CN106626992B

CN106626992B - 具有密封剂层的充气轮胎及其制造方法

Info

Publication number: CN106626992B
Application number: CN201710010780.1A
Authority: CN
Inventors: 马宗达·拉曼; 蒙哥马利·爱德华; 董凌波; 王大鹏
Original assignee: Triangle Tyre Co Ltd
Current assignee: Triangle Tyre Co Ltd
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2019-03-05
Anticipated expiration: 2037-01-06
Also published as: CN106626992A

Abstract

一种具有内置密封剂的轮胎包括：轮胎胎体，轮胎胎体包括一层或多层帘布层，外侧圆周的胎面，和径向的内层，一对胎圈，由胎面部分的轴向外缘径向向内延伸至相应胎圈的胎侧，密封剂，密封剂包括离子化丁基聚合物密封剂前体组合物的降解产物，密封剂从轮胎胎体内侧的层向内设置，且能够为轮胎提供自封性能。

Description

具有密封剂层的充气轮胎及其制造方法

背景技术

本发明涉及具有内部密封剂层的轮胎，具体而言，涉及到具有由密封剂前体层形成的含有离子化丁基聚合物的密封剂层的轮胎。

轮胎刺穿是橡胶充气轮胎固有的问题。由于上述原因，密封剂被开发并作为层置于轮胎的胎面和帘布层内侧以减少刺穿对轮胎带来的影响。进一步，刺穿可能发生在任何温度下。在较低的温度下，低粘度的单层密封剂效用良好；但是，在较高温度下，由于该密封剂的粘度较低，进而会导致其在使用过程中从轮胎中流淌出来。轮胎密封剂的耗尽导致轮胎失去穿孔自封能力。同样地，具有高粘度的单层密封剂在高温时具有良好的密封效果，但是，在低温下，密封剂可能接近于固态，进而无法流到轮胎刺穿部位进行封堵。

具有内置密封剂层的轮胎为本领域已知。典型地，这些轮胎的密封剂通过在轮胎硫化过程中，由基于丁基橡胶的密封剂前体层发生降解反应而得到。如美国专利号4895610，6962181，7073550，7674344和8293049；以及美国公开专利号2005/0113502和2005/021568，上述专利的内容均通过引用并入本文。密封剂层的颜色可以是黑色或其他颜色；且密封剂层可以包含短纤维，例如聚酯或聚氨酯纤维；也可以包含其他类型的填料聚集体以协助实现封堵钉眼刺穿。

发明内容

本发明涉及一种含有内置防刺穿密封剂的轮胎，该轮胎包括轮胎胎体，轮胎胎体包括一层或多层帘布层，外侧圆周的胎面和径向内侧的层，一对胎圈，由胎面部分的轴向外缘径向向内延伸至相应胎圈的胎侧和密封剂，密封剂由含离子化丁基聚合物的前体被过氧化物催化热降解形成，密封剂从轮胎胎体的上述内侧的层向内设置，为轮胎提供自封性能的。

本发明第一方面提供一种具有内置防刺穿密封剂的轮胎，包括：

轮胎胎体，轮胎胎体包括一层或多层帘布层，外侧圆周的胎面，和径向内侧的层，

一对胎圈，

由胎面部分的轴向外缘径向向内延伸至相应胎圈的胎侧，

密封剂，该密封剂包括离子化丁基聚合物密封剂前体组合物的降解产物，该密封剂从所述轮胎胎体内侧的层向内设置，且

所述密封剂能够为轮胎提供自封性能。

在一个实施方案中，本发明任一项的轮胎，进一步包括在所述密封剂上方的覆盖层，所述覆盖层是最内层。

本发明任一项所述的轮胎，其中所述覆盖层的100％定伸模量在 0.5MPa至0.25MPa之间。

在一个实施方案中，本发明任一项的轮胎，其中所述离子化丁基聚合物密封剂前体组合物包括，基于其中的聚合物的含量，

100重量份的离子化丁基聚合物组合物，其包含20重量％至100重量％的离子化丁基聚合物，所述离子化丁基聚合物组合物的数均分子量在200000至500000之间，门尼粘度的范围在40至58之间，

