Герметизирующий слой бескамерной шины, пневматическая шина, содержащая этот слой и камера шины

 

Герметизирующий слой предназначен для изготовления автомобильных шин. Изготавливается из каучуков общего назначения и силикатной глины. В результате понижается воздухопроницаемость без ухудшения эластичности. 3 с. и 42 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к герметизирующим слоям бескамерных шин, пневматическим шинам, содержащим этот слой и камерами шин. Композиции для герметизирующих слоев содержат различные каучуки и их смеси, включающие чешуйки силикатной глины. Добавление таких чешуек к каучукам приводит к получению композиции, которая обладает достаточно низкой воздухопроницаемостью и может быть использована для изготовления герметизирующих слоев и камер шин.

Из уровня техники хорошо известно, что герметизирующие слои бескамерных шин должны быть выполнены из материалов, которые обладают сравнительно низкой воздухопроницаемостью и тем не менее остаются эластичными. Каучуки, которые почти исключительно используются для этой цели, представляют собой бутилкаучуки, в частности, галогенированные бутилкаучуки. До настоящего времени только эти полимеры обладали необходимыми характеристиками, обеспечивающими их использование в изготовлении герметизирующих слоев и камер шин.

В последнее время для изготовления герметизирующих слоев использовали новую группу сополимеров. В опубликованной Международной заявке РСТ/ US 91/04896 описано применение сополимеров изомоноолефина с параалкилстиролом для изготовления герметизирующих слоев шин. Герметизирующие слои бескамерных шин, изготовленные из этих сополимеров, характеризуются очень низкой воздухопроницаемостью.

Проблема использования бутилкаучуков и новых сополимеров заключается в том, что эти полимеры являются сравнительно дорогими по сравнению с каучуками общего назначения. Каучуки общего назначения, однако, не обладают требуемой низкой воздухопроницаемостью. Следовательно, существует необходимость в создании каучуковых композиций, являющихся сравнительно недорогими и тем не менее обладающих достаточно низкой воздухопроницаемостью для использования в производстве герметизирующих слоев бескамерных шин.

Добавление глин к каучуку хорошо известно из уровня техники. Глины добавляли к каучуковым композициям для улучшения их прочности. Например, в патенте США 4889885, который принят за более близкий аналог к предложенной группе изобретений, описано получение композиционного материала путем добавления слоистого силиката к каучуку для улучшения механических свойств. Получаемые продукты, однако, являются довольно жесткими и поэтому их применение для изготовления герметизирующих слоев шин затруднительно.

Задача описываемой группы изобретений заключается в возможности изготовления дешевого герметизирующего слоя бескамерной шины, пневматической шины, содержащей этот слой и камеры шины с использованием каучуков общего назначения, имеющих характеристики, аналогичные характеристикам более дорогих галоидированных бутилкаучуков в настоящее время. Кроме того, возможность использовать каучуки общего назначения для герметизирующего слоя скажется на агдезии между герметизирующим слоем и каркасом шины, а именно каучуки общего назначения будут более совместимы с другими компонентами резины в шине.

Поставленная задача достигается созданием герметизирующего слоя бескамерной шина, включающим твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу и слоистый силикат, равномерно диспергированный в этом каучуке, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, в котором согласно изобретению по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, реакционноспособный каучук является растворимым в твердом каучуке или способен сшиваться с твердым каучуком и слоистый силикат содержится в комплексе в количестве 1 - 50 масс. частей на 100 масс. частей реакционноспособного каучука.

Поставленная задача решается созданием пневматической шины, содержащей герметизирующий слой, включающий в себя твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу, и равномерно диспергированный в нем слоистый силикат, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, в которой согласно изобретению по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, а слоистый силикат содержится в комплексе в количестве примерно 1-50 масс. частей на 100 масс. частей реакционноспособного каучука.

Поставленная задача решается также созданием камеры шины, включающей твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу, и слоистый силикат, равномерно диспергированный в этом каучуке, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, в которой согласно изобретению по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, слоистый силикат содержится в комплексе в количестве 1-50 масс. частей на 100 масс.частей реакционноспособного каучука и расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, реакционноспособный каучук является растворимым в твердом каучуке или способен сшиваться с твердым каучуком.

