空腔降噪轮胎

摘要

本发明涉及一种空腔降噪轮胎，包括：涂布于气密层内侧的粘合剂层；以及粘附于所述粘合剂层上的吸音材料层。所述粘合剂层含有聚醚，所述聚醚在非末端的主链内含有烷氧基硅烷取代基。依据本发明的空腔降噪轮胎性能稳定，可以确保即使在行驶时发热及变形的情况下也不会使吸音材料脱离。

权利要求

1.一种空腔降噪轮胎，其特征在于，包括：涂布于气密层内侧的粘合剂层；以及粘附于所述粘合剂层上的吸音材料层，所述粘合剂层含有聚醚，所述聚醚在非末端的主链内含有烷氧基硅烷取代基，所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚包含下述化学式3a或化学式3b表示的氧化丙烯重复单元，[化学式3a]

[化学式3b]

所述k及k’为0至10,000的整数。

2.根据权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述烷氧基硅烷是从由甲基二乙氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、丙基二乙氧基硅烷、丁基二乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二乙基乙氧基硅烷、二丙基乙氧基硅烷、二丁基乙氧基硅烷、甲基乙基乙氧基硅烷、甲基丙基乙氧基硅烷、甲基丁基乙氧基硅烷及三乙氧基硅烷构成的组中选择的任意一种乙氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚包含下述化学式2表示的重复单元，[化学式2]所述a为1至3的整数，所述b为0至2的整数，其中a+b＝3，所述c为0至22的整数，

所述d为1至500的整数，

所述R分别单独为碳原子数量为1至20的烷基。

4.根据权利要求3所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含化学式4表示的尿烷重复单元，[化学式4]

5.根据权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音材料层含有聚氨酯泡沫。

说明书

空腔降噪轮胎

技术领域

[0001] 本发明涉及一种稳定的空腔降噪轮胎。即，本发明含有增强弹性及粘合强度的粘合剂层，从而可以确保即使在行驶时发生发热及变形也不会使吸音材料脱离。

背景技术

[0002] 关于汽车噪声，随着政府规制的加强及电动汽车需求的扩大，要求降低轮胎产生的噪声呈现一种逐渐增加的趋势。但是，最近的研发动向表明，轮胎接触路面的胎面部采用宽幅结构且相当于轮胎侧面的胎侧(Side wall)扁平比较低的UHP(超高性能)轮胎倍受瞩目。这种轮胎由于其结构特性使得胎侧的刚性增加，因此轮胎本身结构不能对从路面传递的冲击发挥适当的阻尼(Damping)作用，从而导致使与诱发噪声相关的声压上升的结果。这就会在轮胎内部(Cavity)产生空气振动，然后噪声会传输至车辆内部，并让驾驶员感知到所述噪声，从而成为降低行驶时乘车感受的原因(以下将由空气振动产生的噪声统称为“空腔噪声”)。

[0003] 作为降低空腔噪声的现有技术，有一种利用带有开孔(open cell)的聚氨酯材质发泡体的技术。但是，为了将这种聚氨酯材质的发泡体粘附于轮胎内侧的气密层上，如果使用普通的液态粘合剂，粘合剂就会被吸收至吸音材料层，从而导致吸音能力及粘合力显著降低。

[0004] 如果代替液态粘合剂而使用通过光或热硬化的粘合剂(JP2015-166134A)，也会出现一些问题。即，虽然初期粘结力会比较优秀，但是弹性等应力较差，导致在受车辆荷重影响而使轮胎变形的状态下，无法承受进一步施加的反复变形与振动而被损坏，从而发生吸音材料剥落或脱离的问题。

[0005] 如果使用丁基类热熔粘合剂，在轮胎变形的情况下也会充分延伸，从而能够缓解外部冲击。但是，热熔性粘合剂的特性决定了温度越升高其粘度就会越低，流动性增加，因此行驶时粘附于轮胎内的吸音材料位置就会变形，从而会对轮胎平衡或均匀性产生不良影响。

[0006] 虽然有使用硅胶系列粘合剂的专利，但是其强度较差，承受轮胎大变形影响的特性比较脆弱。

[0007] 因此，为了解决粘合剂存在的上述问题，将用于降低轮胎的空腔噪声的吸音材料粘合到气密层上，就需要使用能够承受轮胎变形与发热的特殊粘合剂。

[0008] 在先技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 日本公开专利第2015-166134号

