CN111503133A - 一种液体硅胶辊及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液体硅胶辊及其加工工艺，包括铁芯、底胶和面胶，所述铁芯的外侧壁设置有底胶，所述底胶的外侧壁设置有面胶，所述铁芯和底胶之间通过第一胶水连接，所述底胶和面胶之间通过第二胶水连接。本发明通过对底胶进行改性增强三元乙丙橡胶的粘性，底胶与面胶、铁芯间结合紧密，同时促进聚酰胺在底胶中的均匀分散，协同作用提高底胶力学性能，促进硫化，提高硫化速度、缩短硫化时间，面胶以双液制备并在其中增加组分制得液体硅胶，二者作用相互抵消对面胶塑性的影响，降低所制面胶的粘度，促进面胶的结构化，增加面胶强度，底胶和底胶的共同作用提高液体硅胶辊的物性，制成的硅胶辊更便于在生产实际中使用，适合广泛推广与使用。

Description

一种液体硅胶辊及其加工工艺
技术领域
本发明涉及硅胶辊领域，具体为一种液体硅胶辊及其加工工艺。
背景技术
胶辊是以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经硫化而制成的辊状制品，而硅胶又称硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，常用作压延辊、流延辊、贴膜辊等，而现有的液体硅胶辊外层硅胶的撕裂强度、拉伸强度等物性较差，一般会在面胶与芯材之间增加底胶进行弥补，所得液体硅胶辊的物性仍有不足。因此，我们提出一种液体硅胶辊及其加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体硅胶辊及其加工工艺，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液体硅胶辊，包括铁芯、底胶和面胶，所述铁芯的外侧壁设置有底胶，所述底胶的外侧壁设置有面胶，所述铁芯和底胶之间通过第一胶水连接，所述底胶和面胶之间通过第二胶水连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述底胶为改性三元乙丙橡胶，所述改性三元乙丙橡胶由三元乙丙橡胶、甲基丙烯缩水甘油酯、聚酰胺和硫化剂制备而成。
作为本发明的一种优选实施方式，所述面胶包括以下组分：聚甲基硅氧烷、羟基封端聚甲基硅氧烷、白炭黑、硅酸乙酯和催化剂。
在上述技术方案中，通过对三元乙丙橡胶进行改性，从而改善底胶性能，使其与面胶、铁芯更加贴合，同时提高底胶的力学性能，而面胶双液态的硅胶制备中增加了羟基封端聚甲基硅氧烷、白炭黑降低所制硅胶的粘度，增加硅胶塑性，制成的硅胶辊更便于在生产实际中使用。
作为本发明的一种优选实施方式，所述第一胶水为氯丁橡胶胶粘剂。
作为本发明的一种优选实施方式，所述第二胶水为溴化三元乙丙橡胶。
在上述技术方案中，氯丁橡胶胶粘剂能够在室温下冷固化，快速给予铁芯和底胶极大的粘性，溴化三元乙丙橡胶具有较好的自粘性和互粘性，且与底胶同属三元乙丙橡胶，能够实现底胶和面胶间较高的粘合强度，从而避免铁芯与底胶、底胶与面胶之间分层，使其粘合更加紧密。
一种液体硅胶辊的加工工艺，包括以下步骤：
1)备料：
a)制作底胶；
b)制作面胶；
c)制作铁芯；
2)包底胶；
3)包面胶；
4)固化
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤1)包括以下步骤：
a)底胶的制备：
取三元乙丙橡胶于60-80℃真空干燥12-24小时，取甲基丙烯缩水甘油酯与三元乙丙橡胶于搅拌室中搅拌充分混合，并利用挤出机于180-190℃加热进行熔融接枝，得到原料A；
将原料A溶于二甲苯中，于75-115℃加热1-3小时至完全溶解，再倒入丙酮中搅拌10-30分钟后，静置1-2小时，取溶液中的沉淀物于50-75℃真空干燥24-36小时，得到原料B；
将原料B与聚酰胺混合搅拌1-3小时，再加入硫化剂放置于开炼机中进行混炼，制得底胶；
b)面胶的制备：
取聚甲基硅氧烷和羟基封端聚甲基硅氧烷搅拌混合，再与硅酸乙酯和催化剂混合并加热至75-85℃，搅拌1-3小时，而后加入白炭黑继续搅拌45-75分钟，最后密封放入烘箱中于60-75℃烘干30-45分钟，制得面胶；
