CN1089703A

CN1089703A - 低热膨胀密封物

Info

Publication number: CN1089703A
Application number: CN93116260A
Authority: CN
Inventors: J·P·加马拉
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1993-08-07
Publication date: 1994-07-20
Also published as: JPH08500140A; EP0654131A1; CA2141199A1; WO1994003743A1; KR950703130A; TW201341B; BR9306846A; AU4804593A; MX9304732A

Abstract

一改良的密封系统。该密封系统系是提供了一界定有一孔洞的主体。该孔洞是被填充有或基本上被填充有一材料，该材料的热膨胀系数较低于该主体的热膨胀系数，且在某些实施例中，该材料是一在低温下会膨胀的材料。在低温度操作中，该主体是可能有一相当可观的收缩。然而施加于该二表面间的压缩力量，由于内部具有低热膨胀系数的填充材料而不会有明显减少。因此，在低温状态下密封失败的危险会大大减小。

Description

本发明是关于密封系统和形成密封系统方法的技术领域。例如，在一实施例中，本发明提供一密封系统，该密封系统可用来对抗因低温所导致的泄漏，同时，本发明亦提供使用此一密封系统的方法和此密封系统的制造方法。

垫圈和其它密封元件是被用于一广大范围的应用中，以来防止材料侵入穿过二个相互连结的表面。如此的一垫圈一般而言是被置放介于二个表面之间，然后该二表面是被结合在一起在介于该二表面之间来紧压该二表面。因此，液体、气体和其它的材料是被预防来介于该二表面间流动。如此的垫圈是已来由很多不同的材料所制造，例如像是软木塞和特殊的弹性聚合物。代表性的垫圈是已被揭示在美国专利第3，524，794，4，196，162，4，317，575和2，806，509号等专利案中。

垫圈在其生命周期间是常会来承受于低温环境中。虽然该垫圈在其装设时的温度是可满意地来密封其所欲密封的接合，然而，当温度降低时，该垫圈的尺寸亦随之减小。是故，当在低温操作时，吾人可常见到介于邻接于该垫圈表面的压缩力量是被减小。当该压缩力量减低至某一种程度时，该垫圈将会发生有泄漏或是失去其原有的功效。图示1系显示各种不同弹性聚合物所制造的垫圈（以%表示，自20℃起）其体积以温度为函数而有的变化。如该图示所示，该体积是有一显著的变化，而此一变化在低温时是会有害于垫圈的性能。在此所用的资料是引述自Robbins等人所著的先进低温工程（Adv.Cryog.Eng.）（1963年版）一书中的第287-299页。虽然已有么多的工作是已被努力来改良使用在高温状况下垫圈的寿命和密封能力，但却是很少有努力是被从事于改良在低温操作状况下该垫圈所产生的问题。大致而言，用于解决在低温状况下垫圈所产生的问题，其是有关于使用不同的材料，例如像是美国专利第5，093，432 4，981，727，4，673，187和4，580，794等专利案所揭示的材料。虽然在某些情况下这些材料是可以成功地符合其需要的，然而如此的垫圈材料是仍然会有无法正常工作的时候，特别是在低温操作的情况下。

由上所述，一用于垫圈形成的改良方法和成品是为有须要的。

藉由本发明的揭示，一改良的密封系统在此是被提供。该密封系系提供有一界定有一孔洞的主体的使用，该孔洞是被充满有或大致地充满了一有材料，其中，该材料在低温状况下是有比该主体或该主体材料有较低的热膨胀系数（例如像是为水）。在此必须被了解的是，该用语“低热膨胀系数”是包含有在此所关心的一低温范围中是可至少在一部分上来做膨胀的材料。在本案中大部分所关心的温度范围是将低于室温温度，例如是大约低于4℃，且本案所关心的温度范围是大约在20℃至-40℃的温度中。

在低温度操作时，该主体基于其高热膨胀系数，是其会有可观的收缩或欲来有可观的收缩，然而，介于该二密封表面间而被施加的压缩力量却因为位在内部具有低热膨胀系数的填充物而不会有少许的减少。该有低热膨胀系数的填充物系可防止该密封物的过度收缩。是故，该密封物在低温下失败的危险是可被充分地减低。

依据本发明的该密封物可被简单地装设，且其是具有高度的顺应特性。本发明的密封物在实施时不须要有巨大的压缩力量，同时，其在温度变化时是有很少量的尺寸改变。本发明在适当地选用其主体材料时可对化学或环境冲击时具有抵抗的能力，同时本发明亦是可被容易地再循环使用。相反地，该填充材料是可选自一广大范围的材料中，该材料是可对或可不对该环境冲击具有抵抗能力。

有关本发明案的进一步了解，其系可藉由参考于本案说明书以下部分的揭示和所附的图示而来被认知。

图示1是为不同材料的热膨胀系数的一说明;

图示2a至2c系说明本发明的一垫圈实施例之一的制造;

图示3a至3c系说明以温度为一函数的压缩力量;

图示4系说明一电缆密封物总成;

图示5，6和7系说明用于以水为基材的密封物的压缩力量;

图示8a，8b和8c系说明该密封物的另一变化实施例;

图示9a，9b，9c和9d系说明一电缆密封物，沿著该电缆密封物上装置有不同的密封物;

图示10a和10b系说明一在一直线上的电缆密封物;

图示11a和11b系说明一对接接合的密封物;

图示12a，12b，13a和13b系说明具有柔软环状物的密封物;

图示14a和14b系说明具有压缩环状物的密封物;

图示15a和15c系说明一双重密封物系统;

图示16a至16d系说明一双重密封物系统的另一种变化;

图示17a至17c系说明一双重密封物系统的另一种变化;

图示18a至18c系说明一双重密封系统的另一种变化;

图示19a至19d系说明一双重密封物系统的另一种变化;

Ⅰ.一般揭示

A.实例

B.实例

Ⅱ.第一变化实施例

A.实例

B.实例

c.实例

Ⅲ.代表性应用

A.长条状接缝密封

B.电缆密封

C.混合密封系统

D.差动膨胀密封

E.缠绕密封装置

F.电磁干扰（EMI）/无线电频率干扰（RFI）保护

Ⅳ.结论

Ⅰ.一般揭示

图示2a至2c系说明本发明的一实施例，和说明一用来制造此一实施例的方法。如图示所示，本发明是提供了一主体2的使用。该主体系界定了一内部空间4。如显示在图2的该特别实施例，该主体是为一圆筒的形状，虽然该主体的形状会因该待密封的表面形状的不同而在不同的应用上会有巨大的改变。该主体较佳地是由弹性聚合物材料所制成，其中，该弹性聚合物材料是在压缩或拉伸后是至少有部分的材料是可恢复至其原来的形状。

