用于漏氣保用輪胎的側壁支撐物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明大體上涉及輪胎，并且更具體來說，涉及用于形成輪胎中的側壁支撐物的 材料和此類支撐物。
【背景技術】
[0002] 輪胎制造商已經開發了具備充氣輪胎的車輛中的乘客如何能夠在輪胎失去其所 有或實質上所有壓力后繼續其行程至少一定最小距離的解決方案。雖然備用輪胎是這種問 題的一種解決方案，但更佳解決方案將允許乘客繼續前進而不必從其車輛中出來直到到達 安全目的地。
[0003] 延伸移動性的想法允許車輛繼續在已經失去其所有或實質上所有充氣的輪胎上 向前行駛至少一段合理距離。此類基于漏氣保用技術的輪胎通常包括允許輪胎在降壓或甚 至無壓力下支撐大量載荷的自撐式特征。此類自撐式特征可以包括用橡膠插入物強化的輪 胎側壁，如例如特此以引用的方式全部并入的美國專利第6, 022, 434號中所展示。
[0004] 因為橡膠插入物必須能夠在降壓或無充氣壓力下支撐車輛的載荷，所以這些插入 物通常相當厚并且其典型地影響輪胎的滾動阻力特征。輪胎工業中的研宄者正搜尋用于此 類側壁支撐物的新穎材料和新穎設計，以改進此類輪胎當在無壓力或極小壓力下操作時的 滾動阻力和其耐久性。
【發明內容】
[0005] 本發明的具體實施例包括側壁支撐物和具有此類側壁支撐物的輪胎，在一些實施 例中，其與其它輪胎和支撐物相比具有改進的特征，例如改進的耐久性和改進的滾動阻力。
[0006] 實施例包括具有由具體橡膠組合物制造的側壁支撐物的漏氣保用輪胎。這些組合 物是基于可交聯彈性體組合物，其每1〇〇重量份的橡膠具有門尼粘度（Mooney viscosity) 在55與85之間的聚丁二烯橡膠和低表面積高結構碳黑。額外第二橡膠組分也可以包括于 所述彈性體組合物中。所述低表面積高結構碳黑的特征可以為氮表面積在15m2/g與25m2/ g之間并且C0AN在65ml/100g與85ml/100g之間。
[0007] 在具體實施例中，所述第二橡膠組分可以是天然橡膠或可以選自聚丁二烯（BR)、 聚異戊二烯（IR)、天然橡膠（NR)、丁二烯共聚物、異戊二烯共聚物和這些彈性體的混合物。 所述低表面積高結構碳黑可以按30phr與lOOphr之間的量包括于所述彈性體組合物中。
【具體實施方式】
[0008] 本發明的具體實施例包括側壁支撐物和可以制造其的材料，所述側壁支撐物適用 于輪胎，并且尤其適用于經設計以在無充氣壓力下或極少充氣壓力下起作用至少一段合理 距離的充氣輪胎中。本文公開的側壁支撐物可以描述為具有低剛度和低滯后，所述屬性組 合提供具有優于現在工業中已知的其它輪胎的改進的滾動阻力和改進的耐久性的漏氣保 用輪胎。
[0009] 具有本文所述的側壁支撐物的輪胎的改進的滾動阻力和耐久性特征出人意料地 通過組合包括于用于制造側壁支撐物的橡膠組合物中的材料而獲得。此類橡膠組合物包括 具有高門尼粘度的聚丁二烯橡膠與第二橡膠組分和高結構低表面積碳黑的組合。
[0010] 如本文所用，"phr"是"以重量計每百份橡膠中的份數"并且是本領域中的常見測 量，其中橡膠組合物的組分相對于組合物中橡膠的總重量測量，即，組合物中每100重量份 的總橡膠中組分的重量份。
[0011] 如本文所用，彈性體和橡膠是同義術語。
[0012] 如本文所用，"基于"是認識到本發明的實施例由在其組裝時未固化的經硫化或固 化橡膠組合物制成的術語。因此，經固化橡膠組合物是"基于"未固化橡膠組合物。換句話 說，交聯橡膠組合物是基于或包含可交聯橡膠組合物的成分。
[0013] 現在將詳細參考本發明的實施例。每個實例以解釋本發明的方式提供。舉例來 說，說明或描述為一個實施例的一部分的特征可以與另一個實施例一起使用以產生第三個 實施例。本發明意圖包括這些和其它修改和變化。
[0014] 在經設計以在低充氣壓力或無充氣壓力下行駛一段合理距離的輪胎（即，漏氣保 用輪胎）的側壁中使用側壁支撐物在工業中是熟知的。通常這些側壁支撐物是新月形的并 且其經設計以允許漏氣保用輪胎支撐車輛的載荷一段合理距離，以便汽車可以到達用于對 輪胎進行更換和/或充氣的安全位置。
[0015] 應認識到，此類側壁支撐物的大小、厚度和其它尺寸可以尤其基于輪胎的大小和 類型以及輪胎在漏氣保用條件下需要支撐的載荷而不同。應認識到，輪胎設計領域中的一 般技術者可以提供具有用本文公開的材料制造的側壁支撐物的漏氣保用輪胎。
[0016] 如上所述，本發明的具體實施例包括由橡膠組合物制造的側壁支撐物和具有此類 側壁支撐物的輪胎，所述橡膠組合物包括具有在55與85之間的范圍內的高門尼粘度（有 時稱為門尼塑性）的聚丁二烯橡膠、第二橡膠組分和高結構低表面積碳黑。
