的部件的相应半成品来进行。
[0296]
可以在成形鼓上构建和/或组装旨在形成轮胎的胎体结构的部件的至少一部分。更具体地,成形鼓适合于首先接收任何衬里和下层衬里、侧壁增强插入件以及随后的胎体结构。此后,未示出的装置围绕端部折片中的每一个同轴地接合环形锚固结构之一,将包括带束结构和胎面带的外套筒定位在围绕圆柱形胎体套筒的同轴居中位置并且通过胎体结构的径向膨胀使得胎体套筒根据环形构造成形,以使其贴靠在外套筒的径向内表面上。
[0297]
构建生轮胎之后,通常进行模制和硫化处理,以为了通过弹性体组合物的交联确定轮胎的结构稳定性,以及在胎面带上赋予所需的胎面花纹并且在侧壁处赋予任何区别性的图形标志。
[0298]
现在提供以下示例仅用于说明和非限制目的。
[0299]
示例
[0300]
评估方法
[0301]
在23℃下对在170℃下硫化10分钟的弹性体材料样品测量根据uni6065:2001标准的静态机械性能(100%伸长率下的ca1负载、cr拉伸强度、ar%断裂伸长率)。
[0302]
使用instron model 1341动态装置在本文所述的拉伸-压缩模式下测量压缩动态机械性能e’和tan delta。交联材料的试件(170℃,10分钟)以压缩预加载至相对于初始长度的25%的纵向应变并且整个测试期间保持在23℃的预定温度下,其承受动态正弦应变,振幅为相对于预加载下的长度的
±
3.5%,频率为10hz,所述交联材料的试件具有圆柱形形状(长度=25mm;直径=14mm)。动态机械性能用动态弹性模量(e’)和tan delta(损耗因子)表示。tan delta值计算为粘性动态模量(e”)与动态弹性模量(e’)之间的比率。
[0303]
使用alpha technologies r.p.a.2000振荡室流变仪(橡胶工艺分析仪)评估动态剪切模量g’和tan delta的动态机械性能,其中室几何结构如astm d6601-19图1中所描述,应用以下方法:
[0304]
1)通过冲压厚度至少为5mm的待说明特征的生可硫化弹性体组合物的片材获得体积在4.6cm3至5cm3范围内的近似圆柱形测试样品;
[0305]
2)rpa设备的室被初步预热至170℃;
[0306]
3)将样品装入rpa设备的室之间并且关闭室。在生可硫化弹性体组合物的样品和rpa设备的每个室之间插入了两层薄膜以保护室本身:与复合物接触的是约25微米的尼龙6.6流延薄膜并且与rpa设备的室接触的是约23微米的聚酯薄膜;
[0307]
4)然后将样品在170℃的温度下硫化10分钟的固定时间,同时记录硫化曲线,即,使得样品在整个硫化期间接受7%振幅和1.67hz频率的正弦形变;
[0308]
5)然后将rpa设备的室的温度调至70℃;将室的温度设置为70℃并且保持10分钟后,在70℃的恒定温度下,通过以10hz的固定频率和从0.3%逐渐增加到10%的振幅对样品施加正弦扭转应力,针对每种条件进行10个稳定周期和10个测量周期;
[0309]
6)再次在70℃下,通过以10hz的固定频率和9%的振幅对样品施加正弦扭转应力进行动态测量,进行10次稳定周期和20次测量周期:结果表示为在20个测量周期中测量所得的平均值,其作为动态剪切模量g’和tan delta(粘性模量g”和g’之间的比率,tan delta=g”/g’)。
[0310]
滚动阻力(rr)评估
[0311]
根据unece reg.117rev.4附件6-iso28580:2018(第4b段(扭矩法))-通知编号2011-237(韩国)对由此生产的样品轮胎进行滚动阻力(rr)测量。滚动阻力系数以n/kn表示。
[0312]
然后为如此测试的轮胎分配相对滚动阻力指数,所述相对滚动阻力指数等于针对所讨论的轮胎测量的滚动阻力与参考轮胎的比率。该指数值越低,被测轮胎的滚动阻力越低,因此性能越好。
[0313]
表3-7报告了所进行的测试的结果。在这些表中,rr结果中的值降低(例如从100到92)表示性能提高,而值增加(例如从100到104)表示恶化。
[0314]
放气条件下行驶距离的评估(漏气保用测试)
[0315]
一辆bmw 5系汽车配备了四个轮胎,具体取决于所考虑的轮胎组(参见下面的示例2,样品轮胎制备p1-p12)是参考轮胎还是发明轮胎。
[0316]
通过将左后轮胎完全放气并且以不超过80km/h的行驶速度在混合路线上行驶直至轮胎出现明显损坏来对每个轮胎组进行漏气行驶试验。
[0317]
每个轮胎组重复测试两次,结果取平均值。
[0318]
为了比较轮胎的性能,将“rf”距离指数100分配给被比较的每个轮胎组的参考轮胎。
[0319]