Было обнаружено, что, регулируя размер, размещение и ориентацию чешуек специфической силикатной глины в композициях на основе каучука, можно получить каучуковую композицию, обладающую достаточно низкой воздухопроницаемостью, используемую в качестве герметизирующего слоя бескамерной шины или композиции для изготовления камеры шины. Эта пониженная воздухопроницаемость не приводит к значительному уменьшению эластичности каучука, необходимой для его использования в производстве шин. Таким образом, стало возможным изготавливать дешевые герметизирующие слои, пневматические шины, содержащие этот слой и камеры шин из каучука общего назначения.

Чешуйки силиката могут содержаться в матрице бутилкаучука. Это приводит к меньшей диффузии воздуха и очень эффективно для герметизирующих слоев, пневматических шин, содержащих этот слой, и камер шин с исключительно высоким сохранением степени наполнения воздухом.

В описываемой группе изобретений слои силикатной глины диспергируются в каучуковой композиции, образуя чешуйки толщиной 7-12 ангстрем. Расстояние между слоями равно примерно 12 ангстрем или больше. Чешуйки должны быть расположены таким образом, чтобы поверхность большинства чешуек была перпендикулярна направлению диффузии газа. В этом случае чешуйки образуют барьер для воздуха, предотвращающий диффузию воздуха через каучук герметизирующего слоя.

Пневматические шины изготавливают таким образом, что газ, которым их наполняют, обычно воздух, удерживается при помощи барьера. Этим барьером может быть камера, герметизирующий слой или часть каркаса шины, или каркас шины целиком. Барьер выполняет функции, обеспечивающие критическую безопасность и полезность шины. Если диффузия воздуха через шину является минимальной, давление в шине сохраняется в течение длительного времени. Недозаполнение газом приводит к повреждению шины и возможному разрушению с катастрофическими последствиями.

Более того, внутреннее или внутриканальное давление в шине способствует окислительной деструкции каучука и армирующих волокон и росту внутренних дефектов во время эксплуатации.

Описываемые композиции обладают значительно лучшими свойствами при задерживании воздуха по сравнению с каучуками, используемыми для конструирования корпуса шины, и в этой связи их можно применять для изготовления герметизирующих слоев, пневматических шин и камер шин.

Композиции, используемые в описываемой группе изобретений, можно вводить непосредственно в каркас шины. Однако для того, чтобы поддерживать давление в области, прилегающей к армирующим элементам в шине, максимально низким, композиция с минимальной диффузией должна находиться в шине на той стороне этих элементов, где создается высокое давление.

Композиции для герметизирующего слоя, пневматической шины и камеры шины или перегородки представляют собой каучук, содержащий диспергированный в нем слоистый силикат. Содержание слоистого силиката должно составлять 1-50 масс. частей на 100 масс. частей реакционноспособного каучука. При содержании менее 0,5 частей количество силиката недостаточно для соответствующего уменьшения воздухопроницаемости композиции. При использовании более 50 масс. частей композиция является слишком жесткой для использования ее в качестве композиции для герметизирующих слоев шины. Наиболее предпочтительное содержание силиката составляет от 2 до 30 масс. частей.

Слоистый силикат создает в композиции барьер для воздуха, уменьшая диффузию воздуха через композицию. Силикат представляет собой слоистый филлосиликатный материала, состоящий из слоев силиката магния или силиката алюминия, имеющих толщину 7-12 ангстрем. Эти слоистые глинистые материалы заряжены отрицательно вследствие изоморфного ионообмена. Они отличаются друг от друга характеристическими свойствами, которые зависят от плотности и распределения отрицательных зарядов. Предпочтительным слоистым силикатом согласно данному изобретению является силикат, у которого один отрицательный заряд занимает площадь 25-200 квадратных ангстрем на поверхности слоя.

