CN104936851A - 可扩张面板加强筋 - Google Patents

Abstract

一种装置，包含一种可膨胀材料(12)和一种位于与所述可膨胀材料的直接面接触并沿着该可膨胀材料的整体的玻璃纤维网(14)。所述可膨胀材料在膨胀之前是粘性的，允许该可膨胀材料粘附到玻璃纤维网并粘附到用于加固表层的表面上。

Description

可扩张面板加强筋

技术领域

本发明一般涉及一种加固构件，其包括一种可激活的材料和一层网状物。

背景技术

交通运输行业持续需要加固的方法，最大限度地减少生产时间和精力而提高所提供的加固的强度，并且提供产品的形状和构造的简化的定制。于是在加固现有技术中有一种对于高强度的加强材料的需求，那就是它可被简单地添加到车辆面板，用于局部加固而无需额外的固定步骤。对于所述加强材料还有一个需求，那就是它可被简单地切割成所需的形状和尺寸，无需模具或额外的成型步骤。

发明内容

第一方面，本发明涵盖了一种装置，其包括可膨胀材料和位于与该可膨胀材料的直接面接触并沿着该可膨胀材料的整体的玻璃纤维网。所述可膨胀材料在膨胀之前可能是粘性的，允许该膨胀材料粘附到玻璃纤维网并粘附到用于加固表层的表面上。

该装置可被配置为顺应所述表面的形状。该装置在该膨胀材料膨胀之前可以是柔韧的(例如，能够轻松地弯曲而不断裂的)。当握住其末端时，该装置可以在自身重量下弯曲。所述可激活材料的体积激活可以是至少约100％，且小于约300％。该可膨胀材料可以包括结构粘合剂材料。该可膨胀材料可以包括密封剂材料。

本发明还涵盖了用于结构上加固车身冲压件的一种方法，包括形成粘性可膨胀结构的粘合剂材料，并定位网状材料到该可膨胀材料。所述方法还可包括将该网状物和该可膨胀材料与车身冲压件表面接触，并通过加热激活该可膨胀材料使其膨胀。该网状物和该可膨胀材料在激活该可膨胀材料之前凭借可膨胀材料的粘性性质可保持与所述冲压表面相接触。

该方法可以不含任何单独的固定步骤，用于连接所述可膨胀材料到所述车身冲压件。该方法包括弯曲该可膨胀材料和网状物以符合激活所述可膨胀材料之前的该车身冲压件的形状。该方法可包括在定位该网状物到该可膨胀材料之前切割可膨胀材料至所需的形状。该方法可包括在将可膨胀材料和网状物与车身冲压表面相接触之前切割该可膨胀材料和位于其上的网状物至所需的形状。形成粘性可膨胀结构的粘合剂材料的步骤可以不含任何成型工艺。定位该网状物到该可膨胀材料的步骤可以不含任何用于将网状物连接到可膨胀材料的单独的固定步骤。激活该可膨胀材料的步骤包括至少约100％至小于约300％的体积膨胀。所述方法可包括弯曲可膨胀材料和网状物，以便网状物和可膨胀材料的一个第一部分被布置成一90°角或者小于网状物和可膨胀材料的一个第二部分。所述方法可包括弯曲可膨胀材料和网状物，以便车身冲压件的表面被网状物和可膨胀材料接触，而如果网状物和可膨胀材料基本上是刚性的，那么车身冲压件就不会被网状物和可膨胀材料接触。该网状物可以位于该可膨胀材料上，以便该可膨胀材料实质上覆盖该网状物并且在未覆盖有激活之前的可膨胀材料的网状物上不含任何空隙。所述网状物和可膨胀材料在激活可膨胀材料之后可能不再是柔韧的了。所述网状物和可膨胀材料在激活可膨胀材料之后可能仍然是柔韧的。

