本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及一種注塑件及其形成方法、包邊結(jié)構(gòu)以及車窗。

背景技術(shù)：

為了改善車窗的密封性以使車窗更好地安裝固定于車體之中，現(xiàn)有技術(shù)在車體與車窗之間設(shè)置有具有密封作用的包邊結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的包邊結(jié)構(gòu)一般為通過注塑工藝形成的注塑件，也就是說，需要將注塑原料融化并灌入模具中成型、冷卻，以形成注塑件。但是，高溫的熔融狀態(tài)的注塑原料需要在模具中冷卻固化成型，而由于熱量在注塑料中的傳遞速度不一致，表面的注塑料較先冷卻變硬進(jìn)而固化，注塑料的中心部分冷卻較慢，在冷卻的過程中逐漸收縮，并且收縮時(shí)產(chǎn)生的收縮力將注塑料向內(nèi)拉扯，這很容易導(dǎo)致形成的注塑件表面發(fā)生變形和塌陷。這樣不僅會(huì)導(dǎo)致所形成的包邊結(jié)構(gòu)生產(chǎn)良率和美觀程度受到影響，還可能導(dǎo)致包邊結(jié)構(gòu)不能很好的安裝于車體之中或者影響包邊結(jié)構(gòu)與其他部件之間的裝配。

現(xiàn)有的包邊結(jié)構(gòu)一般為注塑件，采用注塑工藝所形成的注塑件需要在模具中冷卻固化。但是請(qǐng)參考圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中形成的注塑件10的示意圖，在注塑件10冷卻的過程中，注塑件10會(huì)發(fā)生一定程度的收縮。具體的，由于注塑件10表面熱傳遞較快，注塑件10較快冷卻并固化成型；相比之下，注塑件10的中心部分(請(qǐng)參考圖1中框12中的部分)由于熱傳遞較慢而冷卻較慢，在冷卻過程中注塑件10的中心部分逐漸收縮而產(chǎn)生一個(gè)對(duì)注塑件10表面的拉扯力(請(qǐng)參考圖1中的兩排箭頭)，這很容易導(dǎo)致所形成的注塑件10的表面發(fā)生一定程度的變形和塌陷11，進(jìn)而影響形成的包邊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)良率和美觀程度，還會(huì)導(dǎo)致包邊結(jié)構(gòu)不能很好地安裝于車體當(dāng)中，或者是影響其他部件裝配于包邊結(jié)構(gòu)上。

一種解決包邊縮水、塌陷的方法是在注塑料中混入氣體，在注塑件冷卻過程中，氣體占據(jù)一部分空間，從整體上減少注塑件的收縮，從而一定程度 上解決包邊縮水、塌陷的問題。但是該方法存在的缺點(diǎn)是氣體容易逸出，這可能導(dǎo)致包邊表面存在氣孔或產(chǎn)生氣痕。

另一種在注塑件內(nèi)部引入氣孔的技術(shù)是塑料發(fā)泡技術(shù)，例如巴斯福的專利CN1802408中公開的，在待發(fā)泡TPU原料中混入物理發(fā)泡劑，通過控制物理發(fā)泡劑加入的量以及TMA密度得到所需的發(fā)泡TPU，由于氣體是包封在物理發(fā)泡劑殼體內(nèi)的，因此可以避免表面氣孔或者氣痕的缺陷。然而該類技術(shù)主要關(guān)注的是所形成注塑件的密度，希望注塑件在保持強(qiáng)度的情況下具有盡可能低的密度、從而減輕重量，所形成的注塑件的主要應(yīng)用包括鞋底、汽車儀表板等要求材料重量輕、強(qiáng)度高的場合，所得到的注塑件表面比較粗糙。該類技術(shù)目前無法滿足包邊制品對(duì)表面質(zhì)量的高要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，需要一種注塑件及其形成方法、包邊結(jié)構(gòu)以及車窗。以盡量減小注塑形成的包邊結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、塌陷的幾率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種注塑件，包括體部和分散于所述體部中的多個(gè)中空球，其中，所述中空球包括熱塑性聚合物外殼和包封在所述外殼內(nèi)的發(fā)泡劑形成的氣體；所述體部包括第一部、與所述第一部相對(duì)的第二部以及位于第一部和第二部之間的中間部；分布于所述中間部的至少一部分中空球與所述體部之間存在空隙。

