CN1812909A - 用于密封、阻隔或增强的可膨胀材料和可紧固构件及其形成方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种可膨胀材料和掺入该可膨胀材料的制品。该材料包括聚合物混合物、发泡剂、固化剂、增粘剂和任选的填料或纤维。还公开了一种构件(10)用以密封、阻隔和/或增强机动车辆的元件。构件(10)通常包括托架(20)、可膨胀材料(22)和至少一个紧固件(24)。

Description

用于密封、阻隔或增强的可膨胀材料和 可紧固构件及其形成方法

要求申请日的权益

本申请要求2003年6月26日申请的美国临时申请序列号No.60/482896、2003年6月26日申请的美国临时申请序列号No.60/482897、2004年6月14日申请的美国专利申请(序列号待给，律师档案号1001-141)，和2004年6月22日申请的美国专利申请(序列号待给，律师档案号1001-142)的申请日的权益，所有这些在此通过参考引入。

技术领域

本发明一般地涉及可膨胀材料，其显示出例如基本上均匀的膨胀、高水平的膨胀、改进的内聚性、其结合或类似的性能，还涉及用于提供密封、减噪音/减振、结构增强或者其结合的构件。

背景技术

多年来，工业和尤其是运输工业一直关心设计提供机动车辆阻隔、密封、结构增强等用的构件。例如，美国专利Nos.5755486、4901500和4751249(每一篇在此通过参考引入)公开了用于阻隔、密封或增强的例举的现有技术的装置。

该构件典型地包括可膨胀材料，所述可膨胀材料在机动车辆的型腔内可以与形成密封、阻隔、结构增强等用的其它构件结合或者可以不结合。然而，组装这种构件到机动车辆或者其它制造制品上可能存在难度。此外，当设计可应用到制造制品的各位置或者各种不同制造制品上的构件时，可能存在难度。因此，本发明致力于提供用于阻隔、密封或增强的构件，所述构件克服这些难点之一或者提供其它优点，所述优点在阅读本发明的详细说明后将变得显而易见。

此外，运输工业和尤其是机动车辆工业一直关心设计可膨胀材料，所述可膨胀材料显示出例如质轻、良好粘合性、吸音、声音阻尼、相对高水平的膨胀、均匀膨胀、一致或者可预期的膨胀或者其它所需特性之类的特性。然而，设计具有两种或多种这些特性的这种材料可能存在难度。例如，可能难以提供可膨胀材料，所述可膨胀材料显示出相对高水平的膨胀且没有牺牲例如粘合、膨胀均匀性之类的特征。因此，本发明致力于提供可膨胀材料，所述可膨胀材料显示出至少一种所需的特性，且没有牺牲至少一种其它的所需特性。

发明概述

本发明涉及为提供给制造制品例如机动车辆阻隔、密封或增强而设计的一种构件。该构件通常包括托架(carrier)、可膨胀材料和一个或多个紧固件(fastner)。优选地，可膨胀材料可被热活化或者以其它方式活化，以提供给制造制品以阻隔、密封或增强。

本发明还提供可膨胀材料，所述可膨胀材料可用于各种结构体的密封、阻隔、增强、结构粘结等。该材料典型地为可膨胀的粘合剂材料，且还典型地包括一种或多种下述组分：聚合物混合物；环氧树脂；填料；发泡剂；固化剂；用于发泡剂或者固化剂的促进剂；增粘剂；活性助剂；抗氧化剂；其结合等。优选地，聚合物混合物包括丙烯酸酯、乙酸酯或者这二者，但不要求。一种优选的增强材料是浆化形式的芳族聚酰胺纤维，它可辅助材料的流动控制、抗流挂性和/或自支撑能力。

可根据各种方案形成该材料。在一种优选的方法中，将该材料的各种组分以一种或多种连续或间歇类型混合工艺或者其结合形式混合。可将该材料施加(例如粘合)到各种结构体上，所述结构体可由各种材料例如铝、镁、钢、片状模塑料、预制整体模塑料、热塑性塑料或其结合等形成。此外，该材料可用于各种应用中，例如阻隔、密封、增强等。

附图简述

一旦阅读下述详细说明、权利要求和附图，本发明的特征和创造性的方面将变得更加显而易见，其中以下是附图简要说明：

图1是根据本发明一个方面的例举构件的剖面图。

图2是沿着线2-2拍摄的图1的构件的截面视图。

图3是应用到机动车辆的结构体上的图1的构件的截面视图。

图4是根据本发明一个方面的另一例举构件的剖面图。

图5是沿着线5-5拍摄的图4的构件的截面视图。

图6是应用到机动车辆的结构体上的图1的构件的截面视图。

图7是根据本发明一个方面的可供替代的构件的剖面图。

图8是根据本发明一个方面的另一可供替代的构件的剖面图。

图9是根据本发明一个方面的再一可供替代的构件的剖面图。

图10是应用到机动车辆的结构体上的图9的构件的截面视图。

图11A-18C说明了本发明构件的变化的实例。

图19A是根据本发明一个方面的另一可供替代的构件的截面视图。

图19B是根据本发明一个方面的另一可供替代的构件的截面视图。

图20是根据本发明一个方面的另一可供替代的构件的剖面图。

图21是根据本发明一个方面的另一可供替代的构件的剖面图。

优选实施方案的详细说明

本发明预期提供一种构件，所述构件用于给制造制品提供阻隔、增强或其结合。认为该构件可应用(例如组装)到各种制造制品如船舶、火车、建筑物、设备、家庭用品、家具等上。然而，发现该构件尤其适合于应用到机动车辆上。

该构件典型地包括：

a)托架；

b)置于托架上的可膨胀材料；和

c)可连接到托架、可膨胀材料或这二者上的一个或多个紧固件。

典型地通过将一个或多个紧固件连接到制品的一部分上，从而将该构件组装到制造制品上，以便可膨胀材料位于型腔内或者制品上的其它地方。之后，可膨胀材料典型地膨胀，以提供给制品阻隔、密封或者增强。有利地，紧固件、托架或者这二者可辅助将该构件组装到制造制品上。此外，可使用有效、便宜、便利的技术或者其结合形成该构件。

根据本发明，可以以各种形状和各种结构形成本发明的托架。例如，托架可以是平面或者异形、几何或者非几何、连续或者不连续、挠性或刚性或者其它结构。托架也可包括仅仅单一的连续部件或者可由直接连接到彼此上或者通过额外的元件连接的多个部件形成。

也可以以各种形状和各种结构形式提供本发明的一个或多个紧固件，只要它们可固定托架、可膨胀材料或者这二者到结构体上即可。合适的紧固件的实例包括机械紧固件、夹子、搭扣配合件、螺钉、或其结合等。此外，认为一个或多个紧固件可与托架由单一的材料一体化形成，或者可由不同材料形成且可以可拆卸地连接到托架上。

根据一个优选的实施方案，以磁性材料或者粘合剂材料形式提供紧固件，它们可将托架和/或可膨胀材料连接(例如粘合或者磁性固定)到金属或者其它结构体上。在这一实施方案中，磁性材料或者粘合剂材料可与托架或者可膨胀材料一起散置(intersperse)。或者，磁性材料或粘合剂材料可布置在托架或者可膨胀材料上或者可以其它方式连接到托架或者可膨胀材料上。

托架和一个或多个紧固件可由各种材料例如金属、聚合物、弹性体、纤维材料(例如布料或织造材料)或其结合等形成。优选地，托架和一个或多个紧固件至少部分由聚合物材料(例如，热塑性塑料、弹性体、塑性体、热固性材料、塑料或其结合等)形成。在一个实施方案中，认为托架、一个或多个紧固件或者这二者可由相同材料组成，但典型地它们由不同的材料形成。

可膨胀材料可由各种合适的材料形成。优选地，可膨胀材料由具有发泡特性的热活化材料形成。该材料通常触摸起来干燥或者有粘性，且可以以任何所需的图案、布置或厚度形式成型，但优选具有基本上均匀的厚度。在一个实施方案中，认为可膨胀材料的形状基本上类似于该材料置于其内的型腔部分，仅仅可膨胀材料显著小于型腔部分(小例如至少约100％、1000％、2000％或3000％)，直到膨胀。

