CN112961442A - 一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊 - Google Patents

一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊 Download PDF

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Abstract

本申请涉及充电辊技术领域,具体公开了一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊。本申请的高柔性充电辊用发泡套管,包括由内向外依次设置的内套管、外套管,所述内套管由包括如下重量份数的原料制成:100份乙丙橡胶、20‑25份导电炭黑A、10‑15份石蜡油、5‑7份活性剂A、5‑6份促进剂A、0.8‑1.5份发泡剂、1‑1.5份硫化剂A;所述外套管由包括如下重量份数的原料制成:100份氯醇橡胶、5‑15份导电炭黑B、50‑60份填充剂、5‑6份石蜡油、2‑3份活性剂B、5‑6份促进剂B、1‑1.5份硫化剂。本申请的高柔性充电辊用发泡套管回弹性好,耐磨性强,而且降低了金属辊芯被腐蚀的几率。

Description

一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊
技术领域
本申请涉及充电辊技术领域,更具体地说,它涉及一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊。
背景技术
打印机或复印机在工作中时,先通过充电装置在光导电性感光体形成的图像保持部件上积累电荷,然后通过激光束等形成静电潜像,再利用带电色调剂使静电潜像显影以可视化,从而形成图像,图像直接或通过中间转印体而被静电转印至转印部件上,然后被定影至记录材料上。其中充电装置中的重要部件是充电辊,充电辊的质量从一开始就决定了打印或复印的质量。
充电辊要具有电阻值恒定、无尖端放电、耐高温性能好等特点,一般的,充电辊包括金属辊芯以及设置在金属辊芯外的发泡管,发泡管要具有一定的弹性、硬度较低。
申请公布号为CN101928416A的中国发明专利申请公开了一种复印机充电辊总成的橡胶包覆层,所述复印机充电辊总成的橡胶包覆层的组成原料各组分的重量份为:丁腈橡胶NBR:60-100;共聚氯醇橡胶ECO:0-40;碳黑:10-50;硫化剂:1-2;促进剂:1-3;氧化锌:3-10。
针对上述相关技术,发明人经过长期生产科研实践认为,该充电辊的橡胶包覆层的制备原料中含有氯醇橡胶,与金属辊芯接触并长期使用后,非常容易导致金属辊芯生锈,影响辊的工作效果及使用寿命。
发明内容
为了减少金属辊芯的腐蚀,本申请提供一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊。
第一方面,本申请提供的一种高柔性充电辊用发泡套管采用如下的技术方案:
一种高柔性充电辊用发泡套管,包括由内向外依次设置的内套管、外套管,所述内套管由包括如下重量份数的原料制成:100份乙丙橡胶、20-25份导电炭黑A、10-15份石蜡油、5-7份活性剂A、5-6份促进剂A、0.8-1.5份发泡剂、1-1.5份硫化剂A;所述活性剂A为氧化锌、聚乙二醇、硬脂酸、硬脂酸锌中的至少一种;所述促进剂A为MBT、BZ、DTDM、TMTD中的至少一种;所述发泡剂为AC发泡剂;所述硫化剂A为硫、过氧化物硫化剂中的至少一种;
所述外套管由包括如下重量份数的原料制成:100份氯醇橡胶、5-15份导电炭黑B、50-60份填充剂、5-6份石蜡油、2-3份活性剂B、5-6份促进剂B、1-1.5份硫化剂;所述活性剂B为氧化锌、聚乙二醇、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种;所述促进剂为MBT、BZ、DTDM、TMTD中的至少一种;所述硫化剂B为硫、过氧化物硫化剂中的至少一种。