Примерами слоистых силикатов, которые могут быть использованы в описываемой группе изобретений, являются различные глинистые минералы, включая смектитовые глины, минералы (например, монтромориллонит, сапонит, байделлит, монтронит, гекторит и стивенсит), вермикулит и галлосит. Это могут быть природные и синтетические глины. Из указанных глин предпочтительным является монтмориллонит. Предпочтительно также слоистый силикат представляет собой филлосиликат.

В указанной группе изобретений композиция герметизирующего слоя должна состоять из комплекса и твердого каучука. Комплекс состоит из реакционноспособного каучука, содержащего положительно заряженные группы, и слоистого силиката, равномерно диспергированного в указанном реакционноспособном каучуке при межслойном расстоянии более 12 ангстрем. Кроме того, комплекс должен иметь такую структуру, чтобы реакционноспособный каучук был солюбилизирован в твердом каучуке. Эта структура обеспечивает композиционному материалу превосходные механические свойства, включая низкую воздухопроницаемость. Эти ярко выраженные результаты объясняются следующим образом.

Слоистый силикат равномерно диспергирован в каучуковом компоненте вследствие того, что слоистый силикат непосредственно связан с реакционноспособным каучуком, содержащим положительно заряженные группы, посредством ионных связей и реакционноспособный каучук хорошо смешивается с твердым каучуком. Кроме того, в случае использования вулканизированного каучука слоистый силикат непосредственно присоединен к структурной сетке вулканизированного каучука, образованной каучуковым компонентом, таким образом, что слоистый силикат в значительной степени ограничивает молекулярное движение структурной сетки вулканизированного каучука вблизи границы раздела фаз.

Тот факт, что слоистый силикат равномерно диспергирован в каучуковом компоненте и ориентирован поверхностями слоев к дифференциалу давления, приводит к низкой воздухопроницаемости композиции.

Совместимость каучука с комплексом, состоящим из слоистого силиката и реакционноспособного каучука, приводит к низкой вязкости и хорошей перерабатывающей способности во время переработки. Это является преимуществом по сравнению с другими системами, у которых может проявляться тенденция к увеличению вязкости в процессе переработки. Кроме того, слоистый силикат, непосредственно соединенный с реакционноспособным каучуком, является легко подвижным и способствует диспергируемости слоистого силиката. Композиция герметизирующего слоя имеет такую структуру, что слоистый силикат равномерно диспергирован в каучуковой композиции. Эта структура образована путем диспергирования слоистого силиката в виде молекул в реакционноспособном каучуке и солюбилизации реакционноспособного каучука комплекса в твердом каучуке. Любая попытка равномерно диспергировать слоистый силикат в твердом каучуке будет безуспешной из-за несовместимости двух компонентов. Следовательно, вышеупомянутую структуру нельзя получить другим образом.

Реакционноспособным каучуком, используемым в группе изобретений, является каучук, который содержит положительно заряженную группу. Положительно заряженная группа может быть в основной цепи или боковой цепи реакционноспособного каучука или на конце цепи. Реакционноспособный каучук может содержать одну или несколько положительно заряженных групп в одной молекуле. Реакционноспособный каучук представляет собой один или несколько каучуков, выбранных из группы, включающей полибутадиен; сополимеры бутадиена, содержащие стирол, изопрен, акрилонитрил; полиизобутилен; сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол, параметилстирол, полихлорпрен; этиленпропилендиеновые сополимеры; полиизопрены; сополимеры изопрена, содержащие изобутилен, стирол, бутадиен или акрилонитрил; натуральный каучук или модифицированный продукт указанного реакционноспособного каучука, дополнительно содержащего ониевую соль или предшественник ониевой соли.

Предпочтительно ониевая соль имеет общую формулу M⁺R¹R²R³, где M обозначает азот, серу, фосфор или и R¹, R² и R³ независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

Предпочтительно предшественник ониевой соли характеризуется общей формулой ^-MR¹R², где M обозначает азот, серу или фосфор или и R¹ и R² независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

Предпочтительно указанный реакционноспособный каучук представляет собой каучук с концевыми аминогруппами.

