CN110744767B - 一种过塑机胶辊的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过塑机胶辊的制备方法。所述的过塑机胶辊的制备方法，包含如下步骤：(1)将金属辊芯清洗干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；(5)将经步骤(4)处理的半成品进行热处理；(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得过塑机胶辊。由该方法制备得到的过塑机胶辊可以有效避免加热状态下过塑机胶辊接触压力发生较大变化，进而可以通过一次过辊实现优异塑封。

Description

一种过塑机胶辊的制备方法
技术领域
本发明涉及过塑机胶辊制备技术领域，具体涉及一种过塑机胶辊的制备方法。
背景技术
过塑机又叫塑封机或过胶机或覆膜机，是塑封照片或文件资料的专用设备。其工作原理为把需要塑封的物品置于塑封膜的中间，然后经过塑机胶辊的高温和压力进行压合。经塑封后的物品美观坚挺，同时具有防水、防划伤、防污、防皱、防褪色等功能，可以延长保存期限。
过塑机胶辊是过塑机的核心部件，塑封质量的好坏与过塑机胶辊具有密切的关系。现有的过塑机进行塑封时，如果想得到优异的效果，需要经过塑机经两次过辊，即先经过由两条胶辊组成的前辊，再经过由两条胶辊组成的后辊才能实现塑封，保证优异的塑封质量。现有技术中虽然存在通过一次过辊实现塑封的过塑机，但是其塑封质量较差，满足不了更高的要求；尤其是在不同国家使用过塑机时，由于不同国家电压、频率差异更加会导致塑封效果的劣化；因此，开发一种通过一次过辊即可实现优异塑封效果的过塑机胶辊，对于节约过塑机生产成本以及降低过塑机使用能耗具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术中过塑机无法通过一次过辊实现优异塑封的技术不足，减少不同国家电压、频率差异导致塑封效果的劣化；提供一种过塑机胶辊的制备方法。
本发明在研究中发现现有技术中过塑机无法通过一次过辊实现优异塑封的原因在于，现有的塑机胶辊往往只有一层胶辊材料，而一层胶辊材料在受热时体积变化较大，导致加热状态下接触压力发生较大变化；且现有的塑机胶辊无法适应不同国家电压、频率差异带来接触压力的变化；进而导致无法通过一次过辊实现优异塑封。
本发明的首要贡献在于对出现上述技术问题的原因的发现。基于上述原因的发现，本发明提供了如下技术方案，通过如下的制备方法，成功解决了现有技术中过塑机无法通过一次过辊实现优异塑封效果以及减少不同国家电压、频率差异导致塑封效果的劣化的技术不足。
一种过塑机胶辊的制备方法，包含如下步骤：
(1)将金属辊芯清洗干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；
(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得发泡橡胶管，再将发泡橡胶管套入金属辊芯进行粘合，形成发泡橡胶层；
(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；
(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得非发泡橡胶管，再将非发泡橡胶管套入发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；
(5)将经步骤(4)处理的半成品进行热处理；
(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得以发泡橡胶层作为“衬底层”以及表面“包覆”有非发泡橡胶层的过塑机胶辊。
优选地，步骤(1)中的清洗，其包括除锈、除油以及防锈步骤。
优选地，步骤(2)中压合成型的具体条件为：压力为10～15Mpa，温度为160～170℃，时间为8～15min。
最优选地，步骤(2)中压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为170℃，时间为10min。
优选地，步骤(2)中所述的发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶200～250份；沉淀法白炭黑100～150份；羟基硅油2～5份；含氢硅油1～3份；二甲基硅油4～8份；二甲基二乙氧基硅烷2～5份；内脱模剂2～4份；硅微粉80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1～3份；闭孔发泡剂5～10份。
优选地，步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为10～15Mpa，温度为180～190℃，时间为8～15min。
最优选地，步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为180℃，时间为10min。
优选地，步骤(4)中所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶200～250份；沉淀法白炭黑100～150份；羟基硅油2～5份；含氢硅油1～3份；二甲基硅油4～8份；二甲基二乙氧基硅烷2～5份；内脱模剂2～4份；硅微粉80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1～3份。
