前言：不織布尼龍拋光輪市場采用環(huán)氧E-44和聚酰胺固化劑作為膠黏劑，國內(nèi)已經(jīng)普遍使用多年。但是聚酰胺固化劑的耐熱性比較差，磨削過程中強(qiáng)度衰減快，粘接強(qiáng)度有待提高，導(dǎo)致國內(nèi)拋光輪無法進(jìn)一步提高耐磨性。本文對(duì)新型不織布尼龍拋光輪專用固化劑H-3140同通用環(huán)氧樹脂組成的膠黏劑的相關(guān)性能進(jìn)行了分析，完全可取代聚酰胺或者復(fù)配聚酰胺，提高Tg(玻璃化轉(zhuǎn)移溫度），,以提升目前國內(nèi)尼龍拋光輪的硬度和耐磨性。
　　關(guān)鍵詞：尼龍拋光輪 固化劑 耐磨性 摩擦系數(shù) 彈性模量 散熱性
　　尼龍拋光輪以非織造的尼龍纖維做骨架，通過環(huán)氧膠黏劑將磨料粘接在尼龍纖維基體上，形成強(qiáng)韌堅(jiān)固的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有高耐磨、高彈性、高磨削力等特點(diǎn)，適合長時(shí)間高轉(zhuǎn)速研磨，可部分取代布輪、海綿輪、砂布輪，用于后段消除瑕疵的精細(xì)研磨，適應(yīng)了工業(yè)化生產(chǎn)提升效率的需要，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、五金、建材、精密制造等領(lǐng)域金屬或非金屬制品的精細(xì)加工。 隨著拋光行業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化程度的提高，以及原材料成本的日益見漲，對(duì)尼龍輪的耐磨性和耐久性的要求越來越迫切。作為工業(yè)的消耗品，以物廉價(jià)美的數(shù)量贏得市場的時(shí)代將漸行漸遠(yuǎn)，不斷提高尼龍拋光輪的磨削效率和耐磨性將成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。
　　本文就不織布尼龍拋光輪的耐磨性展開分析。
　　第一，膠黏劑的彈性模量和耐熱性。
　　拋光輪在長時(shí)間的高速打磨過程中伴隨著大量熱量的產(chǎn)生，盡管立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架有助于散熱，但是磨削部位的局部瞬間溫度仍然很高，甚至?xí)^膠黏劑材料的玻璃化轉(zhuǎn)移溫度（Tg），導(dǎo)致固化物從玻璃態(tài)向橡膠態(tài)甚至粘流態(tài)轉(zhuǎn)化，膠水發(fā)軟發(fā)粘，粘接強(qiáng)度大幅下滑，摩擦力增大，脫砂掉砂，研磨輪外延大量消耗，出現(xiàn)毛邊，導(dǎo)致工件發(fā)黑。 因此，打磨過程中如何保持膠黏劑足夠的彈性模量，是由環(huán)氧體系耐熱性決定的。理論上，粘接強(qiáng)度和研磨輪的強(qiáng)度和模量在磨削過程中不下降或者下降幅度很小，其摩擦系數(shù)和阻力一直維持在正常研磨狀態(tài)，不至于過度消耗基體和磨料，自然提高了耐磨性。 目前市場上大量選用E-44環(huán)氧和650聚酰胺固化劑作為研磨輪的膠黏劑使用，即使是純度較高的二聚酸合成的650，該體系Tg《60°C,而環(huán)氧128配合H-3140體系在完全固化后Tg》118°C，玻璃化轉(zhuǎn)椅溫度整整高出近60°C。因此該體系表現(xiàn)出常溫下更高的彈性模量和硬度，雖經(jīng)更長的連續(xù)研磨時(shí)間而強(qiáng)度衰減慢，不易出現(xiàn)發(fā)黑掉砂等現(xiàn)象。
　　第二，尼龍輪的自潤滑性。
