[0001] 本教导总体上涉及一种用于加强中空管、空腔等的柔性结构载体。

[0002] 通常，具有中空空腔的零件装配有结构构件以提供足够的加强，从而改善零件的结构完整性。当空腔的几何形状以复杂的曲率为特征时，传统的刚性加强构件可能是不合适的，因为刚性加强构件不能在曲线的界限内配合和/或适配。

[0003] 美国专利第7，144，071号描述了与柔性区段整体形成的结构加强件，以允许在沿加强件的某些点处具有柔性。柔性区段的材料与结构加强件本身的材料相匹配，使得材料(通常为聚酰胺)的性质和小规格有助于柔性区段的弯曲能力。

[0004] 在结构加强领域中仍然需要允许以复杂曲率为特征加强中空管和空腔的替代技术。这种加强将允许管材料降低等级和降低规格，为制造商提供成本节约。因此，仍然需要一种柔性结构加强载体，其可以成功地用于以曲线、弯曲等为特征的中空管和空腔中。

[0018] 本文给出的解释和说明旨在使本领域的其它技术人员熟悉本教导、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以以其多种形式来修改和应用本教导，如可以以最适合于特定用途的要求。因此，所阐述的本教导的特定实施例并不旨在穷举或限制本教导。因此，本教导的范围不应参考以上描述来确定，而应参考所附权利要求以及称为此类权利要求的等同物的全部范围来确定。所有文章和参考，包括专利申请和出版物，的公开内容出于所有目的以引用的方式并入。如将从以下权利要求中收集的其它组合也是可能的，该权利要求也以引用的方式并入本书面描述中。

[0019] 本申请涉及并要求美国临时申请第63/175,863号的申请日的权益，该临时申请出于所有目的以引用的方式并入本文。

[0020] 出于所有目的，本申请以引用的方式将美国专利第7,144,071号和第9,381,716号并入本文。

[0021] 本教导提供了一种结构载体。该结构载体可以用于提供诸如中空管、空腔等零件的加强。结构载体可以是柔性的，以便允许以复杂曲率、弯曲等为特征的零件的加强。结构载体可以包括两个或更多个加强构件段。

[0022] 加强构件段可以用于为插入其中的零件或结构提供足够的加强。加强构件段可以由本领域已知的任何合适的材料制成。例如，加强构件段可以由以下中的一项或多项制成：金属、塑料、热塑性塑料、聚合物、弹性体、纤维材料(例如布或编织材料)、尼龙、聚酯及其组合。根据应用要求，加强构件段可以是柔性的或刚性的。加强构件段可以通过本领域已知的任何合适的制造方法来制备。例如，加强构件段可以通过挤出、拉挤成型、注射成型、冲压、模铸等制备。加强构件段可以包括一个或多个肋。

[0023] 该一个或多个肋可以用于提供附加的加强。该一个或多个肋可以用于防止加强构件段在使用和/或包装期间过度旋转。该一个或多个肋可以相对于该结构载体的纵向轴线在基本上横向的方向上延伸。该一个或多个肋可以产生沿加强构件段布置的多个空腔。

[0024] 加强构件段可以含有可发泡材料。可发泡材料可以用作密封剂、粘合剂和/或其组合。可发泡材料可以用于发泡，从而填充载体结构和被加强零件的内部之间的空间。可发泡材料可以用于将加强构件段粘接到被加强零件的内部。可发泡材料可以通过本领域中任何合适的方法沿加强构件段的一部分安置。一个或多个加强构件段可以没有任何可发泡材料。

[0025] 可发泡材料可以包括一种或多种环氧基组分。此类组分可以包括包括一种或多种环氧官能材料的基础树脂。环氧材料可以在材料固化时充当交联网络的组分。一种示范性环氧树脂可以是酚醛树脂，其可以是线性酚醛型或其它类型的树脂。其它优选的含环氧的材料可以包括双酚‑A表氯醇醚聚合物，或可以用丁二烯或另一聚合物添加剂改性的双酚‑A环氧树脂，或双酚‑F型环氧树脂。

[0026] 可发泡材料可以包括一种或多种丙烯酸酯基组分。合适的丙烯酸酯基组分可以包括但不限于甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯。已发现，(甲基)丙烯酸C1‑6‑烷基酯，优选(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯，更优选甲基丙烯酸甲酯，可以改善塑料基材的结构粘合剂的粘附性。因此，当粘合剂用于金属与复合材料零件或复合材料与复合材料零件的粘合时，这是特别有利的。

[0027] 可发泡材料可以包括一种或多种乙烯基组分。这些组分可以包括丙烯酸酯共聚物、乙酸酯共聚物或两者。该材料可以包括乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或其组合。

[0028] 可发泡材料一种或多种附加的聚合物组分。例如，但不限于，可以适当地掺入到材料中的其它聚合物包括卤化聚合物、聚碳酸酯、聚酮、聚氨酯、聚酯、硅烷、砜、烯丙基、烯烃、苯乙烯、乙酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、硅酮、酚醛塑料、橡胶、聚苯醚、对苯二甲酸酯或其混合物。其它可能的聚合物材料可以是或可以包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)、聚(乙亚胺)、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚醚、聚膦嗪、聚酰胺、聚酰亚胺、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、聚四氟乙烯、聚异戊二烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚缩醛或其混合物。

