本發(fā)明屬于激光成像技術領域，尤其涉及一種用于激光打印機中的導電硅橡膠、采用該導電硅橡膠的導電膠輥及其制備方法。
背景技術：
隨著現(xiàn)代化電子工業(yè)的飛速發(fā)展，辦公室OA設備激光打印機同樣隨著對輸出質量的提高，其本身性能也發(fā)生了翻天覆地的變化。因此激光打印機的關鍵耗材導電膠輥上的傳統(tǒng)合成橡膠被性能優(yōu)越的硅橡膠所取代。激光打印機內導電膠輥主要包括充電輥和顯影輥，與一般導電橡膠相比，導電硅橡膠的優(yōu)點是體積電阻率小、硬度低、耐高溫、耐老化、加工制造工藝性能好，特別適合于制造導電性能好、形狀復雜的導電硅橡膠制品。
目前市面上的導電硅橡膠主要通過在硅橡膠中添加導電填料來滿足其特定的導電性能。中國專利局公開的CN104292847A、CN1276028C、CN1273994C、CN101260238A、CN1605604專利文獻主要是以炭黑、石墨、銀粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉等金屬粉作為導電填料來制備導電硅橡膠。然而炭系、金屬粉末、金屬纖維等電子導電材料具有對于硅橡膠整體的電阻率下降明顯的優(yōu)點，但存在如下問題：如炭黑存在導電體系分散不夠均一，影響整個導電硅橡膠的電阻降的穩(wěn)定性，尤其在高溫高濕或者低溫低濕等惡劣環(huán)境下，電阻降穩(wěn)定性極差，從而影響畫稿輸出質量，并且由于加入量的問題易導致力學性能、回彈性差等問題。而金屬粉末和金屬纖維由于其本身密度大、抗氧化能力差、價格昂貴等問題，從而使得整個硅橡膠體系仍然存在分散性差、導電性能不穩(wěn)定等缺點。
此外，中國專利局公開的文獻中，CN105061836A、CN102432929A、CN104081286A公布了有關小分子離子鹽作為導電填料，主要是采取高氯酸鋰、高氯酸鈉等小分子鹽類，專利文獻CN101323671A、TW092137260則主要采用含具有氟基和磺?；x子的含陰離子小分子鹽作為導電填料，CN02102325.5主要采用小分子磺酸季銨鹽或葡萄酸季銨鹽，但是以上專利由于仍然存在導電填料分散不均一、尤其是由于以上小分子鹽在使用過程中極易析出主體材料表面等情況，難以完全解決由于其添加所導致的主體材料表面析出、白霜等問題，因此以上體系當應用于激光打印機的充電輥以及顯影輥時，難以滿足高質量畫稿打印以及高清晰度的要求，并且對于激光打印機整體壽命都存在較大的影響。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，首先提供了一種導電性能穩(wěn)定、回彈性好、打印效果較佳的導電硅橡膠。
本發(fā)明提供的導電硅橡膠，是在硅橡膠基體內加入可作為導電填料的離子液體聚合物，所述離子液體聚合物的添加量為所述硅橡膠的0.01-10％wt。
本發(fā)明還提供了一種導電膠輥，采用上述所述的導電硅橡膠，所述導電膠輥具體包括下述重量份的原料：硅橡膠100份、離子液體聚合物0.01-10份、硫化劑1-10份、其它填料1-50份。
上述導電膠輥的制備方法包括下述步驟：
在煉膠機中按重量份加入硅橡膠、離子液體聚合物進行充分的攪拌混合0.3h-1.0h；然后將硫化劑、其它填料依次加入，硫化溫度為100-200℃，硫化時間為0.5h-5h，即制得硅橡膠導電膠輥。
本發(fā)明導電硅橡膠采用離子液體聚合物作為導電填料，相對于現(xiàn)有技術中小分子離子鹽以及電子導電體系，離子液體聚合物具有無法比擬的優(yōu)勢。作為聚合的離子液體，既綜合了離子導電材料的與主體硅橡膠材料混合均勻度高的優(yōu)勢，又解決了硅橡膠表面由于小分子遷移所導致的析出、白霜等問題，進而提高了成品導電膠輥的機械性能如回彈性和壓縮永久形變、硬度等性能。聚合物在主體材料中形成的致密網(wǎng)狀結構不僅對硅橡膠體系的物理性能以及機械性能影響微弱，并且在少量加入的前提下同樣可以保持優(yōu)越、穩(wěn)定的導電性能。本發(fā)明導電硅橡膠可以用于多種導電性要求的OA設備，主要用于打印機、傳真機、自動取款機內的導電膠輥部件，能將導電膠輥的表面電阻率穩(wěn)定控制在導電級別的范圍內。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供的一種導電硅橡膠，是將離子液體聚合物作為導電填料添加在有機硅橡膠基體內，從而形成穩(wěn)定的導電體系。其中加入的所述離子液體聚合物的重量為所述硅橡膠重量的0.01-10％wt。
進一步地，本發(fā)明所述離子液體聚合物中陽離子主要為：
或者其中，
甲基、乙基、丙基(正、異)、丁基(正、異、叔)；
所述離子液體聚合物中陰離子主要為：
其中R3～R13為甲基、乙基、丙基(正、異)、羥基、羧基、丁基(正、異、叔)、(CH2)2CN(n＝3,5)。
上述選用的所述離子液體聚合物可以為為上述陽離子和陰離子組成的聚合物中的一種或多種混合，或者是由上述陽離子單體和陰離子組成化合物中的一種或多種，還可以是上述二者的一種或多種混合物。
可選地，所述離子液體聚合物聚合度范圍為2-500，優(yōu)選聚合度為10。
上述選用的離子液體聚合物，具有較高的離子電導率、較寬的電化學窗口等優(yōu)良特性，機械性能和熱穩(wěn)定性能好，環(huán)境友好。將離子液體聚合物引入硅橡膠中，一方面可提高硅橡膠的導電性、熱穩(wěn)定性和機械性能，另一方面，離子液體聚合物還可在主體材料硅橡膠基體內中形成致密的網(wǎng)狀結構，避免硅橡膠表面由于小分子遷移所導致的析出、白霜等問題，降低了對硅橡膠體系的物理性能以及機械性能的影響，進而提高了成品導電膠輥的機械性能如回彈性和壓縮永久形變、硬度等性能，提高了打印機品質。
本發(fā)明還提供了一種用于激光打印機的導電膠輥，采用上述導電硅橡膠，所述導電膠輥包括下述重量份的原料：硅橡膠100份、離子液體聚合物0.01-10份、硫化劑1-10份、其它填料1-50份。
上述組分中，所述的硅橡膠可選用高溫硫化型硅橡膠，具體可選甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠、甲基三氟丙基硅橡膠、低苯基硅橡膠、氨硅橡膠、乙烯基硅橡膠或二甲基硅橡膠中的至少一種。