发明内容

[0011] 所要解决的技术问题

[0012] 本发明的目的在于，提供一种持久力强的粘合剂层，通过增强弹性及粘合强度，以确保能够承受轮胎的变形与发热。

[0013] 本发明的另一目的在于，提供一种轮胎，用持久力强的粘合剂层粘附吸音材料层，以确保能够降低轮胎的噪声中由轮胎内部的空气振动产生的空腔噪声。

[0014] 本发明的又一目的在于，提供一种轮胎，用持久力强的粘合剂层粘附吸音材料层，以确保即使受行驶时轮胎的温度变化、汽车荷重与外部冲击影响而发生变形也不会使吸音材料剥落或者脱离，一直保持轮胎的空腔降噪性能，直至达到轮胎磨耗寿命为止。

[0015] 解决技术问题的方法

[0016] 本发明提供的空腔降噪轮胎，包括：涂布于气密层内侧的粘合剂层；以及粘附于所述粘合剂层上的吸音材料层。所述粘合剂层含有聚醚，所述聚醚在非末端的主链内包含烷氧基硅烷取代基。

[0017] 所述烷氧基硅烷可以是从由甲基二乙氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、丙基二乙氧基硅烷、丁基二乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二乙基乙氧基硅烷、二丙基乙氧基硅烷、二丁基乙氧基硅烷、甲基乙基乙氧基硅烷、甲基丙基乙氧基硅烷、甲基丁基乙氧基硅烷及三乙氧基硅烷构成的组中选择的任意一种乙氧基硅烷。

[0018] 所述主链内包含烷氧基硅烷取代基的聚醚包含下述化学式2表示的重复单元，[0019] [化学式2]

[0020]

[0021] 所述a为1至3的整数，所述b为0至2的整数(但是，a+b＝3)，所述c为0至22的整数，所述d为1至500的整数，所述R分别单独为碳原子数量为1至20的烷基。

[0022] 所述主链内包含烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含下述化学式3a或化学式3b表示的氧化丙烯重复单元，

[0023] [化学式3a]

[0024]

[0025] [化学式3b]

[0026]

[0027] 所述k及k’为0至10,000的整数。

[0028] 所述主链内包含烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含化学式4表示的尿烷重复单元，[0029] [化学式4]

[0030]

[0031] 所述吸音材料层含有聚氨酯泡沫。

[0032] 发明效果

[0033] 依据本发明的粘合剂层增强了弹性及粘合力，因此能够承受轮胎的变形与发热。

[0034] 利用依据本发明的粘合剂层制造的轮胎，由于使用持久力强的粘合剂层粘附吸音材料，因此能够降低轮胎的噪声中由轮胎内部的空气振动产生的空腔噪声。

[0035] 本发明的轮胎使用持久力强的粘合剂层粘附吸音材料，即使在行驶时轮胎的温度变化且由于汽车荷重与外部冲击而发生变形的情况下，也不会使吸音材料剥落或者脱离，能够一直保持轮胎的空腔降噪性能，直至达到轮胎磨耗寿命为止。

附图说明

[0036] 图1是依据本发明一个实现例的充气轮胎侧剖面图。

[0037] 附图标记说明

[0038] 1：充气轮胎

[0039] 2：粘合剂层

[0040] 3：吸音材料层

具体实施方式

[0041] 下面，将对本发明进行更加详细的说明。

[0042] 依据本发明一个实施例的空腔降噪轮胎，包括：涂布于气密层内侧的粘合剂层；以及粘附于所述粘合剂层上的吸音材料层。所述粘合剂层含有聚醚，所述聚醚在非末端的主链内包含烷氧基硅烷取代基。

[0043] 图1中显示了依据本发明一个实施例的充气轮胎侧剖面图。参照图1可知，依据本发明的充气轮胎1，包括：涂布在气密层内侧面上的粘合剂层2；粘附在所述粘合剂层2上的吸音材料层3。

[0044] 所述粘合剂层2所含有的在主链内包含烷氧基硅烷取代基的聚醚可以用下述化学式1表示，

[0045] [化学式1]

[0046]

[0047] 但是，所述化学式1仅显示了取代基与主链连接的形状，取代基并非仅限定于4个。粗线代表聚合物。

[0048] 所述聚醚在不是末端的主链内含有取代基，可以增强粘合剂层2的粘合强度。

[0049] 聚合物的交联度对粘合剂层2的粘合强度起到重要的作用。如果官能团只存在于两个末端，则粘合剂层2的粘合强度就较差，无法承受轮胎的变形影响，粘合剂层2容易被破坏。相反，如本发明所述，如果取代基被引入主链内，聚合物之间的交联度就会增强，从而可以提高粘合剂层2的强度。

[0050] 所述R1至R3分别单独为碳原子数量为1至20的烷基或烷氧基。即，所述取代基可以为单烷氧基硅烷、双烷氧基硅烷或三烷氧基硅烷。

[0051] 具体讲，所述烷氧基硅烷可以是碳原子数量为1至20的甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、丙氧基硅烷、丁氧基硅烷、戊氧基硅烷等。优选地，可以是乙氧基硅烷。