尽管对于可膨胀材料来说，其它热活化的材料是可能的，但优选的热活化材料是可膨胀聚合物或者塑料，和优选是可发泡的那种。尤其优选的材料是具有聚合物配方的相对高膨胀的泡沫体，所述聚合物配方包括一种或多种丙烯酸酯、乙酸酯、弹性体或其结合等。例如且不受限制地，泡沫体可以是EVA/橡胶基材料，其中包括可拥有α-烯烃的乙烯二元共聚物或三元共聚物。作为二元共聚物或者三元共聚物，聚合物由两种或三种不同的单体(即具有能连接类似分子的化学反应性高的小分子)组成。

许多阻隔或密封泡沫体是本领域已知的，且也可用于生产所述泡沫体。典型泡沫体包括聚合物基础材料，例如一种或多种乙烯基聚合物，当与合适的成分(典型地为发泡剂和固化剂)配混时，一旦施加热量或者存在特定的环境条件，则以可靠和可预期的方式膨胀且固化。从热活化材料的化学角度考虑，固化前结构泡沫体通常最初加工为可流动材料形式，和一旦固化，该材料典型地交联，从而使得该材料不能进一步流动。

相对于现有技术的材料，本发明的优选泡沫体材料的一个优点是，可以以几种方式加工该优选材料。可通过注塑、挤出压塑或者采用小型涂布机，加工该优选材料。这使得能形成并产生优于大多数现有技术材料能力的部件设计。

尽管公开了制备可膨胀材料用的优选材料，但可膨胀材料可由其它材料形成，条件是所选材料被热活化或者被环境条件下(例如湿度、压力或时间等)以其它方式活化，并以可预期和可靠的方式在对于所选应用来说合适的条件下固化。一种这样的材料是在美国专利No.6131897中公开的环氧基树脂，其教导在此通过参考引入，该专利由本申请的受让人于1999年3月8日向美国专利商标局提交。一些其它可能的材料包括但不限于聚烯烃材料，具有至少一类α-烯烃单体的二元共聚物和三元共聚物，酚醛材料，苯氧基材料，和玻璃化转变温度高的聚氨酯材料。还参见，美国专利Nos.5766719、5755486、5575526和5932680(通过参考引入)。一般来说，该材料所需的特性包括高的玻璃化转变温度(典型地大于70℃)、相对高的膨胀和粘合耐久性性能。按照这一方式，该材料通常不干扰机动车辆制造商所使用的材料体系。

在其中可膨胀材料是热活化、热膨胀材料的应用中，牵涉选择并配制包括泡沫体的该材料所要考虑的重要问题是发生材料反应或者膨胀和可能地固化时的温度。典型地，在较高的加工温度下，例如当在升高的温度下或者在较高的外加能量水平下，例如在油漆固化步骤期间，泡沫体与机动车辆元件一起加工时，在机动车辆组装车间中遇到的那些温度下，泡沫体变得具有反应性。尽管在机动车辆组装操作中遇到的温度范围可以是约148.89℃-204.44℃(约300°F-400°F)，但车身和油漆车间应用通常为约93.33℃(约200°F)或者略微较高。视需要，发泡剂活化剂可掺入到组合物内，以引起在上述范围以外的不同温度下膨胀。一般来说，合适的可膨胀泡沫体具有从约0到超过1000％的膨胀范围。

在另一实施方案中，以可包括粒料的包胶或者部分包胶形式提供可膨胀材料，所述粒料可包括包胶或者部分包胶在粘合剂壳内的可膨胀的可发泡材料。在共同拥有的悬而未决的美国专利申请序列号09/524298中公开了一种这样的体系的实例(“Expandable Pre-FormedPlug”)，在此通过参考将其引入。

认为可膨胀材料可通过各种传输体系传输并与托架接触地布置，所述传输体系包括但不限于机械搭扣配合组合件、本领域通常已知的挤出技术以及根据共同拥有的美国专利No.5358397(“Apparatus ForExtruding Flowable Materials”)的小型涂布机技术，在此特意将其通过参考引入。在这一非限制性实施方案中，材料或介质用具有阻尼特性的活性聚合物或者其它热活化的聚合物(例如，可成形的热熔粘合剂基聚合物或者可膨胀的结构泡沫体，其实例包括烯烃聚合物、乙烯基聚合物、含热塑性橡胶的聚合物、环氧化物、聚氨酯或类似物)至少部分地涂布，其中可发泡或者可膨胀材料可搭扣配合到所选表面或基底上；布置成粒珠或者粒料，用以借助挤出沿着所选基底或者构件布置；通过使用挡板技术沿着基底布置；根据本领域公知的教导模铸施涂；可泵送的施涂体系(其中包括使用挡板和气囊体系)；和可喷涂应用。

形成本发明的构件可包括各种加工步骤，这取决于构件的所需结构。在任何情况下，通常认为托架、紧固件和可膨胀材料可手工连接到彼此上、自动连接到彼此上或者其结合。此外，各种工艺例如模塑(例如压塑、注塑或者其它模塑)或挤出等可用于独立地形成托架、紧固件或可膨胀材料，和这种工艺可用于将这些元件连接在一起。

作为本发明构件的第一个实例，参考图1-3，其说明了布置在机动车辆(未示出)的结构体14的型腔12内的例举构件10，用以与机动车辆的结构体14一起形成阻隔、密封或增强系统1。要理解，构件10可适合于置于各种型腔内用于在机动车辆内增强、阻隔或密封各种结构体。为了说明目的，示出了组装到机动车辆的支柱或摇臂结构体14上的构件10，但要理解，构件10可组装到各种机动车辆结构体上(例如车身构件、底座构件等)或者组装到其它制造制品的各种结构体上。

构件10具有总体矩形的结构，但可形成为各种形状。一般来说，构件10包括可膨胀材料22置于其上的托架20。构件10还包括连接到托架20上的一对紧固件24。

托架20可形成为此处所述的各种形状或者结构，且可由此处所述的任何材料形成。在所示的实施方案中，托架20通常为矩形，且由聚合物膜(例如聚酯膜)形成。所示的聚合物膜的厚度优选低于约1cm，更优选低于约0.5mm，和甚至更优选低于约0.3mm，但对于不同的形状和应用来说，托架20的厚度可在宽范围内变化。图1-3的托架20通常为挠性且在约20℃下的断裂伸长率大于约5％，更优选大于约50％，甚至更优选大于约100％。

在美国专利No.6287669和2001年8月6日提交的美国专利申请序列号09/923138中公开了可在本发明中使用的可供替代的膜或层材料，为了所有目的，这两篇文献在此通过参考引入。

可膨胀材料22可以是此处所述的任何一种可膨胀材料。在所示的实施方案中，可膨胀材料22是一旦暴露于约148.89℃-204.44℃(约300°F-400°F)之间的温度下(即典型地在机动车辆上漆或者涂布操作中遇到的温度)时经历相对高程度膨胀的材料。因此，构造优选的可膨胀材料22，使其体积膨胀为其起始或者未膨胀体积的至少约1500％，更优选至少约2000％，甚至更优选至少约2500％，和仍更优选至少约3000％。在标题为Expandable Material、律师档案号为#1001-141P1、与本申请同一天提交的共同拥有的悬而未决的美国专利申请中公开了具有这种膨胀能力的可膨胀材料的实例，为了所有目的，将其全部引入作为参考。

可膨胀材料22通常成型为矩形或者块状(block)结构，但取决于构件的应用，可视需要成型。在所示的实施方案中，可膨胀材料22置于托架20的两个相对表面上，随后基本上密闭托架20的延长的边缘。当然，认为该材料可以其它方式置于托架20上，且可作为单片(例如一根长条)或者多片(例如多根长条)施加到托架上。

