郭星宇，張琳琪，彭 進(jìn)，馬紅磊，尹可寧

(河南工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

1 無紡布磨具的簡(jiǎn)介

無紡布涂附磨具又稱為非織造涂附磨具。20世紀(jì)70年代，3M公司的研發(fā)人員非常有創(chuàng)意地在無紡布表面植砂，創(chuàng)造性地將紙基、布基的涂附產(chǎn)品從軟性研磨擴(kuò)展到彈性研磨，解決了工件表面由于砂輪、砂帶在加工過程中所產(chǎn)生的毛刺，增加了金屬表面的光潔度和裝飾線紋，使得產(chǎn)品更具使用壽命及觀賞性。非織造涂附磨具主要有四個(gè)特點(diǎn)：①無紡布基材的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得其在拋磨工件時(shí)散熱效果好，不易造成堵塞[1]；②柔韌性好，可用于不規(guī)則曲面的加工，不易變形，產(chǎn)品拋光效率高，使用壽命長(zhǎng)；③使用時(shí)無噪音[2]；④加工時(shí)不燒傷工件表面，拋光效果好。目前生產(chǎn)無紡布涂附磨具的公司很多，國(guó)外的主要有3M公司、諾頓、日本住友株式會(huì)社，國(guó)內(nèi)包括臺(tái)灣的臺(tái)綸、陽江偉藝、廣東紅日星、佳研磨具等企業(yè)。

1.1 無紡布磨具的種類

無紡布涂附磨具的種類主要有頁狀、輪狀和輥狀。頁狀無紡布產(chǎn)品有單純的無紡研磨布，也有紗布葉片和無紡研磨布葉片混裝的。輪狀的種類有層壓式和卷緊式兩種。卷緊輪的形成是通過將未固化的纖維網(wǎng)在張力作用下纏繞至芯件周圍，在固化后將研磨輪切割成所需的厚度來得到，其特點(diǎn)是耐用性好，拋光產(chǎn)品的線紋細(xì)、光澤度高，主要用于去毛刺及精細(xì)表面處理。層壓輪是將未固化的浸漬過的無紡布纖維網(wǎng)作為片材或圓盤狀來堆疊、壓縮，然后固化黏合劑，最后沖切磨具以成型有軸向通孔的整體式磨輪。以這種方式形成的整體式砂輪不需要單獨(dú)的芯構(gòu)件，其切削力更強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)，安裝方便，主要用于對(duì)表面要求不是非常高的打磨拋光。輥狀的無紡布磨具有放射狀和卷緊狀等。

1.2 無紡布磨具組成

無紡布磨具主要由無紡布基體、黏合劑、磨料組成。無紡布是制作磨具的基體，它支撐磨料并為磨具提供彈性和柔韌性，故需要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫、耐磨、耐水和耐酸堿性來保證無紡布磨具的使用性能及耐用性。目前無紡布磨具的纖維原料主要是尼龍纖維和聚酯纖維。

無紡布是磨料的承載體，為了保證非織造基材有一定的拉伸斷裂強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)力和壓縮彈性，所以黏合劑要求有較高的黏合強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度。同時(shí)，為了使磨料能均勻、牢固地附著在非織造布上，避免在拋光過程中掉落，通常要求黏合劑與基材和磨粒有較好的黏結(jié)作用，且固化后有韌性耐磨的特點(diǎn)，此外要求其使用簡(jiǎn)便、流動(dòng)性好、污染小等。黏合劑的種類和含量對(duì)拋光質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響[3]。在生產(chǎn)過程中主要應(yīng)用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯或這些樹脂的改性樹脂等。

