【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、本专利技术总体上涉及连接在一起以形成结构构件的聚合物，并且更具体地涉及一种连接不同聚合物的方法以及通过连接不同聚合物形成的结构构件。
2、众所周知，可以使用多种技术连接聚合物。用于连接聚合物的常用方法可以分为三个主要类别：机械紧固、黏合剂和溶剂黏合、以及焊接。被连接的组件的构成可以限制可用于连接的方法。
3、使用具有不连续表面的轻质芯作为结构构件的基础存在许多挑战。由轻质芯和表皮材料制成的结构构件，诸如夹层板，在本质上是协同的，因为组合结构提供了超过每个单独组件的机械益处。实现其协同性能的关键在于在力可以从一个组件传递到另一个组件的界面处的强且可靠的附接。建立和确保界面被适当地附接可能是困难的并且是关键的，因为仅小百分比的材料实际接触以形成界面。此外，轻质芯材料的不连续表面存在粘附挑战。芯表面受到外部污染，甚至受到来自自身的污染，因为表面孔在处理和储存期间破裂并产生灰尘。
4、在由在每一侧面上由增强的热塑性表皮覆盖的低密度热塑性芯组成的夹层板结构构件的实例中，该热塑性表皮可以通过诸如熔融(焊接)或黏合剂黏合的方法而附接至该芯上。在旨在熔融在一起的结构中，芯和表皮材料典型地必须是相同或基本上相似的热塑性材料以确保相容性并且产生强的界面。例如，聚丙烯蜂窝芯与基于聚丙烯的表皮材料相匹配。在另一实例中，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)泡沫芯可以与基于pet的表皮材料配对，如在https://www.avient.com/products/advanced-composites/conti
5、由其他商业制造商使用的另一种方法是使用黏合剂来将表皮黏合至芯，这使得能够在表皮和芯中使用不同的材料。然而，黏合剂在结构中增加了额外的层，导致重量和成本增加，并且加工复杂性增加。黏合剂层的施加在制造期间可能需要特殊设备和的额外的处理步骤。黏合剂层产生额外的界面，该界面可能过早地使结构分离和失效。此外，由于低的表面能，许多热塑性材料可能难以粘附地黏合。为了实现可靠的黏合，昂贵的、复杂的和潜在危险的表面制备程序或底漆可能是必要的。黏合剂黏合还可能由于污染或不充分的固化条件而受损。即使可以实现可靠的黏合，黏合剂层也使得热成型和其他后处理更加困难。黏合剂在加热时不允许表皮-芯界面滑动，这显著限制了结构在没有翘曲的情况下热成型的能力。还可能的是，来自后处理的热量可能使黏合剂降解，从而导致差的粘附和分层。
6、在另一加工方法中，使用具有比表皮更高的熔点的芯允许在使用层压或熔融表皮以附接至该芯上时更可靠的加工。表皮熔融并且加压的同时，芯保持固体并且在尺寸上稳定。随着表皮在压力下固化，在芯和表皮已经接合的界面处产生机械黏合。虽然在界面处没有化学键合或吸引，但是这种机械黏合可以提供一定程度的粘附。然而，这种类型的界面是不可靠的并且因此很少用于商业产品中。为了增加芯与熔融表皮之间的机械相互作用，可以使用高压。然而，由于芯的易碎、易脆的性质，这引入了在加工期间压碎芯的风险，因此削弱了整体结构。可以采用额外的热塑性材料或在表皮-芯界面处富含树脂的表面以产生与芯材料的额外机械相互作用。然而，这增加了制造复杂性并且增加了材料成本和重量，同时在分子水平上在芯与表皮之间不提供化学相容性改进。
