CN105885247B - 一种耐高低温充电辊及其加工工艺 - Google Patents

一种耐高低温充电辊及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及充电辊技术领域，具体涉及一种耐高低温充电辊及其加工工艺，包括辊轴、套设于辊轴外侧的发泡导电海绵层、以及套设于发泡导电海绵层外侧的导电尼龙套管；所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶80‑120份、填充剂30‑50份、发泡剂6‑10份、耐热改性剂4‑8份、耐寒改性剂3‑7份、促进剂2‑6份、活性剂1‑5份、交联剂1‑3份、导电剂1‑2份。本发明的充电辊通过采用发泡导电海绵，具有极好的耐高温和耐低温性能，耐磨、耐臭氧、紫外线等老化，使得产品具有适当体积电阻率且电阻值分布均匀和持久。本发明的充电辊耐高温和耐低温性能好，性能稳定，充电均匀，打印效果好。

Description

一种耐高低温充电辊及其加工工艺
技术领域
本发明涉及充电辊技术领域，具体涉及一种耐高低温充电辊及其加工工艺。
背景技术
打印设备上使用的充电辊是负责与感光鼓接触转动，使感光鼓均匀充电，产生曝光后的静电潜像。现有的充电辊耐高温和耐低温性能较差，影响充电辊性能稳定，导致充电不均匀，最终影响打印效果。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种耐高低温充电辊，该充电辊耐高温和耐低温性能好，性能稳定，充电均匀，打印效果好。
本发明的另一目的在于提供一种耐高低温充电辊的加工工艺，该加工工艺步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐高低温充电辊，包括辊轴、套设于辊轴外侧的发泡导电海绵层、以及套设于发泡导电海绵层外侧的导电尼龙套管；所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 80-120份
填充剂 30-50份
发泡剂 6-10份
耐热改性剂 4-8份
耐寒改性剂 3-7份
促进剂 2-6份
活性剂 1-5份
交联剂 1-3份
导电剂 1-2份。
本发明的发泡导电海绵层通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的发泡导电海绵具有极好的耐高温和耐低温性能，耐磨、耐臭氧、紫外线等老化，使得产品具有适当体积电阻率且电阻值分布均匀和持久。
优选的，所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比1.5-2.5：1：0.8-1.2组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛作为填充剂复配使用，并控制其重量比为1.5-2.5：1：0.8-1.2，可明显提高材料的硬度和耐热性，还可以提高材料的表面光泽和表面平整性。
优选的，所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比2-4：1.5-2.5：1组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯作为发泡剂复配使用，并控制其重量比为2-4：1.5-2.5：1，其发泡效果好，发泡均匀，制得的发泡导电海绵具有极好的耐高温和耐低温性能，耐磨、耐臭氧、紫外线等老化。
优选的，所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比1.5-2.5：1组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物作为耐热改性剂复配使用，并控制其重量比为1.5-2.5：1，制得的发泡导电海绵具有极好的耐高温性能。
优选的，所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比2-4：1组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用丁腈橡胶和顺丁橡胶作为耐寒改性剂复配使用，并控制其重量比为2-4：1，制得的发泡导电海绵具有极好的耐低温性能。
优选的，所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比1.8-2.6：0.5-1.5：1组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌作为促进剂复配使用，并控制其重量比为1.8-2.6：0.5-1.5：1，能够使橡胶充分硫化，无残留，具有很好的回弹性，能使反应完全进行，不喷霜，耐老化，能延长它的使用寿命。
优选的，所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.5-2.5：0.8-1.2：1组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇作为活性剂复配使用，并控制其重量配比为1.5-2.5：0.8-1.2：1，可以促进硫化工艺，在挤出成型时便于挤出，并增加发泡导电海绵层的光滑度。
优选的，所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：0.5-1.5：2-4组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯作为交联剂复配使用，并控制其重量配比为1：0.5-1.5：2-4，其交联效果好，能防止硫化返原，改善耐热性，降低生热，耐老化。
优选的，所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：0.8-1.2组成的混合物。
本发明的发泡导电海绵层通过采用炭黑和碳纤维作为导电剂复配使用，并控制其重量比为1：0.8-1.2，制得的发泡导电海绵导电效果好。
一种耐高低温充电辊的加工工艺，包括如下步骤：
（1）发泡导电海绵的制备：按重量配比称取发泡导电海绵层所需的原料，经炼胶、挤出和硫化成型，制得发泡导电海绵；
（2）裁切：将所需要的充电辊尺寸，裁切发泡导电海绵至所需尺寸；
（3）套棉：将裁切好尺寸的发泡导电海绵套在辊轴上；
（4）打磨：将套好发泡导电海绵的充电辊打磨至所需尺寸；
（5）套管：将导电尼龙套管套在发泡导电海绵的外侧，制得耐高低温充电辊；
（6）检验：对制得的耐高低温充电辊进行性能检测。