熟练技术人员能考虑适合于在本发明的构件10中使用的各种紧固件。此处公开了优选的实例，然而，也可使用其它紧固件。所示的构件10的紧固件24是塑料的，且包括盖帽部分30和延长部分32。正如所示的，延长部分32包括多个伸出部分34，其以锥体形式示出，但可以根据需要成型。

可通过此处所述的任何一种技术或者通过其它技术，实现将紧固件24连接到托架20上。对于连接图1-3的托架20来说，每一紧固件24的延长部分32延伸到在托架20中形成的开口36(例如通孔)内并优选通过它。按照这一方式，伸出部分34、盖帽30或者这二者将紧固件24干涉配合到托架20上。

一般来说，形成构件10包括将托架20成型为所需的结构，将可膨胀材料22施加到托架20上，和任选地，取决于结构，将紧固件24连接到托架20、可膨胀材料22或者这二者上。应当意识到，在这一通用方法内，可使用各种更特定的技术形成所示的构件10。然而，为了例举的目的，详细地描述一种优选的技术。

根据该优选的技术，将用于托架20的材料(即膜材料)以长条形式以连续或者不连接的方式提供到挤出模头中。与此同时，可膨胀材料22同样以连续或者不连接的方式从挤出机排出到同一挤出模头中。当长条和可膨胀材料二者(通过例如共挤出)被喂入并通过挤出模头时，可膨胀材料紧密接触并粘合到具有图2所示截面结构的长条上。视需要，可膨胀材料在其上挤出的一部分长条可被穿孔(例如一个或多个通孔)，用以改进可膨胀材料与托架材料之间的连接强度。

在挤出之后，优选以预定的长度切割长条和可膨胀材料，所述预定长度对应于构件10的长度。通过切割、穿孔或者任何其它合适的技术，实现在托架20或者托架材料内形成开口36。在将可膨胀材料挤出到托架材料的长条上之前或者之后，在托架20或者托架材料内形成用于紧固件24的开口36。此外，可在挤出之前或者之后，将紧固件24插入到开口36内。取决于步骤顺序，当以预定长度切割长条和可膨胀材料时或者之后，可完全形成构件。

通过将紧固件24连接到结构体14上，而将托架20组装到图3的结构体14内。在所示的特别的实施方案中，每一紧固件24的延长部分32延伸到机动车辆的结构体14中的各自的开口40内(例如型腔、通孔等)。一旦插入，则紧固件24的伸出部分34将紧固件24干涉配合到结构体14上，从而将紧固件24、托架20和可膨胀材料22固定到结构体14上。有利地，如图3所示，托架20的挠性使得托架可弯曲或者造型，以允许将紧固件24连接到结构体14上。此外，认为对于包括异形表面的结构体来说，托架可挠曲或者弯曲以适合于这种表面。

一旦组装到结构体14上，则将可膨胀材料22暴露于热量下，其中优选在机动车辆上进行的涂布或者上漆操作期间提供热量，但不必需。反过来，热量活化可膨胀材料22，使之膨胀(例如发泡)，以便可膨胀材料22接触、润湿并粘合到确定型腔12的结构体14的表面42、44、46上。因此，形成包括结构体14的体系，所述结构体确定型腔12且含有处于膨胀条件下的可膨胀材料22从而至少部分填充型腔12，用以密封、阻隔或者增强结构体14。优选地，可膨胀材料22基本上完全跨接型腔12的一个或多个截面(例如所示的截面)的全部，以密封型腔12，以便不存在开口，从而抑制垃圾、水、声音、空气或者其结合通过型腔12。

作为本发明构件的第二个实例，现参考图4-6，其示出了为置于机动车辆(未示出)的结构体54的型腔52内而构造的另一例举的构件50以供与机动车辆的结构体54一起形成阻隔、密封或增强体系。正如所理解的，构件50可适合于放置在用于增强、阻隔或密封机动车辆内的各种结构体的各种型腔内。为了阐述目的，示出了组装到机动车辆的支柱结构54上的构件50，但要理解，构件50可组装到各种机动车辆结构体上(例如车身构件、底座构件等)或者组装到其它制造制品的各种结构体上。

以长条形式示出了构件50，但可视所需缩短。一般来说，构件50包括可膨胀材料62置于其上的托架60。构件50还包括连接到托架60上的紧固件64。

可以以此处所述的任何形状或者构造形成托架60且可以由此处所述的任何材料形成。在所示的实施方案中，托架60包括基本上平面且通常矩形的基体70。托架60还包括从基体70向外延伸的任选的伸出部分72。

熟练的技术人员会考虑到适合在图4-6的构件50中使用的各种紧固件。所示的紧固件64由一对第一伸出部分80和第二对伸出部分82组成。然而，认为紧固件64可与仅仅一个第一伸出部分、一个第二伸出部分或者这二者形成。正如所示的，第一伸出部分80之一从基体70的第一侧伸出和第一伸出部分80之一从基体70的第二侧伸出。以至少部分朝向基体70的边缘84造型(例如形成弧度)的方式示出了这两个第一伸出部分80。第二伸出部分82的每一个分别从基体70的边缘84朝向不同的第一伸出部分80伸出。然而，在可供替代的实施方案中，认为第一伸出部分，第二伸出部分或这二者可向不同的方向伸出且可从与以上所述的那些不同的位置处伸出。

在所示的实施方案中，存在仅仅一个紧固件64，所述紧固件64通常与基体70共同延伸。然而，认为，紧固件64可以是断续的，因此可以形成多个紧固件。或者，可使用基本上不与基体70共同延伸的一个紧固件。

可膨胀材料62可以是此处所述的任何一种可膨胀材料。在所示的实施方案中，可膨胀材料62是一旦暴露于约148.89℃-204.44℃(约300°F-400°F)之间的温度下(即典型地在机动车辆上漆或者涂布操作中遇到的温度)经历相对高程度膨胀的材料。因此，构造优选的可膨胀材料62，使其体积膨胀为其起始或者未膨胀体积的至少约1500％，更优选至少约2000％，甚至更优选至少约2500％，和仍更优选至少约3000％。

通常将可膨胀材料62成型为圆柱结构，但取决于构件的应用，可以根据需要成型。在所示的实施方案中，可膨胀材料62置于托架60的基体70的两个相对表面上，且基本上密闭托架60的延长的边缘。当然，认为该材料可以其它方式置于托架60上。

一般来说，形成构件50包括将托架60、紧固件64或者这二者成型为所需的构造并将可膨胀材料62施加到托架60上。应当意识到，在这一通用方法内，可使用各种更具体的技术形成所示的构件50。然而，为了例举的目的，详细地描述一种优选的技术。优选地，紧固件64、紧固件64的伸出部分80、82，基体70的伸出部分72，基体70或其结合由单一材料一体化形成(例如挤出、模塑等)。

根据该优选的技术，将用于托架60的材料(例如尼龙)供给挤出机(例如双螺杆挤出机)，并通过第一模头挤出，产生具有图5所示托架60的截面构造的挤出物。之后或者与此同时，还从挤出机(或者相同或者不同的挤出机)中排出可膨胀材料62，和托架挤出物与挤出的可膨胀材料二者以连续或者不连续的方式喂入到第二挤出模头中(优选在直角模头挤出操作中)。当长条和可膨胀材料二者被喂入到挤出模头并经过其中时，可膨胀材料紧密接触并粘合到具有图2所示截面构造的托架挤出物上。视需要，可膨胀材料在其上挤出的挤出物的一部分可被穿孔，以改进可膨胀材料与托架材料之间的连接强度。

一般来说，根据本发明，可使用各种挤出机形成构件、材料、托架、紧固件或其结合。根据本发明的一个优选实施方案，所使用的挤出机是单螺杆挤出机，它也可被称为捏合机、连续捏合机或者共捏合机，但可以是多螺杆的(例如双螺杆挤出机)。当使用单螺杆挤出机时，它优选包括断开的螺纹和固定的螺销(pin)二者均位于挤出机圆筒上的单段螺杆。在操作中，当不管何种材料形成本发明的所需元件时，单螺杆挤出机优选进行分布类型的混合。作为实例，可通过使螺杆旋转并同时往复移动，获得这种混合，以便因向前的泵送导致混合该材料，但每次当该材料经过引起分布类型混合的螺销时，该材料还被分开。