如图示所示，该主体在起初时是在其顶部表面上有一开口。如图示2所示，该整个顶部表面是可为一完全的开口，或者是，一或多数的较小孔洞是可被提供在该主体上。如图示2b所示，在该主体顶部的开口是被用来置放在该主体内的填充材料6。该内部空间4是被充分地来填充有该填充材料，如此该填充材料在该内部空部处是被紧密地包覆起来。在此所使用的用语“充分地填充”，其系意味着该内部空间体积中多于30%的体积是被填充有该填充材料，较佳地，该内部空间体积中多于50%的体积是被填充有该填充材料，更佳地，该内部空间体积中多于70%的体积是被填充有该填充材料，再佳地，该内部空间体积中多于90%的体积是被填充有该填充材料，尤佳地，该内部空间体积中多于95%的体积是被填充有该填充材料，最佳地，该内部空间体积中多于99%的体积是被填充有该填充材料。

该主体和该填充材料是有不同的热膨胀系数，其中，该填充材料较佳地是较该主体有较低的热膨胀系数。藉由该“较低”一词，在此所意欲来指定的是，材料不仅是有较低的正常膨胀系数，同时其在温度降低时也具有膨胀性。较佳地，该填充材料的热膨胀系数是小于200，较佳地是小于150，较佳地是小于100，较佳地是小于60，较佳地是小于10，而最佳地是小于5×10^-6m/m/℃。较佳地，该填充材料的热膨胀系数小于该主体的热膨胀系数的量是多于该主体的热膨胀系数的10%，较佳地，该填充材料的热膨胀系数小于该主体的热膨胀系数的量是多于该主体的热膨胀系数的50%，最佳地，该填充材料的热膨胀系数小于该主体的热膨胀系数的量是多于该主体的热膨胀系数的100%。

该填充物和该主体的材料是必需被选择，如此以来让该密封物的整体结构具有顺应性和弹性。用于该主体的较佳材料是为热固性弹性聚合物，例如天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁基合成橡胶、乙烯-丙烯橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、丁腈弹性聚合物、氯丁二烯橡胶、聚硫化聚合物、聚丙烯酸橡胶、矽胶橡胶、氯醯化聚乙烯、碳氟化合物弹性聚合物、氟矽化合物、聚氨基甲酸乙酯弹性聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚合物、氮甲代氧丙环聚合物、磷氮基氟化弹性聚合物、四氟化乙烯-丙烯共聚合物、乙烯-甲基丙烯共聚合物、或全氟化弹性聚合体、和上述各种材料的组合。在某些实施例中，该主体是由以下的热塑性聚合物材料所制成：苯乙烯-二烯聚合-苯乙烯三嵌段共聚合物（SBS、SIS、SEBS、SEPS）、热塑性聚甲基甲酸酯（TPU）、热塑性链烯烃（TPO）、弹性聚合物/热塑性合金（如丙烯腈-丁二烯橡胶/聚氯乙烯（PVC）合金）、和上述各种材料的组合。依据本发明的一特定方向，该主体的材料是为可由Dow Corning公司来获得的商名品为Silasic的RTV矽橡胶，或是为Kraton橡胶的热塑性弹性聚合物。

依据本发明的某些实施例，该主体的全部或部分是衬垫有一例像是为金属箔片的防水阻隔层。如此的一阻隔层可被覆盖在该垫圈的一部分上，例如像是在该垫圈顶部的一环状物上，或可衬套在该主体的该整个内部表面上。

用于该填充物的较佳材料，其系包括，玻璃材料，特别是具有低热膨胀系数（低于200×10^-6℃^-1）的玻璃，例如像是硼矽酸钠、铝矽酸氧化镁石灰、96%氧化矽、和类似的玻璃材料;石墨或碳材料所制造的球体;陶磁;具有一低热膨胀系数（例如低于100×10^-6℃^-1）的填充有或未填充有热固性或热塑性材料的环氧树脂;具有一低热膨胀系数的金属球体、玻璃、陶磁、金属和金属合金、石墨、碳、云母、和其它材料及填充有或未填有热固性和热塑性材料的人造填充物、和其它类似材料、及上述各种材料的组合。各种在此可用于本发明的代表性材料的热膨胀系数，说明在表1中。

表1 代表性填充材料的热膨胀系数

材料热膨胀系数(CTE)

10^-6m/m/°K

云母 0.10

石墨 0.11

易熔金属 0.55

碳 2.70

玻璃,硼矽酸盐 3

环氧树脂,填充有铝金属 5

氧化铝 8

尼龙,30%的玻璃 15

铜 17

铝 25

聚苯氧化物 30

水 52.7

聚碳酸盐 57

聚苯乙烯 65

聚乙烯对苯二酸盐 65

尼龙6/6 80

聚丙二醇脂 8

聚四氟乙烯 95

聚乙烯,高密度 120

聚乙烯,低密度 200

许多具有低热膨胀系数的较佳填充材料是坚硬的;是故，该材料的该固态块体是经常不为所须的，因为如此将危险及该闭封物的顺应性质。在较佳的实施例中，该密封物的顺应性是藉由利用该填充材料的极为微细分散的颗粒在其中没有散布有橡胶或其它主体材料的情况下而来维持该闭封物的顺应特性。较佳地，如此之一不具顺应性的填充材料，其是以颗粒的形式而被提供，其中，该颗粒的尺寸较佳地是大约1000微米，较佳地是小于500微米，且较佳的是小于300微米。依据本发明的一特殊实例，该填充物是为有直径介于150和250微米间的玻璃球。如此的玻璃球是可获自由Potters industries公司所生产的商品名为Spheriglass的产品。该填充材料的颗粒，其较佳地是藉由在介于颗粒孔洞的间隙间来增充有如该主体弹性聚合物的聚合物而来维持其的顺应特性。是故，该填充物的颗粒是可在该主体中来自由移动，如此以来允许该闭封物具有顺应特性。较佳地，该颗粒或球体是大致为固体，亦就是说，每一个球体是由一例为玻璃之大致为固体的材料所制造。中空的颗粒是可被用来减轻该填充材料的重量。在一些实施例中，介于该填充材料颗粒间的空隙是未被填充有其它材料。是故，较佳地该主体体积中大约只有50%的体积积是被填充材料，较佳地该主体体积中多于70%的体积是被填充有填充材料，且较佳地该主体体积中多于90%的体积是被填充有填充材料，在此，其填充体积系高度地依据于该所选择的颗粒眩尺寸来决定的。