这里的发明教导涵盖了一种装置和方法，用于具有可膨胀结构粘合剂的材料和相关的网格的车身冲压件的结构加固。

本文所公开的该装置，可允许空腔的有效加固，其中不需要额外的紧固步骤或紧固装置。

附图说明

图1展示了根据本发明的教导的一个装置的示意性例子的立体图。

详细说明

本发明涉及并要求2012年11月14日申请的编号No.61/726,259的美国临时专利申请的申请日的优先权，本申请的内容在此被以引用方式并入，用于所有目的。

此处所呈现的解释和说明旨在使本领域技术人员熟悉本发明的教导、原理和其实际应用。本领域技术人员可以其众多的形式改造并应用该教导，作为可能最适合于某一特定用途的需求。因此，所述本教导的特定实施例不旨在作为穷举的或该教导限制。因此，教导的范围不应当参照上面的描述来确定，而应当参照所附权利要求连同等同物的全部范围来确定，这些权利要求都涵盖了该范围。所有文章和参考文献的公开，包括专利申请和公开，都以引用方式并入，用于所有目的。其它组合也是可能的，因为其将从下面的权利要求中被查明，其也在此通过引用结合到本书面描述中。

图1展示了具有一个可膨胀材料层12的装置10。一个网状层14位于与可膨胀材料层12的平面接触。

本发明所述的可膨胀材料处于室温(例如，约23℃)时至少部分是粘性的，其也优选地以约0℃和约80℃之间的温度时为粘性的。此外，所述可膨胀材料优选地展示加固特性(例如，给予刚性、硬度、强度或一个构件的组合)。还优选为，将被加热激活的可膨胀材料进行膨胀，或以其他方式激活并弄湿该可膨胀材料接触的表面。膨胀或激活后，该可膨胀材料优选固化、硬化和粘附到其接触的表面。出于应用的目的，它往往优选可膨胀材料表现出柔韧性，尤其是当该可膨胀材料将被应用于车体的波状的表面时。然而，一旦应用，它通常优选该可膨胀材料用于被活化软化，膨胀(例如，泡沫)，固化，硬化或者它们的组合。例如，非限制性地，一个典型的可膨胀材料将包括聚合物材料，例如环氧树脂或基于乙烯的聚合物，当与适当的成分(通常为发泡剂和固化剂)混合时，在加热或特定环境条件发生的情况下，其以一种可靠的和可预测的方式膨胀和固化。从化学角度来看热活化材料，在固化之前，所述可膨胀材料最初可被处理为可流动材料。此后，固化后的基材优选交联，这使得材料基本上不能进一步流动。

所述环氧树脂可以是脂肪族的，脂环族的，芳香族的或类似物。该环氧树脂可作为固体(如小球，块，片等)或液体被供应。该环氧树脂可包括可能具有的α-烯烃的乙烯共聚物或三元共聚物。作为共聚物或三元共聚物，该聚合物是由两种或三种不同的单体所组成的，即能够与类似的分子连接起来的具有高化学活性的小分子。一种示例性的的环氧树脂可以是酚醛树脂，其可以是热塑性或其他类型的树脂。其它优选的包含材料的环氧树脂，可包括双酚A环氧氯丙烷醚聚合物，或者双酚A型环氧树脂，其可被丁二烯或其他聚合物添加剂进行改性。合适的环氧树脂类材料的例子，其可被用作基材，根据产品代号L5020,L5010,L5224,L8000,L5001被销售，并且是市售的，可得自L&L Products,Romeo,Mich。根据优选的制剂，基材可包括高达按重量计的环氧树脂的约50％，更优选地，高达按重量计的环氧树脂的约65％，甚至更优选高达按重量计的环氧树脂的约80％。

在优选的实施例中，在可膨胀的材料中的材料的基本部分通常将具有分子量，该分子量足够低以保持基材的粘接性能。对于弹性体或环氧类基材，优选按重量计的弹性体或环氧树脂材料的至少约5％以获得低于约1000的分子量，并且跟优选地按重量计的弹性体或环氧树脂材料的至少约10％具有低于约1000的分子量。也可以预期的是，为了保持粘接性能，例如增塑剂或加工油组分，可被加入到弹性体基或环氧基材料中，并且特别加入到基于热塑性的膨胀材料。作为用于可膨胀材料一般性指导，优选组分重量的至少1％，具有足够低的分子量以在约23℃下成为液体。更优选地，所述组分重量的至少5％，具有足够低的分子量以在约23℃下成为液体。进一步更优选地，所述组分重量的至少10％，具有足够低的分子量以在约23℃下成为液体。

