用于轮胎的增强部件的制造方法和轮胎的相关制造方法技术

一种用于轮胎的增强部件的制造方法，该方法包括：布置至少一个聚合物细长元件(10)；用粘合剂涂覆层涂覆至少一个聚合物细长元件(10)，以形成至少一个粘性细长元件(11)；提供包含至少一种弹性体聚合物、至少一种增强填料和能够促成硫化的组分的弹性体化合物；用弹性体化合物涂覆至少一个粘性细长元件(11)，其中涂覆至少一个聚合物细长元件(10)包括：将聚合物细长元件(10)定位在置于工作室(100)中的两个电极(90a,90b)之间；在两个电极(90a,90b)之间引入活化剂气体和包含恶唑啉前体的前体气体；在两个电极之间生成包含恶唑啉前体反应性片段的等离子体气体；将反应性片段沉积在聚合物细长元件(10)的自由表面上，用于形成粘合剂涂覆层。涂覆层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于轮胎的增强部件的制造方法和轮胎的相关制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于轮胎的增强部件的制造方法，以及包括这种增强部件的轮胎的相关制造方法。

技术介绍

[0002]用于车轮的轮胎典型地包括增强部件，该增强部件包括细长元件(例如帘线)和结合了细长元件的弹性体化合物。
[0003]典型地，这些增强部件可以是例如一层或多层，其构成轮胎的胎体结构和/或带束结构，以及是轮胎侧壁和胎圈结构的保护层(胎圈包布)或增强层(钢丝圈包布)。
[0004]增强部件典型地执行不同的功能，这些功能可以是结构性的、容纳性的和/或保护性的，并且为了确保这些部件的完整性，建议检查它们的细长元件是否牢固地粘附到弹性体化合物上，以避免复合材料的撕裂和损坏。
[0005]典型地，根据轮胎的定位和/或类型和/或用途，用于形成细长元件的材料可以是纺织品或金属。
[0006]特别地，最常用的纺织材料可以是天然来源的聚合物材料，诸如人造丝和莱赛尔(lyocell)，或者备选地是合成材料，诸如脂肪族聚酰胺(尼龙)、聚酯和芳香族聚酰胺(通常称为芳族聚酰胺)。这些材料根据细长元件将被结合到其中的结构性部件、根据轮胎类型(用于两轮或四轮车辆，用于重型车辆)以及根据轮胎所需的性能诸如HP(高性能)、UHP(超高性能)、赛车、公路或越野来选择。
[0007]聚合物细长元件，典型地是合成元件，可以对牵引力具有宽范围的弹性响应(从很小到非常硬，即不同的弹性模量)，具有高或相对低或非常低的伸长率，但是它们对弹性体化合物具有低粘附力(由于差的化学亲和力)，这导致耐用性问题和/或轮胎性能的降低。
[0008]因此，在轮胎制造业中，已知使用粘合剂组合物，例如间苯二酚
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甲醛
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胶乳(RFL)组合物，以有利于细长元件与弹性体化合物之间的粘附，并且因此确保轮胎在其使用期间的性能性质。
[0009]通常通过将聚合物细长元件浸入RFL水溶液，即在间苯二酚和甲醛(或通过间苯二酚与甲醛之间的反应获得的预缩合树脂)水溶液中的橡胶胶乳乳液，将RFL基粘合剂组合物施加到聚合物细长元件上。
[0010]RFL浴的制备分两步进行。首先，间苯二酚和甲醛的水溶液在室温下熟化几个小时。通过加入氢氧化钠，这种混合物变成碱性。在熟化过程期间，间苯二酚和甲醛发生一定程度的缩合。随后，将胶乳
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水混合物加入到间苯二酚和甲醛树脂溶液中。为了获得所需的RFL水溶液，可以改变胶乳
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水的量及其比率。RFL浴的典型固体含量约为20％重量，pH值约为10。交联RFL的结构似乎由连续的树脂相和分散的胶乳颗粒组成。
[0011]如此处理的聚合物细长元件随后可以通过压延和挤出过程结合到弹性体化合物中，以用于然后在生轮胎的成型中与其它半成品组装在一起，生轮胎随后被成形并经历模制和硫化。
[0012]一些材料，诸如人造丝和脂肪族聚酰胺，已经通过在RFL基浴中的单次浸没(浸渍，一步法)得到了与弹性体化合物粘附的最佳特性，而其它材料，诸如聚酯或芳香族聚酰胺，与弹性体化合物粘结更困难，并且因此受益于特定的物理或化学活化预处理。例如，聚酯或芳香族族聚酰胺细长元件通过用第一活化浴预处理(预浸渍，两步法)或通过使用电离射线、等离子体或溶剂预处理经历表面活化。
[0013]特别地，用第一活化浴进行的预处理借助于环氧化物或异氰酸酯或其它合适的活化剂实现了聚合物细长元件的表面预活化，这导致在聚合物细长元件的表面上形成反应性基团，能够促进RFL体系与预处理的细长元件更好地粘附，并因而显著改善了粘性聚合物细长元件与弹性体化合物的粘附。
[0014]此外，为了进一步加强细长元件与弹性体化合物之间的粘附，有可能将特定的添加剂引入必须覆盖细长元件的化合物中，所述粘附促进剂通常包括亚甲基供体，诸如六亚甲基四胺，和亚甲基受体，诸如间苯二酚。在硫化步骤期间，这些添加剂的交联允许获得更高或更低的粘合性，这取决于弹性体化合物、粘附促进剂、聚合物材料的类型和所进行的处理类型。
[0015]RFL基组合物虽然以非常令人满意的方式解决了细长元件与弹性体化合物之间的粘附问题，但是在工业领域中具有一些使用缺点。
[0016]首先，RFL基组合物由于其反应性组分，即间苯二酚和甲醛，可能对人类和环境具有毒性，这使得在轮胎制造过程的每个阶段都需要显著减少(如果不是消除的话)其使用。
[0017]此外，RFL组合物不是特别稳定，并且需要预定的“老化”时段，称为熟化，以实现足够的稳定性用于本申请的最终用途，这需要增加轮胎的生产循环时间。
[0018]最后，RFL组合物中的高固体含量导致在轮胎的粘性细长元件的生产线的各个部分中逐渐积聚沉积物。这些沉积物，如果不适当消除，可能代表潜在的污染风险。
[0019]过去，已经研究和描述了一些基本上不含间苯二酚和甲醛的备选粘合剂组合物，试图克服前述问题。
[0020]例如，文献WO2005/080481和EP2426253公开了基本上不含间苯二酚和甲醛的组合物，用于将聚酯细长元件粘附到橡胶，其中该组合物包括在水分散体中的至少一种橡胶胶乳、至少一种环氧化物和多官能化胺交联剂。
[0021]文献EP1818443A1公开了一种用于橡胶增强的增强帘线，其包括涂覆有涂覆层的增强纤维。涂覆层包含丙烯腈橡胶和含恶唑啉基团的化合物作为其主要组分。增强帘线的制造方法包括：i)将包含丙烯腈胶乳和含恶唑啉基团的化合物的水溶液施加到增强纤维上，和ii)干燥所施加的水溶液以在增强纤维的表面上形成涂覆层。
[0022]文献US4460029A公开了一种通过聚合可聚合恶唑啉(诸如2
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异丙烯基
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恶唑啉)和至少一种其它单体(诸如苯乙烯和丁二烯混合物)制备的胶乳。如此制得的胶乳用于促进聚合物弹性体，特别是轮胎橡胶，和基质，特别是轮胎的增强帘线的粘附。
[0023]文献US20150151578A1公开了一种处理纺织品增强元件的方法，包括：将增强元件暴露于由等离子体炬在室温下生成的等离子体气体和包含至少一种氧化性组分的气体。
[0024]即使存在诸如上文所提到的备选体系，RFL体系仍然是迄今为止用于轮胎业中使用的细长元件的最广泛和有效的粘合剂组合物，并且据申请人所知，似乎不存在实现与RFL体系可比的粘附性能的有效工业适用性的备选体系。