所述硫化劑為過氧化苯甲酰、2,4-二氮過氧化苯甲酰、過苯甲酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化已烷或過氧化二異丙苯中的至少一種。
所述其它填料可選用二氧化硅、氯化鈣、碳酸鈣、炭黑、石墨烯或碳納米管中的至少一種，可作為填充劑、導電劑、著色劑或耐摩擦強度劑。
本發(fā)明還提供了上述硅橡膠導電膠輥的制備方法，包括下述步驟：
在煉膠機中按重量份加入硅橡膠、離子液體聚合物進行充分的攪拌混合0.3h-1.0h，使離子液體聚合物充分與硅橡膠溶合；然后將按重量份硫化劑、其它填料依次加入，硫化溫度為100-200℃，硫化時間為0.5h-5h，即制得硅橡膠導電膠輥。控制導電膠輥固有電阻在105Ω.cm～109Ω.cm的范圍內，當體積固有電阻大于109Ω.cm時，導電膠輥帶電供給下降，影響打印效果。本發(fā)明制備的硅橡膠導電膠輥，具有良好的導電性能、回彈性好，打印效果好的特點，且制備工藝簡單、成本低廉。
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例1：
S1在煉膠機中加入甲基苯基乙烯基硅橡膠100份、離子液體聚合物2份，其中離子低聚物選用：
(n＝12)，聚合度為12；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑2,4-二氮過氧化苯甲酰5份、炭黑5份、二氧化硅和碳酸鈣共10份(兩者比例5:3)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為150℃，硫化時間為1.5h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
實施例2：
S1在煉膠機中加入甲基乙烯基硅橡膠100份、離子液體聚合物1.5份，充分攪拌混合1h，其中離子低聚物選用：
按10:1:3配比混合，聚合度為10；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑過氧化苯甲酰5份、炭黑2份，二氧化硅20份混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為200℃，硫化時間為2h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
實施例3：
S1在煉膠機中加入低苯基硅橡膠100份、離子液體聚合物3份，其中離子低聚物選用：
(n＝12)，聚合度為12；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑過苯甲酸叔丁酯6份、氯化鈣5份、石墨烯和碳納米管共1.5份(兩者比例2:7)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為100℃，硫化時間為2h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
實施例4：
S1在煉膠機中加入乙烯基硅橡膠100份、離子液體聚合物2.5份，其中離子低聚物選用：
按5:20配比混合，聚合度為10；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化已烷6份、碳酸鈣、二氧化硅、碳納米管共20份(三者比例9:5:1)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為120℃，硫化時間為3h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
實施例5：
S1在煉膠機中加入乙烯基硅橡膠100份、離子液體聚合物2.5份，其中離子低聚物選用：
按20:5配比混合，聚合度為13；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑過氧化二異丙苯7份、石墨烯和二氧化硅共10份(兩者比例5:0.7)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為250℃，硫化時間為3h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
實施例6：
S1在煉膠機中加入甲基乙烯基硅橡膠100份、離子液體聚合物1.5份，充分攪拌混合1h，其中離子低聚物選用：
按10:1:3配比混合，聚合度為50；
S2在煉膠機中依次加入硫化劑過氧化苯甲酰5份、二氧化硅、石墨烯、碳酸鈣共15份(三者比例10:0.9:5)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為200℃，硫化時間為1h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
對比例1：
S1在煉膠機中加入甲基苯基乙烯基硅橡膠100份。
S2在煉膠機中依次加入硫化劑2,4-二氮過氧化苯甲酰5份、炭黑20份、二氧化硅和碳酸鈣共10份(兩者比例5:3)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為150℃，硫化時間為1.5h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
對比例2：
S1在煉膠機中加入甲基苯基乙烯基硅橡膠100份。
S2在煉膠機中依次加入硫化劑2,4-二氮過氧化苯甲酰5份、炭黑5份、二氧化硅和碳酸鈣共10份(兩者比例5:3)混合，然后進行高溫硫化處理，硫化溫度為150℃，硫化時間為1.5h，即得得到的本發(fā)明硅橡膠導電膠輥。
上述各實施例及對比例實驗結果如下表。
由上述實驗結果可以看到：本發(fā)明實施例綜合性能指標平均高于對比例導電膠輥，同時還可以看到，通過改變離子液體聚合物在導電硅橡膠中的種類，可以篩選出導電性能最優(yōu)、回彈性最好的組份值。
綜上所述，本發(fā)明上述實施例所示僅為本發(fā)明較佳實施例之部分，并不能以此局限本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精髓的條件下，本領域技術人員所作的任何修改、等同替換和改進等，都屬本發(fā)明的保護范圍。