车轮的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及车轮的轮胎，其包含至少一个结构元件，该结构元件包含通过交联包含碳纳米管的可交联的弹性体组合物而获得的交联的弹性体材料，其中所述碳纳米管用基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂来获得。

Wheel tyres

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车轮的轮胎专利
本专利技术涉及车轮的轮胎。更特别地，本专利技术涉及轮胎，其包含至少一个结构元件，该结构元件通过交联包含碳纳米管的可交联的弹性体组合物而获得，该碳纳米管用基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂来获得。现有技术在橡胶工业中，特别是在轮胎生产中，通常使用弹性体组合物，在该弹性体组合物中增强填料已经引入到弹性体聚合物基料中，以改进所获得的交联产物的特性、特别是力学性能。归因于其高增强效率，炭黑是特别有用的增强填料。尽管如此，炭黑代表不可再生原材料，其主要来源于化石燃料的部分燃烧过程，该化石燃料主要是石脑油或石油、甲烷气和其他烃的其他衍生物。另外，炭黑可以是一种环境问题，因为其如果没有正确处置则是潜在的污染物。目前用来生产轮胎的结构元件(特别是外部元件如胎面和胎侧)的许多弹性体组合物是通过引入二氧化硅基增强填料来制造的。该二氧化硅基增强填料允许在低滚动阻力、在潮湿或积雪表面上行进、耐磨性方面获得各种优点。在现今的轮胎中，用二氧化硅基增强填料部分地取代炭黑已经在装备有这样的轮胎的车辆上产生了静电聚集现象，因为与炭黑相反，二氧化硅基增强填料不是导电性的，并且因此不能将通过车轮滚动以及随后的车辆移动产生的静电释放到地上。出于克服该缺点的目的，轮胎制造商已经制造了包含导电条的轮胎，该导电条用包含炭黑或其他导电材料的混合物制造，浸入在胎面结构和/或胎侧中，为了获得车辆的合适接地的目的。这样的轮胎的实施方案描述在相同申请人的EP658452中。这样的导电条的制造包括几个缺点。从生产观点来说，获得这样的条需要使用另外的途径以及在将要形成轮胎胎面的混合物的挤出中使用更复杂的装置。在本领域中，已经提出了用混合有碳纳米管的混合物来制造整个胎面，以恢复轮胎正确的导电性。这样的轮胎和/或用于含有碳纳米管的轮胎部件的混合物的实施方案描述在EP2338697、DE10/2007/056689和WO03/060002中。该碳纳米管通过如下方式来制备：使含碳(典型地为甲烷、乙烯或者乙炔)的气态化合物在高温(约700℃)下通过基于金属纳米颗粒的催化剂。通常所用的催化剂基于负载在SiO2、Al2O3或MgO上的Fe-Ni、Fe-Co或Fe-Mo，并且通常用浸渍、共沉淀和溶胶-凝胶技术来制备。在浸渍技术中，载体是预成形的，而在共沉淀和溶胶-凝胶技术中，载体和催化剂二者都是从其组分的可溶性盐(如硝酸盐和/或碳酸盐)开始，借助于加入合适的碱性物质来引起它们的共沉淀而形成的。在溶胶-凝胶技术中，凝胶的形成通常借助于加入凝胶化有机物质来进行。用于合成碳纳米管的制备催化剂的实例描述在Avdeeva，L.B.等，“Iron-containingcatalystsofmethanedecomposition：accumulationoffilamentouscarbon”，AppliedCatalysisA：General228，53-63(2002)，Reshetenko，T.V.等，“Coprecipitatediron-containingcatalysts(Fe-Al2O3，Fe-Co-Al2O3，Fe-Ni-Al2O3)formethanedecompositionatmoderatetemperatures：PartII.Evolutionofthecatalystsinreaction”，AppliedCatalysisA：General270，87-99(2004)，Kukovecz，A.等，“CatalyticsynthesisofcarbonnanotubesoverCo，FeandNicontainingconventionalandsol-gelsilica-aluminas”，PhysicalChemistryChemicalPhysics2，3071-3076(2000)和专利申请WO2007/93337、WO2007/33438和EP2213369中。用前述催化剂制备碳纳米管的实例也描述在专利和专利申请如EP1797950、EP2223743、US7923615、US8398949、US2001/0014307和WO2013/105779中。本专利技术的概述用根据传统技术所制造的催化剂制造的纳米管具有若干缺点。主要缺点在于在碳纳米管结构中存在高催化剂残留物，通常高于10重量％，而且高于20重量％，相对于该碳纳米管结构的总重量。这种高催化剂残留物的存在需要使用通常用于降低残留物的量的净化技术，这使得将碳纳米管用于轮胎工业中是经济上不便的。另一缺点在于在残留物中存在高百分比的用于制造该催化剂的污染金属，特别是Ni、Co和Mo。污染金属以及特别是Ni、Co和Mo的存在使得将用传统技术制造的纳米管用于轮胎工业中是不可取的。本申请人已经面临这样的问题，制造包含克服前述缺点的碳纳米管的轮胎。本申请人还面临这样的问题，制造具有降低的催化剂残留物含量的碳纳米管，并且避免使用特别是污染金属如Ni、Co和Mo。