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用于车辆车轮的轮胎制造技术

技术编号:43849223 阅读:5 留言:0更新日期:2024-12-31 18:42
本发明专利技术涉及一种轮胎,所述轮胎包括至少一个结构元件,所述结构元件包括通过硫化可硫化弹性体复合物而获得的已硫化弹性体材料,所述可硫化弹性体复合物通过混合弹性体组合物而制成,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:(a)30phr至95phr的至少一种苯乙烯‑丁二烯聚合物(SBR);(b)选自下述组的5phr至70phr的至少一种二烯弹性体聚合物,所述组由至少一种异戊二烯聚合物(IR)、至少一种丁二烯聚合物(BR)或它们的混合物组成;(c)10phr至约120phr,优选地20phr至100phr的至少一种白色增强填料;(d)相对于所述白色增强填料的量,按重量计约1%至约20%的至少一种硅烷偶联剂;(e)相对于所述硅烷偶联剂的量,按重量计1%至35%,优选地5%至25%的多胺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于车辆车轮的轮胎,所述轮胎包括通过硫化可硫化弹性体复合物获得的已硫化弹性体材料,所述可硫化弹性体复合物通过混合弹性体组合物而制成,所述弹性体组合物包括至少一种二烯弹性体聚合物、作为增强填料的二氧化硅、和至少一种硅烷偶联剂,其特征在于,多胺的掺入能够改善硫化动力学和轮胎性能,特别是改善滚动阻力、耐磨性和机械性能之间的平衡。


技术介绍

1、在轮胎工业中,硫化是一种常用于赋予轮胎部件的弹性体组合物必要的机械性能的处理。该处理影响静态模量和动态模量以及弹性体组合物在不同温度下的滞后性,从而影响轮胎在干燥或潮湿表面上的行为以及轮胎在使用过程中的滚动阻力和抗撕裂和磨损性。

2、硫化处理通常使用硫来促进弹性体组合物的交联,并用例如炭黑进行增强,以改善成品的机械特征。

3、然而,使用大量的硫会引起明显的返硫现象,这导致在使用过程中轮胎性能改变,而使用大量的炭黑则产生明显的滞后性,即,在动态条件下散热增加,这导致轮胎滚动阻力增大以及油耗增加。

4、为了克服使用炭黑所引发的缺点,可以使用所谓的白色增强填料,特别是使用二氧化硅作为炭黑的全部或部分替代品。

5、然而,虽然使用所述白色增强填料产生较低的滞后性,以及随后产生较低的滚动阻力,但它也意味着机械性能的降低,特别是抗撕裂性能的降低,这主要是由于这些白色增强填料与轮胎生产中常用的弹性体聚合物相比亲和性差。

6、特别地,为了使二氧化硅在弹性体聚合物中达到良好的分散度,必需对弹性体组合物进行长时间的热机械混合作用(“硅化”过程),而为了提高二氧化硅与弹性体聚合物的亲和力,必需使用合适的偶联剂,例如含硫的有机硅烷产品(“硅烷化”处理)。

7、然而,使用此类偶联剂的需要对弹性体组合物的混合和热机械处理操作过程中可以达到的最高温度进行了限制,以避免偶联剂发生不可逆的热降解。

8、为了克服上述缺点,现有技术中已建议引入能够促进二氧化硅与偶联剂反应的其他复合物,从而改进与弹性体聚合物的相互作用,例如在本申请人名下的wo2021/014394、ep2193036和ep2231759中所述。

9、尽管本领域中提出的解决方案已经带来了改进,但是轮胎行业仍然持续关注寻找适合于获得机械性能和滞后性方面的最佳性能,同时保持弹性体组合物的良好稳定性、可加工性和硫化动力学的新方案。


技术实现思路

1、本申请人已经开展研究以进一步提高偶联剂在轮胎复合物生产中的有效性,目的是通过获得良好的滞后值得到硫化曲线的更好平衡,而不影响硫化产品(即,已硫化弹性体材料)的机械性能。

2、令人惊讶的是,本申请人已经发现,通过在包括至少一种二烯弹性体聚合物、作为增强填料的二氧化硅和至少一种硅烷偶联剂的弹性体组合物中使用多胺,可能根据所需的性能来调节已硫化弹性体材料的最终性能。

3、特别地,本申请人已经观察到,多胺的存在特别地通过降低高温下的tanδ值能够同时改进静态机械性能(特别是伸长模量和抗撕裂性)以及动态机械性能,以及显著降低滞后性和滚动阻力,并在低温下保持足够的tanδ值,因而即使在潮湿表面和低温下也能保持良好的抓地力。

4、同时,本申请人已经观察到硅烷化产率的值更高,这可以缩减偶联剂的用量,因而获得更稳定的体系,特别是当偶联剂为硫基硅烷时,这是因为硫基硅烷可以充当硫供体并引发硫化。

5、此外,本申请人已经证实,硫化曲线受存在多胺的影响显著。

6、特别地,本申请人已经观察到,通过增大多胺的百分比,硫化曲线从具有增量模量的典型形状变为包括达到恒定最大值的模量值的形状,而从未观察到返原现象。此外,硫化动力学更快,从而允许工业生产过程中的硫化周期更短。