Предпочтительно указанный реакционноспособный каучук представляет собой бутадиенакрилонитрильный каучук с концевыми аминогруппами.

Можно использовать один или несколько реакционноспособных каучуков. Совместная вулканизация реакционноспособного каучука и твердого каучука зависит от молекулярной массы реакционноспособного каучука и типов центров сшивки и их концентрации. Для успешной совместной вулканизации реакционноспособный каучук предпочтительно должен иметь молекулярную массу, превышающую 450.

Комплекс, состоящий из слоистого силиката и реакционноспособного каучука, содержит реакционноспособный каучук и слоистый силикат, равномерно диспергированный в реакционноспособном каучуке. Дисперсия слоистого силиката в виде молекул способствует образованию ионной связи между жидким каучук и слоистым силикатом. Эта ионная связь может образовать сшитую структуру реакционноспособного каучука. Другими словами, отдельные слои силиката полностью отделены друг от друга силой, превышающей прочность связи (такой, как силы Ван дер Ваальса и электростатическая сила притяжения) между слоями. Более того, отрицательный заряд у силиката связан с положительным зарядом (ониевым ионом) в реакционноспособном каучуке ионной связью или ассоциацией.

Значительная фракция слоистого силиката в комплексе должна иметь расстояние между слоями, превышающее 12 ангстрем. При расстоянии между слоями менее 12 ангстрем комплекс не будет равномерно диспергироваться в твердом каучуке.

Твердый каучук предпочтительно должен иметь молекулярную массу более 10000 для того, чтобы его можно было вулканизировать или сшить в массе. Твердые каучуки, которые могут быть использованы в описываемой группе изобретений, включают полибутадиен, сополимеры бутадиена, содержащие стирол, изопрен или акрилонитрил; полиизобутилен, сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол или параметилстирол; полихлорпрен; сополимеры этилена, пропилена и диена; полиизопрен, сополимеры изопрена, содержащие бутадиен, стирол, акрилонитрил, и натуральный каучук.

Предпочтительно твердый каучук выбирают из группы, включающей натуральный каучук, синтетический каучук, термопластичный эластомер и их смеси. Предпочтительно также твердым каучуком является полибутадиен.

Комплекс, состоящий из слоистого силиката и реакционноспособного каучука, следует смешивать с твердым каучуком в соотношении 1-100 масс. частей первого на 100 масс. частей последнего. Если количество комплекса меньше 1 масс. части, слоистый силикат оказывает небольшое влияние на каучуковую фазу, содержащую твердый каучук и реакционноспособный каучук. При содержании реакционноспособного каучука более 100 масс.частей его количество в каучуковой фазе становится настолько большим, что он приводит к ухудшению свойств твердого каучука.

Предпочтительно содержание указанного комплекса составляет 2-50 масс. частей на 100 мас. частей твердого каучука.

В каучуковую композицию при необходимости может быть введена углеродная сажа для усиления и улучшения других характеристик каучука. Примеры углеродной сажи включают SAF (N11), ISAF (N220), HAF (N330), FEF (N550), GPF (N660) и SRF (N770) (в скобках приведены обозначения согласно ASTM). Углеродную сажу следует добавлять в количестве от 0 до 100 масс. частей, предпочтительно 0-70 масс. частей на 100 масс. частей твердого каучука. При ее содержании более 100 масс. частей получаемая каучуковая композиция имеет настолько высокую вязкость, что улучшение перерабатываемости комплекса становится менее значительным.

Для регулирования реологических и физических свойств можно использовать другие добавки, хорошо известные из уровня техники. Они включают в себя неармирующие наполнители, например глины и пластификаторы, например углеводородные переработанные масла, низкомолекулярные углеводородные смолы и алкилфталаты.

Содержание слоистого силиката в композициях для герметизирующих слоев предпочтительно должно составлять 2-50 масс. частей на 100 масс. частей всего каучука. При содержании менее 1 масс части слоистый силикат незначительно уменьшает воздухопроницаемость композиции для герметизирующего слоя. При содержании более 50 масс. частей получаемая композиция является слишком жесткой для использования при создании герметизирующего слоя в шине.