有利地，单螺杆挤出机、分布混合或这二者可提供材料成分的充分混合，同时给予该材料较低的能量，从而在较低温度下维持并施加该材料。同样，对于可膨胀材料来说，尤其可使用反应性更大或者活化温度较低的发泡剂、发泡剂活化剂或这二者。作为实例，认为这种挤出机可在小于约150℃，更优选小于约120℃和甚至更优选小于约70℃的温度下维持并可施加该材料。作为附带的优点，认为这种挤出机不那么可能撕裂增强填料，例如碳纤维、玻璃纤维、尼龙纤维或芳族聚酰胺浆料，从而使得可形成具有更大完整性的材料。

在挤出之后，优选以预定的长度切割托架挤出物和可膨胀材料，所述长度对应于构件50的长度。在这一连接点处，如图4-6所示，基本上形成构件50。为了形成不与可膨胀材料62共同伸出的具有多个紧固件或者具有一个或更多个紧固件的构件50，可切割掉紧固件64、基体70的一部分，或者这二者，并任选地循环通过挤出机。图7示出了具有两个紧固件64(a)的这一构件的实例，其以与图4-6的紧固件64相同的方式操作。

再次参考图4-6，通过连接紧固件64到结构体54上，从而将托架60组装到图6的结构体54上。在所示的特别的实施方案中，第二对伸出部分82和一部分基体70通过结构体54内的开口90(例如通孔)伸出。优选地，当伸出部分82经过开口90时，它们朝彼此弯曲，直到它们完全穿过开口90，以便伸出部分82可彼此伸展开并将构件50干涉配合到结构体54上。一旦产生这种干涉配合，第一对伸出部分80优选毗邻结构体54的内表面92，和第二伸出部分82毗邻结构体54的外表面94，从而限制基体70和构件50的其余部分相对于结构体54的移动。

一旦组装到结构体54上，则将可膨胀材料62暴露于热量下，其中优选在机动车辆上进行的涂布或者上漆操作期间提供热量，但不必需。反过来，热量活化可膨胀材料62，使之膨胀(例如发泡)，以便可膨胀材料62接触、润湿并粘合到确定型腔52的结构体54的表面92上。因此，形成包括结构体54的体系，所述结构体确定型腔52且含有至少部分填充型腔52的处于膨胀条件下的可膨胀材料62，用以密封、阻隔或者增强结构体54。优选地，可膨胀材料62基本上完全跨接型腔52的一个或多个截面(例如图6所示的截面)，以密封型腔52，以便不存在开口，从而抑制垃圾、水、声音、空气或者其结合通过型腔52。

在一个可供替代的实施方案中，认为本发明的构件可包括一个或多个伸出部分用以辅助导引可膨胀材料的膨胀。例如，在图8中，示出了图4-6的构件50，其中第一伸出部分80之一包括进一步的伸出部分100，它以相对于第一伸出部分80呈一定角度伸出且通常与可膨胀材料62处于相反的关系。

参考图9和10，示出了具有托架112的构件110，所述托架112包括磁性紧固件114和置于托架112之上的可膨胀材料116。在所示的实施方案中，托架112形成为塑料材料的长条，其具有置于托架112之上的磁性长条形式的磁性紧固件114。然而，认为托架112和紧固件114可包括仅仅磁性长条，以便它们是同一个。作为另一可供替代的实施方案，认为紧固件114可以是与可膨胀材料116混合的磁性材料(例如颗粒)。

为了形成构件110，可根据各种手工、半自动或全自动技术，将可膨胀材料116施加到托架112、紧固件114上。例如，根据以上对于构件所述的技术之一，可共挤出或者直角挤出可膨胀材料116和托架112、紧固件114或二者。

如图10所示，为了将构件110施加到结构体120上，将紧固件114(即磁性材料)暴露于紧固件磁性吸引到其上的结构体120的表面(例如金属表面)上。同时，紧固件114原地固定可膨胀材料116(例如在型腔122内)，直到它按照以上的其它实施方案所述进行膨胀。

除了磁性材料以外，还认为，如上所述，压敏粘合剂材料(例如粘性粘合剂材料，双面胶带等)可替代磁性材料作为构件的紧固件使用。在这一实施方案中，压敏粘合剂材料可通过此处所述的任何方法(例如共挤出、手工或者自动方法等)施加到可膨胀材料上。此外，压敏粘合剂材料可用于将构件固定(例如粘合剂固定)到结构体上，其方式与磁性材料所使用的方式相类似或者相同。

可供替代的实施方案

如上所述，根据本发明，可以以各种构型形成紧固件、托架和可膨胀材料。为了例举的目的，图11A-18C示出了那些限制和构型中的几种。

托架将典型地与外形(profile)一起形成，所述外形可以是挤出外形(即，外形取决于托架材料挤出通过其中的模头)或者以托架所使用的材料的类型以及提供材料的方式为基础的外形。一般来说，认为托架外形的尺寸可以沿着托架的尺寸(例如长度方向或者基本上垂直于外形的其它尺寸方向)截取的不同截面处变化(例如变得较厚或者较薄)，但典型地尺寸保持基本上均匀。

分别如图11A-11B所示，托架可具有笔直的外形、成角度的外形、成弧度的外形或者其结合等。分别如图12A-12C所示，托架可具有L-形状的外形、S-形状的外形、C-形状的外形、字母表上任何其它字母形状的外形，或者其结合等。分别如图13A-13C所示，进一步认为托架可具有锯齿形外形、波浪外形、扁长外形或其结合等。当然，这些外形仅仅以例举的目的示出，且决不打算限制托架的形状。

象托架一样，可膨胀材料也典型地与外形一起形成，所述外形可以是挤出外形(即，外形取决于可膨胀材料挤出通过其中的模头)或者以可膨胀材料所使用的材料的类型以及提供材料的方式为基础的外形。一般来说，认为可膨胀材料外形的尺寸可以沿着可膨胀材料的尺寸(例如长度方向或者基本上垂直于外形的其它尺寸方向)截取的不同截面处变化(例如变得较厚或者较薄)，但典型地尺寸保持基本上均匀。

分别如图14A-14B所示，可膨胀材料可具有三角形外形、金刚石形状的外形、圆形外形或其结合等。分别如图15A-15C所示，可膨胀材料可具有非几何形状的外形、正方形的外形、矩形的外形或其结合等。分别如图16A-16B所示，进一步认为，可膨胀材料可具有连接到托架上的较大基础部分200和从中伸出的较小伸出部分202，连接到托架上并伸出到达较大基础部分206上的伸出部分204的外形。在图16C中，示出了具有中心基础部分208和多个伸出部分210的可膨胀材料的外形，它们可辅助定位和/或固定可膨胀材料(例如在型腔内)。当然，这些外形仅仅以例举的目的示出，且决不打算限制托架的形状。

紧固件，尤其当用于形成干涉配合件时，将典型地包括一个或多个突出或者伸出部分，它们可从一部分紧固件、一部分托架、一部分可膨胀材料或其结合中伸出以供进行干涉配合。分别如图17A-17B所示，紧固件可包括一个伸出部分、多个伸出部分或者单个较厚的部分(例如以球形突出部分表示)。分别如图18A-18C所示，紧固件可包括单个环形突出部分，可被刻螺纹或者可包括多个环形突出部分。同样，这些紧固件构造仅仅以例举的目的示出，且决不打算限制紧固件的构造。

