[发明专利]一种陶瓷基代木材料、其制备方法及应用

说明书

本发明属于代木材料技术领域，具体涉及一种陶瓷基代木材料、其制备方法及应用。所述陶瓷基代木材料由A组分和B组分制成，其中，所述A组分包括环氧树脂30‑50重量份、增韧剂5‑20重量份、触变剂0.5‑3重量份、中空陶瓷微珠5‑30重量份、消泡剂0.1‑0.5重量份、分散剂0.1‑0.5重量份；所述B组分为固化剂；所述A组分和B组分的质量比为100:(10‑30)。本发明提供的陶瓷基代木材料，体系流变性好，原料混合粘度低，制品力学性能优异，重量轻，成本低，能够满足140℃‑150℃的高温使用需求，特别适合用于制备耐高温代木模具。

技术领域

本发明属于代木材料技术领域，具体涉及一种陶瓷基代木材料、其制备方法及应用。

背景技术

“代木”是指采用使用寿命长、经济效益高、符合环保要求、能为社会所接受的非木质材料及其制品替代木材及其制品，实现木材资源与其他资源的优化配置，减少木材消耗。它分为代木金属材料、代木无机非金属材料、代木高分子材料和代木复合材料。随着科学技术的不断进步和新型材料的不断涌现，代木材料在近半个世纪以来得到了迅速的发展，并以其卓越的性能和低廉的价格广泛应用于生产、建筑、包装和交通运输等诸多领域。

其中，代木高分子材料又称可机加工树脂板材，是一种无木纹的高分子有机复合物。它既具有良好的强度、塑性、柔韧，还具有易切削、易雕刻、不开裂、不变型等特点，可以用CNC加工，也可以用手工雕刻及修饰。例如，代木不会因灌模时的高温造成如传统木材脱水而尺寸变小，导致精确度降低，可当作要求高精度“翻砂模”。随着我国生产技术和产品档次的不断提升，对模具制作提出更高的要求。随之而来的将是代木高分子材料在模具制作中的普遍应用。它对提高模具质量，缩短模具制作周期，提高模具生产效率，将起到行之有效的促进作用。它将大大地改善劳动生产环境，降低生产成本，提高模具的质量。

代木高分子材料的制备过程，一般是通过在不饱和树脂中加入各种助剂，再加入固化剂，抽出里面的空气，经过固化而成。然而，现有的代木高分子材料仍存在制品重量大，综合力学性能不理想，不能满足高温使用需求，制备过程原料混合粘度大，制备过程困难，成本较高等诸多问题，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种体系流变性好，原料混合粘度低，制品力学性能优异，重量轻，成本低，能够满足140℃-150℃的高温使用需求的陶瓷基代木材料、其制备方法及应用。

为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种陶瓷基代木材料，所述陶瓷基代木材料由A组分和B组分制成，其中，所述A组分包括环氧树脂30-50重量份、增韧剂5-20重量份、触变剂0.5-3重量份、中空陶瓷微珠5-30重量份、消泡剂0.1-0.5重量份、分散剂0.1-0.5重量份；所述B组分为固化剂；所述A组分和B组分的质量比为100:(10-30)。

中空陶瓷微珠是近年新发展起来的一种新型材料，具有轻质和隔热等优点。它具有极高的熔点及惰性，耐温可达1500-1700度，本发明通过特别添加中空陶瓷微珠作为树脂填充剂，能够增强材料的耐高温上限。另外，它可提高制品的机械加工性能和力学性能，提高抗张强度和模量；降低制品的收缩率、提高尺寸稳定性和热变形温度；改善制品外观，增加硬度和耐磨性。

将耐高温、低热膨胀系数的中空陶瓷微珠用做树脂填充剂，生产出的代木材料可满足高温使用需求。并且，使用中空陶瓷微珠的体系具有较低的粘度，较好的流动性，较低比重，可大大减轻制品的重量，降低成本。此外，中空陶瓷微珠的球形结构具有最小的比表面积，对树脂的需求量也最少。

进一步的，所述A组分中，中空陶瓷微珠的添加量为10-25重量份。该添加比例下，具有较佳的综合力学性能。

进一步的，所述A组分中，中空陶瓷微珠的添加量为15-20重量份。该添加比例下，具有最佳的综合力学性能。