进一步优选地，所述的硅微粉为改性硅微粉，所述的改性硅微粉通过如下方法制备得到：将硅微粉浸泡在含有聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中8～24h，取出后干燥即得所述的改性硅微粉。
优选地，步骤(5)所述的热处理是指在150～200℃下处理1～3h。
最优选地，步骤(5)所述的热处理是指在180℃下处理2h。
有益效果：本发明首次找到了过塑机无法通过一次过辊实现优异塑封的原因，进一步提供了一种全新的过塑机胶辊的制备方法，由该方法制备得到的过塑机胶辊以发泡橡胶材料制成的发泡橡胶层作为“衬底层”，然后采用非发泡橡胶材料制成的非发泡橡胶层进行“包覆”，形成了双层结构的复合材料层，该复合材料层可以有效地避免受热时体积变化较大，避免加热状态下过塑机胶辊接触压力发生较大变化；并且本发明所述结构的塑机胶辊可以适应不同国家电压、频率差异带来接触压力的变化；进而可以通过一次过辊实现优异塑封；进一步地本发明还采用了由本发明所述配方制备得到的非发泡橡胶材料，该非发泡橡胶材料具有较好的硬度以及耐磨性能；更进一步地，本发明非发泡橡胶材料在制备过程中加入了改性硅微粉，大大提高了非发泡橡胶材料的耐磨性能，进而提高了过塑机胶辊的使用寿命。此外，在具体使用过程中，采用本发明所述的过塑机胶辊可以实现更快速的过塑速度，提高过塑效率；或者在过塑速度不变的情况下，采用本发明所述的过塑机胶辊可有效地降低使用温度，缩短待机预热时间。
附图说明
图1为本发明所述的过塑机胶辊的结构示意图。
具体实施方式
实施例1过塑机胶辊材料的制备
该过塑机胶辊材料为非发泡橡胶材料
所述非发泡橡胶材料的重量份配比为：甲基乙烯基硅生胶225份；沉淀法白炭黑112.5份；羟基硅油3.5份；含氢硅油1.2份；二甲基硅油6.0份；二甲基二乙氧基硅烷3.5份；内脱模剂2.5份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2.0份。
所述非发泡橡胶材料的制备方法：甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷置于双辊开炼机中混炼均匀即得所述的非发泡橡胶材料。
经测试，本实施例制备得到的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)为42，阿克隆磨耗为0.036cm3·(1.61km)-1。由此可见，采用本实施例所述的非发泡橡胶材料制备过塑机胶辊可以保证胶辊的硬度以及耐磨性能，提高过塑机胶辊的使用寿命。
实施例2过塑机胶辊材料的制备
该过塑机胶辊材料为非发泡橡胶材料
所述非发泡橡胶材料的重量份配比为：甲基乙烯基硅生胶225份；沉淀法白炭黑112.5份；羟基硅油3.5份；含氢硅油1.2份；二甲基硅油6.0份；二甲基二乙氧基硅烷3.5份；内脱模剂2.5份；改性硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2.0份；
所述的改性硅微粉通过如下方法制备得到：将硅微粉浸泡在含有分子量为70000的聚乙烯亚胺和分子量为300000的聚二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中12h，取出后干燥即得所述的改性硅微粉；所述的水溶液中聚乙烯亚胺的质量分数为15％；所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为25％。
所述非发泡橡胶材料的制备方法：甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、改性硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷置于双辊开炼机中混炼均匀即得所述的非发泡橡胶材料。
经测试，本实施例制备得到的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)为51，阿克隆磨耗为0.0049cm3·(1.61km)-1。该实施例所述的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)大于实施例1所述的非发泡橡胶材料；该实施例所述的非发泡橡胶材料的阿克隆磨耗大幅小于实施例1所述的非发泡橡胶材料；由此可见采用由聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵改性过的改性硅微粉可以改进非发泡橡胶材料的硬度以及大幅增加非发泡橡胶材料的耐磨性能。采用本实施例所述的非发泡橡胶材料制备过塑机胶辊可以进一步保证胶辊的硬度以及提高耐磨性能，进一步提高过塑机胶辊的使用寿命。
对比例1过塑机胶辊材料的制备
该过塑机胶辊材料为非发泡橡胶材料
所述非发泡橡胶材料的重量份配比为：甲基乙烯基硅生胶225份；沉淀法白炭黑112.5份；羟基硅油3.5份；含氢硅油1.2份；二甲基硅油6.0份；二甲基二乙氧基硅烷3.5份；内脱模剂2.5份；改性硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2.0份；
所述的改性硅微粉通过如下方法制备得到：将硅微粉浸泡在含有分子量为70000的聚乙烯亚胺水溶液中12h，取出后干燥即得所述的改性硅微粉；所述的水溶液中聚乙烯亚胺的质量分数为15％。
所述非发泡橡胶材料的制备方法：甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、改性硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷置于双辊开炼机中混炼均匀即得所述的非发泡橡胶材料。