　　耐磨度的提高跟潤滑性息息相關(guān)。雖然尼龍66及尼龍6均表現(xiàn)出一定的自潤滑功能，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)適應(yīng)不了高速打磨的要求，所以需要在配方中加入耐高溫潤滑劑，以保證尼龍輪足夠的自潤滑功能，以降低摩擦系數(shù)，減少磨耗。如添加硬脂酸鈣、硬脂酸鋇等溶解于溶劑的液體潤滑劑，或者石墨、二硫化鉬、納米材料等固體潤滑劑。液體潤滑劑可降低摩擦系數(shù)，但會(huì)降低膠黏劑的耐熱性；固體潤滑劑一般具有不影響耐熱，耐腐蝕，降低摩擦系數(shù)等性能，但要考慮同體系的相容性和分散性。 H-3140固化劑具備一定的自潤滑功能，但仍需要合理選擇潤滑劑，這樣更能有效降低摩擦系數(shù)和研磨輪損耗，以提高耐磨性。 建議篩選潤滑劑，多次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后再用于生產(chǎn)。
　　第三、尼龍纖維跟磨料的粘接強(qiáng)度
　　尼龍具有強(qiáng)韌性和較低的摩擦系數(shù)，但吸濕強(qiáng)，吸水量大；磨料硬度高，表面親水性強(qiáng)。尼龍纖維跟磨料的粘接強(qiáng)度由膠黏劑的粘接強(qiáng)度和界面處理效果決定。 H-3140固化劑具有一定的表面活性，添加環(huán)氧及少量硅烷偶聯(lián)劑組成的膠黏劑，能有效處理尼龍及磨料粘接界面，達(dá)到同體系均勻混容的效果。這樣在后續(xù)的上膠輥壓涂布過程中不會(huì)出現(xiàn)磨料的分離和磨料顆粒堆砌現(xiàn)象，磨料分散吸附均勻。固化劑分子中的活性官能團(tuán)能同尼龍發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)結(jié)構(gòu)。因此，尼龍纖維和磨料的結(jié)合力強(qiáng)，整體強(qiáng)度高。 極佳的粘接能力既能補(bǔ)強(qiáng)尼龍的強(qiáng)度也不易掉砂，提升了研磨輪的耐磨性。
　　第四：膠黏劑的抗沖擊強(qiáng)度和耐疲勞性能
　　H-3140固化劑自帶強(qiáng)韌性基團(tuán)，固化物既有足夠的剛性，又有較高的抗沖擊強(qiáng)度和屈服變形能力，連續(xù)較長時(shí)間的應(yīng)力沖擊情況下，不至于引起界面剝離和粘接失效現(xiàn)象，所以能提高尼龍拋光輪的耐磨性。
　　第五：尼龍輪的散熱性
　　多空隙三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于散熱，故合理調(diào)整配方，控制復(fù)合體系中膠黏劑、溶劑和磨料的含量，以保證足夠的孔隙率，有利于提高散熱性和耐磨性。過多的膠黏劑和過高的固含量均不利于孔隙率的提高。 高P數(shù)的拋光輪需要更多層數(shù)的尼龍纖維浸漬布的加壓疊加，同等厚度的前提下的層數(shù)越多，孔隙率越小，散熱就越困難，對(duì)耐磨性的提高實(shí)得其反。因此，依靠耐高溫膠水固化后尼龍纖維浸漬布的高硬度來調(diào)整P數(shù)，則具備更大的孔隙率，有利于提高耐磨性。 H-3140的固化體系具備較高的硬度和彈性模量，同等條件可以減少尼龍纖維浸漬布的層數(shù)，維持更多的孔隙率，不僅降低成本還可提高散熱性和耐磨性。
　　綜上所述，拋光輪品質(zhì)的提升必然依賴材料性能的提升，而固化劑是膠黏劑性能的關(guān)鍵因素。我們針對(duì)拋光輪的工藝和技術(shù)要求開發(fā)的H-3140固化劑，能有效提高尼龍拋光輪的耐磨性。
　　作者簡介：作者從事環(huán)氧樹脂膠黏劑及固化劑的研究20年，目前主要從事環(huán)氧應(yīng)用市場專用固化劑的研究開發(fā)。從2000年接觸尼龍拋光輪市場開始，走訪了很多行業(yè)客戶，也做了大量的研究工作和現(xiàn)場試驗(yàn)，于2016年研發(fā)出這款尼龍拋光輪的專用固化劑H-3140，希望這款固化劑投放市場能對(duì)對(duì)行業(yè)的發(fā)展有所裨益。