一個(gè)基本思想是，分布于所述中間部的中空球與所述體部之間的空隙可以阻斷注塑件中間部收縮過程中對(duì)注塑件表面的拉扯力，也就是說，所述空隙可以用于在一定程度上減小或者抵消形成的注塑件表面所發(fā)生的變形、塌陷，進(jìn)而可以提升形成的注塑件的生產(chǎn)良率。同時(shí)，所述中空球的殼體對(duì)注塑件體部起到支撐作用。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成注塑件的方法：提供注塑原料；在所述注塑原料中混入多個(gè)可膨脹熱塑性微球，所述可膨脹熱塑性微球包括熱塑性聚合物外殼和包封在所述外殼內(nèi)的發(fā)泡劑；將所述注塑原料熔融形成注塑料，使得所述多個(gè)可膨脹熱塑性微球膨脹成為多個(gè)中空球；將混有所述 多個(gè)中空球的注塑料注入至模具中；在注塑料冷卻收縮過程中，與模具側(cè)壁不相接觸的注塑料與至少一部分中空球分離產(chǎn)生空隙，以形成注塑件。

一個(gè)基本思想是，當(dāng)注塑件冷卻收縮時(shí)，注塑件的中間部與分布于其中的部分中空球之間脫附、分離以形成所述空隙，形成的空隙可以阻斷注塑件中間部收縮過程中對(duì)注塑件表面的拉扯力，也就是說，所述空隙可以用于在一定程度上減小或者抵消形成的注塑件表面所發(fā)生的變形、塌陷，進(jìn)而可以提升形成的注塑件的生產(chǎn)良率。同時(shí)，所述中空球的殼體對(duì)注塑件體部起到支撐作用。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中形成的注塑件的示意圖；

圖2為本發(fā)明形成注塑件的方法一實(shí)施例中熔融的注塑料處于模具的腔體中的示意圖；

圖3為本發(fā)明形成注塑件的方法一實(shí)施例中注塑料冷卻產(chǎn)生孔隙時(shí)的示意圖；

圖4為圖3中方框A處的局部放大圖；

圖5為一個(gè)注塑件的截面顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種注塑件及其形成方法、包邊結(jié)構(gòu)以及車窗，本發(fā)明基于發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，在位于注塑件中間部的發(fā)泡劑形成的中空球與注塑件的體部之間引入空隙，這種結(jié)構(gòu)可以有效防止注塑件表面變形、塌陷，得到較高表面質(zhì)量的注塑件。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)的說明。

在下文中，“可膨脹熱塑性微球”也稱物理發(fā)泡劑，通常具有熱塑性聚合物材料的外殼，微球中被聚合物殼包封有發(fā)泡劑，發(fā)泡劑通常為壓縮空氣或者沸點(diǎn)溫度不高于熱塑性聚合物殼的軟化溫度的液體。該聚合物，例如，可以通過使各種烯屬不飽和單體或單體的混合物聚合而得到。發(fā)泡劑，也稱為 起泡劑或推進(jìn)劑，可以采用壓縮空氣、氯代脂肪烴(例如：一氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷)、醇、醚中的一種或多種。微球開始膨脹時(shí)的溫度稱為Tstart，而達(dá)到最大膨脹時(shí)的溫度稱為Tmax。

“保壓時(shí)間”是指注塑成型時(shí)，物料充滿型腔后在一定壓力下保持的時(shí)間。

“第一部22”指從注塑件上表面101至注塑件厚度方向上的1/5厚度處的部分，“中間部23”指從注塑件厚度方向上的1/5厚度處至4/5厚度處的部分，“第二部24”指從注塑件厚度方向上的4/5厚度處至注塑件下表面102的部分。

請(qǐng)參考圖2至圖4，為形成注塑件的方法一實(shí)施例中各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。在該例子中，注塑件為包覆玻璃周邊的包邊結(jié)構(gòu)。

首先，提供注塑原料。在本實(shí)施例中，可以提供聚氯乙烯材料的注塑原料。但是本發(fā)明對(duì)提供何種材料的注塑原料不作限定，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以提供熱塑性聚酰胺或者聚氨基甲酸酯材料的注塑原料。

在這之后，在所述注塑原料中混入多個(gè)可膨脹熱塑性微球，該可膨脹熱塑性微球具有丙烯酸樹脂材料的殼體，內(nèi)部包封壓縮氮?dú)?。所述可膨脹熱塑性微球混入注塑原料中后將和注塑原料一同進(jìn)入塑化裝置(例如，螺桿式或者柱塞式塑化裝置)，升溫到180℃，使得注塑原料熔融并塑化均勻以形成注塑料，同時(shí)在此塑化過程中，可膨脹熱塑性微球的丙烯酸樹脂材料殼體軟化，殼體內(nèi)部包封的壓縮氮?dú)馀蛎?，?dǎo)致熱塑性微球發(fā)生膨脹形成中空球200。

