機動車玻璃窗等的密封條的製作方法

2023-05-28 16:46:26

專利名稱：機動車玻璃窗等的密封條的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來密封機動車玻璃窗等的密封條。尤其地，本發明涉及一種具有覆蓋一部分聚烯烴擠壓物的玻璃接觸層的密封條，該玻璃接觸層由熱塑性聚烯烴聚合體相和矽樹脂交聯的熱固性聚合體母體形成。
背景技術：
大多數的機動車配置有可運動的窗，這些窗在位於關閉位置和打開位置之間的窗框中進行滑動，其中在關閉位置上，窗關閉且密封開口，而在打開位置上，窗在門或者車身板內縮回。環繞著窗孔的邊緣來設置密封條，該密封條在窗和框架之間提供了氣密的、水密的密封。稱為嵌條的一種密封條設置成鄰近窗，在那裡，窗可以縮回到門或者車身板中並且包括刮水器法蘭，當窗縮回或者被升高時，該法蘭刮擦表面。稱為邊緣密封的另一種密封條限定出槽，該槽可滑動地容納窗的邊緣並且具有這樣的一些表面，這些表面在窗上形成了密封。
典型的、傳統的密封條包括擠壓件，該擠壓件由軟的合成橡膠類材料來形成。合適的材料的特徵在於，在較寬的溫度範圍內具有彈性，並且具有極好的抗天候性，即，使由於在機動車環境中通常會遇到的熱、氧化和其它情況而產生的惡化最小化。普通材料包括稱為EPDM的乙烯-丙烯橡膠，並且混合有填充劑和交聯劑。目前，開發了一種稱為TPV的熱塑性硫化產品，這些硫化產品是EPDM和聚丙烯或者其它合適聚烯烴聚合體的混合物。密封條藉助擠壓來形成並且具有平滑表面的特徵。通常加入碳黑或者其它顏料以提供暗色、黑色。平滑表面和黑色在機動車上提供了從美學上講令人愉快的外觀。
為了有利於使密封條在窗上進行滑動和密封，公知的是，在密封條的一些部分上施加了玻璃接觸層。一種玻璃接觸層藉助粘附地施加纖維棉絨到玻璃接觸表面上來形成。還公知的是，施加由具有這樣介質的熱塑性材料形成的玻璃接觸層，即該介質減少了摩擦係數，以促進玻璃上的滑動和密封，並且還提供了耐磨性，從而延長了機動車上的密封條的使用壽命。合適添加劑包括高熔化溫度聚合材料、雲母、硫化鉬和氟樹脂的顆粒。這些添加劑與EPDM或者其它熱塑性樹脂相混合併且擠壓成基體。
由熱塑性聚合體所形成的、如此施加的玻璃接觸層產生了這樣的問題，即在被固定時它們趨於脫色，這種作用稱為應力變白。它們還常常形成皺紋。應力變白和皺紋減損了密封條的理想的平滑的、黑色的外觀。
因此需要一種這樣的密封條，即該密封條具有改進的玻璃接觸層，該接觸層施加到基體上，該基體由TPV、EPDM或者其它合適的橡膠類聚合體來形成，該玻璃接觸層不僅具有較小的摩擦係數從而促進了玻璃接觸層在窗上的滑動和密封，而且能夠減小應力變白和皺紋，而這種應力變白和皺紋在其它情況下減損了密封條的理想美學外觀。

發明內容
根據本發明，機動車輛窗玻璃的密封條包括覆蓋在基體擠壓件的一些部分上的、改進的玻璃接觸層。優選的基體擠壓件由熱塑性硫化產品(TPV)來形成，該硫化產品包括乙烯-丙烯二烯聚合體(EPDM)和聚丙烯。玻璃接觸層由這樣的材料形成，即該材料主要由熱塑性聚烯烴聚合體形成並且包括矽樹脂交聯的熱固性聚合體。優選的熱固性聚合體是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。
儘管專利權人想不局限於任何特殊理論，但是應該相信，熱塑性聚烯烴聚合體在玻璃接觸層內形成了連續相(phase)，該玻璃接觸層藉助來矽樹脂交聯的聚合體來加強。該層具有較小的摩擦係數，從而有利於與玻璃的滑動和密封接觸。熱固性網絡提供了彈性並且加強了熱塑性相，從而防止由於撓曲或者接觸壓力而移動。其結果是，玻璃接觸層可以防止局部變化，這種局部變化在其它情況下可以導致應力變白和皺紋。因此，本發明提供了一種強壯的密封條，即該密封條可以保持從美學上講令人愉快的、平滑的、黑色的外觀，並且特別適合用在機動車輛等等上。


