[发明专利]单层自粘增强贴片

说明书

本发明总体上提供了用于加固车辆面板的增强贴片。增强贴片可以是无织物的(例如，没有任何增强层)。增强贴片可被切成小形状，复杂形状或两者。增强材料可以没有网或织物，这可以使增强贴片材料易于制造和容易地再加工。增强贴片可包括与一种或多种不连续纤维组分结合的一种或多种增强颗粒，以获得与包括网/织物层的传统贴片可比的劲度。

技术领域

本发明总体上涉及单层自粘合的硬化和增强贴片及其在增强薄规格金属板和其他薄轻量结构中的用途。该单层结构可简化制造过程，并最大程度地减少贴片生产中的浪费。

背景技术

由于对燃料经济性的持续挑战，在过去的几年中，汽车工业中的金属用量已大大减少。具体而言，在过去五年中，用于制造门，推拉门，后挡板和车身侧面的金属用量从约1.2毫米减少至约0.7毫米。作为一个例子，与其他金属材料相比，由于铝材料的重量更轻，所以铝材料被更多地使用。为了满足车辆某些区域的强度要求，使用增强贴片来增强较薄金属的特定区域已变得越来越普遍。一类称为面板加强件(例如，加强贴片)的材料已被用于加强车辆的这些区域。这些贴片可防止金属薄片的变形，包括凹痕，波浪，“油壶”(oilcanning)以及车辆外表面的其他不良变化。增强贴片的常见使用场所是在门上，尤其是在门把手，引擎盖，行李箱和仪表盘周围。加固关键区域，同时最大程度地减少额外的重量，通常需要贴上复杂形状的贴片。

用于面板加强的增强贴片通常是双层结构，其由热固性粘合剂层和非反应性加强层组成。粘合剂可以是在热活化之前可以提供足够的未固化状态下的粘合力的任何热固性粘合剂。此外，粘合剂必须在膨胀和固化过程中避免流挂(sag)，因为任何流挂都可能导致裸露的未经处理的金属暴露，并随后产生不希望的腐蚀。粘合剂应进一步具有足够的固化性能，例如高模量和长期的粘合耐久性。通常将热固性层层压至增强层以实现必要的增强性能。增强层通常由惰性非固化材料组成，通常是玻璃纤维织物或网。玻璃纤维织物或网会使贴片材料难以切割，因而可能会带来挑战。另外，切割复杂形状的废料很难回收再利用。

环氧树脂基的粘合剂由于其对金属的粘合性和其高模量经常被使用到。增强层可以是金属，玻璃或热塑性片等。但是，玻璃纤维织物往往会赋予面板增强材料最高的模量，同时在粘合剂固化之前保持可成形性。考虑到固化的厚度增加了横截面惯性矩并最终减小了由外力引起的面板的暂时和永久挠曲，具有发泡能力的粘合剂是特别期望的。

本发明通过提供用于薄规格金属板和薄壁复合板的增强的单层自粘增强贴片，克服了目前在诸如网状或纤维增强层的贴片制造和生产中的问题。自粘贴片在汽车烤漆炉中通常使用的温度下加热固化。自粘贴片没有第二增强层，例如玻璃纤维编织物。不含增强层的材料在零件设计中具有低成本和灵活性，并简化了零件制造过程中产生的下脚料的回收和再利用。

发明内容

本发明公开了一种增强贴片(例如，硬化和增强贴片)以及用增强贴片对金属板和冲压件进行结构增强的方法。本发明公开的增强贴片可以没有织物或网或任何结构支撑层或增强层，并且可以在很少或没有额外的紧固步骤或紧固装置的情况下有效地增强空腔或面板。增强贴片在固化之前本质上可能是发粘的，因此可以在没有附加紧固装置的情况下将其定位在面板上。本发明的增强材料可利用不连续的纤维组分(例如，长纤维组分)和增强颗粒来提供不含织物或网的增强贴片，从而使得该材料易于再加工(例如，回收利用)。当切割较小的贴片或复杂形状时，具有补强织物的贴片可能在下脚料的再利用或回收方面产生问题，因为织物可能无法有效地回收到粘合剂中。因此，在没有织物的情况下，该材料应该能够被再加工。通过结合增强颗粒和不连续纤维组分，与具有织物/网层的增强贴片相比，该增强贴片可以获得足够的位移至破坏的高刚度。

本发明通过提供一种用于面板硬化的增强贴片来满足一个或多个当前需求，该增强贴片包括粘合剂，该粘合剂包括：一种或多种增强颗粒；以及一种或多种不连续的纤维组分；其中所述增强贴片没有任何增强层。