CN101381213A - 一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法，其原料由集料、填料和胶结料组成，集料采用石子按断续级配的重量份是：石子粒度是19－22mm范围内的颗粒为20－30份，石子粒度是14－17mm范围内的颗粒为17－22份，石子粒度是9－12mm范围内的颗粒为12－17份，石子粒度是4－7mm范围内的颗粒为6－8份，石子粒度是2－3mm范围内的颗粒为5－8份，石子粒度是1－2mm范围内的颗粒为5－8份；填料为粉煤灰、碳酸钙粉、石英粉或花岗岩粉；胶结料的重量份是改性环氧树脂6－12份和改性固化剂2－4份；本发明所述制造方法中使用的热处理工序，从而进一步消除了树脂混凝土产品因存在内应力而产生的强度低、脆性大、在高温高湿环境下变形的不足。

Description

一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法

技术领域

本发明涉及机床配件，是一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法。

背景技术

用树脂混凝土做机械配件使用的报道，最早是50年代欧美、苏联等国家。近几年，由于我国机加工行业对机床的静动态性能有较高要求，使传统的机床结构材料的性能不能满足要求，同时，由于金属材料的制造成本较高，所以本领域近几年开始以树脂混凝土人造石材制作机床基础件，尤以床身应用最多。从已公开的资料可知，能够制作出优良的并在实际应用中具有较长使用寿命的产品非常欠缺。目前树脂混凝土做机床基础件使用中最常见的问题是易产生开裂、断裂，影响机床的机加工性能；产品强度较低，脆性大，在较大重量的撞击下易出现破碎；在南方地区高温高湿环境下使用易发生变形等。这些不足直接影响机床的加工性能，影响树脂混凝土做机床基础配件的应用数量，由于机床基础件的质量不稳定，经常给用户造成较大的经济损失。

发明内容

本发明的目的是，提供一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法，它能够克服现有技术存在的不足，使其强度高，强度均匀，不出现开裂断裂现象，应用范围广，从而达到提高机床基础配件使用寿命的目的。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种树脂混凝土机床基础配件，其原料由集料、填料和胶结料组成，集料采用石子按断续级配的重量份是：

石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为20—30份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为17—22份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为12—17份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为6—8份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为5—8份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为5—8份；

填料为粉煤灰、碳酸钙粉、石英粉或花岗岩粉，其重量份是9—25份；胶结料的重量份是改性环氧树脂6—12份和改性固化剂2—4份，其中每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂50—55％、双酚F型环氧树脂25—30％、丁基缩水甘油醚5—10％、苄基缩水甘油醚5—8％、苯基缩水甘油醚3—7％及液体无规羧基丁腈橡胶3—5％；每份改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺35—45％，环已二胺45—55％，聚醚二胺4—8％及苄基二甲胺5—10％。

所述的一种树脂混凝土机床基础配件，每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F环氧树脂28％、丁基缩水甘油醚8％、苄基缩水甘油醚8％及液体无规羧基丁腈橡胶4％，所述每份改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺40％，环已二胺48％，聚醚二胺4％及苄基二甲胺8％。

所述的一种树脂混凝土机床基础配件，集料采用石子按断续级配的重量份是：

石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为25份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为20份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为15份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为7份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为6份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为6份。

所述一种树脂混凝土机床基础配件的制备方法，包括下述工序：

①按照上述的重量份配比将集料、填料称重后备用；

②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；

③将改性环氧树脂按照所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂按照所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用；