c)铁芯的制备：
取所需尺寸的铁芯，浸泡于甲醇溶液中10-20分钟，而后取出晾干；
d)第二胶水的制备：
取三元乙丙橡胶加入四氯化碳中，于室温搅拌20-36小时，再加入溴的四氯化碳溶液，于室温将混合物搅拌3-5小时，倒入甲醇中搅拌1-2小时后静置使溴化三元乙丙凝聚，然后取出加热至65-100℃进行干燥，取最终产物在甲醇中再沉淀以除去微量的四氯化碳和溴，最后置于真空干燥箱中升华干燥3天，得到第二胶水，即溴化三元乙丙橡胶。
在上述技术方案中，底胶的制备工艺中，将三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯缩水甘油酯，能够增强三元乙丙橡胶的粘性，使得底胶与面胶、底胶与铁芯间结合紧密，避免影响硅胶辊的正常工作，同时促进聚酰胺在三元乙丙橡胶中的均匀分散，二者协同作用提高底胶的撕裂强度、拉伸强度等力学性能，促进硫化剂的作用以提高硫化速度、缩短硫化时间，面胶中添加羟基封端聚甲基硅氧烷、白炭黑制得液体硅胶，二者作用相互抵消对面胶塑性的影响，降低所制面胶的粘度，促进面胶的结构化，增加面胶强度，提高液体硅胶辊的物性，制成的硅胶辊更便于在生产实际中使用。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤2)包括以下步骤：
在步骤1)中的铁芯外侧壁涂装第一胶水，取底胶在140-160℃下模压硫化20-30分钟，然后将其包裹在涂装第一胶水的铁芯外侧壁，得到基体A。
在上述技术方案中，硫化工艺促进底胶硫化，提高底胶的硫化程度，三元乙丙橡胶内部形成立体结构，从而降低底胶的塑性，提高其力学性能。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤3)包括以下步骤：
在上述步骤中得到的基体A外侧壁涂装第二胶水，固化1-2小时待胶水成膜后，将已搅拌抽好真空的面胶倒在刮刀上，面胶随车床上胶辊的转动而涂装在底胶外表面，多余的面胶随被刮刀流下，而后观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，若有，将气泡戳破后后再次进刀，将面胶刮到刮刀上重新上胶，若无，退刀上胶，再次观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，重复以上步骤，直至刮刀上留有极少量面胶时，观察面胶的流动性，若面胶已无流动性，退刀，把刮刀上剩余的面胶包裹在基体A上，然后退刀，继续转动胶辊，直至液体硅胶完全无流动性，基本完成固化后，停止转动胶辊，最后静置摆放10-18个小时，制得基体B。
在上述技术方案中，通过对硅胶辊进行少量多次的上胶，并在上胶间隙观察所上胶体中是否有气泡进入，能够防止硅胶辊中的面胶分布不均，促进面胶均匀细致的涂覆，避免硅胶辊在实际使用中受力不均。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤4)包括以下步骤：
将基体B包装，静置摆放64-80小时，待液体硅胶深层固化较完全后，利用砂轮和砂纸打磨，再进行刨光处理，得到成品。
在上述技术方案中，在硅胶辊上的胶体涂覆完毕后静置一段时间，能够给予面胶中白炭黑充分的作用时间，促进面胶结构化，从而增加液体硅胶辊的物性，使得所制硅胶辊向利于使用的方向优化。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明的液体硅胶辊及其加工工艺，通过三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯缩水甘油酯，增强三元乙丙橡胶的粘性，使得底胶与面胶、底胶与铁芯间结合紧密，同时促进聚酰胺在三元乙丙橡胶中的均匀分散，二者协同作用提高底胶的撕裂强度、拉伸强度等力学性能，促进硫化剂的作用以提高硫化速度、缩短硫化时间，面胶以双液制备硅胶并在其中增加羟基封端聚甲基硅氧烷、白炭黑制得液体硅胶，二者作用相互抵消对面胶塑性的影响，降低所制面胶的粘度，促进面胶的结构化，增加面胶强度，底胶和面胶的共同作用提高液体硅胶辊的物性，制成的硅胶辊更便于在生产实际中使用。
