CN101178559A

CN101178559A - 充电辊及其制备方法

Info

Publication number: CN101178559A
Application number: CNA2007100714745A
Authority: CN
Inventors: 陆柏松
Original assignee: Hengdian Group DMEGC Magnetics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dongyang Chengji Electric Motor Co., Ltd.
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: CN100559296C

Abstract

本发明涉及一种充电辊及其制备方法，该充电辊包括一个金属轴，所述的金属轴上粘接有聚氨酯弹性体，所述的聚氨酯弹性体表面喷涂有厚度为10～40μm导电表面层，所述的聚氨酯弹性体由预聚物－R液和预聚物－P液制成，所述的预聚物－R液包括其重量百分比为2～8％的导电物质；所述的预聚物－P液包括其重量百分比为50～70％的异氢酸酯；本发明的充电辊选用聚氨酯材料，其具有适当的弹性、耐磨性能好、耐热性好、化学稳定性好，不容易产生感光鼓污染，压缩变形率低。

Description

充电辊及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种充电辊及其制备方法，该充电辊其应用于非磁性显影装置中，如打印机，复印机，传真机等.

背景技术

复印机，打印机，传真机是通过充电辊对感光鼓充电、曝光形成静电潜象，然后通过显影辊传送碳粉到感光鼓上的静电潜象部分，该碳粉影象传送到纸上加热定型形成最终打印文字图像。

复印机，打印机，传真机硒鼓内有充电辊和显影辊，现有技术中的充电辊、显影辊有使用导电性橡胶来做导电性弹性体，然后在橡胶弹性体内固连有金属轴，合成橡胶弹性体的制造方法保持各成分的分布必须均一化也是有难度的，橡胶弹性体和金属轴之间容易脱落；而且橡胶弹性体显影辊、充电辊电阻高；硫化剂成分渗出会导致感光体污染。

现有技术中还有采用聚氨酯制成的充电辊，如中国专利申请(03152266.1)涉及导电性聚氨酯组合物制成的充电辊、显影辊；该充电辊由聚醚型多元醇和聚异氰酸酯组成的导电性聚氨酯制作筒状体和安装在筒状体上的金属轴形成。该充电辊可以使色粉附着在硒鼓的感光体上、电阻低，但是该充电辊的导电性太大，电阻降低时，电流过多造成硒鼓或机械装置损害，硒鼓表面上有缺陷时，塞孔、擦伤、灰尘，通过该部分时过多的电流流失，硒鼓上带电不均匀造成画像上出现黑条，显影辊上供应谈粉不足画像变弱；而且筒状体表面粗糙度较大。

为了解决以上过多的电流问题，美国专利申请(US5126913)涉及在充电辊、显影辊表面上形成高电阻层，限制电流的强度。

提高充电辊、显影辊上的表面电阻时，电流强度降低，硒鼓表面上有缺陷也不会出现电流过大问题，虽然可以解决黑条问题，但是充电效率降低反而出现相反现象。

一般，充电辊的表面层电阻率是为了提供适当的导电性要求，一般电阻率在10⁵-10¹⁰Ω.CM的范围内，为了保持充电效率和表面层电阻率均衡，通常在所形成的弹性体内是掺进了少量导电颗粒状态，电阻高的部分(树脂)与电阻低的部分(导电性颗粒)同时存在，导电性颗粒的分布状态在弹性体内不均衡。从而造成弹性体树脂内导电性粉末密集或分散的部位电阻值过高或过低，局部上出现电阻过高和过低的现象。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的问题，提供一种充电辊，该充电辊弹性体选用双组分聚氨酯为原料，和橡胶材料比，其化学稳定性好，不容易污染感光鼓，而且热稳定性非常好；弹性体的电阻率是通过添加特殊的导电材料纳米碳管，该物质为液态纳米级导电材料，所以产品的电阻均匀性非常好，而且表面粗糙度和压缩变形率低。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种充电辊，包括一个金属轴，所述的金属轴上粘接有聚氨脂弹性体，所述的聚氨脂弹性体表面喷涂有厚度为10～40μm导电表面层，所述的聚氨脂弹性体由预聚物-R液和预聚物-P液制成，所述的预聚物-R液包括其重量百分比为2～8％的导电物质；所述的预聚物-P液包括其重量百分比为50～70％的异氢酸酯。