技术实现思路

[0025]因此，在轮胎业中，特别地感到需要至少部分地替代RFL基组合物的使用，以减少(如果不是消除的话)在轮胎的所有制造步骤中有毒和/或污染构成物的使用，以及简化细长元件的粘着程序，同时在细长元件与弹性体化合物之间提供最佳的粘附性能。
[0026]申请人面临的问题是生产更生态相容的轮胎，特别是在聚合物细长元件的粘合剂涂覆层中和/或在弹性体化合物中基本上不含间苯二酚和甲醛的轮胎，以减少在轮胎及其增强部件的生产中的环境影响，允许在尽可能正常的条件下运输(例如，不必采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于轮胎增强部件的制造方法，所述制造方法包括：布置至少一个聚合物细长元件(10)；用粘合剂涂覆层涂覆所述至少一个聚合物细长元件(10)，以形成至少一个粘性细长元件(11)；提供包含至少一种弹性体聚合物、至少一种增强填料和能够促成硫化的组分的弹性体化合物；用所述弹性体化合物涂覆所述至少一个粘性细长元件(11)，其中，涂覆所述至少一个聚合物细长元件(10)包括：将所述聚合物细长元件(10)定位在置于工作室(100)中的两个电极(90a,90b)之间；在所述两个电极(90a,90b)之间引入活化剂气体和包含恶唑啉前体的前体气体；在所述两个电极之间生成包含所述恶唑啉前体的反应性片段的等离子体气体；将所述反应性片段沉积在所述聚合物细长元件(10)的自由表面上，用于形成所述粘合剂涂覆层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述恶唑啉前体包含选自以下组的分子：2
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恶唑啉、3
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恶唑啉、4
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恶唑啉和异恶唑啉。3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述恶唑啉前体包括2
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恶唑啉，优选选自以下组：2
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异丙烯基
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恶唑啉、2
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异丙基
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恶唑啉、2
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乙基
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恶唑啉和4,4二甲基
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恶唑啉。4.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中，所述等离子体气体是冷等离子体，其中，生成所述等离子体气体包括向所述两个电极(90a,90b)施加交流电压脉冲，其中，所述交流电压脉冲均具有大于或等于1ms和/或小于或等于10ms的持续时间，其中，所述交流电压脉冲以大于或等于60Hz和/或小于或等于170Hz的频率施加，其中，生成所述等离子体气体包括向所述两个电极(90a,90b)中的至少一个供应具有大于或等于100W和/或小于或等于250W的供应功率的脉冲，并且其中，所述供应功率是恒定的。5.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中，所述活化剂气体选自稀有气体和/或稀有气体混合物的组，其中，在所述两个电极(90a,90b)之间引入所述活化剂气体是以所述活化剂气体的体积流量大于或等于1.5ml/min和/或小于或等于3.5ml/min进行的，并且其中在所述两个电极(90a,90b)之间引入所述前体气体是以质量流量大于或等于2.0SCCM和/或小于或等于5SCCM进行的，并且其中，在所述两个电极(90a,90b)之间引入所述活化剂气体和所述前体气体之前，将所述工作室的内部压力降低至小于或等于100...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎股份公司，
类型：发明
国别省市：