彈性體和分散層狀填料在載液中的阻隔塗料和經塗覆的組合物,特別是輪胎的製作方法

2023-07-25 03:23:56

專利名稱：彈性體和分散層狀填料在載液中的阻隔塗料和經塗覆的組合物,特別是輪胎的製作方法
發明的領域本發明涉及新穎的阻隔塗料組合物(barrier coating compositions)，新穎的輪胎組合物和這樣的層，該層具有對氣體、化學品和蒸氣的滲透性加大下降的氣體、蒸氣和化學品阻隔塗層的特徵。
發明的背景業已廣泛地描述了能阻止或減少所選基材與氣體、蒸氣、化學品和/或香料接觸的阻隔塗層，這種塗層可用於各種工業，如包裝工業、汽車工業、塗料工業、輪胎工業等。曾提出這些阻隔混合物或塗層中的某些具有片狀結構以降低滲透性。例如參見E.L.Cussler等的J.Membrane Sci.，38161-174(1988)；W.J.Ward等的J.Membrane Sci.，55173-180(1991)；美國專利4,528,235；4,536,425；4,911,218；4,960,639；4,983,432；5,091,467；和5,049,609；和於1993年3月4日公開的國際專利申請WO 93/04118。
儘管有許多披露阻隔塗料混合物的文獻，但大部分工業上所用的塗料不能最佳地降低滲透性或趨於發脆和無撓性。例如，改進丁基橡膠的氣體滲透性又保持其彈性和抗疲勞性的嘗試包括用含片晶狀填料的聚合物塗覆輪胎中的丁基橡膠。例如參見美國專利4,911,218和5,049,609。用這種方法在滲透性上僅獲得了最小的下降。
提高輪胎所用的橡膠的氣體阻隔性能的其它嘗試包括含有分散在橡膠組合物中的層狀矽酸鹽片晶的橡膠組合物。例如參見美國專利4,857,397；WO97/00910和G.J.van Amerogen「在彈性體中的分散」，Rubber Chem Tech，37，1065-1152頁(1964)。剝落的層狀矽酸鹽材料已用於改進橡膠的氣體阻隔性能。例如參見美國專利5,552,469。
若干參考文獻已用於取向橡膠和聚合組合物中的片狀材料。業已發現片晶對氣體擴散的方向的特定垂直取向能降低含層狀矽酸鹽片晶的橡膠組合物的氣體滲透性，同時對該橡膠的撓性沒有不利影響。例如參見美國專利5,576,372；5,576,373和5,665,183。在包含分散片晶的聚合片材料中耐刺穿性提高，所述分散片晶以相互重疊的關係與片材料的平面基本平行進行取向。例如參見美國專利5,665,810。
大部分工業上所用的包含片晶型填料的塗層經熔融法製得，其中固體聚合物和固體填料在一起熔融並以高剪切速率混合。這種熔融法塗層含有100％的固體，並且通常使用少於約3重量％的片晶填料。這種塗層不能最佳地降低滲透性。
在製造或處理輪胎或輪胎組件中已描述了各種改進方法，以降低輪胎內表面或輪胎層之間的界面或各組件對氣體、蒸氣和化學品的滲透性。在輪胎工業中，常規的是例如在內襯層中加入達約30體積％(或100份/100份)的填料如炭黑，或使用塗層以改進丁基橡膠的不滲透性。然而發現這種嘗試不能最佳地降低滲透性。帶有完整內襯層的輪胎披露於美國專利5,178,702中，其中輪胎含有頂層和多層橡膠層壓層，其中至少兩層是含硫黃硫化橡膠組合物的阻隔層，所述組合物包含100重量份的橡膠、100重量份的丙烯腈/二烯聚合物和約25-150重量份未指明寬度和厚度的片狀填料。據稱這些組合物能降低內襯層的成本，而同時保持撓性和阻隔性能。
本領域仍然需要另外的阻隔塗料混合物和用於各種工業的具有改進滲透性特性的經塗覆的撓性和彈性製品，尤其是需要具有改進滲透性特性的新穎輪胎塗層、內襯層或層，以及使用它們製造和修理輪胎的方法。
本發明的概述本發明解決了已有技術中的問題，它是通過提供一種在彈性體聚合物中包含基本上分散的剝落層狀矽酸鹽的塗料組合物實現的。乾燥這種塗料時會獲得一種有效長寬比高並且滲透性特性得到改進(即在降低塗層滲透性上有較大的提高)的彈性體阻隔層。這種塗料在輪胎組合物上有多種應用。
一方面，本發明提供一種包含在載液中的阻隔塗料混合物，它含(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀片晶狀填料；和(c)至少一種表面活性劑。混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比約為20∶1-1∶1。較好的是，在阻隔塗料混合物中聚合物以液體形式存在，其量約為1-30％，而在乾燥塗層中其量約為45-95重量％。分散的層狀填料存在於液體塗料組合物中的量約為1-10重量％，而在由此形成的乾燥塗層中其量約為5-55重量％。乾燥的塗層(其中填料的有效長寬比大於約25，較好大於約100)對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用乾燥、未填充的聚合物的5倍。
在一個實例中，本發明提供一種較好的阻隔塗料混合物，它的固體含量約為5-15重量％，其乾燥狀態時包含約65-90重量％的丁基橡膠膠乳，約10-35重量％的層狀填料，較好是蛭石和約0.1-15重量％的表面活性劑。
另一個方面，本發明提供一種經塗覆的製品，它在其至少一個表面或界面上包含塗覆上述阻隔塗料混合物製得的乾燥阻隔塗層。製品上的塗層(其中填料的有效長寬比較好大於約25，更好大於約100)使所述製品對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用聚合物塗覆的所述製品的滲透率的5倍。
再有一個方面，本發明提供一種膜，它包含彈性體聚合物、有效長寬比大於25的層狀填料和至少一種表面活性劑。較好的是聚合物在乾燥的所述混合物中的存在量至少約為45重量％。填料在乾燥的所述混合物中的存在量較好大於約5重量％(或大於2體積％)。膜(其中填料的有效長寬比大於約25，較好大於約100)對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用乾燥、未填充的聚合物製成的膜的5倍。
還有一個方面，本發明提供一種在表面或兩個表面的界面上包含由阻隔塗料混合物製成的乾燥阻隔塗層的輪胎，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。塗層乾燥時包含約45-95重量％的所述聚合物，約5-55重量％的所述分散的層狀填料；和約1.0-15重量％的所述表面活性劑。輪胎上的塗層(其中填料的有效長寬比大於約25，較好大於約100)使輪胎對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用聚合物塗覆的輪胎的滲透率的5倍。
再有一個方面，本發明提供一種在表面或兩個表面的界面上包含由阻隔塗料混合物製成的乾燥阻隔塗層的輪胎，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)含丁基的聚合物膠乳；(b)長寬比約為1000或更大的分散的剝落層狀的蛭石填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於17％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。在一個較好的實例中，塗料混合物的固體含量約為5-15重量％，並且在所述輪胎表面上形成乾燥的塗層，該塗層包含約65-90重量％的所述含丁基的聚合物，約10-35重量％的所述蛭石填料，和約1.0-15重量％的所述表面活性劑。輪胎上的塗層(其中填料的有效長寬比大於約25，較好大於約100)使輪胎對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用聚合物塗覆的輪胎的滲透率的5倍。
再有一個方面，本發明提供一種輪胎，其中丁基橡膠的內襯層被在其表面或兩個表面的界面上所含的上述阻隔塗層所代替或減少。
還有一個方面，本發明提供一種製造輪胎的方法，該方法包括用上述阻隔塗料混合物塗覆所述輪胎的表面或在所述輪胎的兩個表面間的界面上加入上述阻隔塗料混合物。
還有一個方面，本發明的方法包括所述塗層用作界面代替輪胎內襯層。
再有一個方面，本發明提供一種修理輪胎的方法，該方法包括用上述阻隔塗料混合物塗覆表面或在所述輪胎的兩個表面間的界面上加入上述阻隔塗料混合物。
還有一個方面，本發明提供一種通過施塗如上所述的阻隔塗料混合物來翻新輪胎以提高內襯層的不滲透性的方法。
本發明的其它方面和優點將在下述詳細描述和權利要求書中進行描述。
附圖的簡要說明

圖1是本發明組合物所達到的有效長寬比的「Cussler」模型圖。該圖是滲透率的下降對本發明阻隔塗料混合物中填料的體積百分數的曲線圖。Cussler描繪了幾種由於取向層狀填料(它取決於所期望的微結構)所造成的滲透率下降的模型。簡單來說，本發明使用下述公式Pu/P＝[1+(a2X2)/(1-X)]/(1-X)，其中P是填充材料的滲透率，Pu是未填充材料的滲透率；a是填料顆粒的長寬比；X是填料顆粒在塗層中的體積分數。在該圖上存在長寬比為25、50、75和100的填料的Cussler理論曲線。粗的「實驗」數據線記錄了下述實施例1-8的阻隔塗料混合物的實驗數據點。可以從數據相對於理論曲線的位置來評價有效長寬比。
圖2是基於填料，蛭石的重量百分數繪製滲透率結果的圖。將滲透率對填料重量％作圖。填料重量％的提高降低了塗層的滲透率。
圖3是滲透率下降與塗層中填料重量％的關係圖。填料重量％的增加提高了滲透率的下降。
圖4是使用丁基膠乳(BL100TM)的本發明塗料組合物中所用的最大固體百分數與該組合物中MICROLITE蛭石重量百分數的關係圖。
圖5是本發明塗料組合物中所用的丁基膠乳(BL100TM)和填料之比與該組合物中MICROLITE蛭石重量百分數的關係圖。
圖6圖示了基於實施例17的撓曲試驗在10％伸長率、1K循環下的撓性數據。
圖7是65℃時在P195/70R 14 MX4輪胎中的靜態氣密性圖，它繪製下述輪胎的壓力(巴)與時間(天)之間的關係，兩種含有普通丁基內襯層的輪胎(◇和◆)，兩種用胎體橡膠代替丁基內襯層的輪胎(△和▲)，和三種含有塗覆在胎體橡膠內襯層上的實施例16阻隔組合物的輪胎(°大，和·小)。
圖8是在轉鼓上運行1000km前後在65℃時輪胎(Michelin MX4)的靜態氣密性圖，它繪製壓力(巴)與時間(天)之間的關係。兩種輪胎含有普通丁基內襯層(◇和◆)，兩種輪胎中的丁基內襯層被胎體橡膠所代替(△和▲)，和兩種輪胎中的胎體橡膠內襯層被實施例16的阻隔塗料組合物塗覆(°表示在1000km前，·表示在1000km後)。
圖9是在帶有楔障的耐久性試驗中運行8000km前後在65℃時輪胎(MichelinMX4)的靜態氣密性圖，它繪製壓力(巴)與時間(天)之間的關係。兩種輪胎含有普通丁基內襯層(◇和◆)；兩種輪胎含有的丁基內襯層被胎體橡膠所代替(△和▲)；兩種輪胎中將實施例16的組合物塗覆在胎體橡膠內襯層上，該兩種輪胎在帶有楔障的耐久性試驗中進行測試(*表示在8000km前，·表示在8000km後)；和兩種輪胎中的胎體橡膠內襯層被如實施例19所述的阻隔塗料組合物所塗覆，但該兩種輪胎不在帶有楔障的耐久性試驗中測試(+和-)。
圖10是普通輪胎結構的示意圖，它圖示了胎圈(bead)1，胎體帘布層5，胎側10，白色胎側15，胎面20，內襯層25和帶束層30。
發明的詳細描述本發明填補了阻隔塗層領域中未滿足的需求，它是通過提供適用在柔韌或彈性基材(包括加壓下的柔韌或彈性基材)上的阻隔塗料混合物實現的。本發明的這些塗層能降低這些基材的氣體、蒸氣或化學品的滲透性。本發明也提供由這些阻隔塗料混合物製成的經塗覆的製品以及獨立的膜和薄膜。使用這些塗料製得的改進輪胎和輪胎組件顯示出對空氣、氣體、蒸氣和化學品的滲透性下降。按本發明的輪胎和輪胎組件以及製造或修理輪胎的方法能提高輪胎的壽命，並能減少一種輪胎最貴組件丁基橡膠內襯層的量。本發明的組合物和方法基於使用阻隔塗料混合物來塗覆輪胎表面和界面以改進性能和/或降低成本。
I.定義本文所用的術語「混合物」或「塗料混合物」解釋為包括真液體溶液以及常規定義的膠態分散體、懸浮液、乳液和膠乳。例如，「膠態分散體或膠乳」是指顆粒大小大於分子水平，如約為0.001-0.1微米的顆粒在液體中的任何分散體或懸浮液。乳液通常在液體中包含約0.05-1.0微米的顆粒。「懸浮液」通常在液體中包含大於1.0微米的顆粒。
本文所用的「阻隔塗料混合物」是指含溶解或懸浮固體的液體，它用於將所述固體施塗到基材上。本發明一個新穎的方面在於該阻隔塗料混合物提供固體含量異乎尋常低(例如下面更詳細描述的約1-30％)的片晶填料在液體中的較好分散體。按本發明，一旦乾燥了「塗料混合物」，就稱之為「乾燥塗層」或「膜」。
術語「蒸氣阻隔」是指對液體及其蒸氣的阻隔。一般來說，蒸氣是在常壓下與液體平衡的氣體。簡單來說，本文所用的術語「蒸氣阻隔」可以解釋為對氣體和化學品以及傳統定義的蒸氣的阻隔。
術語「氣體阻隔」包括對氧氣、氮氣、二氧化碳和其它氣體的阻隔。
「化學品阻隔」包括對分子從一個基材到另一個基材或從一個基材中出來到該基材表面的遷移或起霜的阻隔。
用這些塗料塗覆的術語「基材」或「製品」包括，但不局限於柔韌和彈性(或高彈性)的材料，例如橡膠和其它表面如輪胎、氣球、手套、預防器、膈膜和用於累積、激勵器和調節器等的膜。橡膠輪胎內襯層以及輪胎內的其它彈性或柔韌的表面或界面也是本發明的基材。
術語「長寬比」是每種固體形式的片晶材料的特性。長寬比是片晶填料顆粒(如雲母薄片)的橫向尺寸除以片晶厚度所得的結果。「高長寬比」是指那些橫向尺寸除以厚度大於25的片晶填料。任何填料的長寬比都是所選擇填料的固有性能。例如，MICROLITE963++蛭石水溶液[W.R.Grace]的特徵長寬比約為10,000或尺寸為10-30μ×10埃。
插入定義為塗層組合物的狀態，其中聚合物存在於片晶填料的各層之間。插入可以通過檢測X-射線譜線來限定，它表明蛭石層之間的空間比原始礦物中的大。對於層狀填料，「剝落」定義為原始顆粒各層的完全分離，從而聚合物能完全包圍各顆粒。希望的是如此多的聚合物存在於各片晶之間，這樣片晶是無規間隔的。沒有出現X-射線譜線，因為剝落的片晶是無規間隔的。在某些情況下，當分散在水性或非水性介質中時填料可以剝落。這會使固體顆粒的長寬比比分散前的高。
術語「有效長寬比」涉及片晶填料加到粘合劑中時的性能。片晶可能不以單個片晶結構存在，而以許多形式，如以稱為附聚物的10-50個片晶或幾百個片晶的束存在。若片晶不是單層的形式，則整個束或附聚物的長寬比比單層顆粒的低得多。因此，在粘合劑中的顆粒的長寬比稱為有效長寬比。有效長寬比通過實驗數據對理論模型(如E.L.Cussler等在J.Membrane Sci.，38161-174(1988)中所述)作圖而加以確定。滲透率下降與粘合劑中填料體積％之間的關係圖獲得了各有效長寬比的理論曲線。該圖預測實驗數據的有效長寬比。參見圖1。
II.阻隔塗料混合物本發明的阻隔塗料混合物包括在載液(即含水或溶劑)中的下述組分(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中固體含量較好是低於30％的固體，並且聚合物(a)與填料(b)之比約為20∶1-1∶1。這些阻隔塗料混合物能獲得滲透率下降值是未填充聚合物的5至2300倍的膜。這些結果明顯優於已有技術中其它片晶填充的阻隔塗層的結果。
本發明阻隔塗料混合物的特徵在於綜合若干關鍵特性，即填料在彈性體聚合物中的適當分散，在彈性體聚合物中的填料片晶的取向，以及填料的高長寬比，以在乾燥阻隔塗層和輪胎中達到所需的滲透率下降和撓性。這些特性由圖1所示的數據說明。本發明的阻隔塗料混合物所含的固體含量宜異乎尋常地低，即約為1-30％的固體。固體含量的更好範圍約為5-17％固體。固體含量是在阻隔塗料組合物和乾燥塗層性能中的一個重要的考慮因素，因為固體含量影響高長寬比的填料的分散性。若阻隔塗層組合物中所用的總固體含量高，則不能獲得很好分散的填料〔如蛭石)，並且也無法獲得本文實施例和附圖中所報導的本發明塗層滲透率下降的特性。固體含量的較好範圍(5-17％)意想不到很好地低於塗料工業中常用的範圍，因而它無法由關於阻隔塗料配方的已有技術文獻預測。
塗料組合物中的固體百分數與在獲得乾燥塗層中的填料重量百分數之間的關係在獲得本發明所需阻隔塗層中是一個意想不到的重要因素。例如，在阻隔塗層組合物包含丁基橡膠(Lord Corporation)作為彈性體聚合物和MICROLITE 963++蛭石溶液(W.R.Grace Co.)作為填料的實例中，圖4說明了可用於本發明塗料配方而不會產生附聚物和其它對乾燥塗層(即膜)性能的負面影響的最大總固體範圍隨填料佔總固體的百分數而變。在一個實例中，當MICROLITE填料為5％時，最大固體含量約為16％；在另一個實例中，當填料為25％時，最大固體含量約為9％。在再一個實例中，當填料約為50％時，最大固體含量約為5％。其它實施例都落在這些範圍內，如圖4所示。示於圖4的結果都基於實施例9-12所用的配方。