參照下面的附圖來進一步描述本發明，其中在兩個附圖中相同的標號表示相同的零件、元件或者特徵。
圖1是體現本發明的、具有客廂和門的機動車輛的側正視圖；圖2是沿著圖1的線2-2所截取的、本發明優選實施例的密封條的橫剖視圖。
具體實施例方式
現在參照圖1，它示出了典型的機動車輛如客車、運動車(SUV)、旅行車或者輕便客貨兩用車，該機動車輛用標號V來表示。機動車輛V包括一些車門2，這些車門中的每一個具有上部獨立式框架部分4，該框架部分4從下部面板部分6進行延伸。框架部分4和下部面板部分6共同限定出窗口，該窗口容納窗或者玻璃窗8。密封條10幾乎設置在窗口的內部中並且接合玻璃窗8。
參照圖2，它示出了密封條10，該密封條10特別適合於用於機動車輛V中，從而可滑動地容納玻璃窗8的邊緣並且形成氣密的且水密的密封。應該知道，圖2中的密封條10是傳統的典型設計，並且只是示例性的。密封條的特殊設計依賴於應用的特性(嵌條或者邊緣密封)、車門或者面板的設計和其它因素。本發明的優點是，它容易適合於安裝在其它結構的密封條中。
在優選實施例中，密封條10包括作為主要零件的剛性支撐件12和彈性擠壓件14。如圖2所示一樣，剛性支撐件12適合把密封條10安裝在機動車輛V的車門2或者車身面板中，並且限定出U形通道。剛性支撐件12適合由黑色剛性聚合材料形成，優選地由尼龍樹脂形成。
彈性擠壓件14安裝在剛性支撐件12內並且限定出槽18，從而可滑動地容納窗或者玻璃窗8的邊緣。為此，擠壓件14包括柔性連接板16，從而允許擠壓件14合適地成形成與剛性支撐件12相一致。在優選實施例中，擠壓件14由熱塑性硫化聚合體、TPV形成。優選的TPV包括乙丙橡膠、EPDM和聚丙烯聚合體的混合物，該TPC的特徵在於，在汽車和機動車輛應用的典型較大溫度範圍內具有彈性和抗天氣影響的穩定性。合適的TPV在商業上可以從Advanced ElastomerSystems，Inc.，中買得到，它的商業名稱為Santoprene 121-67W175。此外，擠壓件14適合由熱固性EPDM材料形成。
彈性擠壓件14在槽18的相對側上具有兩個法蘭20和22，從而在被插入到槽18中時可以柔性地接合窗或者玻璃窗8的相對側部。根據本發明，彈性擠壓件14包括兩個玻璃接觸層24和26，這些接觸層覆蓋在彈性擠壓件14的一些部分上，並且設置在關鍵的地方上從而與窗或者玻璃窗8相緊密接觸。在窗8延伸到槽18和縮回期間，窗8在接觸層24和26上進行滑動。此外，當被插入到槽18以提供氣密的、水密的密封時，接觸層24和26與窗8相保持接觸。
根據本發明，玻璃接觸層24和26優選地由熱塑性聚合體和熱固性聚合體的混合物形成。熱塑性聚合體是聚烯烴，優選為聚乙烯。熱固性聚合體是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。優選的矽烷嫁接的聚烯烴是聚乙烯材料，該材料被改良成具有矽烷反應基。優選的矽樹脂聚合體的特徵在於，平均分子量為大約300000到400000。在硬化時，矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體進行反應以交聯聚合體，並且在合成產物中形成聚合網絡。
作為優選的例子，玻璃接觸層24和26被配製成按照重量具有90％的高密度聚乙烯(HDPE)；5％的矽樹脂聚合體溶液和5％的矽烷嫁接的聚合體。可以從Mutsui Co.中得到合適的HDPE，其中它的商業名稱為Lubmer L3000，並且它的特徵在於具有高分子量和大約0.1的摩擦係數。合適的矽樹脂聚合體溶液是這樣的液體，該液體具有50％的矽樹脂聚合體，其餘為聚丙烯載色劑，該矽樹脂聚合體溶液可以從DowCorning，Inc.，中得到，它的商業名稱為MB50-321。優選的是，矽樹脂聚合體的特徵在於，超高分子量為大約300000到400000之間。其溶解於聚丙烯載色劑中允許矽樹脂聚合體容易與HDPE相混合，但是應該相信，聚丙烯不會明顯有改善產品的性能。合適的矽烷嫁接的聚合體是嫁接有乙烯基三甲氧基矽烷的聚乙烯，並且可以從Union CarbideCorp.中得到，它的商業名稱為Sioplas E。
