功能性固化劑替代聚酰胺樹脂用于尼龍拋光輪

（長(zhǎng)沙新德航化工有限公司  盧學(xué)軍）

聚酰胺樹脂配合雙酚A環(huán)氧樹脂E-44或128作為膠黏劑，用于尼龍拋光輪的制作工藝，在國(guó)內(nèi)已有多年的應(yīng)用歷史,給行業(yè)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。因?yàn)榫埘０饭袒瘎╊伾珳\，韌性好，對(duì)剛玉、碳化硅等磨料分散性好，對(duì)磨料和尼龍粘接強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用。但是，聚酰胺樹脂也存在天然的缺陷，阻礙著不織布拋光輪行業(yè)繼續(xù)朝精細(xì)化、專業(yè)化、高端化方向的發(fā)展。

因此，在保留聚酰胺優(yōu)點(diǎn)和克服聚酰胺的缺陷的基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了一種專用于尼龍纖維輪的改性胺固化劑MH-3650/MH-3651，具有較高的綜合性價(jià)比。

一、聚酰胺樹脂的缺點(diǎn)

1. 因該體系耐溫和硬度都比較低，尼龍纖維輪拋磨時(shí)，界面的瞬間發(fā)熱極易超過(guò)聚酰胺的玻璃化溫度 ，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度下降，膠水發(fā)粘，易引起發(fā)黑和掉砂現(xiàn)象。盡管通過(guò)潤(rùn)滑劑的添加可降低磨擦系數(shù)和發(fā)熱量，但潤(rùn)滑劑的添加也因此降低了膠水耐熱性，因此耐熱不夠引起的問(wèn)題仍然不少。尤其在秋、夏季氣溫高的時(shí)候尤其容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

2. 聚酰胺分子結(jié)構(gòu)富含酰胺鍵，在溫度和水的作用下容易引起分子斷鏈，引起膠體強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度和耐熱進(jìn)一步下降。尼龍輪打磨時(shí)的瞬間發(fā)熱，導(dǎo)致在濕磨環(huán)境下粘接強(qiáng)度很快衰減，掉砂現(xiàn)象就發(fā)生了。

3. 制作好的尼龍拋光輪，在氣候潮濕環(huán)境下放置較長(zhǎng)時(shí)間，因磨料和尼龍均為極性分子，吸水性很強(qiáng)。若膠水同樣具有較強(qiáng)的親水性，水分不斷滲透到粘接界面，導(dǎo)致粘接失效。這是因?yàn)榄h(huán)氧膠固化后，憎水性不夠引起的。所以在潮濕環(huán)境下放置時(shí)間較長(zhǎng)的纖維輪粘接強(qiáng)度會(huì)下降，再上機(jī)打磨時(shí)就可能出現(xiàn)掉砂現(xiàn)象。

二、MH-3650固化劑的特點(diǎn)

針對(duì)聚酰胺固化劑的缺陷，充分保留聚酰胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)，我們開發(fā)了MH-3650固化劑用于尼龍拋光輪的生產(chǎn)，它具有以下的特點(diǎn)：

1. 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)碳化硅，剛玉等磨料具有良好的分散性，不易團(tuán)聚，不易分層，不易發(fā)黑和刮傷工件。

2. 相比聚酰胺，具有較低的粘度，低溫操作性能更好，可降低溶劑的添加量和溶劑的排放量（PVC).降低火災(zāi)等級(jí)，更加環(huán)保高效.

3. 具有幾乎和聚酰胺等同的韌性。

4. 耐熱性顯著高于650至少30℃，硬度提高。

5. 相對(duì)聚酰胺，耐水性、耐溶劑性、耐濕熱老化性能和濕粘接能力大幅度提升。

6. 多胺基和長(zhǎng)碳鏈的分子結(jié)構(gòu)對(duì)磨料，尼龍等極性界面粘接強(qiáng)度高；不含酰胺鍵，不易發(fā)生水解；憎水性強(qiáng)，“荷葉效應(yīng)”明顯，水份不易滲透到界面，保證了粘接的穩(wěn)定性。比如在濕度較大的環(huán)境中，尼龍和磨料沒有經(jīng)過(guò)烘烤的前提下，MH3650比650具有更高的粘接強(qiáng)度和耐久性。

7. 較低的能耗，無(wú)需120℃后固化，80℃ 2小時(shí)固化具有足夠的固化度和硬度.