在该内部空间被填充了该填充材料后，如图示2c所示，在该主体上的开口是密封。在一变化实施例中，该主体在开始时即是被闭封的，而该充填物是以一例为注射针状物而被注入于该主体中，在此，该针状物是可选择性地来和另一用于压力导入的针状物来共同使用。该被制备完毕后的该主体和密封材料是被形成为一形状，其中，该形状是需配合该待密封的连结表面。

依据本发明所制造的垫圈是将有一多数种类的用途，其包括有一例是用于管路垫圈和其类似物的用途上。依据本发明的一方向，该垫圈是用于以下应用的密封用途上：社区天线电视（CATV）、电话和电力缆线连结器，和用于曝置于大气环境下的天线系统的环绕密封用途上（例如像是一例为Raychem公司的TRAC的一系列产品的密封，例如：光学纤维接合处的密封，有线电视接合处的密封，受压力和未受压力的铜金属缆线的密封，支架密封系统，用于事先已接合的缆线的密封，和用于终端机盒子的密封）。

加入低热膨胀系数（CTE）的材料于凝胶、树脂、液体、密封材料和密封胶体中，其将会降低该混合后材料的整体热膨胀系数。然后，这些混合后的材料是可被密封在一由弹性聚合物所制的套筒中。

A.实例

一待埋入一热电耦的垫圈，其首先是被置放在一由不锈钢所制成的圆筒状容器中，在此，该不锈钢所制成的圆筒状容器是有一内部直径大致相同于该垫圈的外部直径。然后，该被埋入一热电耦的垫圈和该不锈钢圆筒的组合是被置入介于-Instron的杆臂间，其中，该Instron的杆臂是被一设定在一温度的绝缘室所环绕，而该垫圈则是被一给定的力量（例如100磅）所压缩。当该垫圈上的压缩力量因垫圈在自室温中加热或冷却而产生变化时，该压缩力量的变化是被量测和记录。该矽橡胶是由可获自Dow Corning公司的商品名为Silastic J所制造。该比较垫圈的主体，其亦是由相同的材料所制造。在该比较的垫圈的内部空间中，其是被填充有一平均直径为219微米的玻璃微球体，其中，该玻璃是可获自Potters Industries。

图示3a和3b系比较了该矽橡胶垫圈和该依据本发的垫圈的性能。特别地，图示3a和3b系指示出每一种垫圈以温度为函数而有的压缩力量。图示3a系说明了有一紧密配合（亦就是一垫圈的垫圈外部直径是相同于该圆筒的内部直径）的垫圈的结果。图示3b系说明了有一松配合（例如，一垫圈的垫圈外部直径是为1.25英寸而该圆筒的内部直径是为1.351英寸）的垫圈的结果。

如在此所示，该矽橡垫圈在室温下是和依据本发明的垫圈有大致相同的压缩力量。然而，不管是紧或松配合，当温度下降时，由该矽胶橡胶垫圈所施加的压力，其减少的程度是远大于由依据本发明的垫圈所有的压力。由图示3a中可看出，该固态矽橡胶垫圈在温度为15℃时，其所有的压力是急剧的下降，而依据本发明的该垫圈其在低至本试验的最低温度-40℃时，其所有的压力亦是未达到该临界值。虽然该松配合的矽橡胶所有的压力是不会降低于该临界压力值之下，然而，它的压缩力量是充分地低于本发明所有的压缩力量。

图示3c系说明当一压缩力量施加至一垫圈时，该垫圈以温度为函数而有的径向挠曲的程度，其中，该垫圈是为固态Silastic“J”（矽橡胶）垫圈和由以上所揭示的垫圈。如图示所示，当压力是被施加时，依据本发明的垫圈是较容易来做径向的挠曲。在此所显示的结果是以一有1.25英寸直径和有1英寸高度的垫圈为基准。该在低力量施加下来有挠曲的能力，其是为介于本发明的密封和该固态矽橡胶密封间的一主要差异。此一挠曲特性是来允许该密封物可顺应于不规则的形状（顺应性），如此以可来环绕一有广大范围直径的电缆，且是来允许可制造大尺寸的密封物。因为该固态矽橡胶密封物的高模数，是其顺应性、可采用能加的范围和该密封物尺寸等都受到限制。更甚者，依据本发明的该密封物，其所需达成密封的力量是远低于固态矽橡胶所须要的力量。

B.实例

为了来决定本发明在热循环中的有效能力，如图示4所示，垫圈结构是被应用在一铝制的夹紧装置之间。如在此所示，一管状主体8的一端部是以一垫圈10抵靠于一垫片12和一顶盖14而被密封。该垫圈10密封环绕于一延伸进入该主体8内的一电缆16。该装置的另一端部是由一有一压力源/阀18的顶盖所密封。该装置首先是来加压至5磅/平方英寸（psi）的压力，而其温度则是在自-40℃至60℃间来重覆地循环。表2a和2b系说明了该热循环试验的结果。和本发明成对比的是，该固态Silastic J矽橡胶材料所制成的垫圈其在12和23次循环后便失去其功用。

表2a

Vitroseals的热循环性能

（铝制夹紧装置和杆棒）

样本夹紧装电缆线/ 循环数失败型式

置型式杆棒型式

13425-8-1 2"Lexan .5"铝制杆棒 305

(继续进行)

13425-13-10 2"铝 .5"铝制杆棒 15 在外螺纹上

(失败) 有缓慢泄漏

模造缺陷

13425-15-11 2"铝 .5"铝制杆棒 410

(继续进行)

13425-15-12 2"铝 .5"铝制杆棒 381

(继续进行)

13425-15-13 2"铝 .4"黄铜

381

(继续进行)

13425-15-15 2"铝 .5"铝制杆棒) 54 在内螺纹上

(失败) 有缓慢泄漏

模造缺陷

13525-48-1 2"铝 .5"铝制杆棒 186

(继续进行)

13525-48-2 2"铝 .5"铝制杆棒 186

(继续进行)

表2a（续）

Vitroseals的热循环性能

（铝制夹紧装置和杆棒）

样本夹紧装电缆线/ 循环数失败型式

置型式杆棒型式

13445-35-20 2"铝 .5"铝制杆棒 93 环绕杆棒泄

(失败) 漏,密封上有

空气漏洞

13445-35-21 2"铝 .5"铝制杆棒 465

(继续进行)

