無溶劑型環(huán)氧膠粘劑用于尼龍拋光輪
無溶劑型環(huán)氧膠粘劑用于尼龍拋光輪
(長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)。因為聚酰胺固化劑顏色淺,韌性好,對剛玉、碳化硅等磨料分散性好,對磨料和尼龍粘接強(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。
自我司MH3650投放市場以來,性能反饋良好,較聚酰胺固化劑有大幅度提升。同時反映出了幾個問題。一是夏季操作時間短,導(dǎo)致溶劑殘留多,后續(xù)溶劑的揮發(fā)而引起粘接強(qiáng)度的下降;二是因烘箱溫度不均勻,加溫固化引起拋光輪變色。
因此,在保留MH3650和聚酰胺優(yōu)點(diǎn)的前提下,改進(jìn)缺陷,我們再開發(fā)了一種專用于尼龍纖維輪的改性胺固化劑MH-3165,降低混合粘度,少加或者不加溶劑,有效降低了VOC的排放,低碳環(huán)保。
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,界面的瞬間發(fā)熱極易超過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。盡管通過潤滑劑的添加可降低磨擦系數(shù)和發(fā)熱量,但潤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題仍然不少。尤其在秋、夏季氣溫高的時候尤其容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。
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)境下放置較長時間,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。這是因為環(huán)氧膠固化后,憎水性不夠引起的。所以在潮濕環(huán)境下放置時間較長的纖維輪粘接強(qiáng)度會下降,再上機(jī)打磨時就可能出現(xiàn)掉砂現(xiàn)象。
4、聚酰胺粘度高,需要較大的溶劑添加量才能滿足操作性能的要求,無形中加大了VOC 的排放,污染大氣環(huán)境。
二、MH-3165固化劑的特點(diǎn)
針對聚酰胺和MH3650固化劑的缺陷,充分保留其優(yōu)點(diǎn),我們再度開發(fā)了MH-3165低粘度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)黑和導(dǎo)致磨料硬塊刮傷工件。
2. 相比聚酰胺,對128環(huán)氧配比1:1,具有很低的粘度,既是固化劑又是稀釋劑,可降低甚至排除溶劑的添加和溶劑的排放量(VOC),降低火災(zāi)等級,更加環(huán)保高效.
3. 具有幾乎和聚酰胺等同的韌性和操作時間。。
4. 耐熱性顯著高于650約15℃,硬度提高。
5. 相對聚酰胺,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. 多胺基和長碳鏈的分子結(jié)構(gòu)對磨料,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)過烘干的前提下,MH3165比650具有更高的粘接強(qiáng)度和耐久性。
7. 較低的能耗,無需120℃后固化,80℃ 2小時固化具有足夠的固化度和硬度.
8. 顏色淺,加溫固化不容易變色,保色性好。
9. 長達(dá)3小時的操作時間,保證小部分溶劑揮發(fā)充分,固化物性能接近無溶劑環(huán)氧樹脂的性能。
10. 濕度較大的環(huán)境下常溫固化,表面也不會出現(xiàn)白樺和油面。
11.溶劑的加量大幅度降低后,膠水添加磨料后的抗沉性大幅度降低,過機(jī)后分布更加均勻,而粘接強(qiáng)度大幅度提高。
12.
四.典型參考配方(僅供參考)
1. 參與配方
128 4KG
MH-3165 4KG
熱酒精預(yù)先溶解的硬脂酸鈣混合物 1-2KG
180目棕剛玉 16KG
硅烷偶聯(lián)劑KH560 《1%
合計
酒精加溫到40-45°C左右,加入硬脂酸鈣,低速混合攪拌,經(jīng)過24小時左右的溶解,肉眼觀察成均勻糊狀即可使用;酒精的用量根據(jù)環(huán)境溫度和溶解度調(diào)節(jié)。
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,過多的偶聯(lián)劑(》1%),不僅增加成本,對界面粘接強(qiáng)度提高效果反而下降。
2. 工藝簡介: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小時后,80℃X2H 固化,冷卻后出貨。
3. 主要參數(shù)對比:
品名 |
抗拉強(qiáng)度 |
斷裂伸長率 |
21-25℃固化一星期 80℃ 2H 80℃ shoreD |
最佳后固化 條件 |
MH-3165 |
39.5 |
9.85% |
40 |
80℃ 2小時 |
650 |
24.8 |
10.98% |
<20 |
120℃ 2小時 |
總之,該材料及工藝大幅度降低了VOC的排放,節(jié)省了溶劑和烘烤成本,固化后耐水性好,對尼龍和磨料錨固力強(qiáng),相比大量添加溶劑的體系,粘接強(qiáng)度有大幅度的提高。MH-3165就能制作出性能顯著優(yōu)于聚酰胺的尼龍拋光輪,性價比高。