7、在涂层中使用与交联剂组合的酸改性的聚合物水性分散体来改进装饰性和保护性pet膜的粘附在现有技术中是已知的，诸如美国专利申请号2016/0046104和美国专利号9,636,893。在装饰性或保护性pet膜附接至基底的这些实例中，该涂覆的膜与该基底处于基本上完全的、连续的接触。在这些理想条件下，2016/0046104中报告了良好的粘附结果，剥离粘附强度小于30磅/线性英寸，并且通常不大于约12磅/线性英寸。在美国专利号9,636,893中，通过astm d3359交叉划线胶带粘附试验定量粘附。在这两个参考文献中，没有测量或建议结构改进。
8、美国专利申请2009/0143524已经证明交联涂层可用于改善某些热塑性树脂内的纤维增强体的相容性。这种涂层可以提供机械性能改善，然而，在这种情况下，聚合物与涂覆的纤维完全、连续接触。
9、尽管明确的市场需要改进由不同材料构成的结构构件的机械性能以避免与相同材料结构相关联的固有加工挑战，但现有技术尚未产生针对现有技术中熟知的问题的足够的解决方案。
10、尚未探索或报告使用交联纳米层来改进界面。涉及类似化学物质的现有技术的所有已知实例涉及其中不同材料在界面处100％接触的应用，并且该现有技术不类似于结构应用，尤其是其中界面不连续接触的应用。
技术实现思路
1、本文公开了一种被配置成用于承载载荷的复合结构构件。该构件包括具有至少第一和第二相反的表面的聚合物芯。热塑性聚合物表皮附接至至少第一芯表面，并且所述表皮的化学组成与所述芯不同。交联纳米层，该交联纳米层至少包括反应性组分和热塑性功能组分，被插设在所述表皮与所述芯之间。所述反应性组分共价键合至至少第一芯表面和所述热塑性功能组分。所述热塑性功能组分与所述表皮分子缠结。
2、在一些实施方式中，在所述芯的至少一部分中形成空隙，诸如通过所述芯至少部分地是一种泡沫或所述芯是一种蜂窝结构。在一些实施方式中，所述第一芯表面是连续的。在一些实施方式中，所述第一芯表面是不连续的。
3、所述表皮可以是热塑性聚烯烃。所述表皮可以用热塑性结构或非热塑性结构来增强。所述表皮可以是多层的。
4、所述反应性组分可以选自环氧、异氰酸酯、碳二亚胺、三聚氰胺、和噁唑啉功能聚合物中的一种。所述反应性组分可以是在水性分散体中的噁唑啉功能丙烯酸类聚合物。
5、所述热塑性功能组分可以是羧酸官能化的短链聚烯烃聚合物、共聚物、或低聚物。所述热塑性功能组分可以是氧化的短链聚烯烃聚合物、共聚物或低聚物。
6、所述结构构件可以是夹层板，该夹层板可以具有至少部分地包围的至少一个边缘、杆或i形梁(工形梁，i-beam)等。...
【技术保护点】
1.一种配置成承载载荷的复合结构构件，所述构件包括：
2.根据权利要求1所述的结构构件，其中，在所述芯的至少一部分中形成空隙。
3.根据权利要求2所述的结构构件，其中，所述聚合物芯至少部分为泡沫。
4.根据权利要求3所述的结构构件，其中，所述第一芯表面是连续的。
5.根据权利要求3所述的结构构件，其中，所述第一芯表面是不连续的。
6.根据权利要求1所述的结构构件，其中，所述聚合物芯为蜂窝结构。
7.根据权利要求6所述的结构构件，其中，所述第一芯表面是连续的。
8.根据权利要求6所述的结构构件，其中，所述第一芯表面是不连续的。
9.根据权利要求1所述的结构构件，其中，所述表皮是热塑性聚烯烃。
10.根据权利要求9所述的结构构件，其中，所述热塑性功能组分是羧酸官能化的短链聚烯烃聚合物、共聚物或低聚物。
11.根据权利要求1所述的结构构件，其中，所述表皮用热塑性结构增强。
12.根据权利要求1所述的结构构件，其中，所述表皮用非热塑性的结构增强。
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