然后将相对“rf”指数分配给同一组的其他轮胎,对应于测试轮胎在漏气行驶条件下测量的距离与参考轮胎的被设置为100的距离之间的比率,所述距离已经以紧密比较(close comparison)进行测量。
[0320]
在表3-7和汇总表8中报告结果。
[0321]
在这些表中,漏气行驶结果中保持或适度降低的值(例如,从100到75)表示相当或即使略有恶化但完全可接受的性能。值的增加(例如从100到120)表示改进的性能,即更长的距离,而值的显著降低(例如小于65)表示不可接受的性能。
[0322]
示例1:用于侧壁增强插入件的弹性体复合物的制备
[0323]
将在下表1中报告的参考组合物和根据本发明轮胎的组合物被制备为用于侧壁增
强插入件的弹性体组合物:
[0324]
表1:弹性体组合物(phr)
[0325][0326][0327]
其中ref.=参考,inv.=发明,并且
[0328]
ir:合成聚异戊二烯(ski-3nizhnekamskneftekhim);nr:天然橡胶(standard thai rubber str20-thaiteck rubber);br:聚丁二烯(europrene-polymers europe);n550:炭黑(n550birla carbon);二氧化硅:zeosil 1115hp(solvay);silsep1:根据专利申请wo2019106562a1的示例1制备的m2微珠形式的白色填料;silsep2:根据专利申请wo2019106562a1的示例3制备的m6微珠形式的白色填料;硬脂酸:stearina n(sogis);氧化锌:zno-80(rheinchemie);在cb上tespt 50%:在炭黑(50%)上支撑的双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(tespt50%)的混合物,由德国evonik industries ag生产;tmq(抗老化):聚合naugard q(chemtura corporation);6-ppd(抗氧化剂):n-(1,3-二甲基丁基)-n
’‑
苯基-对苯二胺(santoflextm 6ppd-eastman);tbbs(促进剂):n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(nz/egc-lanxess);rtvanderbilt生产的异丁基tuads(异丁基秋兰姆二硫化物)促进剂;硫(硫化剂):不溶性67%,solfotecnica。从表1中所示的弹性体组合物开始,根据以下工艺制备对应的弹性体复合物。
[0329]
使用密炼机(banbury、intermix或brabender)在两个步骤中进行组分的混合。
[0330]
在第一步骤(1)中,引入除硫化剂和促进剂之外的所有成分。混合持续最长时间为5分钟,达到约145℃的温度。随后,在第二测试(2)中,再次使用密炼机进行,添加硫化剂和促进剂,并在保持温度低于100℃的同时继续混合约4分钟。然后卸载复合物。冷却后和制备至少12小时后,将复合物的一些样品在压力机中在170℃下硫化10分钟,以提供可用于机械
表征的样品。
[0331]
复合物的表征
[0332]
通过上述方法测量的上述弹性体复合物的主要静态和动态性能如下表2所示
[0333]
表2
[0334][0335]
示例2:自支撑轮胎的生产
[0336]
为了评估具有根据本发明的侧壁增强插入件的轮胎相对于参考和对比轮胎的就滚动阻力和放气条件下的最大里程而言的性能,针对具有表3-7中所示的特征的轮胎p1-p12中的每一个制备八个轮胎构成的组。
[0337]
每个轮胎包括两个侧壁增强插入件,其中一个在内部,另一个在外部,所述两个侧壁增强插入件位于每个侧壁的轴向内侧位置,如图1所示,所述两个插入件具有相同的组合物,相同的厚度和相同的形状。
[0338]
在每组中,轮胎在相同的操作条件下进行比较,仅在增强插入件的弹性体组合物和/或其厚度方面进行了修改,插入件和轮胎的所有其他特征都相同。
[0339]
样品轮胎的制备
[0340]
第一组样品轮胎包括本技术人生产的尺寸为245/45r18 100y xl的自支撑轮胎,所述自支撑轮胎配置如下:
[0341]-自支撑轮胎,其包括最大厚度(l-i)为7mm的由组合物ref.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p1,参考);
[0342]-自支撑轮胎,其包括具有相同厚度的由组合物ref.2组成的侧壁增强插入件(轮胎p2/对比);
[0343]-自支撑轮胎,其包括具有减小厚度的由组合物ref.2制成的侧壁增强插入件(轮胎p3/对比)。
[0344]
根据上述方法评估的该第一组自支撑轮胎的主要特征及其滚动阻力和在放气条
