本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种人造花岗岩复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着我国航空航天、天文观测、激光核聚变、军工业、现代医疗、汽车制造等国家高新技术领域的发展与需求，迫使对机床设备提出越来越高的要求。为了这些高新行业的发展需要，高精度、智能化、高效率、绿色循环已成为先进制造装备技术的发展趋势。为了降低加工时间，提高加工效率，必然要增大切削量、提高切削速度，但是也会引起机床的振动，过大振动对机床加工是及其不利的，尤其是对超精密加工而言，甚至会出现崩刃现象，严重影响机床的正常工作和工作寿命。机床振动会直接影响到加工的形状轮廓精度和表面粗糙度和加工尺寸精度，而且产生的噪声也会影响操作人员的工作环境。床身作为机床核心基础件之一，除了承担其他单元部件的重量以外，其主要作用就是减振功能。
为了减低机床的振动，提高床身性能通常通过以下两种方式来改善：(1)通过优化机床结构；(2)采用新型性能优良材料。传统床身的制造多采用铸铁材料，之所以较多采用铸铁材料，主要是因为铸铁材料抗压强度高、热膨胀系数小、尺寸稳定、良好的流动性、易加工性、加工工艺成熟，但是材料的阻尼特性达到了极限，无法消除在机械加工过程产生的振动，影响加工精度和表面粗糙度，而且铸铁材料也存在其他缺点：如制造工艺复杂、制造成本高、耐腐蚀性差、能耗消耗大，污染严重，加工周期长、残余热应力无法完全消除，热稳定差，吸振性差，这些缺点严重背离了绿色发展趋势。由于天然花岗岩表面内部本身存在裂纹和气孔，经过矿山设备切割、破碎处理后，骨料表面难免会产生微裂纹和缺陷，这些裂纹和缺陷在常温搅拌过程中，粘结剂很难浸入到微裂缝中，骨料与粘结剂粘结不充分，影响材料的抗压强度。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种人造花岗岩复合材料及其制备方法，将粗骨料浸入经过水浴加热的粘结剂预处理，通过加热粘结剂使得粘结剂的流动性更佳容易填补、修复骨料表面的微裂缝和缺陷，使得骨料与粘结剂粘结更加牢固，提高材料的抗压强度，能够满足超精密床身的性能要求。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种人造花岗岩复合材料，它是由下述重量百分比的原料制成：骨料89.9%、树脂5.4%、固化剂3.6%和稀释剂1.1%。
所述骨料为济南青花岗岩骨料，按照尺寸大小分为5个等级，5个等级的重量配比如下：粒径<0.18mm：10%~15%，粒径0.18mm~2.36mm：10%~15%，粒径2.36mm~5mm：35%~40%，粒径5mm~10mm：20%~25%，粒径10mm~15mm：15%。
所述树脂为双酚a型环氧树脂e44，固化剂为650型聚酰胺树脂，稀释剂为丙酮。
所述的人造花岗岩复合材料的制备方法，步骤如下：
（1）将骨料清洗、破碎、筛分、烘干，得到粗骨料和细骨料，其中粗骨料为粒径大于2.36mm的骨料，细骨料为粒径小于2.36mm的骨料；
（2）按照重量配比称取树脂、固化剂和稀释剂，混合搅匀得到粘接剂；
（3）骨料预处理；将步骤（2）得到粘接剂进行水浴加热，然后将步骤（1）中的粗骨料加入经过水浴加热的粘结剂中，搅拌，待粘结剂完全浸入骨料表面缺陷，取出骨料，筛分，恒温烘干处理；
（4）按照步骤（2）的方法重新制备粘结剂，将步骤（3）预处理后的粗骨料和步骤（1）得到的细骨料按照配比称重，混匀，并与该重新制备的粘结剂混合搅拌均匀，注入到涂有脱模剂的模具中，模具固定在振动台上振动成型；
