[发明专利]轮胎平衡组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用来消除机动车辆车轮组件的不平衡的改进的粘弹性的、化学惰性的凝胶组合物，制备该组合物的方法以及该组合物的用途。

背景技术

滚动轮组件(例如，轮胎+轮缘)的振动是由若干不同类型的轮胎缺陷引起的，最重要的是

-非均匀质量分布

-刚度变化

-几何形状变化

-径向和横向偏摆

-轮胎偏心

轮缘的类似缺陷也会引起振动。

由轮胎或轮缘缺陷引起的卡车或汽车车轮组件的振动除了会引起司机和所有乘客的不适以外，还会大大增加轮胎磨损以及机械磨损。目前最常用的减少车轮组件产生振动的方法仍然是在轮胎轮缘附接金属重物。然而，这种平衡技术具有静态属性，不能抵偿负载的变化(例如，轮胎的变形)、轮胎的不均匀磨损和随之发生的质量分布的变化、污垢在轮缘上的累积等。因此，在轮胎的使用寿命中，必须多次反复通过金属重物来平衡轮胎。

本发明是基于这样的事实，即由车轮组件的不平衡引起的振动可以引发轮胎内部的液体向减少这种振动和不平衡的方向运动。然而，利用这种“振动压力”来实现车轮组件的平衡(即使重心在转动平面和转动轴的交点处)绝非易事。如果单纯的将自由流动的液体(例如水)引入一个旋转的轮胎，则由“振动压力”引起的该物体的任何运动都会立即被离心力所抵消，在通常的驾驶中离心力频率超过1000xg，使得液体的振荡运动并不产生平衡效果。

这种振荡可以通过使用特征在于其临界屈服应力和其它流变参数的粘弹性凝胶来充分预防/消除，从而实现平衡效果。

US 5,540,767公开了粘弹性轮胎平衡组合物，该组合物包含(A)80-95％w/w的例如选自聚丙二醇烷基醚的油，以及(B)4-15％w/w的例如选自BET表面积在约50至约400m²/g范围内的火成二氧化硅的凝胶形成剂，所述文件的内容据此通过援引纳入本文。

这些平衡凝胶的有效性可以通过测量前轴车轮负载运行时前轴弹簧腿相对于转鼓的垂直加速度来实验证明。

发明内容

本发明涉及改进的粘弹性轮胎平衡组合物，该组合物包含

1)85-97％重量的二醇醚组分，该组分包括一种或多种通式(I)或通式(II)的乙二醇/丙二醇共聚物醚，或其混合物

R-O{[CH(CH₃)CH₂-O-]_m[CH₂-CH₂-O-]_n}H       (I)

R₁-(O-{[CH(CH₃)CH₂-O-]_m[CH₂-CH₂-O-]_n}H)₂  (II)

其中

R是氢或2-8个碳原子的烷基；

R₁是2-8个碳原子的亚烷基部分，其中这两个取代基不位于同一个碳原子上；

m是一个或多个乙二醇/丙二醇共聚物部分中丙二醇的摩尔百分比；并且n是一个或多个乙二醇/丙二醇共聚物部分中乙二醇的摩尔百分比，其中n∶m的比例在35∶65至80∶20的范围内；

每一种二醇共聚物化合物的数均分子量均在2000-10000的范围内；

以及

2)3-15％重量的火成二氧化硅凝胶形成剂；

所述平衡组合物是粘弹性的，且其在22℃时的储能模量(G′)在1500Pa-5000Pa之间，其损耗模量(G″)小于储能模量直至交叉频率为10-40Hz，且其临界屈服应力超过2Pa。

已发现，与US 5,540,767中使用的纯聚丙二醇烷基醚相比，根据本发明使用乙二醇/丙二醇共聚物单醚会提高轮胎平衡组合物的性能。

本发明还涉及一种车辆轮胎，其气腔内包含适量的本发明平衡组合物；涉及一种车辆车轮组件，其包括轮缘和所述轮胎；以及涉及一种平衡机动车辆车轮组件的方法，该方法包括：在轮胎的内表面使用本发明的平衡组合物，将车轮组件装配于机动车辆上，和将该机动车辆驾驶足以使所述平衡组合物平衡所述车轮组件的一段距离。

附图说明

图1展示了描绘本发明平衡凝胶在轮胎中的优选排布的轮胎横截面。

图2展示了表1所述的本发明一些平衡凝胶组合物在线性粘弹性区域(振荡频率1Hz，应力扫描0.1-1000Pa)内的储能模量G′(以Pa表示)相对于应力(以Pa表示)的曲线图。