一种高强度矿物床身复合材料及制备办法的制作方法

1.本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高强度矿物床身复合材料及制备办法。

背景技术：

2.矿物床身复合材料也叫矿物铸件，是一种包含有机树脂和无机骨填料的复合材料，矿物铸件正在代替传统钢结构和铸件，特别是在高精度高速机床行业，正逐步地替代传统钢结构和铸铁作为床身。矿物床身优点主要是吸震能力强，尺寸稳定性好，床身几何精度高，热稳定性好。目前的技术，压缩强度偏低，基本在130mpa以下，在受力较大的结构，低压缩强度存在设计受限的问题，需要提升材料的压缩强度达到160mpa以上，另外压缩弹性模量偏低也是问题，需要将压缩弹性模量提升到40gpa以上，高压缩强度和模量能满足床身材料高机械强度的需求。

技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种高强度矿物床身复合材料及制备办法。
4.实现本发明目的的技术方案是：一种高强度矿物床身复合材料，具有以下质量份的组分：环氧树脂80、活性稀释剂20、改性固化剂30、石填料926，所述改性固化剂的制备方法为：将双官能脂环胺4,4
′‑
甲撑双环己烷胺与单官能缩水甘油醚在80℃，氮气保护环境下，预反应2小时。
5.上述技术方案所述环氧树脂为双酚a型腰果酚环氧树脂。
6.上述技术方案所述活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚。
7.上述技术方案所述石填料包括以下质量份的组分：20-30mm的花岗岩碎石 160、10-20mm的花岗岩碎石 160、5-10mm花岗岩碎石 120、0-5mm花岗岩碎石 120、10-50目的机制沙 100、50-100目的机制沙 100、800目的粉煤灰 150、6mm的玻璃纤维 8、1mm的碳纤维 6
0.5mm的碳纤维 5。
8.所述单官能缩水甘油醚为4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚或辛基缩水甘油醚中的一种。
9.一种高强度矿物床身的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一，制备改性固化剂，步骤二，将环氧树脂和活性稀释剂在80℃真空混合30分钟，通过水冷将温度降低到20℃，加入改性固化剂搅拌混合，速度控制在5分钟加完，混合搅拌5分钟；步骤三，将石填料按照配比plc下料并在搅拌机预混合4分钟，然后将步骤二中的预混合树脂体系和石填料再次混合10分钟，将混合后的混料通过振动台模具浇铸成型120分钟，24℃反应固化16小时，脱模，高精加工。
10.上述技术方案所述步骤三中，先将粉煤灰和机制沙边投入边搅拌0.5分钟，然后将4种花岗岩碎石加入搅拌0.5分钟，接着将玻璃纤维加入搅拌0.5分钟，最后加入两种碳纤维一起搅拌2.5分钟。
11.采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：本发明开发高强度的矿物床身复合材料，其压缩强度可以达到160mpa以上，弹性模量可以达到40gpa以上，可以有效解决现有技术强度和模量不足，应用范围受限的问题。
具体实施方式
12.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
13.实施例1准备以下质量份的组分：双酚a型腰果酚环氧树脂80、1,4-丁二醇二缩水甘油醚20、改性固化剂30、20-30mm的花岗岩碎石 160、10-20mm的花岗岩碎石 160、5-10mm花岗岩碎石 120、0-5mm花岗岩碎石 120、10-50目的机制沙 100、50-100目的机制沙 100、800目的粉煤灰 150、6mm的玻璃纤维 81mm的碳纤维 60.5mm的碳纤维 5，制备改性固化剂：将双官能脂环胺4,4
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甲撑双环己烷胺与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚在80℃，氮气保护环境下，预反应2小时。
14.将双酚a型腰果酚环氧树脂和1,4-丁二醇二缩水甘油醚在80℃真空混合30分钟，
通过水冷将温度降低到20℃，加入改性固化剂搅拌混合，速度控制在5分钟加完，混合搅拌5分钟后得到预混合树脂体系；将粉煤灰和机制沙边投入边搅拌0.5分钟，以便粉煤灰微细颗粒能够和沙粒微孔融合然后将4种花岗岩碎石加入搅拌0.5分钟，接着将玻璃纤维加入搅拌0.5分钟，玻璃纤维加入可以在搅拌机里被剪切成超短纤维对体系有效增强，最后加入两种碳纤维一起搅拌2.5分钟，碳纤维被搅拌分散在树脂砂浆体系中，增加了复合材料制品的模量；然后将预混合树脂体系和石填料再次混合10分钟，将混合后的混料通过振动台模具浇铸成型120分钟，24℃反应固化16小时，脱模，高精加工。
15.将高强度矿物床身复合材料进行压缩强度检测：将高强度矿物床身复合材料通过模具制成40*40*160样条，通过压力试验机测试发生压力破坏的力，计算得到压缩强度：163.84mpa。