通过采用上述技术方案,本申请的高柔性充电辊用发泡套管设置为内外两层套管,内套管的制备原料中的橡胶采用乙丙橡胶,外套管中的橡胶采用氯醇橡胶,只有内套管直接与金属辊芯接触,乙丙橡胶中不含氯离子,大大降低了金属辊芯被腐蚀的几率,保证了充电辊的工作效果,也延长了充电辊的寿命。而且发明人发现,内套管采用乙丙橡胶作为橡胶原料,硫化后得到的内套管的柔软度大大提高,进而提升了充电辊的充电均匀性。而外套管的制备原料中的橡胶采用氯醇橡胶,充公保证了外套管具有良好的导电性。采用本申请的充电辊用发泡套管的充电辊具有良好的综合性能。
优选的,所述活性剂A由氧化锌、聚乙二醇和硬脂酸以重量比5:2:1组成。
通过采用上述技术方案,本申请的充电辊用发泡套管的内套管制备原料中,活性剂A采用多种成分复合组成,能够大幅度提高橡胶的硫化效果。硬脂酸能够起到软化作用,并能够对其他原料起到润滑作用;氧化锌作为无机活性剂,能够中和橡胶中的酸性原料,还能够提高橡胶层的导热性能和抗撕裂性能,并且氧化锌具有良好的吸附能力,能够与硬脂酸更好地混合;聚乙二醇能够提高橡胶的硫化速度和交联密度,更重要的是,聚乙二醇具有与硬脂酸及氧化锌的良好结合能力,能够提高活性剂在原料中的分散均匀性。
优选的,所述促进剂A由MBT、DTDM、TMTD以重量比2:1:1组成。
通过采用上述技术方案,促进剂A采用多种促进剂复合组成,MBT为2-硫醇基苯并噻唑,在橡胶中易分散,在较低的温度下就能够起到非常好的硫化促进作用;DTDM为4,4’-二硫化二吗啉,能够提高硫化后橡胶的机械性能,并具有良好的抗焦烧的能力,但是硫化速度较慢;TMTD为N,N-四甲基二硫双硫羰胺,硫化促进能力强,能够与DTDM配合提高硫化速度。并且TMTD能够与活性剂中的氧化锌配合,进一步提高硫化促进作用。
优选的,所述硫化剂A由硫、过氧化物硫化剂按照重量比1-2:1组成。
通过采用上述技术方案,硫化剂采用硫单质及过氧化物硫化剂复配的双体系硫化剂,硫化效果好,硫化速度更快。
优选的,所述填充剂为重钙、云母粉、硅灰石粉中的至少一种。
通过采用上述技术方案,由于填充剂添加在外套管中,除了采用重钙粉外,还可以采用云母粉、硅灰石粉,能够利用其中的硅酸盐成分大幅度提高外套管的强度,同时对外套管的硬度影响不大,有利于得到力学性能更加均衡的发泡套管。
优选的,所述外套管的制备原料还包括1-2重量份的氧化钙。
通过采用上述技术方案,氧化钙加入后,能够将其他原料中残存的水分进行吸湿,大幅度降低了原料中水分在硫化时的影响,进一步提高了硫化效果。
第二方面,本申请的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法采用如下技术方案:
一种上述的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法,包括如下步骤:
1)将内套管制备原料进行密炼、开炼后,进行挤出得到内套管挤出料;将外套管制备原料进行密炼、开炼后,进行挤出得到外套管挤出料;
将内套管挤出料、外套管挤出料分别通入双层同轴共挤模头的内、外物料通道,挤出成型,得到发泡管;
2)将发泡管进行硫化,并在硫化后的发泡管外壁上喷涂保护浆料,干燥,形成保护层,即得。
通过采用上述技术方案,由于内套管制备原料和外套管制备原料的成分不同,将内套管制备原料和外套管制备原料分别进行密炼、开炼、挤出得到两种不同的挤出料,将这两种挤出料分别加入同轴共挤模头的内外套管中,然后同时挤出,得到了内外双层的发泡管,而且使得内外两层能够紧密地粘合在一起,减少了内外层开胶、脱落现象出现的几率。
优选的,步骤1)中所述内套管制备原料密炼时的温度为150-170℃,密炼的时间为20-30min;所述外套管制备原料密炼时的温度为150-170℃,密炼的时间为20-30min。
通过采用上述技术方案,由于本申请的高柔性充电辊用发泡套管的内套管和外套管的制备原料种类均较多,内套管和外套管制备时的密炼温度设置的较高,有利于利用橡胶等成分的流动性将各原料混合得更充分。
优选的,步骤1)中内套管制备原料和外套管制备原料挤出时的温度均为50-60℃。
通过采用上述技术方案,由于本申请的内套管和外套管的挤出料是同时挤出,将内套管和外套管制备时的挤出温度设置为50-60℃,有利于内套管和外套管成型,提高内套管和外套管的表面质量以及二者在结合界面处的相容性。
