CN108314897A - 硅胶、显影辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅胶、显影辊及其制备方法。一种硅胶，以质量份数计制备硅胶的原料包括100份的生胶、3份～40份的导电填料、10份～45份的白炭黑、0.5份～10份的碳酸镁及0.5份～20份的稳定剂、0.5份～3份的交联剂及0.5份～1份的硫化剂，其中，生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种。经实验证明，上述硅胶的原料配方合理，由上述硅胶制备得到的显影辊的电阻稳定性较好。

Description

硅胶、显影辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种硅胶、显影辊及其制备方法。
背景技术
目前市场上的显影辊大多以橡胶显影辊为主，而采用橡胶制备得到的显影辊存在电阻稳定性较差的问题，影响了橡胶显影辊的推广。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够制备电阻稳定性较好的显影辊的硅胶。
此外，还提供了一种硅胶的制备方法、显影辊及其制备方法。
一种硅胶，以质量份数计，制备硅胶的原料包括：
其中，生胶选自甲基乙烯基生胶及甲基乙烯基硅油中的一种，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种。
经实验证明，上述硅胶的原料配方合理，由上述硅胶制备得到的显影辊的电阻稳定性较好；同时，采用上述比例的生胶和稳定剂，且生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种，稳定剂能够作为导电填料的电子转移桥梁，改善硅胶在高电压下的电阻波动性，以使显影辊的电阻随电压的变化幅度更小，电阻稳定性更好。
在其中一个实施例中，甲基乙烯基生胶中的乙烯基的质量百分含量为0.05％～0.5％。
在其中一个实施例中，导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。
在其中一个实施例中，导电填料为导电炭黑、碳纳米管及石墨烯的混合物。
在其中一个实施例中，交联剂为含氢硅油。
在其中一个实施例中，含氢硅油中氢的质量百分含量为0.05％～1.5％。
在其中一个实施例中，硫化剂选自铂金硫化剂及双二四硫化剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，铂金硫化剂的铂的质量百分含量为1000ppm。
一种硅胶的制备方法，包括以下步骤：
在150℃～200℃和真空条件下，将100份的生胶、3份～40份的导电填料、10份～45份的白炭黑、0.5份～10份的碳酸镁及0.5份～20份的稳定剂混合，得到中间料，其中，生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种；
将中间料、0.5份～3份的交联剂和0.5份～1份的硫化剂混合，发生交联反应，得到硅胶。
在其中一个实施例中，将中间料、0.5份～3份的交联剂和0.5份～1份的硫化剂混合的步骤之前，还包括将中间料过100目筛～150目筛的步骤。
一种显影辊，包括轴芯、弹性层和耐磨层，弹性层覆盖在轴芯上，耐磨层覆盖在弹性层上，其中，弹性层的材料为上述的硅胶。
一种显影辊的制备方法，包括以下步骤：
按照上述的硅胶的制备方法制备硅胶；
采用硅胶在轴芯上形成弹性层；
在弹性层上形成耐磨层。
在其中一个实施例中，当生胶为甲基乙烯基生胶时，采用硅胶在轴芯上形成弹性层的步骤为：
将硅胶成型，经一段硫化，得到硅胶管；
将硅胶管套在轴芯上，再经二段硫化，形成弹性层。
在其中一个实施例中，采用硅胶在轴芯上形成弹性层的步骤为：
在轴芯上涂覆胶黏剂，烘干；
将硅胶包覆在轴芯上，经硫化，形成弹性层。
附图说明
图1为一实施方式的显影辊的结构示意图；
图2为图1中的显影辊的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，一实施方式的显影辊10包括轴芯110、弹性层120及耐磨层130。
轴芯110为显影辊的主体结构，轴芯110选自不锈钢轴和镀镍铁轴中的一种。
弹性层120覆盖在轴芯110上，弹性层120的材料为硅胶。具体地，以质量份数计，制备该硅胶的原料包括：
其中，生胶胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种。进一步地，甲基乙烯基生胶中的乙烯基的质量百分含量为0.05％～0.5％。甲基乙烯基生胶为硅胶原料的主体，根据原料组成不同，甲基乙烯基生胶中的乙烯基的含量也不同，甲基乙烯基生胶的分子量也不同。更进一步地，甲基乙烯基生胶选自苯基取代的甲基乙烯基生胶及氟基取代的甲基乙烯基生胶中的一种。
需要说明的是，当生胶为甲基乙烯基生胶时，得到的硅胶为固体硅胶；当生胶为甲基乙烯基硅油时，得到的硅胶为液体硅胶。
其中，导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。