Каучуковая композиция характеризуется тем, что реакционноспособный каучук в комплексе солюбилизируется в твердом каучуке или взаимодействует с ним. Другими словами, реакционноспособный каучуковый компонент комплекса характеризуется хорошей смешиваемостью с твердым каучуком или же его можно заставить реагировать с твердым каучуком. Твердый каучук включает эластомерные композиции, которые характеризуются температурами стеклования менее -25^oC. Примеры таких твердых каучуков включают полибутадиен, сополимеры бутадиена со стиролом, изопреном или акрилонитрилом, полиизобутилен, сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол или параметилстирол; полихлоропрен, сополимеры этилена, пропилена и диена; полиизопрен; сополимеры изопрена, содержащие бутадиен, стирол или акрилонитрил, и натуральный каучук. Термопластичные эластомеры также могут быть использованы в качестве твердого каучука в описываемой группе изобретений.

В каучуковую композицию могут быть добавлены углеродная сажа, акцепторы кислоты или антиоксиданты или другие обычно используемые добавки в соответствии с необходимостью. Эта каучуковая композиция может быть вулканизирована серой, перекисью и т.п. или другими вулканизирующими агентами и ускорителями вулканизации, обычно используемыми для твердых каучуков. Следует добавить, что вулканизацию можно проводить в любой литьевой машине, предназначенной для вулканизации.

Композиция для герметизирующих слоев согласно данному изобретению может быть получена в соответствии со следующим способом. Сначала в воде равномерно диспергируют глинистый минерал, состоящий из слоистого силиката, в концентрации менее 5 мас.%. Отдельно диспергируют в растворителе реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную концевую группу, с концентрацией менее 50 мас.%. Затем их смешивают вместе при интенсивном перемешивании с получением однородной смеси. Отношение слоистого силиката к реакционноспособному каучуку при смешении предпочтительно должна составлять от 1:0,1 до 1:5 в расчете на сухое вещество. Комплекс, который представляет собой слоистый силикат в реакционноспособном каучуке и диспергирован в воде, содержащей примешанный растворитель, выделяют вакуумным фильтрованием или фильтрованием под давлением с последующей предварительной сушкой при 50-100^oC на воздухе и сушкой при 80-150^oC в вакууме. Солюбилизацию реакционноспособного каучука в составе комплекса в твердом каучуке можно осуществить смешением комплекса с твердым каучуком или смешением с эмульсией или латексом каучука. Во время смешения добавляют углеродную сажу или другие добавки. Таким образом получают желаемый композиционный материал на основе каучука в качестве полимера.

Затем каучуковые композиции можно переработать в герметизирующие слои или камеры шин, используя обычные методы переработки, такие как каландрование или экструзию с последующими сборкой шины и формованием.

Было установлено, что полученные композиции характеризуются температурой хрупкости менее приблизительно -20^oC и диффузией воздуха, равной менее половины величины соответствующего показателя для бутадиенстирольного каучука, и способны к сшиванию предпочтительно с использованием химических сшивающих агентов.

При получении композиции для герметизирующих слоев шины необходимо обращать внимание на то, что длина чешуек должна быть в 25 раз больше и ширина их должна быть в 25 раз больше, чем их толщина, и что чешуйки должны быть в среднем расположены так, чтобы примерно 40% поверхности слоев силиката было расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной дифференциалом давления (давлением в шине).

Расположение чешуек может быть достигнуто несколькими путями. Экструдирование, удлинение или сдвиговая деформация материала перед сшивкой ориентирует чешуйки в направлении течения. Кроме того, если чешуйки маленькие и имеют на поверхности заряды, это может способствовать морфологии самоориентации для ингибирования диффузии. Использование свойства самоориентации особенно полезно, если материалы получают с использованием растворителя для уменьшения вязкости системы. В этом случае герметизирующий слой может быть сформован в виде пленки и использован обычным образом или наложен на вулканизированную шину.

