[发明专利]气囊容器

说明书

本发明涉及一种由经冲击改性的聚酰胺组合物构成的气囊容器。

气囊容器(也被称为气囊罐)是机动车安全气囊的外壳。气囊是关键的旅客安全部件。当要求时，该气囊必须完美地起作用，并且它们仅有一次这样起作用的机会。对该气囊系统经历破坏性测试，因为在气囊系统安装在车辆中之前不能对其进行个别测试以测定是否每一个都会适当地起作用。制造商必须确保它们制造的气囊会如愿地起作用。为了这样，他们需要设计并建造具有已知的超过性能需求的安全裕量(safety margins)的系统。气囊安全装置是一种每个构件都影响安全启用的复杂系统。可以制造的部件越精确并且公差越小，性能越有保障。气囊容器或气囊壳体是被动部件，其与更熟悉的一些关键部件(气体发生器、气囊和蒙皮(cover))起一样关键的作用。壳体是被动的，因为在启用之前它们必须保持原样。如果壳体在爆炸填充物的作用下经受未预见的变形而且它们开始破裂并裂开的话，那么对任何车辆乘员来说气囊不能如设计那样启用将存在潜在的灾难性后果。更糟的是，如果壳体经受剧烈的、脆性破坏，那么壳体的碎片可能对该系统意欲保护的驾驶员或乘客造成严重伤害。考虑到这一点，气囊容器必须对动态爆裂压力具有高抵抗性，这是因为气囊容器启用时遭受突然巨大的内压。

当前气囊容器所应用的材料主要是金属，但是考虑到减轻重量越来越多地应用塑料气囊容器。气囊容器必须在极端条件下起作用，这表明它们可以在所有条件下工作：在极低温度下，低至-35℃；在高温下，高达85℃。在低温下的风险是：塑料壳体将破裂和脆性断裂，这导致不恰当的或失效的气囊启用并且生成碎片。在高温下，塑性材料必须保持足够的强度，否则会出现类似的后果或甚至更糟后果的破裂。仅专门开发的材料经受得住这些极端条件。当前，经冲击改性的增强聚酰胺-6组合物被用于需要高动态爆裂压力的气囊容器。这些组合物可以配制成在低温下具有非常高的冲击性能，从而避免脆性失效，同时仍保持足够高的强度以在高温下工作。经冲击改性的增强聚酰胺-6组合物可以配制成使得由这种组合物构成的气囊容器具有高于1.6MPa的动态爆裂压力(在-35℃下测定)。然而，另一项要求是用于这种模制部件的成本高效的制造工艺，其中之一是周期(cycle time)较短。这种经冲击改性的聚酰胺组合物可以有利于用于模制需要高动态爆裂压力(具体在低温下)和高强度(具体在高温下)的气囊容器，然而其缺点在于：这种组合物的熔融流动相当慢，从而导致模制工艺的周期较长，因而模制工艺较慢并且成本较高。模制工艺的周期通常指：从关闭模具开始到打开模具并取出部件结束的时间段。周期通常由部件在模具腔内的冷却来决定。周期可以例如如下计算：t_周期＝t_关闭+t_注射+t_冷却+t_取出，其中，关闭时间t_关闭、注射时间t_注射和取出时间t_取出仅持续零点几秒至几秒，而冷却时间t_冷却决定该过程。然而，为了提高组合物的熔融流动性而向聚酰胺组合物中添加的组分通常会导致模制部件的动态爆裂压力显著下降。因此，采用这种组合物的一个难题是：聚酰胺组合物实现并保持高熔融流动性的同时不会显著牺牲气囊容器特别在低温下的动态爆裂压力性能。

现在，本发明的目的在于提供一种气囊容器，其具有高熔融流动性，但不会牺牲所需性质(即具体在低温下的高动态爆裂压力)。更具体地，本发明的目的是使高动态爆裂压力(具体在低温下)和短周期二者达到独一无二有利的平衡。

本发明涉及一种由经冲击改性的聚酰胺组合物构成的气囊容器，该聚酰胺组合物具有大于25cm³/10分钟(275℃/5kg)的熔融体积-流动速率(MVR)。

令人惊讶地发现，经冲击改性的聚酰胺组合物的动态爆裂压力性能可以在较高程度上保持在足够高的水平上，同时可以大大缩短周期。更具体地，利用具有上述高熔融流动性的聚酰胺组合物可以获得高达、甚至高于2MPa的动态爆裂压力(在-35℃下测定)。

优选地，-35℃下的动态爆裂压力高于1.6MPa，更优选高于1.7MPa，甚至更优选高于1.8MPa。