填料與固體之比對本發明阻隔塗層性能的重要性可通過比較下述實施例的阻隔塗層看出。作為一個比較，實施例9D描述了本發明的阻隔塗層組合物，即在最終乾燥膜中有20％Microlite填料，在阻隔塗料混合物中固體應不超過10％的配方；而實施例21例舉了含MICROLITE填料和丁基橡膠的塗料組合物，其中超過了圖4規定的最大固體百分數。實施例21的阻隔塗料混合物包含11.5％固體和在乾燥塗層中包含20％的Microlite填料。得自實施例21組合物的阻隔膜的性能明顯低於實施例9D的性能(滲透率的下降含11.5％固體時為40.5倍，含10％固體時為104.9倍)，這表明由固體％較高的較差分散性所導致的填料的有效長寬比較低。
用於含丁基的聚合物膠乳的圖4所示的異乎尋常低的固體含量也可用於其它彈性體聚合物膠乳，以及在也包含其它溶劑或共溶劑的載液中的彈性體聚合物。本領域的技術熟練者將會明白對本發明阻隔塗料的其它配方需要對圖4提供的最大值作出某些改變，其要考慮的變化是電解液的濃度、表面活性劑、蛭石或其它填料的品級和組成以及在本文所述載體中的聚合膠乳或其它彈性體聚合物的品級和組成。
若需要的話，可以使用增稠劑將阻隔塗料混合物的固體含量進一步調節到低於圖4所示最大值的量，以調節最終的膜厚，並調節懸浮液的流變學。例如參見實施例14-15，它們說明了使用PVOH三元共聚物將粘度從4.5提高到370；和實施例16，它類似地使用氯化鋰作為增稠劑來提高粘度。其它常用的增稠劑也是有用的。
本發明塗料混合物的固體含量宜取決於聚合物與填料之比，該比值較好約為20∶1-1∶1，更好為9∶1-1∶1，尤其是當聚合物是含丁基的聚合物如丁基膠乳並且填料是蛭石溶液時。實施例9-12例舉了其特徵在於聚合物與填料之比在上述範圍內的本發明各種所需組合物所覆蓋的固體含量、按重量計的聚合物含量和按重量計的填料含量的範圍。
較好的是，在乾燥阻隔塗層(膜)中，聚合物的量約為45-95重量％，分散的層狀填料的量約為5-55重量％。
A.彈性體聚合物製備本發明塗料混合物有用的彈性體聚合物包括通常選自許多種類的聚合物。所選擇的聚合物可以是可硫化的聚合物(curable polymers)、部分硫化的聚合物或未硫化的聚合物，它們可以溶於水或溶劑中。這種聚合物包括，但不局限於烯烴熱塑性彈性體(TPO)；聚醯胺熱塑性彈性體(Polyamide TPE)；聚丁二烯熱塑性彈性體，如間同立構1，2-聚丁二烯熱塑性彈性體(Polybutadiene TPE)；聚酯熱塑性彈性體(Polyester TPE)；聚氨酯熱塑性彈性體(TUPR)，例如熱塑性聚酯-聚氨酯彈性體(TPAU)和熱塑性聚醚-聚氨酯彈性體(TPEU)；苯乙烯熱塑性彈性體(Styrenic TPE)；乙烯基熱塑性彈性體，如聚氯乙烯多元醇(pPVC)。
也可以使用各種橡膠聚合物(可硫化、部分硫化或未硫化)作為本發明的聚合物組分，它包括丙烯酸類橡膠，如乙烯-丙烯酸酯共聚物(EACM)；和丁二烯橡膠如聚丁二烯。製備本發明塗料混合物有用的含丁基的聚合物包括，但不局限於可硫化、部分硫化或未硫化的聚合物；丁基橡膠，如異丁烯-異戊二烯共聚物(IIR)；溴化丁基橡膠，如溴化異丁烯-異戊二烯共聚物(BIIR)；氯化丁基橡膠，如氯化異丁烯-異戊二烯共聚物(CIIR)；和異丁烯橡膠。丁基橡膠定義為聚(異丁烯)均聚物或聚(異丁烯)與異戊二烯的共聚物。改性的丁基橡膠包括滷化的聚(異丁烯)和其與異戊二烯的共聚物。含多於50％異丁烯的另外的聚合物或共聚物在實踐中也可用於本發明，例如聚(異丁烯-丙烯腈)等。可硫化、部分硫化或未硫化的其它含丁基的聚合物可由本領域的技術熟練者容易地加以選擇。
另外還有有用的彈性體聚合物是氯磺化聚乙烯橡膠，如氯磺化聚乙烯(CSM)；氯醚橡膠，如聚表氯醇(CO)，聚表氯醇共聚物(CO共聚物)；乙烯-丙烯橡膠(EPR)，如乙烯-丙烯共聚物(EPM)，乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
此應用的其它聚合物包括氟彈性體，如偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FKM)；天然橡膠(NR)；氯丁橡膠如聚氯丁二烯(CR)；丁腈橡膠如丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)；聚異戊二烯橡膠(PI)；聚硫橡膠；聚氨酯，如聚酯聚氨酯(AU)和聚醚聚氨酯(EU)；環氧丙烷橡膠；矽橡膠，如聚矽氧烷(MQ)和甲基乙烯基氟化聚矽氧烷(FVMQ)，和苯乙烯-丁二烯橡膠，如苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)。
聚合物較好能在水或溶劑中形成溶液、分散體、膠乳、懸浮液或乳液，或它們的混合物。下面具體例舉的是使用丁基膠乳作為彈性體聚合物的本發明的塗料混合物。用於本發明組合物的合適的商購丁基膠乳是LordBL-100丁基膠乳，它是62重量％的丁基膠乳的水溶液〔Lord Corporation〕。另一種合適的丁基膠乳(在實施例10中例舉了它的使用)是Polymer Latex ELR丁基膠乳，它是一種50％的丁基膠乳溶液(Polymer Latex)。還有一種合適的聚合物是購自Polymer Latex的51.7％的溴化丁基膠乳溶液(參見實施例11-12)。這些膠乳包含能穩定膠乳並影響阻隔配方性能的離子型表面活性劑包裝物。若能與類似的離子型表面活性劑混合，則預期其它的丁基膠乳用於類似的應用。較好的是，在乾燥塗層混合物中所選聚合物的量最少約為乾燥組合物的45重量％。
B.填料如上所述的本發明的塗料混合物也包括分散在混合物中的層狀填料，該填料具有固有的高的長寬比，其範圍可從約25高達約30,000。目前較好的填料是蛭石。更好的是，所希望的蛭石是MICROLITE963++水基蛭石分散體(W.R.Grace)〔參見於1994年6月15日公布的歐洲申請601,877〕，它是7.5重量％的分散雲母的水溶液。本發明混合物的一個新穎的方面是在乾燥塗層中所選填料的有效長寬比。按本發明，在乾燥塗層中，填料基本上保持分散，這樣就具有如圖1所示的「高的有效長寬比」。圖1假定高的取向程度。較好的是，本發明組合物中填料的有效長寬比大於25，該值宜大於約100，儘管也可以獲得更高的比值。在取向不高的實例中，希望滲透率有大的下降所需的有效長寬比將高於100。在塗料混合物(液體)中，層狀填料的量約為混合物總量的約1-10重量％。在本發明的乾燥塗層中，層狀填料的量最低約為乾燥塗層的5重量％，最高約為乾燥塗層的55％。如圖1所示，本發明的組合物乾燥時能使填料保持很好分散的狀態，從而使乾燥塗層具有高的有效長寬比，並大大地提高了滲透率的下降。
MICROLITE蛭石是較好的填料，因為其具有非常高的長寬比。蛭石片的平均橫向尺寸為10-30微米。該片在水中能大量地被剝落，這樣其厚度為1-2納米。該填料在水分散體中的長寬比平均為10,000-30,000。顯然在本發明的塗覆和乾燥過程中許多片會重新聚集，這樣會降低最終塗層中所達到的有效長寬比。然而，非常有利的是開始時的長寬比就儘可能地高。
所選填料的長寬比對用於本發明阻隔塗料混合物的重要性可通過將下述幾個實施例(即實施例9C與實施例22)的結果作比較而得到證實。實施例22例舉了這樣一種阻隔塗料配方，它使用分散在阻隔塗料混合物中的長寬比較低的填料(即鋁薄片填料)代替實施例9C中的Microlite 963++。由於鋁薄片填料的長寬比(25)比Microlite 963++的長寬比(10000-30000)低得多，故所得膜的阻隔性能也明顯降低(4.8倍和45.4倍)。因此，即使鋁是片狀填料，長寬比為25是太低了，以至於不能達到高長寬比剝落蛭石(Microlite 963++)所看到的阻隔結果。這樣，用於本發明所選擇的片晶填料的長寬比必須高於25，較好的是比25高得多，例如10,000或更高。
儘管MICROLITE 963++蛭石(W.R.Grace)是較好的，但用剝落較小品級的MICROLITE蛭石(即品級為963、923和903)也可達到良好的結果。其它層狀的矽酸鹽也可用於本發明的阻隔塗層和膜。其它矽酸鹽在本發明阻隔塗層中的效力取決於片晶的橫向尺寸、在水中的剝落程度和在塗覆和乾燥過程中它們重新聚集形成較大顆粒的程度。其它層狀矽酸鹽的例子包括膨潤土、蛭石、蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、水輝石、皂石、laponite、鋅蒙脫石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述矽酸鹽的混合物。預計具有與MICROLITE蛭石相似的性能以及充分高長寬比的其它已知矽酸鹽的選擇和使用對本領域的技術熟練者來說按本發明所披露的內容就能很容易地確定。
C.表面活性劑和其它添加劑本發明的塗料混合物，尤其是那些用於本發明輪胎表面和界面的混合物也包含至少一種或一種以上合適的表面活性劑以降低表面張力。表面活性劑包括在其它情況下稱為潤溼劑、消泡劑、乳化劑、分散劑、流平劑等的物質。表面活性劑可以是陰離子型、陽離子型和非離子型的，並且每種類型的多種表面活性劑都可以商購。包括在這些組合物中的合適的表面活性劑具有充分低的臨界膠束濃度，以確保乾燥塗層未被殘餘表面活性劑損害。用於本發明方法和溶液的表面活性劑較好是非離子型的，它對高度填充的填料(如蛭石)特別有用。在丁基膠乳分散體〔Lord〕(它是目前優選的含丁基聚合物的來源)中存在陰離子型乳化劑的不利相互作用的情況下，任何附加的離子添加劑都必須保持最少。當表面活性劑或乳化劑是非離子型時，這個變化因素可以排除。諸如通過加入鹼(如LiOH、NH4OH和NaOH)調節pH值來提高含蛭石組合物的離子濃度會使填料發生附聚，這對滲透率的下降是不利的。
本發明的某些實例包括至少兩種表面活性劑，該表面活性劑宜包括潤溼劑和消泡劑。還有其它的組合物可以包含附加的表面活性劑，以產生附加的效果。下面實施例所用的適宜的表面活性劑是非離子型的矽氧烷基的表面活性劑，其中有SilwetL-77潤溼劑〔OSI Specialties，Inc.〕、BYK-306潤溼/流平劑〔BYKChemie〕、FOAMASTERVL消泡劑(Henkel)和DC200消泡劑〔Dow Corming〕。作為下面的例子，可以用如1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)將消泡劑預分散在溶液中，因為某些消泡劑不溶於阻隔塗料中。
也可以選擇其它合適的表面活性劑。加到塗料溶液或組合物中的表面活性劑的量和數目將取決於所選用的特定的表面活性劑，但應將它們限制到達到潤溼基材所需的表面活性劑的最少量，同時並不損害乾燥塗層的性能。例如，表面活性劑的典型量可以小於或等於乾燥塗層的約10重量％。
本發明的發明人注意到存在於聚合物是丁基橡膠的組合物中的消泡劑的量會顯著影響滲透率。例如，從0.5ppm提高到1ppm會使丁基膠乳/蛭石混合物的滲透率加倍。本發明的發明人發現可以調節這些任選組分的量以獲得所需的滲透率下降。消泡表面活性劑在本發明乾燥塗層中的一個適宜的範圍約為0.0001-1.0重量％。
類似地，塗料混合物的其它任選組分包括用於將pH值調節到約8-11的常規試劑，如NH4OH、NaOH或LiOH，只要注意避免上面討論的附聚就行。
在另一個實例中，在塗料配方中可以使用增稠劑以調節粘度。這種增稠劑包括，但不局限於聚乙烯醇(PVOH)三元共聚物，如聚乙烯醇縮丁醛(polyvinylbutyral)/聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇或氯化鋰增稠劑。在一個實例中，當將PVOH三元共聚物加到實施例14-15所例舉的配方中時，塗料混合物的粘度會從4.5cP提高到370cP。例如，對包含10％固體總量和2％MICROLITE蛭石配方的塗料混合物，可以加入約3-5.5重量％的增稠劑如PVOH三元共聚物。所加入的增稠劑的量較好為大於3.5重量％。增稠劑的較好範圍約為5-5.5重量％。業已注意到PVOH三元共聚物增稠劑大於5.5重量％時會使填料片晶發生附聚。作為另一個例子，在塗料混合物中加入氯化鋰作為增稠劑也可以提高塗料混合物的粘度(例如參見實施例16)。例如，對包含10％固體總量和2％MICROLITE的塗料混合物，所用的增稠劑的量約為3-5重量％。所用的增稠劑的量較好大於4％，所用的增稠劑的量更好為5％。氯化鋰增稠劑大於5重量％時會產生差的阻隔性能。根據本文所披露的內容，視塗料混合物中所用的填料的類型和用量，本領域的技術熟練者能容易地確定並調節增稠劑的類型和用量。
阻隔塗料的還有其它的任選組分是能硫化塗層的組分。例如，一種類型的硫化「包裝物」包含約10-30重量％的氧化鋅、約5-20重量％的硫、約30-60重量％的水、約0.1-10％的分散劑、約5-20％的二硫代氨基甲酸二丁基鋅和約1-10％的2-巰基苯並噻唑鋅。加到塗料混合物中的硫化包裝物的量基於塗料混合物中丁基橡膠的量。在一個實例中，在塗料混合物中每100份丁基橡膠加入大於10份的幹的硫化包裝物。混合物中每100份丁基橡膠，幹的硫化包裝物的適宜量約為15份硫化包裝物。根據本說明書所披露的內容，結合本領域的常識，本領域的技術熟練者可以容易地設計出用於提高本發明丁基膠乳阻隔塗料混合物的硫化所需的硫化「包裝物」，並選擇加到塗料混合物中的適宜量。例如參見美國專利4,344,859。
D.載液本發明的塗料混合物存在於合適的載液中。適用於本發明組合物的載液包括，但不局限於水和溶劑如己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、環己酮、乙醇、甲醇和其它烴類。水與有機載體的混合物也可用作載液。對合適的有機溶劑載體的選擇在本領域技術熟練者的範圍內。
E.阻隔混合物的實例一個施塗到本發明輪胎或輪胎表面或界面上有用的阻隔塗料混合物的例子包含由阻隔塗料混合物形成的塗層，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。這些阻隔塗料混合物能獲得滲透率下降值是未填充聚合物的5至2300倍的膜。這些結果明顯優於已有技術中其它片晶填充的阻隔塗層的結果。
另一種適宜施塗到本發明輪胎表面和界面上的阻隔塗料混合物包括在載液中的下述組分，(a)含丁基的聚合物膠乳；(b)長寬比約為1000或更大的分散的剝落層狀的蛭石填料；和(c)至少一種表面活性劑。該混合物的固體含量小於17％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
在一個較好的實例中，上述塗料混合物的固體含量約為5-15重量％，並且在所述輪胎表面上形成乾燥的塗層，該塗層包含約45-95重量％的聚合物，約5-55重量％的填料，和約1.0-10重量％的表面活性劑。包含有效長寬比宜大於約25的填料的上述混合物的乾燥塗層對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用乾燥、未填充的聚合物的5倍。乾燥塗層的有效長寬比較好大於約50，甚至大於約100。
一種本發明有用的較好的塗料混合物的固體含量約為5-15重量％，乾燥塗層包含約65-90重量％的含丁基的聚合物膠乳，約10-35重量％的蛭石填料，約0.1-0.10重量％的消泡劑表面活性劑，表面活性劑的總量達約15重量％。如下面實施例所述，所選的聚合物是彈性體丁基橡膠或丁基膠乳，例如在62重量％丁基膠乳水溶液中的LordBL-100丁基膠乳〔Lord Corporation〕。本發明有用的另外較好的阻隔塗料混合物可由實施例1-12和14-16詳細描述的方法製備。
III.經塗覆的製品如輪胎組合物一旦按下面實施例1-12和14-16詳細描述的方法製備，可以將塗料混合物施塗到合適的基材上，如輪胎胎體、輪胎內襯層或輪胎的其它表面或界面上，以降低基材對氣體、蒸氣和化學品的滲透性。乾燥的塗層(其中填料的有效長寬比大於約25)對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出乾燥、未填充的單獨聚合物的5倍。在乾燥的塗層中，聚合物在乾燥過的混合物中的存在量更好至少約為45重量％。填料在所述乾燥過的混合物中的存在量較好大於約5重量％。這些阻隔膜在滲透率上所達到的下降值是未填充聚合物的5至2300倍。這些結果明顯優於已有技術中其它片晶填充的彈性體的結果。
乾燥塗層的有效長寬比較好大於約50，甚至大於約100。如實施例1-12所述，由於本發明組合物所導致的滲透率下降可以達到僅用未填充聚合物的約5至2300倍。
用本發明塗料混合物塗覆的適宜基材可以是任選地在壓力下的柔韌和/或有彈性的基材。柔韌或有彈性的基材的例子包括如上所述的氣球，手套，飛艇，用於自行車、汽車和卡車等的輪胎，和輪胎層，預防器、壓力累積器，調節器和激勵器，膈膜和膜。下面披露的內容使用輪胎或輪胎組合物作為所選用的基材，以舉例說明本發明阻隔塗層組合物的使用。
可以將諸如如上所述的那些選用的阻隔塗料混合物施塗到輪胎表面或界面上，以實現輪胎製造和修理工業中的各種用途，來降低輪胎或其表面對氣體、蒸氣或化學品的滲透性。這些阻隔塗層可用於製造所有類型的充氣輪胎，並可以提高壽命和減少或代替這種輪胎中丁基橡膠的含量。本發明有用的塗層可以用約1-100μm的塗層代替輪胎中約0.5-3mm的丁基橡膠。
常規的輪胎製造法包括下述步驟將天然或合成橡膠產品與其它化學產品如硫化劑、抗氧劑等混合。在與紡織品和金屬增強簾線結合時，各化學組分要經各種半整理過程如擠出和壓延。這些半整理的產品在一個或多個輪胎成型鼓上裝配，而後在加壓和升高的溫度下在硫化壓機中硫化「生」或未硫化的輪胎。這種製造法的不同方案對輪胎成型領域中的那些技術熟練者來說是眾所周知的。因此，一般來說輪胎通常由圖10所示的各層組成，即胎圈1，胎體帘布層5，胎側10，白色胎側15，胎面20，內襯層25和帶束層30。上述阻隔塗料混合物可以施塗到輪胎的各組件或表面上，它們包括，但不局限於胎體帘布層5，胎側10，白色胎側15，胎面20和/或內襯層25。
本發明的阻隔塗料可以在製造輪胎過程的若干步驟中施塗到各種輪胎的表面上，以實現若干目的。
A.氣密性當目的是按本發明一個實例的氣密性，則可通過使用阻隔塗層組合物作為輪胎丁基內襯層的替代品來構造輪胎。在這個實例中，在半整理胎體帘布層的過程中和硫化前將阻隔混合物施塗到嵌入胎體帘布層的橡膠產品的表面上。這樣本發明的這個方面能取消丁基內襯層的半整理加工。
或者，在胎體帘布層的輪胎成型過程中和硫化前將阻隔混合物施塗到在輪胎成型機上的胎體帘布層的表面上。本發明的這個方面也能取消丁基內襯層的半整理加工。
為達到氣密性的同一目的的還有一種選擇方案包括在業已完成輪胎成型後和硫化前將阻隔混合物施塗到輪胎的內表面上，而非丁基內襯層上。在上述所有的過程中，在阻隔混合物施塗到位後硫化輪胎。
改進本發明輪胎的氣密性的再有一種方法包括在硫化輪胎後和其使用前用阻隔材料代替丁基內襯層。在這種方法中，阻隔混合物施塗到輪胎的內表面上，而非內襯層上。
B.提高丁基內襯層的不滲透性作為本發明方法的再一個例子，使用阻隔塗料混合物來提高丁基內襯層的不滲透性。在這個實例中，在硫化前和半整理加工內襯層的過程中將塗料混合物施塗到內襯層的表面上。或者，將塗料混合物施加到兩層丁基內襯層的薄片之間，成為層壓片。
在此方法的替換方法中，在輪胎成型過程中但在硫化前施加阻隔混合物。可以將該混合物施塗到在輪胎成型機上的內襯層表面和/或胎體帘布層的表面上。另一種替換方法包括在已完成輪胎成型後但在硫化前將阻隔混合物施塗到輪胎的內表面上。在上述所有的提高方法中，在阻隔混合物施塗到位後硫化輪胎。
提高本發明輪胎內襯層的不滲透性的還有一種方法包括在硫化輪胎後和其使用前將阻隔混合物施塗到輪胎的內表面上。
在本發明這個方面的另一個實例中，在倉庫或輪胎貯藏處將阻隔混合物施塗到經硫化、用過的輪胎的內表面上，這樣可以提高用過輪胎上的輪胎丁基內襯層的不滲透性。在修理輪胎後將阻隔混合物施加到輪胎的整個內表面上或僅施加到輪胎的修理表面上，這樣此方法也可用於修理輪胎。
C.提高非丁基內襯層的不滲透性本發明的方法也可用於提高非丁基內襯層的不滲透性。例如，在硫化輪胎前，阻隔混合物可以在半整理加工內襯層的過程中施塗到內襯層的表面上或施加到兩層薄片之間，成為層壓片。
或者，在硫化輪胎前，阻隔混合物可以在輪胎成型加工中施塗到在輪胎成型機上的內襯層的表面上或施塗到在該成型機上的胎體帘布層的表面上。另一種替換方法包括在完成輪胎成型後將阻隔混合物施塗到未硫化輪胎的內表面上。在上述所有這些提高非丁基內襯層的不滲透性的方法中，在阻隔混合物施塗到位後硫化輪胎。
提高非丁基內襯層的不滲透性的另一種方法包括在硫化輪胎後和其使用前將阻隔混合物施塗到硫化輪胎的內表面上。
D.化學品阻隔本發明方法和組合物的再有一個實例包括使用阻隔塗層以減少或消除硫化前可移動的化學物質從輪胎的一個組件或內界面遷移到(即著色、降解等)輪胎的另一個組件或界面上。例如，此阻隔塗層可以施加在胎側中的白色橡膠和黑色橡膠之間，以使從黑色橡膠遷移到白色橡膠的汙染性抗氧劑和油降至最少，或減少熱氧化降解。這個阻隔功能目前在一定程度上僅由丁基橡膠的厚層(約1毫米)完成。
按本發明的這個方面，在半整理加工組件橡膠材料的過程中將阻隔混合物施塗到橡膠材料的表面上。或者，阻隔混合物可以在輪胎成型過程中施塗到在輪胎成型機上的橡膠材料的表面上。
輪胎中的某些橡膠組件可以較低的成本重新配製，若要保護它們防止鄰近橡膠組件中物質的化學遷移的話。在這種情況下，可以將本發明應用於這兩個組件之間，以減少或使這種化學遷移降至最小。這樣，該方法的另一種化學品阻隔應用包括重新配製材料以減少成本或提高輪胎性能，在半整理加工組件橡膠材料的過程中將阻隔混合物施塗到重新配製好的橡膠材料的表面上。或者，阻隔混合物可以在輪胎成型過程中施塗到在輪胎成型機上的重新配製好的橡膠材料的表面上。
本發明的還有一種方法包括在硫化輪胎之前、過程中或之後減少或消除表面反應。使用上述阻隔塗層作為化學品/氣體的阻隔層，將其施塗到輪胎的外部(在胎側上)，從而改進輪胎的表面外觀(減少噴蠟和氧化)。輪胎上的阻隔層也用作化學品阻隔層，以減少熱氧化降解(臭氧)和龜裂。按本發明的這個方面，將阻隔混合物在輪胎成型過程中或之後施塗到未硫化輪胎的內和外表面上。
在硫化輪胎後將阻隔混合物施塗到輪胎的內和外表面上，這樣也可以消除或減少硫化輪胎中類似的表面反應。這可以在輪胎硫化後即刻進行，或作為銷售或修理輪胎時的一個任選的處理過程。
本發明輪胎組合物的還有一個不同的方法包括使用上述阻隔塗料溶液，將其施塗到硫化膠囊(curing bladder)的表面上，以減少反應化學物從生胎到膠囊的遷移。該方法提高了硫化膠囊的壽命。也提供一種使硫化膠囊更薄的機理，這樣就改進熱傳遞並提高硫化產率。阻隔塗層也可用作氣體/水蒸氣的阻隔層，使承重橡膠能從無需固有阻隔性的不太貴、較好的性能材料(performant materials)(如高度填充的SBR橡膠)製得。
E.翻新方法本發明方法和組合物的再有一個實例包括在磨損輪胎的翻新過程中使用上述阻隔塗料混合物。在通常的翻新過程中，可以在正常翻新過程之前或之後將阻隔混合物施塗到輪胎的內和外表面上。
IV.塗覆基材或形成膜的方法視製品的特徵和用途，用本發明組合物塗覆的製品(包括輪胎表面或界面)預先可未被處理或可對其表面進行各種預處理。例如，製品在其至少一個面上可以含有熱封層。這種熱封層可以由乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物製得。這樣，塗料溶液可以施塗到熱封層的表面上。或者，基材或製品可以包含保護性的面塗層，如聚氨酯或用於耐磨的Teflon型材料〔DuPont〕等。這種面塗層可由本領域的技術熟練者來選擇。本發明的塗層可以施塗到面塗層的上面或下面。
作為另一個例子，可以在使用脫模劑之前將阻隔塗層施塗到輪胎的表面上。也可以在沒有脫模劑的情況下用混合物塗覆輪胎的丁基橡膠表面或界面。或者，可以在未硫化的狀態下用本發明的組合物塗覆輪胎表面，而後用脫模劑覆蓋。之後，可以硫化輪胎胎體。參見下面實施例18-20。
或者，可以將本發明的塗料混合物施塗到可脫模的模具(releasable mold)上，形成膜，而非塗覆的製品。這樣，該膜由上述聚合物和大於2體積％的長寬比大於25的層狀填料的混合物組成。可為薄膜形式的該膜本身可用作各種實驗室方法所用的蒸氣、氣體或化學品的阻隔層，或用作手套或氣球的材料。這種乾燥、獨立的膜(free-standing film)或薄膜的特徵在於其對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用乾燥聚合物製成的膜的滲透率的5倍。
為製造本發明的塗覆製品或獨立的膜，以及在上述各輪胎製造方法和處理過程中，可以用各種技術來完成所選用的阻隔塗料混合物的施塗，所述技術包括，但不局限於滾筒轉移或漆塗、噴塗、刷塗和浸塗。輥塗技術包括，但不局限於棒式塗布、逆輥塗布、正向輥塗布、氣刀塗布、輥襯刮刀塗布、刮塗、凹槽輥塗布和縫形模頭塗布法。對這些類型塗布方法的大體描述可參見下述文獻，如現代塗布和乾燥技術(E.Cohen和E.Gutoff，eds；VCH出版社)New York(1992)和卷材加工和轉變技術和設備(D.Satas，ed；Van Nostrand Reinhold)New York(1984)。三維製品宜用下述技術進行塗布，所述技術包括，但不局限於噴塗或浸塗。施塗方法並不是對本發明的限制，但它可由本領域的技術熟練者從這些和其它眾所周知的方法中加以選擇。然而，必須施加塗層，以便使乾燥在基材上而非在空氣中進行(即粉末塗層)。若干燥在噴塗或其它施塗方法過程中進行，則可能發生附聚。
視基材、所施加塗層的用途以及塗覆製品的最終應用，可以將塗料混合物以任何所需的厚度施塗到基材，如輪胎表面、界面或組件上或施加到模具上。這樣，例如可以用上述方法將本發明的塗料混合物施塗到輪胎表面(或其它基材)上，形成乾燥塗層的厚度約為0.1-100μm的乾燥塗層。對厚度的這種調節在本領域的技術範圍內是皆知的〔例如參見加拿大專利993,738〕。
塗覆後，塗覆的製品(如輪胎表面或組件，或膜)可以在升高的溫度，如室溫或高於室溫的溫度下進行乾燥。乾燥溫度、相對溼度和對流空氣流動速度的選擇取決於乾燥所需的時間；也就是說，在乾燥塗層的表面上升高的空氣溫度、較低的相對溼度和較高的空氣循環速度可以使乾燥時間減少。乾燥後，剝落的矽酸鹽填料顆粒在彈性體膠乳(溶液、乳液等)中取向成高度相互平行於輪胎基材的表面。本領域的技術熟練者能容易地調節所需的乾燥條件。乾燥的阻隔塗層的性能對25-160℃範圍的乾燥溫度不敏感。
與已有技術相比，尤其是與未填充的聚合物相比，乾燥塗層顯示出令人驚奇的滲透率的下降。如下面實施例所證實，用本發明的乾燥塗層所產生的滲透率下降值是僅用未填充的聚合物的7倍至幾乎2300倍。使用下述參數來確定對本發明塗層滲透率的評價。通常使用常規的設備如MOCONOX-TRAN 2/20模件來測定製品上乾燥塗層或獨立膜的氧氣透過率(OTR)。OTR的單位在1大氣壓、0％相對溼度、23℃下為cc/m2天。塗層的滲透率是通過將OTR乘以塗層厚度計算得的。滲透率的單位在0％相對溼度、23℃下為cc mm/m2天大氣壓。若塗層在已知的基材，如已知的輪胎表面或組件上，則使用下述公式計算出已知基材的滲透率阻隔塗層的滲透率＝X1/[(1/OTR)-(X2/PX2)]，其中X1是阻隔塗層的厚度；X2是基材(如輪胎表面或組件)的厚度，PX2是基材的滲透率。未填充聚合物的滲透率下降可通過將未填充聚合物的滲透率除以填充聚合物的滲透率計算得到。滲透率的下降是無單位的。
乾燥塗層在反覆機械載荷並伸長達基材的約10％後較好保持其低的滲透率。經反覆載荷和伸長後對塗層完整性的評價如下面實施例17所述。
上述本發明的塗層和方法可用於製造或修理任何充氣輪胎，以保持或改進諸如在小備用輪胎、轎車、輕型卡車、卡車、越野(重型結構)飛行器、摩託車、自行車輪胎等中的氣密性。阻隔塗層可減小質量、降低氣體滲透率而導致較好的氣密性，減少輪胎中的熱氧化降解並降低成本。按本發明製造的輪胎的其它好處包括降低輪胎的複雜性並改進輪胎的性能(由於化學降解下降)。這些方法和塗層也能提高輪胎的壽命並減少或替代這種輪胎中的丁基橡膠的含量。例如如實施例18-20所述，可以使用本發明的塗層，可用約1-100μm的塗層代替輪胎中約0.5-3mm的丁基橡膠。
也可以實施例16所述的方式用合適的硫化劑(例如硫化包裝物)改性上述本發明的塗層。類似地，當在輪胎上時，塗層可經如下面實施例所述的硫化或預硫化條件。
本發明由下述實施例說明，這些實施例並不限制本發明的範圍。
實施例1-阻隔塗層本發明的彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是MICROLITE分散的雲母。
在50毫升燒杯內，用攪拌棒將0.7克BYK-306潤溼劑(一種聚醚改性的二甲基聚矽氧烷共聚物)〔BYK Chemie〕、4.4克1N的NH4OH和20.5克蒸餾水攪拌到位於攪拌板上的溶液中。在玻璃瓶中放入以62重量％丁基膠乳水溶液形式的18.9克LordBL-100丁基膠乳〔Lord Corporation〕，在攪拌下將溶液緩慢地加到丁基膠乳中。所得的溶液為溶液A。
在10毫升燒杯中，將消泡劑分散在水溶性溶劑中的預混合物是通過將0.125克溶劑0.04重量％的1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和DC 200 Fluid，1000cs〔Dow Corning〕和1.5克1N的NH4OH混合製得。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下將這種溶液加到一分開的100毫升燒杯中，該燒杯內含有以7.5重量％水溶液形式的17.3克MICROLITE963++分散雲母〔W.R.Grace〕。在所得的溶液中加入蒸餾水(36.3克)，稱之為溶液B。
在攪拌板上在最大的攪拌下將溶液B緩慢地加到攪拌的溶液A中。不使用高剪切攪拌。所得的分散體在室溫下可備用於經如噴塗法施加到塑料或橡膠基材上。塗料混合物在水中的固體含量為13.7％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含85.4重量％的丁基橡膠、9.5重量％的填料、5.1％的BYK潤溼劑和0.0003重量％的DC200消泡劑(一種線型聚二甲基矽氧烷聚合物)〔Dow Corning〕。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為239.6cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為5.2cc mm/m2天大氣壓。這種塗層的滲透率下降是未填充丁基膠乳的滲透率下降的18.1倍。
實施例2-阻隔塗層本發明的另一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是5重量％的MICROLITE分散雲母。
在50毫升燒杯中，稱重0.5克BYK(BYK Chemie)、5.3克1N的NH4OH和16克蒸餾水，將它們混合，將所得的溶液用攪拌棒在攪拌板上進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重23克LordBL-100丁基膠乳(62重量％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。這是溶液A，然後將該溶液放在一邊不攪拌。
在10毫升燒杯中，將0.125克0.04％的NMP溶液，DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的100毫升燒杯中，稱重10克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將43.4克蒸餾水加到100毫升燒杯中的所得溶液B中。
然後攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(不是高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加到溶液A中。所得的混合物在水中的固體含量為15.5％。
將這種塗層溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含92.0重量％的丁基膠乳、4.8重量％的MICROLITE填料、3.2％的BYK 306表面活性劑和0.0003％的DC200表面活性劑。使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為284.6cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為14.2cc mm/m2天大氣壓。這種塗層的滲透率下降是未填充丁基膠乳的滲透率下降的6.6倍。
實施例3-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是15重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在50毫升燒杯中，將0.32克BYK-306(BYK Chemie)、3.5克1N的NH4OH和26.1克蒸餾水混合。將所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重15.1克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。所得的溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在10毫升燒杯中，將0.04克0.04％的NMP溶液與DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)和1.5克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重22.0克MICROLITE填料，同時在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。將蒸餾水(31.5克)加到100毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加到溶液A中。所得的混合物在水中的固體含量為11.3％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含82.6重量％的丁基橡膠、14.6重量％的MICROLITE填料、2.8重量％的BYK 306表面活性劑和0.00014重量％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為102.6cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為2.99cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的31.4倍。
實施例4-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是20重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在50毫升燒杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、3.0克1N的NH4OH和28.6克蒸餾水，所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重12.9克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。所得的溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在10毫升燒杯中，將DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的100毫升燒杯中，稱重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將26.8克蒸餾水加到100毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加入其中。所得的塗料混合物在水中的固體含量為10.5％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含76.2重量％的丁基橡膠、19.1重量％的MICROLITE填料、4.7％的BYK306表面活性劑和0.00024％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為89.4cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為2.04cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的46.1倍。
實施例5-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是25重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在50毫升燒杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、2.5克1N的NH4OH和31.1克蒸餾水，將所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重10.9克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將此溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在10毫升燒杯中，將DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的100毫升燒杯中，稱重30.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將23.5克蒸餾水加到100毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加入其中。所得的塗料混合物在水中的固體含量為9.5％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含70.9重量％的丁基橡膠、23.8重量％的MICROLITE填料、5.3％的BYK 306表面活性劑和0.00026％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為40.2cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為1.0cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的88.3倍。
實施例6-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是30重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在50毫升燒杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、2.5克1N的NH4OH和31.3克蒸餾水，將所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重10.7克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將此溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在10毫升燒杯中，將DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.0625克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的100毫升燒杯中，稱重38.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將15.5克蒸餾水加到100毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加入其中。所得的塗料混合物在水中的固體含量為10％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含66.3重量％的丁基橡膠、28.7重量％的MICROLITE填料、5.0％的BYK 306表面活性劑和0.00025％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為32.6cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為0.55cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的110.6倍。
實施例7-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是35重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在50毫升燒杯中，加入0.5克BYK-306(BYK Chemie)、1.16克1N的NH4OH和35.0克蒸餾水，將所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在2盎司的玻璃瓶中，稱重8.4克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將此溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在10毫升燒杯中，將DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的0.125克0.04％的NMP溶液和1.5克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的100毫升燒杯中，稱重37.3克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將16.5克蒸餾水加到100毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加入其中。所得的塗料混合物在水中的固體含量為8.5％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含61.2重量％的丁基橡膠、32.9重量％的MICROLITE填料、5.9％的BYK 306表面活性劑和0.00059％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為26.8cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為0.55cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的171倍。
實施例8-阻隔塗層本發明的還有一種彈性體阻隔塗料水溶液按下述方法製備，其中彈性體是丁基膠乳(MW＝600,000)，填料是18.7重量％的MICROLITE分散雲母。
溶液A在500毫升燒杯中，加入7.0克BYK-306(BYKChemie)、17.9克1N的NH4OH和296.1克蒸餾水，將所得的溶液在攪拌板上用攪拌棒進行攪拌。在16盎司的玻璃瓶中，稱重129克LordBL-100丁基膠乳(62％的丁基膠乳溶液，LordCorporation)。在手工攪拌下將500毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將此溶液A放在一邊不攪拌。
溶液B在100毫升燒杯中，將DC 200Fluid，1000cs(Dow Corning)的1.25克0.04％的NMP溶液和8克1N的NH4OH混合在一起。在一分開的1000毫升燒杯中，稱重266.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將100毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。將274克蒸餾水加到1000毫升燒杯中的所得溶液中。
攪拌溶液A，在攪拌板上在最大攪拌(沒有高剪切攪拌)下將溶液B緩慢地加入其中。所得的塗料混合物在水中的固體含量為8.5％。
將這種塗料溶液施塗到聚丙烯膜基材上並使之乾燥後，塗層包含74.8重量％的丁基橡膠、18.7重量％的MICROLITE填料、6.5％的BYK 306表面活性劑和0.00047％的DC200表面活性劑。
使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量氧氣透過率(OTR)。在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為123.2cc/m2天。在0％相對溼度和23℃下組合物的滲透率為2.96cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物所製得膜的滲透率下降是未填充聚合物的31.6倍。
實施例9-改變MICROLITE蛭石％和固體％的阻隔塗層組合物A.16.0％在水中的固體含量95％的丁基膠乳，5％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重24.7克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、3.4克1N的NH4OH和16.8克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將44.0克蒸餾水和0.32克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重10.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(21.5微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為386.1cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為15.3cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為6.2倍。丁基/填料之比等於19.0∶1。
B.15.0％在水中的固體含量90％的丁基膠乳，10％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重21.9克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、3.1克1N的NH4OH和19.9克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將34.4克蒸餾水和0.6克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重20.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(22微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為166.5cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為4.57cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為20.7倍。丁基/填料之比等於9.0∶1。
C.12.0％在水中的固體含量85％的丁基膠乳，15％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重16.5克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、2.3克1N的NH4OH和26.1克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將30.3克蒸餾水和0.7克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重24.0克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(16.75微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為108.1cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為2.08cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為45.4倍。丁基/填料之比等於5.65∶1。
D.10.0％在水中的固體含量80％的丁基膠乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重13.0克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將27.5克蒸餾水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(16.25微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為56.3cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.9cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為104.9倍。丁基/填料之比等於4.00∶1。
E.9.0％在水中的固體含量75％的丁基膠乳，25％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重11.0克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.5克1N的NH4OH和32.4克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將24.1克蒸餾水和0.9克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重30克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(12.0微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為37.5cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.47cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為200.9倍。丁基/填料之比等於3.00∶1。
B.8.0％在水中的固體含量70％的丁基膠乳，30％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重9.1克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.3克1N的NH4OH和34.5克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將22.0克蒸餾水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重32克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(15.8微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為15.7cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.25cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為377.6倍。丁基/填料之比等於2.34∶1。
G.7.5％在水中的固體含量65％的丁基膠乳，35％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重7.9克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.1克1N的NH4OH和35.9克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將19.0克蒸餾水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重35克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(11.6微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為16.8cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.20cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為472.0倍。丁基/填料之比等於1.85∶1。
H.6.0％在水中的固體含量60％的丁基膠乳，40％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重5.8克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、0.8克1N的NH4OH和38.3克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將22.0克蒸餾水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重32克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(4.0微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為21.5cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.081cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為1165.4倍。丁基/填料之比等於1.49∶1。
I.5.5％在水中的固體含量55％的丁基膠乳，45％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重4.9克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、0.7克1N的NH4OH和39.3克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將21.0克蒸餾水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重33克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(3.6微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為20.6cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.076cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為1241.1倍。丁基/填料之比等於1.22∶1。
J.5.0％在水中的固體含量50％的丁基膠乳，50％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重4.0克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、0.6克1N的NH4OH和40.3克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將20.7克蒸餾水和1.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重33.3克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(2.55微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為17.0cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.041cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為2302.4倍。丁基/填料之比等於1.00∶1。
K.10.0％在水中的固體含量80％的丁基膠乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重13.0克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上的用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將27.5克蒸餾水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(9.75微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為53.5cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為1.0cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為94.4倍。丁基/填料之比等於4.00∶1。
L.10.0％在水中的固體含量80％的丁基膠乳，20％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重13.0克LordBL-100丁基膠乳(61.6％的丁基膠乳溶液，Lord Corporation)。在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌此膠乳。在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑(BYK Chemie)、1.8克1N的NH4OH和30.1克蒸餾水混入溶液中，在緩慢攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將27.5克蒸餾水和0.8克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重26.7克MICROLITE963++填料(7.5％溶液，W.R.Grace)，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(10.85微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為70.3cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.82cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為115.1倍。丁基/填料之比等於4.00∶1。
實施例10-改變固體％的含15％MICROLITE填料的阻隔組合物A.20.0％在水中的固體含量85％的聚合物膠乳丁基膠乳，15％的MICROLITE填料部分A在30毫升燒杯中，將0.075克BYK-023潤溼劑和8.2克蒸餾水混合。在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重25.5克PolymerLatex ELR丁基膠乳(50％的丁基膠乳溶液，來自Polymer Latex的研究樣品)。在手工攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中，將該溶液放在一邊，不進一步攪拌。
部分B在30毫升燒杯中，將10.3克蒸餾水和0.9克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重30克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將30毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A，在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(17.3微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為165cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為3.7ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為25.4倍。丁基/填料之比等於5.67∶1。
B.25.0％在水中的固體含量85.0％的丁基膠乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升燒杯中，將0.075克BYK-023潤溼劑和1.9克蒸餾水混合。在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重31.9克PolymerLatex ELR丁基膠乳(50％的丁基膠乳溶液，來自Polymer Latex的研究樣品)。在手工攪拌下將10毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中，將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在10毫升燒杯中，將2.6克蒸餾水和1.1克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重37.5克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A，在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(20.9微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為125.6cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為3.2ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為29.5倍。丁基/填料之比等於5.67∶1。
C.27.0％在水中的固體含量85.0％的丁基膠乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重35.0克Polymer Latex ELR丁基膠乳和0.15克BYK-023潤溼劑，在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌之。
部分B在100毫升燒杯中，稱重41.2克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(23.9微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為162.8cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為5.0 ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為18.9倍。丁基/填料之比＝5.66∶1。所達到的最大固體含量為27％，不需要從膠乳中除去水。
實施例11-使用溴化丁基膠乳並改變固體％的含20％MICROLITE填料的阻隔塗層A.15.0％在水中的固體含量80.0％的丁基膠乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在50毫升燒杯中，稱重0.1克BYK-306潤溼劑、3.2克1N的NH4OH和18.5克蒸餾水，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重23.2克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳(51.7％的溴化丁基膠乳溶液，來自Polymer Latex的研究樣品)。在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中，將所得的溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在30毫升燒杯中，將13.8克蒸餾水和1.2克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重40克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將30毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A。在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(15.3微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為180.5cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為3.52ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為28.7倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
B.18.0％在水中的固體含量80.0％的丁基膠乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在50毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、3.9克1N的NH4OH和13.1克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重27.9克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳；在手工攪拌下將50毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中，將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在30毫升燒杯中，將5.6克蒸餾水和1.4克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重48克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將30毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。重新攪拌部分A。在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(23.6微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為94.6cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為2.52ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為40.1倍。溴化丁基/填料之比＝4.01∶1。
C.20.0％在水中的固體含量80.0％的丁基膠乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、4.3克1N的NH4OH和9.7克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重30.9克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳。在手工攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在10毫升燒杯中，將0.1克蒸餾水和1.6克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重53.3克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A。在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(19.3微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為104.8cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為2.31ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為43.8倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
D.22.8％在水中的固體含量80.0％的丁基膠乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、3.0克1N的NH4OH和0.0克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重35.6克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳。在手工攪拌下將10毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在10毫升燒杯中，將1.0克蒸餾水和0.0克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重61.3克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A。在攪拌板上在最大攪拌(避免使用高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(18.1微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為153.4cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為3.4ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為29.7倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
實施例12-使用溴化丁基膠乳改變MICROLITE填料％的含有20％固體的阻隔塗層A.20.0％在水中的固體含量85.0％的丁基膠乳，15.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、4.6克1N的NH4OH和7.4克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重32.9克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳(51.7％的溴化丁基膠乳溶液，來自Polymer Latex的研究樣品)。在手工攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在30毫升燒杯中，將13.8克蒸餾水和1.2克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重40克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將30毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A。在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(19.6微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為172.2cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為4.25ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為23.8倍。溴化丁基/填料之比＝5.67∶1。
B.20.0％在水中的固體含量80.0％的丁基膠乳，20.0％的MICROLITE填料部分A在30毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、4.3克1N的NH4OH和9.7克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重30.9克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳。在手工攪拌下將30毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中；將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在10毫升燒杯中，將0.1克蒸餾水和1.6克1N的NH4OH混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重53.3克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將10毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A，在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(38.2微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為56.7cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為2.32ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為43.6倍。溴化丁基/填料之比＝4.00∶1。
C.20.0％在水中的固體含量75.0％的丁基膠乳，25.0％的MICROLITE填料部分A在10毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、3.0克1N的NH4OH和0.0克蒸餾水混合，在攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在4盎司玻璃瓶中，稱重29.0克Polymer Latex ELR溴化丁基膠乳。在手工攪拌下將10毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中，將該溶液放在一邊，不攪拌。
部分B在100毫升燒杯中，稱重66.7克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下，將1.6克1N的NH4OH加到MICROLITE填料中。
重新攪拌部分A，在攪拌板上在最大攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(20.5微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為67.4cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為1.5ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為67.4倍。溴化丁基/填料之比＝3.00∶1。
實施例13-施塗到胎體橡膠基材上的含有丁基膠乳的阻隔塗層將上述實施例3的彈性體阻隔塗料溶液施塗到另一種基材，即稱為「胎體橡膠」的彈性體基材上。胎體橡膠是一種苯乙烯-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠和天然橡膠的混合物，它常用於製造汽車輪胎。
在將實施例3所述的塗料溶液施塗到胎體橡膠基材上並使之乾燥後，其所顯示的OTR(使用MOCONOX-TRAN 2/20模件來測量)在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下為82cc/m2天。組合物的滲透率在0％相對溼度和23℃下為1.8cc mm/m2天大氣壓。由這種乾燥塗層混合物製得的塗層所提供的滲透率下降是未填充聚合物的52.5倍。
然後使塗覆過的基材經受應力。塗覆過的胎體橡膠在10％伸長率下彎曲約1100次。彎曲後，如上所述再次測量塗層的OTR和滲透率。彎曲塗覆過的基材在1大氣壓、0％相對溼度和23℃下的OTR為173.5cc/m2天。在彎曲基材上的塗層的滲透率在0％相對溼度和23℃下為4.2cc mm/m2天大氣壓。在基材上彎曲後的塗層所提供的滲透率下降是未填充聚合物的22.4倍。
實施例14-含5％PVOH三元共聚物的阻隔塗層本發明另一個例舉的阻隔塗料配方在水中的固體含量為10％、含有75重量％的丁基膠乳、20重量％的MICROLITE填料和5％PVOH三元共聚物增稠劑。該塗料按下述方法製備部分A在4盎司玻璃瓶中，稱重11.47克LordBL-100丁基膠乳，在攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌之。在50毫升燒杯中，將0.1克BYK-306潤溼劑、1.57克1N的NH4OH和31.84克蒸餾水混合。在緩慢攪拌下將50毫升燒杯中的溶液加到丁基膠乳溶液中。
部分B在50毫升燒杯中，將0.5克PVB(聚(乙烯醇縮丁醛))/PVA(聚(乙酸乙烯酯))/PVOH(聚(乙烯醇))的Mowiol三元共聚物(Hoechst)和25克蒸餾水混合。將攪拌棒加到此溶液中，在攪拌下在水浴中加熱此溶液，直至溶解。在一分開的30毫升燒杯中，將0.8克1N的NH4OH和2.03克蒸餾水混合。在一分開的100毫升燒杯中，稱重26.67克MICROLITE963++填料，在攪拌板上在攪拌棒攪拌下將30毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。在攪拌下，向在100毫升燒杯中所得的溶液中加入溶解的PVOH溶液。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。所得配方的粘度為326cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)，與不加PVOH三元共聚物增稠劑的配方的粘度為4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，該粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(4.9微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為171.1cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為1.05ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為89.9倍。丁基/填料之比等於3.7∶1。
實施例15-含5.5％PVOH三元共聚物的阻隔塗層本發明另一個例舉的阻隔塗料配方在水中的固體含量為10％、含有74.5重量％的丁基膠乳、20重量％的MICROLITE填料和5.5％PVOH三元共聚物增稠劑。該塗料按下述方法製備部分A在8盎司玻璃瓶中，稱重28.48克LordBL-100丁基膠乳，加入攪拌棒，在攪拌板上緩慢地攪拌膠乳。在100毫升燒杯中，將0.25克BYK306潤溼劑、3.96克1N的NH4OH和79.81克蒸餾水混合。在緩慢攪拌下將100毫升燒杯中的緩慢地溶液加到丁基膠乳溶液中。
部分B在第一個50毫升燒杯中，將1.375克PVB(聚(乙烯醇縮丁醛))/PVA(聚(乙酸乙烯酯))/PVOH(聚(乙烯醇))的Mowiol三元共聚物(Hoechst)和30克蒸餾水混合。將攪拌棒加到此溶液中，在攪拌下在水浴中加熱此溶液，直至溶解。在第二個50毫升燒杯中，將2.0克1N的NH4OH和37.46克蒸餾水混合。在一分開的150毫升燒杯中，稱重66.67克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下將第二個50毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。在攪拌下，將在150毫升燒杯中所得的溶液中加入溶解的PVOH溶液。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B加到部分A中。所得配方的粘度為370cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)，與不加PVOH三元共聚物增稠劑的配方的粘度為4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，該粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(4.0微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為130.8cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.62ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為152.2倍。丁基/填料之比等於3.7∶1。
實施例16-含4.3％氯化鋰和硫化包裝物的阻隔塗層本發明另一個例舉的阻隔塗料在水中的固體含量為11.7％、含有68.4重量％的丁基膠乳、17.1％w/w的MICROLITE填料、4.3％w/w的氯化鋰增稠劑和10.2％w/w提高塗層在基材上硫化的「硫化包裝物」。該阻隔塗層按下述方法製備部分A在8盎司玻璃瓶中，稱重78.2克LordBL-100丁基膠乳，加入攪拌棒。在攪拌板上緩慢地攪拌此溶液。在150毫升燒杯中，將0.3克BYK306潤溼劑、10.9克1N的NH4OH和118.5克蒸餾水混合。在緩慢攪拌下將150毫升燒杯中的溶液緩慢地加到丁基膠乳溶液中。在機械攪拌下將玻璃瓶放到70℃的水浴中。在70℃的浴中繼續攪拌15分鐘，而後加入13.8克硫化包裝物Ti-Rite#M1(含約21.4重量％的氧化鋅、約10-11重量％的硫、約47-48重量％的水、約2-3％的分散劑、約14-15％的二硫代氨基甲酸二丁基鋅和約3-4％的2-巰基苯並噻唑鋅，Technical Industries，Inc.)。攪拌該溶液並加熱2小時，之後在攪拌下將其從70℃的水浴轉移到25℃的水浴中，直至冷卻。加入溶於75克蒸餾水的3克氯化鋰(Fisher Scientific)，攪拌該溶液1小時。1小時後，在冷卻的溶液中加入0.3克FOAMASTER VL消泡劑(Henkel)，攪拌5分鐘。
部分B在150毫升燒杯中，將4.8克1N的NH4OH和135.2克蒸餾水混合。在一分開的250毫升燒杯中，稱重160.0克MICROLITE963++填料。在攪拌板上在攪拌棒攪拌下將150毫升燒杯中的溶液加到MICROLITE填料中。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。所得配方的粘度為8120cP(Brookfield DVII+，0.396rpm，25℃)，與不加氯化鋰增稠劑的配方的粘度為4.5cP(Brookfield DVII+，60rpm，25℃)相比，該粘度是提高了。
在聚丙烯上由上述塗料溶液製成的阻隔膜(13.9微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為59.7cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為0.89ccmm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為106.1倍。丁基/填料之比等於4.0∶1。
將該阻隔膜塗覆到丁基橡膠上並在170℃下在烘箱內硫化20分鐘。在丁基橡膠上由上述塗料溶液製成的硫化阻隔膜(13.4微米)在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為53.7cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為1.77cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為53.3倍。丁基/填料之比等於4.0∶1。
實施例17-伸長或撓曲試驗為了測定塗層施加到基材上之後的完整性，進行伸長或撓曲試驗。主要是將待評價的塗覆基材固定到增強彈性體梁的一個表面上。將該梁繞其中心軸以循環的方式進行彎曲，從而使塗覆的基材經歷一個範圍為0.1-10％的重複正弦拉伸應變。這些應變從梁的表面轉移到基材上，再轉移到塗層上。
實施例18-有阻隔塗層的輪胎常規輪胎的製造方法包括如下步驟將天然和合成橡膠產品與其它化學產品如硫化劑、抗氧劑等混合。在與紡織品和金屬增強簾線結合時，各化學組分經各種半整理加工過程如擠出和壓延。這些半整理加工的產品在一個或多個輪胎成型鼓上裝配，而後在加壓和升高的溫度下在硫化壓機中硫化「生」或未硫化的輪胎。這種製造法的不同型式對輪胎成型領域中的那些技術熟練者來說是眾所周知的。
本發明的阻隔塗層可以在輪胎製造過程的若干步驟中施塗到各種輪胎表面上，以達到若干目的。下面僅是這種阻隔塗層施塗到輪胎表面和界面上的某些應用的一些例子。
A.在非丁基橡膠上的塗層使用常規的壓延、塑煉或擠出法製造價廉橡膠的薄片(0.1-2.0毫米)。在達到適當的幾何形狀後，將實施例8的阻隔塗料塗覆到該片的一個面上。作為該塗覆法的一部分，乾燥塗層(在強制空氣、紅外加熱等的幫助下)，然後將其層壓到另一橡膠片上，隨後將該層壓片成型為輪胎的內襯層。乾燥阻隔塗層的厚度為1-100微米。將該阻隔塗層設計成經得起在輪胎成型過程中所出現的達100％的貼合。
B.在非丁基橡膠上的塗層使用常規的壓延、塑煉或擠出法製造價廉橡膠的薄片(0.1-2.0毫米)。在達到適當的幾何形狀後，將實施例8的阻隔塗料塗覆到該片的一個或兩個面上。作為該塗覆法的一部分，乾燥塗層(在強制空氣、紅外加熱等的幫助下)，然後將其成型為輪胎的內襯層。乾燥阻隔塗層的厚度為1-100微米。將該阻隔塗層設計成經得起在輪胎成型過程中所出現的達100％的貼合。
C.塗覆常規輪胎在常規的輪胎生產線上，將價廉橡膠的薄片(0.1-2.5毫米)放在製造鼓上。將實施例8的阻隔塗料塗覆在旋轉鼓上，覆蓋第一次施加的橡膠片。然後乾燥塗層。乾燥阻隔塗層的厚度為1-100微米。繼續按常規進行輪胎成型的剩餘步驟。將阻隔塗層設計成經得起在輪胎成型過程中所出現的達100％的貼合。
D.在未硫化輪胎上的塗層在常規的輪胎生產線上，在形成未硫化的輪胎後，但在將脫模劑噴到輪胎內表面之前，將實施例8的阻隔塗料塗覆到輪胎的內表面上。噴塗後，將輪胎移到乾燥生產線上，使其乾燥，之後固化。乾燥阻隔塗層的厚度為1-100微米。塗層具有經得起來自硫化膠囊的局部變形的足夠的韌性。在此應用中，在阻隔塗層乾燥後將典型的脫模劑施加到輪胎的內部。
E.在硫化輪胎上的塗層在常規的輪胎生產線上，在硫化輪胎後，較好在輪胎冷卻至80℃和室溫之間的溫度時，將實施例8的阻隔塗料混合物塗覆到輪胎的內表面上。塗覆後，按普通的冷卻循環使輪胎乾燥。乾燥阻隔塗層的厚度為1-100微米。在阻隔層施用前，宜清潔輪胎以去除脫模劑。
實施例19-施加到硫化輪胎內部的阻隔配方以下述這種方式製造輪胎，即用非丁基的橡膠(在這種情況下是天然橡膠-SBR-BR-基的組合物)來代替通常是丁基橡膠的內襯層，使成品輪胎的內部幾何形狀保持不變。首先用研磨劑和強洗滌劑擦洗來清洗硫化輪胎的內部，以除去因諸如脫模劑剩餘物等引起的汙染物。然後很好地乾燥擦洗過的輪胎。用Binks型充氣噴塗機通過繞噴塗槍旋轉輪胎將實施例16的水性阻隔塗料施塗到輪胎的內表面上。以下述這種方法旋轉和移動輪胎和噴塗槍的噴塗圖案，即整個內表面區域暴露在阻隔混合物的多個通道下。繼續噴塗，直到獲得合適均勻厚度的阻隔塗層。在這種情況下，溼的厚度約為120微米。在用阻隔配方噴塗的三種輪胎中，阻隔配方的最終乾燥厚度約為12微米。
用熱空氣槍集中在輪胎內表面上的一系列點上使阻隔塗層乾燥，使在任何特定點上的表面溫度不超過65℃。以這種方式乾燥輪胎45分鐘。將輪胎在強制空氣對流烘箱內在75℃時進一步乾燥30分鐘。最後，將輪胎放在強制空氣對流烘箱內在160℃時加熱8-20分鐘以進一步乾燥和凝固阻隔塗層。
A.在一個實驗中，將塗覆的輪胎安裝在輪輞上並充氣，以評價在靜態條件下的氣密性。將安裝的輪胎充氣至3.0巴的壓力，然後將該輪胎插到保持在65℃的對流烘箱內，從而來評價氣密性。將輪胎靜態地保持在此溫度下，在約30天時間內周期性地測量內壓。然後繪製各輪胎的輪胎氣壓與時間的關係圖。圖7說明了3種如上所述塗覆的輪胎、2種含普通丁基內襯層的輪胎和2種以天然橡膠基的組合物代替丁基內襯層製得的輪胎的情況。可以看出塗覆輪胎的氣壓保持性近似地等於含普通丁基內襯層的輪胎的氣壓保持性。
B.在另一個試驗中，在80kph時在固定負載和2.2巴壓力下將安裝的輪胎運行1000km，評價阻隔塗層的疲勞性能。然後將輪胎壓力調回到3.0巴，再次評價在65℃時的靜態氣密性。轉鼓試驗前後的結果示於圖8中。也圖示了2種塗覆輪胎、2種含普通丁基內襯層的輪胎和2種以天然橡膠基的組合物代替丁基內襯層製得的輪胎的同等情況。塗層確實發生滲透率的某些下降，但在1000km轉鼓運行(roadwheel solicitation)前後的氣密性通常是類似的，並且顯著地好於未塗覆參照輪胎的氣密性。
C.在再一個試驗中，將2種塗覆輪胎在80kph時在固定負載和2.2巴壓力下經8000km帶有楔障的耐久性的嚴格運行試驗，從而進一步評價阻隔塗層的疲勞性能。試驗後，然後將輪胎壓力調到3.0巴，如上所述測量靜態氣密性。圖9說明了對2種塗覆輪胎、2種含普通丁基內襯層的輪胎和2種以天然橡膠-SBR-BR-基的組合物代替丁基內襯層製得的輪胎在帶有楔障的疲勞耐久性試驗前後對2種輪胎所繪製的輪胎氣壓與時間的關係。含阻隔塗層的輪胎的氣密性比含阻隔塗層未疲勞輪胎的低約50％，但仍然比不含阻隔塗層(即含NB-SBR-BR基的內襯層)的輪胎的高約50％。
實施例20-施加到生胎內表面上的阻隔配方以下述這種方式製造輪胎，即用天然橡膠配方來代替通常是丁基橡膠的內襯層，使成品輪胎的內部幾何形狀保持不變。一般來說，內襯層可為任何類型的橡膠產品，包括典型的丁基橡膠配方。在裝配整個未硫化輪胎之後但在脫模劑施加到輪胎內表面之前，施塗實施例16的阻隔塗料。用Binks型充氣噴塗機通過旋轉輪胎(同時將噴塗槍保持固定)將水性阻隔混合物施塗到輪胎的內表面上。旋轉輪胎，並以下述這種方式來移動，即整個內表面區域暴露在阻隔混合物的多個通道下。繼續噴塗，直到獲得合適厚度的阻隔塗層(即溼厚度達約100微米)。乾燥後，阻隔塗層的厚度約為10微米。
用強制熱空氣集中在輪胎內表面上的一系列點上使阻隔塗層乾燥，使在任何特定點上的表面溫度不超過50℃，時間多於2分鐘。同時，以這種方式來控制熱空氣，即輪胎的所有塗覆表面達到至少80℃的溫度峰值約1-10秒鐘。以這種方式乾燥輪胎3-30分鐘。然後將主要含滑石、水和矽油的水性脫模劑噴塗到輪胎內表面上的乾燥塗層的面層上。在室溫下用強制空氣以常規方式乾燥輪胎。
然後以輪胎製造領域的技術熟練者皆知的方式使輪胎經硫化過程。在硫化過程中，阻隔膜進一步乾燥、凝固並連同輪胎的其餘部分一起硫化。除了提供脫模性外，多孔、滑石基的脫模劑還提供將水蒸氣從輪胎內部和硫化膠囊之間排出的通道。
實施例21-具有更高固體％的含MICROLITE填料的丁基膠乳下面例舉阻隔塗料混合物和乾燥塗層，與本發明的前述塗料混合物相比較。這種塗料混合物對於乾燥塗層中填料重量百分數來說包含高百分數的固體，它在圖4所示的丁基膠乳、蛭石填料塗層混合物限制的範圍之外。這種塗料混合物在水中的固體含量為11.5％、含量80重量％的丁基膠乳和20％w/w的MICROLITE填料。該塗料混合物按下述方法製備部分A在4盎司瓶中，稱重14.8克LordBL-100丁基膠乳，用攪拌板上用攪拌棒緩慢地攪拌。在30毫升燒杯中，將0.5克BYK 306潤溼劑(BYK Chemie)、3.45克1N的NH4OH和26.25克蒸餾水混合，然後混入4盎司的瓶中。
部分B在100毫升燒杯中，將30.7克Microlite 963++填料(W.R.Grace，7.5％溶液)、22.8克蒸餾水和1.5克1N的NH4OH混合。在該溶液中加入0.0625克0.04％Dow Corning 200消泡表面活性劑(Dow Corning)的1-甲基-2-吡咯烷酮(Aldrich)溶液。
在攪拌板上在中等攪拌(避免高剪切攪拌)下，將部分B緩慢地加到部分A中。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(20微米)。該膜在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為102.6cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為2.33cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為40.5倍。丁基/填料之比等於4.00。
實施例22-含有鋁薄片填料的丁基膠乳下面例舉阻隔塗料混合物和乾燥塗層，與本發明的前述塗料混合物相比較。這種塗料混合物在丁基膠乳塗料混合物中含有25或更小的低長寬比的填料。這種塗層混合物在水中的固體含量為17％、含有86％的丁基膠乳和14％的鋁填料。該塗料混合物按下述方法製備部分A在8盎司瓶中，將50.2克LordBL-100丁基膠乳(62％固體)與140克蒸餾水和10克1N的NH4OH混合。在磁力攪拌板上用攪拌棒攪拌所得的溶液。在攪拌下在該溶液中加入0.13克消泡A表面活性劑(Dow Corning)。
部分B在2盎司瓶中，將5克鋁糊(Reynolds)和3.7克1，4-丁二醇(Aldrich)混合。在30毫升燒杯中，製備含1.7克正丁醇(Aldrich)和1克1-甲基-2-吡咯烷酮(Aldrich)的溶劑溶液。在攪拌下將30毫升燒杯中的溶劑溶液滴加到2盎司瓶中的鋁糊混合物中。添加完畢後，再加入1.5克正丁醇(Aldrich)。
在攪拌下，將部分B轉移到8盎司瓶中，並加入部分A。在持續攪拌下，在所得的溶液中加入0.5克SilwetL-77表面活性劑(OSI Specialities，Inc.)。
在聚丙烯上形成由上述塗料溶液製成的阻隔膜(10.0微米)，該膜的特徵在於在1大氣壓、23℃和0％相對溼度下的OTR為588.0cc/m2天，在23℃和0％相對溼度下的滲透率為19.6cc mm/m2天大氣壓，它的滲透率下降為4.8倍。丁基/填料之比為6.2。
上面所引用的所有文獻和專利在本文中都參考引用。本發明的多種改進和改變都包括在上述說明書中，預計它們對本領域的技術熟練者來說是顯而易見的。認為對本發明組合物和方法的這種改進和替換都包括在所附的權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種阻隔塗料混合物，它在載液中包含(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
2.如權利要求1所述的混合物，其中乾燥後，所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
3.如權利要求1所述的混合物，其中所述聚合物是選自溶液、分散體、乳液、懸浮液和膠乳的形式。
4.如權利要求1所述的混合物，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
5.如權利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物選自丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯化丁基橡膠和異丁烯橡膠，所述聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的。
6.如權利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(異丁烯)均聚物或其與可硫化、未硫化或部分硫化的異戊二烯的共聚物。
7.如權利要求6所述的混合物，其中所述聚合物是滷化的。
8.如權利要求4所述的混合物，其中所述含丁基的聚合物是含多於50％異丁烯的聚合物或共聚物。
9.如權利要求1所述的混合物，其中所述聚合物的存在量約為1-30重量％。
10.如權利要求1所述的混合物，其中所述填料選自膨潤土、蛭石、蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、水輝石、皂石、laponite、鋅蒙脫石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述矽酸鹽的混合物和溶液。
11.如權利要求1所述的混合物，其中所述填料是蛭石。
12.如權利要求1所述的混合物，其中所述分散的層狀填料的存在量約為1-10重量％。
13.如權利要求1所述的混合物，它的固體含量約為5-17％。
14.如權利要求1所述的混合物，其中所述表面活性劑選自乳化劑、消泡劑、防泡劑、分散劑、潤溼劑、流平劑和增稠劑。
15.如權利要求14所述的混合物，其中所述增稠劑是含聚乙烯醇的聚合物。
16.如權利要求14所述的混合物，其中所述增稠劑是氯化鋰。
17.如權利要求14所述的混合物，它包含至少兩種表面活性劑，該表面活性劑包括潤溼劑、消泡劑或防泡劑。
18.如權利要求1所述的混合物，其中所述載液選自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、環己酮、乙醇、甲醇、其它烴類和它們的混合物。
19.如權利要求1所述的混合物，它還包含提高阻隔塗層在基材上硫化的硫化劑組分。
20.如權利要求1所述的混合物，乾燥時它形成包含下述組分的塗層或膜約45-95重量％的所述聚合物，約5-55重量％的所述分散的層狀填料；和約1.0-15重量％的所述表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25。
21.如權利要求20所述的混合物，其中所述填料在所述乾燥塗層或膜中的存在量大於約5重量％。
22.如權利要求20所述的混合物，其中在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於50。
23.如權利要求20所述的混合物，其中在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於100。
24.一種阻隔塗料混合物，它在載液中包含(a)含丁基的聚合物膠乳；(b)長寬比約為1000或更大的分散的剝落層狀的蛭石填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於17％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
25.如權利要求24所述的混合物，其中乾燥後，所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
26.如權利要求24所述的混合物，它的固體含量約為5-15重量％，它形成包含下述組分的乾燥塗層或膜約65-90重量％的所述含丁基的聚合物，約10-35重量％的所述蛭石填料，和約1.0-15重量％的所述表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25。
27.一種經塗覆的製品，它包含在其表面上含有阻隔塗層的基材，所述阻隔塗層包含約45-95重量％的彈性體聚合物，約5-55重量％長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和約1.0-15重量％的至少一種表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25，其中所述乾燥塗層使所述製品對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用所述聚合物塗覆的所述基材的滲透率的5倍。
28.如權利要求27所述的製品，其中所述基材是柔韌或有彈性的，並且所述塗層在反覆機械載荷並伸長達所述基材的約10％後保持其滲透率。
29.如權利要求27所述的製品，其中所述塗層由阻隔塗料混合物製成，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)所述彈性體聚合物；(b)所述長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種所述表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
30.如權利要求29所述的製品，其中所述聚合物是選自溶液、分散體、乳液、懸浮液和膠乳的形式。
31.如權利要求29所述的製品，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
32.如權利要求31所述的製品，其中所述含丁基的聚合物選自丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯化丁基橡膠和異丁烯橡膠，所述聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的。
33.如權利要求31所述的製品，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(異丁烯)均聚物或其與可硫化、未硫化或部分硫化的異戊二烯的共聚物。
34.如權利要求33所述的製品，其中所述聚合物是滷化的。
35.如權利要求31所述的製品，其中所述含丁基的聚合物是含多於50％異丁烯的聚合物或共聚物。
36.如權利要求29所述的製品，其中所述聚合物在所述混合物中的存在量約為1-30重量％。
37.如權利要求29所述的製品，其中所述填料選自膨潤土、蛭石、蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、水輝石、皂石、laponite、鋅蒙脫石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述矽酸鹽的混合物和溶液。
38.如權利要求29所述的製品，其中所述填料是蛭石。
39.如權利要求29所述的製品，其中所述分散的層狀填料在所述混合物中的存在量約為1-10重量％。
40.如權利要求29所述的製品，其中所述混合物的固體含量約為5-17％。
41.如權利要求29所述的製品，其中所述表面活性劑選自乳化劑、消泡劑、防泡劑、分散劑、潤溼劑、流平劑和增稠劑。
42.如權利要求41所述的製品，其中所述增稠劑是含聚乙烯醇的聚合物。
43.如權利要求41所述的製品，其中所述增稠劑是氯化鋰。
44.如權利要求41所述的製品，它包含至少兩種表面活性劑，該表面活性劑包括潤溼劑、消泡劑或防泡劑。
45.如權利要求29所述的製品，其中所述混合物的所述載液選自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、環己酮、乙醇、甲醇、其它烴類和它們的混合物。
46.如權利要求29所述的製品，其中所述混合物還包含提高阻隔塗層在基材上硫化的硫化劑組分。
47.如權利要求29所述的製品，其中所述填料在所述乾燥塗層或膜中的存在量大於約5重量％。
48.如權利要求47所述的製品，其中在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於50。
49.如權利要求47所述的製品，其中在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於100。
50.一種經塗覆的製品，它通過用阻隔塗料混合物塗覆基材並乾燥所述塗層製得，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)含丁基的聚合物膠乳；(b)長寬比約為1000或更大的分散的剝落層狀的蛭石填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於17％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1；乾燥後，所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
51.如權利要求50所述的製品，其中所述混合物的固體含量約為5-15重量％，所述乾燥塗層或膜包含約65-90重量％的所述含丁基的聚合物，約10-35重量％的所述蛭石填料，和約1.0-15重量％的所述表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25。
52.一種膜，它通過乾燥如權利要求1-26中任一項權利要求所述的阻隔塗料混合物製得。
53.如權利要求52所述的膜，它對氣體、蒸氣或化學品的滲透率高於僅用所述聚合物製成的膜的滲透率的5倍。
54.如權利要求52所述的膜，它是薄膜的形式。
55.如權利要求52所述的膜，它是手套的形式。
56.一種降低製品對氣體、蒸氣和化學品的滲透率的方法，所述方法包括用如權利要求1-26中任一項權利要求所述的阻隔塗料混合物塗覆所述製品，乾燥所述混合物，其中所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
57.一種輪胎，在其表面或兩個表面的界面上含有用阻隔塗料混合物製成的阻隔塗層，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)彈性體聚合物；(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
58.如權利要求57所述的輪胎，其中乾燥後，所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
59.如權利要求57所述的輪胎，其中所述聚合物是選自溶液、分散體、乳液、懸浮液和膠乳的形式。
60.如權利要求57所述的輪胎，其中所述聚合物是含丁基的聚合物。
61.如權利要求60所述的輪胎，其中所述含丁基的聚合物選自丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯化丁基橡膠和異丁烯橡膠，所述橡膠是可硫化、未硫化或部分硫化的。
62.如權利要求60所述的輪胎，其中所述含丁基的聚合物是可硫化、未硫化或部分硫化的聚(異丁烯)均聚物或其與可硫化、未硫化或部分硫化的異戊二烯的共聚物。
63.如權利要求62所述的輪胎，其中所述聚合物是滷化的。
64.如權利要求60所述的輪胎，其中所述含丁基的聚合物是含多於50％異丁烯的聚合物或共聚物。
65.如權利要求57所述的輪胎，其中所述聚合物在所述混合物中的存在量約為1-30重量％。
66.如權利要求57所述的輪胎，其中所述填料選自膨潤土、蛭石、蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、水輝石、皂石、laponite、鋅蒙脫石、magadiite、kenyaite、伊利石和上述矽酸鹽的混合物和溶液。
67.如權利要求57所述的輪胎，其中所述填料是蛭石。
68.如權利要求57所述的輪胎，其中所述分散的層狀填料在所述混合物中的存在量約為1-10重量％。
69.如權利要求57所述的輪胎，其中所述混合物的固體含量約為5-17％。
70.如權利要求57所述的輪胎，其中所述表面活性劑選自乳化劑、消泡劑、防泡劑、分散劑、潤溼劑、流平劑和增稠劑。
71.如權利要求70所述的輪胎，其中所述增稠劑是含聚乙烯醇的聚合物。
72.如權利要求70所述的輪胎，其中所述增稠劑是氯化鋰。
73.如權利要求70所述的輪胎，其中所述混合物包含至少兩種表面活性劑，該表面活性劑包括潤溼劑、消泡劑或防泡劑。
74.如權利要求57所述的輪胎，其中所述載液選自水、己烷、庚烷、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮、環己酮、乙醇、甲醇、其它烴類和它們的混合物。
75.如權利要求57所述的輪胎，其中所述混合物包含提高阻隔塗層在基材上硫化的硫化劑組分。
76.如權利要求57所述的輪胎，其中該混合物乾燥時形成包含下述組分的塗層約45-95重量％的所述聚合物，約5-55重量％的所述分散的層狀填料；和約1.0-15重量％的所述表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25。
77.如權利要求76所述的輪胎，其中所述填料在所述乾燥塗層中的存在量大於約5重量％。
78.如權利要求76所述的輪胎，其中在所述乾燥塗層中所述填料的有效長寬比大於50。
79.如權利要求76所述的輪胎，其中在所述乾燥塗層中所述填料的有效長寬比大於100。
80.如權利要求76所述的輪胎，其中所述塗層混合物在其乾燥狀態下在表面活性劑總量最多達15重量％時包含約0.0001-10重量％的消泡表面活性劑。
81.如權利要求76所述的輪胎，其中所述混合物在其乾燥塗層狀態時包含(a) 約45-95重量％的彈性體聚合物；和(b) 約5-55重量％長寬比高的分散的層狀填料。
82.如權利要求57所述的輪胎，其中所述塗層乾燥時包含(a)在所述乾燥塗層中至少約為45重量％的所述聚合物；和(b)在所述乾燥混合物中大於約5重量％的所述分散的層狀填料，該填料賦予所述乾燥混合物的有效長寬比大於25。
83.一種輪胎，在其表面或兩個表面的界面上含有用阻隔塗料混合物製成的阻隔塗層，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)含丁基的聚合物膠乳；(b)長寬比約為1000或更大的分散的剝落層狀的蛭石填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於17％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1；乾燥所述塗層，其中乾燥後，所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
84.如權利要求83所述的輪胎，其中所述混合物的固體含量約為5-15重量％，所述乾燥塗層包含約65-90重量％的所述含丁基的聚合物，約10-35重量％的所述蛭石填料，和約1.0-15重量％的所述表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25。
85.一種輪胎，在其表面或兩個表面的界面上含有阻隔塗層，所述阻隔塗層包含約45-95重量％的彈性體聚合物，約5-55重量％長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和約1.0-15重量％的至少一種表面活性劑，在所述乾燥塗層或膜中所述填料的有效長寬比大於25，其中所述乾燥塗層使所述輪胎表面或界面對氣體、蒸氣或化學品的滲透率下降高出僅用所述聚合物塗覆的所述輪胎或界面的滲透率的5倍。
86.如權利要求85所述的輪胎，其中所述塗層在反覆機械載荷並伸長達所述輪胎表面的約10％後保持其滲透率。
87.一種有阻隔塗層的輪胎，在其表面或界面上含有阻隔塗層，所述塗層包含含丁基的聚合物、大於2體積％的有效長寬比大於25的層狀填料和至少一種表面活性劑。
88.一種輪胎，它包含約1-100微米由阻隔塗料混合物製成的阻隔塗層，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)在所述混合物中佔約45-95重量％的彈性體聚合物；(b)在所述混合物中佔約5-55重量％的長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1。
89.一種製造輪胎的方法，它包括用阻隔塗料混合物塗覆所述輪胎的表面，或將阻隔塗料混合物加到所述輪胎兩個表面之間的界面上，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)在所述混合物中佔約1-30重量％的彈性體聚合物；(b)在所述混合物中佔約1-10重量％的長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1；在所述輪胎上乾燥所述塗料混合物，其中所述乾燥塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高出僅為所述乾燥聚合物的5倍。
90.如權利要求89所述的方法，其中所述輪胎是用所述塗層代替輪胎內襯層製得的。
91.如權利要求89所述的方法，其中在施加脫模劑之前用所述混合物塗覆輪胎的所述表面或界面。
92.如權利要求89所述的方法，其中在不存在脫模劑的情況下用所述混合物塗覆輪胎的所述表面或界面。
93.如權利要求89所述的方法，其中在所述輪胎硫化之前用還包含硫化劑組分的所述混合物塗覆輪胎的所述表面或界面。
94.如權利要求92所述的方法，其中所述脫模劑在硫化前施加到所述塗覆的輪胎表面上。
95.如權利要求89所述的方法，其中在所述輪胎硫化後用所述混合物塗覆輪胎的所述表面或界面。
96.一種修理輪胎的方法，它包括用阻隔塗料混合物塗覆所述輪胎的表面，或將阻隔塗料混合物加到所述輪胎兩個表面之間的界面上，所述阻隔塗料混合物在載液中包含(a)在所述混合物中佔約1-30重量％的彈性體聚合物；(b)在所述混合物中佔約1-10重量％的長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和(c)至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1；在所述表面上乾燥所述塗層。
97.如權利要求96所述的方法，其中所述待塗覆的表面是輪胎內襯層。
98.如權利要求96所述的方法，其中用所述阻隔塗層代替所述輪胎內襯層。
99.一種翻新輪胎的方法，它包括(a)通過施塗阻隔塗料混合物來增強輪胎內襯層，所述阻隔塗料混合物在載液中包含i.在所述混合物中佔約1-30重量％的彈性體聚合物；ii.在所述混合物中佔約1-10重量％的長寬比大於25的分散的剝落層狀的片晶填料；和iii.至少一種表面活性劑，其中所述混合物的固體含量小於30％，並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1-1∶1；和(c)翻新所述輪胎。
100.一種降低輪胎或輪胎表面對氣體、蒸氣和化學品的滲透率的方法，它包括用如權利要求1-24中任一項權利要求所述的阻隔塗料混合物塗覆所述輪胎或輪胎表面，並乾燥所述混合物，其中所述塗層對氣體、蒸氣和化學品的滲透率下降高於僅用所述聚合物製成的塗層的至少5倍。
全文摘要
阻隔塗料混合物在載液中包含(a)彈性體(較好含丁基)聚合物;(b)長寬比大於25的分散的剝落層狀的填料;和(c)至少一種表面活性劑,其中混合物的固體含量小於30%,並且聚合物(a)與填料(b)之比為20∶1—1∶1。使用阻隔塗料混合物來製造剛性或柔韌且彈性的塗覆製品和柔韌且彈性的獨立的膜和薄膜。例如,提供一種輪胎,在其表面或兩個表面的界面上含有用這種阻隔塗料混合物製成的阻隔塗層,或用這種阻隔塗料混合物製成的阻隔塗層代替或減少表面(例如內襯層)。本發明也提供製造或修理輪胎以及增強翻新輪胎的方法。
文檔編號B60C5/14GK1259094SQ98805826
公開日2000年7月5日 申請日期1998年6月8日 優先權日1997年6月9日
發明者C·A·菲尼, R·J·鮑爾澤, M·法雷爾, H·A·戈爾德貝格, M·D·格拉, M·魯, W·G·斯坦納, K·B·坦納特, B·C·沃德, P·B·溫斯頓 申請人:杜邦性能塗料股份兩合有限公司, 米歇林技術研究股份有限公司