[发明专利]具有A类表面抛光的轻质高刚度复合体

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物复合材料，特别涉及具有A类表面抛光的轻质、高刚度复合片材，以及用于制造这些复合片材和包括这些复合片材的制品的方法。

发明背景

高性能热塑性复合(HPPC)片材由于HPPC材料的特性在很多机动车应用中的用途日益增加。这些片材比常规复合片材有所改进，常规复合片材一般包括在热固性的环氧或聚酯材料基质(matrix)中的玻璃纤维或碳纤维。

反之，HPPC材料使用热塑性基质而不是热固性基质，使用连续的玻璃纤维作为硬化材料。这些材料与标准复合片材相比并不凹陷(sag)，一般提供与铝金属片相同的刚度。

然而，HPPC片材一般不提供在它们表面上的非常良好的美观性，这限制它们在片材的美观性与它们的功能同样重要的很多应用如车体面板中的用途。获得HPPC片材A类表面的一种解决方案是用热塑性箔被覆HPPC片材。然而，在这些实施方案中，HPPC中的单向玻璃纤维在高光泽度应用中是可见的。这由玻璃基质和其间的热塑性材料之间的不同热膨胀引起。喷漆该部分仍然不能补救这些问题。

另一解决方案是将HPPC片材如Azdel SuperLight(SL)与薄(0.1-0.3mm)铝箔进行组合。在这些实施方案中，外表面具有与玻璃基质类似的热膨胀，因此这些产品能提供A类抛光。这些复合片材的缺点在于这些薄箔容易被锋利物体刺穿，使得它们不适用于很可能发生刺穿的很多应用中。此外，耐冲击性很可能降低。

因此，提供具有比现有技术复合片材更好的表面抛光而不具有与现有技术方案相关的一个或多个问题的刚性轻质复合片材会是有益的。提供制造具有比现有技术复合片材更好的表面抛光的刚性轻质复合片材的方法也会是有益的。

发明内容

本发明通过提供以下方案解决与现有技术相关的问题，提供包括A类表面抛光的刚性轻质复合片材以及制造这些复合片材和包括这些复合片材的制品的方法。本发明包括纤维补强的HPPC复合片材，其包括玻璃层压层(glass laminate layer)和金属层，以提供A类表面品质和充分的机械刺穿强度从而满足大多数结构要求。金属层被覆HPPC复合体中的单向玻璃纤维，同时玻璃层压层向复合体提供抗机械刺穿性。整个组件仍然是轻质的。

因此，一方面，本发明提供刚性轻质复合片材，其包括：芯层，其具有第一面和第二面，并包含热塑性材料和至少一种纤维；与芯层第一面附着的金属层；以及与芯层第二面附着的玻璃层压层；其中该复合片材具有A类表面抛光。

另一方面，本发明提供制造刚性轻质复合片材的方法，该方法包括以下步骤：提供具有第一面和第二面并包含热塑性材料和至少一种纤维的芯层；将金属层附着至芯层的第一面；以及将玻璃层压层层压至芯层第二面；其中该复合片材具有A类表面抛光。

具体实施方式

以下述描述和仅是说明性的实施例来更具体地描述本发明，其中很多改进或变体对本领域技术人员而言是显而易见的。说明书和权利要求书中所用的单数形式″一个(a)″、″一种(an)″和″该(the)″可以包括复数指示物，除非上下文中另有明确说明。此外，在说明书和权利要求书中所用的术语″包含″可以包括″由......组成″和″基本上由......组成″的实施方案。此外，文中公开的所有范围都包括端点，并且是可独立组合的。整个说明书中的术语“一个实施方案”、“另一实施方案”、“实施方案”、“一方面”、“另一方案”等意思是指所述与实施方案相关的具体要素(例如性质、结构、和/或特性)被包括于本文所述的至少一个实施方案/方面中，并可以存在或可以不存在于其它实施方案/方面中。此外，应理解所述要素可以以任何适当的方式在各种实施方案/方面中组合。

文中所用的近似语言可以用以修饰任何定量表述，该定量表述可以改变而不引起与其相关的基本功能的变化。因此，由术语如“约”和“基本上”修饰的值有时可以不限于规定的精确值。至少在一些情况下，近似语言可以相应于用于测量值的仪器的精度。

本发明提供包括A类表面抛光的刚性轻质复合材料，以及制造这些复合体和包括这些复合体的制品的方法。HPPC片材是纤维补强的HPPC复合片材，其包括至少一层玻璃层压层和金属层，玻璃层压层用于提供刚度和/或充分的机械刺穿强度，从而满足大多数结构要求；金属层用于提供A类表面品质抛光。整个组件仍然是轻质的。