13445-35-22 2"铝 .5"铝制杆棒 60 环绕杆棒泄

(失败) 漏密封上有

空气漏洞

13445-35-23 2"铝 .5"铝制杆棒 321

(继续进行)

表2b

Vitroseals的热循环

（铝制夹紧装置，FO电缆线）

样本夹紧电缆视/杆循环表失败型式

型式棒型式

13445-35-26 2"铝 .5"FO电缆线 123

(继续进行)

13445-35-28 2"铝 .5"FO电缆线 30 在FO电缆线

(失败) 上有深刮痕

13445-35-29 2"铝 .5"FO电缆线 78

(继续进行)

13445-35-30 2"铝 .5"FO电缆线 60 在FO电缆线

(失败) 上有深刮痕

Ⅱ.第一变化实施例

依据本发明的一变化实施例，该填充材料是一例低于4℃时会膨胀的材料。依据如此的一实施例，其主体是和上述的实施例有一相同的形成方法。然而，该圆筒状容器是以矽橡胶材料，例如像是Dowcorning公司所制造的Silastic J来模制形成。然后，该主体是来被填充有在低温下会膨胀的材料，例如像是水基凝胶或是水可膨胀聚合物。假如须要的话，该凝胶的稠度是可被调整，而该容器的顶部是藉由在该容器顶部上的矽橡胶混合物的加入而密封。

在该主体为热塑性弹性聚合物的情况时，该主体是由一例为Kraton橡胶来压缩模制成型。该主体内是被填充有水、水基凝胶、或是水可膨胀聚合物。该容器的顶部是藉由粘结自一平板中切割下的圆盘而被密封，其中，该平板是和该主体为相同的橡胶材料进而包含有一该橡胶的甲苯溶液。另一方面，该结构是被形成为一密封状态，而该填充物则是藉由一注射针筒或类似的设备来被加入于该结构中。

在此一实施例中，该填充物较佳地是选自以下的材料：水、水溶液、水吸收材料、水可膨胀聚合物、天然或合成的水基凝胶。水溶液或分散液较佳地是包含有有机或无机合成物以来作为稳定剂，杀菌剂、浓稠剂或其它类似物。天然水基凝胶，其较佳地是包含有选自以下种类的材料：动物胶、由astruagalus树液所制造的树胶（gum targacanth）、刺块木豆（locust bean）制造的胶体、guar豆类植物的种子所制造的胶体、钠藻朊酸盐、凝胶状聚糖化物，和其类似物，及上述各种天然凝胶的混合。

在该主体为合成凝胶的情况时，该填充物较佳地是为基于以下的材料：聚乙烯氧化物、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚丙烯酸甲酯、聚烃基烷基甲基丙烯酸或丙烯酸化合物、聚丙烯酸醯胺或聚甲基丙烯醯胺、聚-正-异丙基丙烯醯胺、聚-正-乙烯基-1-2-吡咯烷酮、网状链结的聚乙醇乙烯、聚丙醇乙烯、聚乙烯氧化物、羧甲基纤维素或羟乙基纤维素、烃基丙基甲基纤维素、网状链结的聚丙烯酸、聚合电解质复合体、承载有可离子化基的带电聚合物、和上述材料的混合。

A.实例

管状垫圈是以相同于以上所揭示的方法而被形成：该主体是由矽橡胶来成形而其内部则是被填充有水基凝胶物质（3.5%的凝胶和96.5%的水）。如图4所示，该结构是被应用在一铝制的试验夹紧装置中。该状置首先是被加压至5磅/平方英寸（psi）的压力，而其温度则是在自-40℃至60℃间来重覆地循环。

利用一填充有水基凝胶的垫圈，在该主体上的压力是维持在5磅/平方英寸间循环有46次之久。相反地，当相同的实验是利用一填充有矽凝胶的垫圈来实施时，该压力在2的循环后便开始来下降。同样地，一为100%矽橡胶所制的垫圈亦在2温度循环后就失去其应有效用，如此以来说明本发明在低温状态的效果。

B.实例

该以温度为函数的压缩力量是利用以上所揭示的技艺来决定的，以来应用在该矽凝胶垫圈和依据本发明的此一实施例所揭示的垫圈上。其结果是显示在图示5中。本发明在此揭示的实施例所使用的填充材料是如同在实施例C中所准备的水基凝胶。

如图示5中所示，在本发明该实施例上的压缩力量当温度是低于10.℃时是急剧的增高，此一现象大部分是基于在该垫圈核心部分的该水基材料的急剧体积膨胀的原故。

C.实例

包含有数种含水填充材料的垫圈，其是由以下所述所揭示者来准备的：

1.以钠羧甲基纤维素（Apualon，CMC，Aqualon Co.，Wilmigton，Delaware，Bulletin VC-521）为基材的水基凝胶物组成：

材料重量百分比%

二羟铝钠碳化物（DASC） 0.10

山梨酸钾 0.14

水 92.43

丙烯乙二醇 4.00

羧甲基纤维素钠（CMC） 3.00

羟乙基纤维素 0.15

反式丁烯二酸 0.18

100.00

该垫圈是依据以下的程序来被准备：

a.将水加入于一配置有Lightning（商品名）搅拌器的一容器中。开始慢慢地搅拌并且加入该二羟铝碳化物（DASC）和山梨酸钾。

b.混合该羧甲基纤维素钠（CMC）、羟乙基纤维素和反式丁烯二酸。将这些混合物加入该丙烯乙二醇中并且搅拌它们直到它们是被分散为止（正常状况下不超2分钟）。

c.将该乙二醇生料加入于该二羟铝钠碳化物分散液中并且搅拌15分钟。

d.将由c所制成的混合物充满容器。

e.在开始试验之前，在室温下将该容器保持48小时之久。

2.以交联的丙烯酸聚合物为基材的水基凝胶物（Crabopol Polymers，B.F.Goodrich Cleveland，Ohio，Bulletin IS-2）。

以化学的观点来审视之，该Carbopol树脂是为丙烯酸聚合物。单独树脂之间因分子量和链结程度的不同而有所差异。

成分：

材料重量百分比%

Carbopol 67 1.00

水 99.00

100.00

该垫圈是依据以下的程度来被准备：

a.慢慢地将Carbopol树脂加入于被搅动的水涡流中。尽早地加作上述份量Carbopol树脂。如此之一作法系允许该树脂和水分有最长可能的混合时间，如此以来帮忙确保该Carbopol可有完全的分散和完全的和水化合。

b.中和该Carbopol树脂，亦就是增加其酸碱值使尽可能地接近于该反应过程的最后阶段的酸碱值。如此的作法，其系可在该Carbopol提供其的最大粘滞度之前来使该树脂和其它成分的加入物质有一完全的分散。

c.将所得的凝胶填充于垫圈元件之内。

3.以交联聚丙烯酸为基材的水基凝胶物（XU 40346 Super Absorbent Polymer（商品名），Dow Chemical，Midland，Michigan）