约5至35重量份的填充油，

约100重量份的碳酸钙，

约50重量份的二氧化硅，和

约1至16重量份的过氧化物降解催化剂，每100重量份橡胶(phr)。

在一个实施方案中，本发明任一项的轮胎，其中所述密封剂层通过使用过氧化物产生，所述过氧化物的自加速分解温度(SADT)范围在 50至140℃之间。

本发明第二方面提供一种轮胎制造方法，该方法包括：

制造胎坯；

将含有离子化丁基聚合物组合物和一种或多种过氧化物的密封剂前体加入至上述胎坯中，该离子化丁基聚合物组合物包括，按100重量份橡胶(phr)计，离子化丁基聚合物5至100重量份；

硫化所述胎坯；

其中，含有离子化丁基聚合物的所述密封剂前体层在轮坯硫化过程发生降解反应，形成密封剂层。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，所述离子化丁基聚合物组合物从所述胎体向内且从所述气密层向外设置，其中所述离子化丁基聚合物组合物包括：

100重量份的离子化丁基聚合物，离子化丁基聚合物的数均分子量在200000至500000之间，门尼粘度ML(1+8)125℃值的范围在25至65 之间，

约5至35重量份的填充油，

约100重量份的碳酸钙，

约50重量份的二氧化硅，

约1至16重量份的过氧化物降解催化剂。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，过氧化物选自：4,4-二 (叔丁基过氧基)戊酸正丁酯；2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷；1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基 -3-己炔；对-氯苄基过氧化物；2,4-二氯苄基过氧化物；2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷；二叔丁基过氧化物；苄基过氧化物；过氧化二异丙苯；2,5- 二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)-己烷。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，离子化丁基聚合物的数均分子量在300000至400000之间。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，过氧化物是过氧化异丙苯和双叔丁基过氧化二异丙苯的混合物。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，轮胎是在132℃至166℃的温度范围内进行成型和硫化。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，密封剂前体组合物进一步包含有过氧化物活化剂。

在一个实施方案中，本发明任一项的轮胎，密封剂前体的100％定伸模量M100的范围在400-900psi之间，优选在450-700psi之间。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，过氧化物活化剂为聚 [[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]-1,6-己二醇[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]]。

在一个实施方案中，本发明任一项的方法，过氧化物活化剂选自以下物质的一种或多种：聚[[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]环己烷[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]]，氧化胺二(加氢牛酯烷基)；癸二酸酯二(加氢牛酯烷基)。

本发明第三方面提供一种根据本发明任一项所述的方法制造的轮胎。

本发明第四方面提供一种根据本发明任一项所述的方法制造的轮胎。

附图说明

对于与本发明有关的技术人员来说，通过阅读以下描述并参考附图，本发明上述及其他特征和优势将会是显而易见的。附图包括：

图1：是一个实施本发明的轮胎的截面图；和

图2：是图1中轮胎沿线2-2部位的截面放大图。

具体实施方式

本发明涉及一种含有密封剂层的轮胎，该密封剂层由前体在轮胎硫化过程中通过含离子化丁基聚合物的组合物被过氧化物催化热降解形成。即该轮胎具有设置在轮胎内部的热降解的离子化丁基聚合物密封剂层，该密封剂层形成自前体层。该轮胎包括轮胎胎体，轮胎胎体包括一层或多层帘布层，外侧圆周的胎面和径向最内的气密层(内衬层)，一对胎圈，由胎面部分的轴向外缘径向向内延伸至相应胎圈的胎侧，密封剂层及覆盖层，密封剂层及覆盖层设置在轮胎胎体的上述最内的层上，其中密封剂在轮胎硫化过程中通过基于离子化丁基聚合物的组合物在过氧化物存在下热降解形成，进而形成内部的热降解的离子化丁基聚合物密封剂层。密封剂层从轮胎胎体的上述内侧的层向内设置，为轮胎提供自封性能。

这里所使用的术语“密封剂前体”意味着该组合物本身并不是密封剂，但是其在轮胎制备的硫化步骤中通过热降解转化成为密封剂。“前体层”是指密封剂前体的层。前体层可以是100％的离子化丁基橡胶，也可以是离子化丁基橡胶与其他橡胶混合的并可转化为密封剂的混合物，如离子化的丁基橡胶和丁基橡胶的混合物，该混合物在轮胎硫化时，也在高温下降解形成低分子量的易流动的粘性密封剂。这里所使用的“降解”指的是橡胶分子链的断裂使得低分子量的橡胶含量上升。