导电炭黑与导电炭黑之间主要通过炭颗粒间的点接触，形成导电网络通路来导电，属于0维导电。具体地，导电炭黑的质量份数为20份～40份。
碳纳米管之间通过炭纳米管间的线接触形成导电通路，属于1维导电，材料电阻率更低，同时碳纳米管粒径非常小，仅需少量碳纳米管就能明显降低硅胶的电阻率。具体地，碳纳米管的质量份数为2份～7份。
石墨烯之间是通过石墨烯片间的面接触来导电的，属于2维导电，石墨烯的电阻率最低，但由于石墨烯片聚集态比炭纳米管大的多，所以一般石墨烯的用量比碳纳米管要多一些才能达到相同的导电效果。具体地，石墨烯的质量份数为5份～20份。
石墨烯和碳纳米管相对导电炭黑而言，石墨烯和碳纳米管的结构更适合导电，仅需少量就可达到较低的电阻率；石墨烯和碳纳米管加入的质量更少，导电填料与生胶是物理混合，导电填料的含量越多，硅胶原料间的相容性越差，硅胶挤出时易产生相容痕的问题；石墨烯和碳纳米管的粒径都在纳米级，加入甲基乙烯基生胶中极大的提高了硅胶的可塑度，有利于硅胶挤出初期的定型，挤出硅胶管的内外径圆度好，组装后的电阻稳定性、均匀性更好。
进一步地，导电填料为导电炭黑、碳纳米管及石墨烯的混合物，以降低硅胶的成本，同时，形成复合通路，达到0维、1维和2维的复合导电，改善硅胶中原料的分散、导电效率及电阻稳定性等问题。
其中，白炭黑为补强剂，能够提高硅胶的基本性能，如拉伸强度和撕裂强度等。进一步地，白炭黑的质量份数为20份～40份。
其中，碳酸镁能够改善导电填料的分散性。进一步地，碳酸镁的质量份数为3份～7份。
其中，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种。
氧化锌通过电子空穴导电，能够作为导电填料的电子导电桥梁，以改善硅胶在高电压下的电阻波动性。进一步地，氧化锌的质量份数为5份～15份。
其中，交联剂为含氢硅油。进一步地，含氢硅油中氢的质量百分含量为0.05％～1.5％。不同氢的质量百分含量的含氢硅油的组合能够调整硅胶的硬度和性能，具体地，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物。
其中，硫化剂作为催化剂，加的越多，硫化速度越快。进一步地，硫化剂的质量份数为0.6份～0.8份。具体地，硫化剂选自铂金硫化剂和双二四硫化剂中的至少一种。
其中，铂金硫化剂的主要成分为铂原子和四甲基二乙烯基二硅氧烷的配位络合物。铂金硫化剂主要由氯铂酸、四甲基二乙烯基二硅氧烷及乙醇等反应制得。具体地，铂金硫化剂的铂的质量百分含量为1000ppm。
相对于橡胶导电材料，上述硅胶具有优良的回弹性和耐压变性能，以及稳定的电阻，能够适用于大部分导电产品。
其中，弹性层120的粗糙度Ra小于1.5。
耐磨层130主要起耐磨的作用，覆盖在弹性层120上。其中，耐磨层130的表面粗糙度Ra小于1.5。
具体地，耐磨层130的材料包括聚氨酯、白炭黑和导电填料。更具体地，以质量份数计，耐磨层130的材料包括100份的聚氨酯、5份～15份的白炭黑及3～40份的导电填料。
进一步地，导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。更进一步地，导电炭黑的质量份数为20份～40份；碳纳米管的质量份数为2份～7份；石墨烯的质量份数为5份～20份。
一般地，在聚氨酯中加入不同粒径的白炭黑和导电填料，能够调整显影辊10的表面粗糙度和电阻均匀性。
具体地，耐磨层130的厚度为5μm～15μm。更具体地，耐磨层130的厚度为7μm～12μm。
上述显影辊10至少具有如下优点：
(1)经实验证明，上述硅胶的原料配方合理，由上述硅胶制备得到的显影辊的电阻稳定性较好；同时，采用上述比例的生胶和稳定剂，且生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种，稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种，能够改善硅胶在高电压下的电阻波动性，以使显影辊的电阻随电压的变化幅度更小，电阻稳定性更好。
(2)上述硅胶的原料中添加了上述比例的碳酸镁，通过与导电填料的配合，能够有效改善硅胶中导电填料的分散性，以使显影辊的电阻均匀性更好，打印画质更优秀。
(3)上述硅胶的原料中添加了上述比例的稳定剂，既可以促进导电填料的分散效果，提高硅胶的电阻均匀性，又可以作为导电填料的电子转移桥梁，改善硅胶在高电压下的电阻波动性，以使显影辊的电阻随电压的变化幅度更小，电阻稳定性更好。
(4)上述硅胶原料中的导电填料为导电炭黑、碳纳米管和石墨烯的混合物，在同等电阻率要求下，加入的导电填料极大减少；同时，碳纳米管和石墨烯颗粒和密度较小，不易沉降，使导电填料的分散度较好，以改善显影辊的电阻稳定性和均匀性。
请参阅图2，一实施方式的显影辊的制备方法，包括：
步骤S210：在150℃～200℃和真空条件下，将100份的生胶、3份～40份的导电填料、10份～45份的白炭黑、0.5份～10份的碳酸镁及0.5份～20份的稳定剂混合，得到中间料。
