阅读说明：本技术 一种半导电发泡转印辊及其制造方法 (Semi-conductive foaming transfer roller and manufacturing method thereof ) 是由 李绍昌 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种半导电发泡转印辊,该转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96-96.2％；发泡助剂0.5-0.7％；填充剂1.9-2.1％；发泡剂0.3-0.7％；促进剂0.4-0.8％；硫磺0.1-0.3％；其中,NBR橡胶中丙烯腈含量为40％,门尼黏度为50。本发明还提供了一种半导电发泡转印辊的制备方法。本发明相较于现有技术可以有效地解决转印辊在高温高湿(60℃、95％RH)环境中放置三天后的外径收缩问题。(The invention provides a semi-conductive foaming transfer roller, wherein a foaming sleeve of the transfer roller consists of the following components in percentage by weight: 96-96.2% of NBR rubber; 0.5 to 0.7 percent of foaming auxiliary agent; 1.9 to 2.1 percent of filling agent; 0.3 to 0.7 percent of foaming agent; 0.4 to 0.8 percent of accelerant; 0.1 to 0.3 percent of sulfur; wherein, the NBR rubber has an acrylonitrile content of 40% and a Mooney viscosity of 50. The invention also provides a preparation method of the semiconductive foaming transfer roller. Compared with the prior art, the invention can effectively solve the problem of the shrinkage of the outer diameter of the transfer roller after the transfer roller is placed in a high-temperature and high-humidity (60 ℃ and 95% RH) environment for three days.)

一种半导电发泡转印辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及转印辊领域，具体涉及一种半导电发泡转印辊及其制造方法。

背景技术

激光打印机、复印机的转印辊，为了达到稳定的转印效果，对转印辊本身的硬度、电阻的稳定性要求以外，对该导电材料的外径尺寸长期使用能够保持不变化，或变化很小，并且不随环境温度、湿度的变化而发生变化。

目前挤出发泡技术，对应硬度25～60度的产品，常温状态下能够实现上述参数的稳定对应。

为了得到转印辊需要的硬度和电阻，以及保持稳定的尺寸，以往的转印辊做了很多尝试，比如在低电阻10Ω4·cm层外覆盖一层高电阻10Ω10·cm层，或在低电阻10Ω4·cm层外覆盖一层高电阻10Ω10·cm树脂层，这种组合的到的产品的电阻，受外层电阻层的影响比较大，并且这种这种工艺复杂，成本高。一些厂家也在材料的配方上做了各种尝试，但是，对于环境变化，尤其是高温高湿(60℃、95％RH)放置三天后的外径收缩问题，没有得到很好的改善。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种半导电发泡转印辊及其制造方法，可以有效地解决转印辊在高温高湿(60℃、95％RH)环境中放置三天后的外径收缩问题。

为此，一方面，本发明提供了一种半导电发泡转印辊，该转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：

其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。

进一步地，上述转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96％；发泡助剂0.7％；填充剂1.9％；发泡剂0.7％；促进剂0.4％；硫磺0.3％；其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。

进一步地，上述转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96.1％；发泡助剂0.6％；填充剂2％；发泡剂0.6％；促进剂0.6％；硫磺0.1％；其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。

进一步地，上述转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96.2％；发泡助剂0.5％；填充剂2.1％；发泡剂0.3％；促进剂0.8％；硫磺0.1％；其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。

另一方面，本发明提供了一种半导电发泡转印辊的制备方法，其包括以下制备步骤：

1)橡胶挤出机采用连续挤出方式挤出发泡套管；

2)微波硫化发泡套管，微波段的温度控制为150-170℃，热风段的温度控制为190-210℃；

3)切断套管并嵌入轴芯；

4)研磨后形成转印辊。

进一步地，上述步骤2)中，微波段的温度控制为160℃。

进一步地，上述步骤2)中，设置第一热风段和第二热风段，第一热风段的温度控制为210℃，第二热风段的温度控制为190℃。

到目前为止，发泡管由丁晴(NBR)，三元乙丙(EPDM)，氯醚(ECO)单独，或混合在一起，再添加发泡剂(OBSH)，助剂以及促进剂，加硫剂，混炼，然后挤出发泡。发泡的手段1)、挤出机挤出后，硫化烤箱或硫化罐发泡，效率低，适合小批量生产。2)、连续挤出，微波硫化发泡，挤出效率高，性能稳定，1次性投入较大。不管哪种发泡技术，发泡完后，经过硫化后，切断，嵌入，研磨工序后即成为转印辊产品。

