[发明专利]用于制造机床的高性能高分子复合材料及其制法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种用于制造机床的高性能高分子复合材料及其制法。

背景技术

目前，在传统机床制造技术工艺中，机床底座、车床尾架、机床滑板等部件都是用铸铁制造，不仅制造成本高，而且由于其抗震阻尼性较低，影响了机床的动态稳定性和加工精度的提高，制约了精密机床的发展。为此，如何研发出一种具有高强度、高抗腐蚀、吸震、耐热性高的低成本材料，以代替铸铁制造机床部件，已成为人们值得探讨的课题。

呋喃树脂是优异的防腐材料，但脆性较大，还存在着如下问题：固化速度慢，生产效率不高，合成树脂中游离甲醛含量偏高，浇注过程中散发有害气体，污染环境，损害工人身体健康等问题，使其使用收到限制。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种用于制造机床的高性能高分子复合材料，可一体成型而成，具有高防腐性、高刚性高硬度，吸震效果佳，无需二次加工，成本低，环保节能，效率高、适合大批量制造等综合优点。

本发明的目的还在于，提供前述用于制造机床的高性能高分子复合材料的制法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于制造机床的高性能高分子复合材料，按重量百分数计，包括：

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的碎石料为表面喷涂有硅烷偶联剂的鹅卵石或花岗石中的至少一种，硅烷偶联剂为KH-550、KH-570、KH-792、Y-602中的任一种，硅烷偶联剂的用量为鹅卵石和/或花岗石的总质量的0.5-1wt％，鹅卵石的直径为4-64mm，花岗石的直径为4-14mm。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的填充料为石英砂粒、螺纹钢、氮化铝、三氧化铝、氧化锆中的至少两种。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的石英砂粒的直径为0.2-1.5mm；所述的螺纹钢的直径为16-22mm；所述的氮化铝的粒径为1-3um；所述的三氧化铝的粒径为13-18nm；所述的氧化锆的粒径为40-50nm。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的纤维料为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、聚酰亚胺纤维、钢丝纤维、碳化硅纤维中的至少一种。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的纤维料的长度为0.5-3mm。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的改性呋喃树脂为聚酯多元醇改性呋喃树脂或聚乙二醇改性呋喃树脂或石墨烯改性呋喃树脂中的任一种。

作为对本发明的技术方案的改进之一，所述的改性呋喃树脂由包括如下重量份数的组分而制成：

一种用于制造机床的高性能高分子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：称取改性呋喃树脂4wt％～6wt％、碎石料75wt％～92wt％、填充料1wt％～10wt％、纤维料1wt％～10wt％加入混合机中混合均匀得到混合物；

S2：之后将磷酸苯胺2wt％-5wt％加入混合物中继续搅拌均匀后，浇注于设置的模腔内，固化脱模，一体成型而成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明利用碎石料、纤维料与改性呋喃树脂等形成的液态混合物直接浇注于模具中固化而成，适合于高精密的设备机床床身，可一体成型，高刚性高硬度，高防腐蚀性，吸震效果是铸铁的10倍以上，无需二次加工，材料成本低，环保节能，效率高、适合大批量制造；

2、本发明还优选利用糠醇糠醛型呋喃树脂与有机硅改性环氧树脂、液体氯丁二烯-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物聚氨酯等予以改性，其吸震效果显著优于现有高分子材料，而且刚性好，耐磨，耐高温，抗腐蚀，综合性能优异；

3、本发明还优选表面喷涂有硅烷偶联剂的鹅卵石或花岗石作为碎石料，增进碎石料与高分子树脂之间的结合性和连接紧密性，进一步增加了增韧、防震等效果。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的用于制造机床的高性能高分子复合材料，按重量百分数计，包括：

其中，碎石料为表面喷涂有硅烷偶联剂的鹅卵石，硅烷偶联剂为KH-550，硅烷偶联剂的用量为鹅卵石总质量的0.5wt％，鹅卵石的直径为4-64mm。

填充料为石英砂粒2wt％、螺纹钢3wt％，石英砂粒的直径为0.2-1.5mm；螺纹钢的直径为16-22mm。

纤维料为碳纤维2％、芳纶纤维5％、玻璃纤维3％；纤维料的长度为0.5-3mm。