[0029] 两个或更多个加强构件段可以经由插入件连接在一起。该插入件用于沿插入件部分向结构载体提供所需程度的柔性和/或旋转。该插入件可以用于使结构载体能够被操纵以匹配插入其中的零件的轮廓。根据应用要求，插入件可以是柔性的或刚性的。插入件可以在安装期间弯曲，使得结构载体的大小和形状与插入其中的零件一致。

[0030] 插入件可以由本领域已知的任何合适的材料制成。例如，该插入件可以由以下中的一项或多项制成：金属、塑料、热塑性塑料、聚合物、弹性体、纤维材料(例如布或编织材料)、尼龙、聚酯及其组合。插入件材料可以通过本领域已知的任何合适的制造方法来制备。例如，插入件可以是注射成型的(例如，2或3点注射成型)、插入成型的、包覆成型的、挤出的、拉挤成型的、冲压的、模铸的等。该插入件可以在结构载体的制造期间产生。插入件可以预先形成并且离线组装。如果使用包覆成型，插入件的材料可以不同于包覆成型件的材料，以防止材料的粘附，从而允许部件相对于彼此自由移动。作为一个非限制性实例，插入件可以包括用PA6 GF尼龙包覆成型的矿物填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

[0031] 根据应用要求和所需的柔性和/或旋转程度，插入件可以是任何合适的几何形状。例如，插入件可以是转环、球窝、同心圆、足球形、H形或其任何组合。非限制性的示范性插入件在附图中示出并且在下文中描述。

[0032] 第一材料可以包括一种或多种矿物。一种或多种矿物(即，″矿物加强件″)可以用于在结构上加强反应产物。一种或多种矿物可以改善反应产物的拉伸强度、挠曲强度或两者。一种或多种矿物可以是任何合适的硅酸盐矿物，包括但不限于链硅酸盐(例如硅灰石)和页硅酸盐(例如高岭石、蛭石、滑石、白云母等)。一种或多种矿物的单个晶体或晶体群的特征性外形可以是针尖状的或针状的。一种或多种矿物的中值粒度可以为约10微米至约20微米。中值粒度可以为从约12微米至约18微米。

[0033] 一种或多种矿物可以包括硅灰石(CaSiO3)。硅灰石可以是相对纯的(即，小于2重量％的杂质诸如其它金属氧化物)。硅灰石可以含有杂质，包括替代矿物结构中的钙的铁、镁、锰、铝、钾、钠或锶的一种或多种氧化物。合适的硅灰石的实例可以是以商品名12和 8销售的，其可从NYCO矿业公司(NYCO Minerals Inc.)(纽
约威尔斯伯勒(Willsboro，N.Y.))商购获得。

[0034] 第一材料可以包括一种或多种加强纤维。加强纤维可以用于在结构上加强反应产物。一种或多种加强纤维可以改善反应产物的拉伸强度、挠曲强度或两者。一种或多种加强纤维可以均匀地分散在第一材料内。一种或多种加强纤维可以包括聚合物纤维、玻璃纤维(即，玻璃纤维)或两者。聚合物纤维可以包括尼龙、聚酰胺、聚酯、聚丙稀、聚乙烯、聚四氟乙烯、芳族聚酰胺纤维(例如 )等，或其任何组合。玻璃纤维可以包括铝一硼硅酸盐玻璃(″E‑玻璃″)、碱石灰玻璃(″A‑玻璃″或″C‑玻璃″)、耐电/耐化学性玻璃(″E‑CR‑玻璃″)、硼硅酸盐玻璃(″D‑玻璃″)、铝‑硅酸盐玻璃(″R‑玻璃″或″S‑玻璃″)或其任何组合。加强纤维可以是短切纤维。加强纤维可以是约0.1cm或更大、约0.3cm或更大，或甚至约0.6cm或更大的短切长度。加强纤维可以是约2.0cm或更小、约1.5cm或更小，或甚至约
1.0cm或更小的短切长度。合适的玻璃纤维的实例可以是商购自美国Jushi公司(南卡罗来纳州哥伦比亚(Columbia，S.C.))的短切原丝。

[0035] 第二材料可以包括以下中的一种或多种：聚酰胺(PA，诸如尼龙6和尼龙66)、聚氨酯、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或其任何组合。

[0036] 可以通过以下说明性附图进一步解释本教导。

[0037] 图1示出了本教导的结构载体10的说明性实例。结构载体10包括两个或更多个加强构件段12(描绘了三个段)。每个加强构件段包括沿加强构件段的一部分安置的可发泡材料带14。加强构件段12中的每一个包括一个或多个肋16，该一个或多个肋形成沿加强构件段布置的多个空腔18。插入件20将加强构件段12彼此连接，提供加强构件段相对于彼此的柔性移动。

