樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，將樹脂粘接劑和骨料混合后振實室溫成型，將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料置于變溫室進(jìn)行變溫養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為30～120℃，養(yǎng)護時間為30min～24h，將樹脂礦物復(fù)合材料取出在室溫條件下自然冷卻。根據(jù)實驗測試結(jié)果，經(jīng)過變溫養(yǎng)護處理的樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)比普通養(yǎng)護的樹脂礦物復(fù)合材料降低25％～35％，抗壓強度提高10％～15％。
【專利說明】樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技水平不斷提高，消費者對機械產(chǎn)品有了更高的需求，對制造業(yè)提出了更高的要求。機床作為制造業(yè)的基礎(chǔ)核心，其床身、立柱等基礎(chǔ)部件的振動、蠕變和熱變形等問題會對機床的整機性能和加工精度產(chǎn)生較大的影響。目前，機床的床身、立柱等基礎(chǔ)部件主要以鑄鐵件或鋼材焊接結(jié)構(gòu)為主，能源消耗大，碳排放和環(huán)境污染嚴(yán)重。樹脂礦物復(fù)合材料是以天然石材顆粒為骨料，以有機樹脂作為粘結(jié)劑所制備的一種新型復(fù)合材料，具有優(yōu)良的阻尼減振性能、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。樹脂礦物復(fù)合材料傳統(tǒng)的養(yǎng)護方式采用簡單的室溫養(yǎng)護，在室溫冷卻過程中，樹脂與骨料接觸界面或骨料棱角處已產(chǎn)生內(nèi)部殘余應(yīng)力，導(dǎo)致樹脂礦物復(fù)合材料外部受力后產(chǎn)生迅速的破壞。
[0003]同時，樹脂礦物復(fù)合材料在傳統(tǒng)的成型與養(yǎng)護過程中，樹脂與固化劑反應(yīng)釋放的熱量無法迅速散失，導(dǎo)致樹脂系統(tǒng)與骨料系統(tǒng)同時受熱膨脹，由于兩者熱膨脹系數(shù)相差較大，室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi)部亦存有固化殘余應(yīng)力，影響樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹特性和力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，而提供一種樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，通過對室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料產(chǎn)品進(jìn)行變溫養(yǎng)護，使其內(nèi)部殘余應(yīng)力充分釋放且內(nèi)部界面充分再生長，提高界面結(jié)合強度，改善樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹特性與基本力學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，將樹脂粘接劑和骨料混合后振實室溫成型，將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料置于變溫室進(jìn)行變溫養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為30?120°C，養(yǎng)護時間為30min?24h，將樹脂礦物復(fù)合材料取出在室溫條件下自然冷卻。
[0007]所述的變溫養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度優(yōu)選為70_120°C ;時間優(yōu)選1-8小時。
[0008]所述的室溫成型時間范圍為I?7天。
[0009]所述的室溫條件下自然冷卻時間為Ih?24h。
[0010]樹脂礦物復(fù)合材料是以天然石材顆粒為骨料，以有機樹脂作為粘結(jié)劑所制備的一種新型復(fù)合材料，具有優(yōu)良的阻尼減振性能、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。樹脂礦物復(fù)合材料在傳統(tǒng)的養(yǎng)護與成型過程中，樹脂與固化劑反應(yīng)釋放的熱量無法迅速散失，導(dǎo)致樹脂系統(tǒng)與骨料系統(tǒng)同時受熱膨脹，由于兩者熱膨脹系數(shù)相差較大，室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi)部有固化殘余應(yīng)力，影響樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹特性和力學(xué)性能。將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料置于變溫室進(jìn)行變溫養(yǎng)護，待復(fù)合材料內(nèi)部殘余應(yīng)力充分釋放且界面再生長充分后將復(fù)合材料取出在室溫條件下自然冷卻。
[0011]本發(fā)明采用樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，改變傳統(tǒng)做法，對室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料進(jìn)行變溫養(yǎng)護，選擇合適的變溫養(yǎng)護溫度和養(yǎng)護時間，使復(fù)合材料內(nèi)部的固化殘余應(yīng)力充分釋放，內(nèi)部界面充分再生長，提高界面結(jié)合強度，改善樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹特性與基本力學(xué)性能。根據(jù)實驗測試結(jié)果，經(jīng)過變溫養(yǎng)護處理的樹脂礦物復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)比普通養(yǎng)護的樹脂礦物復(fù)合材料降低25%?35%，抗壓強度提高10%?15%。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明。