這些成分被混合併且在大約250和500之間(即121度到260度)的溫度下被擠壓成TPV基部。來自擠壓機的熔料與周圍溼氣相反應以硬化該層。優選的是，所得到的層具有小於0.25、優選為大約0.07和0.17的摩擦係數。該層優選地經得住使用6.6磅(3kg)負載進行100000循環的鑿子實驗。這個產品層的特徵在於，在彎曲測試時能夠防止應力變白(whitening)和起皺(wrinkling)。
儘管專利權人意圖不局限於任何特殊理論，但是應該相信，矽烷和矽樹脂反應以交聯聚合體並且形成能夠為產品合成物提供彈性的網絡。優選的合成物主要由連續的熱塑性相形成，該連續的熱塑性相由聚烯烴聚合體、優選為聚乙烯或者聚丙烯形成。一般地，按重量大於80％的量對於形成具有這樣的較小摩擦係數的玻璃接觸層24、26是有效的，該較小摩擦係數有益於與窗8相滑動接觸。此外，用來形成氣密的、水密的密封的玻璃接觸層的密封性能主要歸因於主要的聚烯烴相。優選的合成物具有按重量大約85％到90％的聚烯烴相。交聯聚合體由高分子量矽樹脂形成。在所描述的例子中，矽樹脂母體的特徵在於，具有按重量為大約300000到400000之間的超高分子量。在混合期間，添加劑在聚烯烴相中擴散，因此合成的交聯網絡透過產品合成物。在所描述的例子中，矽樹脂添加劑作為具有聚丙烯的溶液加入，從而促進與主要的聚烯烴相相混合。通常，應該相信，合適的加強網絡藉助加入按照重量高達5％的矽樹脂母體、優選為按照重量2到3％矽樹脂母體來形成。優選的是，以超過化學計量比來加入矽烷母體，從而確保矽樹脂能夠完全反應，因此產品合成物基本上沒有未反應的矽樹脂聚合體。對於優選的矽烷嫁接的聚乙烯而言，一些量可以合適地加入到按照重量高達10％，並且優選為按照重量3％到7％之間。任選地，可以加入黑色的色素劑或者其它添加劑。
密封條10還包括設置在槽18內的兩個第二或者額外的玻璃接觸層30和32。這兩個第二接觸層30和32適合由與兩個玻璃接觸層24和26相類似的合成物形成。應該指出的是，兩個第二層30和32設置在槽18的內部中，並且不易被看見。其結果是，兩個第二層30和32的變白和起皺紋不會從密封條10的外觀中明顯減小。因此，兩個第二層30和32適合由防磨損的熱塑性聚合體如HDPE形成，根據本發明，該熱塑性聚合體不包括矽樹脂網絡。
因此，本發明提供了一種密封條10，它包括玻璃接觸層，該接觸層主要由熱塑性聚烯烴來形成並且藉助矽樹脂交聯的網絡來加強。應該相信，矽樹脂交聯的網絡可以防止熱塑性相由於撓曲或者類似情況而移位，而這種撓曲或者類似情況在其它的情況下可以導致應力變白和皺褶。因此，本發明的改進玻璃接觸層24、26、30、32提供了一種具有良好的耐磨損和抗天候性的理想平滑黑色外觀。
儘管根據一些實施例描述了本發明，但是本發明不局限於這些實施例，而是只用下面的權利要求來限定出它的範圍。
權利要求
1.一種用來密封機動車輛窗的密封條，它包括基體擠壓件；及玻璃接觸層，它覆蓋在基體擠壓件的一部分上，所述玻璃接觸層主要由連續的熱塑性聚烯烴相形成，並且包括矽樹脂交聯的網絡，該網絡加強了所述連續的聚烯烴相。
2.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，連續的熱塑性聚烯烴相包括高密度聚乙烯複合物。