第三方面,本申请的高柔性充电辊采用如下技术方案:
一种高柔性充电辊,包括金属辊芯以及套设在金属辊芯上的发泡管,所述发泡管为上述的高柔性充电辊用发泡套管。
通过采用上述技术方案,本申请的高柔性充电辊的辊芯外套设的发泡管采用上述高柔性充电辊用发泡套管,降低了金属辊芯被腐蚀的几率,还提高了发泡管的柔软程度,该充电辊具有良好的综合性能。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请的高柔性充电辊用发泡套管采用内外两层套管复合结构,其中内层制备时采用乙丙橡胶作为主要原料,大幅度降低了发泡管与金属辊芯接触时引起的金属辊芯被腐蚀的几率,保证了充电辊的产品质量,提高了充电辊的使用寿命。本申请的高柔性充电辊用发泡套管的回弹性好,耐磨性强,综合性能优良。
2、本申请的高柔性充电辊用发泡套管的内套管采用乙丙橡胶作为主要原料,并加入了发泡剂,有利于降低内套管的密度,提高内套管的弹性,进而提高发泡管的整体弹性和柔软性。
3、本申请的高柔性充电辊用发泡套管制备时采用内套管制备原料和外套管制备原料同时挤出并形成复合套管,能够使内外套管之间结合得更加紧密,得到的高柔性充电辊用发泡套管整体力学性能均衡。
附图说明
图1是本申请的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的高柔性充电辊用发泡套管的制备原料中,乙丙橡胶优选为三元乙丙橡胶。进一步优选的,乙丙橡胶中乙烯丙烯比为80/20。优选的,氯醇橡胶的门尼粘度为58-75。氯醇橡胶优选为一元氯醇橡胶。
优选的,发泡剂为AC发泡剂(偶氮二甲酰胺),进一步优选为AC-2000。发泡剂的发气量不小于220,分解温度大约为202±0.5℃。进一步优选的,发泡剂的水分质量百分含量不大于0.2%。
导电炭黑A的粒径为30-50nm。导电炭黑B的粒径为25-30nm。导电炭黑C的粒径为20-25nm。石蜡油优选为轻质液体石蜡油。重钙的粒径为325目-500目。云母粉的粒径为325目。硅灰石的粒径为2000目。
过氧化物硫化剂优选为过氧化二异丙苯。
外套管的制备原料还包括1-3重量份的交联剂,交联剂为丁基-4,4-双(叔丁过氧基)戊酸酯,或者交联剂由包括如下步骤的方法制得:将端羟基聚丁二烯与甲酸、过氧化氢在第一溶剂中反应后,分液,有机相减压蒸馏得到中间聚合物,中间聚合物与单叔丁基对甲酚及催化剂在第二溶剂中反应。优选的,端羟基聚丁二烯与甲酸的质量比为1:0.3-0.5。端羟基聚丁二烯的数均分子量为1200-1500。过氧化氢加入时采用质量分数为30%的双氧水。
端羟基聚丁二烯与甲酸、过氧化氢反应时,是先将端羟基聚丁二烯与甲酸在第一溶剂中混合反应20-40min,然后再加入过氧化氢反应4-8h。第一溶剂和第二溶剂均独立地选自甲苯、四氢呋喃中的任意一种。
将中间聚合物与第二溶剂混合时的温度为40-50℃。中间聚合物与单叔丁基对甲酚的质量比为10:5-8。中间聚合物与单叔丁基对甲酚及催化剂反应的时间为10-12h。催化剂为二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡。
内套管的制备原料还包括3-5重量份的聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物。聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物的加入可以提高内套管制备时各原料的结合力,并能最终提高内套管的弹性。优选的,聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物的加入采用聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物共聚物乳液,固含量为14%。
内套管的制备原料还包括1-2重量份的氧化镁。
内套管的制备原料中还包括3-8重量份的发泡助剂,发泡助剂为N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、尿素中的至少一种。优选的,发泡助剂由N-二亚硝基五亚甲基四胺与尿素以质量比1:5组成。