無紡布磨具的研磨能力主要來自于磨料。磨料的性能要具有以下特點(diǎn)：①較高的硬度。磨粒硬度會(huì)影響拋光工件的表面質(zhì)量和拋光效率，通常磨粒的硬度要高于加工工件的硬度；②一定的自銳性。在拋光工件時(shí)，由于磨粒磨鈍，其拋光性能減弱，磨粒具有一定的自銳性可以保持其拋光能力；③磨粒具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性。在拋光磨削過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，磨粒需要在高溫下保持固有的硬度和強(qiáng)度，而且不與工件、黏合劑等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；④可加工性。磨粒需要加工成合適的粒度與形狀來保證磨具的加工性[4]。一般磨削金屬常選用剛玉系磨料或立方氮化硼磨料。磨削硬脆材料則選用碳化物系磨料、金剛石磨料。通常同種磨料的粒度越粗，其磨削效率及工件表面粗糙度越高，工件表面的線紋粗、易中斷[5]。

2 無紡布涂附磨具原材料的發(fā)展

2.1 無紡布基體與處理

無紡布涂附磨具最常用的纖維原料是聚酰胺和聚酯纖維，一般纖維的長(zhǎng)度在2～11 cm之間，線密度在17～5600 tex之間。也可用不同種類、長(zhǎng)度和線密度纖維的混合物來作為制備無紡布纖維網(wǎng)的材料[6]。聚酰胺纖維是無紡布磨具應(yīng)用最多的纖維，主要品種為“尼龍6”和“尼龍66”，聚酰胺纖維的強(qiáng)度高，回彈性好，耐磨性在紡織纖維中最高，耐多次變形性和耐疲勞性接近于滌綸，有良好的吸濕性，可以用酸性染料和其他染料直接染色。但耐光和耐熱性能較差，初始模量較低。聚酯纖維的強(qiáng)度高，耐磨性和彈性好，抗酸堿腐蝕性能較好等，但其吸濕性差，聚酯纖維在進(jìn)行化學(xué)加固時(shí)通常黏合劑的分布不均[7]。

李亞萍等[8]對(duì)包括聚酰胺及聚酯纖維在內(nèi)的五種不同的合成纖維進(jìn)行耐磨和拉伸等測(cè)試，發(fā)現(xiàn)聚酰胺纖維和聚酯纖維綜合性能最好，干態(tài)斷裂強(qiáng)度在4.2 MPa～7.3 MPa之間，強(qiáng)度高，耐磨性好，不易軟化且耐酸堿腐蝕，適合作高性能的拋光磨具的纖維原料。王孝琪[9]通過熱分析證明了“尼龍66”的耐熱性更好，這是由于“尼龍66”的分子間氫鍵比“尼龍6”多，且發(fā)現(xiàn)在磨削過程中“尼龍66”基體不易發(fā)生黏附現(xiàn)象。

制作磨具所需纖維的線密度與磨料粒徑以及黏合劑的含量有關(guān)。一般纖維線密度越大，可承載的磨料顆粒也較大。LUKIS等[10]發(fā)現(xiàn)：當(dāng)無紡布磨具的黏合劑質(zhì)量增加時(shí)，其單位面積的磨料粒子數(shù)目也相應(yīng)增加，且細(xì)纖維制成的無紡布磨具增加更明顯。故在實(shí)際應(yīng)用中要綜合考慮不同因素的影響來制備合適的產(chǎn)品。

無紡布制造工藝有紡粘法、針刺法、水刺法、氣流成網(wǎng)法等，國(guó)內(nèi)最開始生產(chǎn)百潔布時(shí)采用的是針刺法織網(wǎng)，由于此法生產(chǎn)的百潔布織網(wǎng)是分層堆疊，然后針刺成型，因此其直向抗拉伸和抗磨損性能較低。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)全面使用氣流成網(wǎng)工藝，就是利用氣流使經(jīng)過梳理的纖維脫離梳理部件而形成纖網(wǎng)的工藝。通過氣流成網(wǎng)成型機(jī)形成的基布，其基重通常在50～600 g/m2的范圍，若厚度和密度過大則會(huì)導(dǎo)致磨料在纖維基體上分布不均勻，其常見的厚度為1.27 cm或0.635 cm[11]。但這樣形成的無紡布纖維網(wǎng)一般強(qiáng)度偏低，還需要進(jìn)行加固程序，如針刺或者通過黏合劑涂布來提高纖維網(wǎng)的強(qiáng)度。目前3M公司的產(chǎn)品主要使用的黏合劑漿料成分主要為聚氨酯、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)和環(huán)氧樹脂。

