CN108003566A - 一种金属加工防震台面材料及其制备方法 - Google Patents

一种金属加工防震台面材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种金属加工防震台面材料及其制备方法。制备方法如下：先将酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅拌；将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米二氧化硅、碳纤维、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β‑甲氧基乙氧基）硅烷和去离子水混合搅拌，再放入烘箱中烘干；将上述两种混合物与聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚、聚四氟乙稀、去离子水混合，放入水浴锅中搅拌均匀，然后倒入模具中，在室温下固化24小时，脱模，再放入烘箱中固化，最后在室温下继续固化7天即得。本发明材料具有卓越的减震性能，力学性能佳，热性能稳定。

Description

一种金属加工防震台面材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及机械材料领域，具体涉及一种金属加工防震台面材料及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断发展，各行业对机械设备的要求也越来越高。各行业对机械加工的精度提出了更高的要求，提高其速度和效率也成为了必经之路，也是制造精密机械设备必然的要求。我们上述提到的提高速度和效率实质上就是要求缩短加工时间，与此同时，速度加快必然会引起加工过程中工件等的周期性振动，从而使得其相对位置发生变化而偏离轨道，这样不仅会影响加工精度和工件的质量，而且会产生崩刃打刀等问题，使加工进程无法继续。要解决这个问题主要是通过优化机械系统结构和提高金属加工台面材料性能等方法，加工台面是机械操作的主要场地，对于其抗冲压性以及减震性都有很高的要求。而目前所使用的金属加工台面材料具有制备周期较长、阻尼减振性能差、生产会产生污染等缺点。因此，研究开发一种减震性能佳的用于金属加工台面的材料对于推动整个机械行业的发展具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种金属加工防震台面材料，具有卓越的减震性能，力学性能佳，热性能稳定。
技术方案：一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30-50份、酚醛环氧树脂20-30份、聚甲基丙烯酸5-10份、玄武岩粉末5-10份、砾岩粉末10-15份、陶瓷微球2-5份、酚化酶解木质素1-2份、硅钛粉5-10份、二硫化钼2-5份、聚阴离子纤维素1-2份、土耳其红油0.4-0.8份、磷酸三丁酯0.2-0.4份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4-8份、淀粉黄原酸酯2-5份、聚四氟乙稀0.2-0.5份、二乙烯三胺6-10份、偏苯三酸酐4-8份、异丙醇5-10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1-0.3份、松节油50-70份。进一步优选的，所述的一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂40份、酚醛环氧树脂25份、聚甲基丙烯酸7.5份、玄武岩粉末7.5份、砾岩粉末13份、陶瓷微球3.5份、酚化酶解木质素1.5份、硅钛粉7份、二硫化钼3份、聚阴离子纤维素1.5份、土耳其红油0.6份、磷酸三丁酯0.3份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份、淀粉黄原酸酯4份、聚四氟乙稀0.3份、二乙烯三胺8份、偏苯三酸酐6份、异丙醇7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.2份、松节油60份。
进一步的，所述玄武岩粉末和砾岩粉末粒径为0.1-5mm。
进一步的，所述陶瓷微球粒径为100-200μm。
上述金属加工防震台面材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60-70℃，搅拌20-40min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50-60min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80-90℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80-90℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80-90℃下固化24-26h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
进一步优选的，步骤1中加热至65℃，搅拌时间为30min。
进一步优选的，步骤6中温度为85℃，时间为25h。
有益效果：本发明的金属加工防震台面材料的阻尼比最高可达到0.47，具有卓越的减震性能，其抗压强度最高可达153.7MPa，冲击强度为80.3KJ/m2，力学性能佳，同时热膨胀系数低，当在温度90℃时，其热膨胀系数最低仅为9.03×10-6/℃，热性能稳定。
具体实施方式
实施例1
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30份、酚醛环氧树脂20份、聚甲基丙烯酸5份、玄武岩粉末5份、砾岩粉末10份、陶瓷微球2份、酚化酶解木质素1份、硅钛粉5份、二硫化钼2份、聚阴离子纤维素1份、土耳其红油0.4份、磷酸三丁酯0.2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、淀粉黄原酸酯2份、聚四氟乙稀0.2份、二乙烯三胺6份、偏苯三酸酐4份、异丙醇5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1份、松节油50份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60℃，搅拌20min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化24h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
实施例2
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂35份、酚醛环氧树脂25份、聚甲基丙烯酸6份、玄武岩粉末6份、砾岩粉末11份、陶瓷微球3份、酚化酶解木质素1.5份、硅钛粉6份、二硫化钼3份、聚阴离子纤维素1.5份、土耳其红油0.5份、磷酸三丁酯0.3份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、淀粉黄原酸酯3份、聚四氟乙稀0.3份、二乙烯三胺7份、偏苯三酸酐5份、异丙醇6份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.2份、松节油55份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至65℃，搅拌25min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌55min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度85℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度85℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度85℃下固化25h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
实施例3
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂40份、酚醛环氧树脂25份、聚甲基丙烯酸7.5份、玄武岩粉末7.5份、砾岩粉末13份、陶瓷微球3.5份、酚化酶解木质素1.5份、硅钛粉7份、二硫化钼3份、聚阴离子纤维素1.5份、土耳其红油0.6份、磷酸三丁酯0.3份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份、淀粉黄原酸酯4份、聚四氟乙稀0.3份、二乙烯三胺8份、偏苯三酸酐6份、异丙醇7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.2份、松节油60份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至65℃，搅拌30min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌55min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度85℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度85℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度85℃下固化25h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
实施例4
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂50份、酚醛环氧树脂30份、聚甲基丙烯酸10份、玄武岩粉末10份、砾岩粉末15份、陶瓷微球5份、酚化酶解木质素2份、硅钛粉10份、二硫化钼5份、聚阴离子纤维素2份、土耳其红油0.8份、磷酸三丁酯0.4份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷8份、淀粉黄原酸酯5份、聚四氟乙稀0.5份、二乙烯三胺6-10份、偏苯三酸酐8份、异丙醇10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.3份、松节油70份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至70℃，搅拌40min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌60min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度90℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度90℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度90℃下固化26h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于不含有玄武岩粉末和砾岩粉末。具体地说是：
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30份、酚醛环氧树脂20份、聚甲基丙烯酸5份、、陶瓷微球2份、酚化酶解木质素1份、硅钛粉5份、二硫化钼2份、聚阴离子纤维素1份、土耳其红油0.4份、磷酸三丁酯0.2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、淀粉黄原酸酯2份、聚四氟乙稀0.2份、二乙烯三胺6份、偏苯三酸酐4份、异丙醇5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1份、松节油50份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60℃，搅拌20min；
步骤2：将陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化24h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
对比例2
本实施例与实施例1的区别在于不含有陶瓷微球和酚化酶解木质素。具体地说是：
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30份、酚醛环氧树脂20份、聚甲基丙烯酸5份、玄武岩粉末5份、砾岩粉末10份、硅钛粉5份、二硫化钼2份、聚阴离子纤维素1份、土耳其红油0.4份、磷酸三丁酯0.2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、淀粉黄原酸酯2份、聚四氟乙稀0.2份、二乙烯三胺6份、偏苯三酸酐4份、异丙醇5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1份、松节油50份。
上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60℃，搅拌20min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化24h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
对比例3
本实施例与实施例1的区别在于以酚醛环氧树脂代替聚甲基丙烯酸。具体地说是：
一种金属加工防震台面材料，由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30份、酚醛环氧树脂25份、玄武岩粉末5份、砾岩粉末10份、陶瓷微球2份、酚化酶解木质素1份、硅钛粉5份、二硫化钼2份、聚阴离子纤维素1份、土耳其红油0.4份、磷酸三丁酯0.2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、淀粉黄原酸酯2份、聚四氟乙稀0.2份、二乙烯三胺6份、偏苯三酸酐4份、异丙醇5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1份、松节油50份。上述金属加工防震台面材料的制备方法为：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60℃，搅拌20min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化24h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
表1金属加工防震台面材料的部分性能指标
注：热膨胀系数测定温度为90℃
上表为本发明材料的部分性能指标，我们可以看到，本发明材料的阻尼比最高可达到0.47，具有卓越的减震性能，其抗压强度最高可达153.7MPa，冲击强度为80.3KJ/m2，力学性能佳，同时热膨胀系数低，当在温度90℃时，其热膨胀系数最低仅为9.03×10-6/℃，热性能稳定。