3.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量大於80％的量的連續熱塑性聚烯烴相。
4.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量為大約85％到95％之間的量的連續熱塑性聚烯烴相。
5.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，所述矽樹脂交聯的網絡是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。
6.如權利要求4所述的密封條，其特徵在於，所述矽烷嫁接的聚烯烴是矽烷嫁接的聚乙烯。
7.如權利要求5所述的密封條，其特徵在於，所述矽樹脂聚合體的特徵在於具有超高分子量。
8.如權利要求5所述的密封條，其特徵在於，所述矽樹脂聚合體的特徵在於分子量為大約300000到400000之間。
9.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，所述基體擠壓件由熱塑性硫化產品材料形成。
10.如權利要求1所述的密封條，其特徵在於，所述基體擠壓件由乙烯-丙烯橡膠材料形成。
11.一種用來密封機動車輛窗的密封條，它包括基體擠壓件；及玻璃接觸層，它覆蓋在所述基體擠壓件的一部分上，所述玻璃接觸層主要由高密度聚乙烯複合物形成，並且包括矽樹脂交聯的網絡，該網絡加強了所述高密度聚乙烯複合物。
12.如權利要求11所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量大於80％的量的連續熱塑性聚烯烴相。
13.如權利要求11所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量為大約85％到95％之間的量的連續熱塑性聚烯烴相。
14.如權利要求11所述的密封條，其特徵在於，所述矽樹脂交聯的網絡是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。
15.如權利要求14所述的密封條，其特徵在於，所述矽烷嫁接的聚烯烴是矽烷嫁接的聚乙烯。
16.一種用來密封機動車輛玻璃窗的密封條，它包括基體擠壓件；及玻璃接觸層，它固定到所述基體擠壓件的一部分上，所述玻璃接觸層包括高密度聚乙烯複合物和矽樹脂交聯的網絡，該網絡加強了所述高密度聚乙烯複合物。
17.如權利要求16所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量大於80％的量的連續熱塑性聚烯烴相。
18.如權利要求16所述的密封條，其特徵在於，所述玻璃接觸層包括按照重量為大約85％到95％之間的量的連續熱塑性聚烯烴相。
19.如權利要求16所述的密封條，其特徵在於，所述矽樹脂交聯的網絡是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。
20.如權利要求16所述的密封條，其特徵在於，所述矽烷嫁接的聚烯烴是矽烷嫁接的聚乙烯。
全文摘要
一種汽車和機動車輛窗玻璃的密封條，它包括玻璃接觸層，該接觸層覆蓋在基體擠壓件上。基體擠壓件由熱塑性硫化產品(TPV)來形成，該硫化產品包括乙烯－丙烯二烯聚合體(EPDM)和聚丙烯。玻璃接觸層由這樣的材料形成，即該材料主要由熱塑性聚烯烴聚合體形成並且包括矽樹脂交聯的熱固性聚合體。熱固性聚合體是矽烷嫁接的聚烯烴和矽樹脂聚合體的反應產物。
文檔編號B32B13/12GK1933965SQ200480039890
公開日2007年3月21日 申請日期2004年11月12日 優先權日2003年11月12日
發明者K·戈帕蘭, R·G·拉, C·D·施奈德 申請人:Gdx北美公司