其中，真空条件下的真空度为0.08～0.1Mpa，以抽出炼胶过程产生的低分子。
其中，生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种。进一步地，甲基乙烯基生胶中的乙烯基的含量为0.05～0.5％。更进一步地，甲基乙烯基生胶选自苯基取代的甲基乙烯基生胶及氟基取代的甲基乙烯基生胶中的一种。
需要说明的是，当生胶为甲基乙烯基生胶时，制备得到的硅胶为固体硅胶；当生胶为甲基乙烯基硅油时，制备得到的硅胶为液体硅胶。
其中，导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。进一步地，导电炭黑的质量份数为20份～40份；碳纳米管的质量份数为2份～7份；石墨烯的质量份数为5份～20份。更进一步地，导电填料为导电炭黑、碳纳米管及石墨烯的混合物。
其中，白炭黑的质量份数为20份～40份；碳酸镁的质量份数为3份～7份。
其中，稳定剂选自氧化锌和氧化钛中的至少一种。进一步地，氧化锌的质量份数为5份～15份。
其中，混合的时间为1.5h～3.0h。
需要说明的是，在步骤S210之前，还包括在常压下将生胶、导电填料、白炭黑、碳酸镁及稳定剂混合的步骤。具体地，分别将导电填料、白炭黑、碳酸镁及稳定剂加入生胶中，搅拌40min～60min，得到混合料，其中，搅拌的转速为28r/min。进一步地，将导电填料、白炭黑、碳酸镁及稳定剂至少分3次加入到生胶中。
步骤S220：将中间料、0.5份～3份的交联剂及0.5份～1份的硫化剂进行开炼，发生交联反应，得到硅胶。
其中，交联剂为含氢硅油。进一步地，含氢硅油中氢的质量百分含量为0.05％～1.5％。具体地，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物。
进一步地，硫化剂的质量份数为0.6份～0.8份。具体地，硫化剂选自铂金硫化剂和双二四硫化剂中的至少一种。更具体地，铂金硫化剂的铂的质量百分含量为1000ppm。
其中，开炼的次数为20次～40次。具体地，使用开炼机进行开炼，开炼机采用双辊开炼剪切。
其中，交联反应为硅氢加成反应。具体地，生胶与含氢硅油在硫化剂的催化作用下发生硅氢加成反应，形成空间交联网络。交联反应的外在表现为硅胶原料的固化。
需要说明的是，加入铂金硫化剂后得到的硅胶需要当天用完，否则硅胶会焦烧，无法使用。
步骤S230：采用硅胶在轴芯上形成弹性层。
在其中一个实施例中，当生胶为甲基乙烯基生胶时，采用硅胶在轴芯上形成弹性层的步骤具体为：
步骤S231：将硅胶成型，经一段硫化，得到硅胶管；
其中，步骤S231具体为：使用挤出机将硅胶挤出，采用热通道进行一段硫化，得到硅胶管，其中，挤出机的转速为2r/min～20r/min，热通道的温度为280℃～600℃，一段硫化的时间(硅胶管过热通道的时间)为1min～10min。
具体地，热通道分为超高温段和高温段，超高温段长0.5m，温度为600℃，高温段长8m，温度280℃。例如，硅胶管在热通道内的移动速度为2m/min，第一次硫化的时间为4.25min。
步骤S232：将硅胶管套在轴芯上，再经二段硫化，形成弹性层。
其中，二段硫化的步骤具体为：使用烤箱对硅胶管进行加热硫化，其中，烤箱的温度为200℃，二段硫化的时间(硅胶管在烤箱内的时间)为2h。
其中，弹性层的厚度是根据所需显影辊的产品要求确定的，然后选择合适的挤出机的内外挤出口径，挤出符合要求的硅胶管。例如，显影辊轴芯外径为8mm，显影辊外径为16mm，则挤出硅胶管的内径为6mm～7mm，外径为16.5mm，内径比轴芯小，组装后胶辊与轴芯间才能有一定的扭矩，防止打滑，外径略大，方便后期研磨。
需要说明的是，将硅胶管套在轴芯上的步骤之前，还包括将硅胶管切割的步骤。
在另一个实施例中，采用硅胶在轴芯上形成弹性层的步骤具体为：
步骤S236：在轴芯上涂覆胶黏剂，烘干。
其中，胶黏剂能够与轴芯粘接。具体地，胶黏剂选自开姆洛克胶黏剂CH607和开姆洛克胶黏剂CH608中的一种。
其中，烘干的温度为80℃，烘干的时间为15min。
步骤S237：将硅胶包覆在轴芯上，经硫化，得到弹性层。
在其中一个实施例中，当生胶为甲基乙烯基生胶时，将硅胶包覆在轴芯上的步骤具体为：使用挤出机的T型机头将硅胶和轴芯挤出，以使硅胶直接包覆在轴芯上，其中，挤出机的转速为5r/min～15r/min。
需要注意的是，硅胶与橡胶的挤出不同，硅胶比较软，一般挤出时需通冷却水给机筒和螺杆降温，防止硅胶因为过热变软，其中，冷却水的温度为20℃。
在另一个实施例中，当生胶为甲基乙烯基硅油时，将硅胶包覆在轴芯上的步骤具体为：将轴芯放入显影辊模具中间，再将硅胶注入显影辊模具，以使硅胶包覆在轴芯上。
其中，步骤S237中硫化的温度为180℃～220℃，硫化的时间为2h～4h。
其中，胶黏剂能够将弹性层粘接到轴芯上，使弹性层相对轴芯不会滑动。
步骤S240：在弹性层上形成耐磨层。