2.2 膠黏劑

無紡布涂附磨具中最常用的膠黏劑有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚氨酯。液體環(huán)氧樹脂的黏度較低，使得磨粒的分散性較好，且硬度較高，附著力、穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐熱性好，也可通過改性來提高制品的成型性能。酚醛樹脂的耐熱性好，機(jī)械強(qiáng)度高和尺寸穩(wěn)定性好，但脆性大，需要對(duì)其進(jìn)行增韌改性。聚氨酯的黏接性強(qiáng)，耐沖擊性能好，容易浸潤(rùn)，工藝性好，不易使黏結(jié)層產(chǎn)生缺陷。此外還可選擇抗張強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度較高的黏合劑，如丁苯改性橡膠乳液、丙烯酸酯乳液等。

范福庭等[12]通過控制體系中的—NCO基團(tuán)和—OH基的摩爾比為3.7，二羥甲基丙酸與聚氧化丙烯二醇的摩爾比為0.7，用新戊二醇和間苯二胺來進(jìn)行擴(kuò)鏈，制備出了穩(wěn)定性和耐水性好的聚醚型水性聚氨酯，制成的拋光輪可用于對(duì)玻璃、瓷磚的拋光。

Martinez等[13]發(fā)明了含陰離子水溶性材料二羥甲基丙酸的聚氨酯黏合劑樹脂，該樹脂黏合劑可以使膨松的非織造纖維網(wǎng)在被壓縮后更充分地回彈。將市售的不同聚氨酯預(yù)聚物和二羥甲基丙酸處理基材，然后將含有氧化鋁磨料的酚醛樹脂黏合劑噴涂于無紡布上，通過熱固化制備出了多種具有優(yōu)異回彈性能的無紡布研磨墊。

董新[14]通過研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)芳香胺A的含量為14%時(shí)，含環(huán)氧樹脂E-51和聚酰胺651體系的黏合劑剪切強(qiáng)度提高了81%，拉伸強(qiáng)度提高了52%，彎曲強(qiáng)度提高了15%，并在此基礎(chǔ)上與TDI聚醚型聚氨酯預(yù)聚體復(fù)配制得的無紡布磨具性能接近國(guó)際先進(jìn)水平。

王鵬等[15]制備了一種酚醛樹脂黏合劑，組分包括酚醛樹脂、活性高強(qiáng)酚醛樹脂、無機(jī)活性添加劑、無機(jī)填料、水溶性熱塑性樹脂和混合溶劑。在底膠應(yīng)用中，其發(fā)明的酚醛樹脂比傳統(tǒng)工藝制備的酚醛樹脂單獨(dú)使用的剝離強(qiáng)度提高了2%～18%。由于添加了無機(jī)填料，制造成本降低了5%～15%，并且制品的耐熱、耐磨、耐沖擊性能都得到了提高。

Mariusz Sandomierski等[16]將羥甲基引入炭黑，并將其作為活性填料加入酚醛樹脂研磨工具中，其抗彎強(qiáng)度增強(qiáng)了11倍，可有望減少交聯(lián)劑的用量。

Gorodisher等[17]發(fā)明了一種與酚醛樹脂一起使用的催化劑，可以在較低的溫度下加速體系固化。該催化劑包括季銨多鹵化物，如四甲基三氯化銨、四甲基氯二溴化銨、四甲基碘溴化銨、四乙基三溴化銨和四乙基氯二溴化銨等。