以化学观点来审视，该XU 40346是为一网状链结聚丙烯酸的一部分钠盐化合物。

成分重量百分比%

XU 40346 3.00

水 97.00

100.00

该垫圈是依据以下的程序来被准备：

a.将水加入于一在其中配置有一螺旋浆式混合器的容槽中。开始来搅拌并且来加入该XU 40346树脂。

b.将所获得的凝胶填充于垫圈元件之内。

4.以明胶（Knox Gelatine公司）为基材的水基凝胶物

成分重量百分比%

Knox明胶 3.70

水 96.30

100.00

该垫圈是依据以下的程序来被准备：

a.将水煮开其且加入该明胶粉。

b.将该混合物冷却至大约为40℃。

c.将该液态混合填充于该垫圈容器内。

d.将该样本冷却至该明胶成为凝固。

在此系来进行试验以来决定在冷却期间，上述的该水可膨胀聚合物所产生的压缩力量，而这些试验的结果是显示在图示6中。在所有的范例中，当温度下降时由该使用本发明密封物所产生的压缩力量是充分地大于一例为由矽橡胶所产生的压缩力量。在紧密配合时对于金属和塑胶密封表面都是可获得相同的结果。表3系摘要地说明了各种压缩力量回复实验的结果。特别的是，表3系说明依据本发明在此所使用的一实施例制造的Hydroseal垫圈的压缩力量回复情形，并且比较了该Hyrdoseal和Silastic J和Silastic L所得致的压缩力量回复的结果。该结果系以一不同的初始施加力量来说明的。如在此所见，依据本发明在此揭示的垫圈，其最小压缩力量是远大习用的垫圈的最小压缩力量。

表3

Hydroseal和固态矽橡胶样本在其

最低点时的压缩力量回复情况

施加力量 Hydroseal Silastic"J" Silastic"L"

磅(lbs)

紧密配合

25 72% 0% 0%

50 72% 0% 0%

100 68% 0% 0%

松配合

25 76% -- --

50 88% -- 35%

100 91% 44% 10%

c.实例

图示7系说明各种不同垫圈的压缩力量试验的结果，其中，该垫圈系在上所揭示的该Aqualon中包含有不同比例的橡胶。当该密封物是被热循环时，该密封物上系发生有二种型式的现象。第一现象是为，该套筒在加热时会膨胀而在冷却时是会收缩。在另一方面，当温度降低至4℃时或增加至20℃时，该水基凝胶或含水化合物的体积系会增加，在任何给定温度下，该垫圈总合体积的改变是可为增加的或是减少的，此一变化是依据该被使用来制造该密封物的橡胶和水基凝胶的体积比例而被决定。

为了来研究该水基凝胶相对于橡胶在体积比例上的效果，一系列含有不同壁墙厚度的套筒且填充有为同型式的水可膨胀聚合物样本是被准备。这些有一圆筒形状（1.25英寸直径×1英寸长度）的样本是以以上所述的程序来试验的。

如图示7所示，此一实验结果系指示出当该含水化合物的含量减少时，这些样本的压缩力量的回复情形是急剧地下降低。如在此所示，一由相关于该主体或内部空间相较于该整个垫圈体积有8% aqualon凝胶和92%橡胶所制成的垫圈，其在温度自室温往下降下时，该垫圈的压缩力量是呈现有一些微的减少。相反地，一由26%的aqualon凝胶和由38% aqualon凝胶所制成的垫圈，其在温度是降低至室温以下时，该垫圈在压缩力量上系显示有充分的增加。该有38%凝胶垫圈的压缩力量曲线的最低值，其相较于在20℃时的压缩力量系仅较小了少数的百分比。

Ⅲ.代表性的应用

在此可被了解的是，本发明是可被用来作为一密封，而此一密封系是可被用于一多数机械构建的任一应用中。代表性的实施例是被揭示在以下的说明中。

A.长条状接合密封

图示8a、8b和8c系说明一依据本发明一方向的电缆视密封垫圈。依据显示在图示2的该实施例，该垫圈系包含有一主体22，而在该主体的内部是被填充有一低热膨胀系数材料或是一含水化合物。本发明的此一实施例系包含有一接合24以来允许该垫圈是可被应用在一电缆线的密封上，甚至当该电缆线（在此未示出）是不太容易来割开。依据本发明的此一方向，该接合系包含有二部分26，其是和在其下方的电缆线在同一直线上。该在同一直线的部分是由接合部分28所分开，在此，该接合部分28相对于该第一部分系有一角度而来延伸，较佳地其是垂直于该第一部分。

如图示8a和8b的箭头所示，一力量是被施加在该垫圈的表面上，藉此以将一力量置入在该接合部分28的邻接二表面上。如此的一力量可借一例为以下的方法而被施加在该二表面上：旋紧一抵靠于一表面的螺帽，而同时来以一邻接设备元件的升高表面来保持另一表面为固定。据上所述，甚至当该垫圈包含有一接合时，此一接合会防止沿著该接合在该被压缩的接合部分28的泄漏的发生。更甚者，在冷却期间，该接合部分28会因在该垫圈内的该填充材料的低热膨胀系数所造成的结果而保持为紧密的接触。

在较佳实施例中，其或有需要修正该密封壁墙的外形以来防止该内部壁墙的皱曲。

1.实例

不同的接合构建是被用于检测。自一为玻璃珠填充而“阶梯”式接合和不具接合部分的密封物，其的一试验的结果是列在表4中。表4中的资料系指示出的最重部分是为，以玻璃珠为填充基材的密封物，不管其接合部分的型式，其在密封的性能上是全部较佳于固态橡胶所提供的密封。该“阶梯”式接合的效用在此是无法被决定，因为在此以玻璃珠为填充基材的密封物并未有失败的发生。该“阶梯”式接合的目的，其是有以下的优点：施加在该密封物上而来压迫该接合部分的压力，其是垂直于该施加在密封物上力量的方向。此一让压力和施加力量成垂直的原理的最简单应用就是为在此所使用的该“阶梯”式接合。当然地，一多数的其它方法亦可达成此一目的。