在额外可供替代的实施方案中，认为本发明的构件可包括多个独立的可膨胀材料的物料(masses)，和该物料可被构造成相对于彼此体积膨胀相同的量或者不同的量。作为实例，图19A示出了构件250，它包括在托架252一侧258上的可膨胀材料的第一物料256和在托架252的另一相对侧262上的可膨胀材料的第二物料260的聚合物膜托架252。还可看出，该构件包括以推针266形式示出的一个或多个紧固件，所述紧固件通过在可膨胀材料的两个物料256、260之间的托架252的中心部分268内的一个或多个开口伸出。图19B示出了构件280，它包括具有可膨胀材料的第一物料284、第二物料286和第三物料288的聚合物膜托架282。托架282由第一聚合物膜292和第二聚合物膜294形成。可看出，可膨胀材料的第二物料286夹在可膨胀材料的第一物料284和可膨胀材料的第三物料288之间，且还夹在第一聚合物膜和第二聚合物膜294之间。

在图20示出的另一可供替代的实施方案中，存在具有托架302的构件300，所述托架302是一种聚合物膜且基本上密闭在可膨胀材料的物料306内。在该实施方案中，以推针308形式示出的一个或多个紧固件通过托架302和可膨胀材料的物料306伸出。

在图21示出的再一可供替代的实施方案中，存在具有聚合物膜托架322的构件320，其中所述聚合物膜托架在其自身上折弯，以便托架322绕可膨胀材料的物料326包裹。以通孔330形式示出的多个开口通过托架322在一部分托架322上伸出，这一部分托架绕可膨胀材料的物料326包裹且围绕可膨胀材料的物料326。此外，以推针336形式示出的一个或多个紧固件通过两层聚合物膜托架322伸出。有利地，可膨胀材料的物料326一旦膨胀，则可流经通孔330以供粘合到结构体壁上。

应当注意，可根据此处所述的任何一种技术，形成并采用图19A、19B、20和21中的构件250、280、300、320和其它可供替代的实施方案。

优选实例材料

尽管此处公开了数种优选的可膨胀材料，但以下将披露一种尤其优选的可膨胀材料。可膨胀材料可独立地用作构件的一部分。可膨胀材料优选一旦通过加热或者其它条件活化时膨胀。优选地，但不要求，可膨胀材料可显示出相对高程度的膨胀，同时维持膨胀的均匀性和/或没有经历内聚破坏。另外，已发现，可膨胀材料尤其可用于例如提供制造制品如机动车辆吸音、阻隔或密封之类的应用。

在典型的应用中，可膨胀材料可辅助在型腔内或者结构体表面上提供给制造制品(例如机动车辆)的一种或多种构件(例如车身面板或者结构件)以阻隔、粘合、密封、声音阻尼性能、增强或其结合。

可膨胀材料优选包括三种或更多种下述组分的结合：

(a)最多约85重量份的聚合物混合物，例如丙烯酸酯、乙酸酯或类似物的混合物；

(b)最多约20重量份环氧树脂；

(c)最多约20重量份增粘剂，例如烃树脂；

(d)最多约25重量份发泡剂；

(e)最多约10重量份固化剂；和

(f)最多约40重量份填料。

可将本发明的可膨胀材料施加到各种制造制品上以给制品提供声音阻尼、密封制品或者给制品提供增强性。这种制造制品的实例包括但不限于家用或者工业电器、家具、储存容器、建筑物、结构体或类似物。在优选的实施方案中，将可膨胀材料施加到机动车辆的一部分上，例如机动车辆的车身或者底座(frame)构件(例如车辆的底座轨道)上。本发明的一种方法认为可施加未膨胀或者部分膨胀状态下的可膨胀材料到上述结构体之一的表面上，并活化该材料，使之膨胀到比未膨胀状态时的体积大(例如大1000％，大2000％，大2500％，大3000％，大3500％或更大)的体积。

此处的百分数是指重量百分数，除非另有说明。

聚合物材料的混合物

优选的可膨胀材料典型地包括聚合物材料的混合物，所述聚合物材料的混合物包括各种不同的聚合物，例如热塑性塑料、弹性体、塑性体或其结合等。例如，但并不限制地，可合适地掺入到聚合物混合物内的聚合物包括卤化聚合物，聚碳酸酯，聚酮，聚氨酯，聚酯，硅烷，砜，烯丙基树脂，烯烃，苯乙烯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，环氧化物，聚硅氧烷，酚醛树脂，橡胶，聚苯醚，对苯二甲酸酯，乙酸酯(例如EVA)，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯(例如乙烯丙烯酸甲酯共聚物)或其混合物。其它可能的聚合物材料可以是或者可以包括(不限制地)聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯亚胺)、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚醚、聚磷嗪、聚酰胺、聚酰亚胺、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏氯乙烯)、聚四氟乙烯、聚异戊二烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯。

聚合物混合物典型地占可膨胀材料的大部分(例如最多85％重量或更大)。优选地，聚合物混合物占可膨胀材料的约25％至约85％，更优选约40％至约75％，和甚至更优选约50％至约70％重量。

尽管不要求，但优选聚合物混合物包括一种或多种丙烯酸酯。丙烯酸酯可包括例如简单丙烯酸酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙烯基酯，其共聚物或其结合等。此外，任何这些丙烯酸酯可包括其它化学基团，例如环氧基、乙烯基、丁烯基、戊烯基等用于形成例如乙烯丙烯酸酯、乙烯丙烯酸甲酯等的化合物，和另外用于形成其共聚物或其结合等。当包括时，一种或多种丙烯酸酯典型地占聚合物混合物重量的约20％或更低到约95％或更大，更优选约40％到约85％，和甚至更优选约55％到约75％。

优选的丙烯酸酯是丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯的共聚物，和更特别地为乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的共聚物。这种共聚物的实例以商品名LOTRYL 35BA40销售且可商购于ATOFINAChemical，Inc.，2000 Market Street，Philadelphia，PA 19103。另一优选的丙烯酸酯是环氧改性(例如环氧化)的丙烯酸酯共聚物。这种共聚物的实例以商品名ELVALOY 4170销售且可商购于E.I.Dupont DeNemours和Company，1007 Market Street，Wilmington，Delaware19898。

而且，尽管并不要求，但还优选聚合物混合物包括一种或多种乙酸酯。乙酸酯可包括例如乙酸酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丁酯，乙酸乙烯基酯，其共聚物或其结合等。此外，任何这些乙酸酯可包括其它化学基团，例如环氧基、乙烯基、丁烯基、戊烯基或类似基团，用于形成例如丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯等的化合物和另外用于形成其共聚物或其结合等。当包括时，一种或多种多种乙酸酯典型地占聚合物混合物重量的约5％或更低到约50％或更大，更优选约7％到约35％，和甚至更优选约15％到约25％。

优选的乙酸酯是乙烯乙酸乙烯基酯(EVA)。这种乙酸酯的一个实例是以商品名ESCORENE UL-7760销售且可商购于ExxonMobilChemical，13501 Katy Freeway，Houston，TX 77090-1398的相对高乙烯含量的EVA。这种乙酸酯的另一实例是以商品名ESCORENEUL-MV02514且可商购于ExxonMobil Chemical，13501 KatyFreeway，Houston，TX 77090-1398的相对低分子量/低熔体指数的EVA。

环氧树脂

此处使用的环氧树脂是指含有至少一个环氧官能团的任何常规的二聚体、低聚物或聚合物环氧材料。聚合物基材料可以是具有一个或多个可通过开环反应聚合的环氧烷环的含环氧基的材料。在优选的实施方案中，可膨胀材料包括最多约20％的环氧树脂。更优选可膨胀材料包括约0.15至10％重量的环氧树脂。

环氧可以是脂族、脂环族或芳族等。环氧可以以固体(例如粒料、大块、小片等)或者液体(例如环氧树脂)形式供应。环氧可包括拥有α-烯烃的乙烯二元共聚物或者三元共聚物。作为二元共聚物或者三元共聚物，该聚合物由两种或者三种不同的单体(即具有能连接类似分子的高化学反应性的小分子)组成。