经测试，本实施例制备得到的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)为40，阿克隆磨耗为0.032cm3·(1.61km)-1。该实施例所述的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)以及阿克隆磨耗与实施例1相当，性能要劣于实施例2，这说明进采用仅经由聚乙烯亚胺改性的硅微粉并不能改善非发泡橡胶材料的硬度和耐磨性能；必须采用经由聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵共同改性的硅微粉才能改善非发泡橡胶材料的硬度和耐磨性能。
对比例2过塑机胶辊材料的制备
该过塑机胶辊材料为非发泡橡胶材料
所述非发泡橡胶材料的重量份配比为：甲基乙烯基硅生胶225份；沉淀法白炭黑112.5份；羟基硅油3.5份；含氢硅油1.2份；二甲基硅油6.0份；二甲基二乙氧基硅烷3.5份；内脱模剂2.5份；改性硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2.0份；
所述的改性硅微粉通过如下方法制备得到：将硅微粉浸泡在含有分子量为300000的聚二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中12h，取出后干燥即得所述的改性硅微粉；所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为25％。
所述非发泡橡胶材料的制备方法：甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、改性硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷置于双辊开炼机中混炼均匀即得所述的非发泡橡胶材料。
经测试，本实施例制备得到的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)为42，阿克隆磨耗为0.037cm3·(1.61km)-1。该实施例所述的非发泡橡胶材料的硬度(邵氏A)以及阿克隆磨耗与实施例1相当，性能要劣于实施例2，这说明进采用仅经由聚二甲基二烯丙基氯化铵改性的硅微粉并不能改善非发泡橡胶材料的硬度和耐磨性能；必须采用经由聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵共同改性的硅微粉才能改善非发泡橡胶材料的硬度和耐磨性能。
实施例3过塑机胶辊材料的制备
该过塑机胶辊材料为发泡橡胶材料
所述非发泡橡胶材料的重量份配比为：甲基乙烯基硅生胶225份；沉淀法白炭黑112.5份；羟基硅油3.5份；含氢硅油1.2份；二甲基硅油6.0份；二甲基二乙氧基硅烷3.5份；内脱模剂2.5份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2.0份；闭孔发泡剂8份；
所述非发泡橡胶材料的制备方法：甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、硅微粉、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷以及闭孔发泡剂置于双辊开炼机中混炼均匀即得所述的发泡橡胶材料。
实施例4过塑机胶辊的制备
(1)将金属辊芯经除锈、除油以、防锈以及干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；
(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将实施例3制备得到的发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；所述的压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为170℃，时间为10min；
(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；
(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将实施例1制备得到的非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为180℃，时间为10min；
(5)将经步骤(4)处理的半成品在180℃下进行热处理2h；
(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得以发泡橡胶层作为“衬底层”以及表面“包覆”有非发泡橡胶层的过塑机胶辊。
由该实施例方法制备得到的过塑机胶辊以发泡橡胶材料制成的发泡橡胶层作为“衬底层”，然后采用非发泡橡胶材料制成的非发泡橡胶层进行“包
覆”，形成了双层结构的复合材料层，该复合材料层可以有效地避免受热时体积变化较大，避免加热状态下过塑机胶辊接触压力发生较大变化，并且本发明所述结构的塑机胶辊可以适应不同国家电压、频率差异带来接触压力的变化；进而可以通过一次过辊实现优异塑封。
实施例5过塑机胶辊的制备
(1)将金属辊芯经除锈、除油以、防锈以及干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；
