專利名稱：樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸漬預(yù)處理方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法及應(yīng)用，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為精密機床的核心基礎(chǔ)件，機床床身、立柱、夾具等在加工過程中產(chǎn)生的振動等問題會直接影響機床的整機性能和加工精度。目前，大部分機械基礎(chǔ)件材料以鑄鐵或焊接鋼結(jié)構(gòu)為主，其冶煉過程消耗大量的能源，增加碳排放和環(huán)境污染。近年來，德國、瑞士等工業(yè)發(fā)達國家正在逐漸采用樹脂礦物復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵制造高速、精密加工機床等設(shè)備的床身、立柱、夾具等基礎(chǔ)件。樹脂礦物復(fù)合材料是一種以天然石材顆粒為骨料，以有機樹脂作粘結(jié)劑的復(fù)合材料，具有優(yōu)良的阻尼減振性能、低熱膨脹系數(shù)、高耐腐蝕性能，以及較好的力學(xué)性能，其生產(chǎn)過程中不需要燒結(jié)，無污染，低能耗。由于樹脂礦物復(fù)合材料所用的骨料為天然石材經(jīng)過破碎篩分而成，存在著微小裂紋和凹坑等缺陷，在樹脂礦物復(fù)合材·料制備過程中，較為粘稠的樹脂粘結(jié)劑無法完全浸潤并滲透到裂紋等缺陷內(nèi)部，導(dǎo)致樹脂礦物復(fù)合材料易產(chǎn)生穿過骨料顆粒斷裂的現(xiàn)象，影響樹脂礦物復(fù)合材料的整體力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法及應(yīng)用，通過施加等靜壓力實現(xiàn)粘結(jié)劑浸潰骨料微裂紋和凹坑等缺陷，起到填充、橋接與修補作用，同時，所施加的靜壓力將加速內(nèi)部有嚴(yán)重缺陷骨料的提前斷裂，將骨料內(nèi)部的嚴(yán)重缺陷在骨料預(yù)處理階段消除，提高樹脂礦物復(fù)合材料的物理機械性能。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸潰預(yù)處理，將骨料置于封閉的壓力容器內(nèi)，注入稀釋的粘結(jié)劑，施加至預(yù)設(shè)的壓力并保壓，待粘結(jié)劑完全浸潰骨料內(nèi)部的微裂紋或缺陷后，將骨料取出進行篩分以去除壓碎的骨料后恒溫烘干。所述的壓力范圍為0. f lOOMpa，保壓時間為5_30分鐘。所述的稀釋的粘結(jié)劑的重量份比組成為液態(tài)合成樹脂55飛5份，固化劑15 20份，稀釋劑20 25份。所述的液態(tài)合成樹脂為環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂，所述的固化劑為乙二胺，所述的稀釋劑為丙酮。所述的恒溫烘干溫度為2(T40°C，烘干時間為6 24小時。一種樹脂礦物復(fù)合材料的制備方法，將骨料按上述方法預(yù)處理；稱取液態(tài)合成樹月旨、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統(tǒng)，按重量比預(yù)處理的骨料85 95份，液態(tài)合成樹脂31份，固化劑f 4份，稀釋劑廣3份配比；將預(yù)處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統(tǒng)；待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；養(yǎng)護成型。所述的骨料優(yōu)選花崗巖骨料，按尺寸大小分為3級級配，各級別的重量份比為0. Imm 2. 5mm :28 40 份，2. 5mm 7. 5mm :25 35 份，7.:25 40 份。所述的養(yǎng)護為室溫下養(yǎng)護4-15天。樹脂礦物復(fù)合材料制備所用骨料由天然石材經(jīng)過擠壓破碎與篩分而成，存在微小裂紋、凹坑等缺陷。為了保證樹脂粘結(jié)劑的粘結(jié)性能，材料制備過程中所用稀釋劑的用量較少，導(dǎo)致樹脂粘結(jié)劑粘度較高而無法完全填充骨料的微裂紋、凹坑等缺陷，當(dāng)復(fù)合材料受力 后，裂紋可能會向骨料顆粒內(nèi)部擴展，導(dǎo)致宏觀裂紋由沿骨料顆粒擴展轉(zhuǎn)變?yōu)榇┻^骨料顆粒的擴展，降低樹脂礦物復(fù)合材料的抗壓強度、抗彎強度、斷裂韌性等性能。本發(fā)明采用樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理技術(shù)，與普通樹脂礦物復(fù)合材料相比，壓力浸潰預(yù)處理技術(shù)實現(xiàn)粘結(jié)劑浸潰骨料的微裂紋和凹坑等缺陷，起到填充、橋接與修補作用，同時，所施加的靜壓力將加速內(nèi)部有嚴(yán)重缺陷骨料的提前斷裂，將骨料內(nèi)部的嚴(yán)重缺陷在骨料預(yù)處理階段消除，提高樹脂礦物復(fù)合材料的物理機械性能。根據(jù)實驗測試結(jié)果，通過骨料的壓力浸潰預(yù)處理技術(shù)處理的樹脂礦物復(fù)合材料具有較好的物理機械性能，比普通無預(yù)處理樹脂礦物復(fù)合材料抗壓強度提高109^15%，可作為優(yōu)良的機械基礎(chǔ)件材料。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步說明。實施例I骨料天然花崗巖顆粒5000g，其中0. Imm 2. 5mm :1800g,占 36wt%2. 5mm 7. 5mm :1600g,占 32wt%7.: 1600g,占 32wt%將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸潰預(yù)處理，將骨料置于封閉的壓力容器內(nèi)，注入稀釋的粘結(jié)劑，施加至IOMpa并保壓，待粘結(jié)劑完全浸潰骨料內(nèi)部的微裂紋或缺陷后，將骨料取出進行篩分以去除壓碎的骨料后恒溫烘干。所述的稀釋的粘結(jié)劑的重量份比組成為液態(tài)合成樹脂65份，固化劑15份，稀釋劑20份。稱取液態(tài)合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統(tǒng)，按環(huán)氧樹脂222g，固化劑乙二胺45g，稀釋劑丙酮33g配比；將預(yù)處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統(tǒng)；待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；養(yǎng)護成型。通過以上配方獲得的樹脂礦物復(fù)合材料其抗壓強度為134. 78MPa。實施例2骨料天然花崗巖顆粒5000g，其中0. Imm 2. 5mm :1800g,占 36wt%2. 5mm 7. 5mm :1600g,占 32wt%7.: 1600g,占 32wt%
