含有聚四氟乙烯粉末的轮胎硫化胶囊制造技术

本发明专利技术公开一种用于烃橡胶如充气轮胎的硫化模压的可膨胀胶囊。所述胶囊是一种包含异丁烯重复单元的交联弹性体，并且胶囊成分包含分散于整个胶囊中的粒状氟化乙烯聚合物。一种优选的异丁烯弹性体是溴化的８０－９９％（重量）异丁烯１－２０％（重量）对甲基苯乙烯的共聚物。所述胶囊具有增强的润滑性、较弱的对硫化轮胎内衬的粘附性、屈挠时较好的抗碎裂性和具有较低的拉伸形变。上述性能的提高使得我们能够模制得到具有较少由擦伤或变形胶囊引起的缺陷的烃橡胶如轮胎。它们也增加了胶囊的使用寿命，降低了轮胎硫化的成本。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含有聚四氟乙烯粉末的轮胎硫化胶囊本专利技术涉及轮胎硫化胶囊，该胶囊含有粒状氟化聚合物和丁基橡胶聚合物或共聚物，包括卤化丁基橡胶和/或对甲基苯乙烯和异丁烯的卤化共聚物。它还涉及使用上述胶囊来硫化轮胎的方法。常规的充气橡胶车辆轮胎是通过将绿色即未硫化和未成型轮胎在模压机中模塑而生产的。用一个内部流体可膨胀胶囊将绿色轮胎向外挤压靠着模具表面。通过这种方法绿色轮胎紧靠外面的模具表面，该表面限定了轮胎花纹和侧壁的形状。通过加热和加压将轮胎在高温下模塑。在通常的实践中，胶囊的膨胀是通过向胶囊腔体内部施加内压来完成的。所述压力是由流体如气体、热水和/或蒸汽来提供的。它们也参与轮胎的硫化所需的热量传递。然后，通常让轮胎在模具中稍微冷却，有时还辅以向胶囊中加入冷水或冷却水。然后，打开模具，排出胶囊内流体的压力使其凹下并从轮胎模具中取出轮胎。轮胎硫化胶囊的上述用途对于本领域的技术人员是熟知的。人们认识到，在胶囊的膨胀阶段，胶囊的外部接触表面和轮胎内部表面之间有着明显的相对运动。类似地，在轮胎被模塑和硫化之后，在凹下和从轮胎中取出胶囊时，在胶囊的外部接触表面和轮胎的硫化内部表面之间也有着显著的相对运动。在轮胎硫化以后和在轮胎硫化周期的胶囊塌陷期间，胶囊表面常常粘在轮胎的内表面上。这一粘附如果不加以控制，便可能导致胶囊表面粗糙。这样便会减少胶囊的耐久性并产生有缺陷的轮胎。因此，-->通常的作法是用润滑剂预先涂覆绿色或未硫化轮胎的内表面，以便在整个模塑操作过程中提供胶囊的外表面与轮胎内表面的润滑性。上述润滑剂也被称为胶囊润滑剂，它常常是分散于溶剂或水中的硅氧烷聚合物。应当明白，在工业制造的设定中，轮胎与其硫化胶囊的分离与胶囊与相邻轮胎表面的分离行为(以免粘附)和润滑行为(以增加滑动性)均密切相关。分离情况是指避免粘附即分离的基本能力，而润滑情况涉及增加表面滑动并使胶囊相对于轮胎运动的能力丁基橡胶通常被用于轮胎硫化胶囊。丁基橡胶是主成分异丁烯与能赋予足以使丁基橡胶交联的不饱和度的少量二烯单体(通常是异戊二烯)的共聚物。Exxon仍在生产随后将被溴化的异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物。这些异丁烯与对甲基苯乙烯的共聚物可用于使用丁基橡胶的场合。在专利(如美国专利3002938)中已经描述了将氟化乙烯共聚物加到热塑性和热固性聚合物中的方法，其中加入的氟化乙烯共聚物的浓度为0.75-2.5％(重量)，以提供抗臭氧性。在美国专利3600309中，聚(四氟乙烯)的添加浓度为每100份橡胶0.05-0.45份，以解决与挤出有关的问题；在美国专利3940455中，在弹性体中形成了取向的TeflonTM纤维，以增强表观拉伸强度；在美国专利5238991中，在橡胶侧壁上使用了聚(四氟乙烯)和/或聚(氟乙烯)相容剂，以增强抗臭氧性。其中的实施例表明在动态臭氧试验中，当每100份橡胶使用10份聚(四氟乙烯)而不使用相容剂时抗臭氧性降低。相容剂的使用使得聚(四氟乙烯)在组合物中的用量可以更大。因此，人们期望能提供具有增强的润滑性、较低的胶囊对硫化轮胎的粘附性、较长的屈挠寿命和热稳定性得到提高的硫化胶囊。