件下的最大行驶里程性能如下表3所示:
[0345]
表3
[0346]
轮胎p1p2p3irf组合物ref.1ref.2ref.2相对irf厚度10010086相对rr10010097相对rf10015745
[0347]
其中
[0348]
irf组合物=侧壁增强插入件的弹性体组合物;相对irf厚度=通过将轮胎p1的侧壁增强插入件的厚度设置为100重新参数化的厚度;rr=通过将轮胎p1的rr设置为100重新参数化的相对滚动阻力;rf=漏气保用,在放气条件下的相对最大里程,即在漏气行驶中,通过将轮胎p1的漏气行驶里程设置为100重新参数化的相对最大里程。
[0349]
第二组样品轮胎包括本技术人生产的尺寸为245/45r18 100y xl的自支撑轮胎,所述自支撑轮胎配置如下:
[0350]-自支撑轮胎,其包括最大厚度l-i为7mm的由组合物ref.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p4,参考);
[0351]-自支撑轮胎,其包括具有相同厚度的由组合物ref.3组成的侧壁增强插入件(轮胎p5/对比)。
[0352]
根据上述方法评估的该第二组自支撑轮胎的主要特征及其滚动阻力和在放气条件下的最大行驶里程性能如下表4所示:
[0353]
表4
[0354]
轮胎p4p5irf组合物ref.1ref.3相对irf厚度100100相对rr10097相对rf10047
[0355]
第三组样品轮胎包括本技术人生产的尺寸为225/45r17 94y xl rf的自支撑轮胎,所述自支撑轮胎配置如下:
[0356]-自支撑轮胎,其包括最大厚度l-i为7mm的由组合物ref.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p6,参考);
[0357]-自支撑轮胎,其包括具有相同厚度的由组合物inv.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p7,发明)。
[0358]
根据上述方法评估的该第三组自支撑轮胎的主要特征及其滚动阻力和在放气条件下的最大行驶里程性能如下表5所示:
[0359]
表5
[0360]
轮胎p6p7irf组合物ref.1inv.1相对irf厚度100100
相对rr10097相对rf10084
[0361]
第四组样品轮胎包括本技术人生产的尺寸为225/45r19 rf的自支撑轮胎,所述自支撑轮胎配置如下:
[0362]-自支撑轮胎,其包括最大厚度l-i为7mm的由组合物ref.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p8,参考);
[0363]-自支撑轮胎,其包括具有相同厚度的由组合物inv.3组成的侧壁增强插入件(轮胎p9,发明)。
[0364]
根据上述方法评估的该第四组自支撑轮胎的主要特征及其滚动阻力和在放气条件下的最大行驶里程性能如下表6所示:
[0365]
表6
[0366]
轮胎p8p9irf组合物ref.1inv.3相对irf厚度100100相对rr10095相对rf10078
[0367]
第五组样品轮胎包括本技术人生产的尺寸为245/45r18 100y xl的自支撑轮胎,所述自支撑轮胎配置如下:
[0368]-自支撑轮胎,其包括最大厚度l-i为7mm的由组合物ref.1组成的侧壁增强插入件(轮胎p10,参考);
[0369]-自支撑轮胎,其包括具有相同厚度的由组合物inv.6组成的侧壁增强插入件(轮胎p11,发明);
[0370]-自支撑轮胎,其包括具有增加厚度的由组合物inv.6组成的侧壁增强插入件(轮胎p12,发明)。
[0371]
根据上述方法评估的该第五组自支撑轮胎的主要特征及其滚动阻力和在放气条件下的最大行驶里程性能如下表7所示:
[0372]
表7
[0373]
轮胎p10p11p12irf组合物ref.1inv.6inv.6相对irf厚度100100127相对rr1009294相对rf1001390
[0374]
通过组装所有生轮胎部件以及随后成形和硫化来制备所有上述轮胎。
[0375]
下表8总结了自支撑轮胎的构成特征:
[0376]
表8
[0377][0378]
如可从表3-7和汇总表8看出:
