CN114479216B - 一种二次转印辊及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及二次转印辊技术领域，具体公开了一种二次转印辊及其生产工艺。一种二次转印辊，包括金属轴芯、设置在金属轴芯上的聚氨酯层、设置在聚氨酯层上的橡胶套管，所述聚氨酯层与橡胶套管之间设有粘结剂层；所述橡胶套管主要由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶、氯醇橡胶、三元乙丙橡胶、导电炭黑、活性剂、促进剂、硫化剂、发泡剂；所述粘结剂层主要由如下重量份数的原料制成：异氰酸酯胶液、2‑乙烯基吡啶、丁二烯、苯乙烯、交联剂、增强剂；所述增强剂为有机氧化物、杂多酸中的至少一种。本申请的二次转印辊上的橡胶套管与聚氨酯层粘结力高，具有使用寿命长的优点。

Description

一种二次转印辊及生产工艺
技术领域
本申请涉及转印辊技术领域，更具体地说，它涉及一种二次转印辊及生产工艺。
背景技术
激光打印机在工作时，先通过充电装置在硒鼓上积累电荷，然后在激光束的照射下形成相应的静电潜影，接着带电颜料粉末通过静电吸附的方式在硒鼓上形成文字图案，最后通过转印辊把硒鼓上吸附的颜料粉转印至相应的承印物上，即可完成打印工作。
其中，二次转印辊是打印设备中的重要工作器件，通常是由金属轴芯和套设在金属轴芯上的橡胶轴套组成，橡胶轴套通常是采用丁晴橡胶、氯醇橡胶、导电填料、发泡剂、促进剂等原料混合、开炼、挤出成型制得。在使用过程中，橡胶轴套受到光、热等环境影响，内部的氯离子会析出并对金属轴芯产生腐蚀作用，缩短二次转印辊的使用寿命。
针对上述的问题，技术人员通过在金属轴芯上包覆聚氨酯层，然后再将橡胶轴套套设在聚氨酯层上，以使金属轴芯与橡胶轴套隔离开。然而聚氨酯层与橡胶轴套的结合力较小，在使用过程中容易发生错位、滑脱的现象。
发明内容
为了提高二次转印辊上橡胶套管与聚氨酯层的结合力，本申请提供一种二次转印辊及生产工艺。
第一方面，本申请提供一种二次转印辊，采用如下的技术方案：
一种二次转印辊，包括金属轴芯、设置在金属轴芯上的聚氨酯层、设置在聚氨酯层上的橡胶套管，所述聚氨酯层与橡胶套管之间设有粘结剂层；所述橡胶套管主要由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶100-120份、氯醇橡胶30-50份、三元乙丙橡胶15-30份、导电炭黑15-20份、活性剂3-5份、促进剂2-3.5份、硫化剂0.5-1份、发泡剂4-6.5份；
所述粘结剂层主要由如下重量份数的原料制成：异氰酸酯胶液120-150份、2-乙烯基吡啶7-12份、丁二烯25-35份、苯乙烯18-25份、交联剂6-10份、增强剂5-12份；所述增强剂为有机氧化物、杂多酸中的至少一种。
通过采用上述技术方案，2-乙烯基吡啶、丁二烯、苯乙烯均匀分散在异氰酸酯胶液内，聚合形成三元共聚物，在异氰酸酯胶液内形成网状交联体，提升异氰酸酯胶液的粘结性能。并且，增强剂中的有机氧化物和杂多酸可以加快三元共聚乳液的聚合速度，促进网状交联体的扩散与交联，形成结构更加稳定、粘连性更好的网状交联体，进一步提高粘结剂层的力学性能和粘结性能。另外，杂多酸具有多级结构，在异氰酸酯胶液内形成笼型结构，而有机氧化物含有的过氧基能够释放活性氧原子，促进异氰酸酯以及三元共聚物的大分子链与杂多酸的笼型结构相结合，提升粘结剂层的延展性和柔韧性，粘结性能更好。
优选的，所述增强剂由有机氧化物、杂多酸按质量比为(0.5-0.8):(1.2-2.5)组成。
通过采用上述技术方案，优化和调整有机氧化物和杂多酸的组成配比，调控有机氧化物的活性氧原子释放量，进一步改善网状交联体的力学性能，提高粘结剂层的粘结性能。
优选的，所述杂多酸为十二磷钨酸、十二钼磷酸中的至少一种。
通过采用上述技术方案，试验不同类型的杂多酸，当选用十二磷钨酸和十二钼磷酸时在网状交联体内的配伍性更好，异氰酸酯、三元共聚物大分子链的重排结构更稳定，网状交联体的力学性能更好，进一步提升粘结剂层的粘结性。
优选的，所述杂多酸由十二钼磷酸、十二磷钨酸按质量比(1-1.6):(1.5-2)组成。
通过采用上述技术方案，进一步试验和调整十二钼磷酸和十二磷钨酸的组成配比，提高粘结剂的粘结性能。
优选的，所述有机氧化物为过氧乙酸、过氧化氢二异丙苯、过氧化月桂酸中的一种。
通过采用上述技术方案，进一步优化有机氧化物的选择方式，选用稳定性更好的过氧乙酸、过氧化氢二异丙苯和过氧化月桂酸，起到更好促进作用的同时不易发生过分解、过氧化的情况，粘结剂层的粘结稳定性更好，使用寿命更长。
