CN104002372A - 树脂矿物复合材料的变温养护方法 - Google Patents

树脂矿物复合材料的变温养护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种树脂矿物复合材料的变温养护方法，将树脂粘接剂和骨料混合后振实室温成型，将室温成型的树脂矿物复合材料置于变温室进行变温养护，养护温度为30～120℃，养护时间为30min～24h，将树脂矿物复合材料取出在室温条件下自然冷却。根据实验测试结果，经过变温养护处理的树脂矿物复合材料的热膨胀系数比普通养护的树脂矿物复合材料降低25％～35％，抗压强度提高10％～15％。

Description

树脂矿物复合材料的变温养护方法
技术领域
本发明涉及一种树脂矿物复合材料的变温养护方法，属于复合材料制造领域。
背景技术
随着科技水平不断提高，消费者对机械产品有了更高的需求，对制造业提出了更高的要求。机床作为制造业的基础核心，其床身、立柱等基础部件的振动、蠕变和热变形等问题会对机床的整机性能和加工精度产生较大的影响。目前，机床的床身、立柱等基础部件主要以铸铁件或钢材焊接结构为主，能源消耗大，碳排放和环境污染严重。树脂矿物复合材料是以天然石材颗粒为骨料，以有机树脂作为粘结剂所制备的一种新型复合材料，具有优良的阻尼减振性能、高耐腐蚀性能以及较好的力学性能，其生产过程中不需要烧结，无污染，低能耗。树脂矿物复合材料传统的养护方式采用简单的室温养护，在室温冷却过程中，树脂与骨料接触界面或骨料棱角处已产生内部残余应力，导致树脂矿物复合材料外部受力后产生迅速的破坏。
同时，树脂矿物复合材料在传统的成型与养护过程中，树脂与固化剂反应释放的热量无法迅速散失，导致树脂系统与骨料系统同时受热膨胀，由于两者热膨胀系数相差较大，室温成型的树脂矿物复合材料产品内部亦存有固化残余应力，影响树脂矿物复合材料的热膨胀特性和力学性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，而提供一种树脂矿物复合材料的变温养护方法，通过对室温成型的树脂矿物复合材料产品进行变温养护，使其内部残余应力充分释放且内部界面充分再生长，提高界面结合强度，改善树脂矿物复合材料的热膨胀特性与基本力学性能。
本发明是通过以下技术方案实现的:
树脂矿物复合材料的变温养护方法，将树脂粘接剂和骨料混合后振实室温成型，将室温成型的树脂矿物复合材料置于变温室进行变温养护，养护温度为30～120℃，养护时间为30min～24h，将树脂矿物复合材料取出在室温条件下自然冷却。
所述的变温养护，养护温度优选为70-120℃；时间优选1-8小时。
所述的室温成型时间范围为1～7天。
所述的室温条件下自然冷却时间为1h～24h。
树脂矿物复合材料是以天然石材颗粒为骨料，以有机树脂作为粘结剂所制备的一种新型复合材料，具有优良的阻尼减振性能、高耐腐蚀性能以及较好的力学性能，其生产过程中不需要烧结，无污染，低能耗。树脂矿物复合材料在传统的养护与成型过程中，树脂与固化剂反应释放的热量无法迅速散失，导致树脂系统与骨料系统同时受热膨胀，由于两者热膨胀系数相差较大，室温成型的树脂矿物复合材料产品内部有固化残余应力，影响树脂矿物复合材料的热膨胀特性和力学性能。将室温成型的树脂矿物复合材料置于变温室进行变温养护，待复合材料内部残余应力充分释放且界面再生长充分后将复合材料取出在室温条件下自然冷却。
本发明采用树脂矿物复合材料的变温养护方法，改变传统做法，对室温成型的树脂矿物复合材料进行变温养护，选择合适的变温养护温度和养护时间，使复合材料内部的固化残余应力充分释放，内部界面充分再生长，提高界面结合强度，改善树脂矿物复合材料的热膨胀特性与基本力学性能。根据实验测试结果，经过变温养护处理的树脂矿物复合材料的热膨胀系数比普通养护的树脂矿物复合材料降低25％～35％，抗压强度提高10％～15％。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明。