优选地，将环氧树脂加入到可膨胀材料中，以增加材料的性能例如粘合、内聚等。另外，当可膨胀材料是可发泡材料时，环氧树脂可增强泡孔结构。一种例举的环氧树脂可以是酚醛树脂，所述酚醛树脂可以是线形酚醛树脂类型或者其它类型的树脂。其它优选的含环氧基的材料可包括双酚A表氯醇醚聚合物，或者可用丁二烯或者另一聚合物添加剂改性的双酚A环氧树脂。

增粘剂

各种增粘剂或者增粘试剂可包括在可膨胀材料内。例举的增粘剂无限制地包括树脂、酚醛树脂(例如热塑性酚醛树脂)、芳族树脂、合成橡胶、醇等。根据一个优选的实施方案，烃树脂9(例如C5树脂、C9树脂、或其结合等)用作增粘剂。烃树脂可以是饱和、不饱和或者部分不饱和(即具有1、2、3或更高的不饱和度)的烃树脂。优选的烃树脂的一个实例是苯并呋喃-茚树脂。优选的烃树脂的另一实例以商品名NORSELENES-105销售且可商购于Sartomer Company，Inc.，502Thomas Jones Way，Exton，PA 19341。

当使用增粘剂时，它优选占可膨胀材料重量的约0.1％或更低到约30％或更大，更优选约2％到约25％，和甚至更优选约6％至约20％。有利地，增粘剂可以辅助控制可膨胀材料的固化速度用以产生更一致或者可预期的膨胀。

发泡剂

可将一种或多种发泡剂加入到可膨胀材料中，用以产生惰性气体，视需要，所述惰性气体在可膨胀材料内产生开孔和/或闭孔的泡孔结构。按照这一方式，可降低由该材料制备的制品的密度。另外，材料的膨胀辅助改进密封能力、基底的润湿能力、对基底的粘合性、声音阻尼、或其结合等。

发泡剂可包括一个或多个含氮的基团，例如酰胺、胺等。合适的发泡剂的实例包括偶氮二碳酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺、4，4_i-氧基双(苯磺酰肼)、三肼基三嗪和N，N_i-二甲基-N，N_i-二亚硝基对苯二甲酰胺。

也可在可膨胀材料内提供用于发泡剂的促进剂。各种促进剂可用于增加发泡剂形成惰性气体时的速度。一种优选的发泡剂促进剂是金属盐，或者氧化物，例如金属氧化物，例如氧化锌。其它优选的促进剂包括改性和未改性的噻唑或咪唑、脲或类似物。

在可膨胀材料内发泡剂和发泡剂促进剂的用量可在宽范围内变化，这取决于所需泡孔结构的类型，可膨胀材料的所需膨胀量、所需的膨胀速度等。发泡剂、发泡剂促进剂或者二者在可膨胀材料内的用量的例举范围是可膨胀材料重量的约0.1％至约25％，更优选约2％至约20％，和甚至更优选约7％至约15％。

在一个实施方案中，本发明认为可省去发泡剂。因此，该材料将不是可膨胀材料。优选地，本发明的配方被热活化。然而，可使用其它试剂以实现通过其它方式，例如湿气、辐射或者其它方式来活化。

固化剂

可将一种或多种固化剂和/或固化剂促进剂加入到可膨胀材料内。象发泡剂一样，在可膨胀材料内固化剂和固化剂促进剂的用量可在宽范围内变化，这取决于所需泡孔结构的类型，可膨胀材料的所需膨胀量、所需的膨胀速度、可膨胀材料的所需结构性能等。一起存在于可膨胀材料内的固化剂、固化剂促进剂二者的有效量的例举范围为约0％重量至约7％重量。

优选地，通过交联聚合物、环氧树脂(例如使化学计量过量的固化剂与在树脂上的环氧化物基团反应)或者这二者，固化剂辅助可膨胀材料固化。固化剂还优选辅助热固化可膨胀材料。有用的一组固化剂是选自脂族或芳族胺或其相应的加合物、酰胺基胺、聚酰胺、脂环族胺(例如酸酐、多羧酸聚酯、异氰酸酯、苯酚基树脂(例如苯酚线形酚醛树脂或者甲酚线形酚醛树脂，共聚物例如苯酚萜烯的共聚物、聚乙烯基苯酚或者双酚A甲醛共聚物、双羟基苯基烷烃或类似物)、过氧化物或其混合物中的材料。尤其优选的固化剂包括改性和未改性的多胺或聚酰胺如三亚乙基四胺、二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、氰基胍、双氰胺和类似物。也可提供固化剂用促进剂(例如改性或未改性的脲，例如亚甲基二苯基双脲，咪唑或其结合)来制备可膨胀材料。

尽管较长的固化时间也是可能的，但对于本发明的配方来说，小于5分钟，和甚至小于30秒的固化时间是可能的。此外，这一固化时间可取决于是否施加额外的能量(热、光、辐射)到该材料上或者是否在室温下固化该材料。

填料

可膨胀材料也可包括一种或多种填料，其中包括但不限于粒状材料(例如粉末)、粒珠、微球、纳米颗粒或类似物。优选地，填料包括通常与可膨胀材料内存在的其它组分不反应的相对低密度的材料。

填料的实例包括氧化硅、硅藻土、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或泡、玻璃、碳陶瓷纤维、抗氧化剂和类似物。这种填料，尤其是粘土，在该材料的流动过程中可辅助可膨胀材料流平本身。可用作填料的粘土可包括粘土的纳米颗粒和/或来自高岭土、伊利石、chloritem、绿土或海泡石的粘土，所述粘土可被焙烧。合适的填料的实例无限制地包括滑石、蛭石、叶蜡石、锌蒙脱石、滑石粉、囊脱石、蒙脱石或其混合物。粘土也可包括微量的其它成分，例如碳酸盐、长石、云母和石英。填料也可包括氯化铵如二甲基氯化铵和二甲基苄基氯化铵。也可使用二氧化钛。

在优选的实施方案中，一种或多种矿物或石头类型的填料，例如碳酸钙、碳酸钠或类似物可用作填料。在另一优选的实施方案中，硅酸盐矿物如云母可用作填料，已发现，除了行使正常的填料功能以外，硅酸盐矿物和云母尤其改进固化的可膨胀材料的抗冲击性。

当使用时，在可膨胀材料内的填料范围可以是可膨胀材料重量的1％-90％。根据一些实施方案，可膨胀材料可包括约3％至约30wt％，和更优选约10％至约20wt％的粘土或类似的填料。

认为填料之一或者材料中的其它组分可以是辅助控制材料流动以及例如拉伸、压缩或剪切强度之类性能的触变剂。

其它添加剂

视需要，其它添加剂或者性能改性剂也可包括在可膨胀材料内，其中包括但不限于抗紫外线剂、阻燃剂、抗冲改性剂、热稳定剂、UV光引发剂、着色剂、加工助剂、抗氧化剂、润滑剂、活性助剂、增强剂(例如短切或连续玻璃、玻璃纤维、陶瓷和陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺浆料、碳纤维、丙烯酸酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维或其结合等)。在一个优选的实施方案中，可使用例如丙烯酸酯活性助剂来提高固化密度。还认为可膨胀材料可包括约0.10至约5.00wt％的抗氧化剂，例如丙酸酯(例如季戊四醇四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯))以辅助控制氧化、固化速度或这二者。这种抗氧化剂的实例以商品名IRGANOX1010销售且可商购于CibaSpecialty Chemicals Company，141 Klybeckstrasse，Postfach，4002Basel，瑞士。

当确定可膨胀材料的合适组分时，重要的是形成该材料，以便它仅在合适的时间或温度下活化(例如，流动、发泡或者以其它方式改变状态)。例如，在大多数应用中，不希望材料在室温下或者在生产环境中的环境温度下具有反应性。更典型地，可膨胀材料在较高的加工温度下变得活化至流动。作为实例，例如在机动车辆组装车间中遇到的那些温度可能是合适的，特别是当在升高的温度下或者在较高的外加能量水平下，例如在油漆制备步骤过程中加工可膨胀材料与其它组分时。在许多涂布操作中遇到的温度(例如，在油漆固化烘箱中)例如达到约180℃或更高，200℃或更高，250℃或更高。

