一种膨胀胶块及其制备、安装方法

专利名称：一种膨胀胶块及其制备、安装方法
技术领域：
本发明属于空腔密封技术领域，具体涉及一种膨胀胶块及其制备、安装方法。
背景技术：
随着人们环境意识的不断提高，车辆噪声问题已引起全社会的高度重视。其中，车外噪声控制须以日益严格的相关环保法规及标准为依据，而车内噪声控制则致力于满足用户对车内声学舒适性的日见苛刻的要求。因此，提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点和技术发展方向。在此背景下，车辆的噪声、振动与声振粗糙度(Noise/Vibration/Harshness, NVH)性能正逐渐演变为重要的设计指标，也是用户所关心的整车性能指标之一，NVH自然也逐渐成为卖点。汽车噪声控制水平必将成为决定车型开发成功与否的不可或缺的重要影响因素，与之相关的分析、测试及材料技术等自然成为汽车工程领域关注的新焦点。当前主动消声技术目前尚不成熟，被动降噪仍是近年来的汽车行业所关注的重点，而汽车的空腔密封降噪成为被动降噪的关键技术之一。由于汽车车身特有的结构设计，在车身完成焊接后，车身存在空腔结构，由于空腔不均匀、管阻较大，高速气流与空腔障碍物摩擦时，会在空腔壁中形成涡流，产生湍动气流噪声；且湍动气流本身也会引起钣金件的共振，从而产生空腔钣金共振噪声；与此同时，高速气流场对车外噪声(如发动机噪声、胎噪等)也起到了传递作用。因此，抑制风噪就必须阻断空腔气流，常用方法即为采用空腔填充密封技术对空腔结构进行阻断，以防止湿气和污物侵入。由于这些空腔还会以令人不适的汽车行驶噪声和风噪声的形式传播空气噪音，因此这些密封措施也可用来降低噪声，从而提高汽车内的驾乘舒适性。在传统型结构中，含有这些空腔的部件和车身部件均用半壳构件预制而成，之后采用焊接、压接或粘接方式将这些半壳构件结合形成封闭的空心型材。对于这种结构，在汽车车身的早期装配状态下的空腔很容易触及，因此在基本车体的早期阶段可以采用机械钩挂、插入相应保持装置之中、钻孔或者焊接方式来对进行密封的且起消音作用的膨胀块进行固定。现有的汽车空腔密封材料和设计方式多种多样，部分为贴片式结构，其主要由高分子发泡吸音片材、黏合剂构成。此种材料的对于较大空腔密封效果差，而且其在车身生产过程中存在有一定弊端。对于空腔较大的区域，通常采用新型的膨胀胶块能有效隔绝空腔，预成型的膨胀胶块的中部是耐高温塑料，周边安装的胶块能高温膨胀，该件一般设计有一个到两个安装卡扣，可以直接固定到车身钣金件上。该设计施工工艺简单，能按照设计时体现在车身上通过安装孔位进行准确定位，隔音效果优良、施工简单，目前预成型膨胀胶块技术已在汽车领域中广泛应用。美国专利US2006/10041227A1公开了一种具有复杂截面的空腔结构用的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的第一支架以及第二支架，第二支架可通过一系列卡扣将发泡材料(膨胀材料的一种)保持在第一支架与第二支架之间，做成三明治结构。在此，仅可由发泡材料的周边侧面面对空腔结构壁，为定向发泡提供了可能。第一支架上设置三个安装卡扣用于安装在固定板上以此将整个装置固定于空腔结构中。此种密封装置的制造工艺繁琐，需要三副注塑模具，且须由人工将装置组装成一体结构，导致批量生产成本增加。中国专利CN1296451A描述了一种轻质的、可膨胀的膨胀胶块，所述膨胀胶块包括刚性支架板，该支架板带有注塑在外部周围的、可膨胀的密封材料。用于陆地、海上或空中交通工具的支撑通道内的一种密封制品，例如在汽车或类似交通工具的车身结构内的立柱，其能容易和廉价地制备，容易通过升高空腔的温度到在车身操作过程中通常遇到的温度(例如对于汽车喷漆烤炉为150°C 210°C )来触发，通过发泡材料，将提供对空气、湿气、其它不希望的流体和颗粒以及声音浸入的有效的密封，并提供了膨胀隔音块的支架和发泡材料几种结构形式。