其中，在弹性层上形成耐磨层的步骤具体为：在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，浆料包括聚氨酯、白炭黑及导电填料。具体地，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、5份～15份的白炭黑及3～40份的导电填料。进一步地，导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。更进一步地，导电炭黑的质量份数为20份～40份，碳纳米管的质量份数为2份～7份，石墨烯的质量份数为5份～20份。
需要说明的是，在弹性层上喷涂浆料之后，还包括加热固化的步骤，其中，加热的温度为160℃，加热的时间为1h。具体地，使用烤箱进行加热。
更进一步地，耐磨层的表面粗糙度Ra小于1.5。
具体地，耐磨层130的厚度为5μm～15μm。更具体地，耐磨层130的厚度为7μm～12μm。
需要说明的是，在弹性层上形成耐磨层之前，还包括修整弹性层的步骤。具体地，修整弹性层的步骤具体为：研磨弹性层至预定的尺寸和表面粗糙度，切割掉弹性层的毛边。具体地，研磨后弹性层的粗糙度Ra小于1.5，以方便控制显影辊的表面粗糙度。更具体地，使用切割机切割掉弹性形的毛边，以使显影辊更加规整。
需要说明的是，步骤230之前，还包括将中间料过筛的步骤，其中，筛网的目数为100目和150目。具体地，使用预成型机或者挤出机过滤，在机头处放置筛网。
上述显影辊的制备方法至少具有如下优点：
(1)当前市场上的显影辊大多采用氯醇橡胶或进口液体硅胶制备，但氯醇橡胶和进口液体硅胶的成本较高，导致市场上大多显影辊的价格较贵，而上述采用硅胶制备的显影辊相对氯醇橡胶和进口液体硅胶制备的显影辊更加便宜，以降低显影辊的价格，更有利于显影辊的市场推广和应用。
(2)当前显影辊主要采用模压成型和注塑成型工艺制备，然而模压成型的模具投入成本较高，且由于市场上硅胶中的碳粉的分散性和硅胶分子链取向的问题易导致显影辊的电阻均匀性变差；注塑成型的材料由于是液体硅胶，碳粉有向模具底部沉降的趋势，也会导致显影辊的电阻分布不均。上述显影辊的制备方法中采用连续挤出工艺制备显影辊，极大地提高了显影辊的生产效率，并降低了生产成本，同时提高了显影辊的电阻的均匀性。
以下为具体实施例部分：
实施例1
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将20份的导电炭黑、2份的碳纳米管、5份的石墨烯、20份的白炭黑、5份的碳酸镁及8份的氧化锌，至少分三次加入到100份的甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为0.1Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.7份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min～10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑、2份的碳纳米管及5份的石墨烯，耐磨层的厚度为9μm。
实施例2
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将30份的导电炭黑、20份的白炭黑、5份的碳酸镁及8份的氧化锌，至少分三次加入到100份的甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为0.1Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.7份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min～10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑、2份的碳纳米管及5份的石墨烯，耐磨层的厚度为9μm。
实施例3
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将30份的导电炭黑、20份的白炭黑及8份的氧化锌，至少分三次加入到100份的甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为0.1Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.7份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min～10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑、2份的碳纳米管及5份的石墨烯，耐磨层的厚度为9μm。
实施例4
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将30份的导电炭黑、20份的白炭黑及5份的碳酸镁，至少分三次加入到100份的甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为0.1Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.7份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min～10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑、2份的碳纳米管及5份的石墨烯，耐磨层的厚度为9μm。
