一种双层共挤发泡胶辊的制备方法及胶辊制备用材料与流程

1.本发明涉及胶辊制备技术领域，具体涉及一种双层共挤发泡胶辊的制备方法及胶辊制备用材料。

背景技术：

2.过塑机又叫塑封机或过胶机或复膜机，是塑封照片或文件资料的专用设备。其工作原理为把需要塑封的物品置于塑封膜的中间，然后经过塑机胶辊的高温和压力进行压合。经塑封后的物品美观坚挺，同时具有防水、防划伤、防污、防皱、防褪等功能，可以延长保存期限。
3.过塑机胶辊是过塑机的核心部件，塑封质量的好坏与过塑机胶辊具有密切的关系。本发明发明人在专利201910938318.7中公开了一种过塑机胶辊的制备方法。其公开的方法包含如下步骤：(1)将金属辊芯清洗干燥后，然后在金属辊芯表面涂布粘合剂；(2)将金属辊芯放置在模具内，采用压合成型的方法将发泡橡胶材料包卷在金属辊芯外面，形成发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得发泡橡胶管，再将发泡橡胶管套入金属辊芯进行粘合，形成发泡橡胶层；(3)对发泡橡胶层进行研磨，研磨至厚度均匀，得半成品；(4)将半成品放置在模具内，采用压合成型的方法将非发泡橡胶材料包卷在发泡橡胶层外面，形成非发泡橡胶层；或通过挤出工艺获得非发泡橡胶管，再将非发泡橡胶管套入金属辊芯进行粘合，形成非发泡橡胶层；(5)将经步骤(4)处理的半成品进行热处理；(6)经热处理后的半成品进一步经胶面精磨处理后得以发泡橡胶层作为“衬底层”以及表面“包覆”有非发泡橡胶层的过塑机胶辊。
4.专利201910938318.7采用的模压工艺制备得到，其存在至少如下之一的技术问题：(1)模压过程中存在合模线；(2)模压合模时会引入气泡，废品率高；(3)模压时两次模压才能制造出两层，厚度精度得不到保证，废品率高；(4)模压是模压时就已经套入钢轴，经过两次模压，容易变形。
5.此外，过塑机胶辊在工作过程中会产生的热量，然而专利201910938318.7其公开的橡胶材料散热性能并不好；亟待进一步解决。