2.本发明的液体硅胶辊及其加工工艺，通过对第一胶水、第二胶水的选择，实现铁芯和底胶、底胶和面胶间较高的粘合强度，从而避免铁芯与底胶、底胶与面胶之间分层，使其粘合更加紧密，避免影响硅胶辊的正常工作。
3.本发明的液体硅胶辊及其加工工艺，通过对液体硅胶辊的加工方式的选择，能够防止硅胶辊中的面胶分布不均，促进面胶均匀细致的涂覆，避免硅胶辊在实际使用中受力不均，且硫化和静置促进硅胶辊外胶体结构化，增加液体硅胶辊的物性，使得所制硅胶辊向利于使用的方向优化。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明液体硅胶辊的整体结构示意图；
图2为本发明液体硅胶辊的截面结构示意图。
图中：1、铁芯；2、底胶；3、面胶；4、第一胶水；5、第二胶水。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
取三元乙丙橡胶于60℃真空干燥12小时，取甲基丙烯缩水甘油酯与三元乙丙橡胶于搅拌室中搅拌充分混合，并利用挤出机于180℃加热进行熔融接枝，得到原料A，将原料A溶于二甲苯中，于75℃加热1小时至完全溶解，再倒入丙酮中搅拌10分钟后，静置1小时，取溶液中的沉淀物于50℃真空干燥24小时，得到原料B，将原料B与聚酰胺混合搅拌1小时，再加入硫化剂放置于开炼机中进行混炼，制得底胶；
取聚甲基硅氧烷和羟基封端聚甲基硅氧烷搅拌混合，再与硅酸乙酯和催化剂混合并加热至75℃，搅拌1小时，而后加入白炭黑继续搅拌45分钟，最后密封放入烘箱中于60℃烘干30分钟，制得面胶；
取三元乙丙橡胶加入四氯化碳中，于室温搅拌20小时，再加入溴的四氯化碳溶液，于室温将混合物搅拌3小时，倒入甲醇中搅拌1小时后静置使溴化三元乙丙凝聚，然后取出加热至65℃进行干燥，取最终产物在甲醇中再沉淀以除去微量的四氯化碳和溴，最后置于真空干燥箱中升华干燥3天，得到第二胶水，即溴化三元乙丙橡胶；
取所需尺寸的铁芯，浸泡于甲醇溶液中10分钟，而后取出晾干，而后在铁芯外侧壁涂装第一胶水，取底胶在140℃下模压硫化20分钟，然后将其包裹在涂装第一胶水的铁芯外侧壁，得到基体A；
在上述步骤中得到的基体A外侧壁涂装第二胶水，固化1小时待胶水成膜后，将已搅拌抽好真空的面胶倒在刮刀上，面胶随车床上胶辊的转动而涂装在底胶外表面，多余的面胶随被刮刀流下，而后观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，若有，将气泡戳破后后再次进刀，将面胶刮到刮刀上重新上胶，若无，退刀上胶，再次观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，重复以上步骤，直至刮刀上留有极少量面胶时，观察面胶的流动性，若面胶已无流动性，退刀，把刮刀上剩余的面胶包裹在基体A上，然后退刀，继续转动胶辊，直至液体硅胶完全无流动性，基本完成固化后，停止转动胶辊，最后静置摆放10个小时，制得基体B，将基体B包装，静置摆放64小时，待液体硅胶深层固化较完全后，利用砂轮和砂纸打磨，再进行刨光处理。
实施例2
取三元乙丙橡胶于70℃真空干燥18小时，取甲基丙烯缩水甘油酯与三元乙丙橡胶于搅拌室中搅拌充分混合，并利用挤出机于185℃加热进行熔融接枝，得到原料A，将原料A溶于二甲苯中，于95℃加热2小时至完全溶解，再倒入丙酮中搅拌20分钟后，静置1.5小时，取溶液中的沉淀物于63℃真空干燥30小时，得到原料B，将原料B与聚酰胺混合搅拌2小时，再加入硫化剂放置于开炼机中进行混炼，制得底胶；
取聚甲基硅氧烷和羟基封端聚甲基硅氧烷搅拌混合，再与硅酸乙酯和催化剂混合并加热至80℃，搅拌2小时，而后加入白炭黑继续搅拌60分钟，最后密封放入烘箱中于68℃烘干38分钟，制得面胶；
取三元乙丙橡胶加入四氯化碳中，于室温搅拌28小时，再加入溴的四氯化碳溶液，于室温将混合物搅拌4小时，倒入甲醇中搅拌1.5小时后静置使溴化三元乙丙凝聚，然后取出加热至83℃进行干燥，取最终产物在甲醇中再沉淀以除去微量的四氯化碳和溴，最后置于真空干燥箱中升华干燥3天，得到第二胶水，即溴化三元乙丙橡胶；
取所需尺寸的铁芯，浸泡于甲醇溶液中15分钟，而后取出晾干，而后在铁芯外侧壁涂装第一胶水，取底胶在150℃下模压硫化25分钟，然后将其包裹在涂装第一胶水的铁芯外侧壁，得到基体A；