本发明的充电辊采用两种液体预聚物制成聚氨脂弹性体，其中预聚物-R液包括其重量百分比为2～8％的导电物质，预聚物-P液包括其重量百分比为50～70％的异氢酸酯从而解决了充电辊在低温中，导电性不足以及渗出污染问题；此外在聚氨脂弹性体表面喷涂有厚度为10～40μm导电表面层，从而使充电辊表面粗糙度降低，成分分布均一。

在上述的充电辊中，所述的导电表面层由下述重量份的成分制成：

导电碳黑：6～10份；分散剂：20～40份；混合树脂：200～350份；

二氧化硅：3～7份；聚乙稀：0.1～0.5份；消泡剂：1～5份；

有机溶剂：300～600份。

作为优选，所述的分散剂由以下重量百分比的成分组成：丙稀酸共聚物：30％～50％；丙二醇甲醚醋酸酯：20％～40％；乙二醇丁醚：20％～40％。所述的混合树脂由以下重量百分比的成分组成：丙稀酸树脂：60％～80％；异丁基醇：5％～10％；甲基异丁酮：5％～10％；其余为芳香烃。所述的消泡剂由以下重量百分比的成分组成：硅树脂聚合物：10％～30％；羟基乙酸乙酯：5％～10％；乙二醇丁醚：0.5％～2％；其余为溶剂；所述的有机溶剂为酮类有机溶剂。本发明中采用的导电碳黑为导电碳黑600J，它的PH值为7.0-10.0；比重为1.25-1.45g/cm³。所述的分散剂为分散剂-D2000，组成分散剂的丙稀酸共聚物为改性丙烯酸嵌段共聚物；分散剂的比重为1.02g/cm³(20℃)。其中混合树脂为混合树脂-DNA700，组成混合树脂的芳香烃有二甲苯、甲苯和重芳烃等，所述混合树脂的粘度为65～75cps，比重为为0.98～1.3g/cm³；所述的消泡剂为消泡剂-BYK052，组成消泡剂的溶剂有汽油、柴油等；其中消泡剂的比重在20℃的条件下为0.82g/cm³。粘度为90～120cps；所述的酮类有机溶剂有丁酮、丙酮等。

此外，在上述的充电辊中，所述的导电表面层主要由下述重量份的成分制成：

尼龙：20～50份；二氧化硅：2.0～5.0份；聚乙稀：0.1～0.5份；颜料0.3～0.8；石墨0.5～1.5份；抗静电剂：8～15份；有机溶剂：600～1000份。

作为优选，所述的尼龙为醇溶尼龙；所述的醇溶尼龙是一种经多元共聚缩合而成的特种尼龙，醇溶尼龙的最大特征是可溶于甲醇、乙醇、丙醇以及其它低级脂肪醇中。醇溶尼龙具备的此种特性使得其可以适合涂敷、浸渍等工艺，赋予最终用品耐磨性、耐擦痕性、耐油性、耐化学药品性、耐碱性、耐臭氧性，提高韧性、强韧性、弹性回复性、柔软可挠性和耐热性等。本发明采用的醇溶尼龙主要有尼龙8061、尼龙8062、尼龙8063等；所述的抗静电剂由以下重量百分比的成分组成：铵盐：70～85％；丁二醇：15％～30％。其中铵盐分子式为[C₁₂H₂₅N⁺(CH₃)₃]CH₃SO₄ ^2-)；丁二醇为1，4丁二醇；所述的抗静电剂的粘度为2～3cps；所述的颜料为黑色颜料-EB；所述的有机溶剂为醇类有机溶剂。所述的醇类有机溶剂主要是低级脂肪醇，如乙醇、甲醇等。通过上述成分及其含量制成的充电辊表面层成分的分布均一形成均衡的电阻值；粗糙度低；具有良好的导电效果。

