复合材料制造技术

一种复合材料，包括由可热成型增强热塑性复合物形成的第一层，可从具有初始厚度的初始松散状态夯实到具有小于初始厚度的最终厚度的基本上夯实状态。该材料包括熔合到第一层，并且由发泡聚烯烃泡沫形成的第二层。泡沫可从具有原始平均厚度的原始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，最终平均厚度小于原始平均厚度。第二层具有压缩形式的第一和第二区域。第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度。第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度。该材料基本上不含布置在第一和第二层之间的粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
复合材料
本公开总体涉及复合材料。
技术介绍
用于车辆部件的复合材料通常根据材料的物理和/或化学性质来选择。即，材料可根据材料的重量、硬度、密度和/或强度来选择。例如，为了最大化车辆燃料经济性，可考虑材料的重量。同样，为了最大化部件强度，可考虑材料的密度和/或硬度。
技术实现思路
一种复合材料，包括第一层和熔合到第一层的第二层。第一层由可热成型增强热塑性复合物形成，可热成型增强热塑性复合物包括热塑性树脂和分散在热塑性树脂中的多个纤维。可热成型增强热塑性复合物可从具有初始厚度的初始松散状态夯实到具有最终厚度的基本上夯实状态，所述最终厚度小于所述初始厚度。第二层由发泡聚烯烃泡沫形成。发泡聚烯烃泡沫可从具有原始平均厚度的原始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，所述最终平均厚度小于原始平均厚度。进一步地，当发泡聚烯烃泡沫以压缩形式布置时，第二层具有第一区域和第二区域。第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度，第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度。另外，复合材料基本上没有布置在第一层和第二层之间的粘合剂。在一个实施例中，可热成型增强热塑性复合物包括聚丙烯和分散在聚丙烯中的多个玻璃纤维。进一步地，第二层由发泡聚丙烯泡沫形成，并且发泡聚丙烯泡沫可从具有原始平均厚度的原始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，所述最终平均厚度小于原始平均厚度。当发泡聚丙烯泡沫以压缩形式布置时，第二层具有第一区域和第二区域。第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度，第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度。进一步地，第一层在以基本上夯实状态布置时，具有小于或等于约500g/m2的基重，并且第二层在以压缩形式布置时，具有小于或等于约500g/m2的基重。另外，最终厚度和最终平均厚度的和为约5mm到约10mm。复合材料还包括由聚烯烃形成并且结合到第一层的附接部件。一种车辆，包括车体面板和附接到车体面板的复合材料。车体面板具有外表面，和与外表面相对间隔开的内表面。复合材料包括第一层和熔合到第一层的第二层。第一层由可热成型增强热塑性复合物形成，包括热塑性树脂和分散在热塑性树脂中的多个纤维。可热成型增强热塑性复合物可从具有初始厚度的初始松散状态夯实到具有最终厚度的基本上夯实状态，所述最终厚度小于初始厚度。第二层由发泡聚烯烃泡沫形成。发泡聚烯烃泡沫可从具有原始平均厚度的原始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，最终平均厚度小于原始平均厚度。进一步地，当发泡聚烯烃泡沫以压缩形式布置时，第二层具有第一区域和第二区域。第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度，第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度。另外，复合材料基本上没有布置在第一层和第二层之间的粘合剂。详细描述和图或附图支持并且描述本专利技术，但是本专利技术的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了实现权利要求的一些最佳模式和气体实施例，但是存在实践所附权利要求中限定的本专利技术的多个替代设计和实施例。附图说明图1是复合材料的示意性立体图；图2是图1的复合材料的第二表面的示意性立体图；图3是图1的复合材料的侧视图的示意图；图4A是图1的复合材料的第一层和第二层的示意性局部立体图，其中第一层以初始松散状态布置，第二层以原始形式布置；图4B是图1的复合材料的第一层和第二层的示意性局部立体图，其中第一层以基本上夯实状态布置，第二层以压缩形式布置；和图5是包括图1的复合材料的车辆的示意性立体图。具体实施方式参照附图，其中相同的附图标记指代相同的元件，复合材料总体显示在图1中10处。复合材料10对于需要轻量、结实材料的汽车应用中可以是有用的。例如，复合材料10可用作绝缘材料或结构材料，并且可附接到车辆14（图5）的车体面板12（图5）。在其他非限制性示例中，复合材料10可用于形成用于汽车的顶棚（未示出）、地板面板（未示出）、座椅背衬（未示出）等。但是，复合材料10也可用于非汽车应用，包括但不限于，建筑物、航空和航海应用。现在参照图1和2，复合材料10包括由可热成型增强热塑性复合物18形成的第一层16。第一层16可用作用于复合材料10的基底，并且可熔合到复合材料10的另一部分，即第二层20，如下面更详细描述的。进一步地，第一层16可为复合材料10提供在最小重量下的优异强度。