在上述步骤中得到的基体A外侧壁涂装第二胶水，固化1.5小时待胶水成膜后，将已搅拌抽好真空的面胶倒在刮刀上，面胶随车床上胶辊的转动而涂装在底胶外表面，多余的面胶随被刮刀流下，而后观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，若有，将气泡戳破后后再次进刀，将面胶刮到刮刀上重新上胶，若无，退刀上胶，再次观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，重复以上步骤，直至刮刀上留有极少量面胶时，观察面胶的流动性，若面胶已无流动性，退刀，把刮刀上剩余的面胶包裹在基体A上，然后退刀，继续转动胶辊，直至液体硅胶完全无流动性，基本完成固化后，停止转动胶辊，最后静置摆放14个小时，制得基体B，将基体B包装，静置摆放72小时，待液体硅胶深层固化较完全后，利用砂轮和砂纸打磨，再进行刨光处理。
实施例3
取三元乙丙橡胶于80℃真空干燥24小时，取甲基丙烯缩水甘油酯与三元乙丙橡胶于搅拌室中搅拌充分混合，并利用挤出机于190℃加热进行熔融接枝，得到原料A，将原料A溶于二甲苯中，于115℃加热3小时至完全溶解，再倒入丙酮中搅拌30分钟后，静置2小时，取溶液中的沉淀物于75℃真空干燥36小时，得到原料B，将原料B与聚酰胺混合搅拌3小时，再加入硫化剂放置于开炼机中进行混炼，制得底胶；
取聚甲基硅氧烷和羟基封端聚甲基硅氧烷搅拌混合，再与硅酸乙酯和催化剂混合并加热至85℃，搅拌3小时，而后加入白炭黑继续搅拌75分钟，最后密封放入烘箱中于75℃烘干45分钟，制得面胶；
取三元乙丙橡胶加入四氯化碳中，于室温搅拌36小时，再加入溴的四氯化碳溶液，于室温将混合物搅拌5小时，倒入甲醇中搅拌2小时后静置使溴化三元乙丙凝聚，然后取出加热至100℃进行干燥，取最终产物在甲醇中再沉淀以除去微量的四氯化碳和溴，最后置于真空干燥箱中升华干燥3天，得到第二胶水，即溴化三元乙丙橡胶；
取所需尺寸的铁芯，浸泡于甲醇溶液中20分钟，而后取出晾干，而后在铁芯外侧壁涂装第一胶水，取底胶在160℃下模压硫化30分钟，然后将其包裹在涂装第一胶水的铁芯外侧壁，得到基体A；
在上述步骤中得到的基体A外侧壁涂装第二胶水，固化2小时待胶水成膜后，将已搅拌抽好真空的面胶倒在刮刀上，面胶随车床上胶辊的转动而涂装在底胶外表面，多余的面胶随被刮刀流下，而后观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，若有，将气泡戳破后后再次进刀，将面胶刮到刮刀上重新上胶，若无，退刀上胶，再次观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，重复以上步骤，直至刮刀上留有极少量面胶时，观察面胶的流动性，若面胶已无流动性，退刀，把刮刀上剩余的面胶包裹在基体A上，然后退刀，继续转动胶辊，直至液体硅胶完全无流动性，基本完成固化后，停止转动胶辊，最后静置摆放18个小时，制得基体B，将基体B包装，静置摆放80小时，待液体硅胶深层固化较完全后，利用砂轮和砂纸打磨，再进行刨光处理。
实验：
取实施例1-3中制备的液体硅胶辊和普通液体硅胶辊，制得试片在同一条件下进行实验，测得各组试片的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，记录检测结果，并得到如下数据：
Figure BDA0002465455290000101
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-3与普通液体硅胶辊形成对照实验，检测结果可知，实施例1-3中的液体硅胶辊拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均有明显提高，这充分说明了本发明有效提高了液体硅胶辊的物性，且力学能力较稳定，具有较高实用性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种液体硅胶辊，包括铁芯(1)、底胶(2)和面胶(3)，其特征在于：所述铁芯(1)的外侧壁设置有底胶(2)，所述底胶(2)的外侧壁设置有面胶(3)，所述铁芯(1)和底胶(2