8. 縮短固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

9. 配比范圍較大，固化劑可上下浮動(dòng)10%。（需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

10. 濕度較大的環(huán)境下常溫固化，表面也不會(huì)出現(xiàn)白樺和油面。

三．MH-3650的缺點(diǎn)

不同分子結(jié)構(gòu)的固化劑帶來(lái)了不同的物理和化學(xué)性能。MH-3650常溫下操作時(shí)間為25-30分鐘。而650的操作時(shí)間近120分鐘。 而溶劑在膠體凝膠前揮發(fā)得越完全，膠體強(qiáng)度和粘接硬度就越高；凝膠快，殘留的溶劑越多，在膠水凝膠固化后緩慢揮發(fā)，則會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，降低粘接強(qiáng)度，引起打磨時(shí)的粉塵。這是MH-3650的典型缺點(diǎn)。尤其在夏季要特別注意，有以下幾個(gè)辦法可有效避免這個(gè)問(wèn)題：

1. 有效降低有限空間的環(huán)境溫度，或減少一次性配膠量。尤其在夏季。

2. 不單純的采用酒精而是采用復(fù)配溶劑。

2.1因酒精有加速固化的促進(jìn)效果，會(huì)縮短凝膠時(shí)間，所以不建議全部采用酒精作溶劑。

2.2采用酮類或苯類、酯類溶劑，或者幾種溶劑的復(fù)配，可延長(zhǎng)操作時(shí)間。如：丙酮、環(huán)已酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙脂、碳酸二甲脂等等。

2.3但需實(shí)驗(yàn)混合溶劑對(duì)潤(rùn)滑劑的溶解性。混合溶劑必須對(duì)硬脂酸鈣具有較好的溶解度。

2.4尤其不建議采用揮發(fā)速度太慢的溶劑。

3. 壓出棉片后，通過(guò)設(shè)備強(qiáng)制加速溶劑的揮發(fā)

3.1加大棉片區(qū)域的空氣對(duì)流速度.

3.2常溫下?lián)]發(fā)10-20分鐘左右再進(jìn)模具封存。

3.3大型工廠可考慮隧道窯抽風(fēng)機(jī)或?qū)α魇郊涌鞊]發(fā)速度。

4. 樹脂建議采用128，不要采用E-44環(huán)氧，44粘度高，凝膠時(shí)間相對(duì)更短，會(huì)增加溶劑的加量，導(dǎo)致凝膠后殘留多，影響粘接強(qiáng)度.

四．典型參考配方（僅供參考）

1. 參與配方

    128          4KG             

               MH-3650      4KG             

                 酒精        2KG

              環(huán)已酮               0.4KG

180目棕剛玉          15KG

 硅烷偶聯(lián)劑KH560     《1%

  硬質(zhì)酸鈣              5%—10%

合計(jì)

   如選擇添加硅烷偶聯(lián)劑，因具有表面活性劑特點(diǎn)的偶聯(lián)劑很快分散到尼龍和磨料界面，環(huán)氧基可以同尼龍反應(yīng)形成化學(xué)鍵，故KH560優(yōu)于KH550；但要控制用量，過(guò)多的偶聯(lián)劑（》1%），不僅增加成本，對(duì)界面粘接強(qiáng)度提高效果反而下降。

2. 工藝簡(jiǎn)介：稱量膠水，準(zhǔn)備纖維，混合膠水，壓制棉片，風(fēng)干20-30分鐘，進(jìn)模具定型，常溫8-24小時(shí)后，80℃X2H 固化，冷卻后出貨。

3. 主要參數(shù)對(duì)比：

4. 關(guān)于顏色和固化度

4.1 因MH-3650活化能較低，反應(yīng)活性高。常溫定型后，80℃X2小時(shí)固化具有足夠的固化度且不變色，而在80-120℃之間固化通常有顏色逐步變深的可能。

4.2 聚酰胺650屬于常溫固化體系。120℃X2H固化，方能達(dá)到較高的固化度

4.3 如采用的司的MH3651,則在環(huán)境≥15℃，無(wú)需進(jìn)烘箱后固化，常溫固化7-10天同樣達(dá)到足夠的固化度。

總之，只要根據(jù)環(huán)境溫度和濕度的變化，注意控制好生產(chǎn)工藝和溶劑的配合關(guān)系。在基本不提高材料成本的基礎(chǔ)上，MH-3650/MH-3651就能制作出性能顯著優(yōu)于聚酰胺的尼龍拋光輪。目前該產(chǎn)品已在多家大廠做過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，證明確實(shí)能較大幅度提升尼龍輪的品質(zhì)。