[发明专利]含有电定向复合物的轮胎

说明书

领域

提供一种在轮胎的橡胶组合物部件中含有电定向复合物的橡胶轮胎，其中所述复合物由至少两个彼此非常靠近的导电金属元件，和与所述金属元件接触和电连接在一起的导电橡胶组合物组成。本发明也涉及一种在所述轮胎橡胶部件中的电阻性橡胶组合物，该电阻性橡胶组合物与所述导电橡胶组合物的至少一部分和至少一种所述导电金属元件的至少一部分相邻接。

背景

对于各种应用，希望(i)在橡胶轮胎的橡胶部件中包埋许多由两个或几个导电金属构成的元件，和(ii)将至少两个这类金属元件电连接起来。这种金属元件可以例如是金属丝、平板的形状或其他的形状或结构。

由于轮胎中各种橡胶部件在轮胎的运转使用期间会产生预期的动态扭曲，所以这里考虑采用机械连接的方法，例如通过焊接或其他的机械固定法，将金属元件连接在一起是不实际的。这特别是由于在(i)轮胎的加工和模制和硫化时或(ii)轮胎在常规的的工作条件下长时间运转时存在电连接被中断的实际危险。

因此，本发明的一个特点是用导电橡胶组合物连接金属元件。

对这种导电橡胶组合物的一个重要的要求是它不仅是比较导电的，而且具有适合于埋置在轮胎部件中的物理性能，使得在长时间使用的情况下可以保持电连接。

值得一提的是，也同样希望提供一种电绝缘橡胶组合物，该组合物是与导电金属元件和/或前述的导电橡胶组合物两者中的至少一种的至少一部分相邻近，优选相接触，或相邻接。

本发明的简述和实施

根据本发明提供的橡胶轮胎，在至少一部分轮胎的橡胶部件中含有电定向的复合物，其中所述的复合物是由下列两部分组成：(i)至少两个并非熔合或机械地固定在一起的彼此非常靠近的导电金属元件和(ii)与所述金属元件接触并电连接在一起的薄的导电橡胶组合物；其中所述的导电橡胶组合物的厚度为约0.1-约1，优选为约0.2-约0.5毫米，体积电阻率为约3-约200，或为约3-约100，优选为约3-约20ohm-cm。

值得一提的是，与所述电定向复合物相关联的轮胎部件的橡胶组合物，其体积电阻率至少为10⁴，甚至高达至少10¹⁰ohm-cm或更高。

尽管这种金属元件可以有各种形状，但还是希望为金属丝、金属片或其他结构的形状。

尽管，在本发明的实施中，可以用导电橡胶组合物将多个金属元件电连接起来，但还是期望使2-4个金属元件相互电连接，其中这类部件中至少一个是星金属丝的形状。这种金属丝可以是整体金属丝或者是绞合金属长丝。在一个实施方案中，这种整体的金属丝或绞合的金属长丝的直径为约0.4-约13，或为约0.4-约6.5毫米。

本发明的另一个方面，所述的金属元件可以是各种导电的金属，例如钢、铜、及其合金，包括黄铜，以及包括其上敷有铜、黄铜或锌的钢丝。

值得一提的是，薄的导电橡胶组合物可以覆盖一部分所述金属元件，可以缠绕一个或几个所述的金属元件，可以包封或部分包封一个或几个所述的金属元件，或者在两条导电橡胶组合物之间夹着至少一个金属元件。专业人员也可以采用其他的变动方案。

本发明的另一方面，电定向复合物可以埋置或部分埋置在轮胎，优选充气轮胎的至少一个橡胶部件中。这种轮胎的橡胶部件可以是例如轮胎的胎体，轮胎的胎侧，轮胎的气密层，或专业人员已知的其他轮胎部件。尽管通常希望电定向复合物是完全埋置在一个或几个轮胎部件中，但是也可以设想使复合物的某些部分不被完全地埋置在轮胎部件中，因而暴露在轮胎内层的外部。

尽管本发明的主要考虑是创建电定向复合物，但其次是考虑导电橡胶组合物具有适合的橡胶性能，即要与用来埋置，至少是部分埋置的轮胎部件有适当的相容性。

因此，一方面，希望硫化的导电橡胶组合物具有如下的物理性能，如23℃的极限拉伸强度为约10-约20MPa，23℃的极限伸长率为约200-约300％，23℃的200％模量为约10-约15MPa，23℃的100％模量为约4.5-约5.5MPa和邵尔A硬度为约80-约90。

用于导电橡胶组合物的代表性的弹性体是例如选自以下的弹性体：1，3-丁二烯和异戊二烯的均聚物和共聚物中的至少一种；1，3-丁二烯和/或异戊二烯和一种乙烯基芳族烃类，如苯乙烯或α-甲基苯乙烯的共聚物；丁基橡胶和卤代丁基橡胶如氯丁基橡胶和溴丁基橡胶；以及天然橡胶。