【集萃網(wǎng)觀察】1前言

　　以無紡布材料為基體制作的磨具是近幾年來發(fā)展起來的一種新型彈性研磨加工工具，它不但具有高效耐磨、使用方便、粉塵少而無污染、氣孔率高不易燒傷工件等優(yōu)良特性，而且由于其本身具有彈性骨架，使得其可用于較復(fù)雜形面和曲面的加工。它可以廣泛用于各工業(yè)部門的除銹、打毛、精磨和拋光，是一種很有前途的彈性磨削工具。

　　目前市場上的無紡布磨具，大多數(shù)采用雙酚A型環(huán)氧樹脂為膠粘劑，其為粘稠的液體或固體，不溶于水，溶于芳烴類、酮類等有機溶劑，有機溶劑易揮發(fā)、易燃易爆、有毒，隨著對環(huán)境保護的要求日益迫切和嚴格，使傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂的應(yīng)用受到了很大的限制。所謂水性環(huán)氧樹脂是指通過物理或化學(xué)的方法，使環(huán)氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續(xù)相的分散介質(zhì)中而配制的穩(wěn)定分散體系。

　　本文研究的水乳型體系是在乳化劑的作用下，環(huán)氧樹脂以液滴的形式分散于水中形成半透明至乳白色的乳液體系。液滴表面為具有親水性基團的乳化劑分子，液滴內(nèi)部為疏水性的環(huán)氧樹脂分子。

　　2實驗部分

　　2.1原材料

　　E-44環(huán)氧樹脂，藍星新材料無錫樹脂廠

　　過氧化苯甲酰，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司

　　無紡布、固化劑、乳化劑等

　　2.2水性環(huán)氧樹脂的合成

　　取60g E-44環(huán)氧樹脂用40ml正丁醇預(yù)溶好，加到裝有攪拌器，冷凝管及溫度計的三口燒瓶中。再加入用丙酮溶解好的0.9g（環(huán)氧樹脂總量的1.5%）過氧化苯甲酰（BPO）溶液，同時在10～20min內(nèi)將體系溫度升到90℃，緩慢滴加6g（環(huán)氧樹脂總量的10%）接枝單體,30～60min內(nèi)滴加完成，同時升溫至100℃，恒溫反應(yīng)3h。待體系溫度冷卻到50℃，在高速攪拌條件下加入大約10ml的乳化劑，調(diào)節(jié)體系pH為7～8。在50℃恒溫攪拌1h,再加30ml左右的水，保溫半小時，即制得水性環(huán)氧樹脂體系。

　　2.3無紡布磨具的制備

　　將制備的水性環(huán)氧樹脂和棕剛玉、乙醇、拋光劑、流平劑等按一定比例混合，然后按照調(diào)漿一淋膠一軋輥一疊合一固化一形狀加工的順序成型。

　　3結(jié)果與討論

　　3.1紅外光譜分析

　　接枝反應(yīng)型是通過接枝共聚將親水基團引入環(huán)氧樹脂,一般是將環(huán)氧樹脂溶于溶劑中，再投入適量的含羧基單體及引發(fā)劑，加熱反應(yīng)，使環(huán)氧樹脂分子中的亞甲基-CH2-或-CH-成為活性點而引發(fā)單體聚合，生成含富羧基的改性環(huán)氧樹脂，加氨水中和，再加入水后即可制得水性環(huán)氧樹脂。通過接枝法，合成了分子中既保留環(huán)氧基，又具有親水性基團的改性環(huán)氧樹脂，并用紅外光譜對其結(jié)構(gòu)進行了表征。

　　圖1水性環(huán)氧樹脂紅外光譜圖

　　圖2水性環(huán)氧樹脂固化后的紅外光譜圖

　　圖1為自制水性環(huán)氧樹脂的紅外光譜圖：從圖中可以在1716.72 cm-1處出現(xiàn)吸收峰，這是C=O的特征吸收峰，說明改性環(huán)氧樹脂分子鏈上接上相應(yīng)的羧基親水基團，而在910cm-1左右存在環(huán)氧基團特征吸收峰。圖2為三乙醇胺固化水性環(huán)氧樹脂紅外光譜圖，與圖1比較發(fā)現(xiàn)910cm-1處的環(huán)氧基團吸收峰消失，說明三乙醇胺與自制水性環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)完全。

　　3.2水性環(huán)氧樹脂的固化性能

　　取自制的水性環(huán)氧樹脂及固化劑三乙醇胺和二乙烯三胺各按理論用量配制，放在所需固化條件下，見表1，固化效果良好。

　　對兩種樣品進行粘結(jié)強度測定，測試表明采用三乙醇胺和二乙烯三胺固化效果較好，其中三乙醇胺的粘結(jié)強度≥8.6Mpa（非粘接面斷裂），粘接效果良好。

　　3.3無紡布拋光磨具的性能研究

　　將制備的水性環(huán)氧樹脂按一定的配方和工藝制備無紡布拋光磨具，并采用該磨具拋光不同的材料表面，并使用光亮度檢測儀對不同材料的拋光前后的光亮度進行檢測，得到如下數(shù)據(jù)：

　　從表2可以看出，采用水性環(huán)氧樹脂制備的無紡布拋光磨具在拋光地板磚、刀具等材料時具有較大的優(yōu)勢，其光亮度分別提高20%和28%，達到了預(yù)期效果。

　　本文同時采用顯微鏡觀察無紡布拋光磨具的微觀結(jié)構(gòu)和被拋光材料的表面，如右所示：

　　從圖3和圖4可以發(fā)現(xiàn)，水性環(huán)氧樹脂粘接牢固，分布均勻，沒有明顯的結(jié)團現(xiàn)象；拋光后的刀具材料表面劃痕均勻，沒有明顯的大劃痕或缺陷，具有良好的表面光潔度和亮度。

　　4結(jié)論

　　本文采用單體接枝改性環(huán)氧樹脂來制備水性環(huán)氧樹脂，并采用水性環(huán)氧樹脂制備的無紡布拋光磨具，研究表明制備水性環(huán)氧樹脂無紡布拋光磨具適合拋光拋光地板磚、刀具等材料，拋光磨具中水性環(huán)氧樹脂粘接牢固，分布均勻，沒有明顯的結(jié)團現(xiàn)象，拋光后的刀具材料表面劃痕均勻，具有良好的表面光潔度和亮度。

    來源：磨料磨具