实施例5
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将30份的导电炭黑和20份的白炭黑至少分三次加入到100份的甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为0.1Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.7份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min～10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑、2份的碳纳米管及5份的石墨烯，耐磨层的厚度为9μm。
实施例6
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将7份的碳纳米管、45份的白炭黑、7份的碳酸镁及15份的氧化锌，至少分三次加入到100份甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为40min，得到混合料。
(2)在150℃和真空度为0.08Mpa的真空条件下，将混合料搅拌1.5h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、0.5份含氢硅油及0.5份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼20次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为2r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为1min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、15份的白炭黑及7份的碳纳米管，耐磨层的厚度为5μm。
实施例7
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将40份的导电炭黑、10份的白炭黑、0.5份的碳酸镁及0.5份的氧化锌，至少分三次加入到100份甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为60min，得到混合料。
(2)在200℃和真空度为1.0Mpa的真空条件下，将混合料搅拌3.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、3份含氢硅油及1份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼40次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为20r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为10min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、5份的白炭黑及40份的导电炭黑，耐磨层的厚度为15μm。
实施例8
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将20份的石墨烯、25份的白炭黑、10份的碳酸镁及20份的氧化锌，至少分三次加入到100份甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.4％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为50min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为1.0Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、1份含氢硅油及0.6份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼40次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)使用挤出机将硅胶挤出成硅胶管，其中，挤出机的转速为10r/min。
(5)将硅胶管切割后套在轴芯上，再将硅胶管过热通道进行第一次硫化，再使用烤箱进行第二次硫化，形成弹性层。其中，热通道包括超高温段和高温段，超高温段的温度为600℃，高温段的温度为280℃，硅胶管过热通道的时间为5min，烤箱的温度为200℃，硅胶管在烤箱内的时间为2h。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑及20份的石墨烯，耐磨层的厚度为7μm。