技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种胶辊的制备方法；此外，本发明还提供了一种胶辊制备用材料。
7.本发明所要解决的上述技术问题通过以下技术方案予以实现：
8.本发明首先提供了一种胶辊的制备方法，其包含如下步骤：
9.(1)将发泡橡胶材料放入第一挤出机中，通过挤出工艺获得内层橡胶管；
10.(2)将内层橡胶管进行发泡处理得到内层发泡橡胶管；
11.(3)将非发泡橡胶材料放入第二挤出机中，通过挤出工艺将非发泡橡胶材料挤出在内层发泡橡胶管外形成非发泡橡胶层；
12.(4)将金属辊芯插入到内层橡胶管中即得所述的胶辊。
13.本发明创新的采用了两次挤出工艺来制备胶辊的方法，该方法有效地解决了专利201910938318.7采用的模压工艺的不足。其制备得到的胶辊无合模线，胶辊中不会引入气泡，成品率高；此外，通过两次挤出工艺来制备胶辊还克服了两次模压中存在的厚度精度不足的问题；尤其是金属辊芯最后插入到内层橡胶管中，避免了两次模压容易变形的问题。
14.所述的发泡橡胶材料采用的是发明专利201910938318.7中所述的发泡橡胶材料；所述的非发泡橡胶材料采用的是发明专利201910938318.7中所述的非发泡橡胶材料，或通过如下方法制备得到的非发泡橡胶材料。
15.本发明还提供了一种胶辊制备用材料，其包含发泡橡胶材料和非发泡橡胶材料；所述的非发泡橡胶材料包含甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；其特征在于，所述的非发泡橡胶材料中还包含导热剂。
16.本发明通过在非发泡橡胶材料中加入导热剂，增强了非发泡橡胶材料的导热效果；提高了胶辊最外层非发泡橡胶层的散热效果，便于将胶辊产生的热量散发出去。
17.优选地，所述的导热剂由六方氮化硼和碳化硅组成。
18.发明人在研究中发现，在非发泡橡胶材料中加入由六方氮化硼和碳化硅组成的导热剂，不仅可以提高非发泡橡胶材料的导热效果，同时还可以提高非发泡橡胶材料的耐腐蚀以及耐磨性能。
19.优选地，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：2～4。
20.最优选地，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：3。
21.优选地，所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶200～300份；沉淀法白炭黑80～120份；羟基硅油3～6份；含氢硅油1～3份；二甲基硅油5～10份；二甲基二乙氧基硅烷3～6份；内脱模剂3～5份；硅微粉80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1～3份；导热剂40～60份。
22.最优选地，所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；导热剂50份。
23.优选地，所述的导热剂为改性导热剂；所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
24.(1)取六方氮化硼和碳化硅，加入到酸溶液中浸泡处理，浸泡结束后分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
25.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
26.发明人在研究中发现，在非发泡橡胶材料中加入由六方氮化硼和碳化硅组成的导热剂，虽然可以提高非发泡橡胶材料的导热效果，但是导热效果并不是十分理想。为了进一步提高制备得到的非发泡橡胶材料的导热效果，发明人在研究中惊奇的发现，通过本发明上述方法先对六方氮化硼和碳化硅进行酸处理，然后用同时含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液对其进行改性得到的改性导热剂，
其可以大幅提高非发泡橡胶材料的导热效果。
27.优选地，步骤(1)中，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：2～4；最优选地，步骤(1)中，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：3。
28.优选地，步骤(1)中酸溶液重量用量为六方氮化硼和碳化硅的总重量的5～10倍。
29.最优选地，步骤(1)中酸溶液重量用量为六方氮化硼和碳化硅的总重量的8倍；
30.步骤(1)中所述的酸溶液是指质量分数为20～30％的硝酸溶液；
31.最步骤(1)中所述的酸溶液是指质量分数为25％的硝酸溶液。
32.优选地，步骤(2)中，含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液的重量用量为酸处理后的六方氮化硼和碳化硅总重量的1～2倍。
33.最优选地，步骤(2)中，含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液的重量用量为酸处理后的六方氮化硼和碳化硅总重量的1.5倍。
34.优选地，步骤(2)中，所述的含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液是指含有质量分数为5～10％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为8～15％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液。
35.最优选地，步骤(2)中，所述的含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液是指含有质量分数为8％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为12％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液。
36.有益效果：
37.(1)本发明提供了一种全新的胶辊的制备方法；该方法创新的采用了两次挤出工艺来制备胶辊的方法，该方法有效地解决了专利201910938318.7采用的模压工艺的不足；其制备得到的胶辊无合模线，胶辊中不会引入气泡，成品率高；此外，通过两次挤出工艺来制备胶辊还克服了两次模压中存在的厚度精度不足的问题；尤其是金属辊芯最后插入到内层橡胶管中，避免了两次模压容易变形的问题。
38.(2)本发明通过在非发泡橡胶材料中加入导热剂，增强了非发泡橡胶材料的导热效果；提高了胶辊最外层非发泡橡胶层的散热效果，便于将胶辊产生的热量散发出去；尤其是在非发泡橡胶材料中加入由本发明所述方法制备得到的改性导热剂，其可以大幅非发泡橡胶材料的散热效果。
具体实施方式
39.实施例1非发泡橡胶材料
40.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；导热剂50份；
41.所述的导热剂由重量比为1：3的六方氮化硼和碳化硅组成；
42.非发泡橡胶材料的制备：将上述重量份的原料组分混合后通过挤出机挤出即得所述的非发泡橡胶材料。
43.实施例2非发泡橡胶材料
44.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含
氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；改性导热剂50份；
45.所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
46.(1)取重量比为1：3的六方氮化硼和碳化硅，加入到8倍重量的质量分数为25％的硝酸水溶液中浸泡处理2h，浸泡结束后过滤分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
47.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与1.5倍重量的含有质量分数为8％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为12％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
