垫片制造方法、模制垫片的垫片材料以及热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种垫片的制造方法、模制用于热交换器的垫片的垫片材料以及具有 该垫片的热交换器。
【背景技术】
[0002] 通常，诸如散热器的热交换器具有管和与所述管连通的集水箱（headertank)。集 水箱具有由树脂制成的箱体和由金属制成的芯板，并且箱体和芯板连接。垫片被粘结到箱 体上，以密封箱体与芯板之间的间隙。
[0003] 垫片由构成液体硅橡胶组合物的垫片材料制成，并且在箱体与垫片之间的粘结部 被置于模具中的情况下通过注塑成型被模制。硅橡胶组分包含基材树脂、交联剂、固化催化 剂、作为助粘剂的硅烷偶联剂和二氧化硅填料（例如，参见JP2013-032901A)。
[0004] 通常，已知存在两种二氧化硅填料，它们是亲水性二氧化硅填料和疏水性二氧化 硅填料。根据本公开的发明人进行的研究，亲水性二氧化硅填料比疏水性二氧化硅填料更 适合垫片材料。原因在于，与使用疏水性二氧化硅填料的情况相比，垫片的压缩永久变形可 以更小，并且使用亲水性二氧化硅填料可以增加垫片的密封效果。换言之，压缩形变是垫片 被保持压缩特定的时间段时所发生的残余变形。
[0005] 然而，当垫片材料包含亲水性二氧化硅填料并且垫片材料被分成两种液体材料分 开储存时，可能出现下面的反常情况。此处，两种液体材料中的一种包含基材树脂、亲水性 二氧化硅填料和固化催化剂，而另一种包含基材树脂、亲水性二氧化硅填料、交联剂和硅烷 偶联剂。在分开存储两种液体材料较长时间之后，当垫片由这两种液体材料的混合物制成 时，垫片与树脂制成的箱体的粘结强度降低。特别是，如果箱体由难以粘结至硅橡胶的树脂 制成，那么垫片与箱体之间的粘结强度可能不足，并且可能导致垫片与箱体之间的粘结失 效。
【发明内容】
[0006] 本公开解决了上述问题，并且本公开的目的是提供一种垫片的制造方法、模制用 于热交换器的垫片的垫片材料、以及具有该垫片的热交换器，由此能够保证在垫片由存储 了较长时间的垫片材料制成的情况下垫片相对于树脂构件的粘结强度。
[0007] 根据本公开，一种粘结至树脂构件上的垫片的制造方法包括如下步骤：混合分开 存储的多种液体材料；并且模制由所述多种液体材料的混合物制成的垫片。所述混合物构 成液体硅橡胶组合物，所述液体硅橡胶组合物包含基材树脂、交联剂、固化催化剂、亲水性 二氧化硅填料和硅烷偶联剂。所述亲水性二氧化硅填料和所述硅烷偶联剂在所述多种液体 材料被混合之前被包含在不同的液体材料中。
[0008] 根据本公开的发明人进行的研究，作为偶联组分的硅烷偶联剂被吸附在亲水性二 氧化硅填料上的水影响，并且硅烷偶联剂的烷氧基的量减少。结果，在填充材料被存储时垫 片与树脂构件的粘结强度降低。
[0009] 然后，根据本公开，通过在使亲水性二氧化硅填料和硅烷偶联剂彼此分开的情况 下存储二者，在填充材料被存储时，可以阻止吸附在亲水性二氧化硅填料上的水对硅烷偶 联剂产生影响。因此，即使垫片由存储了较长时间的垫片材料制成，仍可以限制垫片与树脂 构件的粘结强度的降低。
【附图说明】
[0010] 根据下面的参照附图的详细描述，本公开的上述和其它目标、特征以及优点将变 得更明显。其中：
[0011] 图1是图示根据一个实施例的散热器的主视图；
[0012] 图2是沿图1中的线II-II截取的剖面图；
[0013] 图3是图示根据第一实施例的垫片材料的示意图；
[0014] 图4是图示处于注射成型中的垫片的示意图；
[0015] 图5是图示图4之后的处于注射成型中的垫片的示意图；
[0016] 图6是图示根据参考示例的处于注射成型中的垫片的示意图；
[0017] 图7是图示图6之后的处于注射成型中的示意图；
[0018] 图8是示出用于垫片材料的原料的存储天数与硅烷偶联剂的甲氧基的残留量之 间的关系的图形；
[0019] 图9A是示出在提供垫片材料的两种液体材料被存储的同时所发生的关于硅烷偶 联剂的化学反应的示意图；
[0020] 图9B是示出图9A中示出的化学反应之后发生的关于硅烷偶联剂的化学反应的示 意图；
[0021] 图10是示出在根据第一实施例的垫片材料中的偶联反应过程中发生的关于硅烷 偶联剂的化学反应的示意图；以及
[0022] 图11是图示在根据所述实施例和所述参考示例的垫片材料的粘结强度的评估测 试中使用的测试块和测试板的立体图。