本发明中，密封剂前体层被组装到通过常用轮胎成型工艺生产的未硫化轮胎(一般称为胎坯)中。含有密封剂前体层的未硫化轮胎成型后，该轮胎通过标准方法被硫化。密封剂前体层被组装到轮胎中，从轮胎胎体向内并从内衬层(可以是气密层)向外设置。可替代的，密封剂前体层也可以设置在轮胎气密层(内衬层)的内侧，在这种情况下，同时需要一层宽度比密封剂前体层更宽的覆盖层。覆盖层的作用是防止由密封剂前体形成的低分子量粘性密封剂污染硫化胶囊。

密封剂前体层的物理性能包括，密封剂前体层要具有足够高的粘度，使得其在未硫化轮胎成型的标准步骤和轮胎硫化过程中容易操作。也就是说，密封剂前体层具有足够生胶强度(模量)在轮胎成型过程保持其形状，足够的粘度在轮胎成型时保证其与相邻层的粘结以及足够的强度在高温硫化过程中施加高压时保持其形状。

由于密封剂前体层随轮胎一同经过硫化处理，通过离子化丁基聚合物的热降解，密封剂层原位形成。实际上，聚合物组合物层中的离子化丁基聚合物降解形成了低粘度的、易流动粘性材料，该材料具有穿孔自封性能的。也就是说，在轮胎高温硫化的过程中，密封剂前体层转变成了防刺穿密封剂层。密封剂前体层的降解可通过一种或多种作为催化剂的过氧化物的存在而实现。

大部分的橡胶组合物，例如，那些基于天然橡胶，丁二烯橡胶，丁苯橡胶等的橡胶组合物，当在过氧化物存在的条件下加热时，其由于发生交联反应常常会变硬。然而，基于丁基橡胶的组合物，在与过氧化物共同加热时，该材料主要由于发生热降解(链中止)反应而变软。丁基橡胶通过溴化反应形成溴化丁基橡胶。与丁基橡胶不同，溴化丁基橡胶在过氧化物存在的条件下常常发生交联反应导致硬橡胶的含量上升。离子化丁基可以通过溴化丁基发生下列化学反应得到：

在实验过程中意外地发现，与溴化丁基不同，基于离子化丁基的组合物在过氧化物存在的条件下会降解成更软的材料。因此，含有离子化丁基的组合物与合适的过氧化物组合物复配后作为密封剂前体，该密封剂前体可以在轮胎高温硫化时降解并形成易流动的轮胎密封剂材料。

离子化丁基橡胶来源于卤化丁基橡胶。而卤化丁基橡胶来源于丁基橡胶。丁基橡胶由异丁烯和少量的异戊二烯共聚得到。一般地，丁基橡胶含有0.5mol％～4mol％的异戊二烯和99.5mol％～96mol％的异丁烯单元。可应用于本发明轮胎的聚合物组合物中的丁基橡胶的数均分子量的范围约为200000～600000，优选300000～500000；且门尼粘度ML(1+8)/125℃值的范围为25～65。丁基橡胶转化为溴化丁基橡胶，再进一步通过反应将溴化丁基橡胶中溴官能团转变成离子化的溴化咪唑官能团，进而形成了表现出物理交联性能的可逆离子缔合物。

至少一种离子化丁基聚合物可从朗盛(Lanxess)公司获得商业化的产品，其商品名为X_Butyl^TM I4565P，门尼粘度ML(1+8)/125℃值 56±4MU，离子含量为0.4±0.1摩尔％，总的可反应性溴含量为0.5±0.2 摩尔％且1,4-异戊二烯的含量为0.5±0.2摩尔％。

基于100重量份(重量份/100重量份橡胶)离子化丁基聚合物的组合物可作为密封剂前体使用。离子化丁基聚合物也可以与其他在轮胎硫化温度降解的弹性体组合使用。一个这种聚合物的例子是丁基橡胶。即 100至5重量份(phr)的离子化丁基聚合物与0至95重量份(phr)的丁基橡胶的组合可用于获得轮胎密封剂组合物。

