[發(fā)明專利]多種玻璃纖維結(jié)合的高強(qiáng)度塑性后梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110394754.6
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102555958A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李承牧;張來雄;車東垠;金憲秀;趙厚澤;金熙俊;鄭基燻
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會社;起亞自動(dòng)車株式會社;樂金華奧斯有限公司
• 主分類號: B60R19/18
• 分類號: B60R19/18;B32B27/04;B32B27/06;B32B27/12
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多種玻璃纖維結(jié)合的高強(qiáng)度后梁，更具體的，涉及一種多種玻璃纖維結(jié)合的高強(qiáng)度后梁，其碰撞性能通過區(qū)分玻璃纖維的排列來得到改進(jìn)。

背景技術(shù)

通常，為了改進(jìn)其耐久性，車輛的保險(xiǎn)杠內(nèi)提供有后梁，所述后梁通過立柱(stay)安裝在車身上。

后梁主要是由鋼材料或如熱塑性玻璃纖維板(GMT)的塑性材料制成。

由鋼材料制成的后梁的優(yōu)點(diǎn)在于，因其能夠以各種形狀成型而具有高度的設(shè)計(jì)自由，但其缺點(diǎn)在于，不利于車身重量的減輕和單位行駛距離的燃料量的改進(jìn)，且其缺點(diǎn)還在于，其很難滿足美國的公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(Insurance?Institute?for?Highway?Safety，IIHS)提供的低速碰撞試驗(yàn)的規(guī)則。

相比而言，由GMT制成的塑性后梁的優(yōu)點(diǎn)在于，因其是玻璃纖維和樹脂的復(fù)合材料而大大地有助于減輕車身的重量，所述復(fù)合材料具有與冷軋鋼類似的強(qiáng)度，其優(yōu)點(diǎn)還在于，因其具有出色的碰撞能量吸收率而能夠滿足美國IIHS提供的低速碰撞試驗(yàn)的規(guī)則，但其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)自由度低，因?yàn)楹茈y將這種塑性后梁制成圓形。

GMT是一種典型的塑性復(fù)合材料，是一種板狀的復(fù)合材料，其包括作為通用樹脂的聚丙烯樹脂和玻璃纖維板。因?yàn)椴ＡЮw維板是由通過T型模具(T-die)擠出的熔融聚丙烯直接浸漬的，所以GMT與樹脂具有強(qiáng)結(jié)合力，并且由于玻璃纖維本身的強(qiáng)度加到玻璃纖維板上，所以GMT較常規(guī)塑性材料表現(xiàn)出更高的強(qiáng)度，且GMT具有各種特性，例如重量輕(這是塑料的固有性質(zhì))，得益于熱塑性樹脂的高產(chǎn)率，循環(huán)利用性質(zhì)等。

圖1顯示了由雙層壓帶機(jī)制造的兩種類型的典型GMT。圖1A示出了通過加熱不定向聚丙烯樹脂10并用不定向聚丙烯樹脂10浸漬無規(guī)玻璃纖維板11制造的GMT，圖1B示出了通過加熱不定向聚丙烯樹脂10并用不定向聚丙烯樹脂10浸漬單向玻璃纖維板13制造的GMT。根據(jù)其用途適當(dāng)?shù)氖褂眠@兩種類型的典型GMT。

但是，最常作為車輛保險(xiǎn)杠的塑性后梁使用的GMT的問題在于，當(dāng)通過層壓工藝制造時(shí)，在玻璃纖維和樹脂之間會發(fā)生不完全的填充，因此減小了他們之間的結(jié)合力，其問題還在于，在成型工藝期間，發(fā)生流動(dòng)現(xiàn)象，使得玻璃纖維的方向性變得不穩(wěn)定，從而引起玻璃纖維排列的分散現(xiàn)象。特別地，由于玻璃纖維排列的分散現(xiàn)象抑制了碰撞能量被均勻地吸收，因此存在產(chǎn)品質(zhì)量下降的問題。

近來開發(fā)了作為車輛保險(xiǎn)杠的后梁的復(fù)合材料的長纖維熱塑性織物(Weaving?Long?Fiber?Thermoplastics，WLFT)，是通過壓制將連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(Continuous?Fiber?reinforced?Thermoplastics，CFT)粘附到長纖維熱塑性塑料(Long?Fiber?Thermoplastics，LFT)制造的。但是，這種WLFT的問題是，在高溫壓制期間，長纖維或短纖維在連續(xù)纖維之間滲透，因此惡化了高強(qiáng)度性質(zhì)，而高強(qiáng)度性質(zhì)是連續(xù)纖維表現(xiàn)出的物理性質(zhì)。

公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供多種玻璃纖維結(jié)合的高強(qiáng)度后梁，其能夠保持高強(qiáng)度性質(zhì)且同時(shí)通過獨(dú)立地將連續(xù)纖維的樹脂層和長纖維(短纖維)的樹脂層彼此粘附來實(shí)現(xiàn)均勻的碰撞性能分布。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，用于車輛保險(xiǎn)杠的多種玻璃纖維結(jié)合的高強(qiáng)度塑性后梁是由玻璃纖維和熱塑性樹脂制成，其可以包括：長纖維或短纖維與熱塑性樹脂結(jié)合于其中的第一纖維樹脂層，以及連續(xù)纖維與熱塑性樹脂結(jié)合于其中的第二纖維樹脂層，其中，當(dāng)?shù)谝焕w維樹脂層通過加熱獨(dú)立地粘附到第二纖維樹脂層時(shí)，第一纖維樹脂層的長纖維或短纖維配置為不在第二纖維樹脂層的連續(xù)纖維之間滲透。

第一纖維樹脂層朝外設(shè)置形成碰撞表面，第二纖維樹脂層被粘附到第一纖維樹脂層的內(nèi)側(cè)。

多種纖維結(jié)合的高強(qiáng)度塑性后梁可以進(jìn)一步包括樹脂薄膜層，所述樹脂薄膜層處于第一纖維樹脂層和第二纖維樹脂層之間的分界面以粘附第一纖維樹脂層和第二纖維樹脂層，使得不發(fā)生夾層剝離并防止長纖維或短纖維在連續(xù)纖維之間滲透。

相對于后梁的截面的總長度，第二纖維樹脂層的截面長度是第一纖維樹脂層的截面長度的50％或更多。

第二纖維樹脂層的兩端都直接連接到用于固定車身的立柱，第一纖維樹脂層覆蓋第二纖維樹脂層和第二纖維樹脂層的兩端。