本申请的高柔性充电辊用发泡套管的内套管的厚度与外套管的厚度之比为0.5-5:1。优选的,内套管的厚度与外套管的厚度之比为0.5:1或1:1或3:1。
本申请的内套管混炼胶料及外套管混炼胶料采用两个挤出机与双层同轴共挤模头(复合机头)相连的方式进行挤出,双层同轴共挤模头包括由内向外依次同轴设置的模芯、中壳层、外壳层,模芯为圆柱状结构,中壳层为圆筒状结构并套设在模芯外,中壳层内壁与模芯外壁之间具有间隔,该间隔形成了内套管物料通道,外壳层也为圆筒状结构并套设在中壳层外,外壳层内壁与中壳层外壁之间具有间隔,该间隔形成了外套管物料通道。
本申请的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法中,在230-250℃下进行硫化得到硫化发泡管。在硫化时,发泡管在硫化炉中的传送速度为10-15m/min。
第一挤出机的加料段、压缩段、计量段的温度分别为50-52℃、50-52℃、54-57℃。第二挤出机的加料段、压缩段、计量段的温度分别为50-52℃、50-52℃、54-57℃。优选的,第一挤出机的加料段、压缩段的温度相同。第二挤出机的加料段、压缩段的温度相同。进一步优选的,第一挤出机的加料段的温度大于第二挤出机加料段的温度。
喷涂的保护浆料由包括如下重量份数的原料制成:聚酯乳液20-30份、导电炭黑C10-15份。进一步的,保护浆料的制备原料还包括1-5重量份固化剂。该固化剂为三异丙醇胺。
本申请的内套管混炼胶料及外套管混炼胶料采用两个挤出机与共挤模头相连的方式进行挤出,共挤模头包括由内向外依次同轴设置的模芯、中壳层、外壳层,模芯为圆柱状结构,中壳层为圆筒状结构并套设在模芯外,中壳层内壁与模芯外壁之间具有间隔,该间隔形成了内套管混合胶料通道,外壳层也为圆筒状结构并套设在中壳层外,外壳层内壁与中壳层外壁之间具有间隔,该间隔形成了外套管混合胶料通道。
实施例1
本实施例的高柔性充电辊用发泡套管包括内套管,内套管外设置有外套管,内套管、外套管均呈圆管状结构并同轴设置,内套管、外套管沿轴向的长度相等。内套管的管壁厚度与外套管的管壁厚度之比为1:3。
内套管由如下重量的原料制成:100kg乙丙橡胶、20kg导电炭黑A、10kg石蜡油、7kg活性剂A、6kg促进剂A、1.5kg发泡剂、1.5kg硫化剂A。
导电炭黑A的粒径为30nm,活性剂A为硬脂酸锌,促进剂A为促进剂MBT。发泡剂为AC发泡剂,具体为AC-2000。硫化剂A为硫粉。
外套管由如下重量的原料制成:100kg氯醇橡胶、5kg导电炭黑B、50kg填充剂、5kg石蜡油、2kg活性剂B、5kg促进剂B、1kg硫化剂B。
导电炭黑B的粒径为30nm,填充剂为重质碳酸钙,粒径为325目。活性剂B为氧化锌。促进剂B为促进剂BZ。硫化剂B为过氧化二异丙苯。
参照图1,本实施例的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法包括如下步骤:
1)将内套管A段料加入密炼机,150℃密炼25min,内套管A段料由如下重量的原料组成:100kg乙丙橡胶、20kg导电炭黑A、10kg石蜡油、7kg活性剂A,密炼后得到内套管A段料混炼胶;
将内套管A段料混炼胶在开炼机上压平成为片状,然后加入内套管B段料,并在开炼机上混合,得到内套管混合胶料;内套管B段料由如下重量的原料组成:1kg发泡剂、5kg促进剂A、1kg硫化剂A;
2)将外套管A段料加入密炼机中,150℃密炼25min,外套管A段料由如下重量的原料组成:100kg氯醇橡胶、5kg导电炭黑B、50kg填充剂、5kg石蜡油、2kg活性剂B密炼后得到外套管A段料混炼胶;
将外套管A段料混炼胶在开炼机上压平成为片状,然后加入外套管B段料,并在开炼机上混合,得到外套管混合胶料;外套管B段料由如下重量的原料组成:5kg促进剂B、1kg硫化剂B;
3)将内套管混合胶料加入第一挤出机中,将第一挤出机三段温度分别设置为50℃、50℃、55℃;将外套管混合胶料加入第二挤出机中,将第二挤出机的三段温度分别设置为50℃、50℃、55℃;