④将工序③中得到的改性环氧树脂和固化剂混合后常温下搅拌均匀得到胶结料；

⑤将填料置入胶结料中，搅拌均匀得到混合物；

⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混凝土混合物；

⑦将具有流动性的树脂混凝土混合物，置入模具内在常温下静置24—36小时后脱模，得到树脂混凝土机械配件半成品；

⑧将半成品置入加热炉中进行热处理，保持温度在55—65℃，36—50小时，然后使炉内温度在24小时内均匀降至15℃以下取出产品即可。

申请人在实践中不断研究发现：树脂混凝土机械配件产品出现断裂及开裂处的大部分问题是树脂混凝土产品组织内部存在气泡，气泡使产品组织结构不均匀，而在一个相对较大的产品体积中消除气泡是非常难解决的问题。另外发现，当树脂混凝土产品组织结构内部存在内应力时，产品也易产生开裂或断裂现象。本发明为了消除树脂混凝土内部结构中的气泡，并提高产品强度，将集料的级配做了较大改进，使其呈合理均匀分布，采用断续级配方法，使集料颗粒有规则有序排列，使内部组织均匀，产品性能稳定，综合强度高；并配有较大组份的填料，以增加其强度，并使气泡的形成降至最低。为了彻底消除气泡，本发明将胶结料改进成为一种低粘度的胶料，在本申请之前公知的环氧树脂固化剂胶料其粘度均在500—6500mPa·s范围之内，这种粘度范围是本领域长期以来坚持首选的粘度，这种粘度的胶料虽能使集料与填料胶结在一起，但是，不能均匀在地充满在集料和填料的周围，这种粘度的胶料流动性差，固化产品时脆性大，使产品强度相对较低，并且是树脂混凝土内部结构产生气泡的原因之一。本申请采用的胶料粘度仅为50—150mPa·s，流动性极好，能均匀地充满在集料和填料周围，放热峰和收缩率极低，施工方便，使树脂混凝土在制造过程产生的气泡在搅拌混合中几乎全部排出，使最终形成的树脂混凝土产品的内部结构几乎不存在气泡，从而避免了因存在气泡而产生的开裂、断裂现象。本发明所述制造方法中使用的热处理工序，打破了本领域认为树脂混凝土不能进行热处理的传统观念，经检测，经过热处理的树脂混凝土产品几乎不存在内应力，从而进一步消除了树脂混凝土产品因存在内应力而产生的强度低、脆性大、在高温高湿环境下变形的不足。本发明的产品经检测其物理性能好，抗压强度能达到160—185Mpa，抗拉强度能达到20—28Mpa，抗弯强度能达到35—50Mpa，弹性模量能达到40—50GPa，吸水率为0.005％—0.5％，密度为2.62—2.7×10³kg/m³，热膨胀系数最小为1.1—11×10^-6mm/℃，热传导率为0.24wcm/1℃。泊松比为0.26，比热为0.26cal/g℃。

具体实施方式

实施例：

本发明所述树脂混凝土机床基础配件产品可能根据需要做成多种形状，其原料由集料、填料和胶结料组成，其原料可以有以下多种组合，但不限于以下组合方式，集料采用石子按断续级配的重量份是：

1、石子粒度是9—22mm范围内的颗粒为25份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为20份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为15份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为7份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为6份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为6份，

填料为粉煤灰，其重量份是9份，胶结料的重量份是改性环氧树脂9份和改性固化剂3份。

每份改性环氧树脂的重量百分比的原料是：

双酚A型环氧树脂50％、双酚F型环氧树脂25％、丁基缩水甘油醚10％、苄基缩水甘油醚5％、苯基缩水甘油醚5％及液体无规羧基丁腈橡胶5％。

每份改性固化剂的重量百分比的原料是：异佛尔酮二胺45％、环已二胺45％、聚醚二胺5％及苄基二甲胺5％。

2、石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为20份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为17份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为12份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为6份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为5份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为5份，

填料为石英粉，其重量份是19份，胶结料的重量份是改性环氧树脂12份和改性固化剂4份。

每份改性环氧树脂的重量百分比的原料是：

双酚A型环氧树脂55％、双酚F型环氧树脂26％、丁基缩水甘油醚5％、苄基缩水甘油醚8％、苯基缩水甘油醚3％及液体无规羧基丁腈橡胶3％。

每份改性固化剂的重量百分比的原料构成是：异佛尔酮二胺35％、环已二胺55％、聚醚二胺5％及苄基二甲胺5％。

3、石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为30份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为22份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为12份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为6份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为5份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为5份，

填料为碳酸钙粉，其重量份是12份，胶结料的重量份是改性环氧树脂6份和改性固化剂2份。

每份改性环氧树脂的重量百分比的原料是：

双酚A型环氧树脂50％、双酚F型环氧树脂30％、丁基缩水甘油醚6％、苄基缩水甘油醚6％、苯基缩水甘油醚4％及液体无规羧基丁腈橡胶4％。

每份改性固化剂的重量百分比的原料构成是：异佛尔酮二胺37％、环已二胺45％、聚醚二胺8％及苄基二甲胺10％。

4、石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为21份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为22份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为13份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为7份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为8份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为8份，