需要說明的是，也可以選擇其他殼體材料的熱塑性微球，例如聚氯乙烯材料，使得塑化溫度位于可膨脹熱塑性微球的Tstart和Tmax之間；也可以選擇其他的包封于殼體內(nèi)的發(fā)泡劑材料，例如異辛烷和異戊烷的混合物。該可膨脹熱塑性微球可以是市場上能夠買到的物理發(fā)泡劑，例如AkzoNobel生產(chǎn)的發(fā)泡劑。

之后，將混合有中空球200的注塑料注入到模具型腔中。圖2是注塑料剛進(jìn)入模具型腔的示意圖，如圖所示，體部100包括上表面101和下表面102，上表面101貼合模具型腔內(nèi)壁，也是最終包邊產(chǎn)品可被觀察到的表面，下表 面102貼合將被包邊的玻璃板，下表面102將包邊與玻璃連接到一起。體部100大致可以分成鄰近型腔內(nèi)壁的第一部22、與第一部22相對(duì)的第二部24、以及位于第一部22和第二部24之間的中間部23。如圖2所示，在注塑料充滿模具型腔的瞬間，體部100內(nèi)分散有多個(gè)中空球200。

隨后，適當(dāng)延長保壓時(shí)間，即物料充滿型腔后在一定壓力下保持的時(shí)間。通常的包邊產(chǎn)品的保壓時(shí)間為小于3秒，在該例子中使用5秒的保壓時(shí)間。在該保壓時(shí)間內(nèi)，第一部22和第二部24由于分別靠近表面101和表面102，冷卻速度較快，因此第一部22和第二部24中的中空球200較快固化。由于采用了適當(dāng)延長的保壓時(shí)間，注塑件在模具內(nèi)保持的時(shí)間較長，使得中間部23的降溫速度變慢，也即，中間部23的中空球200是緩慢冷卻的(即高于中空球200殼體的軟化溫度的時(shí)間被延長)，這使得中間部23的中空球200在延長的保壓時(shí)間內(nèi)持續(xù)收縮，其效果是中空球200和體部100的界面處產(chǎn)生微縫隙，在隨后的注塑料冷卻收縮過程中，體部100產(chǎn)生的應(yīng)力在微縫隙處釋放，即使中間部分的注塑料持續(xù)冷卻收縮，也只是將形成的微空隙繼續(xù)擴(kuò)大，對(duì)形成的注塑件表面的影響變得很小，進(jìn)而可以減小注塑件表面發(fā)生變形、塌陷的幾率，提升形成的注塑件的生產(chǎn)良率。

形成的包邊終產(chǎn)品的示意圖如圖3，中間部23的中空球200與體部100之間存在空隙110，而靠近表面101和102的中空球200由于固化迅速、與體部100之間不存在空隙。局部放大示意圖如圖4所示，最靠近注塑件表面的中空球200與體部100之間不存在空隙，中間部23的中空球200與體部100之間存在擴(kuò)大的空隙110，整體而言，肉眼觀察或顯微鏡下觀察產(chǎn)品截面可以發(fā)現(xiàn)，中間部23的中空球200與體部100之間的空隙110的平均尺寸大于第一部22和第二部24的中空球200與體部100之間的空隙110的平均尺寸。具體檢測(cè)時(shí)，例如在掃描電子顯微鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)第一部22和第二部24的中空球200與體部100之間的空隙110較小或者無空隙；中間部23的中空球200與體部100之間的存在明顯空隙110。

除了能夠減小注塑件表面發(fā)生變形、塌陷的優(yōu)點(diǎn)之外，該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于第一部22和第二部24的中空球200與體部100之間的不存在空隙110或者空隙110較小，即中空球200與體部100的接觸面積較大， 從而中空球200的殼體對(duì)注塑件的體部100起到機(jī)械支撐作用，使得包邊不易變形。

此外，這些中空球200占有一定的體積，因而可以減少注塑原料的投入，這樣有利于在實(shí)際生產(chǎn)過程中節(jié)省注塑原料。

需要說明的是，圖3和圖4僅為簡潔、便于理解的示意圖，在實(shí)際得到的產(chǎn)品中，并不必需每個(gè)位于中間部23的中空球200的周圍均形成空隙110，該空隙110也并非均勻的形成在中空球200的周圍。