[0017] 聚丁二烯橡膠是熟知的通過使1，3- 丁二烯單體聚合而制造的橡膠。由于存在于 丁二烯單體中的兩個雙鍵，所得聚丁二烯可以包括三種不同形式：順-1，4、反-1，4和乙烯 基-1，2聚丁二烯。順-1，4和反-1，4彈性體通過單體端到端連接而形成，而乙烯基-1，2 彈性體通過單體在單體的端部之間連接而形成。
[0018] 特征為具有高門尼粘度的聚丁二烯典型地是具有更高分子量者，并且因此門尼粘 度在某種程度上是聚丁二烯的相對分子量的指示；即，門尼粘度越高，分子量越高。門尼粘 度以門尼單位測量，其是用以測量未硫化橡膠的粘度的任意單位。如本領域技術人員所熟 知，測量根據標準ASTM D-1646在門尼粘度計中進行。本文公開的所有門尼粘度都在KKTC 下測量。
[0019] 在橡膠組合物中使用具有高門尼的聚丁二烯聯合高結構低表面積碳黑提供了由 此類材料制造的側壁支撐物的出人意料的結果。對于本文公開的橡膠組合物的具體實施 例，此類聚丁二烯的門尼粘度（在l〇〇°C下以門尼單位測量）在55門尼單位與85門尼單位 之間，或者門尼粘度可以在55門尼單位與75門尼單位之間、55門尼單位與70門尼單位之 間、60門尼單位與70門尼單位之間或60門尼單位與80門尼單位之間。
[0020] 可以注意到，在本文公開的橡膠組合物的具體實施例中，多分散指數小于2. 5或 者小于2,在1與2. 5之間或1與2之間。多分散指數定義為重量平均分子量（Mw)比數量 平均分子量（Mn)的比率。眾所周知，Mw和Mn可以使用凝膠滲透色譜法（GPC)相對于聚苯 乙烯標準品測定。
[0021] 除了聚丁二烯的特征為具有高門尼粘度之外，本文公開的橡膠組合物的具體實 施例的特征可以為具有高順-1，4含量。因此，在具體實施例中，聚丁二烯的特征可以為 順-1，4含量是至少80 %或至少90%，或者在80 %與99 %之間、90 %與99 %之間或92 %與 99 %之間。
[0022] 適合的聚丁二烯可在市場上獲得并且可以例如由在德克薩斯州橘郡 (Orange, Texas)有辦事處的朗盛（Lanxess)獲得。舉例來說，朗盛提供了 Buna CB 21，具 有門尼粘度73和至少96%的順-1，4含量的溶液高順BR。Buna CB 22是具有63的門尼粘 度和至少96%的順-1，4含量的溶液高順BR。
[0023] 除了高門尼聚丁二烯之外，本文公開的橡膠組合物進一步包括第二橡膠組分，其 至少部分由二烯單體（即，具有兩個碳碳雙鍵的單體，無論共軛與否）產生，即，共聚物的均 聚物。
[0024] 這些二烯彈性體可以分類為"基本上不飽和"二烯彈性體或"基本上飽和"二烯彈 性體。如本文所用，基本上不飽和二烯彈性體是至少部分由共軛二烯單體產生的二烯彈性 體，基本上不飽和二烯彈性體的此類二烯來源的成員或單元（共軛二烯）含量是至少15摩 爾％。基本上不飽和二烯彈性體的類別內有高度不飽和二烯彈性體，其是二烯來源的單元 (共軛二烯）含量大于50摩爾％的二烯彈性體。
[0025] 因此，不屬于基本上不飽和的定義中的那些二烯彈性體是基本上飽和二烯彈性 體。此類彈性體包括例如丁基橡膠和二烯與a-烯烴的EPDM類型的共聚物。這些二烯彈 性體具有低或極低的二烯來源的單元（共軛二烯）含量，此類含量小于15摩爾％。
[0026] 具體來說，適合的共軛二烯的實例包括1，3_ 丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、 2, 3_ 二（CfC5烷基）_1，3_ 丁二條（例如 2, 3_ 二甲基 _1，3_ 丁二條、2, 3_ 二乙基 _1，3_ 丁 二條）、2_甲基_3_乙基_1，3_ 丁二條、2_甲基_3_異丙基_1，3_ 丁二條、芳基_1，3_ 丁二 稀、1，3-戊二稀和2, 4-己二稀。乙烯基芳香族化合物的實例包括苯乙稀、鄰、間和對甲基苯 乙烯、商業混合物"乙烯基甲苯"、對叔丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基均三甲 苯、二乙烯基苯和乙烯基萘。
[0027] 共聚物可以含有20重量％與90重量％之間的二烯單元和1重量％與80重量％ 之間的乙烯基芳香族單元。彈性體可以具有任何微結構，其隨所用聚合條件、具體來說存在 或不存在改性和/或隨機化劑和所用改性和/或隨機化劑的量而變化。彈性體可以是例如 嵌段、無規、連續或微連續彈性體，并且可以在分散液或溶液中制備；其可以是偶合和/或 星形的或者用偶合劑和/或星形或官能化劑官能化。
[0028] 適合的二烯彈性體的實例包括聚異戊二烯和丁二烯/苯乙烯共聚物，特別是具有 在5重量％與50重量％之間或20重量％與40重量％之間的苯乙稀含量并且在丁二稀部 分中具有4摩