GAETA等[18]制備了含多硫醇改性劑的樹脂，該產(chǎn)品應(yīng)用于涂附磨具可以更好地保留磨粒，減少隨機(jī)劃痕的形成，不僅顯著提高了涂附磨具的柔韌性，也提高了底膠層和背襯層之間的界面黏附力，在相同的使用壽命內(nèi)可以維持更大的切削力。當(dāng)多硫醇與樹脂反應(yīng)時(shí)，它可以減慢樹脂的高聚合速率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，已固化的含季戊四醇四- (3-巰基丙酸酯)的酚醛樹脂比未加含多硫醇基團(tuán)聚合物的酚醛樹脂透明度高。且季戊四醇四- (3-巰基丙酸酯)交聯(lián)的(TMPTA/ICTA樹脂)的涂附磨具與具有相同樹脂的磨具相比，加工工件的表面粗糙度值更小。與含多硫醇聚合物的涂附磨具相比，不含多硫醇聚合物的樹脂磨具相對(duì)粗糙且磨粒有松動(dòng)和缺失的現(xiàn)象。

黏合劑中可以添加各種添加劑，如常規(guī)的填料(碳酸鈣或細(xì)纖維)、潤(rùn)滑劑(硬脂酸的堿金屬鹽和輕質(zhì)石油)、助磨劑(氟硼酸鉀)、潤(rùn)濕劑或表面活性劑(十二烷基硫酸鈉)、消泡劑、顏料、染料、殺生物劑、偶聯(lián)劑(有機(jī)硅烷)、增塑劑(聚亞烷基多元醇或鄰苯二甲酸酯)、增稠劑等。膠黏劑中常添加的抗負(fù)荷材料主要是金屬硬脂酸鹽，但它們?cè)谑褂眠^程中往往會(huì)脫落，并且磨具的制造成本會(huì)更高。Chen等[19]發(fā)現(xiàn)蠟質(zhì)添加劑，如石蠟、聚乙烯蠟、巴西棕櫚蠟、聚丙烯蠟、乙烯雙硬脂酰胺(EBS)蠟或其組合為抗負(fù)載材料可以減少對(duì)超級(jí)膠料涂層的需要，同時(shí)提供了較好的拋光性和耐久性。通常黏合劑應(yīng)至少包括一種溶劑(如異丙醇、甲基乙基酮、水)來保證施膠工藝的正常進(jìn)行。

2.3 磨粒

常用的磨粒種類有剛玉系、碳化物系、金剛石和立方氮化硼等[20]。剛玉系磨料硬度高，韌性好，應(yīng)用于鑄鐵和不銹鋼等的拋光；碳化物系的自銳性和導(dǎo)熱性好，可用于硬質(zhì)合金和半導(dǎo)體等材料的拋光；金剛石是硬度最高的材料之一，可用于拋磨難加工的硬脆材料和高硬度玻璃等；立方氮化硼的熱穩(wěn)定性高，用于耐熱鋼和合金鋼等的拋光。

隨機(jī)粒度和形狀的磨粒可通過壓碎、研磨或粉碎工藝獲得，然后篩選顆粒以得到具有特定粒度范圍的顆粒。制造成形磨粒的方法有很多，如在具有預(yù)定形狀的模具中使前體陶瓷磨粒成形，或?qū)⒛チＧ绑w通過具有預(yù)定形狀的孔口擠出，也可將成形磨粒前體壓印成預(yù)定的形狀或圖案。制備方法有美國(guó)專利No. 5455456中公開的三角形板、No. 5000005所述的溶膠—凝膠成型磨粒等[21]。

Erickson等[22]制備了α氧化鋁的成型磨粒。沿成形磨粒縱軸的橫截面形狀呈非圓形，并且成形磨粒的平均圓度因子為0～15%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)成形磨粒的研磨性能與平均圓度因子相關(guān)，具有較低平均圓度因子的成形磨粒具有優(yōu)良的研磨性能。

磨粒可以用偶聯(lián)劑(有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑)或其他物理處理以增強(qiáng)粉碎的磨粒對(duì)黏合劑的黏附性或分散性。施加于磨粒上的表面涂層可用于改善磨粒與磨料制品中的黏合劑之間的黏附性，也可以防止研磨工件的金屬顆粒與磨粒的黏附。