Claims (7)

1.一种金属加工防震台面材料，其特征在于：由以下成分制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂30-50份、酚醛环氧树脂20-30份、聚甲基丙烯酸5-10份、玄武岩粉末5-10份、砾岩粉末10-15份、陶瓷微球2-5份、酚化酶解木质素1-2份、硅钛粉5-10份、二硫化钼2-5份、聚阴离子纤维素1-2份、土耳其红油0.4-0.8份、磷酸三丁酯0.2-0.4份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4-8份、淀粉黄原酸酯2-5份、聚四氟乙稀0.2-0.5份、二乙烯三胺6-10份、偏苯三酸酐4-8份、异丙醇5-10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1-0.3份、松节油50-70份。
2.根据权利要求1所述的一种金属加工防震台面材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：芳香胺缩水甘油基型环氧树脂40份、酚醛环氧树脂25份、聚甲基丙烯酸7.5份、玄武岩粉末7.5份、砾岩粉末13份、陶瓷微球3.5份、酚化酶解木质素1.5份、硅钛粉7份、二硫化钼3份、聚阴离子纤维素1.5份、土耳其红油0.6份、磷酸三丁酯0.3份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份、淀粉黄原酸酯4份、聚四氟乙稀0.3份、二乙烯三胺8份、偏苯三酸酐6份、异丙醇7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.2份、松节油60份。
3.如权利要求1所述的一种金属加工防震台面材料，其特征在于：所述玄武岩粉末和砾岩粉末粒径为0.1-5mm。
4.如权利要求1所述的一种金属加工防震台面材料，其特征在于：所述陶瓷微球粒径为100-200μm。
5.权利要求1至2任一项所述的一种金属加工防震台面材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将芳香胺缩水甘油基型环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚甲基丙烯酸、淀粉黄原酸酯、二乙烯三胺、偏苯三酸酐和异丙醇混合，加热至60-70℃，搅拌20-40min；
步骤2：将玄武岩粉末、砾岩粉末、陶瓷微球、酚化酶解木质素、硅钛粉、二硫化钼、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和松节油混合搅拌50-60min；
步骤3：过滤，用去离子水清洗后放入烘箱中在温度80-90℃下烘干；
步骤4：将所有组分混合，放入水浴锅中在温度80-90℃下搅拌均匀；
步骤5：倒入模具中，在室温下固化24小时；
步骤6：脱模，放入烘箱中，在温度80-90℃下固化24-26h；
步骤7：在室温下继续固化7天即得。
6.根据权利要求5所述的一种金属加工防震台面材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中加热至65℃，搅拌时间为30min。
7.根据权利要求5所述的一种金属加工防震台面材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中温度为85℃，时间为25h。
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