CN103756059B - 一种环保印刷胶辊包覆胶胶料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保印刷胶辊包覆胶胶料。该胶料由环保型预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶、高门尼粘度丁腈橡胶、高分散沉淀法白炭黑、聚酯增塑剂、增塑剂TP-95、增塑剂TP-90B、硫黄、促进剂以及其他助剂组成。本发明胶料的特点是：不使用邻苯二甲酸酯增塑剂，符合中国环保行业标准HJ2503-2011的规定，物理性能水平与使用邻苯二甲酸酯增塑剂的胶料相当，而且胶料门尼粘度高，挤出缠绕成型时胶条挺性大，连续性好，缠绕包胶紧密，成型好的辊坯停放和硫化中不下垂，成品质量良好。

Description

一种环保印刷胶辊包覆胶胶料

技术领域

本发明涉及一种环保印刷胶辊包覆胶胶料。

背景技术

印刷胶辊是胶印印刷机的重要配件，其中墨辊直接与印刷油墨接触，通过带墨、传墨和靠版3组墨辊，将油墨定量、均匀地传递到印版，然后由印版转移给印刷橡皮布，再通过橡皮布印刷到印品上。传统的印刷油墨是油性油墨，而且印刷胶辊还要接触溶剂型清洗剂，因此印刷胶辊使用耐油橡胶为包覆胶的主体材料，主要有：①丁腈橡胶[见Gerald Thompson等著，郭宏盛译.橡胶译丛，1992，(6)61-67，原载Rubber World，1989，200(6)28-33与中国专利ZL200410096717.7]；②丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶[见赵刚，游惠敏，秦岭等.橡胶工业，1995，42(2)，80-82，杨兴木，许卫东.橡胶工业，2003，50(7)，431-434与杨杏木，特种橡胶制品，2003，24(3)34-35]；③预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶[见H.F.Schwarz，The Spring ACS Rubber Division Meeting，April，Paper88，p14-16，New YorkCity，1986-04-08与李翠荣，李树仁，李翠英.辽宁工学院学报，2003(23)，50-51]。由于印刷胶辊的包覆胶硬度低(通常邵尔A型硬度30±3度)，需要添加大量的增塑剂，以丁腈橡胶或丁腈橡胶/聚氯乙烯为主体材料的包覆胶制备时，混炼操作较困难而且混炼时间较长。通过乳液共沉等方法将丁腈橡胶、聚氯乙烯与增塑剂混合制成的预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶，由于其中已含有大量的增塑剂，胶料配方中无需补充太多的增塑剂，混炼容易、加工方便，已在印刷胶辊生产中广泛使用。

由于邻苯二甲酸酯属于生物毒性物质(致畸、致癌)，欧洲化学品管理局已将一些对人和环境有严重影响的邻苯二甲酸酯增塑剂列入高关注物质(SVHC)清单。中国环保行业标准HJ2503-2011规定印刷用原辅料中不得添加6种邻苯二甲酸酯物质，包括：邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。

迄今，我国以丁腈橡胶或丁腈橡胶为主体材料的印刷胶辊包覆胶普遍使用邻苯二甲酸酯为主增塑剂。使用最广泛的是邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)，它在我国橡塑行业通称邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物也是采用邻苯二甲酸酯增塑剂，用得最多的品种是丁腈橡胶/聚氯乙烯/DOP共混胶，其质量共混比为100/60/120。上述的资料和专利也都使用邻苯二甲酸二辛酯作主增塑剂。尚未见采用非邻苯二甲酸酯增塑剂的印刷胶辊包覆胶的文献报道。

目前，开发非邻苯二甲酸酯环保增塑剂环保印刷胶辊已成为印刷胶辊行业关注的一项课题。

发明内容

本发明的目的是解决现有印刷胶辊中使用对人和环境有害的邻苯二甲酸酯增塑剂的问题，提供一种使用非邻苯二甲酸酯环保增塑剂环保印刷胶辊包覆胶胶料，其物性水平不低于使用邻苯二甲酸酯的胶料，而且能满足胶辊生产工艺要求。

本发明系一种环保印刷胶辊包覆胶胶料，其组成和质量配比为：

其中所用的环保型预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶，其特征是：组成为丁腈橡胶/聚氯乙烯/1，2-环己烷二羧酸二(异壬基)酯，质量组成比为100/60/120，结合丙烯腈含量为32-34％，其中所用的高门尼粘度丁腈橡胶，其特征是：门尼粘度ML(1+4)100℃为100-120，结合丙烯腈含量为32-34％，其中所用的高分散沉淀法白炭黑，其特征是：BET比表面积为150-200m²/g，平均粒径为10-20μm，其中所用的聚酯增塑剂，其特征是：平均分子量在2000-4000的己二酸聚酯或戊二酸聚酯。