[0052] 如果官能团为甲氧基硅烷，则水解时会产生甲醇。因此，不论是对环境还是对作业人员的身体都是有害的。但是，如本发明所述，如果含有引入乙氧基的乙氧基硅烷取代基，则即使在硬化反应时发生水解也会产生乙醇，这对人体是无害的。

[0053] 所述乙氧基可以是从由甲基二乙氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、丙基二乙氧基硅烷、丁基二乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二乙基乙氧基硅烷、二丙基乙氧基硅烷、二丁基乙氧基硅烷、甲基乙基乙氧基硅烷、甲基丙基乙氧基硅烷、甲基丁基乙氧基硅烷及三乙氧基硅烷构成的组中选择的任意一种。

[0054] 所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚包含下述化学式2表示的重复单元，[0055] [化学式2]

[0056]

[0057] 所述a为1至3的整数，所述b为0至2的整数(但是，a+b＝3)，所述c为0至22的整数，所述d为1至500的整数，所述R分别单独为碳原子数量为1至20的烷基。优选地，可以是碳原子数量为1至6的烷基，更加优选地，可以是从由甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基及sec-丁基构成的组中选择的任意一种取代基。

[0058] 所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含下述化学式3a或化学式3b表示的氧化丙烯重复单元，

[0059] [化学式3a]

[0060]

[0061] [化学式3b]

[0062]

[0063] 所述k及k’为0至10,000的整数。

[0064] 所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含下述化学式4表示的尿烷重复单元，

[0065] [化学式4]

[0066]

[0067] 由于还包含尿烷重复单元，因此既能够保持一定的弹力，又能够增强其强度，以确保能够承受外力。

[0068] 所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚还包含下述化学式5～9表示的重复单元，

[0069] [化学式5]

[0070]

[0071] 所述R2、R3、R5及R6分别单独为氢原子或碳原子数量为1至20的烷基，所述e为0至10,000的整数。

[0072] [化学式6]

[0073]

[0074] 所述R2可以是氢原子或碳原子数量为1至20的烷基，所述R4可以是氢原子、碳原子数量为1至24的烷基，所述f为0至1,000的整数。

[0075] [化学式7]

[0076]

[0077] 所述R7及R8为分别单独从由氢原子、烷基、烷氧基、芳基及芳烷基(用苯基等芳香族烃基(芳基，aryl)置换烷基中的碳原子而形成的复合基Ar(CH2)n－的总称，是将“arylalkyl”缩减后的术语。)构成的组中选择的任意一种，所述n为2至8的整数，所述h为0至500的整数。

[0078] [化学式8]

[0079]

[0080] 所述R9至R12为分别单独从由氢原子、烷基、烯基、烷氧基、芳基及芳烷基构成的组中选择的任意一种。选择性地，所述R10与R11可以通过Z片段(Fragment)形成脂肪族或芳香族环。如果形成了环，所述Z为2价亚烷基或亚烃基(alkenylene)。所述i为0至500的整数。

[0081] [化学式9]

[0082]

[0083] 所述g为1至1000的整数。

[0084] 所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚其一侧末端可以用下述化学式10表示，[0085] [化学式10]

[0086]

[0087] 所述R10及R11为分别单独从由氢原子、烷基、烯基、烷氧基、芳基及芳烷基构成的组中选择的任意一种。选择性地，所述R10与R11可以通过Z片段形成脂肪族或芳香族环。如果形成了环，所述Z为2价亚烷基或亚烃基(alkenylene)。所述j为0至500的整数。

[0088] 所述粘合剂层2还可以包括公知的添加剂，例如：增粘剂(Tackifier)、硬化剂、平滑剂、润湿剂、流变调节剂、防膜剂、消泡剂、填充剂(例如：白垩、石灰、粉、沉淀及(或)发热性二氧化硅、硅酸铝及高沸点蜡)、粘度调节剂、增塑剂、颜料、染料、针对热分解及氧化分解的稳定剂。

[0089] 所述粘合剂层2即使因受汽车荷重与外部冲击等因素影响而导致发生改性或者在高温及低温环境下，吸音材料也不会产生脱附、剥落或脱离，从而能够保持轮胎的空腔降噪性能，直至达到轮胎磨耗寿命为止。

[0090] 另外，所述粘合剂层2的硬化后硬度为20至50(Shore A)。如果硬度低于20，则粘合剂的强度就会降低，当施加外力时，粘合剂层2就容易被破坏；如果硬度超过50，则受轮胎行驶过程中反复变形的影响容易导致其剥落。

[0091] 包含所述主链内含有烷氧基硅烷取代基的聚醚的粘合剂层2，即使在受汽车荷重与外部冲击而导致的改性或者在高温及低温环境下，吸音材料也不会产生脱附、剥落或脱离，从而能够保持轮胎的空腔降噪性能，直至达到轮胎磨耗寿命为止。