[0038] 图2示出了图1的结构载体10的透视图。结构载体10包括经由两个插入件20连接的三个加强构件段12。加强构件段12中的每一个包括沿加强构件段的纵向部分安置的可发泡材料带14。加强构件段12中的每一个包括横向于结构载体的纵向轴线布置的一个或多个肋16，该一个或多个肋形成沿加强构件段布置的多个空腔。

[0039] 图3示出了图1的结构载体10的一部分。插入件20将两个加强构件段12连接在一起。描绘了两个加强构件段中的每一个的一部分，包括加强构件段的肋16和空腔18。

[0040] 图4示出了本教导的结构载体40的另一说明性实例。图4类似于图1的结构载体。结构载体40包括两个或更多个加强构件段42(描绘了三个段)。每个加强构件段包括沿加强构件段的一部分安置的可发泡材料带44。加强构件段42中的每一个包括一个或多个肋46，该一个或多个肋形成沿加强构件段布置的多个空腔48。转环插入件22将加强构件段42彼此连接，从而提供加强构件段相对于彼此的柔性旋转移动。

[0041] 图5示出了图4的结构载体40的透视图。结构载体40包括经由两个转环插入件22(未示出)连接的三个加强构件段42。加强构件段42中的每一个包括沿加强构件段的纵向部分安置的可发泡材料带44。加强构件段42中的每一个包括横向于结构载体的纵向轴线布置的一个或多个肋46，该一个或多个肋形成沿加强构件段布置的多个空腔。

[0042] 图6示出了图4的结构载体40的一部分。转环插入件22附接到一个加强构件段42的端部。

[0043] 图7示出了具有沿车辆的位置50的车辆，本文所描述的载体可以位于该位置。可以理解的是，在沿车身的任何地方，管并且特别是液压成形的管可以位于该地方，本文所描述的载体可以位于所述管中并且能够根据需要弯曲。

[0044] 除非另有说明，否则所有范围包括两个端点和端点之间的所有数字。与范围有关的″约″或″大约″的使用适用于该范围的两端。因此，″约20至30″旨在涵盖″约20至约30″，包括至少指定的端点。

[0045] 用于描述角度测量的术语″大体上″或″基本上″可以意指约+/‑10°或更小、约+/‑5°或更小，或甚至约+/‑1°或更小。用于描述角度测量的术语″大体上″或″基本上″可以意指约+/‑0.01°或更大、约+/‑0.1°或更大，或甚至约+/‑0.5°或更大。描述线性测量、百分比或比率的术语″大体上″或″基本上″可以意指约+/‑10％或更少、约+/‑5％或更少，或甚至约+/‑1％或更少。描述线性测量、百分比或比率的术语″大体上″或″基本上″可以意指约+/‑
0.01％或更大、约+/‑0.1％或更大，或甚至约+/‑0.5％或更大。

[0046] 除非另有说明，本文所描述的任何数值包括从较低值到较高值以一个单位递增的所有值，条件是在任何较低值和任何较高值之间存在至少2个单位的间隔。作为实例，如果所述组分的量、特性或过程变量，诸如例如温度、压力、时间等，的值为例如从1至90、从20至80或从30至70，那么旨在中间范围值诸如(例如15至85、22至68、43至51、30至32等)在本说明书的教导内。同样，单独的中间值也在本教导的范围内。对于小于1的值，视情况将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意图的实例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合应当被视为以类似方式在本申请中明确陈述。除非另有说明，否则所有范围包括两个端点和端点之间的所有数字。

[0047] 可以看出，本文中以″重量份″表示的量的教导也设想了以重量百分比表示的相同范围。因此，以″所得组合物的至少″x″重量份″来表达的范围也设想了以″x″重量百分比的所得组合物来表达相同列举量的范围的教导。

[0048] 描述组合的术语″基本上由......组成″应包括所标识的要素、成分、组分或步骤，以及不实质上影响组合的基本和新颖特点的此类其它要素、成分、组分或步骤。使用术语″包括(comprising )″或″包括(including )″来描述本文的要素、成分、组分或步骤的组合也设想了基本上由要素、成分、组分或步骤组成的实施例。

[0049] 多个要素、成分、组分或步骤可以由单个集成的要素、成分、组分或步骤提供。替代地，单个集成要素、成分、组分或步骤可以被分成单独的多个要素、成分、组分或步骤。本公开描述要素、成分、组分或步骤的″一″或″一个″不旨在排除附加的要素、成分、组分或步骤。

[0050] 应当理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。除了所提供的实例之外，许多实施例以及许多应用对于本领域技术人员在阅读以上描述后将是显而易见的。因此，本发明的范围不应参考以上描述来确定，而应参考所附权利要求以及称为此类权利要求的等同物的全部范围来确定。所有文章和参考，包括专利申请和出版物，的公开内容出于所有目的以引用的方式并入。在所附权利要求中对本文所公开的主题的任何方面的省略不是对此类主题的放弃，也不应认为发明人不认为此类主题是所公开的发明主题的一部分。