实施例9
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将20份的导电炭黑、3份碳纳米管、30份的白炭黑、3份的碳酸镁及5份的氧化锌，至少分三次加入到100份甲基乙烯基生胶(分子量为60万且乙烯基的质量百分含量为0.05％的甲基乙烯基生胶80份，分子量为30万且乙烯基的质量百分含量为0.5％的甲基乙烯基生胶20份)中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为50min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为1.0Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到中间料，然后将中间料过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将中间料、2份含氢硅油及0.8份的铂金硫化剂放入开炼机进行开炼40次，发生交联反应，得到硅胶。其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物，铂金硫化剂的铂含量为1000ppm。
(4)在轴芯上涂覆开姆洛克胶黏剂CH607，然后烘干，其中，烘干的温度为80℃，烘干的时间为15min。
(5)使用挤出机的T型机头将硅胶和轴芯挤出，以使硅胶直接包覆在轴芯上，其中，挤出机的转速为10r/min，挤出时通20℃的冷却水给机筒和螺杆降温。然后将硅胶和轴芯放入烘箱中在220℃下硫化4h，得到弹性层。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，形成耐磨层，其中，浆料包括100份的聚氨酯、12份的白炭黑、20份的导电炭黑及3份碳纳米管，耐磨层的厚度为12μm。
实施例10
本实施例的显影辊的制备方法如下：
(1)以质量份数计，将20份的导电炭黑、10份的石墨烯、25份的白炭黑、5份的碳酸镁及10份的氧化钛，至少分三次加入到100份甲基乙烯基硅油中进行搅拌，搅拌的转速为28r/min，搅拌的时间为50min，得到混合料。
(2)在180℃和真空度为1.0Mpa的真空条件下，将混合料搅拌2.0h，得到基胶，然后将基胶过筛，其中，筛网的目数为100目和150目。
(3)以质量份数计，将49份的基胶与1份含氢硅油混合形成A组分，将49.5份的基胶与0.5份的铂金催化剂混合形成B组分，其中，含氢硅油为氢的质量百分含量为0.1％的含氢硅油、氢的质量百分含量为0.4％的含氢硅油及氢的质量百分含量为0.8％的含氢硅油的混合物。
(4)在轴芯上涂覆开姆洛克胶黏剂CH608，然后烘干，其中，烘干的温度为80℃，烘干的时间为15min。
(5)将轴芯放入显影辊模具中间，然后将A组分和B组分抽真空后混合注入显影辊模具中，再在200℃的烘箱中硫化30min，冷却后，再次放入200℃的烘箱中硫化2h，得到弹性层。
(6)研磨弹性层使弹性层的表面粗糙度小于1.5，使用切割机切割掉弹性层的毛边。在弹性层上喷涂浆料，在160℃下加热固化1h，形成耐磨层，其中，以质量份数计，浆料包括100份的聚氨酯、10份的白炭黑、20份的导电炭黑及10份的石墨烯，耐磨层的厚度为10μm。
测试：
(1)采用ISO815的方法检测实施例1得到的硅胶的压缩永久变形性能，结果低温压变(70℃*22H*25％)小于2％，高温压变(180℃*22H*25％)为6.2％，说明实施例1得到的硅胶具有优良的耐压变性能。
(2)采用ISO4662的方法检测实施例1得到的硅胶的回弹性，结果回弹性为70％，说明实施例1得到的硅胶具有优良的回弹性。
(3)动态体积电阻检测
将电阻检测仪的两极分别与实施例1～10得到的显影辊的轴芯和耐磨层相连，给显影辊两端各施加500g的压力，并使显影辊转动，以模拟显影辊的工作环境，然后在电阻检测仪的两极施加100V稳定电压，检测显影辊工作时的电阻，即动态体积电阻R，结果见表1。
(4)静态体积电阻检测
将电阻检测仪的两极分别与实施例1～10得到的显影辊的轴芯和耐磨层相连，给显影辊的两端各施加500g的压力，然后在电阻检测仪的两极分别施加5V和1000V稳定电压，检测显影辊在5V时的静态体积电阻R5V和1000V时的静态电阻R1000V，并计算logR5V-logR1000V，结果见表1。
将电阻检测仪的两极分别与实施例1～10得到的显影辊的轴芯和耐磨层相连，给显影辊的耐磨层500g的压力，然后在电阻检测仪的两极施加100V的稳定电压，并将显影辊旋转6次，每次旋转60°，得到6个静态体积电阻R’，选择其中的最大值R’max和最小值R’min，并计算logR’max-logR’min，结果见表1。
(4)分段电阻检测