上面所说的环保型预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶，由上海新赛可德国际贸易有限公司提供，牌号为橡塑合金1233E，用来代替目前仍在印刷胶辊包覆胶胶料中广泛使用的含邻苯二甲酸二辛脂的预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶(丁腈橡胶/聚氯乙烯/DOP，质量组成比为100/60/120)。环保型预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶中的1，2-环己烷二羧酸二(异壬基)酯(DINCH)是德国巴斯夫(BASF)生产的环保型增塑剂，牌号为Hexamoll DINCH。DINCH无生殖毒性危险，对环境无危害，已被我国GB9685-2008和德国联邦风险评估研究所(BfR)列为可与食品接触的添加剂。

上面所说的高门尼粘度丁腈橡胶系优选德国朗盛(Lanxess)生产的Krynac3311OF，用于与预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶并用，可以使低硬度胶料增加门尼粘度，胶料挺性好、挤出缠绕和硫化工艺良好。而目前生产邵尔A型硬度为30±3度的低硬度印刷胶辊，大多使用低门尼粘度ML(1+4)100℃为50-70的丁腈橡胶，胶料门尼粘度非常低，只有6-9，挤出缠绕成型操作存在胶条挺性差、容易出现垂驰、断胶、缠绕强度低的质量问题，而且硫化中也出在包覆胶下垂的缺陷。

上面所说的高分散沉淀法白炭黑与普通沉淀法白炭黑相比，在胶料混炼时容易分散，硫化胶强度高，而且具有多孔性，有利于吸收增塑剂以及胶辊吸墨。本发明系优选通化双龙化工股份有限公司的T150型白炭黑。

上面所说的聚酯增塑剂不易被印刷油墨和清洗剂抽出，可以降低印刷胶辊在使用中的收缩。分子量超过4000的高分子量聚酯增塑剂，耐抽出性较好，但增塑效率较差。分子量小于2000的低分子量聚酯增塑剂，增塑效率较好，但耐抽出性较差。兼顾考虑，使用中分子量(2000-4000)的聚酯增塑剂。本发明系优选美国赫斯达(HallStar)公司的平均分子量为2200的己二酸聚酯Paraplex G-50、平均分子量为2500的戊二酸聚酯Plasthall P-550，这两种材料都是环保增塑剂。

上面所说的增塑剂TP-90B是双[2-(2-丁氧基乙氧基)乙氧基]甲烷，美国赫斯达公司产品，属于环保增塑剂。

上面所说的增塑剂TP-95是己二酸双[2(2-丁氧基乙氧基)]乙酯，美国赫斯达公司产品，属于环保增塑剂。

上面所说的硅烷偶联剂是Si-69[双(3-乙氧基硅氧基丙基)四硫化物。

上面所说的其他原材料是通用市售橡胶助剂。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1

实施例1的胶料配方和各种原材料的质量配比如下：

实施例1胶料的制备工艺：采用带有自动配料系统的密炼生产线制备胶料。在密炼机中先后加入丁腈橡胶(3311OF)和共混胶(1233E)、小料(氧化锌、硬脂酸、防老剂、氧化镁、)，其余配合剂(白炭黑、硅烷偶联剂、硅藻土、钛白粉、酞菁绿、油膏、石油树脂、三种增塑剂)，混炼均匀后排胶，排胶温度100～120℃。排出的胶料以提升戽斗加到开炼机中，散热后加入硫黄和促进剂进行“加硫”操作。混炼均匀后连续出片，胶片通过网带式冷却装置冷却后自动切割，停放备用。

胶辊的成型、硫化和后加工：将制备好的胶料在胶辊挤出缠绕成型机上，连续挤出胶条缠绕在经喷砂处理并已涂刷粘合剂开姆洛克(Chemlok)205的辊芯上。成型好的胶辊坯，用塑料薄膜包覆，再用尼龙绳扎紧，然后在直接蒸汽硫化罐中完成硫化。胶辊出罐解绳后进行后加工：磨削、抛光，得到胶辊成品。

实施例2

实施例2的胶料配方和各种原材料的质量配比如下：

实施例2胶料的制备工艺以及胶辊的成型、硫化和后加工，与实施例1相同。

对比例1

对比例1的胶料配方和各种原材料的质量配比如下：

上面所说的预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶系质量组成比为100/60/120的丁腈橡胶/聚氯乙烯/DOP共混胶，牌号为Nancar1204D，南帝化学工业股份有限公司产品。

对比例1胶料的制备工艺：采用带有自动配料系统的密炼生产线制备胶料。在密炼机中先后加入共混胶(1204D)、小料(氧化锌、硬脂酸、防老剂、)，其余配合剂(白炭黑、钛白粉、酞菁蓝、增塑剂DOP和液体古马隆树脂)，混炼均匀后排胶，排胶温度100～120℃。排出的胶料以提升戽斗加到开炼机中，散热后加入硫黄和促进剂进行“加硫”操作。混炼均匀后连续出片，胶片通过网带式冷却装置冷却后自动切割，停放备用。

