[发明专利]具有含低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯的硫化橡胶配合物气密层的充气轮胎

说明书

充气轮胎的内表面通常由能防止或阻滞空气和湿气从轮胎的内气室渗入胎体的弹性体组合物所构成。它经常被称为气密层。气密层也曾在无内胎充气汽车轮胎上应用了许多年，以阻滞或防止充入轮胎的空气逸出，从而保持轮胎的压力。一些气密性高的橡胶，如丁基橡胶和卤化丁基橡胶常常用作气密层的主要成分。

气密层的制备通常是用常规的压延或开炼加工技术制成有适当宽度的条状未硫化配合胶(有时称其为胶条)。通常，胶条是装到轮胎成型鼓上的第一个部件，轮胎的其余部分再围绕其上安装。当轮胎硫化时，气密层通过共硫化而成为轮胎整体的一部分。轮胎气密层及其生产方法对本领域的技术人员来说都是熟知的。

已经发现，完全由氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶组成的胶条在制备时会碰到一些加工和装配问题，例如在开炼和压延操作时粘到加工设备上。

此外，经常要求作为气密层的胶条组合物应该具有合适的加工性能、足够的生胶强度、未硫化时有适当的装配粘性和硫化后对轮胎胎体的粘结性，同时也要有高的气密性。

卤化丁基橡胶也是轮胎中所用的最昂贵的橡胶，由于轮胎市场的竞争和不断地需要在不牺牲性能的情况下降低轮胎制造成本，就有必要消除或大大降低在轮胎性能中担当如此重要作用的气密层的成本。

本发明是关于具有硫黄硫化橡胶配合物的整体气密层的充气橡胶轮胎。该橡胶配合物含有(以橡胶配合物中橡胶总量为100重量份计)(A)约60至100重量份从丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶及其混合物中选择的一种橡胶：(B)0至40重量份选自丙烯腈/丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、天然橡胶及其混合物的一种橡胶。该橡胶配合物每100重量份橡胶(phr)含有5至15重量份选自低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯及其混合物的一种聚合物。

本发明是关于具有硫黄硫化橡胶配合物的整体气密层的充气橡胶轮胎。该硫黄硫化的橡胶配合物含有5至15phr的低密度聚乙烯(本文中也称为LDPE)、线型低密度聚乙烯(本文中也称为LLDPE)或其混合物。应用LDPE或LLDPE增加了橡胶配合物的生胶强度，改善了用于生产生胶轮胎的橡胶配合物的加工性。出人意料的是，添加LDPE或LLDPE大大提高了生胶强度而随后不致降低硫化轮胎的机械性能或隔气性能。

用作气密层的橡胶配合物中的橡胶组分可根据所要求的性能而定。例如，以总橡胶量为100重量份计，约60至100重量份是选自丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶及其混合物的“丁基型”橡胶。“丁基型”橡胶的用量在约70至100重量份范围为好。优选的“丁基型”橡胶是溴化丁基橡胶。除了丁基型橡胶外，该橡胶配合物(以总橡胶量100重量份计)还含有0至40重量份选自丙烯腈/丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、天然橡胶及其混合物一类的非丁基型橡胶、非丁基型橡胶的用量在约0至30重量份的范围内为好。是否需要用非丁基型橡胶将取决于这类橡胶的价格、性能和用量。优选的非丁基型橡胶是丙烯腈/丁二烯共聚物。

线性低密度聚乙烯(LLDPE)是一类低密度聚乙烯，其特征是和常规的低密度聚乙烯相反，带有少量(如果有的话)长链支化。LLDPE的生产方法在本技术中是众所周知的，并且这类聚烯烃塑料已有工业级的产品出售。通常，它是在气相流动床反应器或液相溶液法反应器中制备的；前一种方法可在约100至300磅/英寸²的压力下和低于100℃的温度下进行。由气相法制得的聚合物的熔融指数和密度可在全工业级范围之内，并且分子量分布可从极窄至极宽。LLDPE是在适当的催化剂存在下通过乙烯与各种α-烯烃共聚合制成的。这种α-烯烃有代表性的例子有α-烯烃类的丁烯、己烯和/或辛烯。LLDPE的密度是由线性低密度聚乙烯树脂的性质、聚合和生产工艺及单体控制决定的。虽然不能认为是对本发明的一种限制，但典型的密度范围是，例如约0.914至0.932。

低密度聚乙烯(“LDPE”)通常认为是在高压条件下制成的聚乙烯，其密度在约0.916至约0.930克/厘米³之间。这种低密度是由于LDPE的长链支化而形成许多含成千个碳原子的无定型排列区(LDPE的特征)造成的。LDPF既可在管式反应器也可在搅拌高压釜中制备，在反应装置中注入加热加压的气体乙烯、过氧化物自由基引发剂和链转移剂。如本技术中所公知的，生成反应通常在1,500-3,000大气压(152-304兆帕)和一般不超过300℃的温度下进行。