[发明专利]自脱离硫化气囊

说明书

技术领域

本发明涉及自脱离硫化气囊(self-releasing curing bladder)。

背景技术

充气轮胎通常采用可膨胀丁基橡胶基气囊制备。例如将粗制的未硫化轮胎放置在轮胎硫化模具中，使轮胎在所述硫化模具中于高温高压条件下固化或硫化。在该模具中，通过可膨胀丁基橡胶基气囊经例如通过蒸汽等赋予所述气囊的内压将开放环形轮胎压紧在模具上。基于这类目的的轮胎制造和可膨胀丁基橡胶气囊的使用是本领域技术人员众所周知的。

对于丁基橡胶组合物的可膨胀轮胎硫化气囊的界面表面，在所述气囊表面和在模具中硫化的轮胎内表面之间具有足够的界面润滑性和足够低的粘附性是重要的。

通常，用于轮胎硫化气囊的丁基橡胶组合物包含作为内润滑剂的蓖麻油，其会渗移(迁移)至所述气囊的外表面以促进在所述气囊表面和被硫化轮胎内表面之间界面处的持续润滑。例如参见美国专利第3,031,423号。

也提出了使用玉米油作为用于类似目的的轮胎硫化丁基橡胶气囊内润滑剂。参见美国专利第5,580,513号。

还提出了将石墨作为润滑剂(见美国专利第5,538,218号)和聚四氟乙烯作为润滑剂(见美国专利第5,728,311号)用于丁基橡胶轮胎硫化气囊。

即使具有内润滑剂(包含在丁基橡胶组合物中设计为渗移至气囊表面的润滑剂)如蓖麻油或玉米油，也通常仍然需要外部地添加聚硅氧烷基润滑剂至气囊外表面，以增强所述气囊与轮胎表面间的界面润滑，这是本领域技术人员众所周知的实践。

从而，基于历史的观点，充气橡胶车辆轮胎是通过在压模机中模塑和硫化坯体(未硫化)及未成型的轮胎制造的。所述坯体轮胎通过内部可流体膨胀的气囊被向外压向模具表面。通过这种方法，使所述坯体轮胎紧靠模具外表面成型，所述模具外表面决定了轮胎胎面图案和侧壁构造。通过应用热(升高的温度)和压力，使得轮胎成型和硫化。

历史上，气囊的膨胀通过向气囊内空腔中施加内压来实现。所述压力通过流体如气体、热水和/或蒸汽来提供，其还参与传递用于轮胎固化或硫化的热量。然后通常使所述轮胎在模具中稍稍冷却，有时可通过向所述气囊中加入冷水或冷却水来协助进行。然后，打开所述模具，通过除去其内部流体压力使得气囊坍缩，并将轮胎从所述轮胎模具中移出。这类轮胎硫化气囊的使用是本领域技术人员众所周知的。

通过这些实践，可以认识到在所述气囊的膨胀阶段，在气囊外接触表面和轮胎内表面之间的界面处存在实质性的相对运动。同样地，在轮胎已经模塑和硫化后气囊由轮胎坍缩和脱开时，在气囊的外接触面与轮胎的硫化的内表面之间存在相当大的相对运动。

通过这些实践，可以认识到轮胎硫化后和在轮胎硫化周期中的气囊坍缩部分期间，气囊表面趋于粘附在轮胎的内表面上。这种粘附如果不加以控制，可能导致气囊表面变粗糙。这典型地降低气囊的耐久性，并可能生产出存在缺陷的轮胎。

因此，通常需要使用润滑剂预涂覆气囊表面，和/或预涂覆坯体轮胎的内表面(其同样能够迁移至气囊表面)，从而在轮胎模塑和硫化操作期间在气囊外表面与轮胎内表面之间提供一定的界面润滑度。这类外涂覆润滑剂有时也称作“气囊润滑剂”，并可有多种配方。通常使用硅酮聚合物(例如包含聚硅氧烷如聚二甲基硅氧烷的润滑剂)作为外涂覆气囊润滑剂。

应认识到在工业生产设定下，轮胎从其硫化气囊上的脱离与所述气囊表面和轮胎内表面间的脱离(避免粘贴)现象及润滑(增强滑动)现象密切相关。脱离方面是指气囊表面与轮胎内表面间避免粘附或增强脱离的基本能力，润滑方面涉及增强表面滑动的能力和当轮胎在模具中成型时使得气囊相对于轮胎能够移动。

可膨胀轮胎硫化气囊通常由丁基橡胶组合物形成。丁基橡胶是主要量的异丁烯与少量通常为异戊二烯的二烯单体的共聚物，以提供足够的不饱和度使得所述丁基橡胶能够被交联。有时也使用异丁烯与对甲基苯乙烯的卤化共聚物，例如氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶以及溴化的乙烯与对甲基苯乙烯的共聚物。因此，期望提供可膨胀丁基橡胶硫化气囊，该气囊对于由气囊膨胀挤压的轮胎表面，具有可接受的润滑性和降低的粘附性。

在本发明的描述中，对于橡胶组合物中各种成分，术语“phr”有时用于表示“基于每100重量份橡胶，每种成分的重量份”。

除非另外说明，否则术语“配混物”、“配混橡胶”和“橡胶组合物”为可互换的术语。除非另外说明，否则术语“固化”和“硫化”为可互换的术语。除非另外说明，否则术语“坯体的”和“未硫化的”可互换使用。

发明内容