在本发明中，被装配到轮胎内部的聚合物组合物层优选具有如下的组分分布，重量份/100重量份橡胶

100重量份的离子化丁基聚合物，例如：朗盛公司生产的X_Butyl^TM I4565P；

约10至100重量份的二氧化硅，例如：Sidistrar 320或其他型号的填料；

约1至15重量份的粘合剂，例如：道达尔(Total)公司生产的 Wingtack 85；

约20-200重量份的碳酸钙，例如：Huber公司生产的Hubercarb Q3；

约5至35重量份的油，以及

约1至16重量份的合适的过氧化物。

任何能够在轮胎硫化温度下(约150℃)催化基于离子化丁基(橡胶)的前体组合物发生热降解(链终止)反应的过氧化物或其混合物都可以使用。优选地，应用仅在高温，即在约100℃(212°F)以上，才分解的过氧化物组合物。这种过氧化物如，具有相同或不同自由基基团的过氧化苯甲酸叔丁酯和/或二烷基过氧化物，例如二烷基苯基过氧化物和 /或烷基过氧酸酯。优选的过氧化物降解催化剂包含两个过氧化基团。一般来说，两个过氧化基团会与离子化丁基聚合物分子上的叔丁基基团发生反应。两个过氧化物基团连接的主要位置可以是脂肪族的，脂环族的或芳香族的自由基。一些过氧化物降解催化剂例子，包括：2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷；1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷； 2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)-3-己炔；对-氯苄基过氧化物；2,4- 二氯苄基过氧化物；2,2-双(叔丁基过氧基)丁烷；二叔丁基过氧化物；苄基过氧化物；2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷；过氧化二异丙苯；2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。这些过氧化物降解催化剂可以以纯组分的形式加入到聚合组合物中，也可以负载到惰性的、能自由流动的矿物质载体上加入。一些惰性载体的例子是碳酸钙以及二氧化硅。其中包含有35至60重量份的活性组分(过氧化物)的载体证明是很有效的。例如，负载有40重量百分比过氧化二异丙苯的惰性载体作为过氧化物降解催化剂应用于聚合物组合物层中可以得到非常好的实验结果。

虽然反应机理并不是十分清楚，但活化剂的应用在本发明的范围内，例如基于2,2,6,6-四烷基哌啶的受阻胺，活化剂的应用能活化有机过氧化物，从某种意义上说，能减少有机过氧化物的用量，进而在密封剂层形成过程中更高效地降解离子化丁基聚合物。这些活化剂为本领域已知，例如，D’Sidocky等人的美国专利No 7,674,344中所公开的内容通过引用结合到本发明中。

一个代表性的基于受阻胺的2,2,6,6-四烷基哌啶的受阻胺的例子是，例如，按50/50混合的聚[[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]环己烷[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]](也称作PTP)和氧化胺二(加氢牛酯烷基)(由巴斯夫以FS410FF名称销售)。

另外一个过氧化物活化剂的实例为，由PTP，氧化胺二(加氢牛酯烷基)和癸二酸酯二(加氢牛酯烷基)(由巴斯夫以FS811名称销售)形成的混合物。

另外一个过氧化物活化剂的实例为，聚[[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]-1,6-己二醇 [(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]]，由巴斯夫以944FDL,名称销售。

事实上，典型的含有上述PTP的组合物是含有上述PTP的组合物，也可以是还含有癸二酸酯二(加氢牛酯烷基)的组合物，也可以是可选地还含有氧化胺二(加氢牛酯烷基)的组合物。事实上，利用上述基于 2,2,6,6-四烷基哌啶的受阻胺，尤其是上述的PTP，或包含(包括)上述 PTP的基于2,2,6,6-四烷基哌啶的受阻胺组合物，用于在密封剂前体的离子化丁基聚合物的降解过程中活化有机过氧化物，在这里被认为是重要的。其目的在于尽可能地降低密封剂前体基于离子化丁基聚合物组合物中的有机过氧化物的浓度，过量的未反应的过氧化物会残留在的内置密封剂层中，并依次地，逐渐接触轮胎中与内置密封剂层的相邻的橡胶组合物。

密封剂层的各组合物可以通过任何方便的橡胶混炼设备进行混炼，如班博里密炼机。密封剂层中使用的橡胶组合物具有足够的粘度和生胶粘合力确保其与未硫化轮胎(胎坯)的粘合，避免密封剂层在标准的、长久以来的轮胎成型技术条件下生产时发生脱层，且避免使用复杂的、昂贵的成型设备。