表4

Vitroseal（玻璃材料密封）接合密封的热循环研究

（2英寸聚丙烯制的密封配件，0.67英寸外径的FO电缆线）

样本密封型式循环数失败型式

没有接合

13698-2a 填充玻璃珠 151(继续进行)

13698-2b 填充玻璃珠 151(继续进行)

13698-2c 填充玻璃珠 119(继续进行)

13698-1a 固态橡胶 3(失败) 沿电缆线泄漏

13698-1b 固态橡胶 6(失败) 沿电缆线泄漏

13698-1c 固态橡胶 12(失败) 沿电缆线泄漏

直线式接合

13698-3a 填充玻璃珠 110(继续进行)

13698-3b 填充玻璃珠 72(继续进行)

13698-3c 填充玻璃珠 50(继续进行)

13698-8a 固态橡胶 3(失败) 沿接合处泄漏

13698-8b 固态橡胶 3(失败) 沿接合处泄漏

13698-8c 固态橡胶 3(失败) 沿接合处泄漏

阶梯式接合

13698-4a 填充玻璃珠 151(继续进行)

13698-4b 填充玻璃珠 151(继续进行)

13698-4c 填充玻璃珠 151(继续进行)

13698-5a 固态橡胶 106(失败) 沿绕电缆线泄漏

13698-5b 固态橡胶 48(失败) 沿绕电缆线泄漏

13698-5c 固态橡胶 154(继续进行)

虽然在装设有该“阶梯”式接合的密封物时并未发现存在有明显的问题，然而在为吾人所相信的是，该接合的长条状壁墙系会对压缩产生额外的阻力，是故，在装置该密封物时是会增加该所须的装置力量。为了来解决此一有可能存在的问题，有时系需有一“锯齿状”接合构建。此一型式的接合设计系可允许该接合壁墙较直线式接合壁墙易于曲折，其结果可减少该须要用来装设的力量。

B.电缆线密封物

图示9a和9b系显示一垫圈和其所相关的一电缆线密封物。该显示在图示9a和9b中的电缆线密封物是可被用于一例为光学纤维、同轴或铜制电缆线等密封上。

如图示9a所示，该垫圈31b是由可分离元件30和32所制成。该二元件系分别形成一环状体的半部，且在其上有一或更多的电缆线和柱螺栓的通道34。该垫圈是依据本发明的一实施例所制成，其中，是利用一例为填充有一低热膨胀系数填充物的矽橡胶主体来制成。

如图示9b所示，该垫圈的该二元件是被装进一可再进入的电缆线密封物36中而被连结在一起，其中，该电缆线密封物是被用在一例为保护电缆线元件（在此未被示出）。该电缆线密封物是有一凹入部分38，该凹入部分38是被形成来接纳该垫圈31。自该凹入部分38向外延伸的是为柱螺栓40。该垫圈是被置放在该凹入区域中，而该柱螺栓则是穿过位在该垫圈上的柱螺栓通道42。

图示9c系说明本发明的一变化实施例，其中，该垫圈表面的该待密封的一或较多的表面上，其是被提供有一沟槽形状表面43。除此之外，该垫圈部分待连结的表面上亦是被提供相似的沟槽形状表面45。如此提供有沟槽形状的表面系可提供一多数的压力点以在许多应用上来提供更有效的密封。

图示9d系说明一双元件垫圈总成的另一变化实例。依据此一实施例，一为垫圈材料的平坦状厚片47是被提供介于该二沟槽形状垫圈部分45之间。

图示9e系说明具有一侧部表面28的二垫圈元件，其中，该侧部

表面的功用系类于显示在图示8a的该实施例的功用。当压力是被施加在该表面28上时，由该密封断开所形成的该泄漏路径系将会被有效地阻塞起来。

然后，一和垫圈有大致相同形状的压力平板44是被置放在该柱螺栓上而邻接于该垫圈。然后，该压力平板是利用螺帽46而被压迫来抵靠在主体36上，在此亦可选择性地在螺帽和主体间来接连弹簧48。当该密封系统是被形成而环于一或更多电缆线之上时，该密封系统将会来提供一环境安全的密封，该密封在低温操作时系不容易地来失去其应有的功用。

图示10a和10b系说明一在一直线上用于电缆线元件和其类似物的密封物。图示10a系以剖面视图来显示该装置（在此该装置内并未装置有电缆线），而图示10b则显示出在其内装置有一电缆线的该密封装置。类似于以上所说明的实施例，该密封物上是包括有一主体36。一垫圈31是藉由一垫44和一在其上有螺纹的柱塞50而被保持紧密地抵靠于该主体上，其中，该柱塞是和该主体相啮合而来强迫该垫圈来进入在该主体上的一凹入区域中。

图示11a和11b系说明一利用本发明垫圈的一对接合密封物。图示11a是以一部件分解图来说明该密封装置，而图示11b则是以一部分组合构建图示来说明该密封装置。在此一范例中，二或较多的电缆线60是经由一在其上有电缆线孔洞的顶盖总成62而进入该密封物中。该顶盖总成和该主体64上是有止动壁墙64，当该顶盖是被置放在该主体上时，该壁墙是被分开有一预定的距离。一封套66，如同以上所揭示者，其是被置放环绕于该主体而介于该二止动壁墙间，且其是以一钢制条带68而被保持该基的位置上。一附加的低温垫圈70是利用一垫片74和柱塞76而来和该顶盖和插入于该顶盖中的该电缆线相啮合。

C.混合密封系统

图示12a和12b系说明一混合密封系统，该混合密封系统相似于以上所揭示的该实施例，其是有二相邻接的部分。图示12a是以一断面剖视图来说明该密封系统，而图示12b是为一立体视图。在此特殊实例中，而图示12b是为一立体视图。在此特殊实施例中，一由柔软而具顺应性的环状物80是被装置放在一环绕于该密封物中央部分的一脊部82上。此一柔软材料将会密封该相邻表面的该壁墙，其中，该相邻表面的壁墙是有些微的不完全密接，其是不容易由硬质橡胶垫圈来密封。如此的些微不完全密接，其是可能由于加工时的刮痕、模制成型的缺陷、或其它类的缺陷而产生。

较佳地，该材料82是为一柔软的、可挠曲、和为具粘着性的材料。例如，该材料的针入度（cone penetrates）的值较佳地是大约介80至360×10^-1mm。在一实施例中，该材料的针入度的值是大约介于250和360之间。适合来做材料82的材料是包括有：凝胶（热固性或热塑性，例如那些揭示在和本案为一起提申的美国专利第07/802/950号专利案中的材料，在此，该美国专利案是完全地当作本案的一参考前案）、明胶（动物胶）、油灰、糊浆、聚异丁烯（网状链结或非网状链结）、高粘稠度油脂、高延展的橡胶，部分网状链结的橡胶或是压力敏感的粘结剂。