优选的，所述增强剂与异氰酸酯的质量比为(0.45-0.7):1。
通过采用上述技术方案，优化和调整增强剂与异氰酸酯的比例，进一步改善粘结剂层的内部交联状态，提升粘结剂层的柔韧性和粘结性，提升对橡胶套管和聚氨酯层之间的结合力。
优选的，所述交联剂为正钛酸四丁酯。
通过采用上述技术方案，正钛酸四丁酯均匀分散在异氰酸酯胶液内，具有良好极性和螯合性能的正钛酸四丁酯可以提高三元共聚物与异氰酸酯分子链之间的结合力。另外正钛酸四丁酯的高活性能够使网状交联体分子链上的羟基与酸基等官能基相结合，进一步促网状交联体聚合交联和黏结特性，提升粘结剂层的粘结性能。
第二方面，本申请提供一种二次转印辊的生产工艺，采用如下的技术方案：
S1：在金属轴芯上包覆设置聚氨酯层；
S2：于聚氨酯层上涂覆粘结剂层，然后将橡胶套管套设在聚氨酯层上；
S3：将粘结剂层固化并粘结聚氨酯层与橡胶套管后即得。
通过采用上述技术方案，在金属轴芯上包覆聚氨酯层，将橡胶套管与金属轴芯隔离开，降低橡胶套管对金属轴芯的侵蚀作用，并在聚氨酯层与橡胶套管之间设置粘结剂层，大大提升聚氨酯层与橡胶套管之间的结合牢固度以及使用寿命。
优选的，所述步骤S2中，先用硅烷偶联剂对橡胶套管内管壁进行表面处理，然后再套设在聚氨酯层上。
通过采用上述技术方案，经过硅烷偶联剂处理后的橡胶套管表面的耐腐蚀和抗氧化性更好，并且表面的偶联性能更佳，与粘结剂层的粘接性更大，提升粘结剂层与橡胶套管之间的结合性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请在异氰酸酯胶液内加入三元共聚物形成网状交联体，并在增强剂的促进和锚固勾连作用下，大大提升了粘结剂层的粘结性能，提高橡胶套管与聚氨酯层之间的结合牢固度。
2、本申请中优化和调整杂多酸和有机氧化物的组成配比，改善粘结剂层中网状交联体的结构组成，进一步提升粘结剂层的粘结性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例及对比例的原料除特殊说明外均为常规市售产品。
实施例
实施例1
本实施例的二次转印辊，包括金属轴芯，金属轴心上包覆有聚氨酯层，聚氨酯层上套设由橡胶套管，橡胶套管与聚氨酯层设有粘结剂层；聚氨酯层的厚度为1mm，橡胶套管的厚度为5mm。
本实施例的橡胶套管由如下重量的原料制成：丁腈橡胶100kg、氯醇橡胶30kg、三元乙丙橡胶15kg、导电炭黑15kg、活性剂3kg、促进剂2kg、硫化剂0.5kg、发泡剂4kg。
其中，导电炭黑的平均粒径为30nm，化学纯，生产厂家为西安齐岳生物科技有限公司。活性剂为聚乙二醇。促进剂为乙烯硫脲。硫化剂为TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)。发泡剂为AC发泡剂。
本实施例的橡胶套管的制备方法，包括如下步骤：
1)、按上述重量称取丁腈橡胶、氯醇橡胶、三元乙丙橡胶、导电炭黑、活性剂混合均匀制得混合料，然后将混合料在密炼机内以150℃密炼15min后制得密炼料，最后将密炼料、促进剂、硫化剂、发泡剂在开炼机内混合均匀制得挤出料；
2)、按照金属轴芯的尺寸大小设置摸头规格，将挤出料通入摸头后挤出成型制得橡胶套管。
本实施例的粘结剂主要由如下重量的原料制成：异氰酸酯胶液120kg、2-乙烯基吡啶7kg、丁二烯25kg、苯乙烯18kg、交联剂6kg、增强剂5kg；增强剂为有机氧化物。
其中，异氰酸酯胶液中异氰酸酯的含量为30％。交联剂为二乙二醇二乙烯基醚。有机氧化物为过氧化氢叔丁基。
本实施例的粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
A、将异氰酸酯、2-乙烯基吡啶、丁二烯、苯乙烯在反应釜内混合均匀，然后加入适量过硫酸铵后不断搅拌反应20min后制得混合液，其中，过硫酸铵作为引发剂添加；
B、将交联剂、增强剂加入混合液内搅拌10min后即得。
本实施例的二次转印辊的生产工艺，包括如下的步骤：
S1：在金属轴芯外壁上包覆聚氨酯层，聚氨酯层的厚度为1mm；
S2：在聚氨酯层外表面均匀涂覆粘结剂，然后将橡胶套管裁剪至合适尺寸后套设在聚氨酯层外，使粘结剂于橡胶套管和聚氨酯层之间均匀涂覆；
S3：在65℃温度下对粘结剂进行干燥后形成粘结剂层后即得。
实施例2
本实施例的二次转印辊，包括金属轴芯，金属轴心上包覆有聚氨酯层，聚氨酯层上套设由橡胶套管，橡胶套管与聚氨酯层设有粘结剂层；聚氨酯层的厚度为1mm，橡胶套管的厚度为5mm。
