[发明专利]橡胶组合物及使用该组合物的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及特别地用于制造具有改进的抗空气渗透性能的弹性体保护层的橡胶组合物，其可特别地用于制造轮胎。

背景技术

以公知方式，具有径向胎体增强件的轮胎包括由胎面覆盖的胎冠、两个用于与安装轮辋相接触的胎圈、两个使胎圈与胎冠相连接的胎侧。该胎冠包含环向地增强该轮胎的带束，并且该带束径向地置于胎体增强件和胎面之间。此带束由数个橡胶帘布(或“层”)组成，可用增强件(如金属或织物类型的帘线或单丝)来增强该橡胶帘布，也可不增强该橡胶帘布。

然而，已知能够渗入轮胎的腐蚀剂(如水或空气)可迁移至该带束。在该带束中，空气的存在有风险引起腐蚀和加速疲劳过程(该现象称作“腐蚀疲劳”)，同时有风险不利于增强件和邻接的橡胶组合物之间的粘合，最终在轮胎的寿命性能中起到主要作用。

轮胎制造者所关注的问题之一在于，增加使用寿命并特别地改进橡胶组合物、金属或织物增强件以及这些共混物与这些增强件之间的界面的相对于氧化过程的耐久性。

为了减少这些氧化现象，已知对到达氧化敏感区域的氧气(源于所充空气或外部空气)量进行限制。为了限制氧气的迁移，本领域技术人员可实施许多物理、化学或物理化学方法。

一种解决方案在于，在靠近待保护的轮胎组件处放置弹性体保护层。进一步地，该保护可通过增加此弹性体保护层的厚度来增强。然而，这种在重量上的增加导致轮胎成本价格的增加，并导致在轮胎中所用的共混物在轮胎行驶时的热量积聚的增加。

其他解决方案建议在弹性体保护层中通过降低抗氧化剂的量来挡住氧气，但是这并不可能使胎体增强件的使用寿命延长。

最后，如在KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA第三版，Wiley，第3卷第483页的“阻挡层聚合物(barrier polymers)”一章中所指出的，其他的解决方案推荐使用对氧气的渗透性较低的聚合物，通过增加聚合物的玻璃化转变温度Tg、聚合物的极性、聚合物的结晶度、聚合物的链劲度(stiffness)、聚合物的紧密(有序性、对称性)程度来实现对氧气的较低渗透性。

发明内容

申请人已通过其研究发现了一种新型组合物，其基于二烯弹性体、交联体系和增强填料，并且至少包含金属盐和片状填料，该新型组合物使得有可能克服上述各种解决方案的所有缺陷。实际上，此组合物具有与现有技术的组合物一样良好的加工性能和机械性能，并且还具有改进的在宽温度范围内(从轮胎静止时的环境温度直到轮胎行驶时的温度)的抗氧气渗透性能。

因此，本发明的第一目标涉及至少基于二烯弹性体、增强填料和硫化体系的橡胶组合物，其特征在于，该橡胶组合物至少包含：

-10至150phr的片状填料；和

-0.01至0.3phr的金属盐。

特别地，本发明的轮胎旨在安装在如下的机动车辆上：载客型、SUV(“运动多功能车辆”)型、双轮车辆(特别是摩托车)和飞机，如选自有蓬货车、载重车辆即地铁、公共汽车、重型道路运输车辆(卡车、牵引车、拖车)、非道路车辆如农用车辆或土木工程车辆以及其他运输或装卸车辆的工业车辆。

本发明涉及如上所述的以未固化状态(即固化前)和固化状态(即交联后或硫化后)的轮胎。

本发明还涉及弹性体组合物用作橡胶制品中氧气阻挡层的用途，该弹性体组合物的配方如上文所限定。

根据下文的描述和示例性具体实施方案，并根据与这些实施例相关的图1和图2(其以径向横截面示意性显示了根据本发明的子午线轮胎的两个实例)，将容易理解本发明及其优点。

I-所用的测量和试验

在固化前和固化后，如下所示地表征橡胶组合物。

I-1.门尼塑性

使用如法国标准NF T 43-005(1991)中描述的振动稠度计。根据以下操作方法进行门尼塑性的测量：在被加热至100℃的圆柱形室中，模塑未固化状态下(即固化前)的组合物。预热1分钟后，使转子以2转/分钟在该试样内旋转，并在旋转4分钟后测量维持此运动的工作力矩。门尼塑性(ML 1+4)以“门尼单位”(MU，其中1MU＝0.83牛顿·米)来表示。

I-2.流变测定