[发明专利]弹性体组合物及其应用

说明书

本公开涉及经由缩合固化化学固化的自密封有机硅密封剂和/或凝胶组合物，以及其在固化后作为任何类型的“可充气”制品中的防刺穿层的用途，即制品在用合适的气体诸如空气充气之后，采用其功能形状。本公开还涉及有机硅材料，例如在固化所述组合物后获得的弹性体和/或凝胶，其被设计成用作自密封轮胎穿孔材料，即如果/当被异物刺穿时，则密封轮胎的胎面区域中的穿孔。

本公开整体涉及经由缩合固化化学固化的自密封有机硅密封剂和/或凝胶组合物，以及其在固化后作为任何类型的“可充气”制品中的防刺穿层的用途，即制品在用合适的气体诸如空气充气之后，采用其功能形状。本公开还涉及有机硅材料，例如在固化所述组合物后获得的弹性体和/或凝胶，其被设计成用作自密封轮胎穿孔材料，即如果/当被异物刺穿时，则密封轮胎的胎面区域中的穿孔。

充气轮胎由于其优异的减震特性和在车辆中提供乘坐舒适性的能力而被广泛使用。然而，充气轮胎易于刺穿，因为其固有地由包括橡胶的柔软且挠性材料制成。当刺穿由于例如在尖锐异物诸如钉子、石头、玻璃碎片上行驶而发生时，轮胎内的高压空气泄漏导致放气，并且充气轮胎不能正常工作。从历史上讲，当轮胎被异物例如钉子刺穿时的唯一解决方案是需要费力地用备用轮胎更换原来的轮胎。然而，近年来，轮胎制造商试图为驾驶员提供另选的解决方案，具体地提供自密封轮胎以允许车辆继续行驶，尽管一个或多个轮胎中的相当大或完全的压力损失。这使得其可例如驾驶到击穿点而不需要停止，通常在危险情况下，以装配备用轮胎。

允许实现此类目的并且根据定义能够自动地确保轮胎在被异物(诸如钉子)刺穿的情况下被密封的自密封组合物特别难以开发。

已提出许多解决方案，但在提供用于车辆轮胎的此类自密封轮胎穿孔材料尚未完全成功，这不仅仅是因为缺乏随时间推移的稳定性或缺乏在极端操作温度条件下有效性，而且还由于制造和/或使用这些自密封组合物中的困难。

为了可使用，在组合物固化时制成的自密封层必须在非常宽的操作温度范围内有效并且在轮胎的整个寿命内均是如此。其必须能够在负责刺穿的物体(称为“钉子”)保持在适当的位置时闭合孔。在排出钉子时，自密封层必须能够填充孔并使轮胎气密，尤其是在冬季条件下。关键特性，即拉伸强度、伸长率和交联密度或储能模量已经在工业上被确定为对自密封层的功能特别相关。

拉伸强度是指密封材料的样本在破裂前可承受的最大应力(每单位面积的力)。伸长率度量破裂时材料样本长度的相对增加。交联密度是度量存在于已经固化成三维交联网络的该密封剂部分中的交联剂浓度的分子特性。材料的储能模量与材料的交联密度相关。高交联密度将导致较高的储能模量，并且相反地，低交联材料将表现出低储能模量。

如果密封剂的拉伸强度过低，则密封剂将在典型的轮胎操作条件下流动，并且当刺穿物体从轮胎移除时还将“吹过”穿孔，并且不能密封孔。因此，可接受的密封剂必须以足够的拉伸强度配制以承受此类“吹过”。

如果密封剂的伸长率过低，则其将具有多种缺陷。当物体诸如钉子进入其内部涂覆有密封剂组合物的轮胎时，密封剂优选地应当粘附到钉子并围绕其形成帷幕状结构。此时密封剂对钉子的粘附性将有助于在穿孔处保留气密层，并且还将导致在移除钉子时密封剂被钉子拉入穿孔中。如果密封剂具有不足够的伸长率，则其将不能足够拉伸以形成帷幕。然后，密封剂可“封盖”钉子，即围绕钉子尖端的密封剂的一小部分将与密封剂的剩余部分脱离，并且在钉子尖端附近保持粘附到钉子。封盖通常导致较差的钉入密封性能。低伸长率的另一结果将是在较大穿孔的情况下，在移除刺穿物体时，不足够的密封剂将能够流过孔并进入孔中以实现密封。