功能性固化剂替代聚酰胺树脂用于尼龙抛光轮

功能性固化剂替代聚酰胺树脂用于尼龙抛光轮

（长沙新德航化工有限公司  卢学军）

聚酰胺树脂配合双酚A环氧树脂E-44或128作为胶黏剂，用于尼龙抛光轮的制作工艺，在国内已有多年的应用历史,给行业的发展做出了很大的贡献。因为聚酰胺固化剂颜色浅，韧性好，对刚玉、碳化硅等磨料分散性好，对磨料和尼龙粘接强度高的特点，而得到广泛应用。但是，聚酰胺树脂也存在天然的缺陷，阻碍着不织布抛光轮行业继续朝精细化、专业化、高端化方向的发展。

因此，在保留聚酰胺优点和克服聚酰胺的缺陷的基础上，我们开发了一种专用于尼龙纤维轮的改性胺固化剂MH-3650/MH-3651，具有较高的综合性价比。

一、聚酰胺树脂的缺点

1. 因该体系耐温和硬度都比较低，尼龙纤维轮抛磨时，界面的瞬间发热极易超过聚酰胺的玻璃化温度 ，导致粘接强度下降，胶水发粘，易引起发黑和掉砂现象。尽管通过润滑剂的添加可降低磨擦系数和发热量，但润滑剂的添加也因此降低了胶水耐热性，因此耐热不够引起的问题仍然不少。尤其在秋、夏季气温高的时候尤其容易出现质量问题。

2. 聚酰胺分子结构富含酰胺键，在温度和水的作用下容易引起分子断链，引起胶体强度和粘接强度和耐热进一步下降。尼龙轮打磨时的瞬间发热，导致在湿磨环境下粘接强度很快衰减，掉砂现象就发生了。

3. 制作好的尼龙抛光轮，在气候潮湿环境下放置较长时间，因磨料和尼龙均为极性分子，吸水性很强。若胶水同样具有较强的亲水性，水分不断渗透到粘接界面，导致粘接失效。这是因为环氧胶固化后，憎水性不够引起的。所以在潮湿环境下放置时间较长的纤维轮粘接强度会下降，再上机打磨时就可能出现掉砂现象。

二、MH-3650固化剂的特点

针对聚酰胺固化剂的缺陷，充分保留聚酰胺固化剂的优点，我们开发了MH-3650固化剂用于尼龙抛光轮的生产，它具有以下的特点：

1. 表面活性剂的分子结构，对碳化硅，刚玉等磨料具有良好的分散性，不易团聚，不易分层，不易发黑和刮伤工件。

2. 相比聚酰胺，具有较低的粘度，低温操作性能更好，可降低溶剂的添加量和溶剂的排放量（PVC).降低火灾等级，更加环保高效.

3. 具有几乎和聚酰胺等同的韧性。

4. 耐热性显著高于650至少30℃，硬度提高。

5. 相对聚酰胺，耐水性、耐溶剂性、耐湿热老化性能和湿粘接能力大幅度提升。

6. 多胺基和长碳链的分子结构对磨料，尼龙等极性界面粘接强度高；不含酰胺键，不易发生水解；憎水性强，“荷叶效应”明显，水份不易渗透到界面，保证了粘接的稳定性。比如在湿度较大的环境中，尼龙和磨料没有经过烘烤的前提下，MH3650比650具有更高的粘接强度和耐久性。

7. 较低的能耗，无需120℃后固化，80℃ 2小时固化具有足够的固化度和硬度.

8. 缩短固化时间，提高生产效率。

9. 配比范围较大，固化剂可上下浮动10%。（需实验验证）

10. 湿度较大的环境下常温固化，表面也不会出现白桦和油面。

三．MH-3650的缺点

不同分子结构的固化剂带来了不同的物理和化学性能。MH-3650常温下操作时间为25-30分钟。而650的操作时间近120分钟。 而溶剂在胶体凝胶前挥发得越完全，胶体强度和粘接硬度就越高；凝胶快，残留的溶剂越多，在胶水凝胶固化后缓慢挥发，则会产生收缩应力，降低粘接强度，引起打磨时的粉尘。这是MH-3650的典型缺点。尤其在夏季要特别注意，有以下几个办法可有效避免这个问题：

1. 有效降低有限空间的环境温度，或减少一次性配胶量。尤其在夏季。

2. 不单纯的采用酒精而是采用复配溶剂。

2.1因酒精有加速固化的促进效果，会缩短凝胶时间，所以不建议全部采用酒精作溶剂。

2.2采用酮类或苯类、酯类溶剂，或者几种溶剂的复配，可延长操作时间。如：丙酮、环已酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙脂、碳酸二甲脂等等。

2.3但需实验混合溶剂对润滑剂的溶解性。混合溶剂必须对硬脂酸钙具有较好的溶解度。

2.4尤其不建议采用挥发速度太慢的溶剂。

3. 压出棉片后，通过设备强制加速溶剂的挥发

3.1加大棉片区域的空气对流速度.

3.2常温下挥发10-20分钟左右再进模具封存。

3.3大型工厂可考虑隧道窑抽风机或对流式加快挥发速度。

4. 树脂建议采用128，不要采用E-44环氧，44粘度高，凝胶时间相对更短，会增加溶剂的加量，导致凝胶后残留多，影响粘接强度.

四．典型参考配方（仅供参考）

1. 参与配方

    128          4KG             

               MH-3650      4KG             

                 酒精        2KG

              环已酮               0.4KG

180目棕刚玉          15KG

 硅烷偶联剂KH560     《1%

  硬质酸钙              5%—10%

合计

   如选择添加硅烷偶联剂，因具有表面活性剂特点的偶联剂很快分散到尼龙和磨料界面，环氧基可以同尼龙反应形成化学键，故KH560优于KH550；但要控制用量，过多的偶联剂（》1%），不仅增加成本，对界面粘接强度提高效果反而下降。

2. 工艺简介：称量胶水，准备纤维，混合胶水，压制棉片，风干20-30分钟，进模具定型，常温8-24小时后，80℃X2H 固化，冷却后出货。

3. 主要参数对比：

4. 关于颜色和固化度

4.1 因MH-3650活化能较低，反应活性高。常温定型后，80℃X2小时固化具有足够的固化度且不变色，而在80-120℃之间固化通常有颜色逐步变深的可能。

4.2 聚酰胺650属于常温固化体系。120℃X2H固化，方能达到较高的固化度

4.3 如采用的司的MH3651,则在环境≥15℃，无需进烘箱后固化，常温固化7-10天同样达到足够的固化度。

总之，只要根据环境温度和湿度的变化，注意控制好生产工艺和溶剂的配合关系。在基本不提高材料成本的基础上，MH-3650/MH-3651就能制作出性能显著优于聚酰胺的尼龙抛光轮。目前该产品已在多家大厂做过大量实验，证明确实能较大幅度提升尼龙轮的品质。