人们发现粒状氟化乙烯聚合物能够增加润滑性(降低摩擦系数)、-->降低丁基橡胶硫化胶囊对轮胎内衬的粘附性、增强它们在动态屈挠试验如PG屈挠试验ASTM 813中的抗断裂性和减少胶囊生长(降低热拉伸形变)。溴化的异丁烯和对甲基苯乙烯的共聚物被发现在用于硫化胶囊时具有增强的热稳定性并且在混入粒状氟化乙烯聚合物时用作硫化胶囊具有提高的性能。本专利技术的氟化乙烯聚合物(PFE)是一种或多种氟化乙烯单体的聚合物。这些PFE可选自下述代表性和说明性聚合物：含有选自四氟乙烯、氟乙烯、1，1-二氟乙烯、三氟乙烯、和一氯三氟乙烯的氟化乙烯单体的均聚物和共聚物。优选的聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯与一种或多种上述氟化乙烯单体的共聚物，PTFE最为优选。氟化乙烯聚合物最好具有多于50％，75％，85％或95％具有一个或多个氟原子的重复单元。特别有用的PFE聚合物是粒径为1μm-25μm、优选1-10μm、最优选小于6μm的粒状PFE。其它粒径也是可用的。然而，优选较小粒径的PFE，因为颗粒越小则在橡胶的混合过程中分散得越好。氟化乙烯聚合物含量最好为1-30phr，为2-20phr更好，优选4-15phr.本专利技术的PFE可以是细纤维化的或非细纤维化的，可选自任何商品PFE聚合物。上述粒状PFE之一是PolymistTM F-5A(Ausimint ofMorristown New Jersey U.S.A生产)。然而，也可同样有利地使用其它类似的粒状PEF包括可得自Dupont的那些例如Teflon。在本文中当聚合物被说成主要由四氟乙烯重复单元构成时，它是指在组合物中该聚合物的行为与得自四氟乙烯的聚合物的行为相同，尽管可以存在微量引发剂和链转移分子碎片和/或其它单体。在这些组合物中可以使用或不使用本领域公知的互溶剂。它们可以是含氟有机表面活性剂(例如3M公司的名为FluoradTM FC430的氟代烃表面活性剂)。3M公司称它们的表面活性剂是无毒的100％活性的氟-->化烷基酯非离子性表面活性剂，其Brookfield粘度为15000厘泊(25℃，3#轴，6转/分)，比重为1.15(25℃)，折光指数为1.445(25℃)，闪点高于300°F。其它适宜的PFE互容剂包括SolsperseTM 13940在美国由Delaware州，Wilmington的ICI Americas Incorporated分销。该材料在材料安全数据表中被描述为由40％聚合物脂肪酯和60％沸点为464-500°F(240-260℃)、比重为0.840的链烷烃溶剂组成的水溶性液体。这一应用优选的橡胶是至少一种异烯烃单体与至少一种对烷基苯乙烯单体的共聚物，并且该共聚物最好是溴化的。上述异烯烃可以是一种或多种4-7个碳原子的异烯烃。烷基苯乙烯的烷基可以具有1-11个碳原子。胶囊成分中的橡胶最好至少50％、至少75％、80％、85％或95％(重量)更好是一种或多种至少具有源自异烯烃和对烷基苯乙烯的重复单元的橡胶。上述至少一种异烯烃最好是不低于80％、90％或95％(重量)的异丁烯。上述至少一种对烷基苯乙烯最好是80％、90％或95％(重量)或更高的对甲基苯乙烯。甲基苯乙烯的含量最好是1-20％(重量)对甲基苯乙烯，含2-15％(重量)对甲基苯乙烯更好。异丁烯含量最好是80-99％(重量)、85-98％(重量)更好。一方面，所述至少一种异烯烃单体和至少一种对烷基苯乙烯最好是溴化的，最好是在单体聚合之后。正如下述欧洲专利申请所述的那样，溴化常常发生在对甲基上。共聚物的溴含量最好不超过5％(重量)，优选在聚合物中占0.2-1.5或2.5％(重量)。可选地含有不超过5％或8％(重量)、最好是0.5-3％(重量)的具有4-8个碳原子的二烯单体。优选的异丁烯和对甲基苯乙烯共聚物实际上不含异戊二烯和其它共轭二烯。特别优选的溴化共聚物是Exxon公司的门尼粘度ML(1+8)125℃为50±5的ExxproTM，其对甲基苯乙烯含量为大约5％(重量)，异丁烯含量为94或95％(重量)，总溴含量为0.8％(本文档来自技高网...