Пример 1 Слоистый силикат, монтмориллонитовую глину, диспергируют в воде, используя 1 часть глины на 100 частей воды, и центрифугируют для удаления примесей. Суспензию глины затем вводят в контакт с избытком ионообменной смолы. Смола находится в кислой форме и поэтому получают кислую форму глины. Водную суспензию кислой глины в смесителе Уоринга (Waring) вводят в контакт с 5%-ным (по массе) толуольным раствором реакционноспособного каучука Hycar 1300 (бутадиенакрилонитрильный олигомер, с концевыми аминогруппами, выпускаемый B. F. Goodrich Co., со среднечисленной молекулярной массой около 1300). При контактировании в смесителе Уоринга наблюдается резкое увеличение вязкости. Затем материал перемешивают в микрофлюидизаторе и отгонкой удаляют воду и толуол. Конечный продукт содержит 25 частей глины на 75 частей реакционноспособного каучука. Материал окрашен в светлокоричневый цвет и является прозрачным. Расстояние между слоями, определенное методом рассеяния рентгеновских лучей, равно 14 ангстрем. Температуру стеклования измеряют методом динамического механического термического анализа. У материала проявляется основной пик потерь (максимальное значение tg δ) при -37^oC. У Hycar 1300, не содержащего глины, основной пик потерь наблюдается при -41^oC.

Композицию, содержащую полимер и глину, перерабатывают прессованием в пленку толщиной 17 мил (1 мил равен 0,0254 мм) в прессе, нагретом до 125^oC с получением прозрачной гибкой пленки. Диффузию газа через пленку измеряют при помощи установки Oxtran 2/20, производимой Mocon, Minneapolis, MN. Эксперименты проводят при 30^oC и относительной влажности, равной 0%. В качестве диффузионного газа используют воздух. В этих условиях композиция, содержащая полимер и глину, характеризуется скоростью пропускания кислорода, равной 4,2 см³ - мил/м² · день · 10³. При тех же условиях бутадиенстирольный сополимер (SBR-1500), обычно используемый в производстве шин, характеризуется скоростью пропускания кислорода, равной 91,2 см³ - мил/м² · день · 10³ или примерно в 22 раза превышающей соответствующий показатель для композиционного материала.

Пример 2
Композицию, содержащую полимер и глину, по примеру 1 наносят толщиной 15 мил на внутреннюю поверхность шины легкового автомобиля. До нанесения композиции, содержащей полимер и глину, шина теряет давление со скоростью примерно 1,5 ф/дюйм²/мес (10,29 кПа/мес) при 30^oC при давлении наполнения, равном 32 ф/дюйм²(220,63 кПа). После нанесения композиции, содержащей полимер и глину, потеря давления составляет менее 0,2 ф/дюйм²/мес (1,38 кПа).

Пример 3
Композицию на основе полимера и глины, включающую 4,8 частей монтмориллонитовой глины, 19 частей Hycar 1300-бутадиенакрилонитрильного олигомера с концевыми аминогруппами и 76 масс.частей бутадиенстирольного сополимера (SBR-1500) получают путем первоначального взаимодействия кислой глины с реакционноспособным полимером по способу, описанному в примере 1. После того, как получают смесь реакционноспособного полимера и глины, добавляют эмульсию SBR-1500 при перемешивании в микрофлюидизаторе. Затем удаляют толуол и воду путем отгонки и последующей сушки в вакууме. Композицию на основе полимера и глины перерабатывают прессованием в пленку толщиной 22 мил в нагретом прессе при 125^oC.

Пленка является мягкой и гибкой при комнатной температуре и имеет температуру хрупкости приблизительно ниже 45^oC. Скорость пропускания кислорода измеряют в условиях примера 1, она равна 42,5 см³ - мил/м² · день · 10³. Это составляет менее половины величины скорости пропускания кислорода, характерной для SBR-1500.

Пример 4
Композицию на основе полимера и глины по примеру 3 смешивают в двухвалковой мельнице с 2 phr (phr - частей на сто частей каучука по массе) стеариновой кислоты, 5 phr оксида цинка, 2 phr серы и 1,5 phr Альтакса (бензотиазилдисульфида) и вулканизуют с получением прокладки толщиной 20 мил путем нагревания в форме в течение 20 мин при 153^oC.

