[發明專利]犧牲爆燃材料、組件及其使用方法

有效

• 申請號: 202011393437.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112895255B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: A·M·科波拉;N·埃利森;H·麥克道爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B29C39/10
• 分類號: B29C39/10;B29B11/14;B22D19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王琳;楊思捷

在基材內形成通道的方法包括將犧牲組件直接模制到基材中和點燃犧牲組件以使犧牲組件爆燃和在基材內形成通道。所述犧牲組件可包括嵌在聚合物基質中的氧化劑，如氯酸鹽、高氯酸鹽、硝酸鹽、重鉻酸鹽、硝酰胺和/或硫酸鹽，并且所述氧化劑可為犧牲組件的30重量%至80重量%。所述犧牲組件可進一步包括一種或多種未氧化金屬粉末燃料、可燃氣體填充的聚合物氣泡、一種或多種茂金屬和/或一種或多種金屬氧化物粒子、一種或多種具有硝基酯、硝基、疊氮基和/或硝胺官能團的聚合物、一種或多種燃燒速率抑制劑如草酰胺、硫酸銨、碳酸鈣、磷酸鈣和氯化銨，和不可燃空心氣泡和/或惰性粒子。所述聚合物基質可具有小于大約30的極限氧指數。

背景

本公開涉及通過爆燃制造管狀通道（vascular?channel）。例如，本公開的方法可用于利用犧牲材料的爆燃在聚合物、金屬或復合材料內形成通道。復合材料中的管狀通道制造通常具有挑戰性并且緩慢。以前使用的犧牲材料難以一致地去除。例如，已利用熔融和/或汽化去除犧牲材料。但是，汽化（即熱解聚）和熔融去除法緩慢并傾向于在通道中留下殘余材料。殘余材料又限制流體流動。爆燃是一種快速方法并容易去除殘留的材料。不同于熔融和汽化，本文所述的爆燃法也不要求加熱整個復合材料。通過爆燃生成的熱迅速消散以使對聚合物復合材料（或另一基材）的熱效應最小化。

概述

本發明涉及以下內容：

[1].?一種在基材內形成通道的方法，其包括：

將犧牲組件直接模制到基材中；和

點燃犧牲組件以使犧牲組件爆燃，由此在基材內形成通道，

其中所述犧牲組件包含嵌在聚合物基質中的一種或多種氧化劑，所述氧化劑包括一種或多種氯酸鹽、高氯酸鹽、硝酸鹽、重鉻酸鹽、硝酰胺和/或硫酸鹽，并且所述氧化劑構成犧牲組件的30重量%至80重量%。

[2].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含一種或多種未氧化金屬粉末燃料。

[3].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含可燃氣體填充的聚合物氣泡。

[4].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含一種或多種茂金屬和/或一種或多種金屬氧化物粒子。

[5].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含一種或多種具有硝基酯、硝基、疊氮基和/或硝胺官能團的聚合物。

[6].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含草酰胺、硫酸銨、碳酸鈣、磷酸鈣和氯化銨的一種或多種。

[7].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含一種或多種不可燃空心氣泡和/或惰性粒子。

[8].?上述[1]所述的方法，其中所述聚合物基質具有小于大約30的極限氧指數。

[9].?上述[1]所述的方法，其中所述聚合物基質包含小于1重量%的苯部分。

[10].?上述[1]所述的方法，其中所述犧牲組件包含5重量%至大約40重量%的聚合物基質、大約40重量%至大約75重量%的氧化劑和最多大約10重量%的金屬氧化物和/或茂金屬催化劑。

[11].?上述[10]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含最多大約20重量%的未氧化金屬粉末粒子和最多大約50體積%的可燃氣體填充的聚合物氣泡。

[12].?上述[10]所述的方法，其中所述犧牲組件進一步包含最多大約50重量%的惰性粒子和最多大約20重量%的燃燒速率抑制劑。

[13].?一種犧牲爆燃組件，其包含：

構成所述組件的15重量%至40重量%的聚合物基質；