[发明专利]形成管状组件的方法

说明书

形成管状组件的方法包括提供复合牺牲体，其包含具有外表面的第一牺牲材料和施加到至少一部分外表面上的第二牺牲材料，围绕所述复合牺牲体模制固体基材、通过爆燃去除第一牺牲材料以使第二牺牲材料的至少一部分保持与最初模制时相同的相对于基材的取向，和随后通过非爆燃法去除第二牺牲材料以形成管状组件。第二牺牲材料可包括相变材料、包括用聚合物粘合剂粘结在一起的空心珠粒或空心珠粒的烧结聚集体的复合泡沫塑料、聚合物泡沫、水溶性树脂或气凝胶。非爆燃法可包括机械粉碎、使第二牺牲材料与溶剂或化学蚀刻剂接触。

背景

本公开涉及通过爆燃制造管状通道（vascular channel）。例如，本公开的方法可用于利用牺牲材料的爆燃在聚合物、金属或复合材料内形成通道。复合材料中的管状通道制造通常具有挑战性并且缓慢。以前使用的牺牲材料难以一致地去除。例如，已利用熔融和/或汽化去除牺牲材料。但是，汽化（即热解聚）和熔融去除法缓慢并倾向于在通道中留下残余材料。残余材料又限制流体流动。爆燃是一种快速方法并容易去除残留的材料。不同于熔融和汽化，本文所述的爆燃法也不要求加热整个复合材料。通过爆燃生成的热迅速消散以使对聚合物复合材料（或另一基材）的热效应最小化。

概述

公开了形成管状组件的方法并包括提供复合牺牲体，其包含具有外表面的第一牺牲材料和施加到至少一部分外表面上的第二牺牲材料，围绕所述复合牺牲体模制固体基材，通过爆燃去除第一牺牲材料以使第二牺牲材料的至少一部分保持与最初模制时相同的相对于基材的取向，和随后通过非爆燃法去除第二牺牲材料以形成管状组件。第一牺牲材料可包含黑单基火药、双基火药和三基火药的一种或多种。第一牺牲材料可进一步包含一种或多种不可燃填料。第一牺牲材料可进一步包含聚合物或纤维保护壳。第一牺牲材料可包含一种或多种具有硝基酯、硝基、叠氮基和/或硝胺官能团的聚合物。第一牺牲材料包含嵌在聚合物基质中的一种或多种氧化剂，其中所述氧化剂包括一种或多种氯酸盐、高氯酸盐、硝酸盐、重铬酸盐、硝酰胺和/或硫酸盐。第一牺牲材料可进一步包含一种或多种未氧化金属粉末、可燃气体填充的聚合物气泡、茂金属和/或金属氧化物催化剂、一种或多种具有硝基酯、硝基、叠氮基和/或硝胺官能团的聚合物、一种或多种燃烧速率抑制剂、不可燃填料及其组合。第二牺牲材料可包含相变材料。所述相变材料可包括具有大约50℃至大约150℃的熔点的蜡或聚合物。非爆燃法可包括使所述相变材料与溶剂接触。第二牺牲材料可以是包括用聚合物粘合剂粘结在一起的空心珠粒的复合泡沫塑料（syntactic foam）。非爆燃法可包括使所述复合泡沫塑料与溶剂接触。第二牺牲材料可以是包含空心珠粒的烧结聚集体的复合泡沫塑料或气凝胶。非爆燃法可以是机械粉碎。第二牺牲材料可以是聚合物泡沫、水溶性树脂或气凝胶。非爆燃法可包括使第二牺牲材料与溶剂或化学蚀刻剂接触。所述固体基材可以是聚合物、聚合物复合材料或连续纤维复合材料。所述管状组件可以是汽车组件。所述管状组件可以是管状冷却封装电子组件（vascular cooled potted electroniccomponent）。

本发明涉及以下内容：

[1]. 一种形成管状组件的方法，所述方法包括：

提供复合牺牲体，其包含具有外表面的第一牺牲材料和施加到至少一部分外表面上的第二牺牲材料；

围绕所述复合牺牲体模制固体基材；

通过爆燃去除第一牺牲材料以使第二牺牲材料的至少一部分保持与最初模制时相同的相对于基材的取向；和

随后通过非爆燃法去除第二牺牲材料以形成管状组件。

[2]. 上述[1]所述的方法，其中第一牺牲材料包含黑单基火药、双基火药和三基火药的一种或多种。

[3]. 上述[2]所述的方法，其中第一牺牲材料进一步包含一种或多种不可燃填料。

[4]. 上述[1]所述的方法，其中第一牺牲材料进一步包含聚合物或纤维保护壳。