微致密密封件、制造其的组合物和方法技术

提供一种微致密密封件。该微致密密封件包括具有密度小于0.70g/cm

Micro-compact seals, compositions and methods for manufacturing them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微致密密封件、制造其的组合物和方法公开领域本公开大体上涉及可用于形成微致密密封件的组合物，更特别涉及用于形成车辆中的微致密密封件的组合物和制造这些组合物和密封件的方法。公开背景汽车制造商不断寻找改进汽车的燃料效率的方式。实现其的一种方式涉及降低用于构造汽车的组件的重量。降低汽车挡风雨条配方的重量的常用方法涉及使用发泡剂。发泡剂的添加在挡风雨条的横截面中产生孔隙，由此提供可能显著的重量节省。汽车挡风雨条配方可由热塑性弹性体，如热塑性硫化橡胶(TPV)或苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)构成以实现所需性能。热固性弹性体，如乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶也可用于这种类型的用途。致密TPV和SEBS材料通常具有0.9g/cc至1.1g/cc的密度并且对于微致密用途通常使用发泡剂发泡到大约0.75g/cc至0.80g/cc。致密EPDM橡胶配方倾向于具有1.1g/cc至1.3g/cc的更高密度并且对于微致密用途使用发泡剂发泡到0.85g/cc–1.1g/cc。这两种方法都可用于制造汽车的车身固定(body-mounted)挡风雨条，但成本相对较高并产生具有相对较高密度的密封件，其没有提供显著的车辆重量减轻。此外，从工艺角度看EPDM基密封件同样昂贵。EPDM组成成分通常在运输到挤出设施之前在一步或两步法中混合在一起。在挤出设施，成分和橡胶化合物一起挤出以形成最终材料，随后将其成型为汽车玻璃接触挡风雨条。因此，用于制造挡风雨条的挤出法可取决于EPDM或其它类型的树脂的类型包括许多阶段，并可能另外需要大长度的固化炉。例如，可能需要由天然气和/或电供能的长度长达80码的挤出线。使用大量的天然气和/或电力能源为用于硫化EPDM橡胶化合物的热空气炉、微波炉、红外炉或其它类型的设备提供燃料。硫化过程也产生烟气，其必须排出和监测以符合环境要求。总之，用于制造这些传统EPDM基密封件的方法非常耗时、昂贵并且不环保。考虑到与现行TPV-、SEBS-和EPDM-基密封技术相关的缺点，汽车工业需要开发用于制造更简单、重量更轻、成本更低、具有优异的长期负荷损失(LLS)(即长期密封玻璃和窗户的能力)并且更环保的挡风雨条，特别是发泡密封件(seals)和密封元件(sealingelements)的新组合物和方法。公开概述根据本公开的一个方面，公开了一种微致密密封件。所述微致密密封件包括包含具有小于0.70g/cm3的密度的发泡硅烷交联聚烯烃弹性体的组合物。所述微致密密封件表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约5.0％至大约35.0％的压缩变定。根据本公开的另一方面，公开了一种发泡硅烷交联聚烯烃共混物。所述发泡硅烷交联聚烯烃共混物包括具有小于0.86g/cm3的密度的第一聚烯烃、具有小于40％的结晶度百分比的第二聚烯烃、硅烷交联剂和微囊化发泡剂。所述发泡硅烷交联聚烯烃共混物表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约5.0％至大约35.0％的压缩变定。所述发泡硅烷交联聚烯烃共混物在固化后具有小于0.70g/cm3的密度。根据本公开的再一方面，公开了一种制造微致密密封件的方法。所述方法包括步骤：一起挤出具有小于0.86g/cm3的密度的第一聚烯烃、具有小于40％的结晶度的第二聚烯烃、硅烷交联剂和接枝引发剂以形成硅烷接枝聚烯烃共混物；一起挤出所述硅烷接枝聚烯烃共混物、缩合催化剂和微囊化发泡剂以形成发泡硅烷可交联聚烯烃共混物；将所述发泡硅烷可交联聚烯烃共混物模制成未固化的海绵密封元件；和使所述发泡可交联聚烯烃共混物在环境温度和环境湿度下交联以使所述元件成型为具有大约0.60g/cm3至大约0.69g/cm3的密度并包含发泡硅烷交联聚烯烃共混物的微致密密封件。所述微致密密封件表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约5.0％至大约35.0％的压缩变定。本领域技术人员在研究下列说明书、权利要求书和附图后会理解和认识到本专利技术的这些和其它方面、目的和特征。附图简述在附图中：图1是具有多个根据本公开的一些方面的挡风雨条微致密密封件的车辆的正面透视图；图2是根据本公开的一些方面的初级(primary)挡风雨条密封件的横截面视图；图3是根据本公开的一些方面的微致密密封件的示意性横截面视图，伴随着用于图解说明的实际微致密密封件的横截面和放大视图；图4是根据本公开的一些方面用于图1中所示的车辆的多个微致密密封件的示意性视图；图5A-5I是根据本公开的一些方面在图4中提供的代表性微致密密封件的各种横截面视图；图6是用于制造根据本公开的一些方面的硅烷交联聚烯烃弹性体的示意性反应路径；图7是使用根据本公开的一些方面的两步Sioplas法用硅烷交联聚烯烃弹性体制造微致密密封件的方法的流程图；图8A是根据本公开的一些方面的反应性双螺杆挤出机的示意性横截面视图；图8B是根据本公开的一些方面的单螺杆挤出机的示意性横截面视图；图9是使用根据本公开的一些方面的单步Monosil法用硅烷交联聚烯烃弹性体制造微致密密封件的方法的流程图；图10是根据本公开的一些方面的反应性单螺杆挤出机的示意性横截面视图；且图11是图解与EPDM化合物比较的微致密硅烷交联聚烯烃弹性体的应力/应变行为的曲线图。