[发明专利]具有不同材料性能的制品及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及由包括提供特殊材料性能的填充材料在内的至少两种不同的材料制成的制品，更具体地说，本发明涉及由三维吹塑法制成的，包含至少两种具有各自材料特性的不同材料，整体或部分中空的构件。

背景技术

三维吹塑是用于生产具有三轴定位成型的形状且中空的制品的领域里的公知技术。在这个领域里，众所周知有多段型坯或分层型坯用来制造多层模制品。同时已知在传统的二轴(或二维)吹塑和注塑领域中，使用多于一种的模塑树脂以得到上述的多段或多层模制品，三维吹塑这个相对较新的技术领域，在结合分段或分层的材料时，在模制品的选择、相容性、附着性和成型性这些方面带来了一整套新的问题。

为了减少安装在汽车或其它制品上的零件数量，理想的做法是制造和加工由多种材料构成的单个制品，而不是由单独的所希望的材料制成的多个零件组装而成。比如，在汽车中所用的气管一般包括硬塑部分，其边缘为软橡胶波纹管部分以保持柔性，还通过软管夹连接到其它的汽车部件上。

汽车制造商希望购买已经一体地包含所有这些材料组件，能够更加简单地安装到汽车上的气管。另外，汽车制造商也发现这样对于大量零件，库存、盘点、编目，和核准供应商的费用要更低。汽车制造商能更容易地库存、盘点，和编目单个零件，而不是处理多个零件。而且，他们只需核准一个供应商，而不是多个供应商。

因此，三维吹塑为汽车制造商所关注，因为它能制成复杂的形状而不浪费材料，尽管方便地制造基础塑料零件的周期可能很长。但是，正在开发缩短周期的新技术，而且，与制造多个零件然后将它们组装相比，使用多功能材料可以缩短总的加工时间。

在该技术领域中，标准的三维或三轴定向吹塑工艺是公知的。将可塑材料环绕中空的心轴注入而制成型坯或管。在材料仍处于熔化状态并仍在心轴上时，将其转移到吹塑模中，在吹塑模中用空气使其膨胀。在三维吹塑中，在型坯硬化为坚硬的零件之前将其放入或导入三维模具中。

虽然结合软硬材料的三维吹塑多段中空零件的制造技术是公知的，但在将新的不同材料加入到中空零件的长度、壁和局部时，还有许多未研究的方面。本发明的目的正是在于使用多种具有不同特性的材料这一方面。

发明简述

因此，需要提供能达到上述目的的吹塑工艺和由此制成的制件。本发明所称的特性包括导电和绝缘特性、磁力导向材料、散热或导热特性、收缩率差异、色彩和着色差异、不同的压应力和张应力、水汽渗透性、化学惰性和反应系数、结构、催化表面效应，以及其它的新特性。

用本发明的工艺制造的制品例子有汽车部件，包括气管、面板盖、膝垫、仪表板部件、装有HVAC管的隔火墙、高温树脂制成并含有陶瓷填料的散热垫、HVAC阀、发动机罩下的许多部件如歧管装置、注油系统，以及吹塑成型并集成有防岩石损伤护板的油箱。非汽车零件包括计算机外壳，其使用导电材料、散热材料和磁屏蔽材料；以及收音机、有线电视盒等电子元件。非电子应用场合包括水过滤器盒，其运用材料中抗菌成分的特性防止与水接触的表面产生细菌。还有很多的其它应用场合。

在上述吹塑制品例子的制造中，本发明设法提供在要制造的型坯整个长度上，沿长度方向、垂直地、局部地排布多种材料，并在硬化之前将其导入三维吹塑模中的工艺。本发明还可以在注塑成型中得到应用，只需将不同的材料加到要注入的材料当中即可。

这些不同的材料可以包括：

1.所有适合注塑成型、三维吹塑成型、二轴吹塑成型和真空模塑的树脂，包括，但不限于，聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸酯、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene napthaphthalate)、热塑性和热固性树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯撑、聚苯硫醚、聚苯醚、有机玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基戊烯-1、尼龙6、尼龙66，以及其它材料；

2.所有自然存在或人造的陶瓷，包括，但不限于，氮化硅、碳化硅、氧化铝、碳化硼、碳化钨，以及其它根据它们不同特性选择的各种金属的碳化物、氮化物和氧化物，它们可以是粉状、须晶、低长径比滑石状，以及其它能够合入型坯的形态，其单独地，如果其能够粉浆浇注、注塑或挤压，或者与树脂一起，加入到型坯材料中。