胶辊的成型、硫化和后加工：将制备好的胶料在胶辊挤出缠绕成型机上，连续挤出胶条缠绕在经喷砂处理并已涂刷粘合剂开姆洛克(Chemlok)205的辊芯上。成型好的胶辊坯，用塑料薄膜包覆，再用尼龙绳扎紧，然后在直接蒸汽硫化罐中完成硫化。胶辊出罐解绳后进行后加工：磨削、抛光，得到胶辊成品。

对比例2

对比例2的胶料配方和各种原材料的质量配比如下：

上面所说的丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶系质量组成比为70/30的丁腈橡胶/聚氯乙烯/DOP共混胶，牌号为Nancar1203D，南帝化学工业股份有限公司产品。

对比例2胶料的制备工艺：采用开炼机进行混炼，开炼机辊温为55-65℃。将共混胶投入开炼机中，轧炼包辊，加入氧化锌和硬脂酸，再将除硫黄和促进剂外的其他粉末状配合剂以及液体和膏状配合剂交错加入，捣炼均匀，加入硫黄和促进剂，再捣炼均匀后薄通3次，放厚下片，停放备用。

胶辊的成型、硫化和后加工：采用注模成型工艺，使用通用橡胶挤出机将制备好的胶料挤进置有辊芯的模具中，该辊芯已经喷砂处理并涂刷了粘合剂开姆洛克(Chemlok)205。注满胶料的模具放入直接蒸汽硫化罐中进行硫化。硫化完成脱模，然后进行后加工：磨削、抛光，得到胶辊成品。

对比例3

对比例3的胶料配方和各种原材料的质量配比如下：

上面所说的丁腈橡胶是朗盛台橡(南通)化学工业有限公司产品，牌号为Krynac3345C，结合丙烯腈含量32-34％。

对比例3胶料的制备工艺：采用开炼机进行混炼，开炼机辊温为55-65℃。将丁腈橡胶投入开炼机中，轧炼包辊，加入氧化锌和硬脂酸，再将除硫黄和促进剂外的其他粉末状配合剂以及增塑剂交错加入，捣炼均匀，加入硫黄和促进剂，再捣炼均匀后薄通3次，放厚下片，停放备用。

胶辊的成型、硫化和后加工：使用包胶成型工艺，将制备好的胶料在开炼机上热炼后，根据需要的厚度和宽度出片，手工包在经喷砂处理并已涂刷粘合剂开姆洛克(Chemlok)205的辊芯上。成型好的胶辊坯，用塑料薄膜包覆，再用尼龙绳扎紧，然后在直接蒸汽硫化罐中完成硫化。胶辊出罐解绳后进行后加工：磨削、抛光，得到胶辊成品。

以上按实施例1和2以及对比例1-3制得的胶料在平板硫化机上制备试样，硫化条件为150℃×90min。胶料的物理性能按以下试验方法进行测定：门尼粘度按GB/T1232.1-2000、硬度按GB/T531.1-2008、拉伸性能按GB/T528-2009、回弹性按GB/T1681-2009、耐液体按GB/T1690-2006。

实施例1和2以及对比例1-3胶料的物理性能试验结果列于下表。表中所说的指标是化工行业标准HG/T2287-2008《印刷胶辊》中规定的胶料物理性能指标。

从表中的数据可见，不含邻苯二甲酸酯增塑剂的实施例1和2的胶料物性符合印刷胶辊标准HG/T2287-2008的要求，物性水平与含邻苯二甲酸酯胶料的对比例1～3相当。此外，实施例1和2胶料与对比例1相比，胶料门尼粘度高，挤出缠绕成型时挤出的胶条挺性大，连续性好，缠绕包胶紧密，成型好的辊坯停放不易下垂，成品质量较好。由于对比例2和3的胶料的门尼粘度很低，不适合挤出缠绕成型，而采用注模成型或手工包胶成型，前者需要许多模具，后者包胶质量不稳定，容易出现缺陷。而且用对比例3胶料成型的辊坯在停放和硫化过程中容易下垂，成品质量受影响。

Claims (1)

1.一种环保印刷胶辊包覆胶胶料，其组成和质量配比为：

其中所用的环保型预增塑丁腈橡胶/聚氯乙烯共混胶，其特征是：组成为丁腈橡胶/聚氯乙烯/1，2-环己烷二羧酸二(异壬基)酯，质量组成比为100/60/120，结合丙烯腈含量为32-34％，其中所用的高门尼粘度丁腈橡胶，其特征是：门尼粘度ML(1+4)100℃为100-120，结合丙烯腈含量为32-34％，其中所用的高分散沉淀法白炭黑，其特征是：BET比表面积为150-200m²/g，平均粒径为10-20μm，其中所用的聚酯增塑剂，其特征是：平均分子量在2000-4000的己二酸聚酯或戊二酸聚酯。