美国专利US8087916B2公开了一种具有复杂支架结构的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的支架及发泡材料，其中支架与卡扣连接结构一体注塑成型，发泡材与支架通过二次注塑成为整体。其中由于发泡材料在未发泡前与支架的粘结力较低，容易松脱，为了防止可发泡的材料与支架分离，因此在支架材料的承载发泡材料的支撑通道内布置了大量的拉料孔以此固定预成型发泡材料，然而，这些方法需要增加部件数量和更复杂的制造工艺，增加了组件的成本和重量。另外，拉料孔过小，可发泡的材料在热膨胀后由于内应力可能与支架材料脱开，特别是对于热塑性聚合物发泡材料而言。并且发泡和膨胀方向未得到适当控制，空腔存在密封不严的风险。美国专利US2011/0057392A1公开了一种具有可焊接固定方式的空腔结构用的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的热塑性塑料支架以及金属板支架，塑料支架可通过一系列固定结构将发泡材料固定在塑料支架与金属支架之间，做成三明治结构。其中金属支架上突出两个部分用于焊接，通过焊接方式将整个装置固定于空腔结构中。此种密封装置的制造工艺繁琐，且须由人工将装置组装成一体结构，且在装配过程中导致增加焊接工序。美国专利US2010/0325994A1公开了一种具有可焊接固定方式的空腔结构用的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的热塑性塑料支架以及金属板支架，塑料支架可通过一系列固定结构将发泡材料固定在塑料支架与金属支架之间，做成三明治结构。其中金属支架上突出两个部分用于焊接，通过焊接方式将整个装置固定于空腔结构中。此种密封装置的制造工艺繁琐，且须由人工将装置组装成一体结构，且在装配过程中导致增加焊接工序。然而随着汽车车身内密封部位的增多，膨胀胶块的应用也越来越广泛，单车数量也相应增加，因此对于传统的、复杂的设计和制造工艺缺点显的越来越明显。由于待密封空腔使用板金片材搭接而成，会产生很多边角，而传统的膨胀胶块对边角的密封不彻底，需要针对边角部分进行特殊的设计完成密封空腔的彻底密封。另外，由于采用三明治结构，发泡材料需要置于两层板之间，对于分开组装的件增加了人工成本模具数量，对于二次注塑成型的膨胀胶块，发泡材料的支撑通道采用U形或C形结构，通常注塑模具需要一个或两个滑块，因此注塑模具的可用开槽区域就减少，同时增加了模具成本，同时单件成本也随之增加。
而且采用三明治结构，由于发泡材料夹在两个热塑性板材之间或金属板之间，其 在热反应过程中受热面积就会减少，且由于受板材的阻隔传热速度会降低，导致在规定的 时间内不能充分受热膨胀或达不到预期的膨胀效果，且目前大多数主机厂对于节能减排的 要求越来越高，汽车制造过程中的所需要的热反应温度在逐步降低，这对于传统的发泡材 料和设计方式也是一种考验。发明内容
本发明的目的是针对现有的膨胀胶块对待密封空腔的边角部位密封不彻底的问 题，提供一种能够实现待密封空腔全面密封的膨胀胶块。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种膨胀胶块，包括支架和膨胀材料， 所述的支架与待密封空腔的形状相匹配；在所述的支架设有至少一个用于将支架固定在待 密封空腔中的固定件；
在所述的支架周边设有突出的支撑通道，所述的膨胀材料位于所述的支撑通道 内；
所述的支架的中央设有中央隔板，所述的固定件设置于中央隔板的一侧；所述的 支撑通道设置于中央隔板的周边；
其特征在于，所述的膨胀材料与待密封空腔的边角相对应的部位为突出部分。