第一挤出机和第二挤出机的出料口均与双层同轴共挤模头相连,具体的,第一挤出机和第二挤出机的出料口分别与双层同轴共挤模头的内套管物料通道、外套管物料通道相连;将第一挤出机内挤出的内套管混合胶料、第二挤出机中的挤出的外套管混合胶料同时挤出至双层同轴共挤模头中,内套管混合胶料形成内套管,外套管混合胶料形成外套管,内套管外壁与外套管内壁之间紧密粘合形成连续的、长条状的发泡管;
4)将发泡管连续送入隧道式硫化炉,在230℃下进行硫化得到硫化发泡管,发泡管在硫化炉中的传送速度为10m/min。将硫化发泡管裁切成合适长度,即得。
本实施例的充电辊包括金属辊芯,金属辊芯为铁轴,铁轴外套设有上述高柔性充电辊用发泡套管。高柔性充电辊用发泡套管外涂覆设置有保护层,保护层如下重量的原料制成:10kg水性聚氨酯涂料、2kg导电炭黑C。导电炭黑C的粒径为20nm。
本申请的高柔性充电辊的制备方法包括如下步骤:将高柔性充电辊用发泡套管套设在铁轴上,再进行烘干(返烘),然后对套设在铁轴上的高柔性充电辊用发泡套管进行裁切,使高柔性充电辊用发泡套管的长度精确符合设计长度,然后对高柔性充电辊用发泡套管表面进行粗磨、精磨、清洗,再进行喷涂、干燥,在高柔性充电辊用发泡套管表面形成保护层,经过外观物性检验后进行打印测试。
喷涂时的采用的保护浆料由重量比为20:10的水性聚氨酯乳液与导电炭黑C混合制得,导电炭黑C的粒径为20nm。水性聚氨酯涂料的固含量为30%。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的内套管由如下重量的原料制成:100kg乙丙橡胶、25kg导电炭黑A、15kg石蜡油、7kg活性剂A、5kg促进剂A、0.8kg发泡剂、1kg硫化剂A。
导电炭黑A的平均粒径为30nm,活性剂A为硬脂酸锌,促进剂A为促进剂MBT,发泡剂为AC-2000。硫化剂A为硫粉。
其他的均与实施例1中的相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的内套管由如下重量的原料制成:100kg乙丙橡胶、23kg导电炭黑A、12kg石蜡油、6kg活性剂A、5.5kg促进剂A、1.2kg发泡剂、1.1kg硫化剂A。
导电炭黑A的平均粒径为30nm,活性剂A为硬脂酸锌,促进剂A为促进剂MBT,发泡剂为AC-2000。硫化剂A为硫粉。
其他的均与实施例1中的相同。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的外套管由如下重量的原料制成:100kg氯醇橡胶、12kg导电炭黑B、60kg填充剂、6kg石蜡油、3kg活性剂B、6kg促进剂B、1.2kg硫化剂。
导电炭黑B的粒径为30nm,填充剂为重质碳酸钙,粒径为325目。活性剂B为聚乙二醇。促进剂B为促进剂BZ。硫化剂B为过氧化二异丙苯。
其他的均与实施例3中的相同。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的外套管由如下重量的原料制成:100kg氯醇橡胶、15kg导电炭黑B、56kg填充剂、5.5kg石蜡油、2.8kg活性剂B、5.2kg促进剂B、1.5kg硫化剂。
导电炭黑B的粒径为30nm,填充剂为重质碳酸钙,粒径为325目。活性剂B B为氧化锌。促进剂B为促进剂BZ。硫化剂为过氧化二异丙苯。
其他的均与实施例3中的相同。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于,内套管的制备原料中,导电炭黑A的平均粒径为50nm,活性剂A为硬脂酸钙,促进剂A为促进剂DTDM,发泡剂为AC-2000。硫化剂A为硫粉。
其他的均与实施例5中的相同。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于,内套管的制备原料中,导电炭黑A的平均粒径为34nm,活性剂A为硬脂酸钙,促进剂A由MBT、DTDM、TMTD以重量比2:1:1组成,发泡剂为AC-2000。硫化剂A为硫粉。
其他的均与实施例5中的相同。
实施例8