图示13a和13b系提供一垫圈的剖去和等角立体视图，其中该垫圈系相似地在一圆筒形状构建的垫圈上配置有柔软材料的环状物82。

1.实例

为了来测试该混合密封的效果，二组样本是被准备。该第一组样本系是有一如同三明治的构建：一由明胶所制成的环状物是被压缩介于二接合的管状密封物间，其中，该管状密封物是被填充有玻璃珠子。对照样本亦是被试验，其中，该对照样本是包含有二接合的管状密封物，然而其是不包含有该明胶。该二密封物的接合是为交错排置以来形成一“阶梯”式接合。虽然，起初地此一阶梯状的接合被制造的目的是要来避免制造一复杂形状模具的须要，然而事后了解到此一实施例是以一简单的方法来对混合密封物提供一良好范例。

在表5中的结果是提示出，该明胶的使用是已改良这些样本的压力保持能力。在151次循环之后，该包含有明胶的样本是可大约保持其初始压力90%，而那些没有包含明胶的样本是仅保持其初始压力的70%。此一现象似乎是说明微小缺陷的存在会造成非常缓慢的泄漏，而这种非常慢的泄漏是很难来被侦测。由表5中所列出的资料可以看出，在前二组样本中是没有一组的样品是有失败的发生。在另一方面，包含有一明胶环状物的固态橡胶密封物，其在一短暂的时间中就失败（少于2个热循环）。

表5

混合密封的热循环（聚丙烯制的密封配件，FO电缆线）

样本循环数内部压力¹失败型式

具有胶粘剂的以玻璃珠为基材的密封物

13698-1-6a 151(继续进行) 4.5psi

13698-1-6b 151(继续进行) 4.7psi

13698-1-6c 151(继续进行) 4.3psi

不具有胶粘剂的以玻璃珠为基材的密封物

13698-1-7a 143(继续进行) 3.5psi

13698-1-7b 143(继续进行) 3.4psi

13698-1-7c 143(继续进行) 3.6psi

具有胶粘剂的固态矽橡胶

13452-1a 2(失败) 0psi 沿电缆线泄漏²

13452-1b 2(失败) 0psi 沿电缆线泄漏²

13452-1c 2(失败) 0psi 沿电缆线泄漏²t

1.初始压力是为5psi（磅/平方英寸）。

2.和橡胶接触的电缆线区间是为高度的变形。

D.差动膨胀密封

图示14a和14b系说明本发明的一变化实施例，其中，环状物90系环绕于该垫圈的外部圆周的一部分上。图示14a系说明本发明在室温温度下的情形，而图示14b则说明本发明在一例为-40℃的低温下的状况。环状物90在相较于主体或填充物上是有一较高的热膨胀系数。是故，当该垫圈是被冷却时，该垫圈的壁墙由于在该环状物内的该垫圈体积的移动而会来被迫向外扩张。该位移量是可藉由调整该环状物90尺寸的大小和这些材料间相对的热膨胀系数而来被轻易地调整。当然地是，在此一实施例中，该环状物是仅需有一较该主体为低的热膨胀系数，而并不需有一低热膨胀系数。

1.实例

依据图示14所制成的环状物，其是在一铝制的试验用配件中来被测试而其压力被加至5磅/平方英寸（psi）。该垫圈是在自-40℃至+60℃的温度范围中来做热循环。具有低热膨胀系数填充物的垫圈是在多于50循环后才失去其应有的功能，而该为100%矽橡胶所制成的垫圈是在15循环后就失去其应有的功效。

E.环绕密封装置

图示15a至15d系说明本发明的额外的实施例。显示在图示15a至15d的该实施例系可被用来制造薄壁墙密封装置，以用于仅为前方入口应用（例如图示15a），或者是用于双侧入口的应用。在该双侧入口应用中，其是可利用一具螺纹的环状物来预先调整该内部管状垫圈或该外部管状垫圈。此一特色在以下的状况时是为有用的：当是有需要延伸该内部或外部管状垫圈的密封范围时，显示在图示15中的该实施例，其在此是被作为薄壁密封物。

在图示15a中，一前方入口是被提供。藉由柱塞1503或该垫圈长度，该垫圈位移是可被变化。在图示15b中，入口是被提供在双侧边上。该外部垫圈是可藉由具有螺纹环状物1501而可来被做预先的调整。该具螺纹的外部环状物1502可压缩该外部和内部等二垫圈。在图示11e中，入口是被提供在双侧边上，而该外部垫圈是由该具螺纹的环状物1501所压缩，该具螺纹的杯状物则是来压缩该内部垫圈。图示15d是来说明一具有双侧边入口的装置，且该压缩是由杯状物1504所提供。

图示16a至16d系说明该密封装置的一些实例，其中，柱塞和管状垫圈是被置放在该主体的二侧边上。如图示15所示，依据应用的形态，该密封装置是可有多种的变化。显示在图示16中的实施例，其在此是被作为具有内侧/外侧垫圈壁墙的实施例。该垫圈是可藉由具螺纹的杯状物而被单独地压缩，或者，该垫圈是可藉由一具螺纹的杯状物而被同时地压缩。图示16a系说明一具有前方入口的密封装置，其中，该垫圈的位移量是由柱塞1601或垫圈的长度而被变化。图示16b系说明一密封装置，其中，入口是被提供在双侧边上，且其中，该杯状物1603是来压缩该杯状物1605的该外部垫圈。图示16c系来说明一具有前方入口的密封装置，其中，该垫圈是藉由具螺纹杯状物1607或环状物1609而被单独地压缩。图示16d系来说明一具有前方入口的密封装置，其中，该内部是由环状物1611而被调整，而该内部和外部垫圈都是藉由杯状物1615而被压缩。

其它形状的实例是被显示在图示17a至17c中。这些实例中的该密封装置系仅是藉由唯一的柱塞而来压缩一管状内部垫圈。环绕在出口或外部区域的密封，其是藉由一平板状垫圈的使用而被达成，其中，该平板状垫圈是藉由一独立而具有螺纹状环状物或藉由在该主体上的该具有螺纹的杯状物的拉伸动作而被压缩。在图示17中的实施例，其在此是被作为一具单一柱塞的实施例。