本发明的膨胀胶块通过将膨胀材料与待密封空腔的边角相对应的部位设置突出 部分，膨胀胶块和突出部分经过受热后膨胀均匀地向外扩展将待密封空腔包括边角部分完 全封闭。
优选的是，所述的突出部分与待密封空腔的内壁的距离为I 2mm。
优选的是，所述的中央隔板的中央位置的一侧或两侧设有支撑板。
所述的支撑板能够膨胀胶块在纵向上的移动和在待密封空腔内的攒动。
优选的是，所述的支撑通道内部间隔设置用于固定膨胀材料的固定柱。
优选的是，所述的支撑通道设有拉料孔，所述的拉料孔位于膨胀材料一侧的孔径 小于位于支撑通道的另一侧的孔径。
上述的固定柱和拉料孔用于限制和固定发泡材料，防止发泡材料在发泡前后脱离 支架。
所述的支撑通道采用L形；所述的L形支撑通道的底面宽度为4 8mm。
所述的L形支撑通道用于支撑固定热膨胀密封材料，阻止热膨胀密封材料在热熔 过程中脱离支架，保证热膨胀密封材料在同一截面进行发泡。
优选的是，所述的中央隔板和所述的L形支撑通道之间设有台阶。
所述的台阶用于在注塑过程防止发泡材料溢料。
优选的是，所述的支撑通道采用T形或U形或C形结构。
优选的是，所述的支架由热塑性合成材料注塑形成，所述的热塑性合成材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种；
所述的膨胀材料的包括聚合物基粘合剂和发泡剂，其中，聚合物基粘合剂为乙 烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯与丁二烯共聚物、苯乙烯与异 戊二烯共聚物，聚乙烯醇缩丁醛、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶中的任意一种。
本发明的膨胀胶块能够实现待密封空腔的边角的彻底密封，并且实现的膨胀胶块 的在膨胀前和膨胀后的固定。
本发明的目的是针对现有的膨胀胶块制造成本高、工艺复杂的，安装不便的问题， 提供一种低成本、工艺简单的制造方法、安装方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种膨胀胶块的制备、安装方法，包括 如下步骤
(I)将支架注塑成型；再通过二次注塑将膨胀材料注塑成型于支撑通道，形成膨 胀胶块；或通过双色注塑直接成型，形成膨胀胶块；
(2)将膨胀胶块设置于待密封空腔；
(3)在140 200°C的温度下、烘烤15 25min，进行膨胀密封。
上述的制备、安装方法能够低成本，简单的制造膨胀胶块，减少了发泡材料和支架 材料的用量，同时提高了空腔结构边角部位的密封性能，简化了膨胀胶块的装配方式。


图1为本发明实施例1中膨胀胶块在车体前舱部位空腔内的位置示意图。
图2为本发明实施例1中膨胀胶块支架正面立体示意图。
图3为本发明实施例1中膨胀胶块支架背面立体示意图。
图4(a)为为本发明实施例1中膨胀胶块的卡扣和突出部分放大后的正面立体示 意图。
图4(b)本发明实施例1中膨胀胶块注入发泡材料后的正面立体示意图。
图5为本发明实施例1中膨胀胶块注入发泡材料后背面立体示意图。
图6(a)为本发明实施例1中膨胀胶块的主视示意图。
图6(b)为本发明实施例1中图6(a)的沿A-A线的剖面示意图。
图7(a)为本发明实施例1中膨胀胶块的俯视示意图。
图7(b)为本发明实施例1中图7(a)的沿B-B线的剖面示意图。
图7(c)为本发明实施例1中图7(a)的沿C-C线的剖面示意图。
图7(d)和图7(e)为本发明实施例1中拉料孔的两种剖面示意图。
图7(f)、图7(g)、图7(h)为本发明实施例1中支撑通道的三种剖面示意图。
图8(a)为本发明实施例1中膨胀胶块在空腔内膨胀前状态的俯视示意图。
图8(b)为本发明实施例1中图8(a)的沿D-D线的剖面示意图。
图9(a)为本发明实施例1中膨胀胶块在空腔内的膨胀后状态俯视示意图。