3 無紡布涂附磨具制造技術(shù)發(fā)展

無紡布磨具制造過程中關(guān)鍵的是磨料的固著。一般有兩種方法，一種是先施膠再上砂。這種方法的磨粒與黏合劑的接觸面積小，結(jié)合強(qiáng)度差，易在使用過程中脫落，可以在此基礎(chǔ)上再施加第二組分的膠黏劑來改善；另一種方法是將磨料與膠黏劑混合均勻后用浸漬或噴涂的方式施加于無紡布基體上。浸漬法加工的產(chǎn)品由于磨料與黏合劑相互包含、均勻分布于纖維表面，因而磨料被黏附的牢度較好，耐用性好。噴涂法由于黏合劑與磨料的混合漿料黏度較大，磨料是以微粒狀態(tài)被噴涂于纖維表面，所以磨料在纖維上的分布不均勻。

涂附磨具的植砂方式有重力植砂和靜電植砂兩種。靜電植砂利用高壓靜電場(chǎng)，依靠磨料的電學(xué)性能或在其上覆蓋一層帶電涂層，使磨料成為帶電體而被吸附在涂覆有黏合劑的基材上，形成具有優(yōu)良磨削性能的磨具。一般認(rèn)為電場(chǎng)力作用于砂粒重心，因此該植砂方式的尖銳方向朝外，使磨具的鋒利程度增加。而重力植砂的砂粒是倒上去的，砂粒方向各異，砂粒粘結(jié)的牢固度和磨削鋒利度不如靜電植砂。

梁慧芳[23]通過纖維喂入、開松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺和針刺步驟，制備了厚度6.39 mm、單位面積質(zhì)量814.7 g/m2、硬度值30.25 HA的無紡布基布。之后采用了浸漬固化工藝，以環(huán)氧樹脂與25%聚醚胺1∶2的比例制備了硬度值46.7 HA、單位面積質(zhì)量971.22 g/m2、具有較好耐磨性能且散屑能力強(qiáng)的尼龍拋光材料。

王軍杰[7]通過氣流成網(wǎng)制備了無紡布基材，無紡布基體由不同長(zhǎng)度和細(xì)度的“尼龍6”纖維進(jìn)行混紡制備，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單位面積質(zhì)量900 g/m2左右的無紡布基體制得的磨具初始模量小，柔韌性好。當(dāng)酚醛樹脂與水的質(zhì)量比為65∶36、甲醇1.5 g、棕剛玉磨料117 g時(shí)，制備出的拋光磨具性能最優(yōu)。

WOO等[24]將線密度135 tex、長(zhǎng)度3.81 cm的高韌性“尼龍66”短纖維通過機(jī)器氣流成網(wǎng)制備了單位面積質(zhì)量155 g/m2、厚度9 mm的無紡布。之后將含有丙二醇單甲醚乙酸酯和聚氨酯的黏合劑以29 g/m2的濕重涂布，再將含有酚醛樹脂的膠黏劑與氧化鋁磨料混合形成漿料，再以280 g/m2的濕重噴涂，熱固化后再將硬脂酸鹽溶液均勻涂刷非織造磨料墊，最后加熱去除溶劑。通過對(duì)比有無硬脂酸鹽涂層，發(fā)現(xiàn)含金屬硬脂酸鹽的覆蓋層組合物應(yīng)用在未深度浸沒在黏合劑中的磨粒的非織造磨料制品時(shí)，研磨性能提高；當(dāng)磨粒被深度浸沒時(shí)，添加相同的覆蓋層成分會(huì)導(dǎo)致研磨性能下降。

O’Gary等[25]發(fā)明了一種具有紋理化表面的非織造材料。該方法將聚氨酯黏合劑浸漬纖維網(wǎng)后，再通過具有特殊形狀的已預(yù)熱的圖案輥加工來形成由“峰”或“谷”組成的波紋圖案，之后用酚醛樹脂組成的黏合劑上膠，最后二次上膠后熱固化。經(jīng)此工藝成型的無紡布研磨產(chǎn)品比具有一般平面研磨表面的無紡布磨具具有更好的切割性能，并且還保留了無紡布制品的適形性。

