含有电定向复合物的轮胎制造技术

提供一种在轮胎的橡胶组合物部件中含有电定向复合物的橡胶轮胎，其中所述复合物由至少两个彼此非常靠近的导电金属元件，和与所述金属元件接触和电连接在一起的导电橡胶组合物组成。本发明专利技术也涉及一种在所述轮胎橡胶部件中的电阻性橡胶组合物，该电阻性橡胶组合物与所述导电橡胶组合物的至少一部分和至少一个所述导电金属元件的至少一部分相邻接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含有电定向复合物的轮胎领域提供一种在轮胎的橡胶组合物部件中含有电定向复合物的橡胶轮胎，其中所述复合物由至少两个彼此非常靠近的导电金属元件，和与所述金属元件接触和电连接在一起的导电橡胶组合物组成。本专利技术也涉及一种在所述轮胎橡胶部件中的电阻性橡胶组合物，该电阻性橡胶组合物与所述导电橡胶组合物的至少一部分和至少一种所述导电金属元件的至少一部分相邻接。背景对于各种应用，希望(i)在橡胶轮胎的橡胶部件中包埋许多由两个或几个导电金属构成的元件，和(ii)将至少两个这类金属元件电连接起来。这种金属元件可以例如是金属丝、平板的形状或其他的形状或结构。由于轮胎中各种橡胶部件在轮胎的运转使用期间会产生预期的动态扭曲，所以这里考虑采用机械连接的方法，例如通过焊接或其他的机械固定法，将金属元件连接在一起是不实际的。这特别是由于在(i)轮胎的加工和模制和硫化时或(ii)轮胎在常规的的工作条件下长时间运转时存在电连接被中断的实际危险。因此，本专利技术的一个特点是用导电橡胶组合物连接金属元件。对这种导电橡胶组合物的一个重要的要求是它不仅是比较导电的，而且具有适合于埋置在轮胎部件中的物理性能，使得在长时间使用的情况下可以保持电连接。值得一提的是，也同样希望提供一种电绝缘橡胶组合物，该组合物是与导电金属元件和/或前述的导电橡胶组合物两者中的至少一种的至少一部分相邻近，优选相接触，或相邻接。本专利技术的简述和实施根据本专利技术提供的橡胶轮胎，在至少一部分轮胎的橡胶部件中含有电定向的复合物，其中所述的复合物是由下列两部分组成：(i)至少两个并非熔合或机械地固定在一起的彼此非常靠近的导电金属元件和(ii)与所述金属元件接触并电连接在一起的薄的导电橡胶组合物；其中所述的导电橡胶组合物的厚度为约0.1-约1，优选为约0.2-约0.5毫米，体积电-->阻率为约3-约200，或为约3-约100，优选为约3-约20ohm-cm。值得一提的是，与所述电定向复合物相关联的轮胎部件的橡胶组合物，其体积电阻率至少为104，甚至高达至少1010ohm-cm或更高。尽管这种金属元件可以有各种形状，但还是希望为金属丝、金属片或其他结构的形状。尽管，在本专利技术的实施中，可以用导电橡胶组合物将多个金属元件电连接起来，但还是期望使2-4个金属元件相互电连接，其中这类部件中至少一个是星金属丝的形状。这种金属丝可以是整体金属丝或者是绞合金属长丝。在一个实施方案中，这种整体的金属丝或绞合的金属长丝的直径为约0.4-约13，或为约0.4-约6.5毫米。本专利技术的另一个方面，所述的金属元件可以是各种导电的金属，例如钢、铜、及其合金，包括黄铜，以及包括其上敷有铜、黄铜或锌的钢丝。值得一提的是，薄的导电橡胶组合物可以覆盖一部分所述金属元件，可以缠绕一个或几个所述的金属元件，可以包封或部分包封一个或几个所述的金属元件，或者在两条导电橡胶组合物之间夹着至少一个金属元件。专业人员也可以采用其他的变动方案。本专利技术的另一方面，电定向复合物可以埋置或部分埋置在轮胎，优选充气轮胎的至少一个橡胶部件中。这种轮胎的橡胶部件可以是例如轮胎的胎体，轮胎的胎侧，轮胎的气密层，或专业人员已知的其他轮胎部件。尽管通常希望电定向复合物是完全埋置在一个或几个轮胎部件中，但是也可以设想使复合物的某些部分不被完全地埋置在轮胎部件中，因而暴露在轮胎内层的外部。尽管本专利技术的主要考虑是创建电定向复合物，但其次是考虑导电橡胶组合物具有适合的橡胶性能，即要与用来埋置，至少是部分埋置的轮胎部件有适当的相容性。因此，一方面，希望硫化的导电橡胶组合物具有如下的物理性能，如23℃的极限拉伸强度为约10-约20MPa，23℃的极限伸长率为约200-约300％，23℃的200％模量为约10-约15MPa，23℃的100％模量为约4.5-约5.5MPa和邵尔A硬度为约80-约90。用于导电橡胶组合物的代表性的弹性体是例如选自以下的弹性体：1，3-丁二烯和异戊二烯的均聚物和共聚物中的至少一种；1，3-丁二-->烯和/或异戊二烯和一种乙烯基芳族烃类，如苯乙烯或α-甲基苯乙烯的共聚物；丁基橡胶和卤代丁基橡胶如氯丁基橡胶和溴丁基橡胶；以及天然橡胶。这种弹性体的代表性例子是顺1，4-聚丁二烯、反1，4-聚丁二烯、间同聚丁二烯、天然或合成的聚异戊二烯、溶液法或水乳液法聚合制备的苯乙烯/丁二烯共聚物、异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶、苯乙烯/异戊二烯橡胶和苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元聚合物橡胶。