CN113698707A - 一种抗静电epdm高分子材料、搓纸轴及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及搓纸轴技术领域，具体涉及一种抗静电EPDM高分子材料、搓纸轴及其制备方法，抗静电EPDM高分子材料包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40‑80份，抗静电剂1‑8份，活性剂1‑5份，补强剂5‑20份，硫化剂1‑5份。该抗静电EPDM高分子材料具有永久的抗静电性能，应用于搓纸轴能够避免纸屑的吸附，极大地延长了搓纸轴的使用寿命，满足搓纸轴的长期使用需求。本发明的搓纸轴能达到永久的抗静电效果，避免纸屑的吸附，极大地延长了搓纸轴的使用寿命，满足高性能印刷设备的长期使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及搓纸轴技术领域，具体涉及一种抗静电EPDM高分子材料、搓纸轴及其制备方法。
背景技术
搓纸轴就是能将纸张从纸堆搓离的轮子。主要用于办公设备，如打印机、复印机、速印机、数字一体印刷机等。搓纸轴一般由两部分组成，中间部分是比较硬的塑料构件或金属芯轴，它的作用是承载搓纸用的橡胶轴和将搓纸轴组件装置固定在用于驱动搓纸轴的驱动杆上，其另一部分是直接接触纸张的外层胶轴。它必须具有一定的摩擦力，所以其表面比较粗糙，有的甚至呈锯齿状。
胶轴的材质一般有橡胶、硅胶、聚氨酯三种。硅胶强度较差，不耐磨，使用寿命短。聚氨酯耐磨，寿命长，但加工工艺复杂，加工设备多，原材料较贵，能耗高。橡胶的性能介于两者之间，加工简单，能耗低，成本较低，一般有天然橡胶（NR）、丁腈橡胶（NBR）、三元乙丙橡胶（EPDM）三类胶种，天然橡胶和丁腈橡胶耐老化性能不好，现在已逐渐淘汰，目前主要是用EPDM橡胶形成橡胶轴。
橡胶轴的要求是初始摩擦力合适，且使用一段时间后摩擦力不要下降太多。摩擦力下降主要有两个原因，一是橡胶轴长期使用后有磨损，表面粗糙度下降，造成摩擦力下降；二是每次搓纸都会有微量纸屑擦入橡胶轴表面，长期使用后会逐渐填充入橡胶轴表面的凹陷内，使表面光滑，摩擦力下降。因此保持摩擦力的常规方法是尽量提高橡胶轴的耐磨耗性，使橡胶轴表面始终比较粗糙，保持一定的摩擦力。还有一种方法是通过抗静电剂处理，因为纸屑是因为摩擦静电吸附在橡胶轴上的，将橡胶轴电阻降低即可避免纸屑吸附。目前有两种处理方式，一是将抗静电剂喷涂或浸涂在橡胶轴表面，但经过短时间使用后就被磨掉了，使用寿命较短；二是将可迁移抗静电剂加入橡胶材料中，在使用过程中，橡胶轴内部的抗静电剂逐步向橡胶轴的表面迁移，进而降低橡胶轴表面的电阻，从而保持橡胶轴表面良好的抗静电性能，但是，橡胶轴内抗静电剂的添加量是一定的，经过一段时间的使用之后，橡胶轴内部的抗静电剂逐步被橡胶轴表层消耗完全，橡胶轴也就失去了抗静电效果，而抗静电剂的添加量过多则抗静电剂会在橡胶轴的表面大量喷出，从而大大降低了橡胶轴表面的摩擦力，影响搓纸轴的正常使用，因此采用这样的方式也不能满足高档长寿命搓纸轴的要求。
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抗静电EPDM高分子材料，该抗静电EPDM高分子材料具有永久的抗静电性能，应用于搓纸轴能够避免纸屑的吸附，极大地延长了搓纸轴的使用寿命，满足搓纸轴的长期使用需求。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40-80份，抗静电剂1-8份，活性剂1-5份，补强剂5-20份，硫化剂1-5份。
优选的，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40-60份，抗静电剂1-4.5份，活性剂1-3份，补强剂5-12份，硫化剂1-3份。
优选的，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶60-80份，抗静电剂4.5-8份，活性剂3-5份，补强剂12-20份，硫化剂3-5份。
优选的，所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为40-70%，门尼粘度为50-80，充油量0-50%。
优选的，所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或二氟草酸硼酸锂。
优选的，所述活性剂为氧化锌、硬脂酸以及硬脂酸锌中的一种或一种以上的混合物，所述补强剂为白炭黑和/或活性碳酸钙。
优选的，所述硫化剂为硫磺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、六硫化双五亚甲基秋兰姆中的一种或一种以上的混合物。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为160-200s，所述步骤2）中升温的目标温度为130-140℃，所述步骤3）中的停放时间均为8-36h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为150-170℃，工作时间为480-520s。本申请的密炼时间控制在160-200s，能够确保橡胶充分软化，达到最佳的炼胶效果；密炼时间过长，橡胶分子链破坏过多，则会影响材料物理性能从而降低抗静电EPDM高分子材料的综合物流性能。
本发明的有益效果在于：本发明采用特定的锂盐双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或二氟草酸硼酸锂，均匀分布于抗静电EPDM高分子材料中，能够与本申请的抗静电EPDM高分子材料的其余组分配合，降低抗静电EPDM高分子材料的体积电阻且双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或二氟草酸硼酸锂不会迁移至搓纸轴的表面而逐渐消耗，搓纸轴的抗静电性能始终保持在最佳值，达到永久的抗静电效果，避免纸屑的吸附，极大地延长了搓纸轴的使用寿命，满足搓纸轴的长期使用需求。
本发明的搓纸轴的橡胶轴由本申请的抗静电EPDM高分子材料制得，双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或二氟草酸硼酸锂不会迁移至搓纸轴的表面而逐渐消耗，搓纸轴的抗静电性能始终保持在最佳值，达到永久的抗静电效果，避免纸屑的吸附，极大地延长了搓纸轴的使用寿命，满足搓纸轴的长期使用需求。
本发明的制备方法通过上述特定的工艺步骤和工艺参数的控制，极大地提高了抗静电EPDM高分子材料的耐磨性能和耐候性能，同时兼具极佳的柔韧性，确保橡胶轴具有使用于纸张的最佳初始摩擦力，同时能够长期保持抗静电EPDM高分子材料的耐磨性能、耐候性能和柔韧性处于最佳范围之内，与橡胶轴的永久抗静电性能相互协同配合，使得本申请的搓纸轴具有更为长久的有效使用寿命，从而满足高性能印刷设备的需求。
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
一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40-80份，抗静电剂1份，活性剂1份，补强剂5份，硫化剂1份。
所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为40%，门尼粘度为50，充油量10%。
所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
所述活性剂为氧化锌，所述补强剂为白炭黑。
所述硫化剂为硫磺。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为160s，所述步骤2）中升温的目标温度为130℃，所述步骤3）中的停放时间均为8h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为150℃，工作时间为480s。
