密封化合物制造技术

一种应用于车辆轮胎以降低轮胎噪音的基于聚合物的密封化合物、一种用于生产此类密封化合物的方法、以及其在轮胎中用于噪音降低的用途。

Sealing compound

A polymer-based sealing compound applied to vehicle tires to reduce tire noise, a method for producing such a sealing compound, and its use in tires for noise reduction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密封化合物
广泛地，本专利技术涉及一种应用于车辆轮胎以降低轮胎噪音的基于聚合物的密封化合物(sealingcompound，密封复合物，密封混配料，密封混合物)、一种用于生产此类密封化合物的方法、以及其在轮胎中用于噪音降低的用途。
技术介绍
在用于汽车和卡车的气动轮胎的操作中，存在作为外来物的穿透以及由于损害使轮胎漏气的结果对轮胎损害的风险。轮胎漏气经常导致不稳定的乘坐状态，这要求立即更换轮胎或者对轮胎临时修补。为了在危险的交通状况下不必须停止并且离开车辆以更换或修补轮胎，已经开发了各种轮胎和轮设计。因此，在市场上存在具有跑气安全行驶(runflat)特性的轮胎，这在轮胎压力损失的情况下通过将胎面降低至下方支撑环上使能临时继续行程。此外，存在跑气安全行驶轮胎，这些轮胎的特点是增强的轮胎侧壁，在轮胎压力损失的情况下侧壁甚至没有空气压力可以承受轴负载持续有限的时间，而不进入不安全的乘坐情形内。在市场上存在的所有这些设计显著地增加了轮胎的重量和滚动阻力，以及因此在机动车辆操作中燃料的消耗。暴露于噪音(>55dB)被认为对人体健康有害。潜在有害噪音的大的来源通过汽车轮胎滚动产生。降低例如由轮胎滚动引起的车辆通行噪音越来越受管制。因此，要求轮胎制造商提供不仅满足安全问题而且还降低通行噪音并且增加汽车乘客的乘坐舒适度的轮胎。在轮胎与街道之间的界面处的轮胎滚动导致相应的噪音。机械振动主要受轮胎材料和路面的影响。这些振动传递到车辆内部会影响乘客的舒适度。粘弹性是材料的一种特征，即，与纯弹性的特征、粘性流动性的特征一样也存在，粘弹性例如在变形时的内摩擦发生时显现。所产生的滞后典型地特征为在高温(例如60℃)下损耗因子tanδ的测量值并且是用于轮胎中，尤其用于轮胎胎面的橡胶混合物的关键参数。该滞后不仅仅是在动态应力下(可逆伸长)橡胶混合物中的热积累的指示而且是轮胎的滚动阻力的良好指示(橡胶技术专家手册(RubberTechnologist'sHandbook)，第2卷；第190页)。用于滞后损耗的测量参数是tanδ，其被定义为损耗模量与储能模量的比率；例如还参见DIN53513、DIN53535。在相关应用相关性的温度/频率范围和振幅范围内的tanδ的降低例如导致在该弹性体中减少的热积累。这些轮胎的最小滚动阻力使对此配备的车辆的最小燃料消耗成为可能。滚动阻力应理解为是指通过使轮胎旋转每单位长度的机械能到热的转化。滚动阻力的量纲是焦耳/米(工程比例模型(ScaleModelsinEngineering)，D.Schuring，培格曼出版社(PergamonPress)，牛津(Oxford)，1977)。在动态力学分析(“DMA”)中，使橡胶经受循环应力或应变。动态测试的重要性在于考虑了材料行为的弹性和粘性分量，这在很多应用(包括弹簧和阻尼器)中是重要的。术语动态机械热分析仪通常被认为是指中等尺寸、台式安装的测试机器，该测试机器允许在频率和温度范围内测量动态特性并且该测试机器可以在不同程度上自动化/计算机化。(橡胶技术专家手册，J.R.White，S.K.De，Rapra技术有限公司，英国什罗浦郡什鲁斯伯里市肖伯里，2001年，第325页(RubberTechnologist'sHandbook,J.R.White,S.K.De,RapraTechnologyLimited,Shawbury,Shrewsbury,Shropshire,UK,2001,page325))。当橡胶在已知作为玻璃化转变温度(Tg)的低温下从橡胶状态变为玻璃态时，该橡胶表现出二阶转变。该转变以大的模量变化为标志。(橡胶技术专家手册，J.R.White，S.K.De，Rapra技术有限公司，英国什罗浦郡什鲁斯伯里市肖伯里，2001年，第336页(RubberTechnologist'sHandbook,J.R.White,S.K.De,RapraTechnologyLimited,Shawbury,Shrewsbury,Shropshire,UK,2001,page336))。DMA允许测量如与频率和模量相关的Tg。轮胎密封化合物必须满足实际用途中的高需求。它们在从-40℃至+90℃的操作温度的整个范围内必须是软的、粘的并且尺寸上稳定的。同时，这些密封化合物还必须是粘性的。在物体穿过该轮胎胎面进入至该轮胎内部内之后，该密封化合物应该围绕该物体。如果物体从轮胎离开，粘附到物体上的密封化合物被抽入所产生的孔内或者该密封化合物由于内部轮胎压力流动至该孔内并且封闭该孔。此外，这些密封化合物必须对气体是不渗透的，使得可能临时行进更远。密封化合物应该以简单方法可应用于轮胎内衬。密封化合物附加地必须具有对内衬的高粘附力、以及高内聚力以便在轮胎内保持尺寸稳定。
技术实现思路