本实施例与实施例7的区别在于,内套管的制备原料(A段料)中,还包括4kg聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物,且硫化剂A由硫粉与过氧化二异丙苯按照质量比2:1组成。聚(甲基乙烯基醚/马来酸)共聚物为乳液,固含量为14%。
其他的均与实施例7中的相同。
实施例9
本实施例与实施例8的区别在于,外套管的制备原料(A段料)中还包括1.5kg氧化钙粉,氧化钙粉的粒径为45nm。
外套管的制备原料中,导电炭黑B的粒径为25nm,填充剂为重质碳酸钙,粒径为800目。活性剂B为氧化锌。促进剂B为促进剂BZ。硫化剂B为过氧化二异丙苯。
其他的均与实施例8中的相同。
实施例10
本实施例与实施例8的区别在于,外套管的制备原料中,导电炭黑B的粒径为28nm,填充剂由云母粉与硅灰石按照质量比1:1组成,云母粉的粒径为325目,硅灰石的粒径为2000目。活性剂B由氧化锌、聚乙二醇和硬脂酸以重量比5:2:1组成。促进剂B为促进剂BZ。硫化剂B由硫粉与过氧化二异丙苯按照质量比为2:1组成。
其他的均与实施例8中的相同。
实施例11
本实施例与实施例10的区别在于,内套管的制备原料(A段料)中还包括1.5kg氧化镁,5kg发泡助剂,发泡助剂由N-二亚硝基五亚甲基四胺与尿素以质量比1:5组成。
其他的均与实施例10中的相同。
实施例12
本实施例与实施例11的区别在于,内套管制备原料(A段料)中还包括2kg交联剂,交联剂为丁基-4,4-双(叔丁过氧基)戊酸酯。
其他的均与实施例11中的相同。
实施例13
本实施例与实施例12的区别在于,交联剂的制备方法包括如下步骤:
1)将10g端羟基聚丁二烯(数均分子量约为1200)和100mL甲苯加入搅拌器中,搅拌溶解,然后加入5g甲酸,搅拌20min,再滴加30g质量分数为30%的双氧水,反应6h,静置分层,有机相用水洗涤至洗液用淀粉碘化钾试纸测试不会变色;将洗涤后的有机相减压蒸馏得到中间聚合物,取10g中间聚合物加入150mL四氢呋喃中,升温至40℃,搅拌溶解得到溶液A;
2)将5g单叔丁基对甲酚溶解在50mL甲苯中,配制成溶液B;将溶液A升温至80℃,加入0.2g二丁基二月桂酸锡,然后滴加上述配制好的溶液B,滴加完毕后,恒温反应10h,然后减压蒸馏除去溶剂,即得。
实施例14
本实施例与实施例13的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的制备方法的步骤1)中,将内套管A段料加入密炼机,160℃密炼20min,密炼后得到外套管A段料混炼胶。
其他的均与实施例13中的相同。
实施例15
本实施例与实施例14的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的制备方法的步骤2)中,将外套管A段料加入密炼机中,170℃密炼20min,密炼后得到外套管A段料混炼胶。
其他的均与实施例14中的相同。
实施例16
本实施例与实施例15的区别在于,步骤3)中第一挤出机的三段温度分别设定为52℃、52℃、57℃;第二挤出机的三段温度分别设置为51℃、51℃、57℃。
其他的均与实施例15中的相同。
实施例17
本实施例与实施例15的区别在于,步骤3)中第一挤出机三段温度分别设定为52℃、52℃、56℃;第二挤出机的三段温度分别设置为51℃、51℃、56℃。
其他的均与实施例15中的相同。
实施例18
本实施例与实施例17的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的制备方法的步骤4)中,将发泡管连续送入隧道式硫化炉,在250℃下进行硫化得到硫化发泡管,发泡管在硫化炉中的传送速度为15m/min。
其他的均与实施例17中的相同。
实施例19
本实施例与实施例17的区别在于,高柔性充电辊用发泡套管的制备方法的步骤4)中,将发泡管连续送入隧道式硫化炉,在245℃下进行硫化得到硫化发泡管,发泡管在硫化炉中的传送速度为12.5m/min。
其他的均与实施例17中的相同。
实施例20
本实施例与实施例19的区别在于,高柔性充电辊的制备方法中,喷涂的保护浆料由重量比为30:15:5的水性聚氨酯乳液、导电炭黑C、固化剂混合制得,导电炭黑C的粒径为20nm。水性聚氨酯涂料的固含量为30%。固化剂为三异丙醇胺。