实施例1
该实施例使用树脂矿物复合材料的变温养护方法。
骨料：天然花岗岩颗粒4900g，其中：
0.1～1.0mm：700g，占14.3wt％
1.1～2.5mm：800g，占16.3wt％
2.6～4.5mm：700g，占14.3wt％
4.6～7.0mm：1000g，占20.4wt％
7.1～10.0mm:1700g,占34.7wt％
粘结剂基体500g，包括：环氧树脂370g，固化剂100g，稀释剂30g。
a)将骨料清洗、烘干并筛分；b)称取液态合成树脂、固化剂与稀释剂加入搅拌桶搅拌均匀成树脂系统；c)按级配要求称取骨料，混合均匀后加入搅拌桶；d)待骨料与树脂系统搅拌混合均匀后注入模具中并固定到振动台上进行振动密实；e)室温养护成型；f)将室温成型的树脂矿物复合材料试样进行30℃～70℃变温养护处理3h，然后室温冷却4h。
测试结果表明，通过上述配方和工艺获得的树脂矿物复合材料在0～100℃范围内的平均热膨胀系数为17.48×10-6/℃，抗压强度为156.6MPa。
实施例2
该实施例使用树脂矿物复合材料的变温养护方法。
骨料：天然花岗岩颗粒4900g，其中：
0.1～1.0mm：700g，占14.3wt％
1.1～2.5mm：800g，占16.3wt％
2.6～4.5mm：700g，占14.3wt％
4.6～7.0mm：1000g，占20.4wt％
7.1～10.0mm:1700g,占34.7wt％
粘结剂基体500g，包括：环氧树脂370g，固化剂100g，稀释剂30g。
a)将骨料清洗、烘干并筛分；b)称取液态合成树脂、固化剂与稀释剂加入搅拌桶搅拌均匀成树脂系统；c)按级配要求称取骨料，混合均匀后加入搅拌桶；d)待骨料与树脂系统搅拌混合均匀后注入模具中并固定到振动台上进行振动密实；e)室温养护成型；f)将室温成型的树脂矿物复合材料试样进行70℃～120℃变温养护处理3h，然后室温冷却4h。
测试结果表明，通过上述配方和工艺获得的树脂矿物复合材料在0～100℃范围内的平均热膨胀系数为14.62×10-6/℃，抗压强度为170.3MPa。
对比例
骨料：天然花岗岩颗粒4900g，其中：
0.1～1.0mm：700g，占14.3wt％
1.1～2.5mm：800g，占16.3wt％
2.6～4.5mm：700g，占14.3wt％
4.6～7.0mm：1000g，占20.4wt％
7.1～10.0mm:1700g,占34.7wt％
粘结剂基体500g，包括：环氧树脂370g，固化剂100g，稀释剂30g。
a)将骨料清洗、烘干并筛分；b)称取液态合成树脂、固化剂与稀释剂加入搅拌桶搅拌均匀成树脂系统；c)按级配要求称取骨料，混合均匀后加入搅拌桶；d)待骨料与树脂系统搅拌混合均匀后注入模具中并固定到振动台上进行振动密实；e)室温养护成型。
测试结果表明，通过上述配方和工艺获得的树脂矿物复合材料在0～100℃范围内的平均热膨胀系数为21.18×10-6/℃/℃，抗压强度为149.3MPa。

Claims (5)

1.树脂矿物复合材料的变温养护方法，其特征是，将树脂粘接剂和骨料混合后振实室温成型，将室温成型的树脂矿物复合材料置于变温室进行变温养护，养护温度为30～120℃，养护时间为30min～24h，将树脂矿物复合材料取出在室温条件下自然冷却。
2.根据权利要求1所述的树脂矿物复合材料的变温养护方法，其特征是，所述的变温养护，养护温度选为70-120℃。
3.根据权利要求1所述的树脂矿物复合材料的变温养护方法，其特征是，所述的变温养护，时间为1-8小时。
4.根据权利要求1所述的树脂矿物复合材料的变温养护方法，其特征是，所述的室温成型时间范围为1～7天。
5.根据权利要求1所述的树脂矿物复合材料的变温养护方法，其特征是，所述的室温条件下自然冷却时间为1h～24h。
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