图9(b)为本发明实施例1中图9(a)的沿E-E线的剖面示意图。
其中
10.支架；11中央隔板.12.卡扣W .卡扣；121.支撑面；122.卡扣本体； 13.支撑板；13'.支撑板；14.支撑板；If .支撑板；15.固定柱；16.支撑通道；17.台 阶；18.拉料孔；
20.发泡材料；21.条状发泡材料；22.突出部分；23.突出部分；24.突出部分；
30.钣金；
40.钣金；
50.钣金。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1-9所示，本发明所提供的一种膨胀胶块，包括支架10和膨胀材料，支架10 与待密封空腔的形状相匹配；优选的，膨胀材料为热膨胀的发泡材料20。
在支架10上设有至少一个用于将支架10与空腔进行固定的固定件，优选的，固定件为卡扣12、12^。
在支架10周边设有突出的支撑通道16，发泡材料20位于支撑通道16内。优选的，支撑通道16为L形。
支架10的中央设有中央隔板11，优选的，中央隔板11为U形。优选的，中央隔板 11为平坦结构。优选的，为了提高刚度，可以在该中央隔板11上增加加强筋或整个支架10 拱起呈梯级状。
卡扣12、12^设置于中央隔板11的一侧，该卡扣12、12^用来将膨胀胶块固定在要密封的空腔内的钣金上，卡扣12、12^是支架10的组成部分。
发泡材料20均匀连续地环绕着支架10，由拉料孔18和/或固定柱15固定在L形支撑通道16的四周，确保发泡材料20在受热膨胀前后不脱离支架10。
发泡材料20与待密封空腔的边角相对应的部位为突出部分22、23、24，突出部分 22、23、24在宽度和高度两个方向突出于发泡材料20。该突出部分22、23、24用于密封待密封空腔的边角。
优选的，支架10的材料可以由金属形成。优选的，支架10的材料也可以采用热塑性合成材料。优选的，可以也对热塑性 合成材料进行玻纤增强和/或添加增韧材料。热塑性合成材料可以为聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种。优选的，选用聚酰胺66。适合的可热膨胀的发泡材料20的聚合物基粘合剂可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯与丁二烯或异戊二烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、丁苯橡胶(SBR)、聚丁二烯橡胶(BR)中的任意一种。优选的，可热膨胀的发泡材料20 的聚合物基粘合剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物。向发泡材料20的聚合物基粘合剂中添加发泡剂。发泡材料20受热膨胀，沿着L形支撑通道16的敞开侧向两侧膨胀出来，从而将支架 10材料和钣金壁连接起来，密封住空腔。其中热塑性合成材料应该具有高于发泡材料的膨胀温度的熔点。
上述的发泡材料20在注塑时与基体材料的粘结性得到了提高，可以减少发泡材料20支撑通道16面上固定柱15或拉料孔18的数量，降低模具的复杂程度；提高了发泡材料20在发泡过程中的粘结性，使之与支架10本体材料和金属板具有良好的粘接力，可以达到100%的 粘结，也可以降低制造成本。
上述的发泡材料20具有较高的发泡稳定性，其能在较宽的温度范围内其发泡倍率保持稳定，以致发泡材料20可以应用于车身的不同位置。
膨胀胶块的支架10的支撑通道16和发泡材料20的截面形状与相应待密封空腔(钣金片材搭接构成的)的截面形状相匹配，其截面尺寸小于汽车车身的待密封空腔的截面尺寸。在大部分的截面，发泡材料与待密封空腔壁的距离为4 6mm ;对于待密封空腔的边角部位，发泡材料与待密封空腔壁的距离为I 2mm。
