发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种自密封橡胶组合物及其制备方法和具有防刺穿功能的充气轮胎，采用所述自密封橡胶组合物制备的充气轮胎受到异物穿刺时，可自密封穿孔进而防止轮胎气压泄漏。

为达到上述目的，本发明提供了一种自密封橡胶组合物，包括：

丁基橡胶，聚异丁烯，填料，增塑剂，交联体系。

优选的，所述自密封橡胶组合物，包括组分一和组分二，其中组分一包括：

组分二包括：

本发明中，组分一所述丁基橡胶含量优选为10wt％～50wt％，更优选为15wt％～30wt％。

本发明中，组分二所述交联体系含量优选为0.5wt％～15wt％，更优选为1wt％～10wt％。

本发明优选的，组分一所述丁基橡胶为卤化丁基橡胶；组分二所述交联体系为噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂、氧化锌和硬脂酸中的一种或多种。

在本发明的一些具体实施例中，组分一所述丁基橡胶具体选自BROMOBUTYL2222；组分二所述交联体系具体选自二硫化二苯并噻唑、氧化锌和硬脂酸。

本发明优选的，组分一所述丁基橡胶为非卤化丁基橡胶；组分二所述的交联体系为醌型交联剂、有机过氧化物和酚醛树脂交联剂中的一种或多种。

本发明中，组分一所述聚异丁烯的含量优选为10wt％～70wt％，更优选为20wt％～60wt％。

本发明优选的，组分一所述聚异丁烯可以选自一种或多种不同分子量聚异丁烯。

优选的，组分一所述聚异丁烯的平均分子量Mn为400～40000。在本发明的一些具体实施例中，所述聚异丁烯选自GlissopalV640及OppanolB12N。

本发明中，组分一所述填料的含量优选为0～15wt％，更优选为5～12wt％。

本发明优选的，组分一所述填料选自炭黑。在本发明的一些具体实施例中，所述填料选自N330。

本发明中，组分一所述增塑剂的含量优选为0～6wt％，更优选为0～4wt％。本发明优选的，组分一所述增塑剂选自加工油。在本发明的一些具体实施例中，所述增塑剂选自橡胶制程油3号。

本发明中，组分二所述聚异丁烯增塑剂的含量优选为0～40wt％，更优选为0～30wt％。

优选的，组分二所述聚异丁烯的平均分子量Mn为400～2000。在本发明的一些具体实施例中，组分二所述聚异丁烯选自Glissopal V640。

本发明中，组分二所述增塑剂的含量优选为0～20wt％，更优选为0～15wt％。本发明优选的，组分二所述增塑剂选自加工油。在本发明的一些具体实施例中，所述增塑剂选自橡胶制程油3号。

本发明提供了上述自密封橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

A)组分一制备:

将丁基橡胶、填料、增塑剂进行第一次混炼，得到预混合橡胶组合物；将预混合橡胶组合物和聚异丁烯混合，所述聚异丁烯分多次加入，进行第二次混炼，得到组分一混合物；

B)组分二制备:

一次性将聚异丁烯、增塑剂、交联体系进行混炼，得到组分二混合物；

C)喷涂阶段：

将组分一混合物在第一供给口计量后供料，同时将组分二混合物在第二供给口计量后供料，然后将两个供给口的物料在喷涂管路中依一定比例混合后进行喷涂，完成交联反应后，得到自密封橡胶组合物。

本发明优选的，所述步骤A)具体为：使用Banbury密炼机将丁基橡胶、填料、增塑剂按比例加入混合，进行第一次混炼，得到预混合橡胶组合物。所述组分一制备第一次混炼的温度优选为60～160℃。

将预混合橡胶组合物加入Kneader捏合机，将聚异丁稀分多次加入，优选每次加入5％～35％，进行第二次混炼，得到组分一混合物。

本发明优选的，所述组分一制备Kneader捏合机的转子为Z型转子。

本发明优选的，所述组分一制备聚异丁稀分为3～20次加入，少量多次的加入混合，以达到最佳混合效果。

本发明在组分一混合物中加入了大量的聚异丁烯，以保证自密封橡胶组合物在非常广范的操作温度范围内有效。但使得胶料具有相当高的粘着性使其在混合及加工上较为困难。本发明将聚异丁稀分多次加入，每次仅加入少量，加入聚异丁稀时混合转子剪切力会下降，当其充分混合后剪切力回升，再加入少量聚异丁稀，直到所需的聚异丁稀全部加入后，最后加入其他剩余的组分完成混合。本发明优选的，所述组分一制备第二次混炼的温度为50～130℃。

