[发明专利]结构加强件

说明书

一种用于包括载体(10)的制品的结构加强件，所述载体包括：(i)具有外表面的聚合物材料块(12)；(ii)至少一个纤维复合材料插入物(14)或覆盖物(960)，具有外表面并包括至少一个细长纤维布置(例如，具有多个有序纤维)。设想所述纤维插入物(14)或覆盖物(960)在预定位置邻接所述聚合物材料块，以承载在所述预定位置上经受的预定负载(从而有效地提供到所述预定位置的局部加强)。所述纤维插入物(14)或覆盖物(960)和所述聚合物材料块(12)是相容的材料、结构或两者，用于使所述纤维插入物或覆盖物至少部分地连接到所述聚合物材料块上。设置在所述载体(10)的至少一部分上的可以是可活化材料块(126)。所述纤维插入物(14)或覆盖物(960)可包括聚合物基质。

技术领域

本发明一般涉及复合材料，特别涉及具有热固性基质相的复合材料，其可用于许多应用，例如用于运输车辆、建筑材料、运动设备或其他刚性轻质制品中。

背景技术

许多行业正在努力减轻制品的重量。在许多情况下，与现有材料或结构相比，这通过选择具有较低密度、较薄截面厚度或两者的材料来实现。结果，存在结构弱化的可能性，并因此需要加固或其他结构加强。

在机动车辆制造领域中，通常在车身结构的腔内采用结构加强件。例如，常见的是在车身结构的腔内采用相对刚性的模制聚合物载体，该聚合物载体在其一个或多个外表面上承载可活化材料。对于某些可活化材料，在被活化时(例如，通过来自涂层烘烤炉的热量)，可活化材料可以膨胀并结合到限定腔的表面。

为了选择性地控制制品加强结构的性质，已经教导了使用包括用于载体的多种材料的组合的混合加强结构。参见，例如，第8,430,448号美国(U.S.)专利出于所有目的通过引用明确地并入本文。还参见第WO2010/054194号专利合作条约(PCT)申请，其出于所有目的通过引用明确并入本文。

在机动车辆工业中，已经采用计算机建模(例如，有限元分析)来模拟车辆碰撞，并且用于对车辆的特定部分将如何响应碰撞进行建模。这种建模可用于确定加强结构的放置的适当位置。

尽管有上述努力，仍然需要替代的载体结构。例如，仍然需要采用不同材料的组合的替代载体结构，即使它们不相似，仍然通常彼此相容(例如，化学和/或物理上相容)，使得它们可以连接在一起不需要粘合剂、机械紧固件或用于物理连接两种或更多种不同材料的其他装置。还存在对使用不同材料的组合的替代载体结构的持续需求，每种材料包含基本的聚合物部分(例如，非金属部分)，从而可以实现重量减轻。还需要聚合物材料，其可以组合以增加加强件的总模量和弯曲强度，使得其超过位于其上的任何材料的总模量和弯曲强度。还存在对替代载体结构的持续需求，该替代载体结构采用在界面区域处连接在一起的不同材料的组合，该界面区域通常与由不同相应材料限定的载体部分连续。还存在对替代载体的持续需求，该替代载体可以通过使用载体内的特定材料来采用一个或多个局部加强区域，并且可以在不需要用于赋予局部加强材料额外强度的结构特征(例如，肋)的情况下实现。

复合结构的实例在第WO2007/008569号PCT公开号、第2011/0039470号和第2012/0251863号美国公开专利申请以及第7,581,932号美国专利中说明，所有这些都通过引用并入本文用于所有目的。还参见第6,855,652号、第7,125,461号和第7,318,873号美国专利以及第2003/0039792、第2010/0289242号、第2011/0278802号和第2009/0202294号美国公开专利申请，出于所有目的通过引用并入。

本申请还涉及2013年10月21日提交的第1318595.4号英国专利申请的所有目的并通过引用并入本文。

发明内容