在大部分实施例中，并不希望所述可膨胀材料在室温下或以其他方式在制造环境中的环境温度下(例如，高达约40℃或更高)有活性。更典型的是，该可膨胀材料在较高的加工温度下变为有活性的，如在汽车装配厂里遇到的那些。在这样的实施例中，在高温下或在较高的施加能量水平下，该可膨胀材料可在汽车零部件上发泡，例如，在喷漆准备步骤期间。在汽车组装操作中当遇到的温度可能在约148.89℃至204.44℃(约300°F.至400°F)的范围内时，车身和喷漆车间的应用通常是约93.33℃或略高一点。如果需要，发泡剂的活化剂可掺入基材中以导致在上述范围以外的不同温度下的膨胀。通常，用于该可膨胀材料的合适的可膨胀材料或泡沫具有膨胀的范围，从大约0至1000％左右。

有利的是，本发明的可膨胀材料可以被形成，或以其他方式在各种途径中进行处理。例如，优选的可膨胀材料可通过注塑、挤塑、压缩成型被处理，或者通过一种机器人控制的挤塑机，例如一种迷你涂覆机被处理。这使得成型和产生部的设计超过了大多数现有技术材料的能力。

可以预期的是，该基体材料可由各种材料形成。例如，不限于，该基体材料可主要由塑料，热塑性材料，环氧树脂材料，弹性体等类似物或它们的组合形成。位于该可膨胀材料之上的该网状材料可包括非导电丝或导线(例如，细长细丝、纤维状、或织物材料)，其可以作为垫子，布，粗纱，网，网状物，稀松布，或类似物应用。在此实施例中，该加强材料可包括，例如，纺织或无纺纤维，长丝或类似棉，玻璃(例如，E玻璃或S玻璃)，玻璃纤维，聚酯薄膜，尼龙，聚酯，碳纤维，芳纶，塑料，聚合物(例如热塑性塑料如聚酰胺(例如尼龙))，PET(例如，聚酯薄膜)，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯(例如聚对苯二甲酸)，聚苯乙烯，聚氨酯，乙烯树脂，或者及其任何组合，或其它材料。如本文所使用的“线”或“丝”指材料的单丝，长丝的编织束或长丝的散开束。

在其他应用中，可以理解的是，所述网状材料可以是珠状颗粒，聚集体，中空材料(例如，中空颗粒)，或以其它方式，或它们的任意组合。在这样的实施方案里，所述加强材料例如可以包括颗粒或类似玻璃的物质(例如，E玻璃或S玻璃)，玻璃纤维，尼龙，聚酯，碳纤维，芳纶，塑料，聚合物(例如热塑性塑料如聚酰胺(例如尼龙)，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯(例如，聚对苯二甲酸丁酯)，聚苯乙烯，聚氨酯，乙烯树脂，或者它们的任何组合)，或其它材料。

任何本文引用的数值包括从下限值到上限值的所有值，以一个单位递增，前提是在任何下限值和上限值之间具有至少2个单元的间隔。作为一个例子，如果它指出组分的含量或过程的数值是可变的，例如，温度，压力，时间等为从1到90，优选从20到80，进一步优选为从30到70，其意图在于数值为，例如，15到85,22到68,43到51,30到32等等都被清楚列举在本说明书中。对于小于1的数值，一个单位被视为0.0001,0.001,0.01或0.1，酌情而定。这些仅仅是特别指出的内容以及列举的最低值和最高值之间数值的所有可能的组合的示例，用以被认为是在本申请中以类似的方式被明确地表示。可以看出，这里的以“重量份数”表示的数量的教导也涵盖了以重量百分比所表示的相同的范围。因此，在范围内的本发明的具体实施方式中以“所得聚合共混组合物的`x`份重量”这种形式的一种表达方式也涵盖了所得聚合共混组合物的重量百分比`x`同样记载的数量的范围的教导。

除非另有说明，所有范围包括两个端点和在端点之间的所有数值。与一个范围相连的“约”或“近似”的使用适用于范围的两端。因此，“约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，包括至少指定端点。

所有文章和参考文献的公开，包括专利申请和公开，都以引用方式并入，用于所有目的。描述组合的术语“基本上包括”，应当包括确定的元素，成分，组分或步骤，以及实质上不影响该组合的基本和新颖特征的其他元素，成分，组分或步骤。在此用于描述元素，成分，组分或步骤的组合的术语“包含”或“包括”的使用，也涵盖了本质上由元素，成分，组分或步骤组成的实施方案。在此通过使用术语“可”，其意图在于任何描述的特性“可”被列入可选。