Moren等[26]制備了高線密度的尼龍無紡布磨具。無紡布由40%的58500 tex的“尼龍6”和60%的9000 tex的“尼龍66”組成。氣鋪成網(wǎng)針刺后用含有苯氧基樹脂的聚氨酯膠黏劑加固無紡布，然后再分別施加含有純碳化硅磨料和碳化硅、氧化鋁和三角形氧化鋁混合磨料的膠黏劑。與市售的無紡布磨具相比，該產(chǎn)品表現(xiàn)出更高的撓度、低的磨損百分比、較好的邊緣切割率和高的面切割率，還具有高度的適形性和開放的多孔表面。測(cè)試表明：7.62 cm長(zhǎng)度的纖維制備的無紡布磨具比5.08 cm纖維制備的磨具有更高的斷裂強(qiáng)度，并且卷曲指數(shù)需要在20%～40%之間以保證機(jī)器不停機(jī)。

Amid等[27]制備了低脫落的無紡布磨具制品。無紡布基布由1.27～3.81 cm長(zhǎng)，900 tex的“尼龍66”短纖維經(jīng)氣流成網(wǎng)后用丙烯酸黏合劑黏合，固化后涂布聚氨酯組合物，重力植砂磨料后再先后噴涂酚醛組合物和聚氨酯組合物，再固化后用環(huán)氧樹脂組合物涂覆非織造磨料片的兩側(cè)，最后固化切片制備了卷緊輪。該專利磨料由初級(jí)磨粒和增強(qiáng)磨粒組成，這兩種磨粒組成相同，但初級(jí)磨粒平均粒徑大于纖維直徑，增強(qiáng)磨粒的平均粒徑小于纖維粒徑。實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：增強(qiáng)磨粒會(huì)減少切割量，但基體強(qiáng)度會(huì)增加，在磨削期間從卷緊輪脫落的材料量大大減少，并且初級(jí)磨粒越大，增強(qiáng)磨粒的強(qiáng)化程度就越大。

Ludwig等[28]發(fā)現(xiàn)將陶瓷磨粒用具有彈性模量的黏合劑制成團(tuán)聚物后，以此制備的無紡布涂附磨具加工工件的表面粗糙度顯著降低。其先將磨料分別與酚醛樹脂黏合劑和聚氨酯黏合劑混合黏結(jié)為一種塊狀磨料附聚物，氣流成網(wǎng)制備無紡布后，用聚氨酯和丙二醇單甲醚乙酸酯混合的預(yù)黏合樹脂在雙輥涂布機(jī)上施加89 g/m2的濕附加壓力，加熱固化為6 mm厚且單位面積質(zhì)量為168 g/m2的預(yù)黏合非織造纖網(wǎng)。之后再分別以酚醛樹脂為主的黏合劑和以聚氨酯為主的黏合劑浸漬纖維網(wǎng)，加熱除去部分溶劑后，施加42 g均勻分布的磨粒團(tuán)聚體。堆疊后在壓力機(jī)中加壓加熱，最后用模具沖切形成具有3.2 cm中心孔的20 cm直徑的疊合輪。通過對(duì)冷軋?zhí)间摶騎304不銹鋼板進(jìn)行磨削，發(fā)現(xiàn)當(dāng)磨粒團(tuán)聚時(shí)比未團(tuán)聚的加工工件的表面粗糙度好，且表面粗糙度降低因素與塊狀磨料附聚物的形狀無關(guān)。

