一種高分子發(fā)泡半導(dǎo)體轉(zhuǎn)印輥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電輥的制作領(lǐng)域，具體是一種高分子發(fā)泡半導(dǎo)體轉(zhuǎn)印輥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代辦公設(shè)備都具有電攝影成像裝置，如激光打印機(jī)、數(shù)碼復(fù)印機(jī)、普通紙傳真機(jī)及激光多功能一體機(jī)等。這種成像裝置對(duì)于不同機(jī)型其結(jié)構(gòu)不盡相同，但工作原理基本相同，都要經(jīng)過(guò)充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、清潔共六個(gè)過(guò)程。工作時(shí)光導(dǎo)鼓的表面被充上均勻電荷，獲得一定表面電位，然后根據(jù)圖文影像信息進(jìn)行曝光，形成“靜電潛像”，經(jīng)過(guò)顯影器顯影，潛像即轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)的色粉像，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)印裝置，墨粉便轉(zhuǎn)印到打印紙或其它介質(zhì)上，最后經(jīng)過(guò)定影裝置加溫、加壓熱熔，墨粉熔化后即在紙上熔凝出文字及圖像。
[0003]轉(zhuǎn)印輥是光鼓電子圖像轉(zhuǎn)化為碳粉圖像的關(guān)鍵零部件，轉(zhuǎn)化的精確度，以及與光鼓等相關(guān)零部件的兼容性決定了復(fù)印機(jī)的品質(zhì)。轉(zhuǎn)印輥的基本構(gòu)成是中間一根金屬芯棒，外體是一層半導(dǎo)體發(fā)泡高分子材料。發(fā)泡高分子材料的體積電阻正處于導(dǎo)體與絕緣體中間最難控制的半導(dǎo)體范圍，對(duì)半導(dǎo)體材料的壓敏性、光敏性、熱敏性、電壓依存性、環(huán)境依存性都有極其苛刻的要求。
[0004]轉(zhuǎn)印輥的主要要求有柔軟、彈性好、壓縮永久變形低、摩擦系數(shù)高、電阻均勻、環(huán)境依存性好、電壓依存性好、不污染與之接觸的感光鼓等。電阻均勻用周倍率來(lái)表征，即將轉(zhuǎn)印輥旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中測(cè)量電阻，最大和最小電阻的比值。環(huán)境依存性是指在不同溫濕度環(huán)境中轉(zhuǎn)印輥的體積電阻的變化率，一般用低溫低濕的電阻的對(duì)數(shù)值減去高溫高濕的電阻的對(duì)數(shù)值來(lái)表征。
[0005]目前為達(dá)到柔軟效果，都是用發(fā)泡的方法降低硬度，但即使發(fā)泡有時(shí)仍達(dá)不到理想的效果，為進(jìn)一步降低硬度，一般都是在材料中加入增塑軟化劑，硬度是降下來(lái)了，但增塑軟化劑容易析出，污染與之接觸的感光鼓，影響打印效果，而且隨著增塑軟化劑的不斷析出，硬度也逐漸增高，打印效果越來(lái)越差。
[0006]目前為了改善環(huán)境依存性，一般都用導(dǎo)電炭黑來(lái)導(dǎo)電，但導(dǎo)電炭黑一是分散困難，造成同一根轉(zhuǎn)印輥的體積電阻都不一致，打印效果不好，二是加工過(guò)程中電阻波動(dòng)很大，產(chǎn)品不良率尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高分子發(fā)泡半導(dǎo)體轉(zhuǎn)印輥及其制備方法，其采用改進(jìn)的高分子發(fā)泡半導(dǎo)體復(fù)合材料來(lái)制作轉(zhuǎn)印輥，所制作的轉(zhuǎn)印輥柔軟、彈性好、壓縮永久變形低、摩擦系數(shù)高、電阻均勻、環(huán)境依存性好、電壓依存性好、不污染與之接觸的感光鼓，從而解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的思路是，制作轉(zhuǎn)印輥時(shí)，不再采用增塑軟化劑，而采用液體橡膠，因?yàn)橐后w橡膠是一種低分子量的橡膠，本身可以參與橡膠的交聯(lián)反應(yīng)，和高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料形成牢固的分子鍵交聯(lián)，不會(huì)析出。同時(shí)為了更進(jìn)一步防止析出污染感光鼓，將做好的轉(zhuǎn)印輥再經(jīng)過(guò)UV處理，即將轉(zhuǎn)印輥經(jīng)過(guò)紫外光燈照射一遍使表面形成固化層。另外，本方案不再采用常用的導(dǎo)電炭黑，而采用鋰鹽作為導(dǎo)電材料，因?yàn)殇圎}的電阻環(huán)境依存性較好，可以降低高分子發(fā)泡材料的電阻，且在高分子發(fā)泡材料中分散良好，而且鋰鹽可以和ECO高分子復(fù)合材料中的氧元素反應(yīng)形成化學(xué)交聯(lián)，結(jié)合牢固。該導(dǎo)電材料連同其他常規(guī)的材料:活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑混煉均勻停放一段時(shí)間，然后投入擠出機(jī)和芯棒一起擠出，放入硫化罐硫化，然后研磨至所需尺寸得到轉(zhuǎn)印輥半成品。
[0009]具體的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)印輥，采用高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料制成，該高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料由以下組分按重量百分比混合加工而成:氯醚橡膠5-40%，丁腈橡膠30-60%，液體丁腈5-15%，活性劑5_10%，補(bǔ)強(qiáng)劑4_10%，鋰鹽1_5%，硫化劑2-5%，發(fā)泡劑5-10%。
