本发明属于模具材料技术领域，具体涉及一种金属树脂复合模具材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，制造业市场环境发生了很大变化一方面表现为消费者兴趣的时效性和消费者需求的日益主体化、个性化和多元化另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化和打破，使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争，将多样化的产品快速推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障。快速原型制造技术就是在这种背景下逐步形成并得以发展的。
金属树脂是添加金属粉末、小颗粒或者金属细针到树脂中的一种模具原料。加入的金属既能增加树脂的导热性从而降低树脂收缩率，又可提高树脂强度、硬度、抗拉性能、耐磨性能等。金属树脂快速制模即借用金属浇注方法，将己准备好的浇注原料注入一定的型腔中使其固化完成聚合或缩聚反应，从而制得模具的方法。树脂基复合模具材料与其他快速模具材料相比，具有较高的形状稳定性、弯曲强度、冲击韧性、浇注能力、硬度和耐腐蚀性等。它缩短了模具制作时间、降低了模具制作成本、提高了模具加工精度，而且推动了模具工业的快速发展
因此，快速制作树脂型面拉延模具是一种用改性有机树脂与结构微粒复合物作为成形材料的模具，这种模具组成材料的研制是非常重要的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种金属树脂复合模具材料及其制备方法。
一种金属树脂复合模具材料，原料以重量份计包括：环氧树脂100-120份，铝粉20-30份，碳化硅3-8份，石墨1-3份，石英粉2-5份，短切玻璃纤维3-6份，碳酸钙2-4份，增韧剂4-10份，消泡剂3-7份，固化剂2-5份，甲苯3-5份，正丁醇5-8份。
优选地，所述环氧树脂为e44环氧树脂。
优选地，所述固化剂为t-31固化剂。
优选地，所述增韧剂为低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物，低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的质量比为2：3。
优选地，所述碳化硅是经过二氧化钛包覆改性的。
优选地，所述短切玻璃纤维长度在3-4mm。
上述金属树脂复合模具材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将碳化硅粉末置于石英舟中，加热至700-800℃保温40-60min，放冷后用稀盐酸洗涤至恒重，烘干后与二氧化钛、甘油、硬脂酸混合，球磨，得到二氧化钛包覆的碳化硅；
步骤2，将环氧树脂、铝粉加至甲苯和正丁醇的混合液中，搅拌条件下加入二氧化钛包覆的碳化硅、石墨、石英粉、短切玻璃纤维、碳酸钙、增韧剂、消泡剂、固化剂，超声分散，固化，即得。
优选地，步骤1中每1份碳化硅与2份二氧化钛、0.2份甘油、0.3份硬脂酸混合。
e型环氧树脂（e51、e44、e42）在未固化前为线性热塑性树脂，与固化剂配合固化后交联成不熔不溶的树脂固化物，表现出优异的机械性能、加工性能、耐化学药品性、电气绝缘性、尺寸稳定性、低吸水率、粘接性能和耐腐蚀性；t-31固化剂不溶于水也不吸湿，水分的存在对固化反应几乎没有影响，因此它可以在低温和湿度＞80%的水下施工，且具有粘接力强、固化速度快、操作简便等特点，可与各种型号的环氧树脂相配；甲苯和正丁醇的混合物可以调节环氧树脂的粘度，提高浸渍、滴浸、粘合剂和层压配方的润湿性，并且可以增加填料（石墨、石英粉、短切玻璃纤维和碳酸钙）的填充体积；低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物一方面能参加环氧树脂的固化反应，另一方面也能与环氧树脂混溶，起到增韧作用；碳化硅经过二氧化钛包覆改性后既可以降低固化剂的黏度，又参与固化剂的硬化反应，进入树脂网状体型结构之中，显著提高材料的硬度、压缩强度和弯曲强度。
本发明制得的复合模具材料具有良好的机械性能，可广泛应用。
具体实施方式
实施例1
一种金属树脂复合模具材料，原料以重量份计包括：环氧树脂100份，铝粉20份，碳化硅3份，石墨1份，石英粉2份，短切玻璃纤维3份，碳酸钙2份，增韧剂4份，消泡剂3份，固化剂2份，甲苯3份，正丁醇5份。
其中，所述环氧树脂为e44环氧树脂；所述固化剂为t-31固化剂；所述增韧剂为低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物，低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的质量比为2：3；所述碳化硅是经过二氧化钛包覆改性的；所述短切玻璃纤维长度在3-4mm。