7、最后,本申请人已经观察到粘度和焦烧值保持在可接受值内,从而允许保持弹性体组合物的良好可加工性。

8、因此,本专利技术的第一方面是提供一种轮胎,所述轮胎包括至少一个结构元件,所述结构元件包括通过硫化可硫化弹性体复合物而获得的已硫化弹性体材料,所述可硫化弹性体复合物通过混合弹性体组合物而制成,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

9、(a)30phr至95phr的至少一种苯乙烯-丁二烯聚合物(sbr);

10、(b)选自下述组的5phr至70phr的至少一种二烯弹性体聚合物,所述组由至少一种异戊二烯聚合物(ir)、至少一种丁二烯聚合物(br)或它们的混合物组成;

11、(c)10phr至约120phr,优选地20phr至100phr的至少一种白色增强填料;

12、(d)相对于所述白色增强填料的量,按重量计约1%至约20%的至少一种硅烷偶联剂;

13、(e)相对于所述硅烷偶联剂的量,按重量计1%至35%,优选地5%至25%的多胺。

14、根据优选实施例,本专利技术的轮胎包括:

15、-胎体结构,所述胎体结构具有与相应的左胎圈结构和右胎圈结构相联的相对侧边缘;

16、-胎面带,所述胎面带相对于所述胎体结构施加在径向外侧位置;

17、-一对侧壁,所述一对侧壁侧向施加在所述胎体结构的相对侧上。

18、在本专利技术的第二方面,本专利技术涉及一种弹性体组合物,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

19、(a)30phr至95phr的至少一种苯乙烯-丁二烯聚合物(sbr);

20、(b)选自下述组的5phr至70phr的至少一种二烯弹性体聚合物,所述组由至少一种异戊二烯聚合物(ir)、至少一种丁二烯聚合物(br)或它们的混合物组成;

21、(c)10phr至约120phr,优选地20phr至100phr的至少一种白色增强填料;

22、(d)相对于所述白色增强填料的量,按重量计约1%至约20%的至少一种硅烷偶联剂;

23、(e)相对于所述硅烷偶联剂的量,按重量计1%至35%,优选地5%至25%的多胺。

24、定义

25、术语“弹性体组合物”是指包括至少一种弹性体聚合物和一种或多种添加剂的组合物,所述至少一种弹性体聚合物和所述一种或多种添加剂的组合物通过混合以及可能的加热提供适于在轮胎及其部件中使用的弹性体复合物。由于弹性体组合物本身含有硫化剂,因此其具有“可硫化”性。

26、弹性体组合物的组分通常不会被同时引入混合机中,而是典型地按序依次添加。特别地,通常在相对于掺入和处理所有其他组分处于下游的步骤中添加硫化添加剂,所述硫化添加剂诸如为硫化剂和可能的促进剂和阻滞剂。

27、在最终的可硫化弹性体复合物中,弹性体组合物中的各组分可以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而被完全或部分地改性。本文中的术语“弹性体组合物”是指包括用于制备弹性体复合物的所有组分的集合,无论它们实际上是同时存在、按顺序引入还是随后在弹性体复合物或最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轮胎,所述轮胎包括至少一个结构元件,所述结构元件包括通过硫化可硫化弹性体复合物而获得的已硫化弹性体材料,所述可硫化弹性体复合物通过混合弹性体组合物而制成,所述弹性体组合物在每100phr的二烯弹性体聚合物中包括:

2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

3.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

4.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

5.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述多胺由下述结构式(IV)表示:

6.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述多胺选自下述组,所述组由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、七乙烯八胺、二丙烯三胺、三丙烯四胺、四丙烯五胺、二丁烯三胺、三丁烯四胺、四丁烯五胺、二亚甲基三胺、三亚甲基四胺、四亚甲基五胺、五亚甲基六胺、二(七亚甲基)三胺、二(三亚甲基)三胺、十乙烯十胺、十亚甲基十胺、N,N-二甲基二乙烯三胺、N,N-二甲基四乙烯五胺、N,N-二乙基四乙烯五胺、N,N’,N”-三甲基二乙烯三胺、二戊烯三胺、三烯四胺、四庚烯五胺、三辛烯四胺和四戊烯五胺组成。

7.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述多胺选自由三亚甲基四胺、三乙烯四胺和三丙烯四胺组成的组,优选地是三乙烯四胺。

8.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述轮胎包括:

9.一种弹性体组合物,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

10.根据权利要求9所述的弹性体组合物,其中,所述弹性体组合物包括根据权利要求2至7所限定的组分。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种轮胎,所述轮胎包括至少一个结构元件,所述结构元件包括通过硫化可硫化弹性体复合物而获得的已硫化弹性体材料,所述可硫化弹性体复合物通过混合弹性体组合物而制成,所述弹性体组合物在每100phr的二烯弹性体聚合物中包括:

2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

3.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

4.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述弹性体组合物在每100phr二烯弹性体聚合物中包括:

5.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述多胺由下述结构式(iv)表示:

6.根据权利要求1所述的轮胎,其中,所述多胺选自下述组,所述组由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、七乙烯八胺、二丙...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·罗玛尼F·巴约内J·N·豪斯M·莫森德尔弗里阿
申请(专利权)人:倍耐力轮胎股份公司
类型:发明
国别省市:

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