圖5示出了一個(gè)包邊產(chǎn)品的截面在光學(xué)顯微鏡下的照片。如圖5所示，中空球200在照片中呈現(xiàn)為表面光滑的一個(gè)個(gè)球體，體部100的截面在照片中呈現(xiàn)為反光、略粗糙的部分，空隙110在照片中呈現(xiàn)為黑色。從圖5可以看出，并非每個(gè)中空球200的周圍都形成有空隙110，空隙110也并非均勻形成在中空球200的周圍。為了保證有足夠的空隙使得注塑料收縮產(chǎn)生的應(yīng)力得到釋放，優(yōu)選地，在顯微鏡下觀察注塑件的截面，中間部的中空球的至少10％與體部之間存在空隙，優(yōu)選地，中間部的中空球的至少20％與體部之間存在空隙，中間部的中空球的至少30％與體部之間存在空隙。具體檢測(cè)時(shí)，例如在掃描電子顯微鏡下觀察寬度1000μm或者500μm的體部截面(例如圖5所示出的是寬度大約650μm的體部截面)，可以觀察到，與體部之間存在空隙的中空球數(shù)量占所有中空球數(shù)量的至少10％。

還需要說明的是，膨脹之后的中空球200的尺寸不易過大，否則容易造成注塑件表面粗糙度增加，優(yōu)選地，膨脹之后的中空球200的尺寸不大于100μm，通過選擇適合尺寸的可膨脹熱塑性微球可以實(shí)現(xiàn)中空球200的尺寸不大于100μm。例如，可膨脹熱塑性微球通常膨脹至5倍大小，因此為了得到80μm的中空球200，可以選擇初始尺寸在15μm左右的可膨脹熱塑性微球。

還需要說明的是，延長的保壓時(shí)間不易過長，推薦的保壓時(shí)間為3-30S，超過30S的保壓時(shí)間對(duì)于進(jìn)一步增加中空球與體部之間的空隙的作用有限，而且會(huì)降低生產(chǎn)效率，優(yōu)選地，保壓時(shí)間為4-6S。

還需要說明的是，中空球占注塑件的百分比應(yīng)當(dāng)根據(jù)注塑料的收縮比率進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常中空球占注塑件的重量百分比不超過3％，否則可能會(huì)影響注 塑件表面質(zhì)量，中空球所占重量比過低則起到的作用有限，優(yōu)選地，中空球占注塑件的重量百分比為2％-3％。

還需要說明的是，可以通過其他輔助方法，使得鄰近模具型腔的部分快速冷卻，例如通過對(duì)模具水冷的方式，使得模具內(nèi)壁快速降溫，這樣做的好處是可以確保距離注塑件表面一段距離內(nèi)的中空球與體部之間無空隙，空隙僅存在于中間部的中空球與體部之間。

還需要說明的是，使得注塑料中間部的中空球與體部之間產(chǎn)生空隙的方法不限于前述實(shí)施例。在另一個(gè)例子中，采用熱流道，即對(duì)從注塑模具澆口至產(chǎn)品型腔的進(jìn)膠點(diǎn)之間的流道進(jìn)行加熱，這樣注塑料里的熱塑性微球在流道內(nèi)就開始膨脹。相比于冷流道的情形，在保壓時(shí)間相同的情況下，通過熱流道注入的注塑料中的中空球200殼體的高于軟化溫度的時(shí)間被延長，因此注塑料中間部的中空球較易與體部脫附、產(chǎn)生空隙。

該實(shí)施例以注塑件為包邊為例，需要說明的是，該注塑方法還可以用于制備除了包邊之外的對(duì)表面質(zhì)量有高要求的注塑件，例如一些高品質(zhì)塑料家居用品。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種注塑件，參考圖3，該注塑件包括體部100(體部的材料可以是聚氯乙烯、熱塑性聚酰胺或者聚氨基甲酸酯材料等任何適合的材料)和分散于體部100中的多個(gè)中空球200，該中空球200包括熱塑性聚合物(例如丙烯酸樹脂、聚氯乙烯等)殼體以及包封在殼體內(nèi)的發(fā)泡劑(例如壓縮空氣、壓縮氮?dú)?、異辛烷和異戊烷?形成的氣體，該體部100包括第一部22、第二部24、以及位于第一部22和第二部24之間的中間部23，從局部放大圖4可以看出，最靠近注塑件表面的中空球200與體部100之間不存在空隙，中間部23的中空球200與體部100之間存在擴(kuò)大的空隙110，整體而言，中間部23的中空球200與體部100之間的空隙110的平均尺寸大于第一部22和第二部24的中空球200與體部100之間的空隙110的平均尺寸。

