[发明专利]塑料组件及其制造、使用方法以及包含该塑料组件的制品

说明书

技术领域

本发明公开了一种塑料组件，包含所述塑料组件的制品，以及用于制造和使用所述塑料组件的方法。

背景技术

聚合物(例如，聚碳酸酯)汽车玻璃(例如，窗户)与玻璃相比，在有关重量、抗冲击性、热绝缘、设计灵活性和一体化条件等方面具有优势。但是，汽车应用中使用基于玻璃材料的聚合物出现了问题，部分是由于汽车使用环境所产生的独特的挑战。这种环境包括极端的温度和环境暴露；在汽车正常运行期间，通过玻璃材料传递强烈的和长时间的振动力；偶尔强烈震动和冲击负载的情况，可能会随机地作用于玻璃材料上；由于偶然的接触产生表面刮擦，例如清洗车辆或灰尘和其它微粒的影响；和经常的长时间暴露在环境因素下，例如雨水和阳光中的紫外、红外辐射。

使用聚碳酸酯的另一个不利之处是，其相对于玻璃具有更大的热膨胀系数，造成在热膨胀中出现与嵌装玻璃所安装的车架的较大的不匹配。这种不匹配导致了随着嵌装玻璃温度上升高于或下降低于嵌装玻璃安装时存在的适中温度，嵌装玻璃(glazing)(例如，车顶窗)和框架之间产生差异膨胀或差异的收缩。这种差异的尺寸变化通常具有一些不良影响，包括嵌装玻璃明显的平面外挠曲(例如，形成一圆顶状或气泡状)，和趋于调整嵌装玻璃和汽车表面的间隙宽度的平面内变形。

对于给定的车顶窗形状，通过增加嵌装玻璃和框架之间的粘合剂的顺应性(compliance)，可减少平面外挠曲(out-of-plane deflection)，所述顺应性通过粘合剂的材料刚度和几何刚度控制。但是，提高粘合剂顺应性以将嵌装玻璃的平面外挠曲限制在规格中会不利地影响汽车的结构刚度，而这反过来又会影响汽车的声学性能和抓地性。这就发展出了一种需求，当粘合剂顺应性增大至最大程度地减小嵌装玻璃由于差异热膨胀和收缩引起的平面外挠曲，将对汽车扭转刚度所造成的不利影响最小化。

这会产生另一个问题，因为如果粘合剂是从喷嘴挤出到其中一个待粘结表面(例如，嵌装玻璃或框架)，则环绕嵌装玻璃周界和框架周围的粘合剂尺寸存在变化的可能性。这种变化会强烈地影响局部平面内变形。通过设置加大尺寸的标称间隙，在由于粘合剂尺寸的可变性易受到闭合的影响的任何位置预防间隙完全局部闭合(例如，在嵌装玻璃的最大热膨胀期间)，可以容许上述这种变化。但是，大的标称间隙破坏了汽车结实度与外观，这是衡量质量的标准。因此，还出现了另一种需求，为了尽量减少或消除粘合剂尺寸的易变性，可以将间隙宽度最小化，以避免不必要的牺牲汽车的结实度与外观。

发明内容

在一种实施方式中，车辆部件包括：一热塑性元件，其具有一热塑性元件第一表面和一热塑性元件第二表面；一结构元件，其限定一开口，其中结构元件具有一结构元件第一表面和一结构元件第二表面，其中热塑性元件在开口中；以及一弹性各向异性结合元件，其位于热塑性元件第二表面和结构元件第一表面之间。

在一种实施方式中，一塑料组件包括：一热塑性元件，其具有一热塑性元件第一表面和一热塑性元件第二表面，其中热塑性元件具有一第一热膨胀系数；一结构元件，其具有一结构元件第一表面和一结构元件第二表面，其中结构元件具有一第二热膨胀系数，其中第一和第二热膨胀系数相差大于或等于10％；和一各向异性结合元件，其包括一在基体中的细长构件，其中各向异性结合元件位于热塑性元件第二表面和结构元件第一表面之间。

在一种实施方式中，形成塑料组件的方法包括：形成一各向异性结合元件，其中该各向异性结合元件包括一结合元件基体和细长构件，其中所述细长构件具有一弹性模量，其与结合元件基体的弹性模量不同；组装一具有结构元件第一表面和结构元件第二表面的结构元件以及一具有热塑性元件第一表面和热塑性元件第二表面的热塑性元件，其中所述结合元件位于结构元件第一表面和热塑性元件第二表面之间。

在一种实施方式中，形成塑料组件的方法包括：将细长构件布置在一热塑性元件表面上或一结构元件表面上，其中所述结构元件具有一结构元件第一表面和一结构元件第二表面，所述热塑性元件具有一热塑性元件第一表面和一热塑性元件第二表面；用结合元件基体对细长构件进行全面涂覆(over-coating)以形成各向异性结合元件；以及组装塑料组件，其中结合元件位于热塑性元件第二表面和结构元件第一表面之间。