[发明专利]用于闭模复合材料制造的双膨胀泡沫

说明书

一种结构，包括：(i)纤维和树脂基质材料层，其至少部分地形成所述结构的中空部；以及(ii)与所述纤维和树脂基质材料层直接平面接触的可发泡材料层，该可发泡材料层至少部分地填充所述中空部。

技术领域

本发明总体上涉及利用膨胀泡沫形成复合结构。更具体而言，本发明涉及由可发泡层形成的复合材料，该复合材料用于在中空复合结构内原位形成泡沫芯。

背景技术

中空复合结构通常是利用气囊结构制得的，以向材料层提供内压并将材料层推向模具表面。可将气囊保留在结构内或移除，不过这些气囊对复合材料没有额外的益处，且需要额外的制造材料和工艺。

复合结构公开于美国公开申请号2008/0241576中。

需要一种中空复合结构成型系统，该系统允许在不使用气囊结构的情况下在模具内成型，以显著减少制造时间和材料。

发明内容

本发明设想了中空复合结构以及利用一个或多个可发泡层来制造这些中空复合结构的方法，从而满足了上述一种或多种需求。

本发明涉及一种结构，该结构包括：(i)纤维和树脂基质材料层，其至少部分地形成所述结构的中空部；以及(ii)与所述纤维和树脂基质材料层直接平面接触的可发泡材料层，该可发泡材料层至少部分地填充所述中空部。所述纤维可包括碳纤维。所述树脂可包括环氧树脂材料。所述树脂可包括聚氨酯材料。所述纤维可包括聚合物纤维。可发泡材料层可在暴露于第一温度时发生第一次膨胀，并且在暴露于第二温度时发生第二次膨胀。第二次膨胀可发生在成型装置中。

所述可发泡材料可以是结构泡沫。所述可发泡材料可以是密封材料。所述可发泡材料可以是聚合物泡沫。所述可发泡材料可包含环氧树脂、苯氧基树脂、醋酸盐(例如EVA或EMA)或其任何组合。

所述纤维可包括聚酰胺纤维。所述纤维可包括玻璃纤维。所述可发泡材料可在暴露于预定温度时膨胀。可将所述结构置于模具中并加热，以使所述可发泡材料膨胀和固化。所述树脂可包括可重整树脂材料。所述结构可以是细长中空件。所述树脂材料可以是热固性材料。所述树脂材料可以是热塑性材料。所述结构可成型为框架构件的一部分。所述结构可用作建筑部件、运输车辆部件、家具部件或运动用品部件。所述结构可成型为自行车车架的一部分。

附图说明

图1是根据本发明得到的复合材料的透视图。

图2是根据本发明得到的用于制造复合材料的模具的透视图。

发明详述

本发明通过本文描述的改进装置和方法满足了上述一个或多个需求。在本文中给出的说明和例示旨在使本领域的其它技术人员熟知本发明及其原理和实际应用。本领域技术人员可通过多种形式来调整和应用本发明，以最适当地满足特定用途的要求。因此，所阐述的本发明的具体实施方式并不意在穷举或限制本发明。所以，本发明的范围不应参阅以上描述来确定，而应参考所附权利要求以及这些权利要求有权获得的等同方案的全部范围来确定。包括专利申请和出版物在内的所有文章和参考文献的公开内容出于所有目的通过引用并入本文。从以下权利要求中获得的其他组合也是可能的，这些权利要求也因此通过引用并入本书面说明中。

本文所述复合材料可成型为包括一个或多个可发泡层以及一个或多个纤维/树脂基质层的空心或实心构件。该复合材料可包括一种或多种树脂材料以及一种或多种纤维结构。该复合材料还可包括附加的可发泡层，例如粘合剂或密封剂层。可将这种粘合剂或密封剂层活化，从而使其发泡和/或固化。一个或多个所述粘合剂或密封剂层可在环境温度下活化(例如“原位发泡”粘合剂)。或者，可通过促进因素(例如加热)来活化可活化的粘合剂或密封剂。

所述树脂可以是热塑性树脂或热固性树脂。所述树脂可包含阻燃成分。所述树脂可包含环氧树脂材料。所述树脂可包含聚氨酯材料。所述树脂可包含丙烯酸材料。