（5）室温固化、养护，成品。
所述步骤（3）中水浴加热后的粘结剂温度为40~45℃，搅拌时间为20min。
所述步骤（3）中的恒温烘干处理时的温度为20~40℃，烘干时间为8~12h。
所述步骤（4）中振动台的振动频率为100~125hz，振幅0.14~0.25mm，振动时间30min。
所述步骤（5）中室温固化24h，室温养护10天。
本发明的有益效果：人造花岗岩复合材料制备所用的骨料是天然石料经过切割、破碎、筛分而得，花岗岩表面内部本身存在裂纹和气孔，经过矿山设备切割、破碎处理后，骨料表面难免会产生微裂纹和缺陷，这些裂纹和缺陷在常温搅拌过程中，常温下粘结剂难浸入到微裂缝中，骨料与粘结剂粘结不充分，影响材料的抗压强度、抗弯强度、抗冲击性能等。
本发明采用人造花岗岩复合材料水浴加热粘结剂浸入骨料预处理方法，与常规方法制备的人造花岗岩复合材料，粘结剂经过水浴加热后，更加容易浸入骨料表面微裂痕和缺陷，对骨料表面进行填补、修复，使得骨料与粘结剂粘结更加牢固，提高材料的抗压强度。人造花岗岩复合材料骨料水浴加热搅拌预处理技术能够减少因骨料表面微裂痕和缺陷造成的抗压强度低现象，提高了人造花岗岩复合材料的抗压强度。经过实验得知，采用骨料水浴加热粘结剂搅拌预处理技术制备的人造花岗岩复合材料，比常规方法制备的人造花岗岩复合材料抗压强度提高了10%～15%。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例的人造花岗岩复合材料的制备方法，步骤如下：
（1）将骨料清洗、破碎、筛分、烘干，得到粗骨料和细骨料，其中粗骨料为粒径大于2.36mm的骨料，细骨料为粒径小于2.36mm的骨料；骨料选用“济南青”天然花岗岩5000g，其中：
粒径<0.18mm，500g，占骨料总量10%；
粒径0.18mm~2.36mm，750g，占骨料总量15%；
粒径2.36mm~5mm，1750g，占骨料总量35%；
粒径5mm~10mm，1250g，占骨料总量25%；
粒径10mm~15mm，750g，占骨料总量15%；
（2）按照重量配比称取双酚a型环氧树脂e44300g、650型聚酰胺树脂200g和丙酮60g，混合搅匀得到粘接剂；
（3）骨料预处理；将步骤（2）得到粘接剂进行水浴加热至40℃，然后将步骤（1）中的粗骨料加入经过水浴加热的粘结剂中，搅拌20min，待粘结剂完全浸入骨料表面缺陷，取出骨料，筛分，在20℃的条件下烘干12h；
（4）按照步骤（2）的方法重新制备粘结剂，将步骤（3）预处理后的粗骨料和步骤（1）得到的细骨料按照配比称重，混匀，并与该重新制备的粘结剂混合后注入强制搅拌机搅拌5min，搅拌均匀后，注入到涂有脱模剂的模具中，模具固定在振动台上振动成型，振动台的振动频率为100~125hz，振幅0.14~0.25mm，振动时间30min；
（5）室温固化24h、室温养护10天，成品。
通过上述制备方法和骨料配比获得人造花岗岩复合材料，其抗压强度为125.5mpa。
实施例2
本实施例的人造花岗岩复合材料的制备方法，步骤如下：
（1）将骨料清洗、破碎、筛分、烘干，得到粗骨料和细骨料，其中粗骨料为粒径大于2.36mm的骨料，细骨料为粒径小于2.36mm的骨料；骨料选用“济南青”天然花岗岩5000g，其中：
粒径<0.18mm，500g，占骨料总量10%；
粒径0.18mm~2.36mm，750g，占骨料总量15%；
粒径2.36mm~5mm，1750g，占骨料总量35%；
粒径5mm~10mm，1250g，占骨料总量25%；