上述金属树脂复合模具材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将碳化硅粉末置于石英舟中，加热至700℃保温60min，放冷后用稀盐酸洗涤至恒重，烘干后与二氧化钛、甘油、硬脂酸混合，每1份碳化硅与2份二氧化钛、0.2份甘油、0.3份硬脂酸混合，球磨，得到二氧化钛包覆的碳化硅；
步骤2，将环氧树脂、铝粉加至甲苯和正丁醇的混合液中，搅拌条件下加入二氧化钛包覆的碳化硅、石墨、石英粉、短切玻璃纤维、碳酸钙、增韧剂、消泡剂、固化剂，超声分散，固化，即得。
所得材料的压缩强度为104.92mpa，弯曲强度为81.35mpa，硬度为23.21n/mm2。
实施例2
一种金属树脂复合模具材料，原料以重量份计包括：环氧树脂104份，铝粉22份，碳化硅5份，石墨2份，石英粉3份，短切玻璃纤维5份，碳酸钙3份，增韧剂6份，消泡剂4份，固化剂3份，甲苯4份，正丁醇6份。
其中，所述环氧树脂为e44环氧树脂；所述固化剂为t-31固化剂；所述增韧剂为低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物，低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的质量比为2：3；所述碳化硅是经过二氧化钛包覆改性的；所述短切玻璃纤维长度在3-4mm。
上述金属树脂复合模具材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将碳化硅粉末置于石英舟中，加热至700℃保温60min，放冷后用稀盐酸洗涤至恒重，烘干后与二氧化钛、甘油、硬脂酸混合，每1份碳化硅与2份二氧化钛、0.2份甘油、0.3份硬脂酸混合，球磨，得到二氧化钛包覆的碳化硅；
步骤2，将环氧树脂、铝粉加至甲苯和正丁醇的混合液中，搅拌条件下加入二氧化钛包覆的碳化硅、石墨、石英粉、短切玻璃纤维、碳酸钙、增韧剂、消泡剂、固化剂，超声分散，固化，即得。
所得材料的压缩强度为105.17mpa，弯曲强度为80.78mpa，硬度为22.65n/mm2。
实施例3
一种金属树脂复合模具材料，原料以重量份计包括：环氧树脂109份，铝粉25份，碳化硅5份，石墨2份，石英粉4份，短切玻璃纤维5份，碳酸钙2份，增韧剂7份，消泡剂5份，固化剂4份，甲苯3份，正丁醇7份。
其中，所述环氧树脂为e44环氧树脂；所述固化剂为t-31固化剂；所述增韧剂为低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物，低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的质量比为2：3；所述碳化硅是经过二氧化钛包覆改性的；所述短切玻璃纤维长度在3-4mm。
上述金属树脂复合模具材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将碳化硅粉末置于石英舟中，加热至700℃保温60min，放冷后用稀盐酸洗涤至恒重，烘干后与二氧化钛、甘油、硬脂酸混合，每1份碳化硅与2份二氧化钛、0.2份甘油、0.3份硬脂酸混合，球磨，得到二氧化钛包覆的碳化硅；
步骤2，将环氧树脂、铝粉加至甲苯和正丁醇的混合液中，搅拌条件下加入二氧化钛包覆的碳化硅、石墨、石英粉、短切玻璃纤维、碳酸钙、增韧剂、消泡剂、固化剂，超声分散，固化，即得。
所得材料的压缩强度为102.89mpa，弯曲强度为79.15mpa，硬度为21.35n/mm2。
实施例4
一种金属树脂复合模具材料，原料以重量份计包括：环氧树脂120份，铝粉30份，碳化硅8份，石墨3份，石英粉4份，短切玻璃纤维6份，碳酸钙4份，增韧剂10份，消泡剂7份，固化剂5份，甲苯5份，正丁醇8份。
其中，所述环氧树脂为e44环氧树脂；所述固化剂为t-31固化剂；所述增韧剂为低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的混合物，低分子量聚酰胺和液体丁腈橡胶的质量比为2：3；所述碳化硅是经过二氧化钛包覆改性的；所述短切玻璃纤维长度在3-4mm。
上述金属树脂复合模具材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将碳化硅粉末置于石英舟中，加热至700℃保温60min，放冷后用稀盐酸洗涤至恒重，烘干后与二氧化钛、甘油、硬脂酸混合，每1份碳化硅与2份二氧化钛、0.2份甘油、0.3份硬脂酸混合，球磨，得到二氧化钛包覆的碳化硅；
步骤2，将环氧树脂、铝粉加至甲苯和正丁醇的混合液中，搅拌条件下加入二氧化钛包覆的碳化硅、石墨、石英粉、短切玻璃纤维、碳酸钙、增韧剂、消泡剂、固化剂，超声分散，固化，即得。
所得材料的压缩强度为106.15mpa，弯曲强度为78.35mpa，硬度为21.23n/mm2。