本实施例的橡胶套管由如下重量的原料制成：丁腈橡胶120kg、氯醇橡胶50kg、三元乙丙橡胶30kg、导电炭黑20kg、活性剂5kg、促进剂3.5kg、硫化剂1kg、发泡剂6.5kg。
本实施例的粘结剂主要由如下重量的原料制成：异氰酸酯胶液150kg、2-乙烯基吡啶12kg、丁二烯35kg、苯乙烯25kg、交联剂10kg、增强剂12kg；增强剂为有机氧化物。
其中，异氰酸酯胶液中异氰酸酯的含量为30％。交联剂为二乙二醇二乙烯基醚。有机氧化物为过氧化氢叔丁基。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例1相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例1相同。
实施例3
本实施例的二次转印辊，包括金属轴芯，金属轴心上包覆有聚氨酯层，聚氨酯层上套设由橡胶套管，橡胶套管与聚氨酯层设有粘结剂层；聚氨酯层的厚度为1mm，橡胶套管的厚度为5mm。
本实施例的橡胶套管由如下重量的原料制成：丁腈橡胶108kg、氯醇橡胶38kg、三元乙丙橡胶22kg、导电炭黑18kg、活性剂3.7kg、促进剂3.2kg、硫化剂0.6kg、发泡剂5.5kg。
本实施例的粘结剂主要由如下重量的原料制成：异氰酸酯胶液136kg、2-乙烯基吡啶8.6kg、丁二烯32kg、苯乙烯22kg、交联剂8.5kg、增强剂9kg；增强剂为有机氧化物。
其中，异氰酸酯胶液中异氰酸酯的含量为30％。交联剂为二乙二醇二乙烯基醚。有机氧化物为过氧化氢叔丁基。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例1相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例1相同。
实施例4
本实施例的二次转印辊与实施例3的不同之处在于：粘结剂层的原料中，增强剂为杂多酸，杂多酸为十二钼磷酸，其余的与实施例3相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例3相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例3相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例3相同。
实施例5
本实施例的二次转印辊与实施例3的不同之处在于：粘结剂层的原料中，增强剂由有机氧化物、杂多酸按质量比为0.72:2组成，有机氧化物为过氧化氢叔丁基。杂多酸为十二钼磷酸，其余的与实施例3相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例3相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例3相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例3相同。
实施例6
本实施例的二次转印辊与实施例5的不同之处在于：杂多酸为十二磷钨酸，其余的与实施例5相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例5相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例5相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例5相同。
实施例7
本实施例的二次转印辊与实施例5的不同之处在于：杂多酸由十二钼磷酸、十二磷钨酸按质量比1.2:1.7组成，其余的与实施例5相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例5相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例5相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例5相同。
实施例8
本实施例的二次转印辊与实施例7的不同之处在于：粘结剂层的原料中，有机氧化物为过氧乙酸，其余的与实施例7相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例7相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例7相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例7相同。
实施例9