采用这种措施保证汽车制造过程中的所有工艺液体，诸如脱脂剂、磷化剂等，能够毫无阻碍地流动穿过汽车车身的空腔，并且这些空腔元件的内壁能够被充分浸润。然后在烘炉中对可热膨胀的聚合物成分进行热反应，可热膨胀的发泡材料20在横向和纵向上从膨胀胶块的支撑通道16膨胀出来，并且牢固而可靠地附着在待密封空腔的内壁上，进而冷却硬化。由此，汽车车身的空腔被完全密封，将支架10和待密封空腔所在的结构件板壁粘结起来，从而密封住整个空腔。
优选的，如图1示出膨胀胶块在汽车车身上的位置，在汽车车身中可以看到要密封的空腔在前挡板上部空腔(如果车身有此种结构)，即发动机舱后部左侧和右侧，分别将膨胀胶块装入该区域的空腔内，用于阻挡发动机噪音和热气流通过钣金缝隙、空腔传入驾驶室内，从而改善车内的噪音水平和空调的制冷效果。优选的，还可将上述类型的膨胀胶块放置于汽车车身的空腔包括车身的A柱上部、A柱下部、B柱中部或下部、C柱、门槛、后轮罩等部位。优选的，还可将上述类型的膨胀胶块放置于车底纵梁、前纵梁、翼子板支架空腔等。
如图2和图3所示，根据不同的空腔结构的中央隔板11和支撑通道16之间的尺寸不同。其中，中央隔板11的厚度可根据隔声量的需要进行不同厚度的设计，但出于成本和重量的考虑,一般选在1. O 4. Om m,较好的为1. 5 3mm,即可满足隔声量的需求。
优选的，如图4(a)和图4(b)所示，中央隔板11上布置两个固定件即卡扣12、 12'，每个卡扣12、12'由卡扣本体122和卡扣支撑面121组成，根据所安装钣金的不同厚度，卡扣本体122卡脚处与支撑面121留有间隙，一般为保证安装，卡脚间隙比钣金厚度多出O. 2 O. 5_，较好的为O. 3_，此间隙可保证通过两个卡扣12、12 ^将胶块较好的固定安装钣金上，而不至于安装之后产生较大晃动和转动。
优选的，如图2所示，也可以在中央隔板11的中央位置布置有两个支撑板14和 14'，这两个支撑板14、14'与支撑面121在水平方向上处于同一高度，膨胀胶块安装后支撑板14、14'可抵住钣金面，限制胶块在纵向上的移动。优选的，也可以在支撑通道16的外沿布置另外两个支撑板13和13'，这两个支撑板13、13'在膨胀胶块安装后可抵住空腔结构板壁，从而可限制胶块在空腔内的攒动。因此通过卡扣12、12'和支撑板13、13'、14、 14'可将膨胀胶块牢固地固定在空腔中的预定位置。
与卡扣12、12'相扣合的钣金的安装孔，其形状与卡口相匹配。对于只有一个卡扣12、12'的情况下安装孔的形状与卡口相匹配十分重要，直接关系到固定的可靠性。对于具有两个以上的卡扣12、12'的膨胀胶块，安装孔的形状不是特别关键性，形状可以为正方形、圆形、长方形、多边形、椭圆形或者其他不规则形状，只要它能够接收固定卡扣并且把膨胀胶块固定在所需的位置即可。优选的，将膨胀胶块安装在空腔内，使得中央隔板11结构限定的平面基本上垂直于车身立柱或其它中空结构构件的纵轴。本实施例的膨胀胶块所需的安装孔为两个圆形孔，孔径为6_。
优选的，在中央隔板11四周连续、环绕地布置的L形支撑通道16。如图4(b)和图 5所示，该L形支撑通道16容纳呈条形的可热膨胀的发泡材料20，支撑通道16底面的宽度一般设定在4 8mm。优选的,支撑通道16底面的宽度为5 6mm。优选的，发泡材料20的宽度等于支撑通道16底面的宽度，该尺寸由发泡材料20的膨胀倍率以及发泡材料20与 钣金壁的间距决定。术语“宽度”在整个申请中使用，用于表示发泡材料20在支撑通道16 的尺寸，该尺寸在支撑通道16的平面内。
