[发明专利]安全轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及安全(run-flat)轮胎，所述安全轮胎包括通过交联含硅藻土颗粒的可交联的弹性体组合物获得的交联承载结构。

更特别地，本发明涉及安全轮胎，它包括含胎圈结构和胎侧嵌片(insert)且通过交联含硅藻土颗粒的可交联的弹性体组合物而获得的至少一种承载结构。

背景技术

安全轮胎是在显著或完全丧失压力下能承载车辆负载，允许司机行驶一定距离达到修理点且在可能危险的情形下不必停车更换轮胎的充气轮胎。

当轮胎在漏气状态下时，安全轮胎的结构具有充足的强度，排除胎侧和内表面在自身上坍塌或扭曲，和另一方面，当轮胎处于正常的充气操作条件下时，该结构能赋予有利的舒适和滚动阻力质量。

使用过数种技术获得前述承载效果且没有损害正常的行驶状况。

在美国专利US6453961中，用于车辆的充气径向帘布层的安全轮胎具有胎面，含至少一种径向帘布层和两个胎侧的胎体，其中每一胎侧通过四周布置的月牙形状的楔形嵌片(insert)增强。每一嵌片具有包埋在嵌片的弹性硬挺(stiffer)层内的弹性多孔部分。当轮胎正常充气时，多孔部分和因此嵌片作为整体是挠性的，从而提供舒适的驾驶特征。在漏气行驶(漏气轮胎)状况下，多孔部分内的孔隙坍塌，和多孔部分变硬，因此嵌片作为一个整体进而变得足够硬挺，以支持车辆的负载。

国际专利申请WO00/69661的轮胎掺入具有可变弹性模量的胎体帘布材料，以提供灵活(active)的胎侧结构。将可变模量的帘线材料掺入到胎体轴向最向外的帘布层内，所述胎体具有被在胎侧内的弹性体嵌片(insert)隔开的两个帘布层。外部的帘布层帘线材料提供增加的弹性模量和增加的伸长率。在充气模式下，在正常的负载下，内部的帘布层帘线具有显著超过外部帘布层帘线的模量。因此，在充气模式下，在正常负载中，内部帘布层对胎侧的结构响应占主导。在苛刻的胎侧漏气下，例如当轮胎漏气时，外部帘布层帘线伸长，从而增加其弹性模量，并进而将负载从轴向最向内的帘布层转移到轴向最向外的帘布层。

以上引证的文件的教导均基于胎侧破碎的结果导致的轮胎刚度改变的影响。

在现有技术的另一方法中，通过用特定的嵌入橡胶(insert rubber)增强胎侧，确保漏气行驶能力。

在US2007012391中，适合于长期迁移行进的轮胎包括通过胎侧嵌片增强的胎侧，亦即在内部胎侧内的内部嵌片，和在外部胎侧内的外部嵌片。嵌片由在充气压力显著下降或为0的情况下，使得胎侧能承载相当于车辆一部分重量的负载的橡胶组合物制成。

一般地，圆形的胎侧增强元件，即胎侧嵌片，在当漏气时支持轮胎中操作，且需要由高模量、低滞后和良好的断裂伸长率的材料制成，以便主要便于在轮辋上安装/拆卸轮胎。胶料的粘度应当低，特别是如果使用自动化体系用作轮胎制造技术时。

在标准的橡胶技术中，获得高模量和低滞后，其代价是牺牲断裂伸长率。

事实上，可通常通过使用高含量的硫化剂(硫/促进剂)，获得高模量，例如可通过增加这些组合物的交联密度，增加弹性体组合物的静态和动态模量。

可通过使用大量硫，或者通过使用大量炭黑，或者非常微细的和结构化的炭黑，以及通过使用大量增强填料，或者最后通过使用增强树脂，获得交联密度的提高。然而，增加静态和动态模量的上述方式可导致许多缺点。

例如，已知使用大量硫可引起显著的返原现象，这一现象可导致使用过程中轮胎性能的改性。另一方面，已知炭黑得到具有突出的滞后性能的交联的制造产品，亦即增加动态条件下的耗散热量，这将导致轮胎的滚动阻力和燃料消耗增加。另外，大量炭黑会引起弹性体组合物的粘度增加，因此对可交联的弹性体组合物的加工性和可挤出性具有负面影响。

为了克服使用炭黑引起的缺点，通常使用所谓的“白”增强填料，尤其二氧化硅全部或部分替代炭黑。然而，尽管使用所述增强填料会导致良好的滚动阻力，但它还引起显著地与这些填料相对于生产轮胎常用的弹性体聚合物亲合性差有关的一系列缺点。尤其，为了获得二氧化硅在弹性体聚合物良好程度的分散，需要对弹性体组合物进行长期热机械共混作用。为了增加二氧化硅与弹性体聚合物的亲合性，需要使用合适的偶联剂，例如含硫的有机基硅烷产品。然而，需要使用这种偶联剂对在弹性体组合物的共混和热机械加工操作过程中可能达到的最大温度加以限制，以避免偶联剂大量不可逆地热降解。

而且，含增强填料，例如炭黑和/或二氧化硅的这种可交联的弹性体组合物的可加工性可要求高温，但这暗含了生产率下降，过大的功耗，和由于部分早期交联(“焦烧现象”)导致的成形缺陷的危险增加。