Композиция не растворяется в толуоле, что свидетельствует о полном отверждении, она характеризуется той же величиной скорости пропускания кислорода, что и неотвержденный образец.

Из композиции, содержащей вулканизующие агенты получают лист в двухвалентной мельнице, при этом получают лист от неотвержденного материала толщиной 35 мил. SBR-1500 смешивают с теми же количествами вулканизирующих агентов и также перерабатывают в двухвалковой мельнице, получая лист из неотвержденного материала толщиной 30 мил. Лист подвергают совместному прессованию в форме и вулканизуют в прессе при нагревании в течение 20 мин при 153^oC. После вулканизации листы нельзя разделить.

Формула изобретения

1. Герметизирующий слой бескамерной шины, включающий твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу, и слоистый силикат, равномерно диспергированный в этом каучуке, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, отличающийся тем, что по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, реакционноспособный каучук является растворимым в твердом каучуке или способен сшиваться с твердым каучуком с слоистый силикат содержится в комплексе в количестве 1-50 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционноспособного каучука.

2. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что реакционноспособный каучук имеет мол.м. более 450.

3. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что твердый каучук выбран из группы, включающий натуральный каучук, синтетический каучук, термопластичный эластомер и их смеси.

4. Герметизирующий слой по п.1, что твердым каучуком является полибутадиен.

5. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что твердым каучуком является каучук с мол.м. не менее 10000.

6. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что содержание указанного комплекса составляет 2-50 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого каучука.

7. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углеродную сажу.

8. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся что указанный реакционноспособный каучук представляет собой один или несколько каучуков, выбранных из группы, включающей полибутадиен; сополимер бутадиена, который содержит стирол, изопрен или акрилонитрил; полиизобутилен; сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол, параметилстирол, полихлоропрен; этиленпропилендиеновые сополимеры; полиизопрен; сополимеры, изопрена, содержащие изобутилен, бутадиен, стирол или акрилонитрил; натуральный каучук или модифицированный продукт указанного реакционноспособного каучука, дополнительно содержащего ониевую соль или предшественник ониевой соли.

9. Герметизирующий слой по п.8, отличающийся тем, что указанная ониевая соль имеет общую формулу
M⁺ R¹R²R³,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹, R² и R³ независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

10. Герметизирующий слой по п.8, отличающийся тем, что указанный предшественник ониевой соли характеризуется общей формулой
-MR¹R²,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹ и R² независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

11. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой каучук с концевыми аминогруппами.

12. Герметизирующий слой по п.10, отличающийся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой бутадиенакрилонитрильный каучук с концевыми аминогруппами.

13. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой филлосиликат.

14. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой глину, выбранную из группы, включающей смектитовые глины, вермикулит и галлосит.

15. Герметизирующий слой по п.1, отличающийся тем, что указанная слоистая глина представляет собой монтмориллонит.

16. Пневматическая шина, содержащая герметизирующий слой, включающий твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу, и равномерно диспергированный в нем слоистый силикат, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, отличающийся тем, что по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, а слоистый силикат содержится в комплексе и количестве примерно 1-50 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционноспособного каучука.

17. Шина по п.16, отличающаяся тем, что реакционноспособный каучук растворим в твердом каучуке.

18. Шина по п. 16, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой каучук, выбранный из группы, включающей натуральный каучук, синтетический каучук, термопластичный эластомер и их смеси.

19. Шина по п.16, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой полибутадиен.

20. Шина по п.16, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой каучук, который имеет мол.м. не менее 10000.

21. Шина по п.16, отличающаяся тем, что содержание указанного комплекса составляет 2-50 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого каучука.

22. Шина по п.16, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит углеродную сажу.