本实施例的二次转印辊与实施例7的不同之处在于：粘结剂层的原料中，有机氧化物为过氧化月桂酸，其余的与实施例7相同。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例7相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例7相同。
本实施例的二次转印辊的生产工艺与实施例7相同。
实施例10
本实施例的二次转印辊与实施例9的不同之处在于：本实施例的二次转印辊的生产工艺，包括如下的步骤：
S1：在金属轴芯外壁上包覆聚氨酯层，聚氨酯层的厚度为1mm；
S2：在聚氨酯层外表面均匀涂覆粘结剂，然后将橡胶套管裁剪至合适尺寸，接着用35％的γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶液对橡胶套管内管壁进行表面处理10min，干燥后套设在聚氨酯层外，使粘结剂于橡胶套管和聚氨酯层之间均匀涂覆；
S3：在65℃温度下对粘结剂进行干燥后形成粘结剂层后即得。
本实施例的橡胶套管的制备方法与实施例9相同。
本实施例的粘结剂的制备方法与实施例9相同。
对比例
对比例1
本对比例的二次转印辊，包括金属轴芯，金属轴心上包覆有聚氨酯层，聚氨酯层上套设由橡胶套管，橡胶套管与聚氨酯层设有粘结剂层；聚氨酯层的厚度为1mm，橡胶套管的厚度为5mm。
本对比例的粘结剂主要由如下重量的原料制成：异氰酸酯胶液100kg、2-乙烯基吡啶6kg、丁二烯40kg、苯乙烯15kg、交联剂5kg、增强剂3.5kg；增强剂为有机氧化物。
其中，异氰酸酯胶液中异氰酸酯的含量为30％。交联剂为二乙二醇二乙烯基醚。有机氧化物为过氧化氢叔丁基。
本对比例的橡胶套管的原料组成与实施例1相同。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例1相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例1相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例1相同。
对比例2
本对比例的二次转印辊与实施例3的不同之处在于：粘结剂的原料中，增强剂为聚乙烯醇。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例3相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例3相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例3相同。
对比例3
本对比例的二次转印辊与实施例3的不同之处在于：粘结剂层的原料中，增强剂由有机氧化物、杂多酸按质量比为0.35:2组成，有机氧化物为过氧化氢叔丁基。杂多酸为十二钼磷酸，其余的与实施例3相同。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例3相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例3相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例3相同。
对比例4
本对比例的二次转印辊与实施例5的不同之处在于：杂多酸为硅钨酸，其余的与实施例5相同。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例5相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例5相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例5相同。
对比例5
本对比例的二次转印辊与实施例5的不同之处在于：杂多酸由十二钼磷酸、十二磷钨酸按质量比1.8:1.3组成，其余的与实施例5相同。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例5相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例5相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例5相同。
对比例6
本对比例的二次转印辊与实施例3的不同之处在于：粘结剂层的原料中，增强剂由有机氧化物、焦磷酸按质量比为0.35:2组成，有机氧化物为过氧化氢叔丁基。
