[发明专利]用于就地模塑垫圈的具有改进的密封特性的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于就地模塑(mold-in-place)垫圈的具有改进的密封特性的组合物，以及通过液体注射模塑成形就地模塑垫圈的方法。更特别地，本发明涉及引入(甲基)丙烯酸酯官能化的二氧化硅、增塑剂或者二者的就地模塑垫圈组合物，其具有改进的模量和密封性能，以及成形这种就地模塑垫圈的方法。

背景技术

迄今为止，已经通过将垫圈成形材料液体注射入模具中而成形就地模塑垫圈。典型的方法包括使用高温和/或高压液体注射。例如，在Sakai等人的美国专利号5,597,523中描述了典型方法。所述模塑方法和模塑设备要求使用24,500kPa(3,500psig)的升高的压力和250℃(480°F)的升高的温度二者。将上模具和下模具配对以在其间限定模腔。将液体垫圈材料，例如环氧树脂或塑料橡胶，在2,900kPa(430psig)下泵入到模腔中。将所述模具(带有布置在所述腔内的垫圈材料)在24,500kPa(3,500psig)的升高的压力下夹在一起并加热至约250℃(480°F)。在所述垫圈材料固化后，将所述模具和所述垫圈冷却至室温。然而，在这样短的循环时间下使用这种升高的压力和温度通常要求使用金属模具，所述金属模具可以经受住这种大的压力和温度波动，同时保持精密公差以成形所述垫圈，这使得所述装置和所述方法昂贵并且难以操作。

有用的就地模塑垫圈理想地具有高模量、密封力和拉伸强度，同时保持可接受的可压缩性。通常，改进所述模量、密封力和/或拉伸强度的技术已经导致所述可压缩性或其它物理性能的不理想的降低。

目前需要用于通过就地模塑方法成形垫圈的组合物，所述组合物显示出对于高模量组合物的改进的压缩性能，以及更高的密封力，而不损害(comprising)压缩性能。另外，还需要成形这种垫圈的方法，所述垫圈能够在更低的温度下保持有效的密封力。还需要可光化辐射固化的组合物以及可用于成形这种改进的垫圈的方法。

发明内容

发明概述

在本发明的一个方面中，提供了一种具有改进的可压缩性的可光化辐射固化的组合物，其包括聚丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸酯官能化的二氧化硅；和光敏引发剂。

在本发明的另一个方面中，提供了制造就地模塑垫圈的方法，该方法包括如下步骤：提供具有改进的可压缩性的可光化辐射固化的组合物，所述组合物包括聚丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸酯官能化的二氧化硅；和光敏引发剂；提供限定封闭的垫圈成形腔和与所述腔连通的注射口的注射模具，所述模具还包括用于允许辐射传输通过它的光化辐射传导装置；将所述组合物注射入所述模具中以至少部分填充所述腔；和将光化辐射传输通过所述光化辐射传导装置，其量足以固化在所述模具中的组合物以在所述垫圈成形腔中成形垫圈。

发明详述

本发明的组合物可在各种可用于成形就地模塑垫圈的模具中使用。可以使用任何传统的模具。传统的模具包括上模具构件和下模具构件，它们被设计为以彼此连通的方式配合并形成模腔，和包括与所述模腔流体连通的注射口。所述腔可以是任何需要的形状或尺寸。理想地，所述模具构件中的至少一个使光化辐射传输通过所述构件。可以将所述液体垫圈成形组合物通过所述注射口引入到所述模腔中。一旦被注射，使所述组合物固化，成形所述垫圈。在理想的方面中，固化可以借助于暴露于光化辐射进行。在此方面，提供光化辐射源，其被传输通过所述模腔到达所述组合物。

与本发明有关的有用的光化辐射包括紫外光、可见光及其组合。如本文中所用的，“光化辐射”指如下电磁辐射，该电磁辐射具有从约200nm至约10,000nm，和理想地，约200nm至约1,000nm的波长，其能够直接或间接地固化所述树脂组合物的特定树脂组分。在本文中所述间接固化是指当被另外的化合物引发、促进或者以其它方式介导时，在这样的电磁辐射条件下进行的固化。有用的紫外光(UV)包括但不限于UVA(约320nm至约410nm)、UVB(约290nm至约320nm)、UVC(约220nm至约290nm)及其组合。有用的可见光包括但不限于蓝光、绿光及其组合。这种有用的可见光具有约450nm至约550nm的波长。