)之间通过第一胶水(4)连接，所述底胶(2)和面胶(3)之间通过第二胶水(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种液体硅胶辊，其特征在于：所述底胶(2)为改性三元乙丙橡胶，所述改性三元乙丙橡胶由三元乙丙橡胶、甲基丙烯缩水甘油酯、聚酰胺和硫化剂制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种液体硅胶辊，其特征在于：所述面胶(3)包括以下组分：聚甲基硅氧烷、羟基封端聚甲基硅氧烷、白炭黑、硅酸乙酯和催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种液体硅胶辊，其特征在于：所述第一胶水(4)为氯丁橡胶胶粘剂。
5.根据权利要求1所述的一种液体硅胶辊，其特征在于：所述第二胶水(5)为溴化三元乙丙橡胶。
6.一种液体硅胶辊的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)备料：
a)制作底胶；
b)制作面胶；
c)制作铁芯；
2)包底胶；
3)包面胶；
4)固化。
7.根据权利要求6所述的一种液体硅胶辊的加工工艺，其特征在于，所述步骤1)包括以下步骤：
a)底胶的制备：
取三元乙丙橡胶于60-80℃真空干燥12-24小时，取甲基丙烯缩水甘油酯与三元乙丙橡胶于搅拌室中搅拌充分混合，并利用挤出机于180-190℃加热进行熔融接枝，得到原料A；
将原料A溶于二甲苯中，于75-115℃加热1-3小时至完全溶解，再倒入丙酮中搅拌10-30分钟后，静置1-2小时，取溶液中的沉淀物于50-75℃真空干燥24小时，得到原料B；
将原料B与聚酰胺混合搅拌1-3小时，再加入硫化剂放置于开炼机中进行混炼，制得底胶；
b)面胶的制备：
取聚甲基硅氧烷和羟基封端聚甲基硅氧烷搅拌混合，再与硅酸乙酯和催化剂混合并加热至80℃，搅拌1-3小时，而后加入白炭黑继续搅拌45-75分钟，最后密封放入烘箱中于75℃烘干30-45分钟，制得面胶；
c)铁芯的制备：
取所需尺寸的铁芯，浸泡于甲醇溶液中10-20分钟，而后取出晾干；
d)第二胶水的制备：
取三元乙丙橡胶加入四氯化碳中，于室温搅拌20-36小时，再加入溴的四氯化碳溶液，于室温将混合物搅拌3-5小时，倒入甲醇中搅拌1-2小时后静置使溴化三元乙丙凝聚，然后取出加热至65-100℃进行干燥，取最终产物在甲醇中再沉淀以除去微量的四氯化碳和溴，最后置于真空干燥箱中升华干燥3天，得到第二胶水，即溴化三元乙丙橡胶。
8.根据权利要求6所述的一种液体硅胶辊的加工工艺，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：
在步骤1)中的铁芯外侧壁涂装第一胶水，取底胶在140-160℃下模压硫化20-30分钟，然后将其包裹在涂装第一胶水的铁芯外侧壁，得到基体A。
9.根据权利要求6所述的一种液体硅胶辊的加工工艺，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：
在上述步骤中得到的基体A外侧壁涂装第二胶水，固化1-2小时待胶水成膜后，将已搅拌抽好真空的面胶倒在刮刀上，面胶随车床上胶辊的转动而涂装在底胶外表面，多余的面胶随被刮刀流下，而后观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，若有，将气泡戳破后后再次进刀，将面胶刮到刮刀上重新上胶，若无，退刀上胶，再次观察涂装好的面胶外表面是否有气泡存在，重复以上步骤，直至刮刀上留有极少量面胶时，观察面胶的流动性，若面胶已无流动性，退刀，把刮刀上剩余的面胶包裹在基体A上，然后退刀，继续转动胶辊，直至液体硅胶完全无流动性，基本完成固化后，停止转动胶辊，最后静置摆放10-18个小时，制得基体B。
10.根据权利要求6所述的一种液体硅胶辊的加工工艺，其特征在于，所述步骤4)包括以下步骤：
将基体B包装，静置摆放64-80小时，待液体硅胶深层固化较完全后，利用砂轮和砂纸打磨，再进行刨光处理，得到成品。
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