基于离子化丁基聚合物的密封剂前体条可以从轮胎的一侧胎肩部位延伸至另一侧。也就是说，该密封剂前体条可以覆盖整个轮胎的胎冠部位。根据不同的轮胎规格，密封剂前体层的厚度可以进行调节。总体上来说，聚合物组合物层的厚度可以在0.1cm(0.04英寸)至0.635cm(0.25 英寸)范围之间调节。优选聚合物组合物层的厚度在0.2cm(0.08英寸)至0.4cm(0.16英寸)范围之间。对于乘用车胎来说，聚合物组合物层的最佳厚度为0.25cm(0.1英寸)。

本发明的充气为硫化轮胎(胎坯)组装后，可以将它们在常规的轮胎硫化周期进行硫化。可以在很宽的硫化温度范围内进行轮胎硫化。然而，本发明优选的轮胎硫化温度范围在132℃(270°F)至166℃(330℃) 之间。更有选的轮胎硫化温度范围在143℃(290°F)至154℃(310℃) 之间。对于本发明的硫化周期的持续时间，优选的时间范围在10至14 分钟，更为优选的时间为12分钟。

本发明的可以应用标准的轮胎成型程序。当完成胎坯(未硫化轮胎) 成型以后，可以在轮胎的最内层的密封剂覆盖层上选择性的使用一层保护膜。保护膜的宽度要比密封剂层略宽(每边约宽2英寸左右)。万一最内层密封层覆盖层在模子中破裂或撕裂，该保护膜能使硫化胶囊免于受到污染并保持清洁。这样的保护膜被本领域所熟知。例如，Coveris高性能包装公司生产的商品名为C917，厚度为2毫米未拉伸的尼龙-6,6薄膜。保持薄膜末端约1英寸的重叠长度，方便硫化后去除该保护膜。这种结构在Majumdar，Logan和Lukich的美国专利No 7,332,047中已有描述，将该专利在此以引用的方式合并入本文。保护膜也可以在轮胎成型鼓上作为第一层使用。为了方便起见，优选地，保护膜两边贴有带有压敏胶的热塑性薄膜。这种结构的薄膜在Majumdar和 Page的美国专利No 7,419,557中已有描述，将该专利在此以引用的方式合并入本文。尽管膜材料不是关键的，但相比于尼龙-6,6膜，在轮胎成型过程中优选使用动态硫化合金(Dynamically Vulcanized Alloy，DVA)膜，因为DVA具有较低的拉伸模量，在轮胎成型时，其在较小的力下就可以发生延展。这种材料的使用在Majumdar的美国专利No8,776,851 中已有描述，在此以引用的方式并入本文。其他美国专利No8,021,730 和8,158,721也在此以引用的方式并入本文。在密封剂组合物中添加过有机过氧化物活化剂来加快降解，这种方法在D’Sidocky的美国专利 No7,674,344中以有描述，在此以引用的方式并入本文。

本发明将气密层(内衬层)和密封剂前体层复合。气密层(内衬层) 包括：溴化丁基橡胶，炭黑，环烷油，硬脂酸，酚醛树脂增粘剂，芳香族烃类树脂混合物(40MS树脂，由美国Struktol公司制造)，氧化镁，氧化锌，硫磺，2,2′-二硫基二苯并噻唑(通常以名称MBTS 销售)。密封剂前体包含：在第一非生产(NP)混炼工序中加入：离子化丁基聚合物，石蜡油，二氧化硅，粘土，二氧化钛，云母，色母粒(美国Akrochem公司的E2295绿色母粒和E6615橙色母粒)，和/或基于混合脂肪酸衍生物的加工助剂(美国Struktol公司生产的加工助剂HPS11)。在终炼胶(PR)工序加入：有机过氧化物，如4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯(如Akzonobel公司生产的17-40B-GR)。