本发明优选的，所述步骤B)具体为：将聚异丁烯、增塑剂、交联体系加入Kneader捏合机，进行混炼，得到组分二混合物。

本发明优选的，所述组分二制备Kneader捏合机的转子为Z型转子。本发明优选的，所述组分二混炼的温度为20～70℃。

本发明优选的，所述步骤C)将组分一混合物使用计量泵引入第一供给口，同时将组分二混合物使用计量泵引入第二供给口，第一供给口、第二供给口同时将物料计量后供料，然后将物料混合后并喷涂，进行交联反应。

优选的，所述第一供给口的加热温度为50～150℃。

优选的，所述第二供给口的加热温度为20～70℃。

优选的，所述第一供给口和第二供给口计量的物料的重量比为60:40～95:5。

优选的，所述计量泵可为基于齿轮的计量泵或基于活塞的计量泵。

优选的，使用静态混合器或动态混合器，将两个供给口的材料混合。

优选的，所述喷涂的温度为50～150℃。

优选的，所述喷涂的喷嘴具有几何形状。

优选的，喷涂后的自密封橡胶组合物的厚度为1～10mm。

本发明提供的橡胶组合物，除了加入聚异丁烯提供粘着性外，还需加入适量的交联剂产生化学键结，赋予胶料足够的物理强度，因此如何使胶料不会在高温喷涂前产生提前的交联反应，而是在喷涂后进行交联反应为加工上重要的课题。

本发明采用第一供给口、第二供给口分别供料，然后混合、喷涂、进行交联反应的工艺步骤，使胶料在喷涂时将完整的组分进行混合，混合喷涂后开始交联反应，解决了上述技术问题。

本发明还提供了一种具有防刺穿功能的充气轮胎，所述充气轮胎内衬层附着有上述自密封橡胶组合物。

上述自密封橡胶组合物附着于安全轮胎内衬层内侧示意图如图1所示。

图1示出了所述自密封橡胶组合物复合于充气轮胎内衬层内侧。

本发明提供了上述具有防刺穿功能的充气轮胎的制备方法，包括以下步骤：

A)组分一制备:

将丁基橡胶、填料、增塑剂进行第一次混炼，得到预混合橡胶组合物；将预混合橡胶组合物和聚异丁烯混合，所述聚异丁烯分多次加入，进行第二次混炼，得到组分一混合物；

B)组分二制备:

一次性将聚异丁烯、增塑剂、交联体系进行混炼，得到组分二混合物；

C)喷涂阶段：

将组分一混合物在第一供给口计量后供料，同时将组分二混合物在第二供给口计量后供料，然后将两个供给口的物料在喷涂管路中依一定比例混合后进行喷涂至轮胎内里；

D)交联反应阶段：

将轮胎保持旋转，依胶料交联反应情形保温或加热轮胎，交联反应完成后得到具有防刺穿功能的充气轮胎。

所述步骤A)、B)、C)的条件同上，在此不再赘述。

喷涂在轮胎内里的胶料具有50～150℃的温度，将轮胎保持旋转，以防止未反应的胶料产生垂流，可依胶料交联反应情形保温或加热轮胎，当胶料完成交联反应后停止旋转轮胎。

本发明优选的，所述胶料反应阶段，可将轮胎置于保温室中保持旋转，保温室中具有50～130℃的温度，使胶料维持温度产生充足的交联反应。

本发明提供的上述制备方法解决了胶料在高粘着性下的加工性问题，并解决了胶料在高温喷涂前易产生的提前交联反应，使胶料喷涂在轮胎后才进行交联反应。

与现有技术相比，本发明提供了一种自密封橡胶组合物，包括：丁基橡胶，聚异丁烯，填料，增塑剂，交联体系。本发明提供的上述自密封橡胶组合物具有高粘性，可以附着于轮胎内衬层的内侧，制备得到具有防刺穿功能的充气轮胎，当充气轮胎胎面受到物件穿刺时，自密封橡胶组合物能够粘附在穿刺物上，以防止气压泄漏，在从胎面去除穿刺物的情况下，自密封橡胶组合物具有适宜的流动性能够流入穿刺孔并使轮胎气密，防止内压降低使充气轮胎达到安全防穿刺的效果。同时所述安全轮胎具有较佳的舒适性，且胎噪低、滚动阻力低，具有广阔的市场应用前景。