若没有固定结构，在形成泡沫的过程中因为泡沫材料本身无支承力，由于重力作 用故其在发泡材料20熔融之后会下垂，且发泡材料20在膨胀过程中存在内应力，从而导致 发泡时候膨胀胶条扭曲变形，脱离支撑通道16。当要密封的空腔的轴线大致水平时，该问题 尤其严重，发泡材料20 (其垂直于空腔轴线)大致垂直放置，并且下垂趋势限制泡沫向空腔 壁上部的膨胀，结果，密封可能不完整。因此为了确保足够的密封而使用较大量的发泡材料 20，这也增大了密封的重量与成本。当要密封的空腔横截面为不规则或具有一些尖锐的锐 角时，该问题尤为严重。因而发泡材料20需要一些支承、固定结构限制上述缺陷。
优选的，如图2所示，膨胀胶块在支撑通道16的中间位置均匀的分布一圈一定数 量的固定柱15，用于限制和固定发泡材料20，防止发泡材料20在发泡前后脱离支架10，特 别是对于垂直放置的膨胀胶块该结构显得尤为重要。
优选的，对于发泡材料20的固定方式也可采取图7(d)和图7(e)所示的拉料孔 18，也可混合采用上述的几种方式。对于图7(d)所示的拉料孔18，孔的中心在L形支撑通 道16的中央，且位于发泡层的孔径比位于支撑通道16的另一侧的孔径小，孔呈圆锥状结 构，圆锥的锥角为20 60° ,较好的为25 45° ,发泡层一侧孔直径为1. 5 4mm,较好的 为2. 5 3. 5mm，通过此种方法可以较好地将发泡材料20固定在支撑通道16上。图7 (e) 所示的是另外一种拉料孔18，此种拉料孔18结构相对复杂一些，需要在支撑通道16的另一 侧起一定数量的凸台，凸台上的圆孔直径比位于支撑通道16上孔的直径略大，为3 6mm。 当然也可采用其他不规则形状的拉料孔18，如长方形、正方形、长圆形、多边形等。
优选的，如图2所示，在L形支撑通道16和中央隔板11之间设有一个阶梯状的结 构台阶17，此台阶17可以限制发泡材料20的膨胀方向，同时可以防止在二次注塑过程中发 泡材料20溢料，从而影响膨胀胶块的外观质量。整个台阶面的宽度为O. 5 2_，较好的为O.8 L 5mmο
优选的，如图7(f)所示，支撑通道也可以为T形，T形支撑通道本身也可作为发泡 材料20的固定结构。T形支撑通道可以改善发泡材料20的定向性，发泡材料20在受热膨 胀的过程中，体积的变化能按一定的方向进行膨胀，且在膨胀过程中受重力作用较小，特别 适用于水平装置的膨胀胶块，其发泡材料20支撑通道16截面为T形结构，因此可以大大简 化设计的复杂度和降低模具制造成本。
优选的，支撑通道也可以是图7(g)所示的C形支撑通道或图7(h)所示的U形支 撑通道，这两种结构可在三面围住发泡材料20，从而发泡材料20只能在径向优先膨胀。但 是由注塑法制成依照图4(b)的膨胀胶块也存在一定的缺点，比如成型注塑模具需要可移 动的滑块结构，滑块在将支架材料射入模具期间占据C形或U形支撑通道的内腔。为了脱 模，必须沿中央隔板11的水平方向将这些滑块如此远地移开，其滑块占据模具的部分空间 导致可成型部件的空间变小，因而增加了模具成本，同时单件成本也随之增加，降低生产效 率。而且采用三明治结构，由于发泡材料20夹在两个热塑性板材之间形成三面包覆，其在 热反应过程中受热面积就会减少，且由于受支撑板的阻隔传热速度会降低，导致在规定的 时间内不能充分受热膨胀或达不到预期的膨胀效果。
优选的，上述支架10可以通过注塑方法成本低廉地制造，其中，在第一步骤中通 过将热塑性材料注射到注塑模具之中，而制成由中央隔板11，卡扣12、12'，L形支撑通道 16 一体式的支架10。在脱模过程中沿着垂直于中央隔板11的方向使注塑模具的两个成型 半部件相互拉开。然后在第二步骤中，在适当的第二注塑模具中，将可热膨胀的发泡材料20 浇注到L形支撑通道16上。同样在该第二工作步骤中进行脱模，脱模同样沿着垂直于中央 隔板11的方向，脱模后形成膨胀胶块，如图4(b)、图5、图6(a)和图7(a)所示。