图示17a系说明一密封系统，其中，前方入口是被提供且该内部和外部垫圈是被单独地压缩。图示17b是说明一具有双侧边入口的密封装置，同时其亦有一凸缘1701以来协助该外部垫圈的压缩。图示17c是说明一具有双边入口的密封装置，其中，该外部和内部垫圈等者是同时藉由杯状物1703而被压缩。

在传统习用的垫圈和“0”环中，其最重要优点中的一项者是为以下的事实：该垫圈长度相对于该柱塞位移的比例是可在一大范围中来被变化，如此以来提供一大范围的密封能力。此一密封可在大范围中来做调整的能力，其是被说明在图示18a至18c中。图示18a系在该外部垫圈和内部垫圈上提供有相同的压缩，而图示18b和18c则是显示密封装置，其中，该密封装置的一垫圈较佳地是由环状物1801来压缩。

接合密封是可藉以下的方法而被达成：由该内部垫圈和外部垫圈等二者穿过一沿着该接合的开口而来相互接触。此一接合密封是由在图示19a至19d中的视图而被说明，其中，这些实施例在此系被作为接合密封的实施例。

F.电磁干扰（EMI）/无线电频率干扰（RFI）保护

利用习用方法，其是很来难以防水密封物的密封来保护具有电磁干扰（EMI）/无线电频率干扰（RFI）保护的敏感电子控制装置。来解决上述问题的一方法，其是为来将导电性微粒或液体封入于一由弹性聚合物作制成的一套筒中，如此，以来可以一简单的步骤来达成该电子控制装置的密封和该电磁干扰（EMI）/无线电频率干扰（RFI）的保护。此一处理方法系使其可来做为各种形态的垫圈和密封装置（0环、保护垫圈、衬套、柱塞、套管、平板状或管状垫圈）的制造。

适合于在此一应用上的材料是为导电性固态和液态材料（例如像是金属和金属合金、石墨、碳黑、和导电性人造聚合物、凝胶和液体）。

Ⅳ.

本发明系提供一非常大改良的方法和装置以用来形成在低温应用上的密封物，或更特定地说明本发明是来形成可能在热循环应用上的密封物。以上本案说明书所揭示者是为一说明性的揭示而非是一限制的揭示。本发明的一许多变化，其在熟于此技的人士阅读过本案的说明后系变得显而易知。本案系仅是藉由不同元件所构成的实例以来说明本发明和其所相关各种特定材料，而不是藉由该实例来限定本发明的范围大小。是故，本发明的范畴是不应由藉由参考以上的说明而被决定，而是应参考随后附的申请专利范围和其相等原则所界定的全部范畴而来决定本发明的范围。

Claims

1、一种密封用元件，其包含有：

一在其上界定有一孔穴的由弹性聚合物所制的主体，该形成的弹性聚合物所制的主体和至少二个待密封以防止泄漏的表面相啮合，该由弹性聚合物所制的主体是有一第一热膨胀系数；及

一具有顺应性的填充材料，该具有顺应性的填充材料是选自一热膨胀系数系小于该第一热膨胀系数的材料，在所关心的至少一部分温度范围内随降低温度而膨胀的材料，和上述的二种材料的组合。

2、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料基本上填充了该主体内部体积的多于50%的体积。

3、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料填充了该主体内部体积的多于70%的体积。

4、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料的热膨胀系数小于200×10^-6m/m/K。

5、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料的热膨胀系数小于5×10^-1m/m/K。

6、如权利要求1的密封用元件，其中，该主体是为一热固性弹性聚合物。

7、如权利要求1的密封用元件，其中，主体是为一硅橡胶。

8、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料包含选自以下的一种材料：玻璃、石墨、碳、陶磁、环氧树脂、云母、和上述材料的组合。

9、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料系包含有玻璃粉末。

10、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料系包含固体粉末颗粒。

11、如权利要求10的密封用元件，其中，该固态粒子的平均直径小于1000微米。

12、如权利要求10的密封用元件，其中，该固态粒子的平均直径小于500微米。

13、如权利要求10的密封用元件，其中，该固体颗粒是紧密地填塞，藉此，在该孔穴中的空洞体积是小于约50%。

14、如权利要求10的密封用元件，其中，该固体颗粒间的空隙没有被填满。

15、如权利要求1的密封用元件，其中，当填料温度自20℃向-40℃下降时，该二个密封元件和其所相邻的表面间产生的压力基本大于完全由该主体材料所制造密封元件产生的压力。

16、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料在温度低于4℃发生膨胀。

17、如权利要求16的密封用元件，其中，该填充材料是包含选自以下的一种材料：水、水基凝胶、水可膨胀聚合物、和上述材料的组合。

18、如权利要求16的密封用元件，其中，该填充材料是包含选自以下的一种水凝胶材料：聚乙烯氧化物、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸或丙烯酸羟烷基酯、聚丙烯酸醯胺或聚甲基丙烯酸醯胺、聚-正-异丙基烯醯胺、聚-正-乙烯基-1-2-吡咯烷酮、交联的聚乙烯醇、聚乙烯丙醇、聚乙烯氧化物、羧甲基纤维素或羟乙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、交联的聚丙烯酸、聚电解质复合体、可离子化基的带电聚合体、和上述材料的混合。

19、如权利要求1的密封用元件，其中，该主体为一圆筒状，并且该主体有一轴向孔洞贯穿。

20、如权利要求19的密封用元件，其中，该圆筒状主体沿其一侧边上是有一分裂部分且该分裂部分系包含至少有一横向片段部分。

21、如权利要求1的密封用元件，其进一步包含有一胶粘剂邻接于该待密封的表面之一上。

22、如权利要求21的密封用元件，其中，该胶粘剂是包含选自以下的一种材料：热固性凝胶、热塑性凝胶、胶粘胶、油灰、浆糊、聚异丁烯、油脂、拉长的橡胶、和上述材料的组合。

23、如权利要求1的密封用元件，其中，该填充材料包含有一导体，因而该密封元件对电磁和无线频率提供保护。

24、如权利要求1的密封用元件，其进一步包含有一选自以下的密封承载元件;一薄壁墙环绕元件、内侧/外侧垫圈式壁墙环绕元件、单柱塞环绕元件和接合密封环绕元件。

25、一种密封元件，其包含至少一个具有第一热膨胀系数的材料所制成的环状物，该环状物系环绕于一内部主体，而该主体的一壁墙可和一待密封的表面相啮合，该环状物材料的热膨胀系数是低于该主体的热膨胀系数，藉此，当在冷却时，该环状物会收缩来强迫使该壁墙和待密封的表面相啮合。