在上述的充电辊中，所述的预聚物-R液主要由以下重量份的成分组成：聚醚多元醇：50～80份，聚乙烯乙二醇：10～20份；导电性填料：3～10份；催化剂：0.1～0.5份；交联剂：2～7份。所述的预聚物-P液主要由以下重量份的成分组成：异氰酸盐：92～98份；聚醚多元醇：2～8份。作为优选，所述的导电性填料为纳米碳管液体，所述的纳米碳管液体由纳米级的磷酸烃盐和氯化钠制成。其中预聚物-R的催化剂使用的双金属氰化物催化剂是现有公知方法制成的，本发明采用的交联剂为现有技术公知的交联剂如交联剂PG等；本发明采用异氰酸盐有二苯甲烷二异氰酸盐(MDI)、三氯乙烯二异氰酸盐(TDI)、六甲撑二乙氰酸盐(HDI)等。本发明采用导电性填料为纳米碳管液体，该物质为液态纳米级导电材料，所以得到的充电辊的电阻均匀性非常好，而且表面粗糙度和压缩变形率低。由于聚氨脂是由多种氨酸乙脂结合而成的高分子化学物，带有异氰酸盐和活性氢的化学物生成-OH基(酒精，胺，水)等附加中和反应，随着使用原料物质的成分或分子内的成分的组成，随着比率和排列状态等因为变型强性，耐热性，耐药品性等的变化；本发明充电辊的聚氨脂弹性体采用预聚物-R液和预聚物-P液制成，这些成分必需具有水性，可进行浇铸，其中聚氨脂是由多种氨酸乙脂结合而成的高分子化学物，带有异氰酸盐和活性氢的化学物生成羟基进行中和反应，随着使用原料物质的成分及其含量或其分子内的结构的组成，聚氨脂弹性体的弹性、耐热性、耐药品性都有所不同，本发明根据制成聚氨脂成分的性质和原料固有的特性；开发出预聚物-R液和预聚物-P液；通过上述两种液体制成的聚氨脂弹性体具有适当的电气特性、具有适当的弹性、耐热度良好、环境稳定性好、适当的耐磨性、滤取或堵塞等在使用上无异常、成型的工作性好。

此外本发明还提供上述充电辊的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、金属轴表面处理：将金属轴清洗、干燥后在其表面均匀涂有粘结剂，然后通过加热处理后装入模具中预热后待用；

B、制作聚氨脂弹性体：将组成预聚物-R液的成分混合后，通过高速搅拌机搅拌使导电性填料分散均匀后和预聚物-P液分别在真空条件下进行搅拌；搅拌后按照预聚物-R液和预聚物-P液按重量比为1∶0.8～1.0进行混合，并将其浇注到上述装有金属轴的模具中进行固化，固化后脱模、研磨、切割后得到内固连有金属轴的聚氨脂弹性体；

C、喷涂表面层：在上述内固连有金属轴的聚氨脂弹性体表面均匀喷涂导电表面层，然后加热固化20～60分钟后得到充电辊。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤A中所述的金属轴表面均匀涂有粘结剂的厚度为0.2～0.4μm，所述的粘结剂主要有下列重量份的成分组成：

醇类物质：30～60份；芳香烃类物质：20～50份；苯酚：3～8份

醛类物质：0.01～1.0份。

其中本发明使用的粘结剂为粘结剂KAD1146，组成粘结剂的醇类物质主要有甲醇、乙醇、异丙醇等醇类混合物；芳香烃类物质主要有甲苯、乙苯等，醛类物质主要有甲醛、乙醛等醛类物质；所述的粘结剂的粘度为140～170cps，固化物含量为12％～15％；比重为0.80～0.90g/cm³。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤A中所述的预热温度为40～90℃，预热时间为8～30分钟。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤B中真空搅拌时的真空度为0.1～0.2Mpa，真空搅拌的时间为30～90分钟。本发明采用真空搅拌主要是为了除去水分和气泡。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤B中所述的预聚物-R液和预聚物-P液是通过密封管从下向上浇注到上述装有金属轴的模具中。采用该方法进行浇注主要是为了防止气泡的产生。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤B中所述的固化过程为二次固化过程，每次固化的时间为10分钟～30分钟，固化温度为80～180℃。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤C中所述的喷涂导电表面层的过程为：将制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度50～180℃的条件下固化20～60分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤C中所述的导电表面层的厚度为10～40μm，表面粗糙度小于3μm。