本对比例的橡胶套管的制备方法与实施例3相同。
本对比例的粘结剂的制备方法与实施例3相同。
本对比例的二次转印辊的生产工艺与实施例3相同。
性能检测试验
检测方法
取实施例1-10以及对比例1-6的二次转印辊，按GB/T 2791-1995《胶黏剂Tvolition强度试验方法》对橡胶套管与聚氨酯层之间的结合牢固度进行测定，测定不同时间段的粘结剂层的剥离强度，测试结果如表1所示。
表1实施例1-10以及对比例1-6的二次转印辊的橡胶套管与聚氨酯层粘结性能测试数据
Figure BDA0003545065200000081
Figure BDA0003545065200000091
分析实施例1-3、实施例4以及对比例1-2并结合表1可以看出，优化和调整粘结剂层的原料配比，实施例3的组成配比制得的粘结剂层力学性能更佳，粘结性能更好。对比例2中采用常规的增强剂相较于对比例3的增强剂，粘结剂层的剥离强度从1.56下降至1.25。另外，分析实施例3、实施例4可以看出，虽然有机氧化物为在一定程度上提升网状交联体的力学性能，但杂多酸不但可以促进网状交联物的聚合速度，还能够改善网状交联物的交联状态，起到勾连锚固作用，使得粘结剂层的剥离强度提升至1.69，粘结性能更好。
分析实施例5、实施例6、实施例7、对比例3、对比例4、对比例5并结合表1可以看出，调整和优化有机氧化物和杂多酸的质量比，杂多酸的笼型勾连结构协同有机氧化物的促交联作用，进一步提升了粘结剂层的剥离强度，能够达到1.96。另外，选择不同类型的杂多酸，可以看出，选用十二钼磷酸、十二磷钨酸按质量比1.2:1.7组成的杂多酸对粘结剂层粘结性能的提升更大。
分析实施例8、实施例9、对比例5-6并结合表1可以看出，优化和调整有机氧化物的种类，改善粘结剂层的粘结性能和稳定性。实施例9中采用过氧化月桂酸比实施例8中的过氧乙酸的促进效果更好，并且稳定性也更佳，长时间使用后的剥离强度下降量更小。
分析实施例10并结合表1可以看出，通过硅烷偶联剂处理后的橡胶套管与粘结剂层之间的粘结性能更佳，结合力更高，剥离强度能够达到2.35。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种二次转印辊，其特征在于，包括金属轴芯、设置在金属轴芯上的聚氨酯层、设置在聚氨酯层上的橡胶套管，所述聚氨酯层与橡胶套管之间设有粘结剂层；所述橡胶套管由如下重量份数的原料制成：丁腈橡胶100-120份、氯醇橡胶30-50份、三元乙丙橡胶15-30份、导电炭黑15-20份、活性剂3-5份、促进剂2-3.5份、硫化剂0.5-1份、发泡剂4-6.5份；
所述粘结剂层由如下重量份数的原料制成：异氰酸酯胶液120-150份、2-乙烯基吡啶7-12份、丁二烯25-35份、苯乙烯18-25份、交联剂6-10份、增强剂5-12份；所述增强剂为有机氧化物、杂多酸中的至少一种；所述有机氧化物为过氧乙酸、过氧化氢二异丙苯、过氧化月桂酸中的一种；所述交联剂为二乙二醇二乙烯基醚；
所述粘结剂层的制备方法，包括如下步骤：
A、将异氰酸酯胶液、2-乙烯基吡啶、丁二烯、苯乙烯在反应釜内混合均匀，然后加入适量过硫酸铵后不断搅拌反应20min后制得混合液，其中，过硫酸铵作为引发剂添加；
B、将交联剂、增强剂加入混合液内搅拌10min后即得。
2.根据权利要求1所述的一种二次转印辊，其特征在于：所述增强剂由有机氧化物、杂多酸按质量比为(0.5-0.8):(1.2-2.5)组成。
3.根据权利要求2所述的一种二次转印辊，其特征在于：所述杂多酸为十二磷钨酸、十二钼磷酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种二次转印辊，其特征在于：所述杂多酸由十二钼磷酸、十二磷钨酸按质量比(1-1.6):(1.5-2)组成。
5.根据权利要求1所述的一种二次转印辊，其特征在于：所述增强剂与异氰酸酯的质量比为(0.04-0.08):1。
6.一种如权利要求1-5任一所述的一种二次转印辊的生产工艺，其特征在于：包括如下的步骤：
S1：在金属轴芯上包覆设置聚氨酯层；
S2：于聚氨酯层上涂覆粘结剂层，然后将橡胶套管套设在聚氨酯层上；
S3：将粘结剂层固化并粘结聚氨酯层与橡胶套管后即得。
7.根据权利要求6所述的一种二次转印辊的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，先用硅烷偶联剂对橡胶套管内管壁进行表面处理，然后再套设在聚氨酯层上。
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