16.将高强度矿物床身复合材料进行压缩模量检测：将高强度矿物床身复合材料通过模具制成40*40*160样条，通过压力试验机测试发生压力破坏的力，计算得到压缩模量：42.37gpa。
17.实施例2准备以下质量份的组分：双酚a型腰果酚环氧树脂80、1,4-丁二醇二缩水甘油醚20、改性固化剂30、20-30mm的花岗岩碎石 160、10-20mm的花岗岩碎石 160、5-10mm花岗岩碎石 120、0-5mm花岗岩碎石 120、10-50目的机制沙 100、50-100目的机制沙 100、800目的粉煤灰 150、6mm的玻璃纤维 81mm的碳纤维 60.5mm的碳纤维 5，制备改性固化剂：将双官能脂环胺4,4
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甲撑双环己烷胺与辛基缩水甘油醚在80℃，氮气保护环境下，预反应2小时。
18.将双酚a型腰果酚环氧树脂和1,4-丁二醇二缩水甘油醚在80℃真空混合30分钟，通过水冷将温度降低到20℃，加入改性固化剂搅拌混合，速度控制在5分钟加完，混合搅拌5分钟后得到预混合树脂体系；将粉煤灰和机制沙边投入边搅拌0.5分钟，以便粉煤灰微细颗粒能够和沙粒微孔融合然后将4种花岗岩碎石加入搅拌0.5分钟，接着将玻璃纤维加入搅拌0.5分钟，玻璃纤维加入可以在搅拌机里被剪切成超短纤维对体系有效增强，最后加入两种碳纤维一起搅拌2.5分钟，碳纤维被搅拌分散在树脂砂浆体系中，增加了复合材料制品的模量；然后将预混合树脂体系和石填料再次混合10分钟，将混合后的混料通过振动台模具浇铸成型120分钟，
24℃反应固化16小时，脱模，高精加工。
19.将高强度矿物床身复合材料进行压缩强度检测：将高强度矿物床身复合材料通过模具制成40*40*160样条，通过压力试验机测试发生压力破坏的力，计算得到压缩强度：165.33mpa。
20.将高强度矿物床身复合材料进行压缩模量检测：将高强度矿物床身复合材料通过模具制成40*40*160样条，通过压力试验机测试发生压力破坏的力，计算得到压缩模量：43.22gpa。
21.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高强度矿物床身复合材料，其特征在于，具有以下质量份的组分：环氧树脂80、活性稀释剂20、改性固化剂30、石填料926，所述改性固化剂的制备方法为：将双官能脂环胺4,4
′‑
甲撑双环己烷胺与单官能缩水甘油醚在80℃，氮气保护环境下，预反应2小时。2.根据权利要求1所述的一种高强度矿物床身复合材料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚a型腰果酚环氧树脂。3.根据权利要求1所述的一种高强度矿物床身复合材料，其特征在于：所述活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚和间苯二酚环氧树脂的混合溶液。4.根据权利要求1所述的一种高强度矿物床身复合材料，其特征在于，所述石填料包括以下质量份的组分：20-30mm的花岗岩碎石 160、10-20mm的花岗岩碎石 160、5-10mm花岗岩碎石 120、0-5mm花岗岩碎石 120、10-50目的机制沙 100、50-100目的机制沙 100、800目的粉煤灰 150、6mm的玻璃纤维 8、1mm的碳纤维 60.5mm的碳纤维 5。5.根据权利要求1所述的一种高强度矿物床身复合材料，其特征在于：所述单官能缩水甘油醚为4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚或辛基缩水甘油醚中的一种。6.一种如权利要求1所述的高强度矿物床身的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤一，制备改性固化剂，步骤二，将环氧树脂和活性稀释剂在80℃真空混合30分钟，通过水冷将温度降低到20℃，加入改性固化剂搅拌混合，速度控制在5分钟加完，混合搅拌5分钟；步骤三，将石填料按照配比plc下料并在搅拌机预混合4分钟，然后将步骤二中的预混合树脂体系和石填料再次混合10分钟，将混合后的混料通过振动台模具浇铸成型120分钟，24℃反应固化16小时，脱模，高精加工。7.根据权利要求6所述的一种高强度矿物床身的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，先将粉煤灰和机制沙边投入边搅拌0.5分钟，然后将4种花岗岩碎石加入搅拌0.5分钟，接着将玻璃纤维加入搅拌0.5分钟，最后加入两种碳纤维一起搅拌2.5分钟。

技术总结

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高强度矿物床身复合材料及制备办法，具有以下质量份的组分：环氧树脂80、活性稀释剂20、改性固化剂30、石填料926。制备床身时，将预混合的环氧树脂、活性稀释剂、改性固化剂和石填料基于PLC配比下料，混合成混料；将混合后的混料通过振动台模具浇铸成型120分钟，24℃反应固化16小时，脱模，高精加工得到高强度矿物床身。本发明开发高强度的矿物床身复合材料，其压缩强度可以达到160Mpa以上，弹性模量可以达到40Gpa以上，可以有效解决现有技术强度和模量不足，应用范围受限的问题。应用范围受限的问题。