[发明专利]用于汽车面板的模制产品

说明书

技术领域

本发明涉及模制产品以及其生产方法。

背景技术

在汽车工业中，结构面板被广泛地用于需要具有高强度和低重量的各种应用中。模制的加强面板尤其用在汽车中作为例如包裹架、顶棚盖、发动机舱面板或货箱底板，而且还可以用作位于车辆外侧的面板，诸如下发动机罩或外轮罩拱衬套。另外，衰减噪音的额外声学特性尤其是材料的吸声系数可以是一种要求。例如，最终具有蜂窝芯的复合材料面板被用在装饰部分、天窗面板、硬质顶盖、包裹架、备用轮罩以及行李板组件。根据选择的材料，它们还能够用作地板覆面层、发动机盖或发动机舱盖。纤维增强的复合材料被用作这些产品的主要材料或表层，有时，结合有用于特殊目的的额外的层。

复合的材料(或简称复合材料)是由两个或更多的具有显著不同的物理或化学特性的组成材料制成的工程材料，在微观层次上成品结构内依然是独立的和不同的。

复合材料由被称为组成材料的单独的材料制成。组成材料有两种：基质材料和加强材料。每种类型的至少一部分是必需的。基质材料通过保持它们的相对位置环绕并支撑加强材料。加强材料施加它们特殊的机械特性和物理特性从而增强了基质材料。配合作用产生了从单独的组成材料难以获得的材料特性。工程复合材料必须被成形加工成一定的形状。在将加强材料放到模具型腔内或模具表面上之前或之后，可以将基质材料引入到加强材料中。该基质材料在物理状态上经历变化，例如，对于热塑性材料而言，在熔化状态后，零件形状基本确定。根据基质材料的性质，这种在物理状态上的变化可以以各种方式发生，诸如从熔化状态(热塑性状态)变化到化学聚合状态(硬塑状态)或凝固状态。

绝大多数商业上生产的复合材料使用通常被叫做树脂溶液的聚合物基质材料。取决于起始的原材料，存在可利用的许多不同的聚合物。存在几个主要的种类，每个种类具有很多变型。最常见的被称为聚酯、乙烯基脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯、聚醚醚酮以及其他等等。加强材料通常为纤维，而且通常地为地产矿物(ground minerals)。复合材料可以通过使用至少部分地由诸如玻璃纤维的加强纤维构成的纤维材料层或纤维材料垫以及黏合材料制成，黏合材料为粉末、液体溶液的形式或者为黏合纤维。材料被混合并固化，通常地将材料在模压机中热成型并直接地生产出想要的产品形状。

美国专利申请US20050214465公开了一种利用聚酰胺作为基质材料生产复合材料的方法，藉此，加强材料被浸渍有内酰胺熔化物，将该内酰胺熔化物活化用于阴离子聚合作用并随后加热。另一种已知的方法是拉挤成型工艺。生产的材料可以被颗粒化并随后被用在注射成型或挤压成型的方法中。

使用的另一种方法是将加强纤维混合有热塑性塑料熔化物。同样，这里接下来主要是通过注射成型，最终通过在注射成型后的压模从而得到想要的产品形状。

使用热塑性塑料熔化物或具有熔化物的浸渍物使得到的产品紧凑并无孔，这是由于熔化物将填充加强材料之间的间隙并封闭存在的所有孔隙。

美国专利US7132025公开了一种利用热塑性纤维作为基质材料的方法。首先，将这些纤维混纺有加强纤维随后干铺成为混纺网。接着将该混纺网用横撑(needling)加固、加热并压紧而得到最终产品。利用常规的烤炉或通过红外辐射将该混纺网加热到高于热塑性纤维的软化点的温度并直接地将其压紧，从而提供一种压紧的并且部分加固的可热成型的半成品。

美国专利申请US20050140059公开了一种生产由纤维制成的模制零件的方法，藉此，首先将该纤维在板间加热然后压缩成型，利用额外的抽气而得到形状更好的产品。所用的纤维为作为黏合纤维的双组份纤维以及作为散纤维如再加工棉以及聚丙烯的其他纤维。尽管在说明中提及使用高压蒸汽或流动空气作为用于在压缩成型前对材料加热的可选方案，然而实际公开的方法仅使用加热板获得一分钟的200℃来对纤维材料加热和加固。在所用的材料以及所公开的方法中并未公开使用蒸汽。

WO2004098879公开了一种利用针状的(needled)无纺网作为原材料生产热塑性纤维和加强纤维的混合物的复合材料的方法。这种网结合有一对金属薄片，一个为高熔点的热塑性材料的金属薄片，一个为低熔点的热塑性材料的金属薄片。然后，或者使用红外波或者使用热空气将分层的叠片加热到这样的温度，以使得热塑性纤维以及低熔点热塑性材料的金属薄片被加热高于它们的熔化温度并持续一个短暂的时间，该时间足以使其软化。然后直接按压分层材料，例如使用滚子。该专利公开了以聚酰胺-6作为黏合纤维并以玻璃纤维和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)纤维作为加强纤维的组合物的一种实施例。