其他的均与实施例19中的相同。
对比例
对比例1
本对比例的高柔性充电辊用发泡套管由如下重量的原料制成:100kg氯醇橡胶、20kg导电炭黑、10kg石蜡油、7kg活性剂、6kg促进剂、1.5kg发泡剂、1.5kg硫化剂。导电炭黑的粒径为30nm。活性剂为硬脂酸锌。促进剂为MBT。发泡剂为AC-2000。硫化剂为硫粉。
本对比例的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法包括如下步骤:
1)将套管A段料加入密炼机,150℃密炼25min,套管A段料由如下重量的原料组成:乙丙橡胶100kg、20kg导电炭黑、10kg石蜡油、7kg活性剂,密炼后得到内套管A段料混炼胶;
将套管A段料混炼胶在开炼机上压平成为片状,然后加入套管B段料,并在开炼机上混合,得到套管混合胶料;套管B段料由如下重量的原料组成:1kg发泡剂、5kg促进剂AC、1kg硫化剂;
2)将套管混合胶料加入挤出机中,将挤出机的三段温度分别设置为50℃、50℃、55℃,将挤出机挤出的混合胶料通过单层模头成型,得到长条管状的发泡管;
3)将发泡管连续送入隧道式硫化炉,在230℃下进行硫化得到硫化发泡管,发泡管在硫化炉中的传送速度为10m/min;将硫化发泡管裁切成合适长度,即得。
本对比例的充电辊包括金属辊芯(铁轴),铁轴外套设有上述充电辊用发泡套管,发泡套管外覆设有保护层,保护层与实施例1中的相同。
对比例2
本对比例的高柔性充电辊用发泡套管与实施例1的区别在于,外套管的制备原料中,不含填充剂,其他的均与实施例1中的相同。
性能检测试验
(1)取实施例1-20及对比例1-2中的充电辊,按照GB/T 35858-2018《硫化橡胶盐雾老化试验方法》测试其的耐腐蚀性能,分别测试充电辊在50%的氯化钠溶液(60℃,48h)、10%的盐酸(60℃,48h)、50%的氢氧化钠溶液(60℃,48h)条件下的耐腐蚀性能。
从测试结果看,本申请实施例1-20及对比例2中的充电辊在试验后,铁轴表面没有锈蚀斑,对比例1的充电辊表面有较多的锈蚀斑,可以看出本申请的高柔性充电辊用发泡套管大大降低了对铁轴的腐蚀程度,能够提高充电辊的使用寿命。
(2)取实施例1-20及对比例1-2中的高柔性充电辊用发泡套管,按照GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》测试其拉伸强度和扯断伸长率,按照GB/T 531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分:邵氏硬度计法》测试其硬度,测试结果如表1所示。
表1实施例1-20及对比例1-2中的高柔性充电辊用发泡套管性能比较
拉伸强度(MPa) 扯断伸长率(%) 硬度
实施例1 22 168 43A
实施例2 21 171 43A
实施例3 22 170 43A
实施例4 23 173 43A
实施例5 23 173 42A
实施例6 21 175 42A
实施例7 22 171 43A
实施例8 24 169 44A
实施例9 25 170 43A
实施例10 25 168 44A
实施例11 26 168 44A
实施例12 28 175 43A
实施例13 30 177 43A
实施例14 30 178 43A
实施例15 31 177 42A
实施例16 30 177 42A
实施例17 29 178 42A
实施例18 29 176 43A
实施例19 29 175 43A
实施例20 - - 44A(喷涂后)
对比例1 26 143 45A
对比例2 20 165 42A
根据实施例1、对比例1及表1可知,本申请的高柔性充电辊用发泡套管的扯断伸长率比较高,但是拉伸强度略有下降,这可能与内套管的发泡性能有关。这些使得本申请的高柔性充电辊用发泡套管的弹性较高,柔软度非常高。
根据实施例1、对比例2及表1可知,本申请的高柔性充电辊用发泡套管的拉伸强度、扯断伸长率、硬度都有所提高,但是提高幅度有限,这可能主要是由于填充剂仅添加在外套管的制备原料中,而外套管的厚度相对于内套管来说较小。