[0013]實施例1
[0014]該實施例使用樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法。
[0015]骨料:天然花崗巖顆粒4900g，其中:
[0016]0.1 ?1.0mm:700g,占 14.3wt%
[0017]1.1 ?2.5mm:800g,占 16.3wt%
[0018]2.6 ?4.5mm:700g,占 14.3wt%
[0019]4.6 ?7.0mm:1000g,占 20.4wt%
[0020]7.1 ?10.0mm: 1700g,占 34.7wt%
[0021]粘結(jié)劑基體500g，包括:環(huán)氧樹脂370g，固化劑100g，稀釋劑30g。
[0022]a)將骨料清洗、烘干并篩分；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)攪拌混合均勻后注入模具中并固定到振動臺上進(jìn)行振動密實；e)室溫養(yǎng)護成型；f)將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料試樣進(jìn)行30°C?70°C變溫養(yǎng)護處理3h，然后室溫冷卻4h。
[0023]測試結(jié)果表明，通過上述配方和工藝獲得的樹脂礦物復(fù)合材料在O?100°C范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為17.48X10_7°C，抗壓強度為156.6MPa。
[0024]實施例2
[0025]該實施例使用樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法。
[0026]骨料:天然花崗巖顆粒4900g，其中:
[0027]0.1 ?1.0mm:700g,占 14.3wt%
[0028]1.1 ?2.5mm:800g,占 16.3wt%
[0029]2.6 ?4.5mm:700g,占 14.3wt%
[0030]4.6 ?7.0mm:1000g,占 20.4wt%
[0031]7.1 ?10.0mm: 1700g,占 34.7wt%
[0032]粘結(jié)劑基體500g，包括:環(huán)氧樹脂370g，固化劑100g，稀釋劑30g。
[0033]a)將骨料清洗、烘干并篩分；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)攪拌混合均勻后注入模具中并固定到振動臺上進(jìn)行振動密實；e)室溫養(yǎng)護成型；f)將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料試樣進(jìn)行70°C?120°C變溫養(yǎng)護處理3h，然后室溫冷卻4h。[0034]測試結(jié)果表明，通過上述配方和工藝獲得的樹脂礦物復(fù)合材料在O~100°C范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為14.62X10_7°C，抗壓強度為170.3MPa。
[0035]對比例
[0036]骨料:天然花崗巖顆粒4900g，其中:
[0037]0.1 ~1.0mm:700g,占 14.3wt%
[0038]1.1 ~2.5mm:800g,占 16.3wt%
[0039]2.6 ~4.5mm:700g,占 14.3wt%
[0040]4.6 ~7.0mm:1000g,占 20.4wt%
[0041]7.1 ~10.0mm: 1700g,占 34.7wt%
[0042]粘結(jié)劑基體500g，包括:環(huán)氧樹脂370g，固化劑100g，稀釋劑30g。
[0043]a)將骨料清洗、烘干并篩分；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)攪拌混合均勻后注入模具中并固定到振動臺上進(jìn)行振動密實；e)室溫養(yǎng)護成型。
[0044]測試結(jié)果表明，通過上述配方和工藝獲得的樹脂礦物復(fù)合材料在O~100°C范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為 21.18 X IO^V0C /°C，抗壓強度為149.3MPa。
【權(quán)利要求】
1.樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，其特征是，將樹脂粘接劑和骨料混合后振實室溫成型，將室溫成型的樹脂礦物復(fù)合材料置于變溫室進(jìn)行變溫養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為30?120°C，養(yǎng)護時間為30min?24h，將樹脂礦物復(fù)合材料取出在室溫條件下自然冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，其特征是，所述的變溫養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度選為70-120°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，其特征是，所述的變溫養(yǎng)護，時間為1-8小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，其特征是，所述的室溫成型時間范圍為I?7天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂礦物復(fù)合材料的變溫養(yǎng)護方法，其特征是，所述的室溫條件下自然冷卻時間為Ih?24h。
【文檔編號】B28B11/24GK104002372SQ201410252770
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】張建華, 張義, 楊浩, 王濤 申請人:山東大學(xué)