优选地，本发明轮胎按以下顺序制备：

1.将具有表1所示配方的密封剂覆盖层混炼并压延至厚度为1毫米，其宽度与气密层(内衬层)相当或略宽于密封剂前体层。

2.将具有表2所示配方的密封剂前体混炼并压延至厚度为3毫米，其宽度比胎面宽度小约15毫米。

3.将上述#1的密封剂覆盖层应用于轮胎成型鼓上。

4.接下来，将上述#2的密封剂前体应用于轮胎成型鼓上

5.接下来，将气密层(内衬层)按典型轮胎成型工艺应用于轮胎成型鼓上，再将剩余的层按正常轮胎成型工艺施放。

实施例

通过在密炼机中混炼原料，获得基于离子化丁基聚合物的密封剂前体组合物。将除了有机过氧化物以外的其它原料在第一(非生产)混炼工序混合，而后在第二(生产)混炼工序，将有机过氧化物加入。原料配方如下表2所示。原料组分按每100重量份橡胶(phr)对应的重量份计。

表1

表2

产物组合物经加工后可作为成密封剂前体应用于轮胎成型工序。实施例1通过振荡圆盘流变仪(ODR)测试的数据如表2所示。在前体组合物降解以前，其初始转矩为16.95dN·m；当在150℃的温度条件下30 分钟后(此过程模拟轮胎硫化过程)，前体组合物通过热降解反应转化成了密封剂，其最终转矩为5.07dN·m。这种转矩的变化主要是由于有机过氧化物催化导致的链断裂(降解)反应。如果硫化过程中主要发生交联反应，那胶料最终的转矩值应该会变高(交联度增加)，如溴化丁基橡胶那样。未硫化的密封剂前体层胶片的拉伸强度(也成为生胶强度) 如表2所示。在表2中，M100，M200和M300分别对应着胶料在发生 100％，200％和300％拉伸应变时对应的模量值。

另外一些基于离子化丁基聚合物的密封剂前体组合物通过密炼机进行炼胶获得。除了有机过氧化物以外，其他所有原料都在第一(非生产)工序混合，随后在第二(生产)工序加入有机过氧化物。各原料如下表3所示。原料按每100重量份橡胶(phr)对应的重量份表示。

表3

注释

¹Vul-Cup 40KE为含有40％的a,a’-双叔丁基过氧化二异丙苯

²Di-Cup 40KE为含有40％的过氧化二异丙苯

所有组合物的初始转矩都约为22.60dN·m，接着由于这些组合物在 ODR设备中发生热降解(150℃，30分钟)形成密封剂材料，它们的转矩值减小至小于4.52dN·m。与含有基于100％丁基橡胶的组合物(实施例2)相比，含有离子化丁基聚合物的材料(实施例3，实施例4和实施例5)具有显著更高的生胶强度。如表3所示，基于100重量份(phr) 丁基橡胶的密封剂，其拉伸强度为33psi(实施例2)；通过将20重量份 (phr)的丁基橡胶用20重量份(phr)的离子化丁基聚合物取代以后，其拉伸强度提高到171psi(实施例3)。因此，可以预期，只需用少量(例如5重量份(phr))的离子化丁基聚合物替代丁基橡胶，就能明显的提高拉伸强度。因此，包含有离子化丁基橡胶的密封剂前体，即使离子化丁基橡胶的含量很低，相比于基于100重量份(phr)丁基橡胶含量的密封剂前体，也相对地更容易操作。

为了方便说明，附图中省略了轮胎的一些内部材料，如带束层和帘布层，但是这些部件仍然是存在于实际的轮胎结构中的。

图1显示为本发明的硫化轮胎10的截面图。该图各层部件的尺寸与实际轮胎各层的厚度与宽度都不成比例，因为本图主要展示各层部件的顺序而非实际尺寸。实际上，宽度可以宽至覆盖整个轮胎，也可以窄至沿轮胎中央的细条。图2展示为图1中轮胎各层的截面示意图。与图1 各层的尺寸比例相似，图2轮胎各层的尺寸与轮胎实际各层的真实厚度与宽度不成比例，在此主要是展示轮胎各层顺序而非实际实际尺寸。如图所示，密封剂前体层在轮胎硫化过程中形成了密封剂层102，密封剂覆盖层或气密层(内衬层)以相同的形同的形式显示(104)。图中尽管示出密封剂覆盖层104延伸至胎侧106的两端，但密封剂覆盖层实际可按本领域已知的形式设置。当胎坯硫化以后，密封剂前体层转化成密封剂层102。图1也显示本发明中密封剂层置于气密层(内衬层)104和胎体过渡层108之间。胎体过渡层108位于轮胎胎体116的最内层和密封剂层102之间，密封剂层由密封剂前体层在轮胎硫化后形成。胎体过渡层的应用被本领域所熟知，且可根据需要在设置密封剂层时采用。轮胎的其他各部分结构也在图1中所展示，如胎面114，轮胎胎体116以及非膨胀胎圈118。