本发明的金属轴采用不锈钢或硬质镀铬钢制成，为了强化金属轴和聚氨脂弹性体之间的黏着力，在金属轴上必需涂覆粘结剂，采用直接接触式涂覆方式，涂覆的厚度为0.2-0.4μm，涂覆后要经过在温度为70～120℃的条件下加热处理，在本发明的制作聚氨脂弹性体的过程中，预聚物-R液和预聚物-P液在浇注成聚氨脂弹性体的反应速度随着温度而变，本发明采用两次固化，固化时的温度控制在80～180℃，每次固化的时间控制在10分钟～30分钟，则聚氨脂弹性体不会随着温度和固化时间的差异收缩和膨胀，它的尺寸有变化，本发明中预聚物-R液和预聚物-P液的按重量比控制在1∶0.8～1.0；按照这个重量比混合物质均一，浇注成聚氨脂弹性体后通过研磨、清洗；通过上述方法制成的聚氨脂弹性体表面电阻为10⁵～10¹⁰Ω·cm，表面粗糙度小于5微米，邵氏硬度为40～80度。

在上述的充电辊的制备方法中，步骤C中喷涂表面层的方法有两种方法：一：将混合树脂和分散剂物质以按照其重量份混合后加入到酮类有机溶剂中，然后在混合液体加入按其重量份的导电碳黑、二氧化硅、聚乙稀和消泡剂，再用搅拌机高速搅拌均匀形成表面喷涂液；然后将其喷涂在聚氨脂弹性体表面后进行固化，该表面液的固化温度为100～180度，固化时间20～60分钟；二：将尼龙溶解到醇类有机溶剂中，然后在混合液体中加入二氧化硅和聚乙稀，用搅拌机高速搅拌均匀形成表面喷涂液；然后将其喷涂在聚氨脂弹性体表面后进行固化，该表面液体的固化温度为50～100度，固化时间20～60分钟。

综上所述，本发明的充电辊及其制备方法具有以下优点：

1、本发明的充电辊选用聚氨酯材料，其具有适当的弹性、耐磨性能好、耐热性好、化学稳定性好，不容易产生感光鼓污染，压缩变形率低。

2、本发明的充电辊的弹性体电阻通过液态纳米碳管材料调节，所以其分布均匀，产品电阻率均匀；再通过表面涂层的调节效果更佳，打印不会出现黑条等不良现象。

3、本发明的充电辊的制备方法制作成本低，生产效率高，制成的充电辊品质稳定；能实现大规模的工业化生产。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但不发明并不限于这些实施例。

表1：本发明充电辊中的制备聚氨脂弹性体的预聚物-P液的组分(重量份)

其中实施例1中所述的异氰酸盐为二苯甲烷二异氰酸盐(MDI)；实施例2中所述的异氰酸盐为三氯乙烯二异氰酸盐(TDI)；实施例3中所述的异氰酸盐为二苯甲烷二异氰酸盐(MDI)；实施例4中所述的异氰酸盐为三氯乙烯二异氰酸盐(TDI)；实施例5中所述的六甲撑二乙氰酸盐(HDI)。

表2：本发明充电辊中的制备聚氨脂弹性体的预聚物-R液的组分(重量份)

其中实施例1～5所述的导电性填料为纳米碳管液体，它由纳米级的磷酸烃盐和氯化钠制成，两者的重量比为1∶1；所述的催化剂为现有公知方法制成的双金属氰化物催化剂；所述的交联剂为现有技术公知的交联剂PG。

表3：本发明充电辊中的制备表面层的组分(重量份)

其中实施例1中所述的分散剂由按重量百分比为丙稀酸共聚物：30％；内二醇甲醚醋酸酯：40％；乙二醇丁醚：30％制成；所述的混合树脂由按重量百分比为丙稀酸树脂：60％；异丁基醇：5％；甲基异丁酮：10％；其余为甲苯制成；所述的消泡剂由按重量百分比为硅树脂聚合物：10％；羟基乙酸乙酯：10％；乙二醇丁醚：2％；其余为溶剂汽油制成；所述的有机溶剂为丁酮；