本申请人已经发现该问题通过使用基本上缺乏这样的污染金属的催化剂，通过仅使用分散在Al2O3中的Fe能够被解决，然而验证了使用传统制备技术所获得的催化剂所提供的碳纳米管仍然需要净化以降低催化剂残留物的量。本申请人还面临着这样的问题，制造特别是在碳/催化残留物比方面有效的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂。在大量不成功的尝试之后，本申请人已经发现通过在合适的实验条件下工作，能够制造如下这样的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂，其基本上没有污染金属，其允许获得相对于该碳纳米管结构的总重量催化剂残留物的百分比低于10重量％、优选低于5重量％、更优选低于3重量％且甚至更优选低于2重量％的碳纳米管。特别地，本申请人已经发现这样的结果通过如下方式制备催化剂而获得：首先在试剂浓度和其相对添加时间的合适的条件下工作，并且合适地控制该混合物的pH，以便获得含有铁和/或铝氢氧化物的无机凝胶的生成，和随后在空气或氮气气氛下在合适的温度条件下干燥并煅烧这种凝胶。本申请人还已经令人惊讶地发现通过将用这种催化剂获得的碳纳米管用在制造轮胎用的弹性体组合物中，除了克服本领域已知的且以上所描述的缺点之外，还获得了改进的力学性能，特别是更大的且改进的拉伸强度和极限伸长率的值，以及因此改进的轮胎的抗冲击和抗撕裂性，其是用于生产轮胎的外部元件(如胎侧和胎面)的混合物中特别期望的特性。因此在第一方面，本专利技术涉及车轮的轮胎，其包含至少一个结构元件，该结构元件包含通过交联包含碳纳米管的可交联的弹性体组合物而获得的交联的弹性体材料，其中所述碳纳米管用基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂来获得。特别地，所述轮胎包含至少一个胎体结构，该胎体结构具有与各自的增强环形结构相连的相对的横向边缘，在相对于所述胎体结构的径向外部位置施加的带束层结构，在相对于所述胎体结构的径向外部位置施加的胎面带(treadband)，和在相对于所述胎体结构的相对侧上横向施加的一对胎侧。有利地，所述结构元件选自胎面带、胎侧、胎侧插入件、相对于所述胎面带径向内部的弹性体材料层如内层和迷你胎侧、胎圈结构以及织物和金属的橡胶涂层。在第二方面，本专利技术涉及一种生产基本上没有Co、N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车轮的轮胎，其包含至少一个结构元件，该结构元件包含通过交联包含碳纳米管的可交联的弹性体组合物而获得的交联的弹性体材料，其中所述碳纳米管用基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂来获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.13 IT 1020160001258061.车轮的轮胎，其包含至少一个结构元件，该结构元件包含通过交联包含碳纳米管的可交联的弹性体组合物而获得的交联的弹性体材料，其中所述碳纳米管用基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂来获得。2.根据权利要求1的轮胎，其中所述轮胎包含至少一个胎体结构，该胎体结构具有与各自的增强环形结构相连的相对的横向边缘，在相对于所述胎体结构的径向外部位置施加的带束层结构，在相对于所述胎体结构的径向外部位置施加的胎面带，和在相对于所述胎体结构的相对侧上横向施加的一对胎侧。3.根据前述权利要求1和2中任一项的轮胎，其中所述结构元件选自胎面带、胎面内层、胎侧、迷你胎侧、胎侧插入件、胎圈结构和该胎体结构和/或带束层结构的橡胶涂层。4.根据前述权利要求1-3中任一项的轮胎，其中所述可交联的弹性体组合物包含0.5phr-5phr、更优选1phr-4phr且甚至更优选2phr-3phr的量的所述碳纳米管。5.根据前述权利要求1-4中任一项的轮胎，其中所述碳纳米管包含相对于该碳纳米管结构的总重量计等于或高于90重量％、优选等于或高于95重量％、更优选等于或高于97重量％且甚至更优选等于或高于98重量％的碳百分比。6.根据前述权利要求1-5中任一项的轮胎，其中所述碳纳米管包含相对于该碳纳米管结构的总重量计低于10重量％、优选低于5重量％、更优选低于3重量％且甚至更优选低于2重量％的残留催化剂百分比。7.根据前述权利要求1-6中任一项的轮胎，其中所述碳纳米管的特征在于碳:残留催化剂(C/r)重量比高于10:1、优选高于20:1、更优选高于40:1且甚至更优选高于50:1。8.根据前述权利要求1-7中任一项的轮胎，其中所述碳纳米管包含低于0.1ppm、优选低于0.01ppm、更优选低于0.001ppm的量的Co、Ni和Mo。9.一种生产基本上没有Co、Ni和Mo的铁氧化物和/或铝氧化物基催化剂的方法，包括以下步骤：·制备包含Fe3+可溶性盐和Al3+可溶性盐的水溶液(i)，其中Fe3...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·V·马佐奇，M·A·达盖塔，L·佩莱格里诺，A·斯特里欧，E·阿尔比扎逖，L·简尼尼，T·汉尼尔，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎股份公司，米兰综合工科大学，
类型：发明
国别省市：意大利,IT