填料为花岗岩粉，其重量份是13份，胶结料的重量份是改性环氧树脂6份和改性固化剂2份。

每份改性环氧树脂的重量百分比的原料是：

双酚A型环氧树脂45％、双酚F型环氧树脂30％、丁基缩水甘油醚10％、苄基缩水甘油醚7％、苯基缩水甘油醚3％及液体无规羧基丁腈橡胶5％。

每份改性固化剂的重量百分比的原料是：异佛尔酮二胺45％、环已二胺45％、聚醚二胺4％及苄基二甲胺6％。

5、石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为20份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为17份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为12份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为8份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为5份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为5份，

填料为碳酸钙粉，其重量份是25份，胶结料的重量份是改性环氧树脂6份和改性固化剂2份。

每份改性环氧树脂的重量百分比的原料是：

双酚A型环氧树脂53％、双酚F型环氧树脂27％、丁基缩水甘油醚5％、苄基缩水甘油醚5％、苯基缩水甘油醚5％及液体无规羧基丁腈橡胶5％。

每份改性固化剂的重量百分比的原料是：异佛尔酮二胺35％、环已二胺47％、聚醚二胺8％及苄基二甲胺10％。

本发明上述各实施例可采用如下方法制作：

①按照实施例任一项所述的重量配比将集料、填料称重后备用；

②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；

③将改性环氧树脂按照实施例所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂按照实施例所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用；

④将工序③中得到的改性环氧树脂和固化剂混合后常温下搅拌均匀得到胶结料；

⑤将填料置入胶结料中，搅拌均匀得到混合物；

⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混凝土混合物；

⑦将具有流动性的树脂混凝土混合物，置入模具内在常温下静置24—36小时后脱模，得到树脂混凝土机械配件半成品；

⑧将半成品置入加热炉中进行热处理，保持温度在55—65℃，36—50小时，然后使炉内温度在24小时内均匀降至15℃以下取出产品即可。

第⑧工序中得到的产品根据需要再进行刨、钻、铣等机加工，最终形成能够安装使用的机床基础配件。

本发明所述改性环氧树脂和改性固化剂所用的原料均为液体。

Claims (4)

1、一种树脂混凝土机床基础配件，其原料由集料、填料和胶结料组成，其特征在于：集料采用石子按断续级配的重量份是：

石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为20—30份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为17—22份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为12—17份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为6—8份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为5—8份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为5—8份；

填料为粉煤灰、碳酸钙粉、石英粉或花岗岩粉，其重量份是9—25份；胶结料的重量份是改性环氧树脂6—12份和改性固化剂2—4份，其中每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂50—55％、双酚F型环氧树脂25—30％、丁基缩水甘油醚5—10％、苄基缩水甘油醚5—8％、苯基缩水甘油醚3—7％及液体无规羧基丁腈橡胶3—5％；每份改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺35—45％，环已二胺45—55％，聚醚二胺4—8％及苄基二甲胺5—10％。

2、根据权利要求1所述的一种树脂混凝土机床基础配件，其特征在于：所述每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F环氧树脂28％、丁基缩水甘油醚8％、苄基缩水甘油醚8％及液体无规羧基丁腈橡胶4％，所述每份改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺40％，环已二胺48％，聚醚二胺4％及苄基二甲胺8％。

3、根据权利要求1或2所述的一种树脂混凝土机床基础配件，其特征在于：集料采用石子按断续级配的重量份是：

石子粒度是19—22mm范围内的颗粒为25份，

石子粒度是14—17mm范围内的颗粒为20份，

石子粒度是9—12mm范围内的颗粒为15份，

石子粒度是4—7mm范围内的颗粒为7份，

石子粒度是2—3mm范围内的颗粒为6份，

石子粒度是1—2mm范围内的颗粒为6份。

4、权利要求1—3任一项所述一种树脂混凝土机床基础配件的制备方法，其特征在于：包括下述工序：

①按照权利要求1—3任一项所述的重量份配比将集料、填料称重后备用；

②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；

③将改性环氧树脂按照所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂按照所述原料配合比称量后常温下搅拌均匀备用；

④将工序③中得到的改性环氧树脂和固化剂混合后常温下搅拌均匀得到胶结料；

⑤将填料置入胶结料中，搅拌均匀得到混合物；

⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混凝土混合物；

⑦将具有流动性的树脂混凝土混合物，置入模具内在常温下静置24—36小时后脱模，得到树脂混凝土机械配件半成品；

⑧将半成品置入加热炉中进行热处理，保持温度在55—65℃，36—50小时，然后使炉内温度在24小时内均匀降至15℃以下取出产品即可。