含有疏水性纳米纤维素的汽车轮胎制造技术

本申请涉及含有从0.1wt％至50wt％疏水性纳米纤维素的汽车轮胎。疏水性纳米纤维素包括木质素涂覆的纳米纤维素和/或化学改性的表面以增加疏水性。纳米纤维素包括纤维素纳米原纤维和/或纤维素纳米晶体。纳米纤维素可以被引入到轮胎部件中。纳米纤维素从生物质分级分离方法中获得，该生物质分级分离方法利用酸催化剂、用于木质素的溶剂以及水来生成含木质素的纳米纤维素前体，接着机械处理纳米纤维素前体以产生纳米纤维素。轮胎可以进一步包含来源于木质纤维素生物质的一种或多种另外的组分。轮胎还可以含有来源于生物质糖的合成聚合物。胎还可以含有来源于生物质糖的合成聚合物。

【技术实现步骤摘要】
含有疏水性纳米纤维素的汽车轮胎
[0001]本申请是申请日为2015年10月27日提交的申请号为201580071501.1，专利技术名称为“含有疏水性纳米纤维素的汽车轮胎”的申请的分案申请。
[0002]优先权数据
[0003]本国际专利申请要求于2014年10月31日提交的美国临时专利申请号62/073,600以及于2015年10月26日提交的美国专利申请号14/923,131的优先权，这些专利申请中的每一个特此通过引用结合在此。


[0004]本专利技术总体上涉及改进的汽车轮胎。

技术介绍

[0005]生物质炼制(或生物炼制)已在工业中变得更为普遍。纤维素纤维和糖、半纤维素糖、木质素、合成气以及这些中间体的衍生物正在被用于化工和燃料生产。事实上，我们如今正在观察综合生物炼制技术的商业化，这些综合生物炼制技术能够加工几乎与炼油厂如今加工原油一样多的生物质进料。未充分利用的木质纤维素生物质原料在碳的基础上具有比石油便宜得多以及从环境生命周期的角度看好得多的潜力。
[0006]木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生材料并且已被长期公认为用于生产化学品、燃料和材料的潜在原料。木质纤维素生物质通常主要包含纤维素、半纤维素和木质素。纤维素和半纤维素是糖的天然聚合物，并且木质素是增强整个生物质网络的芳香族/脂肪族烃聚合物。一些形式的生物质(例如，再循环材料)不含有半纤维素。
[0007]尽管纤维素是地球上最可用的天然聚合物，但只是最近纤维素才作为纳米结构化材料而出名，该纳米结构化材料呈纳米晶体纤维素(NCC)、纳米纤维状纤维素(NFC)和细菌纤维素(BC)的形式。纳米纤维素正在被开发用于各种各样的应用中，诸如聚合物增强剂、抗微生物膜、可生物降解食品包装、印刷纸、颜料和油墨、纸张和纸板包装、阻隔膜、粘合剂、生物复合材料、伤口愈合、药品和药物递送、纺织品、水溶性聚合物、建筑材料、用于运输业的可再循环内部和结构部件、流变改性剂、低卡路里食品添加剂、化妆品增稠剂、药物片剂粘合剂、生物活性纸、用于乳液和颗粒稳定的泡沫的皮克林稳定剂、涂料配方、用于光学开关的膜以及洗涤剂。
[0008]汽车轮胎由于在全球运输系统中的关键安全和性能要求而代表着极其重要的
历史上存在大量关于轮胎的专利活动。虽然如此，仍存在对轮胎配方的进一步改进的希望。