將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸潰預(yù)處理，將骨料置于封閉的壓力容器內(nèi)，注入稀釋的粘結(jié)劑，施加至IMpa并保壓，待粘結(jié)劑完全浸潰骨料內(nèi)部的微裂紋或缺陷后，將骨料取出進行篩分以去除壓碎的骨料后恒溫烘干。所述的稀釋的粘結(jié)劑的重量份比組成為液態(tài)合成樹脂55份，固化劑20份，稀釋劑25份。稱取液態(tài)合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統(tǒng)，按環(huán)氧樹脂222g，固化劑乙二胺45g，稀釋劑丙酮33g配比；將預(yù)處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統(tǒng)；待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；養(yǎng)護成型。 通過以上配方獲得的樹脂礦物復(fù)合材料其抗壓強度為133. 54MPa。對比例骨料天然花崗巖顆粒5000g，其中0. Imm 2. 5mm :1800g,占 36wt%2. 5mm 7. 5mm :1600g，占 32wt%7.: 1600g,占 32wt%粘結(jié)劑基體500g，包括環(huán)氧樹脂370g，固化劑乙二胺93g，稀釋劑丙酮37g。a)將骨料清洗、烘干并篩分，未預(yù)處理；b)稱取液態(tài)合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統(tǒng)；c)按級配要求稱取骨料，混合均勻后加入攪拌桶；d)待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；f)養(yǎng)護成型。通過以上配方獲得的樹脂礦物復(fù)合材料其抗壓強度為119. 87MPa。
權(quán)利要求
1.樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法，其特征是，將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸潰預(yù)處理，將骨料置于封閉的壓力容器內(nèi)，注入稀釋的粘結(jié)齊U，施加至預(yù)設(shè)的壓力并保壓，待粘結(jié)劑完全浸潰骨料內(nèi)部的微裂紋或缺陷后，將骨料取出進行篩分以去除壓碎的骨料后恒溫烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法，其特征是，所述的稀釋的粘結(jié)劑的重量份比組成為液態(tài)合成樹脂55飛5份，固化劑15 20份，稀釋劑20 25份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法，其特征是，所述的液態(tài)合成樹脂為環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂，所述的固化劑為乙二胺，所述的稀釋劑為丙酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法，其特征是，所述恒溫烘干溫度為2(T40°C，烘干時間為6 24小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸潰預(yù)處理方法，其特征是，所述的壓力范圍為0. f lOOMpa，保壓時間為5-30分鐘。
6.一種樹脂礦物復(fù)合材料的制備方法，其特征是，包括步驟如下對骨料按權(quán)利要求I所述方法進行預(yù)處理；稱取液態(tài)合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統(tǒng)，按重量比預(yù)處理的骨料85 95份，液態(tài)合成樹脂31份，固化劑f 4份，稀釋劑廣3份配比；將預(yù)處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統(tǒng)；待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；養(yǎng)護成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樹脂礦物復(fù)合材料的制備方法，其特征是，骨料選花崗巖骨料，按尺寸大小分為3級別配，各級別的預(yù)處理的骨料重量份比為0. lmnT2. 5mm :28 40份，2.5mm 7. 5mm :25 35 份,7.:25 40 份。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樹脂礦物復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的液態(tài)合成樹脂也為環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂，所述的固化劑為乙二胺，所述的稀釋劑為丙酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樹脂礦物復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的養(yǎng)護為室溫下養(yǎng)護4-15天。
全文摘要
本發(fā)明涉及樹脂礦物復(fù)合材料骨料的壓力浸漬預(yù)處理方法及應(yīng)用，將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸漬預(yù)處理，將骨料置于封閉的壓力容器內(nèi)，注入稀釋的粘結(jié)劑，施加至預(yù)設(shè)的壓力并保壓，待粘結(jié)劑完全浸漬骨料內(nèi)部的微裂紋或缺陷后將骨料取出并進行篩分和恒溫烘干。將預(yù)處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統(tǒng)；待骨料與樹脂系統(tǒng)攪拌混合均勻后澆鑄到模具中并固定到振動臺上進行振動密實；養(yǎng)護成型。本發(fā)明通過冷等靜壓技術(shù)實現(xiàn)稀釋粘結(jié)對骨料內(nèi)部裂紋與缺陷的填充、橋接和修補，可以有效減少穿過骨料顆粒的裂紋擴展和斷裂現(xiàn)象，提高樹脂礦物復(fù)合材料的物理機械性能。
文檔編號C04B26/02GK102745927SQ20121022323
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者任秀華, 張建華, 王澤寧, 王濤, 郝世美 申請人:山東大學(xué)