实施例2中所述的分散剂由按重量百分比为丙稀酸共聚物：35％；丙二醇甲醚醋酸酯：40％；乙二醇丁醚：25％制成；所述的混合树脂由由按重量百分比为丙稀酸树脂：65％；异丁基醇：8％；甲基异丁酮：7％；其余为二甲苯制成；所述的消泡剂由按重量百分比为硅树脂聚合物：15％；羟基乙酸乙酯：8％；乙二醇丁醚：1.5％；其余为溶剂汽油制成；所述的有机溶剂为丙酮；

实施例3中所述的分散剂由按重量百分比为丙稀酸共聚物：40％；丙二醇甲醚醋酸酯：25％；乙二醇丁醚：35％制成；所述的混合树脂由由按重量百分比为丙稀酸树脂：70％；异丁基醇：7％；甲基异丁酮：8％；其余为重芳烃制成；所述的消泡剂由按重量百分比为硅树脂聚合物：20％；羟基乙酸乙酯：7％；乙二醇丁醚：1％；其余为溶剂汽油制成；所述的有机溶剂为丁酮；

实施例4中所述的分散剂由按重量百分比为丙稀酸共聚物：45％；丙二醇甲醚醋酸酯：30％；乙二醇丁醚：25％制成；所述的混合树脂由由按重量百分比为丙稀酸树脂：75％；异丁基醇：10％；甲基异丁酮：5％；其余为甲苯和二甲苯的混合制成；所述的消泡剂由按重量百分比为硅树脂聚合物：25％；羟基乙酸乙酯：6％；乙二醇丁醚：1％；其余为溶剂汽油制成；所述的有机溶剂为丙酮；

实施例5中所述的分散剂由按重量百分比为丙稀酸共聚物：50％；丙二醇甲醚醋酸酯：20％；乙二醇丁醚：30％制成；所述的混合树脂由由按重量百分比为丙稀酸树脂：80％；异丁基醇：5％；甲基异丁酮：5％；其余为甲苯、二甲苯和重芳烃的混合制成；所述的消泡剂由按重量百分比的硅树脂聚合物：30％；羟基乙酸乙酯：5％；乙二醇丁醚：0.5％；其余为溶剂汽油制成；所述的有机溶剂为丁酮。

表4：本发明充电辊中的制备表面层的另一种组分(重量份)

其中实施例6中所述的尼龙为醇溶尼龙-8063；所述的抗静电剂由按重量百分比的铵盐：70％；1，4-丁二醇：30％制成；所述的有机溶剂为甲醇。

实施例7中所述的尼龙为醇溶尼龙-8061；所述的抗静电剂由按重量百分比的铵盐：75％；1，4-丁二醇：25％制成；所述的有机溶剂为乙醇。

实施例8中所述的尼龙为醇溶尼龙-8062；所述的抗静电剂由按重量百分比的铵盐：80％；1，4-丁二醇：20％制成；所述的有机溶剂为甲醇。

实施例9中所述的尼龙为醇溶尼龙-8063；所述的抗静电剂由按重量百分比的铵盐：85％；1，4-丁二醇：15％制成；所述的有机溶剂为乙醇。

实施例10中所述的尼龙为醇溶尼龙-8061；所述的抗静电剂由按重量百分比的铵盐：80％；1，4-丁二醇：20％制成；所述的有机溶剂为甲醇。

实施例1

选取硬质镀铬钢作为金属轴，采用清洗机对金属轴进行清洗1～2分钟；然后在室温下干燥；干燥后在金属轴表面涂覆粘结剂，所述的粘结剂由重量份为的异丙醇：30份；甲苯：30份；乙醇：10份；苯酚：5份；甲醇：1份；甲醛：0.05份制成；涂覆的厚度为0.2～0.4微米，然后经过在温度为70℃的条件下加热处理，将上述处理好的金属轴放入模具中预热30分钟，预热温度40℃；

