一种矿物复合材料以及制备工艺

本发明属于矿物复合材料，具体涉及一种矿物复合材料以及制备工艺。

背景技术：

1、矿物复合材料是以矿物颗粒为骨料并配以树脂等胶结料所形成的一种新型复合材料；工业领域的矿物复合材料俗称聚合物混凝土、树脂混凝土、人造花岗石等，其制品常称为矿物铸件；矿物复合材料以其高的振动阻尼性、高的耐蚀性和抗磁性、高的尺寸稳定性、成型时的形状完整性等优势，成为取代铸铁、铸钢等传统金属或天然花岗石，制造精密机床床身的理想材料。

2、申请号为cn201910088329.0的一种矿物复合材料的配方，该专利公开了包括树脂与骨料，所述树脂含有环氧树脂a，固化剂b，消泡剂，所述骨料含有砂子0.06-0.3mm，砂子0.6-1.02mm,粉煤灰fly ash,砂子2.0-3.5mm，砂子5-8mm，砂子9-15mm；制备方法包括以下步骤：搅拌树脂，用电动搅拌设备将配好液体料搅拌2分钟，然后倒入搅拌釜；将配好的粉料，按照骨料4-10的顺序加入搅拌釜，原则是按照粒径从小到大的顺序；全部骨料添加完毕后，关闭搅拌釜，启动搅拌桨，设置搅拌机频率为30-35hz，搅拌10分钟；打开搅拌釜，把搅拌桨上的骨料刮落到釜体，无残留的干骨料，再闭合搅拌釜。

3、现有的矿物复合材料制备时，主要使用环氧树脂作为基体材料，使得制备的矿物复合材料存在着耐冲击性和韧性不高的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿物复合材料以及制备工艺，提高制备矿物复合材料的耐冲击性和韧性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿物复合材料，包括基体材料、骨料、填料、增强材料、固化剂、增韧剂。

3、作为本发明的一种优选的技术方案，所述基体材料为改性酚醛树脂，所述改性酚醛树脂制备方法如下：将亚微米重晶石、酚醛树脂、纳米二氧化硅在高速搅拌球磨机中进行湿法共混改性。

4、作为本发明的一种优选的技术方案，所述湿法共混改性的矿浆浓度为30-40％，共混时间为20-30min。

5、作为本发明的一种优选的技术方案，所述骨料包括粗骨料和细骨料，所述粗骨料为石灰石、花岗岩、河卵石的碎石；所述细骨料为河砂。

6、作为本发明的一种优选的技术方案，所述填料包括工业废料和粉末材料，工业废料包括粉煤灰、硅灰石、煤渣；粉末材料包括三氧化二铝、氧化钙。

7、作为本发明的一种优选的技术方案，所述增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、钢纤维。

8、作为本发明的一种优选的技术方案，所述固化剂为乙二胺。

9、作为本发明的一种优选的技术方案，所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚苯醚酮中的一种。

10、本发明还公开了一种矿物复合材料的制备工艺，所述制备工艺如下：

11、步骤一：将基体材料、固化剂、增韧剂置于搅拌器中混合均匀，并向搅拌器内加入骨料、填料、增强材料，搅拌使其混合均匀，得到混合料；对模具表面进行磨光处理，并清洗模具；

12、步骤二：在模具内壁涂上一层脱模剂；

13、步骤三：将混合料浇筑在模具上，使其成型；

14、步骤四：脱模，从而得到成品。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、基体材料采用改性酚醛树脂，由于纳米-亚微米矿物粒度小、比表面积大、表面非配对原子多、表面化学活性高，在其表面复合酚醛树脂，因而与酚醛树脂结合能力强，并可对酚醛树脂的物化性能产生特殊作用，可抑制有机物的热分解,提高酚醛树脂的热分解温度，纳米改性酚醛树脂的耐热性明显优于普通酚醛树脂，增加了矿物复合材料的耐热变形性能，纳米改性酚醛树脂流动性和界面黏结性也得到改善，固化树脂的耐冲击性和韧性也明显增大；

17、增韧剂的加入，进一步增加矿物复合材料的抗冲击和刚度性能。

技术特征：

1.一种矿物复合材料，其特征在于：包括基体材料、骨料、填料、增强材料、固化剂、增韧剂。

2.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述基体材料为改性酚醛树脂，所述改性酚醛树脂制备方法如下：将亚微米重晶石、酚醛树脂、纳米二氧化硅在高速搅拌球磨机中进行湿法共混改性。

3.根据权利要求2所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述湿法共混改性的矿浆浓度为30-40％，共混时间为20-30min。

4.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述骨料包括粗骨料和细骨料，所述粗骨料为石灰石、花岗岩、河卵石的碎石；所述细骨料为河砂。

5.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述填料包括工业废料和粉末材料，工业废料包括粉煤灰、硅灰石、煤渣；粉末材料包括三氧化二铝、氧化钙。

6.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、钢纤维。

7.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述固化剂为乙二胺。

8.根据权利要求1所述的一种矿物复合材料，其特征在于：所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚苯醚酮中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种矿物复合材料的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺如下：

技术总结
本发明公开了一种矿物复合材料以及制备工艺，包括基体材料、骨料、填料、增强材料、固化剂、增韧剂；所述基体材料为改性酚醛树脂，所述改性酚醛树脂制备方法如下：将亚微米重晶石、酚醛树脂、纳米二氧化硅在高速搅拌球磨机中进行湿法共混改性；本发明的有益效果是：基体材料采用改性酚醛树脂，由于纳米‑亚微米矿物粒度小、比表面积大、表面非配对原子多、表面化学活性高，在其表面复合酚醛树脂，因而与酚醛树脂结合能力强，并可对酚醛树脂的物化性能产生特殊作用，可抑制有机物的热分解,提高酚醛树脂的热分解温度，纳米改性酚醛树脂的耐热性明显优于普通酚醛树脂，增加了矿物复合材料的耐热变形性能。

技术研发人员：赵明威,王建军,刘辉
受保护的技术使用者：陕西工业职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16