在一个实施例中，可热成型增强热塑性复合物18可被称为玻璃毡席热塑性复合物（GMT）或轻质增强热塑性复合物（LRT），并且可以以商品名称从AZDEL，Inc.（Fenton,Michigan）商业上获得。如参照图1所述的，可热成型增强热塑性复合物18包含热塑性树脂22和分散在热塑性树脂22中的多个纤维24。即，热塑性树脂22可形成基质，并且多个纤维24可嵌入基质中并且遍布基质分散。这样的热塑性树脂22的非限制性示例包括聚烯烃和热塑性聚烯烃共混物。例如，热塑性树脂22可选自聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯（polymethylpentene）、聚丁烯-1（polybutene-1）及其组合的组中。在一个实施例中，热塑性树脂22为聚丙烯。更具体地，聚丙烯可以是均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、或其组合。继续参照图1，多个纤维24可适于与热塑性树脂22组合。例如，多个纤维24中的每一个可选自包括天然纤维、玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、及其组合的组。天然纤维的非限制性示例包括得自植物或动物、木材、棉花、大麻、剑麻（sisal）、黄麻、亚麻、椰皮纤维（coir）、洋麻、纤维素纤维等的纤维。同样，玻璃纤维的非限制性示例包括二氧化硅玻璃、E玻璃、A玻璃、E-CR玻璃、C玻璃、D玻璃、R玻璃、S玻璃等。如本文所用，术语E玻璃是指具有优异电阻率的铝硼硅酸盐玻璃。而且，如本文所用，术语A玻璃是指基本上不含氧化硼的碱钙玻璃。如本文所用，术语E-CR玻璃是指具有优异耐腐蚀性的防腐等级铝钙硅酸盐（alumino-limesilicate）玻璃，例如耐酸和碱腐蚀。进一步，如本文所用，术语C玻璃是指具有优异耐化学性的碱钙玻璃（alkali-limeglass）。如本文所用，术语D玻璃是指具有相对高介电常数的硼硅酸盐玻璃。而且，如本文所用，术语R玻璃是指基本上没有氧化镁和氧化钙的铝硅酸盐（alumino-silicate）玻璃，并且其表现出优异的机械性能。如本文所用，术语S玻璃是指基本上没有氧化钙的铝硅酸盐玻璃，其包含氧化镁，并且具有优异的抗拉强度和耐温度性能。进一步，矿物纤维的非限制性示例包括玄武岩、矿棉、硅灰石（wollanstonite）、铝土等。金属纤维的非限制性示例包括金、银、铝、金属化天然纤维、金属化合成纤维等。陶瓷纤维的非限制性示例可具有多晶结构，并且可由铝土、多铝红柱石（mullite）、碳化硅、氧化锆、碳及其组合形成。碳纤维的非限制性示例包括碳石墨、石墨等。在一个实施例中，多个纤维24可以是玻璃纤维。现在参照图4A和4B，可热成型增强热塑性复合物18可从具有初始厚度28（图4A）的初始松散状态26（图4A）夯实到具有最终厚度32（图4B）的基本上夯实状态30，最终厚度32小于初始厚度28。可热成型增强热塑性复合物18可通过湿法造纸工艺制造。特别地，可热成型增强热塑性复合物18可形成为纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，包括：第一层，由可热成型增强热塑性复合物形成，所述可热成型增强热塑性复合物包括热塑性树脂和分散在热塑性树脂中的多个纤维；其中，所述可热成型增强热塑性复合物可从具有初始厚度的初始松散状态夯实到具有最终厚度的基本上夯实状态，所述最终厚度小于所述初始厚度；和第二层，熔合到第一层，并且由发泡聚烯烃泡沫形成；其中，发泡聚烯烃泡沫可从具有原始平均厚度的初始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，所述最终平均厚度小于原始平均厚度；其中，当发泡聚烯烃泡沫以压缩形式布置时，第二层具有第一区域和第二区域；其中，第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度，第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度；其中，复合材料基本上没有布置在第一层和第二层之间的粘合剂。

【技术特征摘要】
2012.06.29 US 13/537,9411.一种复合材料，包括：第一层，由可热成型增强热塑性复合物形成，所述可热成型增强热塑性复合物包括热塑性树脂和分散在热塑性树脂中的多个纤维；其中，所述可热成型增强热塑性复合物可从具有初始厚度的初始松散状态夯实到具有最终厚度的基本上夯实状态，所述最终厚度小于所述初始厚度；其中，第一层以基本上夯实状态布置，并且具有小于550g/m2的基重；和第二层，熔合到第一层，并且由发泡聚烯烃泡沫形成；其中，发泡聚烯烃泡沫可从具有原始平均厚度的初始形式压缩到具有最终平均厚度的压缩形式，所述最终平均厚度小于原始平均厚度；其中，第二层以压缩形式布置，并且具有小于500g/m2的基重；其中，原始平均厚度与最终平均厚度的比为从3:1到1.25:1；并且，第二层具有第一区域和第二区域；其中，第一区域具有小于原始平均厚度的第一厚度，第二区域具有大于第一厚度并且小于原始平均厚度的第二厚度；其中，复合材料没有布置在第一层和第二层之间的粘合剂。2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述发泡聚烯烃泡沫为发泡聚丙烯泡沫。3.根据权利要求2所述的复合材料，其中，热塑性树脂为聚丙烯。4.根据权利要求1所述的复合材料，其中，当第一层以基本上夯实状态布置，并且第二层以压缩形式布置时，复合材料具有小于1000g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：LA梅热，AM克卢格，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：