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，磨削過程中強度衰減快，粘接強度有待提高，導致國內(nèi)拋光輪無法進一步提高耐磨性。本文對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)性能進行了分析，完全可取代聚酰胺或者復配聚酰胺，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，形成強韌堅固的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有高耐磨、高彈性、高磨削力等特點，適合長時間高轉(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)用于機械、五金、建材、精密制造等領(lǐng)域金屬或非金屬制品的精細加工。 隨著拋光行業(yè)機械化及自動化程度的提高，以及原材料成本的日益見漲，對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，以物廉價美的數(shù)量贏得市場的時代將漸行漸遠，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。
　　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，甚至會超過膠黏劑材料的玻璃化轉(zhuǎn)移溫度（Tg），導致固化物從玻璃態(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，粘接強度和研磨輪的強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)研磨時間而強度衰減慢，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，但是遠遠適應(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，多次通過實驗驗證后再用于生產(chǎn)。
　　第三、尼龍纖維跟磨料的粘接強度
　　尼龍具有強韌性和較低的摩擦系數(shù)，但吸濕強，吸水量大；磨料硬度高，表面親水性強。尼龍纖維跟磨料的粘接強度由膠黏劑的粘接強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能同尼龍發(fā)生化學反應(yīng)，形成化學結(jié)構(gòu)。因此，尼龍纖維和磨料的結(jié)合力強，整體強度高。 極佳的粘接能力既能補強尼龍的強度也不易掉砂，提升了研磨輪的耐磨性。
　　第四：膠黏劑的抗沖擊強度和耐疲勞性能
　　H-3140固化劑自帶強韌性基團，固化物既有足夠的剛性，又有較高的抗沖擊強度和屈服變形能力，連續(xù)較長時間的應(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，對耐磨性的提高實得其反。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，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對行業(yè)的發(fā)展有所裨益。