[发明专利]具有脂族树脂的气体阻挡层

说明书

技术领域

本发明主要涉及充气制品，更特别地涉及减少气体从制品扩散的气体阻挡层。

背景技术

构造了各种可充气体如空气并在压力下保存气体的制品。这些制品的例子包括轮胎、运动球如篮球和足球、充气艇和气垫。这些制品通常由具有某些弹性性能的聚合物材料制备；例如轮胎通常由弹性体橡胶材料如苯乙烯-丁二烯聚合物制备。

许多用于制备可充气制品的弹性体材料在某些情况下仍可对所充气体有轻微的渗透性。如果任其发展，充气制品的透气性可危害制品的性能，导致制品随着时间而漏气。进一步地，如果氧气是渗透气体，氧气可通过对弹性体性能的有害影响而导致弹性体氧化，例如弹性体可趋于硬化和降解。

鉴于上述，可充气制品通常包含用以降低透气性并在所充气体为空气时抑制氧气穿过制品的内衬。通常这些内衬已由包含丁基橡胶的组合物制得。然而，丁基橡胶在其生料状态时仍保留一定程度的透气性，因此为了进一步降低其渗透性，做了许多将丁基橡胶与其他材料结合的尝试。

发明内容

本发明的特定具体实施方案包括由基于橡胶组合物的材料组成的气体阻挡层和具有由基于橡胶组合物的材料组成的气体阻挡层的橡胶制品。气体阻挡层可包含每100重量份弹性体：高度不饱和的二烯弹性体、丁基橡胶、具有75℃至120℃的软化点的芳族烃树脂与具有约40℃以上的玻璃化转变温度和约140℃以下的软化点的脂族烃树脂。

本发明的前述及其他目的、特征以及优点将由下述本发明的特定具体实施方案的更详细的描述而显而易见。

具体实施方式

本发明的特定具体实施方案包括气体阻挡层、适合形成气体阻挡层的组合物和将压缩气体保存为所充气体(例如空气、氮气、惰性气体等)的弹性体可充气制品。包括在本发明的特定具体实施方案中的气体阻挡层可加入例如轮胎、运动装备如运动球和其它必须维持内气压的制品中。

当加入到弹性体制品的壁中时，阻挡层降低了制品的气体、蒸汽和/或化学品渗透性。当加入到可充气制品中时，阻挡层不仅通过抑制气体从制品向外泄露而改进了制品的性能，还用于保护制品例如免受由于氧气迁移的氧化。在本文中公开的本发明的描述和实施例中，提及的改进或降低渗透性是指减少气体、蒸汽和/或化学品从制品泄露的速率。气体阻挡层可形成制品的内衬、制品的外层或布置在制品的两层或其它更多层之间。制品可特别地为轮胎。本发明的特定具体实施方案包括具有由本文公开的一种或多种橡胶组合物形成的内衬的轮胎。

本发明的特定具体实施方案包括具有由基于橡胶组合物(具有芳族烃树脂和脂族烃树脂)的材料组成的气体阻挡层的制品(包括轮胎)。已发现气体阻挡层的渗透性通过形成具有橡胶组合物(具有包含脂族烃树脂和芳族烃树脂的树脂结合)的阻挡层而显著降低。

用于本文中的术语“基于”指阻挡层由在其制备时未经固化的硫化或固化橡胶组合物制备。因此，固化橡胶组合物“基于”未经固化的橡胶组合物。换言之，经交联的橡胶组合物基于可交联的橡胶组合物。

形成气体阻挡层的橡胶组合物的特定具体实施方案包括丁基橡胶、具有75℃至120℃的软化点的芳族烃树脂与具有约40℃以上的玻璃化转变温度和约140℃以下的软化点的脂族烃树脂。其它具体实施方案可进一步包括高度不饱和的二烯弹性体。

在用于制备气体阻挡层时，本文公开的包含芳族烃树脂和脂族烃树脂的橡胶组合物提供具有显著降低的透气性的阻挡层。虽然这些树脂中的每一种在单独使用时可在适当的应用下为橡胶组合物的物理性能提供益处，但正是这些树脂的结合使得由这种新的气体阻挡组合物制备的气体阻挡层的透气性显著降低，而其它有利的物理性能如模量和耐久性能没有显著降低。本发明的特定具体实施方案不包括已经被为树脂提供额外官能团(functionality)(如通过对树脂材料接枝具有所述官能团的单体)的材料改性的树脂。

烃类树脂是公知的，其通过例如多种进料的聚合而制得，所述进料可以是纯单体进料或包含多种不饱和材料的混合物的炼油厂物流。合适的芳香烃树脂还可作为混合的石油沥青(bitumen or asphalt)而制备。特定的具体实施方案可包括吹制沥青。酚醛树脂可特别地从本发明的特定具体实施方案中排除。

用于公开的气体阻挡层的特定具体实施方案的芳族烃树脂是具有75℃至120℃或者可选地80℃至115℃、85℃至110℃或90℃至110℃的软化点的那些。如本文所述，软化点通过如ASTM E-28中描述的“环和球”法测得。