该工艺生产的转印辊由于有无数单泡、连泡的近似于橡胶气泡的发泡体连在一起，当产品放置在高温高湿(60℃、95％RH)环境室进行放置试验时，气泡受热会发生膨胀，因此，放置在高温高湿(60℃、95％RH)环境室的实验过程，也就是转印辊受热膨胀的过程。

橡胶加硫后的交联反应，使得橡胶具有不同的抗拉强度，拉伸强度不同，受热后的膨胀度也不一样。每一个发泡体的壁厚不一样，也会影响到发泡体的膨胀情况。另外，单泡和连泡所占的比率不一样，也会对受热膨胀的结果有影响。受热膨胀的变化越小，相对于受热放置后，其变化程度就越小。

在此，我们为了解决受热后的膨胀变化问题，在材料的拉伸强度，壁厚的厚度以及均匀性，单泡以及连泡的比率三方面采取了对策。使得放置后的外径收缩控制在规格为规格范围以内。

本方案解决了转印辊高温高湿(60℃、95％RH)放置三天后的外径收缩问题。转印辊发泡后有无数单泡以及连泡橡胶气泡组成，这些气泡由于壁厚的拉伸强度不同，受热以后其膨胀度也不同地发生变化。橡胶发泡后由于连泡和单泡的数量不同以及连泡和单泡的混连现象，受热后其变化程度也不同，另外，由于壁厚不同，其传导热量的情况不同，受热后变化程度也不同，为了得到高温高湿环境放置3天后，更为稳定尺寸的转印辊，本发明在材料选定，配方技术以及硫化工艺上，进行了优化改善。

本发明所提供的上述技术方案，主要从两个方面进行了创新：

1)材料的选定方面：橡胶门尼黏度的大小，决定发泡材料的拉伸强度的大小；橡胶的门尼粘度越高，相对分子质量也越大，对分子间作用力较大，拉伸强度会比较好。丙烯腈的含量越高，分子的极性越强，分子间的作用力也较大，拉伸强度同样也会有较好的结果。但门尼黏度过高，对于转印辊的发泡孔径的控制会有不少困难，而丙烯腈含量过高的话，对转印辊的析出会出现不利的结果；对于高丙烯腈含量和门尼粘度相对较高发泡材料，其发泡后的产品拉伸强度较好，泡孔壁在受气压差的作用时，不易发生变形，高温高湿放置前后，外径没有太大的变化，因此放置后的收缩也比较小；

2)工艺改善方面：为了得到壁厚较厚而又均匀壁厚的发泡管，同时连泡率较高，单泡率较少的产品，挤出硫化的工艺参数控制也是不可缺少的环节。壁厚越厚，抵御受热后由于孔内的热空气而使泡孔发生变化的能力越强。发泡管连泡比率较多时，热空气的流动性较好，不至于由于单泡而使憋在胶球内，预热膨胀，而冷却之后，热空气会慢慢泄露，而发生较大的收缩。为了提高效率，微波连续发泡是比较高效稳定的发泡工艺，我们通过反复试验和改善，控制微波、热风段的发泡温度，对于改善壁厚以及单泡、连泡的比率是不错的控制手段，也得到了比较好的改善效果。

因而，本发明相较于现有技术主要具有以下优点：

1)作为0A行业的测试指标之一，发泡管(转印辊)的高温高湿(60℃、95％RH)放置3天后，外径收缩在0.05mm以下；

2)根据我们的试验改善方案，正常发泡工艺以及配方的发泡管(转印辊)产品，高温高湿放置3天后，测试外径收缩在0.08～0.15mm；我们通过配方的反复试验与工艺改善，其产品的外径收缩在0.03mm以下；