覆盖层的100％定伸模量在0.5MPa至2.5MPa之间。密封剂层通过使用过氧化物产生，过氧化物的自加速分解温度(ASDT)范围在50-140℃之间。密封剂前体的100％定伸模量(M100)在400-900psi范围内，优选在450-700psi的范围内。

上述实施例是对本发明原理的描述与说明，这些说明和描述并不是包含了本发明的全部内容或将本发明局限在这些特定的形式中。根据本发明的原理可以在上述实施例中可以做很多改进与变化。上述的实施例主要是为了更好地解释本发明的原理和其应用，使本领域的专业技术人员通过本发明的原理及通过适当的改进，并依据特定用途更好地利用本专利。

Claims

1.一种具有内置防刺穿密封剂的轮胎，包括：

一对胎圈，

由胎面部分的轴向外缘径向内延伸至相应胎圈的胎侧，

所述密封剂能够为轮胎提供自封性能；

所述密封剂由含离子化丁基聚合物的前体被过氧化物催化热降解形成。

2.权利要求1中所述的轮胎，进一步包括在所述密封剂上方的覆盖层，所述覆盖层是最内层。

3.权利要求2中所述的轮胎，其中所述覆盖层的100％定伸模量在0.5MPa至0.25MPa之间。

4.权利要求1中所述的轮胎，其中所述离子化丁基聚合物密封剂前体组合物包括，基于其中的聚合物的含量，

5至35重量份的填充油，

100重量份的碳酸钙，

50重量份的二氧化硅，和

1至16重量份的过氧化物降解催化剂，每100重量份橡胶(phr)。

5.权利要求1所述的轮胎，其中所述密封剂层通过使用过氧化物产生，所述过氧化物的自加速分解温度(SADT)范围在50至140℃之间。

6.根据权利要求4所述的轮胎，密封剂前体的100％定伸模量M100的范围在400-900psi之间。

7.根据权利要求4所述的轮胎，密封剂前体的100％定伸模量M100的范围在450-700psi之间。

8.一种轮胎制造方法，该方法包括：

制造胎坯；

硫化所述胎坯；

9.根据权利要求8所述的方法，所述离子化丁基聚合物组合物从轮胎胎体向内且从轮胎气密层向外设置，其中所述离子化丁基聚合物组合物包括：

100重量份的离子化丁基聚合物，离子化丁基聚合物的数均分子量在200000至500000之间，门尼粘度ML(1+8)125℃值的范围在25至65之间，

5至35重量份的填充油，

100重量份的碳酸钙，

50重量份的二氧化硅，

1至16重量份的过氧化物降解催化剂。

10.根据权利要求8所述的方法，过氧化物选自：4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯；2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷；1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔；对-氯苄基过氧化物；2,4-二氯苄基过氧化物；2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷；二叔丁基过氧化物；苄基过氧化物；过氧化二异丙苯；2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)-己烷。

11.根据权利要求8所述的方法，离子化丁基聚合物的数均分子量在300000至400000之间。

12.根据权利要求8所述的方法，过氧化物是过氧化异丙苯和双叔丁基过氧化二异丙苯的混合物。

13.根据权利要求8所述的方法，轮胎是在132℃至166℃的温度范围内进行成型和硫化。

14.根据权利要求8所述的方法，密封剂前体组合物进一步包含有过氧化物活化剂。

15.根据权利要求14所述的方法，过氧化物活化剂为聚[[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]-1,6-己二醇[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]]。

16.根据权利要求14所述的方法，过氧化物活化剂选自以下物质的一种或多种：聚[[6-(1,1,3,3,-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-取代][(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]环己烷[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶)-亚氨]]，氧化胺二(加氢牛酯烷基)；癸二酸酯二(加氢牛酯烷基)。

17.一种根据权利要求8所述的方法制造的轮胎。

18.一种根据权利要求14所述的方法制造的轮胎。