为了混合添加剂、填料或者这二者，优选混合添加剂或填料与分散剂，之后将它们与可膨胀材料的其它成分混合。这种分散剂典型地具有小于约100000amu，更优选小于约50000amu，和仍更优选小于约10000amu的相对低分子量，但并不要求这样。这种分散剂的实例无限制地包括液体石蜡、液体弹性体或类似物，例如乙丙橡胶(EPDM)、烷属烃(例如石蜡)。

当该材料可膨胀时，可制备一组本发明的材料，其中该组的构件具有不同的膨胀程度。这一组至少部分可通过改变发泡剂、发泡剂促进剂或二者的用量来形成。为了例举的目的，提供下表A以显示对于可根据本发明形成的一个特定的组来说，发泡剂和/或发泡剂促进剂的用量，以及在该组内的材料的例举的膨胀程度。

表A

发泡剂、发泡剂促进剂或二者的重量百分数	与未膨胀材料相比膨胀材料的体积百分数
		多达1.5％或2.0％或更大	多达约300％到约400％或更大
多达3.0％或3.5％或更大	多达约700％到约800％或更大
		多达5.0％或5.5％或更大	多达约1150％到约1250％或更大
多达7.0％或8％或更大	多达约1550％到约1750％或更大
		多达9.0％或10％或更大	多达约2100％到约2250％或更大
多达13％或14％或更大	多达约2900％到约3000％或更大

为了平衡该配方，希望对于填料(例如矿物填料)来说，用具有较低膨胀的材料替代所取出的发泡剂或发泡剂促进剂的重量百分数。作为实例，若通过取出发泡剂或者促进剂来除去5wt％的材料，则可希望用填料替代该5wt％。

高度优选的实施方案和实施例

认为可通过例如聚合、共混或者其它方式，将除了以上所述的那些以外的聚合物或者其它材料掺入到可膨胀材料内也落在本发明范围内。以下提供可膨胀材料的例举配方。由于它们仅仅是例举，因此，认为各种成分的重量百分数可变化±75％或者更大或者变化±70％或±30％。此外，可添加成分或者从配方中除去成分。

实施例

表B示出了一个例举的可膨胀材料的配方。

表B

成分名称	wt％
		乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的共聚物	34.20
高乙烯含量的乙烯乙酸乙烯基酯	15.00
		环氧改性的丙烯酸酯共聚物	6.00
低分子量乙烯乙酸乙烯基酯	6.00
		环氧树脂	1.00
增粘剂树脂或试剂(例如，烃树脂，松香树脂，terpentine)	11.70
		用于固化密度控制的丙烯酸酯活性助剂(例如二季戊四醇五丙烯酸酯)	0.60
固化剂(例如过氧化物基固化剂)	1.50
		60℃-110℃活化的固化剂	0.20
Americure固化剂	0.10
		发泡剂促进剂(例如氧化锌)	1.50
发泡剂(例如偶氮二碳酰胺)	9.00
		约30％芳族聚酰胺浆料+约70％EPDM	1.0
颜料	0.2
		碳酸钙	11.5
抗氧化剂	0.5

可膨胀材料的形成与应用

可根据各种新的或已知的技术实现可膨胀材料的形成。优选地，将可膨胀材料形成为基本上均匀组合物的材料。然而，认为可使用各种组合技术以增加或降低一些组分在可膨胀材料的一些位置处的浓度。

根据一个实施方案，通过以固体，例如粒料、大块等形式、以液体形式或者其结合形式供应材料中各组分，从而形成可膨胀材料。典型地在一个或多个容器，例如大料箱或其它容器中结合各组分。优选地，可使用容器，通过旋转或者以其它方式移动容器，来混合各组分。之后，可施加热、压力或其结合，以软化或液化各组分，以便可通过搅拌或其它方式，将各组分混合成单一的均匀组合物。

根据另一实施方案，可通过加热通常容易软化或液化的一种或多种组分，例如聚合物基材料，以诱导那些组分进入可混合状态，从而形成可膨胀材料。之后，混合其余组分与软化的组分。应当理解，可以以任何所需的顺序结合可膨胀材料中各种成分。此外，可将聚合物混合物中的组分混合在一起，然后加入到其它成分中，或者可以任何其它顺序与其它成分结合。

取决于所使用的各组分，重要的是确保各组分的温度保持低于可能引起可膨胀材料活化(例如，形成气体、流动或者以其它方式活化)、固化(例如，硬化，变硬或者以其它方式改变状态)或者这二者的某一的活化温度。值得注意的是，当可膨胀材料含有发泡剂时，典型地希望在形成可膨胀材料的过程中或者在将可膨胀材料施加到表面上之前，维持可膨胀材料的温度低于活化该发泡剂的温度。

在其中希望维持可膨胀材料在较低温度下的情况下，可希望使用压力或者压力与热量的结合维持各组分处于半固体或者粘弹性状态，以混合可膨胀材料中的各组分。各种机器被设计用于施加热量、压力或这二者到材料上。一种优选的机器是挤出机。根据本发明的一个实施方胺，各种组分可预混成一种、两种或者多种预混合物，并在单或双螺杆挤出机的一个或多个位置处引入。之后，通过挤出机提供的热和压力将可膨胀材料混合成单一的通常均匀的组合物，且优选在没有活化该材料的情况下进行这种混合。

在其中可膨胀材料包括发泡剂的情况下，材料的活化可包括至少一些程度的发泡或者起泡。这种发泡或者起泡可辅助可膨胀材料润湿基底并与基底形成紧密粘结。然而，或者应当意识到，可活化可膨胀材料至流动且没有形成发泡或者起泡，且仍可基本上润湿基底以形成紧密的粘结。一旦固化可膨胀材料，则典型地形成紧密粘结体，但不必需。在一个实施方案中，使用遥控的挤出涂布机，例如在美国专利No.5358397中所述的类型，在此通过参考将其引入。

本发明技术可适用或者用作可膨胀材料的其它应用包括在美国专利Nos.6358584、6311452、6296298中所述的那些类型，所有这些应用通过参考引入。本发明的材料因此可施加到托架，例如模塑、挤出或冲压构件(例如，金属或塑料，发泡或者未发泡构件，其例举材料包括铝、镁、钛、钢、聚酰胺(例如尼龙6或尼龙6，6))、聚砜、热塑性酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜或其混合物。在与本申请同一天提交的标题“Fastenable Member for Sealing，Baffling，or Reinforcing andMethod of Forming Same”，律师档案号为No.1001-142P1的共同拥有的专利申请中讨论了优选应用的其它实例。

有利地，本发明的一些实施方案显示出相对高程度的膨胀结合在这种膨胀过程中高的均匀度和/或内聚性。因此。一旦膨胀，可膨胀材料可填充相对大的开放空间(例如型腔)，同时显示出改进的密封、阻隔、吸音等性能。

除非另有说明，此处所述的各种结构体的尺寸和几何形状不打算限制本发明，和其它尺寸或几何形状是可能的。可通过单一的一体化结构提供多种结构件。或者，单一的一体化结构体可分成独立的多个元件。另外，尽管仅仅以所示实施方案之一描述了本发明的特征，但对于给定的应用来说，这种特征可结合其它实施方案的一种或多种其它特征。还应该理解，根据上述内容，此处独特的结构体的制造及其操作也构成了本发明的方法。

公开了本发明的优选实施方案。然而，熟练本领域的技术人员会意识到，一些改性在本发明的教导之中。因此，应当研究下述权利要求以决定本发明的真实范围和内容。

Claims (50)