将表2中组成预聚物-R液的成分按其重量份进行混合后，通过高速搅拌机搅拌使导电性填料分散均匀后；然后按照表1中预聚物-P液的成分及其含量配制；配制后预聚物-R液和预聚物-P液将分别在真空度为0.1Mpa的真空条件下进行搅拌30分钟；搅拌后按照预聚物-R液和预聚物-P液按重量比为1∶0.8进行混合，并将其通过密封管从上到下浇注到上述装有金属轴的模具中；在温度为80℃的条件下进行两次固化，每次固化的时间为30分钟；固化后在模具内部涂脱模剂-KRA1进行脱模，脱模后研磨、切割后得到内固连有金属轴的聚氨脂弹性体；形成的弹性层的表面电阻为10⁵～10⁹Ω.cm。表面粗糙度小于5微米。邵氏硬度40～80度；

将表3中制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度100℃的条件下固化30分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层；其表面电阻和聚氨脂弹性体接近，厚度为10～40微米，表面粗糙度小于3微米。

通过上述方法制成的充电辊包括一个金属轴，所述的金属轴涂覆有0.2～0.4微米的粘合层；金属轴上粘接有聚氨脂弹性体，所述的聚氨脂弹性体表面喷涂有厚度为10～40μm导电表面层。

实施例2

选取不锈钢作为金属轴，采用清洗机对金属轴进行清洗1～2分钟；然后在室温下干燥；干燥后在金属轴表面涂覆粘结剂，所述的粘结剂由重量份为的异丙醇：35份；甲苯：35份；乙醇：10份；苯酚：3份；甲醇：1份；甲醛：0.01份制成；涂覆的厚度为0.2～0.4微米，然后经过在温度为90℃的条件下加热处理，将上述处理好的金属轴放入模具中预热20分钟，预热温度60℃；

将表2中组成预聚物-R液的成分按其重量份进行混合后，通过高速搅拌机搅拌使导电性填料分散均匀后；然后按照表1中预聚物-P液的成分及其含量配制；配制后预聚物-R液和预聚物-P液将分别在真空度为0.15Mpa的真空条件下进行搅拌60分钟；搅拌后按照预聚物-R液和预聚物-P液按重量比为1∶0.9进行混合，并将其通过密封管从上到下浇注到上述装有金属轴的模具中；在温度为120℃的条件下进行两次固化，每次固化的时间为20分钟；固化后在模具内部涂脱模剂-KRA1进行脱模，脱模后研磨、切割后得到内固连有金属轴的聚氨脂弹性体；形成的弹性层的表面电阻为10⁵～10¹⁰Ω.cm。表面粗糙度小于5微米。邵氏硬度40～80度；

将表3中制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度120℃的条件下固化20分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层；其表面电阻和聚氨脂弹性体接近，厚度为10～40微米，表面粗糙度小于3微米。

实施例3

选取不锈钢作为金属轴，采用清洗机对金属轴进行清洗1～2分钟；然后在室温下干燥；干燥后在金属轴表面涂覆粘结剂，所述的粘结剂由重量份为的异丙醇：35份；甲苯：35份；乙醇：15份；苯酚：7份；甲醇：2份；甲醛：0.1份制成；涂覆的厚度为0.2～0.4微米，然后经过在温度为100℃的条件下加热处理，将上述处理好的金属轴放入模具中预热15分钟，预热温度70℃；

将表2中组成预聚物-R液的成分按其重量份进行混合后，通过高速搅拌机搅拌使导电性填料分散均匀后；然后按照表1中预聚物-P液的成分及其含量配制；配制后预聚物-R液和预聚物-P液将分别在真空度为0.15Mpa的真空条件下进行搅拌60分钟；搅拌后按照预聚物-R液和预聚物-P液按重量比为1∶1进行混合，并将其通过密封管从上到下浇注到上述装有金属轴的模具中；在温度为150℃的条件下进行两次固化，每次固化的时间为15分钟；固化后在模具内部涂脱模剂-KRA1进行脱模，脱模后研磨、切割后得到内固连有金属轴的聚氨脂弹性体；形成的弹性层的表面电阻为10⁵～10¹⁰Ω.cm。表面粗糙度小于5微米。邵氏硬度40～80度；

将表3中制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度150℃的条件下固化20分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层；其表面电阻和聚氨脂弹性体接近，厚度为10～40微米，表面粗糙度小于3微米。