实施方案的详述对本文中的描述而言，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应该是指如图1中所示的车辆中定向的本公开的微致密密封件。但是，要理解的是，除非明确地作出相反的规定，该装置可呈现各种替代性的朝向和步骤顺序。还要理解的是，附图中所示和下列说明书中描述的具体装置和方法仅是所附权利要求书中规定的本专利技术的构思的示例性实施方案。因此，除非权利要求书明确地另行规定，与本文中公开的实施方案相关的具体尺寸和其它物理特征不应被视为限制。本文中公开的所有范围包括列举的端点并可独立地组合(例如，“2至10”的范围包括端点2和10和所有中间值)。本文中公开的范围的端点和任何值不限于精确范围或值；它们足够不精确以包括接近这些范围和/或值的值。被“大约”和“基本”之类的术语修饰的值不限于指定的精确值。近似语可对应于用于测量该值的仪器的精度。修饰词“大约”也应被认为公开了由两个端点的绝对值规定的范围。例如，短语“大约2至大约4”也公开了范围“2至4”。本文所用的术语“和/或”当用于两个或更多个项目的名单时是指所列项目的任一个可独自使用，或可使用两个或更多个所列项目的任何组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，该组合物可含有仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。参考图1-5I，提供了微致密密封件12。一般而言，本公开的微致密密封件12包括具有密度小于0.70g/cm3的发泡硅烷交联聚烯烃弹性体的组合物。该微致密密封件可表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约5.0％至大约35.0％的压缩变定。该发泡硅烷交联聚烯烃弹性体可由包括具有小于0.86g/cm3的密度的第一聚烯烃、具有小于60％的结晶度的第二聚烯烃、硅烷交联剂、接枝引发剂、缩合催化剂和微囊化发泡剂的共混物制成。本公开利用通过硅烷接枝交联的低密度高弹性聚合物，如硅烷交联聚烯烃弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微致密密封件，其包含：包含具有小于0.70g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.10 US 62/497,9541.一种微致密密封件，其包含：包含具有小于0.70g/cm3的密度的发泡硅烷交联聚烯烃弹性体的组合物，其中所述微致密密封件表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约40.0％至大约78.0％的压缩变定。2.权利要求1的微致密密封件，其中所述硅烷交联聚烯烃弹性体包含具有小于0.86g/cm3的密度的第一聚烯烃、具有小于40％的结晶度百分比的第二聚烯烃、硅烷交联剂、接枝引发剂、缩合催化剂和微囊化发泡剂。3.权利要求1或权利要求2的微致密密封件，其中根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的压缩变定为大约15.0％至大约35.0％。4.权利要求1-3任一项的微致密密封件，其中所述密度为大约0.60g/cm3至大约0.69g/cm3。5.权利要求1-4任一项的微致密密封件，其中所述硅烷交联聚烯烃弹性体表现出大约50％至大约75％的结晶度。6.权利要求1-5任一项的微致密密封件，其中所述硅烷交联聚烯烃弹性体表现出大约-75℃至大约-25℃的玻璃化转变温度。7.权利要求1-6任一项的微致密密封件，其中所述组合物是热固性材料，但在加工过程中表现出热塑性性质。8.权利要求1-7任一项的微致密密封件，其中所述微致密密封件表现出根据ASTMD2244测得的大约0.25ΔE至大约2.0ΔE的天候色差。9.权利要求1-8任一项的微致密密封件，其中其进一步包含：着色剂。10.一种发泡硅烷交联聚烯烃共混物，其包含：具有小于0.86g/cm3的密度的第一聚烯烃；具有小于40％的结晶度百分比的第二聚烯烃；硅烷交联剂；和微囊化发泡剂，其中所述发泡硅烷交联聚烯烃共混物表现出根据ASTMD395(22hrs@70℃)测得的大约40.0％至大约78.0％的压缩变定，且其中所述发泡硅烷交联聚烯烃共混物具有小于0.70g/cm3的密度。11.权利要求10的发泡硅烷交联聚烯烃共混物，其中第一聚烯烃包含大约60重量％至大约...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·高普兰，R·J·伦哈特，嵇根定，R·赫德史密斯，
申请(专利权)人：库珀标准汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国,US