粒径10mm~15mm，750g，占骨料总量15%；
（2）按照重量配比称取双酚a型环氧树脂e44300g、650型聚酰胺树脂200g和丙酮60g，混合搅匀得到粘接剂；
（3）骨料预处理；将步骤（2）得到粘接剂进行水浴加热至45℃，然后将步骤（1）中的粗骨料加入经过水浴加热的粘结剂中，搅拌20min，待粘结剂完全浸入骨料表面缺陷，取出骨料，筛分，在40℃的条件下烘干8h；
（4）按照步骤（2）的方法重新制备粘结剂，将步骤（3）预处理后的粗骨料和步骤（1）得到的细骨料按照配比称重，混匀，并与该重新制备的粘结剂混合后注入强制搅拌机搅拌5min，搅拌均匀后，注入到涂有脱模剂的模具中，模具固定在振动台上振动成型，振动台的振动频率为100~125hz，振幅0.14~0.25mm，振动时间30min；
（5）室温固化24h、室温养护10天，成品。
通过上述制备方法和骨料配比获得人造花岗岩复合材料，其抗压强度为116.7mpa。
实施例3
本实施例的人造花岗岩复合材料的制备方法，步骤如下：
（1）将骨料清洗、破碎、筛分、烘干，得到粗骨料和细骨料，其中粗骨料为粒径大于2.36mm的骨料，细骨料为粒径小于2.36mm的骨料；骨料选用“济南青”天然花岗岩5000g，其中：
粒径<0.18mm，750g，占骨料总量15%；
粒径0.18mm~2.36mm，500g，占骨料总量10%；
粒径2.36mm~5mm，2000g，占骨料总量40%；
粒径5mm~10mm，1000g，占骨料总量20%；
粒径10mm~15mm，750g，占骨料总量15%；
（2）按照重量配比称取双酚a型环氧树脂e44300g、650型聚酰胺树脂200g和丙酮60g，混合搅匀得到粘接剂；
（3）骨料预处理；将步骤（2）得到粘接剂进行水浴加热至42℃，然后将步骤（1）中的粗骨料加入经过水浴加热的粘结剂中，搅拌20min，待粘结剂完全浸入骨料表面缺陷，取出骨料，筛分，在30℃的条件下烘干10h；
（4）按照步骤（2）的方法重新制备粘结剂，将步骤（3）预处理后的粗骨料和步骤（1）得到的细骨料按照配比称重，混匀，并与该重新制备的粘结剂混合后注入强制搅拌机搅拌5min，搅拌均匀后，注入到涂有脱模剂的模具中，模具固定在振动台上振动成型，振动台的振动频率为100~125hz，振幅0.14~0.25mm，振动时间30min；
（5）室温固化24h、室温养护10天，成品。
通过上述制备方法和骨料配比获得人造花岗岩复合材料，其抗压强度为120.8mpa。
对比例
骨料：天然济南青花岗岩5000g，所有粒径骨料均未预处理，其中：
粒径<0.18mm，500g，占骨料总量10%；
粒径0.18mm~2.36mm，750g，占骨料总量15%
粒径2.36mm~5mm，1750g，占骨料总量35%；
粒径5mm~10mm，1250g，占骨料总量25%；
粒径10mm~15mm，750g，占骨料总量15%；
将骨料清洗、破碎、筛分、烘干。
称取双酚a型环氧树脂300g，650型聚酰胺树脂200g，丙酮60g，混合搅匀，按照级配要求称取骨料，混合搅匀，将骨料混合物与粘结剂混合物混合注入强制搅拌机，搅匀，搅拌时间5min；将搅匀后的混合物注入已涂有脱模剂的模具中，模具固定在振动台上，振动密实，振动频率为100~125hz，振幅0.14~0.25mm，振动时间30min；室温固化24h，室温养护10天，成品。
通过上述制备方法和骨料配比获得人造花岗岩复合材料，其抗压强度为100.2mpa。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。