技术实现思路

[0009]在一些变体中，本专利技术提供含有从约0.1wt％至约50wt％纳米纤维素的汽车轮胎。在一些实施例中，轮胎含有从约1wt％至约20wt％纳米纤维素。
[0010]优选地，纳米纤维素是疏水性纳米纤维素。疏水性纳米纤维素可以包括木质素涂
覆的纳米纤维素和/或化学改性表面以增加疏水性。
[0011]在一些实施例中，纳米纤维素包括纤维素纳米原纤维、纤维素纳米晶体或这两者。在一些实施例中，纳米纤维素包括木质素涂覆的纤维素纳米原纤维和/或木质素涂覆的纤维素纳米晶体。
[0012]纳米纤维素可以从生物质分级分离方法中获得，该生物质分级分离方法利用酸催化剂、用于木质素的溶剂以及水来生成含木质素的纳米纤维素前体，接着机械处理纳米纤维素前体以产生纳米纤维素。例如，纳米纤维素可以从方法中获得。
[0013]纳米纤维素可以存在于选自下组的一个或多个轮胎部件中，该组由以下各项组成：内衬、胎体、轮胎壁、胎缘、三角胶、带束层、胎面、缓冲胶以及纺织织物。在某些实施例中，疏水性纳米纤维素存在于胎面中，这有助于湿滑道路上的汽车性能。
[0014]轮胎进一步可以包含来源于木质纤维素生物质的一种或多种另外的组分。例如，轮胎可以含有木质素来源的炭黑或木质素来源的炭黑替代产品。轮胎可以含有木质素来源的抗氧化剂。在一些实施例中，轮胎含有生物质来源的包含二氧化硅的灰分。在某些实施例中，轮胎含有来源于生物质或来自生物质转化方法(诸如方法)的硫。轮胎也可能含有来源于生物质糖的合成聚合物(例如，合成橡胶)。
[0015]在重量的基础上，制造的轮胎可以具有至少10％、至少25％或至少50％可再生生物质来源的内容物。
[0016]使用已知技术，如在此所提供的含纳米纤维素的轮胎可以被构造到汽车上以用于消费使用。
[0017]本专利技术还提供制造汽车轮胎的方法，方法包括在制造轮胎的一个或多个步骤过程中引入纳米纤维素，其中汽车轮胎含有从约0.1wt％至约50wt％纳米纤维素，诸如约1wt％至约20wt％纳米纤维素。纳米纤维素优选地是疏水性纳米纤维素，诸如木质素涂覆的纳米纤维素或化学改性表面以增加疏水性。纳米纤维素可以包括木质素涂覆的纤维素纳米原纤维和/或木质素涂覆的纤维素纳米晶体。
[0018]在轮胎制造过程中，纳米纤维素(或含有纳米纤维素的添加剂或化合物)可以在选自下组的一个或多个步骤过程中引入，该组由以下各项组成：配混、混合、压延、挤出、胎缘构建、轮胎构建以及固化。
[0019]在一些实施例中，方法进一步包括使用酸催化剂、用于木质素的溶剂以及水对生物质进行分级分离以生成含木质素的纳米纤维素前体，接着机械处理纳米纤维素前体以产生在制造轮胎的一个或多个步骤过程中引入的纳米纤维素。当酸催化剂含有硫(诸如方法中的SO2)时，任选地允许一部分硫留在含木质素的纳米纤维素前体中以在该方法的过程中用作硫化剂。
[0020]在一些实施例中，方法进一步包括将木质素来源的炭黑或木质素来源的炭黑替代产品引入到轮胎中。在一些实施例中，方法进一步包括将木质素来源的抗氧化剂引入到轮胎中。在这些或其他实施例中，方法进一步包括将生物质来源的包含二氧化硅的灰分引入到轮胎中。在此的方法还可以包括将生物质糖发酵成聚合物，并且将聚合物并入到轮胎中以替代部分或全部天然橡胶或原油来源的合成橡胶。
[0021]在一些实施例中，最终的轮胎具有至少10％、至少25％或至少50％可再生生物质来源的内容物。因此，使用本专利技术的原则，可以制造出环境友好、可持续(来自可再生资源)
和功能卓越的汽车轮胎。
具体实施方式
[0022]本说明将使得本领域的技术人员能够制造和使用本专利技术，并且本说明描述了本专利技术的若干实施例、修改、变体、替代方案、以及用途。在结合任何附图参考本专利技术的以下详细说明时，本专利技术的这些和其他实施例、特征和优点对于本领域的技术人员而言将变得更清楚。
[0023]如本说明书和所附权利要求书中所使用，除非上下文另外明确指明，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“该”包括复数对象。除非另外定义，否则在此使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。除非另外指明，否则基于百分比的所有组成数值和范围是重量百分比。数值或条件的所有范围意指涵盖包括在该范围内的任何特定值，四舍五入到任何适合的小数点。
[0024]除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中使用的表达参数、反应条件、组分浓度等的所有数值应该被理解为在所有情况中被术语“约”修饰。因此，除非有相反指明，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐明的数值参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车轮胎，含有从2wt％至20wt％的纳米纤维素，其中所述纳米纤维素是疏水性的、木质素涂覆的纳米纤维素，其中所述纳米纤维素包含在所述汽车轮胎中用作硫化剂的硫，并且其中所述纳米纤维素存在于选自下组的一个或多个轮胎部件中，该组由以下各项组成：内衬、胎体、轮胎壁、胎缘、三角胶、带束层、胎面、缓冲胶以及纺织织物，其中所述轮胎具有至少50％可再生生物质来源的内容物。2.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述轮胎含有从5wt％至20wt％的纳米纤维素。3.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述疏水性的、木质素涂覆的纳米纤维素包括化学改性的表面以增加疏水性。4.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述纳米纤维素包括纤维素纳米原纤维。5.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述纳米纤维素包括纤维素纳米晶体。6.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述纳米纤维素包括木质素涂覆的纤维素纳米原纤维。7.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述纳米纤维素包括木质素涂覆的纤维素纳米晶体。8.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述纳米纤维素存在于所述胎面中。9.如权利要求1所述的汽车轮胎，其中所述轮胎进一步包含与涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴兹尔，
申请(专利权)人：格兰生物科技知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：