3)从我们的试验结果来看，我们的改善方案，有效地改善了发泡管的外径收缩的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种半导电发泡转印辊的放置前后的外径变化曲线对比图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种半导电发泡转印辊，该转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96.1％；发泡助剂0.6％；填充剂2％；发泡剂0.6％；促进剂0.6％；硫磺0.1％；其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。其中，NBR橡胶中丙烯腈含量为40％，门尼黏度为50。

该转印辊的制备包括以下制备步骤：

1)橡胶挤出机采用连续挤出方式挤出发泡套管；

2)微波硫化发泡套管，微波段的温度控制为160℃，设置依次排列的第一热风段和第二热风段，第一热风段的温度控制为210℃，第二热风段的温度控制为190℃。

3)切断套管并嵌入轴芯；

4)研磨后形成转印辊。

实施例二：

其他与实施例一所述内容相同，不同之处在于：转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96％；发泡助剂0.7％；填充剂1.9％；发泡剂0.7％；促进剂0.4％；硫磺0.3％。

实施例三：

其他与实施例一所述内容相同，不同之处在于：转印辊的发泡套管由以下重量百分比的组分所组成：NBR橡胶96.2％；发泡助剂0.5％；填充剂2.1％；发泡剂0.3％；促进剂0.8％；硫磺0.1％。

以下为本发明的转印辊外径经时变化测试结果：采用的外径测试仪器为三丰激光外径测试仪；环境室测试条件为温度22±3℃、湿度55±10％RH；将试验配方(实施例1)、对比配方1、对比配方2、对比配方3的4种胶辊，高温高湿环境放置前的数据，高温高湿放置过程中，每隔12H测试其数据变化，然后从高温高湿环境箱取出后，再每隔12H测量其数据。

表1：

表2：

表3：

本实施例所提供的上述技术方案，主要从两个方面进行了创新：

1)材料的选定方面：橡胶门尼黏度的大小，决定发泡材料的拉伸强度的大小；橡胶的门尼粘度越高，相对分子质量也越大，对分子间作用力较大，拉伸强度会比较好。丙烯腈的含量越高，分子的极性越强，分子间的作用力也较大，拉伸强度同样也会有较好的结果。但门尼黏度过高，对于转印辊的发泡孔径的控制会有不少困难，而丙烯腈含量过高的话，对转印辊的析出会出现不利的结果；对于高丙烯腈含量和门尼粘度相对较高发泡材料，其发泡后的产品拉伸强度较好，泡孔壁在受气压差的作用时，不易发生变形，高温高湿放置前后，外径没有太大的变化，因此放置后的收缩也比较小；

2)工艺改善方面：为了得到壁厚较厚而又均匀壁厚的发泡管，同时连泡率较高，单泡率较少的产品，挤出硫化的工艺参数控制也是不可缺少的环节。壁厚越厚，抵御受热后由于孔内的热空气而使泡孔发生变化的能力越强。发泡管连泡比率较多时，热空气的流动性较好，不至于由于单泡而使憋在胶球内，预热膨胀，而冷却之后，热空气会慢慢泄露，而发生较大的收缩。为了提高效率，微波连续发泡是比较高效稳定的发泡工艺，我们通过反复试验和改善，控制微波、热风段的发泡温度，对于改善壁厚以及单泡、连泡的比率是不错的控制手段，也得到了比较好的改善效果。

因而，本实施例相较于现有技术主要具有以下优点：

1)作为0A行业的测试指标之一，发泡管(转印辊)的高温高湿(60℃、95％RH)放置3天后，外径收缩在0.05mm以下；

2)根据我们的试验改善方案，正常发泡工艺以及配方的发泡管(转印辊)产品，高温高湿放置3天后，测试外径收缩在0.08～0.15mm；我们通过配方的反复试验与工艺改善，其产品的外径收缩在0.03mm以下(如表2、表3以及图1所示)；

3)从我们的试验结果来看，我们的改善方案，有效地改善了发泡管的外径收缩的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。