实施例4

选取硬质镀铬钢作为金属轴，采用清洗机对金属轴进行清洗1～2分钟；然后在室温下干燥；干燥后在金属轴表面涂覆粘结剂，所述的粘结剂由重量份为的异丙醇：40份；甲苯：40份；乙醇：10份；苯酚：8份；甲醇：1份；甲醛：0.05份制成；涂覆的厚度为0.2～0.4微米，然后经过在温度为120℃的条件下加热处理，将上述处理好的金属轴放入模具中预热10分钟，预热温度90℃；

将表2中组成预聚物-R液的成分按其重量份进行混合后，通过高速搅拌机搅拌使导电性填料分散均匀后；然后按照表1中预聚物-P液的成分及其含量配制；配制后预聚物-R液和预聚物-P液将分别在真空度为0.2Mpa的真空条件下进行搅拌90分钟；搅拌后按照预聚物-R液和预聚物-P液按重量比为1∶1进行混合，并将其通过密封管从上到下浇注到上述装有金属轴的模具中；在温度为180℃的条件下进行两次固化，每次固化的时间为10分钟；固化后在模具内部涂脱模剂-KRA1进行脱模，脱模后研磨、切割后得到内固连有金属轴的聚氨脂弹性体；形成的弹性层的表面电阻为10⁵～10¹⁰Ω.cm。表面粗糙度小于5微米。邵氏硬度40～80度；

将表3中制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度180℃的条件下固化10分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层；其表面电阻和聚氨脂弹性体接近，厚度为10～40微米，表面粗糙度小于3微米。

实施例5的工艺流程同实施例1，不再赘述；实施例6～10采用表1和表2中的成分及其含量制作聚氨脂弹性体；表4中的成分及其含量作为制备导电表面层的组成，其表面层固化的温度50～100℃；固化时间10～30分钟；其它工艺流程同实施例2，不再赘述。

随机抽取上述实施例1～10制备的充电辊样品10根；对其性能进行测试，测试的结果如表5所示：

表5：本发明的充电辊的性能

序号	检验项目	检测标准	检测工具	检测频度
序号	检验项目	检测标准	检测工具	检测频度	1	外观检查	良好的	放大镜	按国家标准
2	产品直径	Φ12土0.1	外径测量仪	按国家标准	1	外观检查	良好的	放大镜	按国家标准
2	产品直径	Φ12土0.1	外径测量仪	按国家标准	3	成型长度	230.6	游标卡尺	按国家标准
4	短端	16.6	游标卡尺	按国家标准	3	成型长度	230.6	游标卡尺	按国家标准
4	短端	16.6	游标卡尺	按国家标准	5	长端	23.2	游标卡尺	按国家标准
6	平行度	0.06以下	同心度测量仪	按国家标准	5	长端	23.2	游标卡尺	按国家标准
6	平行度	0.06以下	同心度测量仪	按国家标准	7	产品同心度	0.03以下	同心度测量仪	按国家标准
8	硬度	55-70	硬度计	按国家标准	7	产品同心度	0.03以下	同心度测量仪	按国家标准

9	粗糙度	1.8μm以下	粗糙度测试仪	按国家标准
9	粗糙度	1.8μm以下	粗糙度测试仪	按国家标准	10	电阻率	10^7.0-10^9.0Ω·cm	表面电阻测试仪	按国家标准
11	安全性	无异常	干燥炉	100℃，1小时无异常	10	电阻率	10^7.0-10^9.0Ω·cm	表面电阻测试仪	按国家标准
11	安全性	无异常	干燥炉	100℃，1小时无异常	12	污染性	无异常		30日无异常
13	打印测试	1.40以上		1.30以上	12	污染性	无异常		30日无异常
13	打印测试	1.40以上		1.30以上	14	弹性试验	无异常		无异常
15	环境安全试验	无异常		NN，HH，LL使用状态无异常	14	弹性试验	无异常		无异常
15	环境安全试验	无异常		NN，HH，LL使用状态无异常	16	压缩变形率	无异常		使用停机后30日，异常待机后试验

从表5可以看出：本发明的充电辊成分均一，含量配比合理；在充电辊表面形成均衡的电阻值的表面层，具有良好的导电性能；打印后不会出现黑条和污染现象；具有适当的弹性、耐热度好、环境稳定性好和耐磨性能强；而且表面粗糙度和变形率低。