該注塑件的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在體部100發(fā)生收縮的情況下，中空球200與體部100之間的空隙阻斷了體部100收縮產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到表面，從而防止 內(nèi)部應(yīng)力對(duì)表面的拉扯，進(jìn)而可以減小注塑件表面發(fā)生變形、塌陷的幾率。

除了能夠減小注塑件表面發(fā)生變形、塌陷的優(yōu)點(diǎn)之外，該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于第一部22和第二部24的中空球200與體部100之間的不存在空隙110或者空隙110較小，中空球200與體部100的接觸面積較大，從而固化的中空球200的殼體對(duì)注塑件的體部100起到機(jī)械支撐作用，使得注塑件不易變形。

此外，這些中空球200占有一定的體積，因而可以減少注塑原料的投入，這樣有利于在實(shí)際生產(chǎn)過程中節(jié)省注塑原料。

需要說明的是，圖3和圖4僅為簡潔、便于理解的示意圖，在實(shí)際的產(chǎn)品中，并不必需每個(gè)位于中間部23的中空球200的周圍均形成空隙110，該空隙110也并非均勻的形成在中空球200的周圍。

圖5示出了一個(gè)包邊產(chǎn)品的截面在光學(xué)顯微鏡下的照片。如圖5所示，中空球200在照片中呈現(xiàn)為表面光滑的一個(gè)個(gè)球體，體部100的截面在照片中呈現(xiàn)為反光、略粗糙的部分，空隙110在照片中呈現(xiàn)為黑色。從圖5可以看出，并非每個(gè)中空球200的周圍都形成有空隙110，空隙110也并非均勻形成在中空球200的周圍。為了保證有足夠的空隙使得注塑料收縮產(chǎn)生的應(yīng)力得到釋放，優(yōu)選地，中間部的中空球的至少10％與體部之間存在空隙，優(yōu)選地，中間部的中空球的至少20％與體部之間存在空隙，中間部的中空球的至少30％與體部之間存在空隙。

還需要說明的是，膨脹之后的中空球200的尺寸不易過大，否則容易造成注塑件表面粗糙度增加，優(yōu)選地，膨脹之后的中空球200的尺寸不大于100μm，通過選擇適合尺寸的可膨脹熱塑性微球可以實(shí)現(xiàn)中空球200的尺寸不大于100μm。例如，可膨脹熱塑性微球通常膨脹至5倍大小，因此為了得到80μm的中空球200，可以選擇初始尺寸在15μm左右的可膨脹熱塑性微球。

還需要說明的是，中空球占注塑件的百分比應(yīng)當(dāng)根據(jù)注塑料的收縮比率進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常中空球占注塑件的重量百分比不超過3％，否則可能會(huì)影響注塑件表面質(zhì)量，中空球所占重量比過低則起到的作用有限，優(yōu)選地，中空球占注塑件的重量百分比為2％-3％。

本實(shí)施例的注塑件可以應(yīng)用于例如汽車玻璃包邊，以及除了包邊之外的對(duì)表面質(zhì)量有高要求的注塑件，例如一些高品質(zhì)塑料家居用品。

本實(shí)施例的注塑件可以通過前述方法實(shí)施例制備得到，也可以通過其他方法得到，例如，采用熱流道，即對(duì)從注塑模具澆口至產(chǎn)品型腔的進(jìn)膠點(diǎn)之間的流道進(jìn)行加熱，這樣注塑料里的熱塑性微球在流道內(nèi)就開始膨脹。相比于冷流道的情形，在保壓時(shí)間相同的情況下，通過熱流道注入的注塑料中的中空球200殼體的高于軟化溫度的時(shí)間被延長，因此注塑料中間部的中空球較易與體部脫附、產(chǎn)生空隙。

還需要說明的是，可以通過其他輔助方法使得第一部22和第二部24內(nèi)的中空球與體部之間無空隙，例如使得鄰近模具型腔內(nèi)壁的部分快速冷卻，例如通過對(duì)模具水冷的方式，使得模具內(nèi)壁快速降溫。

此外，本發(fā)明還提供一種包邊結(jié)構(gòu)，所述包邊結(jié)構(gòu)包括上述注塑件。此外，在本實(shí)施例中，所述包邊結(jié)構(gòu)還包括卡槽，所述卡槽用于放置玻璃。但是這僅僅是一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明對(duì)此不作任何限定。

此外，本發(fā)明還提供一種車窗，所述車窗包括玻璃，以及上述的包邊結(jié)構(gòu)，其中，所述包邊結(jié)構(gòu)設(shè)于所述玻璃的邊緣。但是這僅僅是一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明對(duì)此不作任何限定。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。