Alkhas等[29]采用靜電植砂的方式將三角氧化鋁陶瓷磨料與纖維正交排列，通過與噴涂磨料的方式進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)采用靜電植砂成型的無紡布砂輪切削性能遠(yuǎn)超噴涂磨料的方式。其將25%的640 tex的“尼龍66”纖維和75%的780 tex的“尼龍6”纖維通過氣流成網(wǎng)機(jī)制備單位面積質(zhì)量415 g/m2的無紡布，然后針頭釘固定于平紋尼龍布上，將PMA與聚氨酯黏合劑以586 g/m2的干附加壓力涂布無紡布，固化后形成5.8 mm厚、單位面積質(zhì)量1147 g/m2的預(yù)黏合非織造纖網(wǎng)。將酚醛樹脂黏合劑噴涂無紡布后，再將三角陶瓷氧化鋁磨料滴涂或通過靜電涂附的方式施加其上，最后熱固化形成了研磨盤。磨削測(cè)試發(fā)現(xiàn)靜電涂附的磨粒表現(xiàn)出良好的切削性能。隨后又制備了無紡布疊合輪與卷緊輪：將30 g/m2含有丙烯酸樹脂乳液和水性聚氨酯分散體的漿料噴涂在119 g/m2的216 tex的尼龍纖維氣流成網(wǎng)的非織造纖維網(wǎng)上，加熱后輥涂含有聚氨酯和環(huán)氧樹脂的漿料組合物，隨后靜電涂附或噴涂磨粒后加熱。再施加含聚氨酯和環(huán)氧樹脂的另一組分漿料，最后將8層所得磨料組合物堆疊并壓縮至1.27 cm厚，加熱固化后形成密度0.74 g/cm3的疊合輪。卷緊輪的制備方法是將含磨料的無紡布在直徑2.54 cm的酚醛芯周圍纏繞11 m，在足夠的張力下形成直徑15.24 cm、最終密度為12 g/cm3的卷緊輪。測(cè)試發(fā)現(xiàn)：空氣噴涂磨料的層壓輪切削力高，但磨損量也高，而靜電涂附磨粒的卷緊輪切削力更好，磨損量較低。

4 無紡布產(chǎn)品的發(fā)展

無紡布涂附磨具最開始由3M公司制備民用百潔布供給家庭廚衛(wèi)清潔使用，之后隨著無紡布磨具的原材料及制造技術(shù)的發(fā)展，逐漸廣泛地應(yīng)用于多種材料的磨削、拋光等加工領(lǐng)域。

日本的Yoshida Koichi[30]發(fā)明了用于拋光半導(dǎo)體等的浸漬聚氨酯硬化的無紡布拋光墊。浸漬聚氨酯的無紡布拋光墊也可對(duì)3D蓋板玻璃進(jìn)行拋光[20]。

美國(guó)的McArdle等[5]發(fā)明了一種尼龍無紡布砂輪，可應(yīng)用于精煉硬質(zhì)材料的表面，如藍(lán)寶石、氮化硅、硬質(zhì)合金刀具等的拋光以及不銹鋼和碳鋼的拋光。

李剛等[31]發(fā)明了一種無紡布輪，通過引入三聚氰胺纖維材料來使得耐溫、耐磨損性能得到改善。該產(chǎn)品可應(yīng)用于細(xì)微拋光如化學(xué)機(jī)械拋光工藝中。

無紡布研磨刷輥目前在電路板、鋼板、人造板行業(yè)大量應(yīng)用，主要用于表面處理和拉線紋。加工成頁、盤、卷等形狀的工業(yè)百潔布也可用于玉器、建材、汽車等的修磨和拋光。

5 結(jié)語

無紡布涂附磨具是一種經(jīng)濟(jì)、高效的拋光及磨削材料，品種多而且應(yīng)用廣泛。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于無紡布磨具的制備、性能、拋光機(jī)理的研究文獻(xiàn)較少，且我國(guó)無紡布磨具的產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外相比還有較大差距，制備尖端技術(shù)較少，在高精密技術(shù)上的應(yīng)用少。

目前制造無紡布磨具需要大量的溶劑，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不小的危害。應(yīng)首先研究具有優(yōu)異耐磨性、黏結(jié)性好的水溶劑型膠黏劑，其次無紡布纖維原料的選擇要向性能優(yōu)異的天然纖維和具有特殊性能的化學(xué)纖維新品種發(fā)展，其制造技術(shù)要向生產(chǎn)效率高的方式發(fā)展，無紡布拋光磨具產(chǎn)品要增加科技含量，向高檔次、高精度、高性能、低成本的方向發(fā)展。