[发明专利]一种陶粒填充树脂矿物复合材料及其制备方法有效
申请号: | 201510642748.6 | 申请日: | 2015-09-30 |
公开(公告)号: | CN106554169B | 公开(公告)日: | 2019-04-12 |
发明(设计)人: | 张士华;崔崇;任娜娜;崔晓昱;孙微微;宋德锋 | 申请(专利权)人: | 南京理工大学 |
主分类号: | C04B26/14 | 分类号: | C04B26/14;C04B14/04;C04B18/12 |
代理公司: | 南京理工大学专利中心 32203 | 代理人: | 朱显国;邹伟红 |
地址: | 210094 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 陶粒 石英尾砂 矿物复合材料 填充树脂 粒径 制备 稀释剂 合成树脂 蜂窝状微孔 高强度陶瓷 花岗岩骨料 矿物增稠剂 沉降分离 床身材料 减震性能 精密机床 原料混合 重量份比 复合材料 固化剂 后固化 增韧剂 阻尼比 骨料 抗折 | ||
本发明公开了一种陶粒填充树脂矿物复合材料及其制备方法,由以下重量份比的原料混合后固化而成:花岗岩骨料60‑85份,合成树脂2‑15份,稀释剂0.2‑1份,增韧剂0.2‑1份,固化剂0.5‑5份,陶粒1‑20份,石英尾砂1‑20份;所述陶粒为体积密度≤1.8g/cm3,粒径在0.5‑3mm之间的高强度陶瓷颗粒;所述石英尾砂为体积密度≤1.6g/cm3,粒径在0.05‑0.3mm之间的石英尾砂。本发明利用陶粒内部的细密蜂窝状微孔提高复合材料的阻尼和减震性能;采用颗粒细小的石英尾砂作为矿物增稠剂,避免骨料的沉降分离现象;本发明所得的陶粒填充树脂矿物复合材料的密度2.2‑2.3g/m3,阻尼比0.75‑0.8%,抗压强度达到125‑130MPa,抗折强度达到50‑55MPa,尺寸稳定性好,更加满足精密机床对床身材料性能的要求。
技术领域
本发明涉及一种精密机床用树脂矿物复合材料及其制备方法,属于机械工程材料技术领域。
背景技术
开发性能优良的机床床身材料是实现精密机床高速度、高精密以及高效率加工技术的重要途径之一。树脂矿物复合材料是一种以花岗岩等天然矿物颗粒为骨料,以有机树脂作粘合剂,同时掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂及填料,经过混合、振动、成型后,反应固化而成的一种新型复合材料,具有优良的阻尼减振性能、低热膨胀系数、高耐腐蚀性能,以及较好的力学性能,对推动机床制造业的技术进步具有重要意义。
通过骨料预处理或添加纤维可实现树脂矿物复合材料的增强效果。专利CN201210223239.6(张建华等.树脂矿物复合材料骨料的喷淋振动预处理方法及在复合材料制备中的应用)报道了通过对各级骨料分别振动浸润处理,对骨料表面微裂纹和凹坑等缺陷进行填充、桥接和修补,在骨料表面形成有效的强化层,获得的树脂矿物复合材料比普通复合材料抗压强度提高5%-10%。崔剑等(崔剑.钢纤维聚合物混凝土材料优化及其机床床身的研究[D].辽宁工程技术大学,2003.)选用不同纤维,并进行不同表面处理,通过材料优化,获得适于机床基础件的钢纤维聚合物混凝土材料配比。
目前,通过改变骨料种类和形式来优化树脂矿物复合材料的内部结构,从而实现复合材料综合性能改善的报道尚未出现。高强度陶粒是指圆形或椭圆形强度较高、吸水率较低、密度较小的焙烧或免烧陶粒,其内部呈细密蜂窝状微孔,这些封闭型微孔是由于气体被包裹进壳内而形成的,也是陶粒质轻、抗震的主要原因;将其加入树脂矿物复合材料有望在降低材料密度的同时,有效提高复合材料的综合力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶粒填充树脂矿物复合材料及其制备方法,所得的树脂矿物复合材料密度更小,阻尼系数更大,强度和尺寸稳定性良好,更加满足精密机床对床身材料性能的要求。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种陶粒填充树脂矿物复合材料,由以下重量份比的原料混合后常温固化而成:花岗岩骨料60-85份,环氧树脂2-15份,稀释剂0.2-1份,增韧剂0.2-1份,固化剂0.5-5份,陶粒1-20份,石英尾砂1-20份。
所述稀释剂包括丙酮、乙酸乙酯、磷酸酯等;
所述固化剂包括脂肪族、脂环族、芳香胺以及低分子量聚酰胺等;
所述增韧剂包括邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三丁脂等;
所述陶粒主要成分为Al2O3、SiO2,体积密度≤1.8g/cm3,粒径为0.5-3mm的高强度陶瓷颗粒;
所述石英尾砂主要成分为SiO2,体积密度≤1.6g/cm3,粒径为0.05-0.3mm的石英尾砂。
一种陶粒填充树脂矿物复合材料的制备方法,包括以下步骤:
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