[0010]上述材料中，所述丁腈橡膠為丙烯腈含量為18~41%的橡膠；液體丁腈為丙烯腈含量為18~41%的液體丁腈。所述氯醚橡膠為環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷二元共聚物(ECO)、環(huán)氧氯丙烷-烯丙基縮水甘油醚二元共聚物(GCO)和環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物(GECO)中的一種或兩種以上的混合物。所述補(bǔ)強(qiáng)劑優(yōu)選采用中粒子熱裂炭黑MT，也可以采用其他常規(guī)的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。所述鋰鹽是雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯中的一種或兩種混合物。所述硫化劑是硫磺、一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化二苯并噻唑中的一種或兩種以上的混合物。所述發(fā)泡劑是二本磺酰肼醚、偶氮二甲酰胺、尿素中的一種或兩種以上的混合物。
[0011]所述活性劑為氧化鋅、硬脂酸、硬脂酸鋅以及陶瓷材料中的一種或兩種以上的混合物。優(yōu)選的，其中的陶瓷材料為高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷材料，該陶瓷材料一般是微粒、纖維、晶須或塊片狀的形態(tài)，其中高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷材料是指導(dǎo)熱系數(shù)>30W/mK的陶瓷材料。陶瓷材料有多種，例如碳化硅、氮化硼、氮化鋁、氧化鈹、碳化硼等等，實(shí)驗(yàn)中，陶瓷材料為碳化硅時(shí)效果最佳。
[0012]根據(jù)上述的高分子發(fā)泡半導(dǎo)體轉(zhuǎn)印輥，本發(fā)明還提供了制備工藝，一種高分子發(fā)泡半導(dǎo)體轉(zhuǎn)印輥的制備方法，包括如下步驟:
步驟1:混煉高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料，其具體的混煉過(guò)程為:將氯醚橡膠在開(kāi)煉機(jī)中塑煉幾分鐘，待包輥后加入鋰鹽共混煉，混煉溫度60~80°C，混煉時(shí)間約10分鐘，即可將鋰鹽均勻分散至氯醚橡膠中，得到氯醚橡膠-鋰鹽母膠，氯醚橡膠-鋰鹽母膠是以氯醚橡膠為載體的鋰鹽母膠。在密煉機(jī)中加入丁腈橡膠、氯醚橡膠-鋰鹽母膠，密煉3分鐘，密煉時(shí)間過(guò)短，橡膠未能充分軟化，影響煉膠效果；密煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，橡膠分子鏈破壞過(guò)多，影響復(fù)合材料物理性能；將活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、液體丁腈分三次投入密煉機(jī)，一次投料或分2次投料活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、鋰鹽在氯醚橡膠中分散不均，3次即可達(dá)到理想分散效果，4次以上影響煉膠工作效率。每次密煉4-8分鐘，最后升溫至120~130°C排料，在開(kāi)煉機(jī)上出片停放8-24小時(shí)后在開(kāi)煉機(jī)上加入硫化劑、發(fā)泡劑，混煉均勻后出片停放4-36小時(shí)后可用于硫化；其中各組分按如下重量百分比配置:氯醚橡膠5-40%，丁腈橡膠30-60%，液體丁腈5-15%，活性劑5_10%，補(bǔ)強(qiáng)劑4-10%，鋰鹽1-5%，硫化劑2-5%，發(fā)泡劑5-10% ；
步驟2:將步驟I制成的材料投入擠出機(jī)擠出，放入硫化罐硫化150°C *40分鐘得到膠管，然后裁切、套入芯棒中，烘烤100°C *60分鐘，研磨至所需尺寸，得到轉(zhuǎn)印輥。另外，為了防止析出污染感光鼓，將做好的轉(zhuǎn)印輥進(jìn)行UV處理，即將轉(zhuǎn)印輥經(jīng)過(guò)紫外光燈照射一遍使其表面形成固化層。
[0013]本發(fā)明采用上述方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本方案不再采用常用的導(dǎo)電炭黑，而采用鋰鹽作為導(dǎo)電材料，因?yàn)殇圎}的電阻環(huán)境依存性較好，可以降低高分子發(fā)泡材料的電阻，且在高分子發(fā)泡材料中分散良好，而且鋰鹽可以和ECO高分子復(fù)合材料中的氧元素反應(yīng)形成化學(xué)交聯(lián)，結(jié)合牢固；
2、本方案不再采用增塑軟化劑，而采用丁腈橡膠、液體丁腈等液體橡膠，因?yàn)橐后w橡膠是一種低分子量的橡膠，本身可以參與橡膠的交聯(lián)反應(yīng)，和高分子發(fā)泡半導(dǎo)體材料形成牢固的分子鍵交聯(lián)，不會(huì)析出；
3、做好的轉(zhuǎn)印輥經(jīng)過(guò)UV處理，使其表面形成固化層，進(jìn)一步防止析出污染感光鼓；
4、另外，在活性劑中增設(shè)微粒、纖維、晶須或塊片狀形態(tài)下的陶瓷微粒，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，增加了上述陶瓷微粒后的ECO高分子復(fù)合材料具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。