[发明专利]结构增强材料、插入物和包括其的增强空腔

说明书

背景技术

许多产品具有包括中空腔的型体或外壳。仅作为一些实例，汽车、 卡车和其它机动车辆，以及一些用户器具具有在内板和外板之间，在 支柱中或在它们的形成它们各自的型体或外壳的构件内形成的中空 腔。

具体来说，汽车型体的一些结构构件具有多种孔、中空柱、空腔、 通道和开口。中空腔经常在这些产品中产生以降低最终产品的总重量， 以及降低材料成本。然而，将中空腔引入结构中涉及损益。例如，引 入中空腔可能降低结构构件的整体强度或能量吸收特性。此外，中空 腔可能导致振动或声音向产品其它部分传递的增加。

使用结构增强材料来试图补偿这些和其它损益是已知的。一些当 前的增强剂包括施加于载体上的可膨胀材料，所述载体通常是模塑元 件。所述可膨胀材料在产品制造期间膨胀，从而在该膨胀材料接触产 品的邻接表面时将增强剂固定就位。然而，这些增强剂中的可膨胀材 料可能不牢固地连接到载体上，导致不均匀或不充分的密封。此外， 材料的膨胀可能不会到达不平常或不规则形状载体的每个角落和裂 缝。

此外，一些已知的可膨胀结构增强材料可能对加热过程例如″烘烤 ″过程敏感。此类可膨胀材料的性能与膨胀率有关系，该膨胀率取决于 加热的时间和温度。

此外，一些已知的可膨胀结构增强材料较厚，甚至在膨胀之前也 如此。在此情况下，膨胀前材料的厚度加上增强插入物与结构空腔间 的间隙可能总计达到大约8-10mm以虑及e(电泳)-涂装流动和组件 耐受度。具有减小的厚度的结构增强材料可以改善整体系统性能。

因此，仍需要减轻这些和其它缺陷中至少一些的改进的结构增强 材料。

发明内容

发明概述

所附权利要求书描述了减轻常规增强材料的上面确定的缺陷中至 少一些的改进的结构增强材料。本文描述了包含基础材料的结构增强 材料。所述基础材料可以选自热固性材料、具有短过渡相(phases) 的低粘度热塑性材料、低熔点金属合金和它们的组合。在大约标准温 度和压力(STP)下，所述结构增强材料是固体或可成型捏塑体或它们 的混合物。所述结构增强材料在活化温度下加热期间转变成可流动相， 该相包括但不限于液相或基本上液体的相。在活化、固化和/或冷却之 后，所述结构增强材料基本上是固体并且具有足以增强空腔的强度。

本文描述了增强空腔的方法。该方法包括将结构增强材料连接到 载体上以形成插入物的步骤。所述结构增强材料包含选自热固性材料、 具有短过渡相的低粘度热塑性材料、低熔点金属合金和它们的组合的 基础材料。在大约STP下，结构增强材料是固体、可成型捏塑体(dough) 或它们的混合物。该方法包括将插入物放入空腔的步骤。该方法中的 另一个步骤涉及将插入物加热到活化温度使得该结构增强材料变成液 相或基本上液体的相并流入空腔。取决于基础材料的性质，可以进行 固化过程，导致热固性材料形成。在插入物冷却之后，固体结构增强 物与空腔的至少一部分粘附，从而增强该空腔。

本文描述了结构增强插入物。该插入物包括具有第一末端和与该 第一末端相对的第二末端的载体，和至少一个在该第一末端和第二末 端之间的容纳区。该一个或多个容纳区含有结构增强材料。该结构增 强材料包括选自热固性材料、具有短过渡相和低粘度的热塑性材料、 低熔点金属合金和它们的组合的基础材料。在大约STP下，所述结构 增强材料是固体、可成型捏塑体或它们的混合物。在加热到活化温度 之后，所述结构增强材料处于可流动相。在活化和/或固化之后的冷却 之后，所述结构增强材料具有足以增强空腔的强度并且是固体或热固 性固体。插入物还在载体的第一末端处或附近包括未固化可膨胀泡沫。 插入物还在载体的第二末端处或附近含有未固化可膨胀泡沫。在加热 到活化温度时，膨胀的泡沫阻止液态结构增强材料从容纳区流出而延 伸超出该膨胀的泡沫进入空腔的其它区域。

本文还描述了增强空腔。该空腔包括在该空腔内的插入物。该插 入物包括容纳区。该空腔包括固化或凝固的结构增强材料，该结构增 强材料包括选自热固性材料、具有短过渡相的低粘度热塑性材料、低 熔点金属合金和它们的组合的基础材料。该固化或凝固的结构增强材 料从插入物的容纳区流出并与空腔的至少一部分粘附从而增强空腔。

附图说明

图1是在活化之前结构体的水平空腔中的插入物的侧视图。

图2是在活化之后结构体的水平空腔中的插入物的侧视图。