综上所述,本申请的高柔性充电辊用发泡套管采用多层结构,内套管和外套管采用不同的橡胶,大幅度降低了充电辊铁轴的腐蚀几率,提高了充电辊的使用寿命。而且本申请采用合理的配方,制得的高柔性充电辊用发泡套管具有均衡的力学性能,使用效果良好。

Claims (10)

1.一种高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,包括由内向外依次设置的内套管、外套管,所述内套管由包括如下重量份数的原料制成:100份乙丙橡胶、20-25份导电炭黑A、10-15份石蜡油、5-7份活性剂A、5-6份促进剂A、0.8-1.5份发泡剂、1-1.5份硫化剂A;所述活性剂A为氧化锌、聚乙二醇、硬脂酸、硬脂酸锌中的至少一种;所述促进剂A为MBT、BZ、DTDM、TMTD中的至少一种;所述发泡剂为AC发泡剂;所述硫化剂A为硫、过氧化物硫化剂中的至少一种;
所述外套管由包括如下重量份数的原料制成:100份氯醇橡胶、5-15份导电炭黑B、50-60份填充剂、5-6份石蜡油、2-3份活性剂B、5-6份促进剂B、1-1.5份硫化剂;所述活性剂B为氧化锌、聚乙二醇、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种;所述促进剂为MBT、BZ、DTDM、TMTD中的至少一种;所述硫化剂B为硫、过氧化物硫化剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,所述活性剂A由氧化锌、聚乙二醇和硬脂酸以重量比5:2:1组成。
3.根据权利要求2所述的高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,所述促进剂A由MBT、DTDM、TMTD以重量比2:1:1组成。
4.根据权利要求1所述的高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,所述硫化剂A由硫、过氧化物硫化剂按照重量比1-2:1组成。
5.根据权利要求1所述的高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,所述填充剂为重钙、云母粉、硅灰石粉中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的高柔性充电辊用发泡套管,其特征在于,所述外套管的制备原料还包括1-2重量份的氧化钙。
7.一种如权利要求1所述的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将内套管制备原料进行密炼、开炼后,进行挤出得到内套管挤出料;将外套管制备原料进行密炼、开炼后,进行挤出得到外套管挤出料;
将内套管挤出料、外套管挤出料分别通入双层同轴共挤模头的内、外物料通道,挤出成型,得到发泡管;
2)将发泡管进行硫化,并在硫化后的发泡管外壁上喷涂保护浆料,干燥,形成保护层,即得。
8.根据权利要求7所述的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述内套管制备原料密炼时的温度为150-170℃,密炼的时间为20-30min;所述外套管制备原料密炼时的温度为150-170℃,密炼的时间为20-30min。
9.根据权利要求7所述的高柔性充电辊用发泡套管的制备方法,其特征在于,步骤1)中内套管制备原料和外套管制备原料挤出时的温度均为50-60℃。
10.一种高柔性充电辊,包括金属辊芯以及套设在金属辊芯上的发泡套管,其特征在于,所述发泡套管为如权利要求1所述的高柔性充电辊用发泡套管。
CN202110169425.5A 2021-02-07 2021-02-07 一种高柔性充电辊用发泡套管及其制备方法、高柔性充电辊 Pending CN112961442A (zh)

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中国化工学会橡胶专业委员会, 化学工业出版社 *

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