(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将实施例3制备得到的发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；所述的压合成型的具体条件为：压力为15Mpa，温度为170℃，时间为8min；
(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；
(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将实施例2制备得到的非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为10Mpa，温度为180℃，时间为15min；
(5)将经步骤(4)处理的半成品在150℃下进行热处理3h；
(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得以发泡橡胶层作为“衬底层”以及表面“包覆”有非发泡橡胶层的过塑机胶辊。
由该实施例方法制备得到的过塑机胶辊以发泡橡胶材料制成的发泡橡胶层作为“衬底层”，然后采用非发泡橡胶材料制成的非发泡橡胶层进行“包覆”，形成了双层结构的复合材料层，该复合材料层可以有效地避免受热时体积变化较大，避免加热状态下过塑机胶辊接触压力发生较大变化，并且本发明所述结构的塑机胶辊可以适应不同国家电压、频率差异带来接触压力的变化；进而可以保证通过一次过辊实现优异塑封。此外，本实施例采用了实施例2加入改性硅微粉制备得到的非发泡橡胶材料，其大大提高了非发泡橡胶材料的耐磨性能，进一步提高了过塑机胶辊的使用寿命。
实施例4和5制备得到的过塑机胶辊如如图1所示，其包含金属辊芯1、由发泡橡胶材料制成的发泡橡胶层2以及由非发泡橡胶材料制成的非发泡橡胶层3，所述的发泡橡胶层2设置在金属辊芯1外，所述的非发泡橡胶层3设置在发泡橡胶层2外。

Claims (8)

1.一种过塑机胶辊的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)将金属辊芯清洗干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；
(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得发泡橡胶管，再将发泡橡胶管套入金属辊芯进行粘合，形成发泡橡胶层；
(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；
(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得非发泡橡胶管，再将非发泡橡胶管套入发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；
(5)将经步骤(4)处理的半成品进行热处理；
(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得以发泡橡胶层作为“衬底层”以及表面“包覆”有非发泡橡胶层的过塑机胶辊；
步骤(4)中所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶200～250份；沉淀法白炭黑 100～150份；羟基硅油 2～5份；含氢硅油 1～3份；二甲基硅油4～8份；二甲基二乙氧基硅烷 2～5份；内脱模剂 2～4份；硅微粉 80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷 1～3份；
所述的硅微粉为改性硅微粉，所述的改性硅微粉通过如下方法制备得到：将硅微粉浸泡在含有聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵的水溶液中8～24h，取出后干燥即得所述的改性硅微粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的清洗，其包括除锈、除油以及防锈步骤。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中压合成型的具体条件为：压力为10～15Mpa，温度为160～170℃，时间为8～15min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为170℃，时间为10min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶 200～250份；沉淀法白炭黑 100～150份；羟基硅油 2～5份；含氢硅油 1～3份；二甲基硅油 4～8 份；二甲基二乙氧基硅烷 2～5份；内脱模剂 2～4份；硅微粉 80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷 1～3份；闭孔发泡剂 5～10份。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为10～15Mpa，温度为180～190℃，时间为8～15min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中压合成型的具体条件为：压力为12Mpa，温度为180℃，时间为10min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的热处理是指在150～200℃下处理1～3h。
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