本专利技术所解决的问题因此是提供自密封轮胎中的密封化合物，这些密封化合物还具有除了密封特性外减少在轮胎滚动期间产生和传递机械振动从而降低通行噪音并且增加乘客舒适度的特定声学特性。因此，本专利技术解决的另一个问题是提供密封化合物，这些密封化合物能够以连续方法应用于轮胎内衬而不用去除内衬上的脱模剂。已出人意料地发现，包括声阻尼填充剂(像诸如具有在50Hz与3000Hz之间的声学相关阻尼范围内的熔化或玻璃化转变温度的热塑性塑料等物质和/或具有特殊声学特性的空心玻璃球或云母或可膨胀球)解决了存在的问题。广泛地，此类密封化合物基于具有特殊粘弹特性的二烯橡胶凝胶，这些特殊粘弹特性也控制该密封化合物的声学特性(噪声阻尼/传输)。同时，该密封化合物具有足够的粘附力，因此它也可以用作用于附加的(泡沫)吸收剂并且不损失其密封能力的粘合剂。该密封化合物可以连续方法施用到固化轮胎的内衬上。进一步，已出人意料地发现，在施用该密封化合物之前去除脱模剂的步骤不是必需的。已出人意料地发现，具有专门聚合的密封凝胶(sealinggel，密封胶)和声阻尼填充剂的和/或具有特别高苯乙烯含量的密封化合物对于生产用于自密封轮胎的具有阻尼特性的自密封化合物是特别有利的。在本专利技术的实施例中，存在一种密封化合物，包含：密封凝胶，其量为30phr至100phr、优选40phr至100phr并且更优选45phr至100phr，其中所述密封凝胶是i)呈混合物的形式，该混合物包含通过在至少一种交联剂(I)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(A)以及通过在至少一种交联剂(II)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(B)，或者ii)通过在至少一种交联剂(I)的存在下和/或在至少一种交联剂(II)的存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得，在下文中凝胶(H)，其中交联剂(I)是多羟基、优选二羟基至四羟基的C2-C20醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，优选地选自下组，该组由以下各项组成：乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丁烷-1,4-二醇、己二醇、具有2至8个并且优选2至4个氧乙烯单元(oxyethyleneunit，氧亚乙基单元)的聚乙二醇、新戊二醇、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，与脂肪族二醇和多元醇的不饱和聚酯以及其混合物，更优选地选自下组，该组由以下各项组成：丙烷-1,2-二醇、丁烷-1,4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.密封化合物，包含：密封凝胶，其量为30phr至100phr、优选40phr至100phr并且更优选45phr至100phr，其中所述密封凝胶是i)呈混合物的形式，该混合物包含通过在至少一种交联剂(I)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(A)以及通过在至少一种交联剂(II)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(B)，或者ii)通过在至少一种交联剂(I)存在下和/或在至少一种交联剂(II)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得，其中交联剂(I)是多羟基、优选二羟基至四羟基的C2‑C20醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，优选地选自下组，该组由以下各项组成：乙二醇、丙烷‑1,2‑二醇、丁烷‑1,4‑二醇、己二醇、具有2至8个并且优选2至4个氧乙烯单元的聚乙二醇、新戊二醇、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，与脂肪族二醇和多元醇的不饱和聚酯以及它们的混合物，更优选地选自下组，该组由以下各项组成：丙烷‑1,2‑二醇、丁烷‑1,4‑二醇、新戊二醇、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，并且交联剂(I)最优选地是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)，并且交联剂(II)是具有两个或更多个乙烯基、烯丙基或异丙烯基基团或者一个马来酰亚胺单元的化合物，优选地选自下组，该组由以下各项组成：二异丙烯基苯、二乙烯基苯(DVB)、二乙烯基醚、二乙烯基砜、苯二甲酸二烯丙酯、三乙烯基苯、氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、1,2‑聚丁二烯、N,N'‑间亚苯基马来酰亚胺、甲代亚苯基‑2,4‑双(马来酰亚胺)和偏苯三酸三烯丙酯以及它们的混合物，更优选地选自二异丙烯基苯、二乙烯基苯和三乙烯基苯的组，并且交联剂(II)最优选地是二乙烯基苯，树脂(C)，其量为10phr至60phr、优选20phr至50phr并且更优选25phr至45phr，天然橡胶或合成橡胶(E)，其量为1phr至80phr、优选20phr至70phr并且更优选30phr至60phr；以及a)或b)中的至少一种a)声阻尼填充剂(K)，其量为1phr至60phr、优选其量为10phr至55phr、更优选其量为20phr至50phr，并且其中所述声阻尼填充剂(K)是具有如通过动态力学分析(DMA)测量的在50Hz至3000Hz范围内的熔化或玻璃化转变温度的热塑性塑料或选自以下各项的组：片状填充剂、蛭石、云母、滑石或类似的页硅酸盐、空心玻璃球、铝硅酸镁盐、基于酚醛树脂的塑料空心球、环氧树脂或聚酯、陶瓷空心球或天然有机轻质填充剂、磨碎的坚果壳、腰果壳、椰子、花生、软木粉、焦炭粉、基于空心微球的轻质填充剂、空心玻璃球、基于聚偏二氯乙烯共聚物的可膨胀或膨胀的空心塑料微球、丙烯腈共聚物及它们的混合物，或b)其中在该密封凝胶的至少一种共轭二烯的乳液聚合中苯乙烯单体用作另外的单体，并且苯乙烯含量为大于60phm、优选大于65phm、并且特别地大于70phm，其中所述phr是在每种情况下基于该密封凝胶和该天然橡胶和/或该合成橡胶(E)在该密封化合物中的总量，并且phm是份数/百份单体，其中该密封化合物具有如通过奥博斯特测量方法测量的大于0.0075、优选大于0.01、并且特别优选大于0.016的在20℃下的tanδf。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.26 EP 17153276.51.密封化合物，包含：密封凝胶，其量为30phr至100phr、优选40phr至100phr并且更优选45phr至100phr，其中所述密封凝胶是i)呈混合物的形式，该混合物包含通过在至少一种交联剂(I)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(A)以及通过在至少一种交联剂(II)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得的二烯橡胶凝胶(B)，或者ii)通过在至少一种交联剂(I)存在下和/或在至少一种交联剂(II)存在下乳液聚合至少一种共轭二烯可获得，其中交联剂(I)是多羟基、优选二羟基至四羟基的C2-C20醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，优选地选自下组，该组由以下各项组成：乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丁烷-1,4-二醇、己二醇、具有2至8个并且优选2至4个氧乙烯单元的聚乙二醇、新戊二醇、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，与脂肪族二醇和多元醇的不饱和聚酯以及它们的混合物，更优选地选自下组，该组由以下各项组成：丙烷-1,2-二醇、丁烷-1,4-二醇、新戊二醇、双酚A、丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，并且交联剂(I)最优选地是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)，并且交联剂(II)是具有两个或更多个乙烯基、烯丙基或异丙烯基基团或者一个马来酰亚胺单元的化合物，优选地选自下组，该组由以下各项组成：二异丙烯基苯、二乙烯基苯(DVB)、二乙烯基醚、二乙烯基砜、苯二甲酸二烯丙酯、三乙烯基苯、氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、1,2-聚丁二烯、N,N'-间亚苯基马来酰亚胺、甲代亚苯基-2,4-双(马来酰亚胺)和偏苯三酸三烯丙酯以及它们的混合物，更优选地选自二异丙烯基苯、二乙烯基苯和三乙烯基苯的组，并且交联剂(II)最优选地是二乙烯基苯，树脂(C)，其量为10phr至60phr、优选20phr至50phr并且更优选25phr至45phr，天然橡胶或合成橡胶(E)，其量为1phr至80phr、优选20phr至70phr并且更优选30phr至60phr；以及a)或b)中的至少一种a)声阻尼填充剂(K)，其量为1phr至60phr、优选其量为10phr至55phr、更优选其量为20phr至50phr，并且其中所述声阻尼填充剂(K)是具有如通过动态力学分析(DMA)测量的在50Hz至3000Hz范围内的熔化或玻璃化转变温度的热塑性塑料或选自以下各项的组：片状填充剂、蛭石、云母、滑石或类似的页硅酸盐、空心玻璃球、铝硅酸镁盐、基于酚醛树脂的塑料空心球、环氧树脂或聚酯、陶瓷空心球或天然有机轻质填充剂、磨碎的坚果壳、腰果壳、椰子、花生、软木粉、焦炭粉、基于空心微球的轻质填充剂、空心玻璃球、基于聚偏二氯乙烯共聚物的可膨胀或膨胀的空心塑料微球、丙烯腈共聚物及它们的混合物，或b)其中在该密封凝胶的至少一种共轭二烯的乳液聚合中苯乙烯单体用作另外的单体，并且苯乙烯含量为大于60phm、优选大于65phm、并且特别地大于70phm，其中所述phr是在每种情况下基于该密封凝胶和该天然橡胶和/或该合成橡胶(E)在该密封化合物中的总量，并且phm是份数/百份单体，其中该密封化合物具有如通过奥博斯特测量方法测量的大于0.0075、优选大于0.01、并且特别优选大于0.016的在20℃下的tanδf。2.根据权利要求1所述的密封化合物，其中所述声阻尼填充剂(K)以1phr至60phr的量、优选10phr至55phr的量、更优选20phr至50phr的量存在。3.根据权利要求2所述的密封化合物，其中所述声阻尼填充剂(K)是具有如通过动态力学...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳文，克里斯托弗·科尔，乌多·施密特，约亨·克罗尔，亚里克斯·吕卡森，托马斯·弗吕，
申请(专利权)人：阿朗新科德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE