專利名稱：腔穴密封制品及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于腔穴的密封制品，和用于制造和使用這些密封制品的方法。
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及用于汽車或其它陸地車輛；船只或其它水上運(yùn)輸工具；航空器或其它宇航飛行器；建筑物，包括陸地和水上建筑物；及類似構(gòu)造內(nèi)的通道(溝槽)的密封制品，無論何處需要密封一腔穴，防止空氣、潮氣、流體、顆粒等通過。尤其是，本發(fā)明涉及通道的密封，例如在汽車或類似車輛的車身構(gòu)造內(nèi)的支柱的密封；并且本發(fā)明將主要結(jié)合這方面進(jìn)行描述。
在汽車、卡車和類似車輛的制造過程中，許多車身元件具有需要密封的腔穴，以防止能引起車身件腐蝕的潮氣和污染物侵入。這對(duì)于單片式汽車車身結(jié)構(gòu)尤其如此，其中一重型車架被一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間車架取代，該空間車架不可避免地具有許多聚集潮氣和污染物的腔穴。這些腔穴也用作在車輛正常使用過程中傳遞路面和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及其它聲音的通道。例如，限定一車窗開口部分的一車身立柱結(jié)構(gòu)具有一細(xì)長的腔穴，其可聚集潮氣和污染物并且也傳遞聲音，除非該腔穴至少部分填充一密封材料，所述密封材料阻斷潮氣和碎片通過，并且也用作減弱聲音的一擋板，否則聲音就會(huì)沿著腔穴的長度傳遞并且然后傳播到車輛的乘客室內(nèi)。在一車身內(nèi)具有其它不規(guī)則的腔穴需要被密封，以防止潮氣和污染物進(jìn)入該區(qū)域并且傳輸?shù)杰嚿淼钠渌糠稚稀?br> 已進(jìn)行了許多努力來密封這些腔穴，為此目的的一些技術(shù)和產(chǎn)品描述在美國專利US5266133和US5373027(Hanley等)；US5212208和US5160465(Soderberg)；US5040803(Cieslik等)；US4989913(Moore，III)；和US4874650(Kitoh等)以及其它美國專利中。這些專利及涉及該申請(qǐng)的其它文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容在此被引為參考。
在汽車腔穴密封中目前流行的一技術(shù)是使用一熱觸發(fā)(activate)的密封泡沫材料。通常地，在升高的溫度下能膨脹(形成泡沫)的一團(tuán)材料，即含有一熱觸發(fā)泡沫劑和一熱觸發(fā)交聯(lián)劑兩者的一熱塑性混合物，被放置在通常由金屬板制造的一托架或其它機(jī)械支承件上，或者被放置在一模制的高溫?zé)崴苄圆牧仙?，它能機(jī)械地固定在腔穴內(nèi)。由于汽車車身目前通常是通過整體浸漬到磷酸鹽磷化處理、防銹處理、電泳涂漆處理和其它油漆處理池中來涂層，以保證所有開口腔穴的內(nèi)部被涂層，密封制品(托架以及可發(fā)泡的材料的物質(zhì))在形成泡沫前不應(yīng)填充腔穴的橫截面，從而在浸漬的過程中涂層可以進(jìn)入腔穴內(nèi)，并且在從處理池中取出后濾干。當(dāng)車身通過一烤爐來凝固車身金屬上的涂層時(shí)，可發(fā)泡的物質(zhì)膨脹，以填充腔穴橫截面并密封腔穴的壁。雖然已證實(shí)該技術(shù)通常是令人滿意的，但其具有兩個(gè)基本缺點(diǎn)。首先，在形成泡沫的過程中因?yàn)榕菽牧媳旧頍o支承力，故其在泡沫交聯(lián)之前會(huì)下陷，因而需要支承。當(dāng)要密封的腔穴的軸線大致水平時(shí)，該問題尤其嚴(yán)重，從而泡沫材料(其垂直于腔穴軸線)大致垂直，并且下陷趨向于限制泡沫向腔穴壁上部的膨脹。在膨脹和密封過程中用于支承泡沫的托盤增大了密封的重量與成本兩者。其次，如果在水平膨脹過程中從下面支承可發(fā)泡的材料，則熔化的泡沫材料與支承件之間的分界面的粘結(jié)限制了泡沫的橫向膨脹，從而在垂直于支承件的方向出現(xiàn)更大的膨脹(沿著腔穴的縱軸線而不是指向腔穴壁)。結(jié)果，密封可能不完整，并且為了確保足夠的密封而使用一較大量的可發(fā)泡的材料，這也增大了密封的重量與成本。當(dāng)要密封的腔穴橫截面極為不規(guī)則或具有一尖銳的銳角時(shí)，該問題尤為嚴(yán)重，此時(shí)可能需要使用一相當(dāng)可觀的額外的可發(fā)泡的材料來確保泡沫填充腔穴橫截面和滲透到角的頂點(diǎn)。
希望生產(chǎn)一種腔穴密封制品，特別是用于一陸地、海上或空中交通工具的一通道內(nèi)的一密封制品，例如在汽車或類似交通工具的車身結(jié)構(gòu)內(nèi)的一支柱，其能容易和廉價(jià)地制備，能在要密封的一腔穴內(nèi)容易處理和安置，而不需專門的工具，容易通過升高腔穴的溫度到在車身操作過程中通常遇到的溫度(例如對(duì)于汽車噴漆烤爐為115℃～250℃)來觸發(fā)，和通過觸發(fā)，將提供對(duì)空氣、濕氣、其它不希望的流體和顆粒以及聲音浸入的一有效的密封。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一第一方面提供一腔穴密封制品，包括(a)一平面支承件；和(b)一密封件，包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一可發(fā)泡聚合物，該密封件包括在支承件的平面內(nèi)緊密接觸的至少兩個(gè)層，最外層包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和一內(nèi)層包括一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
本發(fā)明的一第二方面提供通過使用本發(fā)明的腔穴密封制品來密封腔穴的一方法。
附圖的簡要描述

圖1是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第一實(shí)施例的一局部剖開透視圖。
圖2是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第二實(shí)施例的一局部剖開透視圖。
圖3是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第三實(shí)施例的一局部剖開透視圖。
圖4是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第四實(shí)施例的一局部剖開透視圖。
圖5是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第五實(shí)施例的一局部剖開透視圖。
圖6是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第六實(shí)施例的一側(cè)剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第七實(shí)施例的一側(cè)剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第八實(shí)施例的一前剖視圖，其中密封件是不連續(xù)的。
圖9是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第九實(shí)施例的一前剖視圖，其類似于圖4的實(shí)施例，放置在要密封的一腔穴內(nèi)。
圖10是沿圖9的A-A線的一側(cè)剖視圖，平行于腔穴的縱軸線。
圖11是表示圖9的腔穴密封制品在形成泡沫后的一側(cè)剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參照附圖，圖1是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第一實(shí)施例的一局部剖開透視圖。大體上由100表示的密封制品包括一平面支承件110和大體上由120表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該第一實(shí)施例中，密封件120包括兩層，一內(nèi)層122包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，而一外層124則包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。而且，在該實(shí)施例中，所示的支承件具有與密封件同樣的厚度；并且腔穴密封制品作為整體具有一簡單的平面結(jié)構(gòu)。術(shù)語“厚度”在整個(gè)申請(qǐng)中都使用，當(dāng)用于本發(fā)明的腔穴密封制品時(shí)，是指密封制品的密封件的垂直于支承件平面的尺寸(從而術(shù)語“厚度”不包括支承件的從任一側(cè)或兩側(cè)嚙合密封件的通道或其它部分的厚度，例如可參見第四和第五實(shí)施例)。
圖2是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第二實(shí)施例的一局部剖開透視圖。大體上由200表示的密封制品包括大體上由210表示的一平面支承件和大體上由220表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件210比密封件220薄，從而其包括一中央平面部分212和一T形加厚的周邊214，該周邊具有與密封件同樣的厚度；而密封件220包括三層，一內(nèi)層222包括一不交聯(lián)的聚合物，其不需是可發(fā)泡的，從而其既可是可發(fā)泡的，也可是不可發(fā)泡的，一中間層224包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和一外層226包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。三層結(jié)構(gòu)的密封件的一特別的優(yōu)點(diǎn)是不交聯(lián)的內(nèi)層通過形成泡沫將粘結(jié)和密封到支承件上，從而在形成泡沫后給密封制品提供附加的密封與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在該實(shí)施例中可看出，支承件不需與密封件具體同樣的厚度，而確實(shí)其可以為任何合適的厚度。
然而，更典型的是，本發(fā)明的腔穴密封制品的支承件與密封件將以某些方式來嚙合，以在密封件形成泡沫時(shí)確保密封件保持在支承件的平面內(nèi)，表示這種嚙合的密封制品的實(shí)施例示于圖3～7中。
圖3是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第三實(shí)施例的一局部剖開透視圖。大體上由300表示的密封制品包括大體上由310表示的一平面支承件和大體上由320表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件310包括一簡單的平面部分；密封件320比支承件厚并且設(shè)有一槽，該槽嚙合支承件。正如在第一實(shí)施例中的，密封件310僅包括兩層，一內(nèi)層322包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和一外層324包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。在該實(shí)施例中，所示的密封件被制成四塊，每一塊用于支承件的每一側(cè)。
圖4是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第四實(shí)施例的一局部剖開透視圖。大體上由400表示的密封制品包括大體上由410表示的一平面支承件和大體上由420表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件410包括一中央平面部分412，其周邊設(shè)有一U形通道414，該通道414被設(shè)計(jì)成通過泡沫形成來嚙合密封件420并且將其包括在支承件410的平面內(nèi)；并且正如在第一實(shí)施例中的，密封件420包括兩層，一內(nèi)層422包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和一外層424包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。在該實(shí)施例中，同樣所示的密封件被制成四塊，每一塊用于支承件的每一側(cè)。
圖5是表示本發(fā)明的腔穴密封制品的一第五實(shí)施例的一局部剖開透視圖。大體上由500表示的密封制品包括大體上由510表示的一平面支承件和大體上由520表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件510包括一中央平面部分512，其被封閉在一對(duì)邊緣板514與516之間，在隔離件周邊的外側(cè)、在這對(duì)邊緣板之間的空間形成一U形通道，該通道被設(shè)計(jì)成嚙合密封件520，正如前一實(shí)施例中的。正如在第三和第四實(shí)施例中的，密封件520包括兩層，一內(nèi)層522包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和一外層524包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。在該實(shí)施例中，同樣所示的密封件被制成四塊，每一塊用于支承件的每一側(cè)。
為簡化制造，雖然密封件繞支承件的周邊(這意味著在例如上面所示的第二實(shí)施例的一實(shí)施例中的中央隔離件的周邊或者在例如上面所示的第四或第五實(shí)施例的一實(shí)施例中的通道的底部)形成一致的寬度通常是方便的，但本發(fā)明的一特征是如果需要的話，密封件可以形成不一致的寬度。術(shù)語“寬度”在整個(gè)申請(qǐng)中使用，用于表示本發(fā)明的密封制品的密封件的尺寸，或者密封件的任何層的尺寸，該尺寸在支承件的平面內(nèi)。特別是，可能希望密封件的交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層應(yīng)當(dāng)形成非一致的寬度，以在形成泡沫后提供一更大或更小寬度的密封件；并且尤其是可能希望密封件的交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層具有一更大寬度的區(qū)域，其中要密封的腔穴的橫截面具有這樣的一形狀(例如一尖銳地凹陷的頂點(diǎn))，在該處要支承件的形狀密切地吻合腔穴的橫截面是不切實(shí)際的或是不需要的。這樣，在腔穴的橫截面是通過一“收縮焊接(pinch weld)”、合攏、或其它連接技術(shù)來形成，從而在橫截面內(nèi)產(chǎn)生一尖銳的凹陷頂點(diǎn)時(shí)，在密封制品的周邊上的一點(diǎn)處可能需要一更大寬度的交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層。圖3表示在角部330與332處的該更大厚度的交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層322，如果要密封的腔穴是通過在對(duì)應(yīng)于這些角部位置的腔穴壁之間收縮焊接來形成的話，則這是一特別合適的特征。而且，正如在本申請(qǐng)后面將更詳細(xì)地描述的，密封件的寬度可以在腔穴形狀相對(duì)規(guī)則并且壁的構(gòu)造相對(duì)光滑處更大(從而使得腔穴密封制品與腔穴壁之間的間隔更大)，而當(dāng)腔穴形狀相對(duì)不規(guī)則時(shí)更窄(從而使得密封制品的形狀更密切地符合腔穴的形狀)。
圖6是本發(fā)明的腔穴密封制品的一第六實(shí)施例的一側(cè)剖視圖，其表示在一腔穴中。大體上由600表示的密封制品包括大體上由610表示的一平面支承件和大體上由620表示的一密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件610包括一中央平面部分612，其周邊設(shè)有一突起614，該突起被設(shè)計(jì)成通過形成泡沫從一側(cè)嚙合密封件620并且保持其在支承件610的平面內(nèi)；并且正如在第二實(shí)施例中的，密封件620包括三層，一內(nèi)層622包括一不交聯(lián)的聚合物，其不需形成泡沫，一中間層624包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和一外層626包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。所示的密封制品在具有壁630與632的一腔穴內(nèi)。
圖7是本發(fā)明的腔穴密封制品的一第七實(shí)施例的一側(cè)剖視圖，其表示在一腔穴中，其中密封制品具有以隔開的關(guān)系形成兩部分的密封件。大體上由700表示的密封制品包括大體上由710表示的一平面支承件和大體上由720A與720B表示的兩部分密封件，該密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件。在該實(shí)施例中，支承件710包括兩個(gè)周邊區(qū)域712A與712B，每一周邊區(qū)域提供對(duì)密封件的一部分的一支承，并且在這兩個(gè)周邊區(qū)域之間的一突起714被設(shè)計(jì)成通過形成泡沫分別從一側(cè)嚙合密封件的部分720A與720B并且保持其在支承件710的平面內(nèi)。正如在第一實(shí)施例中的，密封件的每一部分720A與720B包括兩層，內(nèi)層722A與722B包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，外層726A與726B包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。所示的密封制品在具有壁730與732的一腔穴內(nèi)；并且所示的突起714在一側(cè)被增大了，以能將密封制品固定在腔穴每，例如通過穿經(jīng)突起與腔穴壁732的一螺栓734與736。
圖8是本發(fā)明的腔穴密封制品的一第八實(shí)施例的一剖視圖。大體上由800表示的密封制品包括大體上由810表示的一支承件，其被大體上由820表示的一密封件環(huán)繞。類似于在實(shí)施例5中所示的，支承件810包括一中央板812和一對(duì)邊緣板，其中由814表示的僅一對(duì)位于橫截面平面后。在該實(shí)施例中，雖然密封件在支承件的平面內(nèi)環(huán)繞該支承件，但在形成泡沫前密封件不需連續(xù)。示出了密封件的四種不同構(gòu)造。密封件820A包括兩層，內(nèi)層822A包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物和外層824A包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。密封件820B包括三層；內(nèi)層822B包括一不交聯(lián)的聚合物；中間層824B包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和外層826B包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物。密封件820C也包括三層；內(nèi)層822C包括一不交聯(lián)的聚合物，中間層824C包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物；和外層826C包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，并且在密封件條帶的任一端還增加兩塊不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物828C，以通過形成泡沫提供附加的空間填充和密封能力。密封件820D僅包括兩層；內(nèi)層822D包括一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，和外層824D包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物，并且在密封件條帶的任一端還增加兩塊不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物826D，以通過形成泡沫提供附加的空間填充和密封能力?？梢允褂萌魏芜@四種不同構(gòu)造的密封件，單獨(dú)或與其它構(gòu)造配合使用，以獲得所需的密封效果。
圖9是安置于一腔穴內(nèi)的在圖5的腔穴密封制品的平面內(nèi)的一剖視圖(即其中支承件包括一中央隔離件與一對(duì)邊緣板)，其中腔穴的縱軸線垂直于紙面。腔穴的軸線可以定位于任何方向水平、傾斜或垂直；從而要密封的橫截面可以相應(yīng)地垂直、傾斜或水平。大體上由900表示的腔穴由一對(duì)腔穴壁形成件902與904限定，這對(duì)形成件可以用任何合適的裝置(未示出)固定在一起。腔穴密封制品400包括中央隔離件512與邊緣板514與516(由于超出了橫截面故未看見邊緣板)，并且大致由520表示的密封件包括交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物內(nèi)層522與不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物外層524。腔穴密封制品500通過任何合適的裝置設(shè)置于腔穴900內(nèi)在預(yù)定位置，例如通過一托架910，其中僅能看見一個(gè)支腿912的一部分；密封制品通過一螺栓916被固定到托架的支腿912上。圖10表示圖9的腔穴密封制品在另一剖視圖，其中腔穴的縱軸線平行于紙面；并且更清楚地表示密封制品通過托架910設(shè)置于腔穴內(nèi)的方式。正如可看出的，密封制品通過螺栓916與螺母918固定到托架910的支腿912上，而托架的另一支腿914則通過螺栓920與螺母922固定到腔穴壁上。當(dāng)通過作用一足夠的溫度一足夠的時(shí)間來觸發(fā)密封制品時(shí)，密封件520的交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層522就形成泡沫而膨脹并且推動(dòng)不交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層524，其也形成泡沫和膨脹，以接觸腔穴壁，從而密封腔穴。圖11表示圖9的腔穴密封制品在形成泡沫后的情況，其中交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層522已經(jīng)形成泡沫并膨脹，以更充分地填充腔穴橫截面；并且未交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層524也已形成泡沫和膨脹，其被迫使與腔穴壁密封地接觸。
腔穴密封制品的結(jié)構(gòu)與組成支承件可以由具有所需結(jié)構(gòu)完整性與耐久性的任何材料來制備支承件，以允許儲(chǔ)藏本發(fā)明的腔穴密封制品，將密封制品放置到要密封的一腔穴內(nèi)，通過使密封件形成泡沫來密封腔穴，并且使用腔穴內(nèi)的密封制品，其潛在地具有一延長的使用時(shí)間，例如車輛的壽命。這需要在升高的溫度下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(例如在至少150℃的溫度下、最好是在至少180℃溫度下的穩(wěn)定性，和經(jīng)受在這些溫度下由密封制品的密封件形成泡沫所產(chǎn)生的力的能力)和長期的耐久性兩者。通常地，將由一高熔點(diǎn)熱塑性聚合物制備支承件，例如一高溫聚烯烴，一諸如尼龍的聚酰胺(例如尼龍6、尼龍46或尼龍66)，一聚酯(例如聚乙烯對(duì)苯二甲酸乙酯)，芳香聚醚，聚醚酮，或聚酰胺，一熱固性樹脂等；特別是可容易地形成所希望的形狀的一種材料。這些聚合物通常包含填料、抗氧化劑、阻燃劑、和/或例如聚合物品中傳統(tǒng)的其它穩(wěn)定劑，并且可包含顏料、增塑劑、增粘劑等。另外，聚合物可包含強(qiáng)化材料，例如玻璃纖維等，如果需要或希望的話。
支承件可以被形成為一單塊，例如通過模制，或由兩塊或多塊組裝，如前所述。
結(jié)構(gòu)上，支承件可以簡單到被形成為所希望的形狀的一合適的材料薄層，但是如果支承件相對(duì)較薄的話，則薄層的一側(cè)或兩側(cè)可由凸肋或模制到支承件內(nèi)的其它加強(qiáng)裝置來加強(qiáng)。如果需要的話，支承件可以由一泡沫材料制造，并且如果支承件包括一單塊合適的材料的話，例如正如上述第一實(shí)施例中的，或者如果支承件包括一中央隔離件和邊緣板的話，正如上述第五實(shí)施例中的，其中使用泡沫材料作為中央隔離件對(duì)于重量和成本具有優(yōu)點(diǎn)，則這尤為吸引人。
如果支承件的厚度不如密封件的厚度大，則可以使支承件的周邊較密封件的淺，并且在密封件上開設(shè)凹槽來容納支承件(例如如圖3所示)，或者可以被加厚到密封件同樣的厚度或大于密封件的厚度(例如如圖2和4所示)，以將密封件安裝在支承件上。
密封件本發(fā)明的腔穴密封制品的密封件的泡沫層的合適的成分為可發(fā)泡的聚合物成分，其具有適于所打算應(yīng)用的溫度范圍的一形成泡沫的溫度，例如在車身等的烤爐中遇到的溫度范圍的一形成泡沫的溫度。這種成分包含一基礎(chǔ)聚合物和一發(fā)泡劑，以促使聚合物形成泡沫。它們通常也包含填料、抗氧化劑、阻燃劑、和/或諸如在聚合物品中傳統(tǒng)的其它穩(wěn)定劑，并且可包含顏料、增塑劑、增粘劑、活化劑等。如果具有密封件的非泡沫形成層的話，則該非泡沫層的合適的成分通常包含同樣的基礎(chǔ)聚合物，填料等，但沒有發(fā)泡劑。
密封件(在本申請(qǐng)別處有時(shí)簡稱為“密封劑”)的非交聯(lián)聚合物層可以，并且最好包含一化學(xué)交聯(lián)劑來增強(qiáng)所獲得的可發(fā)泡的聚合物，并且也可包含一增粘劑來使密封制品到腔穴壁和支承件上的粘結(jié)最大，如果通過形成泡沫一非交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層構(gòu)成密封件的最內(nèi)層的話。如果密封劑和密封件的交聯(lián)層(在本申請(qǐng)別處有時(shí)簡稱為“激發(fā)劑(driver)”)是由兩種不同成分制造并且在交聯(lián)激發(fā)劑之前組裝的話(例如通過共同模制或共同擠壓密封件的激發(fā)劑與密封劑部分)，并且通過輻射來交聯(lián)激發(fā)劑，則密封劑可包含用來防止輻射交聯(lián)的一劑料(一“抗輻射劑”，例如一自由基猝滅劑，如胺)，從而整個(gè)密封件可以被照射，而僅激發(fā)劑通過輻射而被交聯(lián)。密封劑在形成泡沫前不交聯(lián)，這意味著其或者完全沒有交聯(lián)，或者有一較低程度的交聯(lián)，以至于其基本上保持一非交聯(lián)聚合物的形成泡沫和粘結(jié)特性。希望的是，密封劑因形成泡沫而交聯(lián)，這將在本申請(qǐng)后面更詳細(xì)的描述，因?yàn)檫@會(huì)給泡沫提供附加的穩(wěn)定性，但即使在形成泡沫后密封劑不交聯(lián)(如上面剛剛限定過的)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
密封件的交聯(lián)的聚合物激發(fā)劑層通常包含一化學(xué)交聯(lián)劑和一輻射交聯(lián)促進(jìn)劑(一“輻射促進(jìn)劑”)之一或兩者，以加強(qiáng)激發(fā)劑的輻射交聯(lián)。當(dāng)密封件的激發(fā)劑層化學(xué)交聯(lián)時(shí)，所選擇的交聯(lián)劑將是這樣的一種，其具有實(shí)質(zhì)上低于發(fā)泡劑的觸發(fā)溫度的一觸發(fā)溫度，從而激發(fā)劑可以在出現(xiàn)任何泡沫前交聯(lián)。當(dāng)密封件的激發(fā)劑層輻射交聯(lián)時(shí)，例如通過暴露到電子束照射中，則激發(fā)劑層通常包含一輻射交聯(lián)促進(jìn)劑；其量和類型可依照聚合物的成分來選擇。當(dāng)激發(fā)劑通過輻射來交聯(lián)時(shí)，照射的范圍將取決于激發(fā)劑的材料(聚合物、添加劑等)、輻射交聯(lián)促進(jìn)劑的類型和數(shù)量、密封制品的厚度等。用于電子束照射的典型的照射劑量將位于0.25與20Mrad(毫拉德)之間，最好是在0.5和10Mrad之間。
如果具有的話，則本發(fā)明的合適的非形成泡沫的非交聯(lián)層(例如圖2中的內(nèi)層222、圖6中的622等)將最好是由形成泡沫層的同樣的材料來制備，僅缺少發(fā)泡劑和任何有關(guān)的活化劑。
雖然本發(fā)明不需使密封制品的密封件的各層的成分相同，但它們應(yīng)當(dāng)相容，從而其相互密封并且所獲得的密封制品提供在使用時(shí)的一最佳密封。
密封件的激發(fā)劑與密封劑的聚合物的成分相同對(duì)于制造可能是便利的；如果由這樣的一可發(fā)泡的聚合成分的一單塊材料形成密封件，則可能是更方便的。在此情形中，密封件的激發(fā)劑層通常通過輻射來交聯(lián)，并且可發(fā)泡的聚合成分將包含用于密封劑的化學(xué)交聯(lián)劑和最好也包含一輻射交聯(lián)促進(jìn)劑兩者，以加強(qiáng)激發(fā)劑的輻射交聯(lián)。但是，更典型的是，密封件可以由獨(dú)立地制備然后裝配起來的兩層或多層來形成，這在本申請(qǐng)后面將進(jìn)一步描述。這種使用獨(dú)立地制備的密封件層允許密封件的各層的功能在使用時(shí)最優(yōu)。
合適的基礎(chǔ)聚合物可包括一寬范圍的聚合物，通常針對(duì)一具體的應(yīng)用來選擇，從而所獲得的密封件將在一方便的溫度下形成泡沫，以密封所要密封的腔穴并且在所打算的使用條件下穩(wěn)定。一合適的聚合物或聚合物的混合物因而具有低于所希望的在缺少交聯(lián)時(shí)形成泡沫的溫度的一軟化點(diǎn)，例如在低于形成泡沫的溫度的至少50℃的溫度下。聚合物或聚合物的混合物的熔化指數(shù)(由ASTM D-1238測量)希望從0.5～10，最好從3～7，并且在任何情況下最好被選擇成在形成泡沫的過程中給所獲得的密封件提供一適當(dāng)程度的膨脹。
因此合適的聚合物包括烯烴聚合物，例如非低密度的聚乙烯、低密度的聚乙烯、中密度的聚乙烯、高密度的聚乙烯、由茂金屬聚合制備的聚乙烯或乙烯共聚物(例如Exact[Exxon]和Engage[Dow])；乙烯共聚物，例如乙烯基醋酸鹽共聚物，乙烯甲基丙烯酸共聚物，乙烯丙烯酸共聚物，乙烯丁基丙烯酸脂共聚物；離聚物(例如Surlyn[dupont]和Iotek[Exxon])；乙烯三元共聚物例如乙烯基醋酸甲基丙酸烯共聚物；人造橡膠，例如聚乙烯丙烯橡膠，EPDM，腈橡膠，丁基橡膠，氯丁二烯，氯丁二烯乙烯，聚丙烯腈人造橡膠，氯磺化聚乙烯；熱塑性人造橡膠；和含氟聚合物，例如聚偏二乙烯氟化物，乙烯四氟化物乙烯共聚物，氟化乙烯丙烯共聚物，聚(亞氯化三氟乙烯)，乙烯亞氯化三氟乙烯共聚物，等；和上述任何兩種或多種的混合物。
例如，用于汽車工業(yè)的一腔穴密封制品的一合適的聚合物或聚合物的混合物在缺少交聯(lián)時(shí)可具有低于大約100℃、最好是低于95℃的一軟化點(diǎn)，其中烤爐溫度在115℃～250℃的范圍內(nèi)。這樣的聚合物可包括乙烯基醋酸共聚物(EVA)，乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMA)等，可任意地彼此混合或與諸如低密度的聚乙烯和/或離聚物的聚合物混合。一示例性的聚合物是EVA，其具有含量在5％～45％之間的一乙烯基醋酸，特別是在15％～35％之間，尤其是在25％～30％之間。
用于密封件組成的合適的填料包括無機(jī)填料，例如氧化鋅、硫酸鋇(Huberbrite)、碳酸鈣、氫氧化鎂等；每100分基礎(chǔ)聚合物中其濃度達(dá)大約40分。
選擇發(fā)泡劑來影響密封制品的密封件在一升高的溫度下的泡沫形成和膨脹，該溫度通常是在制造包含要密封的腔穴的產(chǎn)品的過程中所具有的溫度，例如，在一車身通過一噴漆烤爐的過程中通常的溫度(通常為115℃～250℃)。每100分基礎(chǔ)聚合物中合適的發(fā)泡劑將包括1～15分偶氮二碳氨化合物或磺酰苯酰肼。合適的偶氮二碳氨化合物發(fā)泡劑包括CelogenAZ 130或3990；而合適的改性偶氮二碳氨化合物發(fā)泡劑包括Celogen754或765，它們都由Uniroyal Chemical公司購得。合適的磺酰苯酰肼發(fā)泡劑包括以CelogenOT出售的P，P’-oxybis(磺酰苯酰肼)，和以CelogenTSH出售的P-磺酰甲苯酰肼，兩者都可由Uniroyal購得。發(fā)泡劑還可由劑料的一組合制造，這種組合取決于對(duì)于一具體應(yīng)用所需的膨脹程度；也可包括一發(fā)泡劑活化劑，例如二乙基烯乙二醇、尿素、二硝基五乙烯(dinitrosopentamethylenetetramine，DNPT)等。某些填料，例如氧化鋅(Kadox)也可用作發(fā)泡劑的活化劑。所增加的活化劑的量取決于發(fā)泡劑的選擇和所需的膨脹量。
也可具有阻燃劑，其種類和濃度應(yīng)能提供對(duì)密封制品的阻燃。這些可包括鹵化的阻燃劑，例如多溴化的芳香族化合物(如十溴基聯(lián)苯)等，例如與無機(jī)材料如三氧化銻的組合；或者可包括不鹵化的阻燃劑，例如前述作為填料的氫氧化鎂和三水化鋁。
化學(xué)交聯(lián)劑最好是與密封制品的基礎(chǔ)聚合物相容的一自由基交聯(lián)劑。優(yōu)選的化學(xué)交聯(lián)劑為過氧化物，例如bis(t-butylperoxy)diisopropybenzene，1，1-di-t-butylperoxy-3，3，5-三甲基環(huán)己烷，4，4-di-t-butylperoxy n-butyl戊酸鹽(Trigonox)，dicumylperoxide(Dicup)等。在大多數(shù)情況中，給每100分基礎(chǔ)聚合物提供1～5分化學(xué)交聯(lián)劑。
發(fā)泡劑與化學(xué)交聯(lián)劑將這樣選擇，從而化學(xué)交聯(lián)劑具有近似于發(fā)泡劑的一觸發(fā)溫度。例如，其可具有略低于發(fā)泡劑的一觸發(fā)溫度，從而泡沫在膨脹過程中保持穩(wěn)定性；但最好是在所獲得的泡沫通過化學(xué)交聯(lián)劑的作用完全交聯(lián)之前，交聯(lián)與形成泡沫反應(yīng)的動(dòng)力使得密封件的密封劑因加熱而膨脹并形成泡沫，并且粘結(jié)到腔穴的壁上。最好是，這樣選擇發(fā)泡劑的觸發(fā)溫度，從而發(fā)泡劑不易意外地觸發(fā)(例如通過在高于最優(yōu)混合溫度的一溫度下混合，在腔穴的焊接或其它泡沫形成過程中，其中密封制品置于該腔穴內(nèi)，或者在磷化處理、噴漆或其它涂層處理的過程中，或者干燥這樣的涂層的過程中)，而僅當(dāng)遇到其所需溫度時(shí)才觸發(fā)，此時(shí)密封制品的密封件將形成泡沫，例如在烤爐中所具有的。
輻射交聯(lián)促進(jìn)劑可以從傳統(tǒng)用來促進(jìn)聚合物交聯(lián)的物質(zhì)中選擇，例如三烯丙基氰尿酸鹽(TAC)、三烯丙基等氰尿酸鹽(TAIC)、三烯丙基偏苯三酸酯、三烯丙基trimesate、tetraallylpyromellite、1，1，3-trimethyl-5-carboxy-4(4-carboxyphenyl)indane的己二烯脂，三羥甲基丙烷偏苯三酸(TMPTM，Sartomer 350)，pentacerythritol trimethacrylate，tri(2-acryloxyethyl)異氰脲酸酯，tri(2-methacryloxyethyl)偏苯三酸酯等及其組合物。
如果具有的話，則增粘劑應(yīng)被選擇成增強(qiáng)密封制品在非交聯(lián)層(例如最外層，并且可以是任何內(nèi)部非交聯(lián)層，例如圖2中的層222)在膨脹時(shí)的粘著性，但不至于其表面在形成密封制品后和膨脹前具有粘著性，因?yàn)樵趯⒚芊庵破烦醮畏胖玫角谎▋?nèi)的過程中，通常希望密封制品應(yīng)當(dāng)是干燥的和不粘著的。希望的是，為了在膨脹溫度下增強(qiáng)基礎(chǔ)聚合物的粘結(jié)質(zhì)量，增粘劑將具有相對(duì)低的摩爾重量，無很大的結(jié)晶性，在至少50℃(最好是更高，接近基礎(chǔ)聚合物的軟化點(diǎn))以上的一環(huán)球式軟化點(diǎn)，并且與具有的基礎(chǔ)聚合物及其它聚合物相容。每100分基礎(chǔ)聚合物可具有的增粘劑達(dá)30分。合適的增粘劑包括酚醛清漆樹脂，局部聚合的樹脂，妥爾油松香酯，低摩爾重量芬香熱塑性樹脂，從Hercules Chemicai公司可購得的Picco和Piccotac等。
抗氧化劑、粘結(jié)促進(jìn)劑、增塑劑、顏料等可以采用傳統(tǒng)的量。
示范性的配方包括


在這些配方中，配方A和C特別應(yīng)用于本發(fā)明的密封制品的一密封件的密封劑層的制造，而配方B和D則應(yīng)用于密封制品的密封件的激發(fā)劑與密封劑層兩者的制造。當(dāng)然，如果一配方僅用于非交聯(lián)層的制造，則不需輻射交聯(lián)促進(jìn)劑；而如果一配方僅用于一不可發(fā)泡的非交聯(lián)層的制造，則既不需要一發(fā)泡劑，也不需要一輻射交聯(lián)促進(jìn)劑。
可通過聚合物混合領(lǐng)域傳統(tǒng)的方法來制備組合物，例如通過在諸如一Banbury或Brabender型的混合器的一高剪切混合器中混合，并且仔細(xì)確?；旌蠝囟炔恢劣谏叩竭@樣的一程度，以至于化學(xué)交聯(lián)劑或發(fā)泡劑被觸發(fā)。一般地，首先添加基礎(chǔ)聚合物、其它聚合物/增粘劑(如果有的話)和抗氧化劑，并且被混合均勻。填料、粘合促進(jìn)劑、顏料(如果有的話)可以與基礎(chǔ)聚合物混合，或者在基礎(chǔ)聚合物通過混合而軟化后添加。這些第一混合階段對(duì)于溫度不是特別敏感。一旦添加了除發(fā)泡劑與交聯(lián)劑外的所有成分并且完全混合，則在添加這些最終劑料時(shí)溫度控制變得重要起來。因此，混合器被冷卻，從而組合物的溫度不超過95℃，并且最好是不超過80℃；添加發(fā)泡劑、加速劑、交聯(lián)劑和任何增塑劑，并且所獲得的組合物在控制的溫度條件下經(jīng)受高剪切混合，直到組合物均勻?yàn)橹?。然后組合物被冷卻，例如通過帶有冷卻滾筒的一雙滾筒碾磨器來處理。
所獲得的大量的組合物然后可用任何合適的方法形成用于本發(fā)明的腔穴密封制品的密封件的合適的形狀。用于制造密封件的一特別方便的方法是構(gòu)成密封件的每一層被獨(dú)立地配制并且被拉伸或滾壓成合適寬度的薄層，這些薄層被疊層在一起，并且所獲得的疊層制品被切割成用于腔穴密封制品的合適厚度的條帶(這里所用的術(shù)語“寬度”與“厚度”是涉及最終的物品，如前所述)。密封層條帶然后與支承件組裝，形成密封制品。
用于制造本發(fā)明的腔穴密封制品的各密封件層的具體組合物并不是嚴(yán)格的；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)其技術(shù)能力與本發(fā)明的公開，包括在此引用的參考文獻(xiàn)，將沒有困難地確定制備用于本發(fā)明的物品的一密封件或者優(yōu)化用于一特定應(yīng)用的這種組合物的合適的配方。
腔穴密封制品的制造一般地，根據(jù)本發(fā)明的一腔穴密封制品被專門配制和形成為用于在要密封的一特定腔穴中使用。在汽車或其它車輛制造中尤其如此，其中腔穴可能具有非常不同的橫截面，并且密封件的質(zhì)量對(duì)于提供一潮氣、聲音和顆粒的屏障十分重要。
本發(fā)明的腔穴密封制品的厚度通常在3mm與13mm之間，更典型地是在5mm與8mm之間。
如前所述，本發(fā)明的腔穴密封制品包括由一密封件環(huán)繞的一支承件，其形狀與尺寸將基于腔穴橫截面與密封件的形成泡沫的特性來選擇。密封制品的橫截面最好被選擇成在密封層形成泡沫前密封制品將基本上但不完全地充滿腔穴橫截面。一般地，密封制品在支承件的平面內(nèi)將具有小于腔穴橫截面在要密封位置的線性尺寸在2mm與16mm之間的線性尺寸，(即密封制品與腔穴壁之間的間隙將在1mm與8mm之間)；最好是，密封制品在支承件的平面內(nèi)將具有小于腔穴橫截面在要密封位置的線性尺寸在6mm與10mm之間的線性尺寸，(即密封制品與腔穴壁之間的間隙將在3mm與5mm之間)。
支承件的尺寸與密封件的寬度將根據(jù)密封件的各層在形成泡沫時(shí)的膨脹程度(即如果密封制品形成泡沫而沒有由腔穴壁限制的話，密封制品在形成泡沫后將大于腔穴尺寸的程度)和在腔穴壁與形成泡沫的密封件之間所希望的過盈來確定。為方便起見，希望密封件具有在4mm與20mm之間的一寬度，最好在8mm與16mm之間，以獲得寬度在2與10mm之間、最好在3與8mm之間的各個(gè)密封件層。一般地，支承件在其平面內(nèi)將具有小于腔穴橫截面在要密封位置的線性尺寸在8mm與40mm之間的線性尺寸，(即在支承件與腔穴壁之間的“填充”間隙將在4mm與20mm之間)；最好是，支承件在其平面內(nèi)將具有小于腔穴橫截面在要密封位置的線性尺寸在16mm與32mm之間的線性尺寸，(即在支承件與腔穴壁之間的“填充”間隙將在8mm與15mm之間)。
密封件及其各層的寬度可以在密封制品的不同部分之間變化，這具體取決于要密封的腔穴形狀的復(fù)雜程度。例如，如果腔穴為相對(duì)規(guī)則的形狀并且腔穴壁相對(duì)光滑(沿方向無突變)，則在密封制品與腔穴壁之間的一相對(duì)較大的間隙可能是需要的，從而當(dāng)要密封的腔穴是由完全浸入來噴漆的一汽車支柱時(shí)，允許油漆容易流動(dòng)。在這樣的一情形中，填充間隙也通常較大，并且相應(yīng)地密封件將具有較大的寬度。但是，如果腔穴是相對(duì)不規(guī)則的形狀，則在密封制品與腔穴壁之間可能需要的較窄的間隙；并且在這樣的一情形中，填充間隙也較小并且密封件具有較小的寬度。這樣，可以用本發(fā)明的腔穴密封制品以在密封制品的不同位置的不同的間隙、填充間隙和密封件厚度來填充一復(fù)雜形狀的腔穴。
一般地，當(dāng)密封件有均勻的寬度時(shí)，將以這樣的一方式在各層之間來分割密封件的該寬度，即交聯(lián)的可形成泡沫層的寬度將在整個(gè)密封件寬度的25％與75％之間，尤其是大約50％；并且如果密封件包括3層的話，則內(nèi)部非交聯(lián)層的寬度通常不大于外部非交聯(lián)的可形成泡沫層的寬度。
特別是如果腔穴為非規(guī)則形狀，則在腔穴的橫截面內(nèi)密封件的構(gòu)造可以在形狀不規(guī)則的方向增大，尤其是在頂點(diǎn)處，以確保非交聯(lián)的密封劑層被完全壓入這些不規(guī)則位置和頂點(diǎn)處，并且所獲得的泡沫完全填充和密封腔穴，如前所述。密封制品的密封劑層將相對(duì)均勻地環(huán)繞在支承件平面內(nèi)的激發(fā)劑層，并且成為這樣的一尺寸，即其在膨脹的過程中提供足夠的密封泡沫(即仍未交聯(lián))，以完全地填充在密封制品與腔穴壁之間的所有空間，并且最好是粘結(jié)到密封件與腔穴壁上。因此，密封劑層的最佳尺寸將取決于例如密封劑層材料的體積膨脹、其膨脹的程度、膨脹的激發(fā)劑層將填充腔穴的程度等因素；并且根據(jù)該公開，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可知，在設(shè)計(jì)本發(fā)明的一腔穴密封制品時(shí)，對(duì)這些材料與尺寸作實(shí)質(zhì)性變化也是可能的。
密封件的各層將被選擇成當(dāng)密封件形成泡沫時(shí)由密封制品來密封腔穴。最好是，為有助于確保密封，將這樣選擇各層的寬度及其膨脹量，從而密封層如果以一非限制的方向形成的話，將更完全地填充在預(yù)定位置的腔穴，從而在形成泡沫的密封件與腔穴壁之間將具有一“過盈”；從而密封件在實(shí)際使用中將經(jīng)歷由腔穴壁限制的一膨脹。密封件的主要“填充”作用一般由交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物層來提供。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過其技術(shù)能力和本發(fā)明的公開，將無困難地確定本發(fā)明的支承件與密封件的合適的尺寸與材料或者優(yōu)化用于一特定應(yīng)用的一給定設(shè)計(jì)。
腔穴密封制品的使用本發(fā)明的腔穴密封制品通過放置于要密封的腔穴內(nèi)而使用，最好是居中地放置于腔穴橫截面中并且密封制品的橫截面大致對(duì)齊腔穴的橫截面?？梢杂帽绢I(lǐng)域中傳統(tǒng)的方式將密封制品置于腔穴中，例如通過經(jīng)一孔安置到已經(jīng)形成的一腔穴內(nèi)，或者更通常的是通過固定到兩個(gè)或多個(gè)壁件之一上，然后將它們安裝在一起來形成腔穴。本發(fā)明的腔穴密封制品的一特征是，由于使用密封制品的支承件與密封件來使其腔穴填充與密封功效最大，因此密封制品在腔穴內(nèi)的準(zhǔn)確的放置不象現(xiàn)有技術(shù)的腔穴密封中那樣定位嚴(yán)格，雖然當(dāng)本發(fā)明的密封制品合適地放置到腔穴內(nèi)時(shí)顯然以該密封制品來密封一腔穴是最佳的。密封制品將通過安裝在一托架或其它支架(例如如圖6、7和8所示)上來安放。在一些例子中，要密封的腔穴具有將腔穴密封制品支承在一所需位置的一個(gè)或一些結(jié)構(gòu)部分，特別是如果支承件已經(jīng)為該位置被模制或形成為一預(yù)定的形狀并且/或者提供有嚙合這些部分的模制特征(例如孔或突起)的話。在其它例子中，密封制品可形成有這樣的特征，例如從密封制品的支承件延伸的突起，從而該突起嚙合腔穴，以提供密封制品在預(yù)定位置的正確的放置。密封制品的支承件也可設(shè)有夾子等，以嚙合腔穴壁內(nèi)的孔；或者可設(shè)有孔，以嚙合形成在或者連結(jié)到腔穴壁上的突起、夾子等。更一般地，密封制品可通過固定到一托架上來放置，然后將托架固定到或者牢固地定位到腔穴內(nèi)，正如在本領(lǐng)域中對(duì)其它可發(fā)泡的腔穴密封件公知的。這表示在圖6、7和8中，并且如前所述。根據(jù)其技術(shù)能力和本發(fā)明的公開，顯然本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能使用其它的方式來將本發(fā)明的密封制品放置到要密封的一腔穴內(nèi)，并且所有的這些方式均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
由于本發(fā)明的密封制品的支承件被選擇成即使在密封件被觸發(fā)并且形成泡沫的溫度下也尺寸穩(wěn)定，因此密封制品可以用一簡單的支承方式放置到要密封的腔穴內(nèi)，而不需進(jìn)行牢固的支承來放置其在加熱和形成泡沫的過程中松弛(特別是當(dāng)要密封的橫截面為頂點(diǎn)并且密封制品的松弛趨于造成密封材料脫離開在密封制品上的腔穴壁時(shí))。結(jié)果，本發(fā)明的腔穴密封制品不需昂貴地或復(fù)雜地安裝在要密封的腔穴內(nèi)，而在使用時(shí)仍能提供一極好的密封。
當(dāng)密封制品被安放在一車輛的一腔穴內(nèi)時(shí)，該密封制品最好這樣放置，從而在觸發(fā)和形成泡沫前在環(huán)繞腔穴內(nèi)的周圍具有一幾乎完全的間隙，從而允許進(jìn)行磷化、防銹、電化學(xué)噴漆和其它處理，例如對(duì)車身所通常進(jìn)行的處理。當(dāng)密封制品安放在不進(jìn)行噴漆等的一腔穴內(nèi)時(shí)，不需這樣的間隙。
當(dāng)希望本發(fā)明的密封制品的密封件形成泡沫時(shí)，密封制品被暴露于一足夠的溫度下一足夠的時(shí)間，以觸發(fā)發(fā)泡劑和化學(xué)交聯(lián)劑。合適的時(shí)間與溫度取決于所使用的密封件的應(yīng)用，并且可包括在100℃與300℃之間或更大的溫度，持續(xù)5～100分鐘的時(shí)期。一般地，在新車身的密封通道中，當(dāng)車身被放置在一噴漆烤爐中來凝固以前噴涂的油漆時(shí)將出現(xiàn)該熱觸發(fā)，并且該溫度和時(shí)間一般在115～250℃和10～40分鐘之間，例如在160℃下保持25分鐘，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白其它的溫度與時(shí)間也可能是合適的。而且，可通過其它加熱源(例如局部加熱，如局部的感應(yīng)加熱)來使密封件形成泡沫，例如如果是用于修理的目的或者被放置在一大的結(jié)構(gòu)中的話。通過加熱，密封制品的密封件的非交聯(lián)的密封劑部分軟化并形成泡沫，同時(shí)密封件的交聯(lián)的激發(fā)劑部分以均勻的方式形成泡沫，以推動(dòng)密封劑與腔穴的壁緊密地密封接觸。然后密封劑部分的泡沫化學(xué)地交聯(lián)，使密封劑的泡沫穩(wěn)定，從而插入件形成一穩(wěn)定的堵塞，填充腔穴的整個(gè)橫截面并且緊密地粘結(jié)到腔穴壁上，用作一潮氣、聲音和顆粒的屏障。
本發(fā)明由下列例子來舉例說明例子1由低碳鋼制備大致梯形的一測試腔穴。梯形的底邊為76mm，頂邊為70mm，高為67mm。梯形的兩個(gè)頂角被修圓，并且兩個(gè)底角收縮焊接，形成尖銳頂點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一腔穴密封制品如下所述地制備支承件支承件以圖5所示的方式制備，即帶有一中央隔離件，其具有在任一側(cè)的邊緣板，以構(gòu)成繞支承件周邊的一通道。中央隔離件為一梯形，其底邊為44mm，頂邊為38mm，高為35mm，由6.5mm厚的尼龍66制造。每一邊緣板為梯形，其底邊為57mm，頂邊為51mm，高為48mm，由3.2mm厚的尼龍66制造。隔離件與邊緣板用4個(gè)3mm螺栓裝配，從而所獲得的支承件構(gòu)成底邊為44mm、頂邊為38mm、高為35mm的一梯形，帶有6.5mm厚和圍繞其周邊6.5mm深的一通道。
密封件密封件也如圖5所示制備。由下列配方制備一可發(fā)泡的薄層成分所占重量分?jǐn)?shù)Elvax 470(EVA，duPont) 80Evatane 28-05(EVA，28％VA，MFI， 20Atochem)Irganox 1076(抗氧化劑，Ciba- 2Geigy)Kadox 911(氧化鋅)10OMYA-Car-UFT(碳酸鈣) 30Raven C Ultra Beads(碳黑)2Piccotac 95(增粘劑，Hercules)15Varox DCP40KE(過氧化物交聯(lián)劑， 4Vanderbilt)Celogen OT(發(fā)泡劑，Uniroyal) 5Sartomer 350(輻射交聯(lián)促進(jìn)劑，5Sartomer)
一Brabender混合器被設(shè)置在80℃；并且除Varox、Celogen和Sartmoer外，所有材料被添加和混合均勻。然后添加并混合均勻Varox、Celogen和Sartmoer，確?；旌掀鞯臏囟仍诨旌咸幚磉^程中保持低于80℃。被混合的材料然后被制作成團(tuán)，以提供一基礎(chǔ)的未交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物球丸。由這些球丸在大約100℃(低于Varox與Celogen的分解溫度)模制5cm×5cm×6.5mm的薄層。一薄層以4.8Mrad(毫拉德)的3.5MeV(兆電子伏)的電子照射，以形成一交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物“激發(fā)劑”；同時(shí)一第二可發(fā)泡的聚合物薄層保持未交聯(lián)，以形成“密封劑”。每一這些薄層具有大約150％的一不受約束的線性膨脹。兩個(gè)薄層在100℃下用壓力疊層起來，并且所獲得的疊層薄層被切割成6.5mm寬的條帶(條帶的寬度變成所獲得的密封件的厚度)。
裝配由疊層的薄層條帶切割4塊，以安裝支承件的4邊，以交聯(lián)的聚合物層形成密封件的內(nèi)層(靠近隔離件的層)和以未交聯(lián)的聚合物層形成密封件的外層。塊的端部被加工成錐形，從而這4塊構(gòu)成環(huán)繞支承件的隔離件的一空心梯形。最終的密封制品由此形成底邊為70mm、頂邊為64mm和高為61mm的一梯形，其密封件的厚度為6.5mm。
通過一L形托架將密封制品放置到腔穴內(nèi)，其中L形托架的一支腿經(jīng)支承件的中央用螺紋連接，而另一支腿則螺紋連接到腔穴壁上，居中于腔穴的橫截面內(nèi)，從而在密封制品與腔穴壁之間繞密封制品的周邊具有大約3mm的間隙；該間隙使得密封層的膨脹受到腔穴壁的限制。
包含密封制品的測試腔穴被放置在一180℃的烤爐內(nèi)30分鐘，然后取出并且冷卻。
測試腔穴的測試表明密封制品的密封件的內(nèi)部交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物(激發(fā)劑)層已經(jīng)形成泡沫并且膨脹到支承件內(nèi)的通道以外，形成一均勻的泡沫，帶有小的封閉的小單元。該泡沫已迫使密封件的外部未交聯(lián)的可發(fā)泡的聚合物(密封劑)層緊密地接觸測試腔穴的壁。密封制品的密封劑層也已經(jīng)形成泡沫，盡管是以不那么均勻的方式并且在表面上帶有可見的開口單元，但是通過激發(fā)劑層與支承件，已經(jīng)完全填充了測試腔穴的橫截面并且顯示出極好地粘結(jié)到腔室壁上。
所獲得的形成泡沫的密封制品不粘附并且不吸收潮氣，并且能有效地密封腔穴。
雖然結(jié)合具體的實(shí)施例和例子描述了本發(fā)明，但通過該公開，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可知在此具體公開的材料與技術(shù)的等同物也可應(yīng)用于本發(fā)明，并且這樣的等同于將被包括在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一腔穴密封制品，包括(a)一平面支承件；和(b)一密封件，其包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一可發(fā)泡聚合物，該密封件包括在支承件的平面內(nèi)緊密接觸的至少兩個(gè)層，最外層包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和一內(nèi)層包括一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的密封制品，其特征是密封件包括在支承件平面內(nèi)的一內(nèi)層與一外層，內(nèi)層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和外層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該內(nèi)層緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的密封制品，其特征是密封件包括在支承件的平面內(nèi)的一內(nèi)層、一中間層和一外層，內(nèi)層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，中間層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該內(nèi)層緊密接觸的交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和外層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該中間層緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
4.在由腔穴壁限定的一縱向延伸的腔穴內(nèi)使用的一腔穴密封制品，該腔穴具有在腔穴壁內(nèi)的一橫截面，該橫截面將在一預(yù)定的位置被密封，該密封制品包括(a)一平面支承件；和(b)一密封件，其包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一可發(fā)泡聚合物，該密封件包括在支承件的平面內(nèi)緊密接觸的至少兩個(gè)層，最外層包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和一內(nèi)層包括一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，該密封制品具有這樣的一尺寸和形狀，即密封制品在預(yù)定的位置不完全地占據(jù)腔穴的橫截面，并且密封制品的密封件具有這樣的膨脹和密封特性，即當(dāng)密封制品被放置在腔穴內(nèi)的該預(yù)定位置并且密封件發(fā)泡時(shí)，發(fā)泡的最外層被迫使與腔穴壁緊密和密封地接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封件包括在支承件平面內(nèi)的一內(nèi)層與一外層，內(nèi)層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和外層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該內(nèi)層緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
6.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封件包括在支承件的平面內(nèi)的一內(nèi)層、一中間層和一外層，內(nèi)層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，中間層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該內(nèi)層緊密接觸的交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和外層包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該中間層緊密接觸的一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
7.如權(quán)利要求6所述的密封制品，其特征是內(nèi)層包括一未交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
8.如權(quán)利要求6所述的密封制品，其特征是內(nèi)層包括一不交聯(lián)的不可發(fā)泡的聚合物。
9.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封件的層包括同樣的聚合物。
10.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物是一輻射交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
11.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封件層由獨(dú)立的聚合物塊形成。
12.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是支承件和/或密封件設(shè)有嚙合裝置，用于將支承件固定到密封件上。
13.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封制品具有在3mm與13mm之間的一厚度。
14.如權(quán)利要求13所述的密封制品，其特征是密封制品具有在5mm與10mm之間的一厚度。
15.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封制品具有基本上對(duì)應(yīng)于腔穴橫截面的一形狀。
16.如權(quán)利要求15所述的密封制品，其特征是在預(yù)定位置密封制品具有小于腔穴橫截面的線性尺寸2～16mm的線性尺寸。
17.如權(quán)利要求16所述的密封制品，其特征是在預(yù)定位置密封制品具有小于腔穴橫截面的線性尺寸6～10mm的線性尺寸。
18.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是在預(yù)定的位置支承件具有大致對(duì)應(yīng)于腔穴橫截面的一橫截面形狀。
19.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是還包括將密封制品定位在腔穴內(nèi)的預(yù)定位置的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的密封制品，其特征是定位裝置包括一安裝件，其被固定到密封制品上并且適于裝配在腔穴內(nèi)并與腔穴相互作用，從而當(dāng)密封制品被放置在預(yù)定的位置時(shí)，安裝件位于并且朝向在預(yù)定位置的橫截面內(nèi)的密封制品。
21.如權(quán)利要求4所述的密封制品，其特征是密封件包括繞支承件以隔開的關(guān)系設(shè)置的兩個(gè)部分，從而當(dāng)密封制品被放置腔穴內(nèi)的預(yù)定位置并且密封件發(fā)泡時(shí)，發(fā)泡的最外層的這兩部分以隔開的關(guān)系被迫使與腔穴壁緊密和密封地接觸，由此形成一雙重密封。
22.密封由腔穴壁限定的一縱向延伸的腔穴的方法，該腔穴具有在腔穴壁內(nèi)的一橫截面，該橫截面將在一預(yù)定的位置被密封，該方法包括(i)提供一腔穴密封制品，其包括(a)一平面支承件；和b)一密封件，其包括環(huán)繞并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一可發(fā)泡聚合物，該密封件包括在支承件的平面內(nèi)緊密接觸的至少兩個(gè)層，最外層包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物，和一內(nèi)層包括一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物；(ii)將密封制品放置在預(yù)定位置的腔穴橫截面內(nèi)；和(iii)加熱密封制品一足夠的時(shí)間和加熱到一足夠的溫度，從而密封制品的密封件發(fā)泡，從而密封制品在腔穴的橫截面內(nèi)形成一膨脹的屏障并且密封到腔穴壁上。
23.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征是腔穴是在一汽車的單體車架內(nèi)的一腔穴，并且加熱的步驟包括在一噴漆烤爐內(nèi)焙烤汽車車架。
全文摘要
一腔穴密封制品(100)包括:(a)一平面支承件(110);和(b)一密封件(120),其包括環(huán)線并且在支承件的平面內(nèi)與該支承件緊密接觸的一可發(fā)泡聚合物,該密封件(120)包括在支承件(110)的平面內(nèi)緊密接觸的至少兩層,最外層(124)包括一不交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物,和一內(nèi)層(122)包括一交聯(lián)的可發(fā)泡聚合物。
文檔編號(hào)F16J15/14GK1296451SQ99804063
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期1999年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者E·齊德茲克, P·M·戈德弗雷, R·J·常, K·達(dá)維斯 申請(qǐng)人:泰科電子有限公司