实施例2
一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶50份，抗静电剂3份，活性剂2份，补强剂8份，硫化剂2份。
所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为50%，门尼粘度为60，充油量20%。
所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为二氟草酸硼酸锂。
所述活性剂为硬脂酸，所述补强剂为活性碳酸钙。
所述硫化剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为170s，所述步骤2）中升温的目标温度为132℃，所述步骤3）中的停放时间均为15h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为155℃，工作时间为490s。
实施例3
一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶60份，抗静电剂4.5份，活性剂3份，补强剂12份，硫化剂3份。
所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为60%，门尼粘度为65，充油量25%。
所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂以质量比1:1组成的混合物。
所述活性剂为硬脂酸锌，所述补强剂为白炭黑和活性碳酸钙以质量比2:1组成的混合物。
所述硫化剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为180s，所述步骤2）中升温的目标温度为135℃，所述步骤3）中的停放时间均为22h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为160℃，工作时间为500s。
实施例4
一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶70份，抗静电剂7份，活性剂4份，补强剂16份，硫化剂4份。
所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为65%，门尼粘度为75，充油量40%。
所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂以质量比2:1组成的混合物。
所述活性剂为氧化锌、硬脂酸以及硬脂酸锌以质量比1:2:1组成的混合物，所述补强剂为白炭黑和活性碳酸钙以质量比3:1组成的混合物。
所述硫化剂为六硫化双五亚甲基秋兰姆。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为190s，所述步骤2）中升温的目标温度为138℃，所述步骤3）中的停放时间均为28h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为165℃，工作时间为510s。
实施例5
一种抗静电EPDM高分子材料，包括以下重量份的原料：EPDM橡胶80份，抗静电剂8份，活性剂5份，补强剂20份，硫化剂5份。
所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为70%，门尼粘度为80，充油量50%。
所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。
所述活性剂为氧化锌，所述补强剂为活性碳酸钙。
所述硫化剂为硫磺和二丁基二硫代氨基甲酸锌以质量比2:1组成的混合物。
一种搓纸轴，包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由上述的抗静电EPDM高分子材料制得。
如上所述的一种搓纸轴的制备方法，包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
所述步骤1）的密炼时间为200s，所述步骤2）中升温的目标温度为140℃，所述步骤3）中的停放时间均为36h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为170℃，工作时间为520s。
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 (10)
1.一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40-80份，抗静电剂1-8份，活性剂1-5份，补强剂5-20份，硫化剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：EPDM橡胶40-60份，抗静电剂1-4.5份，活性剂1-3份，补强剂5-12份，硫化剂1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：EPDM橡胶60-80份，抗静电剂4.5-8份，活性剂3-5份，补强剂12-20份，硫化剂3-5份。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：所述EPDM橡胶为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物的混合物，所述EPDM橡胶的乙烯含量为40-70%，门尼粘度为50-80，充油量0-50%。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：所述抗静电剂为锂盐，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或二氟草酸硼酸锂。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：所述活性剂为氧化锌、硬脂酸以及硬脂酸锌中的一种或一种以上的混合物，所述补强剂为白炭黑和/或活性碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电EPDM高分子材料，其特征在于：所述硫化剂为硫磺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、六硫化双五亚甲基秋兰姆中的一种或一种以上的混合物。
8.一种搓纸轴，其特征在于：包括芯轴和套设于芯轴之外的橡胶轴，所述橡胶轴由权利要求1-7任一项所述的抗静电EPDM高分子材料制得。
9.如权利要求8所述的一种搓纸轴的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）、将EPDM橡胶加入密炼机中进行密炼处理，2）、将抗静电剂、活性剂和补强剂加入密炼机中，升温后排料，3）、加入开炼机上出片，停放一段时间后，再加入开炼机上，加入硫化剂，混炼均匀后出片，并停放一段时间，4）、将步骤3）得到的混料放入模具中，再放入平板硫化机内成型得到管坯，最后将管坯切割研磨到所需尺寸，再插入芯轴，得到搓纸轴。
10.根据权利要求9所述的一种搓纸轴的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的密炼时间为160-200s，所述步骤2）中升温的目标温度为130-140℃，所述步骤3）中的停放时间均为8-36h，所述步骤4）中平板硫化机的工作温度为150-170℃，工作时间为480-520s。
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