如图6(b)所示，膨胀胶块的剖面为U形，条状发泡材料21固定在U形结构的两端， 在三个边角部位发泡材料20有突出部位22、23、24。发泡材料20的宽度一般设定在4 8mm，较好的为5 6mm，发泡材料20截面的尺寸由发泡材料20的膨胀倍率以及发泡材料 20与钣金壁的间距决定。因为在加热发泡材料20进行激活发泡剂的过程中，可热膨胀的发 泡材料20不仅会在所期望的径向方向发生膨胀以密封支架10和空腔壁之间的空隙，而且 也有很大部分垂直于中央隔板11的平面在L形支撑通道16的敞开侧发生膨胀，再者固定 柱15或拉料孔18也会对发泡产生一定影响，这意味着，设定发泡材料20的尺寸是必须考 虑到这种并非所希望的膨胀。对于膨胀倍率在800%以上的发泡材料20，发泡材料20厚度 为3 IOmm,较好的为4 8mm。厚度用于表不发泡材料20外表面与支撑通道16内表面 之间的尺寸，该尺寸垂直于支撑通道16平面。
由于空腔结构采用的钣金片材搭接，不可避免的存在边角部位，这些部位的填充 密封与材料的填充性能有关，而这些部位往往不能进行充分的密封，如图7(a)、图7(b)和 7(c)所示，发泡材料20采用突出结构22、23、24，优选的，突出结构22、23、24的断面形状为 多边形，其顶端与支撑通道16内表面的尺寸大于发泡材料20的厚度。
然后，将上述的膨胀胶块安装到汽车车身的待密封空腔中，如图1中示意的位置， 将膨胀胶块的中央隔板11垂直于待密封空腔的纵轴线布置。
如图8(a)和(b)所示，膨胀胶块在钣金30、40、50所组成的空腔中的形态，需要 说明的是并不是膨胀材料的轮廓与钣金的距离是一致的，如前所述为了保证边角部位的密 封，膨胀材料与钣金基本是贴合状态，但这并不影响钣金的电泳效果。通常利用阴极电泳 涂漆硬化的烘烤工艺来激活可膨胀材料并使之膨胀，通常加热条件为140 200°C，时间为 15 25min。膨胀材料经过受热后膨胀均匀地向外扩展将支架10和钣金壁连接起来，从而 封堵住整个截面。
如9(a)和图9(b)所示，可热膨胀的带状发泡材料20在径向上的L形支撑通 道16膨胀出来，并且牢固地附着在待密封空腔的内壁上，进而硬化成型，形成均匀的泡沫， 带有小的封闭的小单元。由此，汽车车身的所述空腔被完全密封。
实施例2
本实施例提供一种膨胀胶块的制备、安装方法，包括以下步骤
优选的，在第一步骤中在垂直于能移动的成型半部件的脱模方向将热塑性材料注 射到注塑模具之中，制成由中央隔板11，卡扣12、12'，L形支撑通道16—体式的支架10。 冷却后将支架10脱模，在脱模过程中沿着垂直于中央隔板11的方向使注塑模具的两个成 型半部件相互拉开；
在第二注塑模具中，将可热膨胀的发泡材料20浇注到L形支撑通道16上。同样 在该第二工作步骤中进行脱模，脱模同样沿着垂直于中央隔板11的方向，脱模后形成膨胀胶块，如图4 (a)、图5、图6(a)和图7(a)所示。
当然，上述第一步骤可以通过双色注塑直接成型，形成膨胀胶块。
通过上述步骤支架10可以通过注塑方法成本低廉地制造。
然后在第二步骤中，将膨胀胶块的中央隔板垂直于待密封空腔的纵轴线布置膨胀 胶块，如图1所示的位置。
本发明除应用于汽车前挡板上部空腔结构外，还可应用的汽车车身典型空腔有车 身的A柱上部、A柱下部、B柱中部或下部、C柱、门槛、后轮罩等部位。其它需要密封的空腔 有车底纵梁、前纵梁、翼子板支架10空腔等。
优选的，然后在第三步骤中，利用阴极电泳涂漆硬化的烘炉的烘烤工艺来激活可 膨胀材料并使之膨胀，加热温度为140 200°C，时间为15 25min。热膨胀密封材料经过 受热后膨胀均匀地向外扩展将支架和钣金壁连接起来，可有效地把该处的空腔支撑通道16 阻隔，达到全封闭，从而防止灰尘、水、空气和其它有害物质侵入，阻止经车身空隙而传入的 噪音，达到进一步改善和提高轿车座舱内的隔振、隔音、减振、降噪的目的，使汽车的NVH性 得到了提升。