将电阻检测仪的一个电极分别与实施例1～10得到显影辊的轴芯相连，然后将显影辊的耐磨层在轴芯延长方向上平均分成10段，将电阻检测仪的另一个电极分别与显影辊的耐磨层的10段中的每一段相连，在显影辊上施加1kg的压力，并在电阻检测仪的两极施加100V的稳定电压，分别检测各分段(1、2、3…8、9、10)的体积电阻R”，再将显影辊转动4次，每次转动90°，得到40个分段体积电阻值R”，选择其中的最大值R”max和最小值R”min，并计算logR”max-logR”min，结果见表1。
表1实施例1～10得到的显影辊的电阻检测结果
从表1可以看出，将实施例1得到的显影辊与实施例2得到的显影辊相比，实施例1得到显影辊的logR5V-logR1000V、logR’max-logR’min及logR”max-logR”min更小，说明碳纳米管和石墨烯的加入更有利于硅胶原料的分散，以使实施例1得到的显影辊的电阻稳定性和均匀性更好。此外，虽然实施例1和例2的logR相近，但实施例1中使用的导电填料更少，说明碳纳米管和石墨烯的电阻率更低。
将实施例2得到的显影辊与实施例3得到的显影辊相比，实施例2的显影辊的logR5V-logR1000V、logR’max-logR’min及logR”max-logR”min均较小，说明碳酸镁能够改善导电填料的分散性，使实施例2得到的显影辊的电阻随电压变化的幅度较小，电阻的稳定性和均匀性均较好。
将实施例3得到的显影辊与实施例5得到的显影辊相比，实施例3的logR5V-logR1000V较小，说明氧化锌能够改善显影辊在高电压下的电阻波动性，使实施例3得到的显影辊的电阻随电压变化的幅度较小；同时logR’max-logR’min和logR”max-logR”min也较小，说明氧化锌还能够改善显影辊的电阻的稳定性和均匀性。
将实施例4得到的显影辊与实施例5得到的显影辊相比，实施例4的logR5V-logR1000V、logR’max-logR’min及logR”max-logR”min均较小，进一步说明碳酸镁能够改善导电填料的分散性，使显影辊的电阻随电压变化的幅度较小，电阻的稳定性和均匀性均较好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种硅胶，其特征在于，以质量份数计，制备所述硅胶的原料包括：
其中，所述生胶选自甲基乙烯基生胶及甲基乙烯基硅油中的一种，所述稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的硅胶，其特征在于，所述甲基乙烯基生胶中的乙烯基的质量百分含量为0.05％～0.5％。
3.根据权利要求1所述的硅胶，其特征在于，所述导电填料选自导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的硅胶，其特征在于，所述导电填料为导电炭黑、碳纳米管及石墨烯的混合物。
5.根据权利要求1所述的硅胶，其特征在于，所述交联剂为含氢硅油。
6.根据权利要求5所述的硅胶，其特征在于，所述含氢硅油中氢的质量百分含量为0.05％～1.5％。
7.根据权利要求1所述的硅胶，其特征在于，所述硫化剂选自铂金硫化剂及双二四硫化剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的硅胶，其特征在于，所述铂金硫化剂的铂的质量百分含量为1000ppm。
9.一种硅胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在150℃～200℃和真空条件下，将100份的生胶、3份～40份的导电填料、10份～45份的白炭黑、0.5份～10份的碳酸镁及0.5份～20份的稳定剂混合，得到中间料，其中，所述生胶选自甲基乙烯基生胶和甲基乙烯基硅油中的一种，所述稳定剂选自氧化锌、氧化钛及碳化硅中的至少一种；
将所述中间料、0.5份～3份的交联剂和0.5份～1份的硫化剂混合，发生交联反应，得到硅胶。
10.根据权利要求9所述的硅胶的制备方法，其特征在于，所述将所述中间料、0.5份～3份的交联剂和0.5份～1份的硫化剂混合的步骤之前，还包括将所述中间料过100目筛～150目筛的步骤。
11.一种显影辊，其特征在于，包括轴芯、弹性层和耐磨层，所述弹性层覆盖在所述轴芯上，所述耐磨层覆盖在所述弹性层上，其中，所述弹性层的材料为权利要求1～8任一项所述的硅胶。
12.一种显影辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照权利要求9～10任一项所述的硅胶的制备方法制备硅胶；
采用所述硅胶在所述轴芯上形成弹性层；
在所述弹性层上形成耐磨层。
13.根据权利要求12所述的显影辊的制备方法，其特征在于，当所述生胶为甲基乙烯基生胶时，采用所述硅胶在所述轴芯上形成弹性层的步骤为：
将所述硅胶成型，经一段硫化，得到硅胶管；
将所述硅胶管套在所述轴芯上，再经二段硫化，形成所述弹性层。
14.根据权利要求12所述的显影辊的制备方法，其特征在于，采用所述硅胶在所述轴芯上形成弹性层的步骤为：
在所述轴芯上涂覆胶黏剂，烘干；
将所述硅胶包覆在所述轴芯上，经硫化，形成所述弹性层。
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