本发明采用的发泡导电海绵的制备方法为本领域公知的橡胶发泡成型方法，非本发明改进点，在此不再赘述。
本发明的有益效果在于：本发明的充电辊通过采用发泡导电海绵，具有极好的耐高温和耐低温性能，耐磨、耐臭氧、紫外线等老化，使得产品具有适当体积电阻率且电阻值分布均匀和持久；合理的选材配合使得产品的电性能对高低温和高温的环境下，具有非常好的稳定性；在原材料配合体系中，不含低分子有机物，所有低分子物都以交联键的形式存在于材料中，所以避免了低分子的迁徙而给OPC造成污染，且材料的酸碱度和光导鼓的使用环境接近，所以不会出现任何污染现象；先进的混炼设备和特殊的混炼硫化工艺使得电阻具有非常好的均匀性，而可以实现不需打磨的外观要求。
本发明的充电辊耐高温和耐低温性能好，性能稳定，充电均匀，打印效果好。本发明的充电辊还具有如下优点：①适当的体积电阻率且电阻分布均匀；②适当的硬度和表面粗糙度，使充电辊与感光鼓充分且均匀接触；③构成充电辊的材料随环境变化如温度和湿度的改变性质稳定，以使所需充电电压达到最小；④结构均匀，从而对感光鼓充电均匀；⑤良好的机械性能，耐用性好；⑥不会对感光鼓造成损伤或加速其老化，从而获得好的图象效果和较长使用寿命。
本发明的加工工艺步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种耐高低温充电辊，包括辊轴、套设于辊轴外侧的发泡导电海绵层、以及套设于发泡导电海绵层外侧的导电尼龙套管；所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 80份
填充剂 30份
发泡剂 6份
耐热改性剂 4份
耐寒改性剂 3份
促进剂 2份
活性剂 1份
交联剂 1份
导电剂 1份。
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比1.5：1：0.8组成的混合物。
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比2：1.5：1组成的混合物。
所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比1.5：1组成的混合物。
所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比2：1组成的混合物。
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比1.8：0.5：1组成的混合物。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.5：0.8：1组成的混合物。
所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：0.5：2组成的混合物。
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：0.8组成的混合物。
一种耐高低温充电辊的加工工艺，包括如下步骤：
（1）发泡导电海绵的制备：按重量配比称取发泡导电海绵层所需的原料，经炼胶、挤出和硫化成型，制得发泡导电海绵；
（2）裁切：将所需要的充电辊尺寸，裁切发泡导电海绵至所需尺寸；
（3）套棉：将裁切好尺寸的发泡导电海绵套在辊轴上；
（4）打磨：将套好发泡导电海绵的充电辊打磨至所需尺寸；
（5）套管：将导电尼龙套管套在发泡导电海绵的外侧，制得耐高低温充电辊；
（6）检验：对制得的耐高低温充电辊进行性能检测。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 90份
填充剂 35份
发泡剂 7份
耐热改性剂 5份
耐寒改性剂 4份
促进剂 3份
活性剂 2份
交联剂 1.5份
导电剂 1.2份。
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比1.8：1：0.9组成的混合物。
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比2.5：1.8：1组成的混合物。
所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比1.8：1组成的混合物。
所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比2.5：1组成的混合物。
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比2：0.8：1组成的混合物。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.8：0.9：1组成的混合物。
所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：0.8：2.5组成的混合物。
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：0.9组成的混合物。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 100份
填充剂 40份
发泡剂 8份
耐热改性剂 6份
耐寒改性剂 5份
促进剂 4份
活性剂 3份
交联剂 2份
导电剂 1份。
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比2：1：1组成的混合物。
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比3：2：1组成的混合物。
所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比2：1组成的混合物。
所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比3：1组成的混合物。
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比2.2：1：1组成的混合物。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2：1：1组成的混合物。
所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：1：3组成的混合物。
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：1组成的混合物。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 110份