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精 神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种膨胀胶块，包括支架和膨胀材料，所述的支架与待密封空腔的形状相匹配；在所述的支架设有至少一个用于将支架固定在待密封空腔中的固定件；在所述的支架周边设有突出的支撑通道，所述的膨胀材料位于所述的支撑通道内； 所述的支架的中央设有中央隔板，所述的固定件设置于中央隔板的一侧；所述的支撑通道设置于中央隔板的周边；其特征在于，所述的膨胀材料与待密封空腔的边角相对应的部位为突出部分。
2.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的突出部分与待密封空腔的内壁的距离为I 2mm。
3.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的中央隔板的中央位置的一侧或两侧设有支撑板。
4.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的支撑通道内部间隔设置用于固定膨胀材料的固定柱。
5.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的支撑通道设有拉料孔，所述的拉料孔位于膨胀材料一侧的孔径小于位于支撑通道的另一侧的孔径。
6.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的支撑通道采用L形；所述的L形支撑通道的底面宽度为4 8mm。
7.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的中央隔板和所述的L形支撑通道之间设有台阶。
8.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的支撑通道采用T形或U形或C形结构。
9.如权利要求1所述的膨胀胶块，其特征在于，所述的支架由热塑性合成材料注塑形成，所述的热塑性合成材料为聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种；所述的膨胀材料的包括聚合物基粘合剂和发泡剂，其中，聚合物基粘合剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯与丁二烯共聚物、苯乙烯与异戊二烯共聚物，聚乙烯醇缩丁醛、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶中的任意一种。
10.如权利要求1-9任一所述的膨胀胶块的制备、安装方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将支架注塑成型；再通过二次注塑将膨胀材料注塑成型于支撑通道，形成膨胀胶块；或通过双色注塑直接成型，形成膨胀胶块；(2)将膨胀胶块设置于待密封空腔；(3)在140 200°C的温度下、烘烤15 25min，进行膨胀密封。
全文摘要
本发明提供一种膨胀胶块及其制备、安装方法，属于空腔密封技术领域，其可解决现有的膨胀胶块对待密封空腔的边角部位密封不彻底的问题。本发明的密封胶块，通过将膨胀材料与待密封空腔的边角相对应的部位设为突出部分，突出部分在宽度和高度两个方向突出于膨胀材料，解决了上述问题。同时，提供一种膨胀胶块的制备、安装方法，膨胀胶块的能够通过注塑方法成本低廉地制造，方便地安装。
文档编号B60R13/08GK102991434SQ201210551520
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者齐海东, 徐衍, 张俊华 申请人:奇瑞汽车股份有限公司