[0092] 可用于所述吸音材料层3的吸音材料可以从由聚氨酯泡沫、短纤维、海绵、硬质尿烷发泡体、软质尿烷发泡体、EPDM发泡体及聚乙烯泡沫构成的组中选择任意一种。

[0093] 短纤维可以从由有机合成纤维、无机纤维、再生纤维及天然纤维构成的组中选择任意一种。

[0094] 可以将短纤维粘附至硬化型粘合剂而使用，由短纤维构成的吸音材料能够提高吸音性能。

[0095] 作为有机合成纤维，例如：可以利用聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚丁烯(polybutylene)等聚烯烃(polyolefin)、脂肪族聚酰胺(polyamide)、芳香族聚酰胺(polyamide)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚乙烯琥珀酸盐(polyethylene succinate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)等聚酯(polyester)、间规-1,2－聚丁二烯(polybutadiene)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(styrene)共聚物、聚苯乙烯(polystyrene)及其共聚物等。

[0096] 所述有机合成纤维一般来说其化学性质都比较稳定，因此能够与尿烷(urethane)类的粘合剂很好地融合，适合与本发明中制造的粘合剂层一起使用。

[0097] 作为无机纤维，例如：可以利用碳纤维、玻璃纤维等；作为再生纤维(regenerated fiber)，例如：可以利用人造丝(rayon)、铜氨纤维(cupra)等；作为天然纤维(natural fiber)，例如：可以利用棉、绢、羊毛等。

[0098] 在本发明中，最优选地，所述吸音材料层3将聚氨酯泡沫作为吸音材料包含在内。

[0099] 所述聚氨酯泡沫基本上可以通过使多异氰酸酯化合物(polyisocyanate compound)与多羟基化合物(polyhydroxycompound)发生尿烷反应进行制造。

[0100] 所述聚氨酯泡沫是指带有开孔的聚氨酯系列吸音材料，其密度为25至35kg/m3。

[0101] 对于带有开孔的聚氨酯泡沫来说，粘性低的粘合剂会被聚氨酯泡沫过多地吸收，因此很难与气密层进行粘合。但是，硅胶粘合剂的粘性与弹性较高，只会被开孔表面吸收，其粘合力不会下降，即使在产生较大变形的情况下，也能够确保粘合剂层2的耐久性，因此适合用于粘合聚氨酯泡沫。

[0102] 下面，将对本发明的实施例进行详细说明，以确保具有本发明所属技术领域一般知识的技术人员容易实施。但是，本发明可以通过多种不同的形态实现，并非仅限定于此处说明的实施例。

[0103] [制造例:制造空腔降噪轮胎]

[0104] <实施例1>

[0105] 将粘合剂涂布在轮胎气密层上形成粘合剂层。所述粘合剂是购买使用了赢创(Evonik)公司生产的TEGOPAC SEAL 100,BOND 250(251)产品。

[0106] 将尿烷吸音材料粘附在所述粘合剂层上。

[0107] <比较例1>

[0108] 将粘合剂涂布在轮胎气密层上形成粘合剂层。所述粘合剂是购买使用了汉高(Henkel)公司生产的 MS系列(改性硅烷聚合物)产品。

[0109] 所述粘合剂包含下述化学式11所示结构。

[0110] [化学式11]

[0111]

[0112] [试验例1:粘合力评估]

[0113] 对所述实施例及比较例中制造的粘合剂层及含有该粘合剂层的轮胎物性进行测定，其结果如表1所示。

[0114] [表1]

[0115]

[0116]

[0117] 从上述表1中可以看出，将聚醚作为主链包含且主链内含有官能团的实施例1的硬度及抗拉强度(Tensile Strength)有所提高，其粘合力进一步增强。其延伸率(变形率)与比较例1相比更低，由此看来，即使在产生较大变形的情况下，也能够防止粘附的吸音材料发生脱离。

[0118] 特别是，即使在120℃条件下让其老化120小时后，其物性也不会降低，与比较例1相比，其测试结果值更高。如果将依据所述实施例1的粘合剂涂布在汽车轮胎气密层上，然后再粘附吸音材料，即使在因受汽车荷重及行驶中发热等因素影响而发生变形的情况下，也能够保持吸音效果。

[0119] 另外，在所述实施例1中，反应后会产生副产物乙醇，这对人体是无害的。相反，在比较例1中，反应后会产生副产物甲醇，对于使用所述粘合剂的工艺来说，它对人体是有害的。

[0120] 在以上说明中，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但是本发明的权利范围并非仅限定于此，本领域的技术人员利用以下权利要求书中定义的本发明基本概念实施的多种变形及改良形态也属于本发明的权利范围。