多个元素，成分，组分或步骤可以由一个单一的综合元件，成分，组分或步骤来提供。或者，一个单一的综合元件，成分，组分或步骤可被划分为单独的多个元素，成分，组分或步骤。用于描述一个元件，成分，组分或步骤的“一”或“一个”的公开并不旨在排除另外的元件，成分，组分或步骤。

应理解为上面的描述旨在作为说明性的而非限制性的。提供的除了示例之外的许多实施方案以及许多应用对于阅读了上述说明的本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的保护范围不应当参照上述说明以确定，而应当参照所附权利要求并连同这些权利要求给予的等效物的全部范围来确定。所有文章和参考文献的公开，包括专利申请和公开，都以引用方式并入，用于所有目的。在此披露的以下主题的任何方面的权利要求中的省略并不是此主题的放弃权项，它也不应被理解为发明人没有考虑将这样的主题作为所公开的发明主题的一部分。

Claims (20)

1.一种装置，包括有：

可膨胀材料；

与所述可膨胀材料的直接面接触并沿所述可膨胀材料整体布置的玻璃纤维网；

其中，所述可膨胀材料在膨胀之前是粘性的，允许所述可膨胀材料粘附到所述玻璃纤维网及一表面上，以加固所述表面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为符合所述表面的形状。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置是柔韧的(例如，能够轻松地弯曲而不断裂)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，当握住其末端时，所述装置将在自身重量下弯曲。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述可激活材料的体积激活可以是至少约100％，且小于约300％。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述可膨胀材料包括一种结构粘合剂材料。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中，所述可膨胀材料包括一种密封剂材料。

8.一种用于结构性地加固车身冲压件的方法，包含：

形成粘性可膨胀结构性粘合剂材料的步骤；

定位所述网状材料到所述可膨胀材料的步骤；

将所述网状物和所述可膨胀材料与车身冲压件表面接触的步骤；

通过加热激活所述可膨胀材料使其膨胀的步骤；

其中，所述网状物和所述可膨胀材料凭借在激活该可膨胀材料之前可膨胀材料的粘性性质保持与所述冲压表面相接触。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法不含任何单独的固定步骤，用于连接所述可膨胀材料到所述车身冲压件。

10.根据权利要求8或9所述的方法，包括弯曲所述可膨胀材料和网状物以符合该可膨胀材料激活之前该车身冲压件的形状的步骤。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，包括在定位所述网状物到所述可膨胀材料之前切割该可膨胀材料至所需的形状的步骤。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，包括在将所述可膨胀材料和网状物与所述车身冲压表面相接触之前切割该可膨胀材料和位于其上的网状物至所需的形状的步骤。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中，所述形成粘性可膨胀结构性粘合剂材料的步骤可以不含任何成型工艺。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的方法，其中，所述定位所述网状物到所述可膨胀材料的步骤不含任何用于将网状物连接到可膨胀材料的单独固定步骤。

15.根据权利要求8-14中任一项所述的方法，其中，所述激活可膨胀材料的步骤包括至少约100％至小于约300％的体积膨胀。

16.根据权利要求8-15中任一项所述的方法，包括弯曲所述可膨胀材料和网状物的步骤，以便所述网状物和可膨胀材料的第一部分与所述网状物和可膨胀材料的第二部分被布置成形成90°角或者更小的角度。

17.根据权利要求8-16中任一项所述的方法，包括弯曲所述可膨胀材料和网状物的步骤，以便车身冲压件的表面被网状物和可膨胀材料接触，而如果网状物和可膨胀材料基本上是刚性的，那么车身冲压件就不会被网状物和可膨胀材料接触。

18.根据权利要求8-17中任一项所述的方法，其中，所述网状物可以位于所述可膨胀材料上，以便该可膨胀材料实质上覆盖该网状物并且在未覆盖有激活之前的可膨胀材料的网状物上不含任何空隙。

19.根据权利要求8-18中任一项所述的方法，其中，所述网状物和可膨胀材料在激活可膨胀材料之后不再柔韧。

20.根据权利要求8-18中任一项所述的方法，其中，所述网状物和可膨胀材料在激活可膨胀材料之后仍然柔韧。