填充剂 45份
发泡剂 9份
耐热改性剂 7份
耐寒改性剂 6份
促进剂 5份
活性剂 4份
交联剂 2.5份
导电剂 1.8份。
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比2.2：1：1.1组成的混合物。
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比3.5：2.2：1组成的混合物。
所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比2.2：1组成的混合物。
所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比3.5：1组成的混合物。
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比2.4：1.2：1组成的混合物。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2.2：1.1：1组成的混合物。
所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：1.2：3.5组成的混合物。
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：1.1组成的混合物。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
三元乙丙橡胶 120份
填充剂 50份
发泡剂 10份
耐热改性剂 8份
耐寒改性剂 7份
促进剂 6份
活性剂 5份
交联剂 3份
导电剂 2份。
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比2.5：1：1.2组成的混合物。
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比4：2.5：1组成的混合物。
所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯晴三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比2.5：1组成的混合物。
所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比4：1组成的混合物。
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比2.6：1.5：1组成的混合物。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2.5：1.2：1组成的混合物。
所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：1.5：4组成的混合物。
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：1.2组成的混合物。
本发明的充电辊硬度可以达到70-80℉，电阻可以达到0.5-1.5MΩ，且耐高温和耐低温性能好，耐高温测试可以达到120℃以上，耐低温测试可以达到-40℃以下，性能稳定，充电均匀，打印效果好。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种耐高低温充电辊，其特征在于：包括辊轴、套设于辊轴外侧的发泡导电海绵层、以及套设于发泡导电海绵层外侧的导电尼龙套管；所述发泡导电海绵层由如下重量份的原料制成：
所述填充剂是由邻苯二甲酸二丁酯、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛以重量比1.5-2.5：1：0.8-1.2组成的混合物；
所述发泡剂是由4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯以重量比2-4：1.5-2.5：1组成的混合物；
所述促进剂是由N-环己基-2-苯并噻唑次硫磺胺、硫醇基苯并噻唑和二丁基二硫代氨磺酸锌以重量比1.8-2.6：0.5-1.5：1组成的混合物；
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.5-2.5：0.8-1.2：1组成的混合物；所述交联剂是由过氧化异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷和4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯以重量比1：0.5-1.5：2-4组成的混合物；
所述导电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1：0.8-1.2组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种耐高低温充电辊，其特征在于：所述耐热改性剂是由N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯腈 三元共聚物和α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈三元共聚物以重量比1.5-2.5：1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种耐高低温充电辊，其特征在于：所述耐寒改性剂是由丁腈橡胶和顺丁橡胶以重量比2-4：1组成的混合物。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种耐高低温充电辊的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)发泡导电海绵的制备：按重量配比称取发泡导电海绵层所需的原料，经炼胶、挤出和硫化成型，制得发泡导电海绵；
(2)裁切：将所需要的充电辊尺寸，裁切发泡导电海绵至所需尺寸；
(3)套棉：将裁切好尺寸的发泡导电海绵套在辊轴上；
(4)打磨：将套好发泡导电海绵的充电辊打磨至所需尺寸；
(5)套管：将导电尼龙套管套在发泡导电海绵的外侧，制得耐高低温充电辊；
(6)检验：对制得的耐高低温充电辊进行性能检测。
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