專利名稱：樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸漬預處理方法及應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法及應用，屬于復合材料領域。
背景技術：
作為精密機床的核心基礎件，機床床身、立柱、夾具等在加工過程中產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，大部分機械基礎件材料以鑄鐵或焊接鋼結構為主，其冶煉過程消耗大量的能源，增加碳排放和環境污染。近年來，德國、瑞士等工業發達國家正在逐漸采用樹脂礦物復合材料代替傳統的鑄鐵制造高速、精密加工機床等設備的床身、立柱、夾具等基礎件。樹脂礦物復合材料是一種以天然石材顆粒為骨料，以有機樹脂作粘結劑的復合材料，具有優良的阻尼減振性能、低熱膨脹系數、高耐腐蝕性能，以及較好的力學性能，其生產過程中不需要燒結，無污染，低能耗。由于樹脂礦物復合材料所用的骨料為天然石材經過破碎篩分而成，存在著微小裂紋和凹坑等缺陷，在樹脂礦物復合材·料制備過程中，較為粘稠的樹脂粘結劑無法完全浸潤并滲透到裂紋等缺陷內部，導致樹脂礦物復合材料易產生穿過骨料顆粒斷裂的現象，影響樹脂礦物復合材料的整體力學性能。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法及應用，通過施加等靜壓力實現粘結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部有嚴重缺陷骨料的提前斷裂，將骨料內部的嚴重缺陷在骨料預處理階段消除，提高樹脂礦物復合材料的物理機械性能。本發明是通過以下技術方案實現的樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預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處理，將骨料置于封閉的壓力容器內，注入稀釋的粘結劑，施加至預設的壓力并保壓，待粘結劑完全浸潰骨料內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。所述的稀釋的粘結劑的重量份比組成為液態合成樹脂55飛5份，固化劑15 20份，稀釋劑20 25份。所述的液態合成樹脂為環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。一種樹脂礦物復合材料的制備方法，將骨料按上述方法預處理；稱取液態合成樹月旨、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統，按重量比預處理的骨料85 95份，液態合成樹脂31份，固化劑f 4份，稀釋劑廣3份配比；將預處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統；待骨料與樹脂系統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；養護成型。所述的骨料優選花崗巖骨料，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。所述的養護為室溫下養護4-15天。樹脂礦物復合材料制備所用骨料由天然石材經過擠壓破碎與篩分而成，存在微小裂紋、凹坑等缺陷。為了保證樹脂粘結劑的粘結性能，材料制備過程中所用稀釋劑的用量較少，導致樹脂粘結劑粘度較高而無法完全填充骨料的微裂紋、凹坑等缺陷，當復合材料受力 后，裂紋可能會向骨料顆粒內部擴展，導致宏觀裂紋由沿骨料顆粒擴展轉變為穿過骨料顆粒的擴展，降低樹脂礦物復合材料的抗壓強度、抗彎強度、斷裂韌性等性能。本發明采用樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理技術，與普通樹脂礦物復合材料相比，壓力浸潰預處理技術實現粘結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部有嚴重缺陷骨料的提前斷裂，將骨料內部的嚴重缺陷在骨料預處理階段消除，提高樹脂礦物復合材料的物理機械性能。根據實驗測試結果，通過骨料的壓力浸潰預處理技術處理的樹脂礦物復合材料具有較好的物理機械性能，比普通無預處理樹脂礦物復合材料抗壓強度提高109^15%，可作為優良的機械基礎件材料。
具體實施例方式下面結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處理，將骨料置于封閉的壓力容器內，注入稀釋的粘結劑，施加至IOMpa并保壓，待粘結劑完全浸潰骨料內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。所述的稀釋的粘結劑的重量份比組成為液態合成樹脂65份，固化劑15份，稀釋劑20份。稱取液態合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統，按環氧樹脂222g，固化劑乙二胺45g，稀釋劑丙酮33g配比；將預處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統；待骨料與樹脂系統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；養護成型。通過以上配方獲得的樹脂礦物復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處理，將骨料置于封閉的壓力容器內，注入稀釋的粘結劑，施加至IMpa并保壓，待粘結劑完全浸潰骨料內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。所述的稀釋的粘結劑的重量份比組成為液態合成樹脂55份，固化劑20份，稀釋劑25份。稱取液態合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統，按環氧樹脂222g，固化劑乙二胺45g，稀釋劑丙酮33g配比；將預處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統；待骨料與樹脂系統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；養護成型。 通過以上配方獲得的樹脂礦物復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%粘結劑基體500g，包括環氧樹脂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，未預處理；b)稱取液態合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統；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)養護成型。通過以上配方獲得的樹脂礦物復合材料其抗壓強度為119. 87MPa。
權利要求
1.樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法，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處理，將骨料置于封閉的壓力容器內，注入稀釋的粘結齊U，施加至預設的壓力并保壓，待粘結劑完全浸潰骨料內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.根據權利要求I所述的樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法，其特征是，所述的稀釋的粘結劑的重量份比組成為液態合成樹脂55飛5份，固化劑15 20份，稀釋劑20 25份。
3.根據權利要求2所述的樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法，其特征是，所述的液態合成樹脂為環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.根據權利要求I所述的樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法，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.根據權利要求I所述的樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸潰預處理方法，其特征是，所述的壓力范圍為0. f lOOMpa，保壓時間為5-30分鐘。
6.一種樹脂礦物復合材料的制備方法，其特征是，包括步驟如下對骨料按權利要求I所述方法進行預處理；稱取液態合成樹脂、固化劑與稀釋劑加入攪拌桶攪拌均勻成樹脂系統，按重量比預處理的骨料85 95份，液態合成樹脂31份，固化劑f 4份，稀釋劑廣3份配比；將預處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統；待骨料與樹脂系統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；養護成型。
7.根據權利要求6所述的樹脂礦物復合材料的制備方法，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.根據權利要求6所述的樹脂礦物復合材料的制備方法，其特征是，所述的液態合成樹脂也為環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.根據權利要求6所述的樹脂礦物復合材料的制備方法，其特征是，所述的養護為室溫下養護4-15天。
全文摘要
本發明涉及樹脂礦物復合材料骨料的壓力浸漬預處理方法及應用，將骨料清洗、烘干并篩分，將各級骨料分級進行壓力浸漬預處理，將骨料置于封閉的壓力容器內，注入稀釋的粘結劑，施加至預設的壓力并保壓，待粘結劑完全浸漬骨料內部的微裂紋或缺陷后將骨料取出并進行篩分和恒溫烘干。將預處理的骨料，混合均勻后加入樹脂系統；待骨料與樹脂系統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；養護成型。本發明通過冷等靜壓技術實現稀釋粘結對骨料內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象，提高樹脂礦物復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 優先權日2012年6月29日
發明者任秀華, 張建華, 王澤寧, 王濤, 郝世美 申請人:山東大學