1.一种形成用于给一种或多种结构体提供密封、阻隔或增强的构件的方法，该方法包括：

提供托架材料；

以连续的方式在所述托架材料上放置可膨胀材料；

形成构件，使得每一构件包括可膨胀材料置于其上的托架，其中所述托架由所述托架材料形成；和

提供连接到托架上的紧固件。

2.权利要求1的方法，其中形成构件的步骤包括切割托架材料和可膨胀材料，形成独立的构件。

3.权利要求1或2的方法，其中以材料的长条或者膜形式提供托架材料，和通过挤出将可膨胀材料置于托架材料上。

4.权利要求3的方法，其中通过选自单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或者小型涂布机的挤出机挤出可膨胀材料，以将可膨胀材料置于托架材料上。

5.权利要求1、2、3或4的方法，其中通过直角挤出将可膨胀材料置于托架材料上。

6.权利要求1、2、3、4或5的方法，其中紧固件是独立地连接到托架上的机械紧固件。

7.权利要求1、2、3、4或5的方法，其中紧固件由单一材料与托架一体化形成。

8.权利要求1-7任何一项的方法，其中通过挤出提供托架材料，和共挤出托架材料与可膨胀材料，其中挤出托架材料，之后在托架上共挤出可膨胀材料，或者共挤出托架材料与可膨胀材料，和进一步挤出所得共挤出物，以形成外形结构。

9.权利要求1-8任何一项的方法，其中可膨胀材料适合于形成密封材料、声音材料、粘合剂、结构泡沫体或至少前述两种的结合。

10.权利要求1-9任何一项的方法，其中托架进一步包括在至少一部分其表面上的一层材料，其中这一层材料通过共挤出、层压、粘合、气相沉积、等离子体沉积、喷涂、刷涂、搓涂、浸涂、电镀或其结合施加到托架表面上。

11.权利要求1-10任何一项的方法，其中可膨胀材料是在挤出温度下可热变形、但在升高的温度下热活化时将交联形成热固性材料的材料。

12.权利要求1-11任何一项的方法，其中可膨胀材料包括选自热塑性塑料、热固性塑料或其结合的塑料，或者选自环氧树脂、热塑性树脂、乙酸酯树脂、EPDM树脂、苯氧基树脂、聚氨酯树脂或其结合的树脂。

13.权利要求1-12任何一项的方法，其中由选自金属、聚合物材料、碳纤维、石墨、玻璃或其结合的至少部分材料形成托架材料。

14.权利要求1-13任何一项的方法，其中托架材料包括选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚砜或其结合的聚合物材料。

15.权利要求1-13任何一项的方法，其中托架材料包括选自聚对苯二甲酸乙二酯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或其结合的聚合物材料。

16.权利要求1-15任何一项的方法，其中托架材料是选自多晶材料、无定形材料或其结合的聚合物材料。

17.权利要求1-16任何一项的方法，其中托架材料是可油漆结果导致A类机动车辆饰面漆的聚合物材料。

18.权利要求1-17任何一项的方法，其中每一构件的托架外形包括具有选自字母数字形状、多边形、箭头形状、倒钩形状的形状、扁平、曲线形或者其结合的部分。

19.权利要求1-18任何一项的方法，其中构件沿着其纵轴的长度小于构件的高度。

20.权利要求1-19任何一项的方法，其中在可膨胀材料膨胀之前，每一构件中至少约10％的托架的外表面积被可膨胀材料覆盖。

21.权利要求1-20任何一项的方法，其中每一构件中托架的至少一个末端部分包埋在可膨胀材料内。

22.权利要求1-21任何一项的方法，其中托架包括至少一个具有至少两个附件表面的附件，和可膨胀材料选择性置于非全部附件表面上用以实现对可膨胀材料膨胀的方向控制。

23.权利要求1-22任何一项的方法，其中托架或者紧固件至少部分由粘合剂、包胶的粘合剂、磁性材料或其结合形成。

24.权利要求1-23任何一项的方法，其中当暴露于升高的温度下时，可膨胀材料体积膨胀到其起始尺寸的至少3000％的尺寸。

25.权利要求1-24任何一项的方法，其中可膨胀材料具有选自下述的构造：1)基本上均匀的厚度，2)非均匀的厚度，3)平面的，4)起伏状的，5)几何形状，6)非几何形状，7)环形截面，8)三角形截面，9)矩形截面。

26.权利要求1-25任何一项的方法，其中可膨胀材料包括选自阻燃剂、补水成分、导电成分、吸音特性的性能或者成分。

27.权利要求1-26任何一项的方法，其中构件中的每一构件包括托架或者紧固件或者材料板的伸出部分，其覆盖有可膨胀材料，其中伸出部分或板与可膨胀材料相对，用于辅助导引可膨胀材料膨胀的方向。

28.一种可膨胀材料，它包括：

约10％至约70％重量的聚合物混合物，所述聚合物混合物包括一种或多种丙烯酸酯，一种或多种乙酸酯或这二者；

约6.0％至约20％的增粘剂；

发泡剂、发泡剂促进剂或这二者；

固化剂；和

一种或多种填料。

29.权利要求28的可膨胀材料，进一步包括分散剂。

30.权利要求29的可膨胀材料，其中分散剂的分子量小于约50000amu。

31.权利要求30的可膨胀材料，其中分散剂选自石蜡或者EPDM。

32.权利要求28、29、30或31的可膨胀材料，其中一种或多种填料包括芳族聚酰胺浆料。

33.权利要求28、29、30、31或32的可膨胀材料，其中增粘剂选自树脂、橡胶或醇。

34.权利要求33的可膨胀材料，其中增粘剂是烃树脂。

35.权利要求34的可膨胀材料，其中烃树脂具有2或更大的不饱和度。

36.权利要求28-35任何一项的可膨胀材料，其中一旦暴露于升高的温度下，可膨胀材料体积膨胀到其起始尺寸的至少2000％。

37.权利要求28-36任何一项的可膨胀材料，其中一旦暴露于升高的温度下，可膨胀材料体积膨胀到其起始尺寸的至少3000％。

38.权利要求28-37任何一项的可膨胀材料，其中可膨胀材料包括所述一种或多种丙烯酸酯和一种或多种乙酸酯。

39.权利要求38的可膨胀材料，其中一种或多种丙烯酸酯占聚合物混合物的约20％至约95％，和一种或多种乙酸酯占聚合物混合物的约5％至约50％。

40.权利要求28-39任何一项的可膨胀材料，进一步包括抗氧化剂。

41.权利要求28-40任何一项的可膨胀材料，进一步包括约0.1％至约10％重量的环氧树脂。

42.权利要求41的可膨胀材料，其中环氧树脂是线形酚醛树脂类型树脂或者双酚树脂。

43.权利要求28-42任何一项的可膨胀材料，其中发泡剂、发泡剂促进剂或这二者占可膨胀材料的至少5.5wt％。

44.权利要求28-43任何一项的可膨胀材料，其中一种或多种填料包括选自玻璃纤维、纸张、纸纤维、木材、木材纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺浆料、碳纤维、丙烯酸酯纤维、聚酰胺纤维或聚丙烯纤维的增强材料。

45.权利要求28-44任何一项的可膨胀材料，其中一种或多种丙烯酸酯包括环氧化丙烯酸酯共聚物，乙烯丙烯酸丁酯与乙烯丙烯酸甲酯的共聚物，和丙烯酸酯活性助剂。

46.权利要求28-45任何一项的可膨胀材料，其中一种或多种乙酸酯包括相对高含量的乙烯乙酸乙烯基酯和相对低熔体指数的乙烯乙酸乙烯基酯。

47.权利要求28-46任何一项的可膨胀材料，其中发泡剂、发泡剂促进剂或者这二者占可膨胀材料重量的至少8％，其中发泡剂选自胺或酰胺，和发泡剂促进剂选自金属盐或氧化物。

48.权利要求28-47任何一项的可膨胀材料，其中固化剂包括过氧化物基固化剂。

49.权利要求28-48任何一项的可膨胀材料，其中一种或多种填料占可膨胀材料重量的约3％至约30％，和包括碳酸钙。

50.权利要求28-49任何一项的可膨胀材料，其中一旦暴露于升高的温度下，可膨胀材料膨胀到其起始尺寸的至少3500％。

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