【具体实施方式】
[0023] (实施例）
[0024] 下面，将参照附图描述本公开的实施例和变型。
[0025] 在本实施例中，热交换器是散热器，在散热器中，冷却诸如用于使车辆行进的发动 机的热产生器的冷却流体散热，并且用于热交换器的垫片材料用在散热器中。
[0026] 如图1所示，作为冷却流体的冷却剂在散热器100中与空气换热。散热器100具有 冷却剂在其中流动的管111和集水箱120。集水箱120在管111的纵向方向上位于管111 的两端，并且在垂直于纵向方向的方向上延伸。集水箱120与管111连通。
[0027] 管111相互平行地设置，并且管111的纵向方向与图1中的上下方向一致。具有 细长板形状并且皱褶的翅片设置在管111之间，以使得该翅片被连接至管111。翅片和管 111由诸如铝的金属制成并且通过钎焊相互连接。翅片和管111构成了芯部110,在该芯部 110中，冷却剂与空气进行热交换。
[0028] 集水箱120包括在上下方向上位于管111的上侧的第一集水箱120a和在上下方 向上位于管111的下侧的第二集水箱120b。第一集水箱120a和第二集水箱120b在垂直于 纵向方向的水平方向上延伸。
[0029] 第一集水箱120a具有入口部121，冷却剂流入该入口部121，并且第二集水箱120b 具有出口部122,冷却剂从该出口部122流出。从发动机流出的高温冷却剂通过入口部121 流进第一集水箱120a并且被分配到管111中。高温冷却剂在芯部110中进行热交换之后 变成低温冷却剂，并且低温冷却剂被收集在第二集水箱120b中并且通过出口部122返回发 动机。
[0030] 如图2所示，第一集水箱120a具有与管111连接的芯板123和箱体125。芯板和 箱体125限定腔室124。
[0031] 箱体125由诸如聚酰胺610 (PA610)的树脂制成，该聚酰胺610比聚酰胺66 (PA66) 更难以粘结到硅橡胶部件上。聚酰胺610被称为聚癸二酰己二胺。芯板123由诸如铝的金 属制成。垫片126被粘结到芯板123与箱体125相互连接处的箱体125的一部分上。垫片 126密封箱体125与芯板123之间的间隙。
[0032] 使用垫片材料通过注射成型模制垫片126。垫片材料构成液体硅橡胶组合物并且 是附加反应型材料。垫片材料总体上包含用于硅橡胶的基材树脂、用于硅橡胶的交联剂、固 化催化剂、硅烷偶联剂和二氧化硅填料。
[0033]用于硅橡胶的基材树脂和交联剂生成弹性的硅聚合物（即硅橡胶）。主剂被称为 基础聚合物。基材树脂可以是含乙烯基的聚硅氧烷。交联剂可以是有机氢硅氧烷。
[0034] 固化催化剂引发（即促进）基材树脂与交联剂之间的交联反应（即固化反应）。 固化催化剂可以是铂催化剂。
[0035] 硅烷偶联剂是改进箱体125与垫片126之间的粘结强度的偶联辅助剂。惯用的硅 烧偶联剂可以用作该硅烷偶联剂。单分子硅烷偶联剂包括有机官能团和水解基。有机官能 团例如是氨基或环氧基。水解基例如是诸如甲氧基的烷氧基。
[0036] 二氧化硅填料是无机填料。在本实施例中，主要使用亲水性二氧化硅填料，并且少 量疏水性二氧化硅填料用作如下文所述的粘度调节剂。亲水性二氧化硅填料由不疏水的二 氧化娃颗粒制成，并且疏水性二氧化娃填料通过使亲水性二氧化娃颗粒疏水化而制成。亲 水性二氧化硅填料和疏水性二氧化硅填料是众所周知的，并且能够容易地在市场上买到。 硅橡胶组合物可以包含除二氧化硅填料之外的另外的填料。
[0037] 垫片材料中的每一种制剂的量被如此确定，以使得（i)基材树脂和交联剂形成有 机硅聚合物，（ii)由亲水性二氧化硅填料产生的压缩形变变为合适的程度，以及（iii)通 过硅烷偶联剂垫片126被粘结至箱体125上。
[0038] 垫片材料在被分成三种液体材料A、B和C的条件下被存储，并且在模制垫片126 之前，液体材料A、B和C被分开存储。具体地，如图3所示，液体材料A被存储在容器11中， 液体材料B被存储在容器12中，并且液体材料C被存储在容器13中。液体材料A、液体材 料B和液体材料C分别对应第一液体材料、第二液体材料和第三液体材料。
[0039] 液体材料A包含基材树脂、亲水性二氧化硅填料和固化催化剂。液体材料B包含基 材树脂、亲水性二氧化硅填料和交联剂。液体材料C包含基材树脂、疏水性二氧化硅填料