23. Шина по п.16, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой один или несколько каучуков, выбранных из группы, включающей полибутадиен; сополимер бутадиена, который содержит стирол, изопрен или акрилонитрил; полиизобутилен; сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол, параметилстирол; полихлоропрен; этиленпропилендиеновые сополимеры; полиизопрен; сополимеры изопрена, содержащие изобутилен, бутадиен, стирол или акрилонитрил; натуральный каучук или модифицированный продукт указанного реакционноспособного каучука, причем указанный реакционноспособный каучук содержит ониевую соль или предшественник ониевой соли.

24. Шина по п. 23, отличающаяся тем, что указанная ониевая соль имеет общую формулу
M⁺R¹R²R³,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹, R² и R³ независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или алллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

25. Шина по п.23, отличающаяся тем, что указанный предшественник ониевой соли имеет общую формулу
-MR¹R²,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹ и R² независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или разными.

26. Шина по п.16, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой каучук с концевыми аминогруппами.

27. Шина по п.24, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой бутадиенакрилонитрильный каучук, содержащий концевые аминогруппы.

28. Шина по п.16, отличающаяся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой филлосиликат.

29. Шина по п.16, отличающаяся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой глину, выбранную из группы, включающей смектитовые глины, вермикулит и галлосит.

30. Шина по п.16, отличающаяся тем, что указанная слоистая глина представляет собой монтмориллонит.

31. Камера шины, включающая твердый каучук и комплекс, представляющий собой реакционноспособный каучук, содержащий положительно заряженную группу, и слоистый силикат, равномерно диспергированный в этом каучуке, а слои силиката имеют толщину 7-12 ангстрем, отличающаяся тем, что по меньшей мере 40% поверхности слоев силиката расположено перпендикулярно направлению диффузии газа, обусловленной давлением в шине, слои силиката имеют длину и ширину, которые по меньшей мере в 25 раз больше их толщины, слоистый силикат содержится в комплексе в количестве 1-50 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционноспособного каучука и расстояние между слоями указанного слоистого силиката составляет более 12 ангстрем, реакционноспособный каучук является растворимым в твердом каучуке или способен сшиваться с твердым каучуком.

32. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что реакционноспособный каучук представляет собой каучук, который имеет мол.м. более 450.

33. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой каучук, выбранной из группы, включающей натуральный каучук, синтетический каучук, термопластичный эластомер и их смеси.

34. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой полибутадиен.

35. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что твердый каучук представляет собой каучук с мол.м. не менее 10000.

36. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что содержание указанного комплекса составляет 2-50 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого каучука.

38. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой один или несколько каучуков, выбранных из группы, включающей полибутадиен; сополимер бутадиена, который содержит стирол, изопрен или акрилонитрил; полиизобутилен; сополимеры изобутилена, содержащие бутадиен, изопрен, стирол, параметилстирол; полихлоропрен; этиленпропилендиеновые сополимеры; полиизопрен; сополимеры изопрена, содержащие изобутилен, бутадиен, стирол или акрилонитрил; натуральный каучук или модифицированный продукт указанного реакционноспособного каучука, дополнительно содержащий ониевую соль или предшественник ониевой соли.

39. Камера шины по п.38, отличающаяся тем, что указанная ониевая соль имеет общую формулу
M⁺R¹R²R³,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹, R² и R³ независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

40. Камера шины по п.38, отличающаяся тем, что указанный предшественник ониевой соли имеет общую формулу
-MR¹R²,
где М обозначает азот, серу, фосфор или

R¹ и R² независимо друг от друга обозначают водород, алкильные группы, арильные группы или аллильные группы, которые могут быть одинаковыми или различными.

41. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой каучук с концевыми аминогруппами.

42. Камера шины по п.40, отличающаяся тем, что указанный реакционноспособный каучук представляет собой бутадиенакрилонитрильный каучук с концевыми аминогруппами.

43. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой филлосиликат.

44. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что указанный слоистый силикат представляет собой глину, выбранную из группы, включающей смектитовые глины, вермикулит и галлосит.

45. Камера шины по п.31, отличающаяся тем, что указанная слоистая глина представляет собой монтмориллонит.