实际上，这种导电橡胶组合物就其橡胶内容物而论优选主要由天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶或反1，4-聚丁二烯橡胶组成。因此，导电橡胶组合物可含有，按100份(重量)橡胶计(phr)，(A)弹性体，该弹性体选自(i)约80-约100phr的天然顺1，4-聚异戊二烯橡胶和/或含有至少50％反式和至少约15％乙烯基含量的反1，4-聚丁二烯橡胶，优选为天然橡胶，和(ii)最高约20phr，或者为0或约10-约20phr的(a)至少一种选自合成的顺1，4-聚异戊二烯、顺1，4-聚丁二烯，异戊二烯和1，3-丁二烯的共聚物；异戊二烯和/或1，3-丁二烯与一种乙烯基芳族化合物如苯乙烯或α-甲基苯乙烯的共聚物的二烯类橡胶；和/或(b)异丁烯和共轭二烯如异戊二烯的共聚物和/或异丁烯与此类共轭二烯的卤化共聚物，(B)约50-约100，优选约75-约100phr的炭黑，该炭黑的粒径为约10-约30纳米(nm)，碘吸收值为约190-约1500，或者为约190-约300m2/g，对苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附值为约110-约350，或者为约110-约200cm3/100g，只要是该硫黄硫化的橡胶组合物具有前述的体积电阻率，即约3-约200，或者约3-约100，优选约3-约20ohm-cm就可以。应当知道，根据所要求的物理性能和体积电阻率的水平，专业人员可以作出某些调整以便选择弹性体或其他橡胶配合物成分，包括炭黑，本文认为这些都是橡胶配合工艺方面的技术人员的基本技术。电定向复合物中的导电橡胶组合物要用的炭黑的代表性的例子是例如有，但不限于ASTM规定的N472或N294炭黑，以及Cabot公司商品名为Black Pearl 2000和Vulcan PA90的炭黑。有时也用乙炔炭黑。实际上，这里要指出的是，所述的导电金属元件相互配置在约10毫米，优选约5毫米，更优选约2毫米的范围之内。最好，两个或几个金-->属元件相互毗邻或者接触。本专利技术也打算在所述的轮胎橡胶部件中使用一种电阻性的，或比较不导电的橡胶组合物，该组合物与所述导电橡胶组合物的至少一部分及至少一个所述的导电金属元件的至少一部分相毗邻；其中所述硫黄硫化的电绝缘的橡胶组合物的体积电阻率至少为1010，甚至至少为1020ohm-cm或更高。所以，其体积电阻率可以为约1010-约1020ohm-cm。实际上，这种电阻性橡胶组合物可以含有，以100份(重量)橡胶计(phr)，(A)至少一种选自异戊二烯和1，3-丁二烯的均聚物、异戊二烯和1，3-丁二烯的共聚物以及异戊二烯和/或1，3-丁二烯与乙烯基芳族化合物例如苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯的共聚物的二烯类橡胶和/或(B)异丁烯和共轭二烯如异戊二烯的共聚物和/或异丁烯与此类共本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据本专利技术提供的橡胶轮胎，其特征在于，轮胎的橡胶组合物组分中含有电定向的复合物，其中所述的复合物由下列两部分组成：（ｉ）至少两个彼此非常靠近的导电金属元件和（ｉｉ）与所述金属元件接触并电连接在一起的导电橡胶组合物；其中所述的导电橡胶组合物的厚度为约０．１－约１毫米，体积电阻率为约３－约２００ｏｈｍ－ｃｍ。

【技术特征摘要】
US 1997-3-10 08/8149571.根据本发明提供的橡胶轮胎，其特征在于，轮胎的橡胶组合物组分中含有电定向的复合物，其中所述的复合物由下列两部分组成：(i)至少两个彼此非常靠近的导电金属元件和(ii)与所述金属元件接触并电连接在一起的导电橡胶组合物；其中所述的导电橡胶组合物的厚度为约0.1-约1毫米，体积电阻率为约3-约200ohm-cm。2.权利要求1的轮胎，其特征在于，所述轮胎部件的橡胶组合物的体积电阻率至少为104ohm-cm。3.前述权利要求中任何一项的轮胎，其特征在于，所述金属元件由，或其外表面由至少一种选自钢、铜及其合金，包括黄铜的金属组成。4.前述权利要求中任何一项的轮胎，其特征在于，至少一个所述的金属元件是直径为约0.4-约6.5毫米的金属导线的形状。5.前述权利要求中任何一项的轮胎，其特征在于，所述导电橡胶组合物的硫黄硫化的橡胶组合物的特征在于，具有如下的物理性能：23℃的极限拉伸强度为约10-约20MPa，23℃的极限伸长率为约200-约300％，23℃的200％模量为约10-约15MPa，23℃的100％模量为约4.5-5.5Mpa以及邵尔A硬度为约80-约90。6.前述权利要求中任何一项的轮胎，其特征在于，所述金属元件由，或其外表面由至少一种选自钢、铜和黄铜的金属组成，至少一个所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM克里斯南，GT贝尔斯基，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]