本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.一种充电辊，包括一个金属轴，所述的金属轴上粘接有聚氨脂弹性体，所述的聚氨脂弹性体表面喷涂有厚度为10～40μm导电表面层，所述的聚氨脂弹性体由预聚物-R液和预聚物-P液制成，所述的预聚物-R液包括其重量百分比为2～8％的导电物质；所述的预聚物-P液包括其重量百分比为50～70％的异氢酸酯。

2.根据权利要求1所述的充电辊，其特征在于：所述的导电表面层由下述重量份的成分制成：

导电碳黑：6～10份；分散剂：20～40份；混合树脂：200～350份；二氧化硅：3～7份；聚乙稀：0.1～0.5份；消泡剂：1～5份；有机溶剂：300～600份。

3.根据权利要求2所述的充电辊，其特征在于：所述的分散剂由以下重量百分比的成分组成：

丙稀酸共聚物：30％～50％；丙二醇甲醚醋酸酯：20％～40％；乙二醇丁醚：20％～40％。

4.根据权利要求2所述的充电辊，其特征在于：所述的混合树脂由以下重量百分比的成分组成：

丙稀酸树脂：60％～80％；异丁基醇：5％～10％；甲基异丁酮：5％～10％；其余为芳香烃。

5.根据权利要求2所述的充电辊，其特征在于：所述的消泡剂由以下重量百分比的成分组成：

硅树脂聚合物：10％～30％；羟基乙酸乙酯：5％～10％；乙二醇丁醚：0.5％～2％；其余为溶剂。

6.根据权利要求2所述的充电辊，其特征在于：所述的有机溶剂为酮类有机溶剂。

7.根据权利要求1所述的充电辊，其特征在于：所述的导电表面层主要由下述重量份的成分制成：

8.根据权利要求7所述的充电辊，其特征在于：所述的尼龙为醇溶尼龙。

9.根据权利要求7所述的充电辊，其特征在于：所述的抗静电剂由以下重量百分比的成分组成：

铵盐：70～85％；丁二醇：15％～30％。

10.根据权利要求7所述的充电辊，其特征在于：所述的有机溶剂为醇类有机溶剂。

11.根据权利要求1所述的充电辊，其特征在于：所述的预聚物-R液主要由以下重量份的成分组成：

聚醚多元醇：50～80份；聚乙烯乙二醇：10～20份；

导电性填料：3～10份；催化剂：0.1～0.5份；

交联剂：2～7份。

12.根据权利要求10所述的充电辊，其特征在于：所述的导电性填料为纳米碳管液体，所述的纳米碳管液体由纳米级的磷酸烃盐和氯化钠制成。

13.根据权利要求1所述的充电辊，其特征在于：所述的预聚物-P液主要由以下重量份的成分组成：

异氰酸盐：92～98份；聚醚多元醇：2～8份。

14.一种充电辊的制备方法，该方法包括以下步骤：

15.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤A中所述的金属轴表面均匀涂有粘结剂的厚度为0.2～0.4μm，所述的粘结剂主要有下列重量份的成分组成：

醇类物质：30～60份；芳香烃类物质：20～50份；苯酚：3～8份醛类物质：0.01～1.0份。

16.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤A中所述的预热温度为40～90℃，预热时间为8～30分钟。

17.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤B中真空搅拌时的真空度为0.1～0.2Mpa，真空搅拌的时间为30～90分钟。

18.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤B中所述的预聚物-R液和预聚物-P液是通过密封管从下向上浇注到上述装有金属轴的模具中。

19.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤B中所述的固化过程为二次固化过程，每次固化的时间为10分钟～30分钟，固化温度为80～180℃。

20.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤C中所述的喷涂导电表面层的过程为：将制成导电表面层的成分按其重量份数进行混合，混合后用搅拌机搅拌均匀形成表面喷涂液，然后喷涂在聚氨脂弹性体表面，然后在温度50～180℃的条件下固化20～60分钟后形成在聚氨脂弹性体表面形成导电表面层。

21.根据权利要求14所述的充电辊的制备方法，其特征在于：步骤C中所述的导电表面层的厚度为10～40μm，表面粗糙度小于3μm。