[0379]-通过比较组合物ref.1和ref.2,观察到通过用增强性更强的填料(silsep1,siisep2)代替复合物中的常规二氧化硅,可获得类似的刚度(23℃下的e’和ca1增长,而g’保持基本恒定)和减少的滞后(参见表2)。考虑到轮胎上的对应数据(表3的p1,p2,p3),注意到通过用增强性更强的填料代替增强插入件的组合物中的常规二氧化硅,在相同厚度(轮胎p1与p2相比)的情况下,漏气行驶距离有显著改善(指数从100到157),但滚动阻力没有(恒定指数为100);另一方面,如果除了更换二氧化硅之外,侧壁增强插入件的厚度还减少14%(轮胎p1与p3相比),则有利地获得滚动阻力的显著降低,但这以漏气行驶距离为代价,其指数从100下降到45。与漏气行驶距离相比,滚动阻力的波动趋势表明在这些性能之间找到正确的折衷是多么困难。
[0380]-通过比较组合物ref.1和ref.3,观察到通过改性填料(即,用增强性更强的填料silsep1代替炭黑和二氧化硅)并减少其在复合物中的总量,获得了剪切模量g’方面的刚度降低,以及减少的滞后(参见表2中70℃下的g’,tan d)。考虑到轮胎上的对应数据(表4的p4、p5),注意到通过改性和减小侧壁增强插入件组合物中的总填料,在相同厚度的情况下,滚动阻力显著降低(从100到97),然而这以漏气行驶距离从100下降到47为代价。可以想象,减少的滞后是滚动阻力改善的原因,而漏气行驶距离的恶化可能取决于g’减少。这些结果会阻碍将研究活动导向减少总填料和g’值,特别是导向将silsep2填料用作唯一或主要的增强材料。
[0381]-通过比较组合物ref.1和inv.1,观察到通过减少复合物中总填料的量,使用聚异戊二烯作为主要聚合物并且调节硫化体系,就e’和g’而言刚度显著降低,以及滞后减少(参见表2中23℃下的e’,70℃下的g’和tan d)。考虑到轮胎上的对应数据(表5的p6、p7),注意到通过减少侧壁增强插入件组合物中的总填料,在相同厚度的情况下,滚动阻力显著降低(从100到97),其中,漏气行驶距离从100下降到84,这是可以接受的。
[0382]-通过比较组合物inv.1和inv.2,观察到通过用炭黑代替二氧化硅,获得了类似的结果(表2)。
[0383]-通过比较组合物ref.1和inv.3,观察到通过改性填料(即,用增强性更强的填料silsep2代替部分二氧化硅),减少其在复合物中的总量,使用聚异戊二烯作为主要聚合物并且调节硫化体系,就23℃下的e’和70℃下的g’而言刚度显著降低,以及滞后减少(参见表2中23℃下的e’,70℃下的g’和tan d)。考虑到轮胎上的对应数据(表6的p8、p9),注意到通过改性和减少侧壁增强插入件组合物中的总填料,在相同厚度的情况下,滚动阻力显著降低(从100到95),漏气行驶距离从100下降到78,这是可以接受的。
[0384]-通过比较组合物inv.3和inv.4,观察到通过改性填料,即用增强性更强的填料silsep2完全代替二氧化硅,并大大减少其在复合物中的总量,在23℃下的模量e’和70℃下的g’获得进一步降低,最重要的是滞后大大降低,而几乎不改变拉伸性能(表2)。
[0385]-通过比较组合物inv.4和inv.5,观察到通过改性硫化体系,可以有利地调节硬度和滞后性能,从而增加牵引中的硬度(表2)。
[0386]-通过比较组合物inv.5和inv.6,观察到通过将填料从silsep2改性为silsep1,并进一步减少其用量,可以进一步改善硬度和滞后性能。
[0387]-通过比较组合物ref.1和inv.6,观察到通过改性填料,即用增强性更强的填料silsep1代替二氧化硅,大大降低其在复合物中的总量,将聚异戊二烯用作主要聚合物并调节硫化体系,就23℃下的e’和g’而言获得了显著降低的刚度,以及大大降低的滞后(参见表2中23℃下的e’,70℃下的g’和tan d)。考虑到轮胎上的对应数据(表7的p10,p11,p12),注意到通过改性和减少侧壁增强插入件组合物中的总填料,在相同厚度的情况下,滚动阻力有非常显著的降低(从100至92),但不利于漏气行驶条件下的距离,其从100下降到13(轮胎p10与p11相比);然而,如果除了用增强性更强的填料代替二氧化硅并减少总填料之外,侧壁增强插入件的厚度还增加了27%(轮胎p10与p12相比),则它在漏气行驶时得以恢复(从13到90),其中滚动阻力的代价最小(从92到94),从而获得非常有利的总体结果。
[0388]
从这些数据可以看出,根据本发明的自支撑轮胎(p7、p8和p12)能够满足漏气行驶条件下的最小所需距离。
[0389]
总之,从上述测试中发现,通过降低自支撑轮胎的侧壁增强插入件的刚度,并且可能地通过增加插入件的厚度来补偿自支撑能力的降低,可以实现总体有利的结果,这是因为它在漏气行驶条件下的里程数方面是可以接受的,但与特征在于具有更高模量的刚性插入件的现有技术的自支撑轮胎相比,在滚动阻力和舒适性方面都有出乎意料的改进。
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