【技术保护点】
烃橡胶组合物的硫化模压方法，它使用可膨胀胶囊协助将所述烃橡胶组合物成型和硫化，其中胶囊成分包含一种或多种橡胶状异丁烯聚合物或共聚物，改进之处在于，胶囊包含０．５－３０重量份分散于所述胶囊成分中的数均粒径为１－２５μｍ的一种或多种粒状氟化乙烯聚合物，其中所述重量份基于在所述胶囊成分中１００重量份橡胶状聚合物计。

【技术特征摘要】
US 1994-9-30 08k891.烃橡胶组合物的硫化模压方法，它使用可膨胀胶囊协助将所述烃橡胶组合物成型和硫化，其中胶囊成分包含一种或多种橡胶状异丁烯聚合物或共聚物，改进之处在于，胶囊包含0.5-30重量份分散于所述胶囊成分中的数均粒径为1-25μm的一种或多种粒状氟化乙烯聚合物，其中所述重量份基于在所述胶囊成分中100重量份橡胶状聚合物计。2.权利要求1所述的硫化模压方法，其中改进之处还包括使用一种或多种由80-99％(重量)异丁烯和1-20％(重量)对甲基苯乙烯组成的共聚物作为所述胶囊的至少50phr所述一种或多种橡胶状异丁烯聚合物或共聚物。3.权利要求1所述的硫化模压方法，其中所述一种或多种橡胶状异丁烯聚合物或共聚物包含至少50phr由95-99％(重量)异丁烯和1-5％(重量)一种或多种共轭二烯组成的共聚物，并且其中所述胶囊成分的粒状氟化乙烯聚合物在其至少75％的重复单元中具有一个或多个氟原子。4.权利要求2所述的硫化模压方法，其中所述橡胶成分的一种或多种粒状氟化乙烯聚合物在其至少75％的重复单元中具有一个或多个氟原子，并且其中所述一种或多种由异丁烯和对甲基苯乙烯组成的聚合物是溴化聚合物。5.权利要求3所述的硫化模压方法，其中所述一种或多种氟化乙烯聚合物主要由四氟乙烯重复单元组成。6.权利要求4所述的硫化模压方法，其中所述一种或多种氟化乙烯聚合物主要由四氟乙烯重复单元组成。7..权利要求6所述的硫化模压方法，其中所述溴化的异丁烯/对甲基苯乙烯共聚物包含至少85％(重量)所述胶囊的橡胶状聚合物，并且其中所述橡胶状聚合物是用树脂硫化体系硫化的。8.权利要求5所述的硫化模压方法，其中所述胶囊成分是用酚醛树脂硫化体系硫化的并且其中所述胶囊的橡胶状聚合物至少包含85％(重量)所述异丁烯橡胶状聚合物。9.一种可膨胀硫化胶囊，它包含：a)一种或多种具有至少50％(重量)异丁烯单元的异丁烯聚合物或共聚物和可选的一种或多种其它橡胶状聚合物，b)分散于整个胶囊中的0.5-30重量份一种或多种数均粒径为1-25μm的粒状氟化乙烯聚合物，和c)所述一种或多种异丁烯聚合物或共聚物的硫化剂，其中，所述重量份基于胶囊中100重量份所述一种或多种异丁烯聚合物或共聚物和所述可选的橡胶状聚合物计。10.权利要求9的可膨胀硫化胶囊，其中所述一种或多种异丁烯聚合物或共聚物是一种或多种包含80-99％(重量)异丁烯和1-20％(重量)对甲基苯乙烯的共聚物并且占胶囊成分的橡胶的至少50％(重量)。11.权利要求9的可膨胀硫化胶囊，其中所述一种或多种异丁烯聚合物或共聚物包含由95-99％(重量)异丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：GP帕蒂萨斯，PH桑斯特龙，SS阿提卡，BK康苏帕达，
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]