48.实施例3非发泡橡胶材料
49.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶200份；沉淀法白炭黑120份；羟基硅油3份；含氢硅油1份；二甲基硅油5份；二甲基二乙氧基硅烷3份；内脱模剂3份；硅微粉80份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1份；改性导热剂40份；
50.所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
51.(1)取重量比为1：4的六方氮化硼和碳化硅，加入到5倍重量的质量分数为30％的硝酸水溶液中浸泡处理2h，浸泡结束后过滤分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
52.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与1倍重量的含有质量分数为5％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为15％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
53.实施例4非发泡橡胶材料
54.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶300份；沉淀法白炭黑80份；羟基硅油6份；含氢硅油3份；二甲基硅油10份；二甲基二乙氧基硅烷6份；内脱模剂5份；硅微粉120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷3份；改性导热剂60份；
55.所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
56.(1)取重量比为1：2的六方氮化硼和碳化硅，加入到10倍重量的质量分数为20％的硝酸水溶液中浸泡处理2h，浸泡结束后过滤分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
57.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与2倍重量的含有质量分数为10％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为10％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
58.对比例1非发泡橡胶材料
59.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；改性导热剂50份；
60.所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
61.(1)取重量比为1：3的六方氮化硼和碳化硅，加入到8倍重量的质量分数为25％的硝酸水溶液中浸泡处理2h，浸泡结束后过滤分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
62.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与1.5倍重量的含有质量分数为20％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
63.对比例2非发泡橡胶材料
64.原料重量份组成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；改性导热剂50份；
65.所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：
66.(1)取重量比为1：3的六方氮化硼和碳化硅，加入到8倍重量的质量分数为25％的硝酸水溶液中浸泡处理2h，浸泡结束后过滤分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；
67.(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与1.5倍重量的含有质量分数为20％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。
68.将实施例1～4以及对比例1～2制备得到的非发泡橡胶材料参照astm d5470的标准，测试其导热系数；其中导热系数越大说明材料的散热效果越好；测试结果见表1。
69.表1.
[0070][0071][0072]
从表1实验数据可以看出，在本发明非发泡橡胶材料中加入由六方氮化硼和碳化硅组成的导热剂，其导热系数为1.05w/m
·
k，相对于硅橡胶，导热系数得到了提高，但是并不理想。
[0073]
从表1实验数据可以看出，实施例2～4制备得到的非发泡橡胶材料与实施例1比较，其导热系数得到了大幅的提高；这说明：通过本发明所述方法先对六方氮化硼和碳化硅进行酸处理，然后用同时含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液对其进行改性得到的改性导热剂，相比与未改性的由六方氮化硼和碳化硅组成的导热剂，可以大幅提高非发泡橡胶材料的导热效果。
[0074]
从表1实验数据可以看出，对比例1～2制备得到的非发泡橡胶材料与实施例1比较，其导热系数虽然有提高，但是提高幅度并不大，其提高幅度远远小于实施例2；这说明，改性过程中改性原料的选择十分重要；对六方氮化硼和碳化硅进行酸处理后，必须用同时含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液对
其进行改性得到的改性导热剂，才能进一步大幅提高非发泡橡胶材料的导热效果；对六方氮化硼和碳化硅进行酸处理后，仅仅在用含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐或仅仅用含有月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液对其进行改性得到的改性导热剂，并不能大幅提高非发泡橡胶材料的导热效果。同时采用十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐对酸处理后的六方氮化硼和碳化硅进行改性，可以大幅提高其对于非发泡橡胶材料的导热效果。
[0075]
实施例5一种双层共挤发泡胶辊的制备
[0076]
(1)将发泡橡胶材料放入第一挤出机中，通过挤出工艺获得内层橡胶管；
[0077]
(2)将内层橡胶管进行发泡处理得到内层发泡橡胶管；
[0078]
(3)将实施例1～4任一非发泡橡胶材料放入第二挤出机中，通过挤出工艺将非发泡橡胶材料挤出在内层发泡橡胶管外形成非发泡橡胶层；
[0079]
(4)将金属辊芯插入到内层橡胶管中即得所述的双层共挤发泡胶辊。

技术特征：

1.一种双层共挤发泡胶辊的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将发泡橡胶材料放入第一挤出机中，通过挤出工艺获得内层橡胶管；(2)将内层橡胶管进行发泡处理得到内层发泡橡胶管；(3)将非发泡橡胶材料放入第二挤出机中，通过挤出工艺将非发泡橡胶材料挤出在内层发泡橡胶管外形成非发泡橡胶层；(4)将金属辊芯插入到内层橡胶管中即得所述的双层共挤发泡胶辊。2.一种胶辊制备用材料，其特征在于，包含发泡橡胶材料和非发泡橡胶材料；所述的非发泡橡胶材料包含甲基乙烯基硅生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、含氢硅油、二甲基硅油、二甲基二乙氧基硅烷、内脱模剂、硅微粉以及2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；其特征在于，所述的非发泡橡胶材料中还包含导热剂。3.根据权利要求2所述的胶辊制备用材料，其特征在于，所述的导热剂由六方氮化硼和碳化硅组成。4.根据权利要求3所述的胶辊制备用材料，其特征在于，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：2～4；最优选地，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：3。5.根据权利要求2所述的胶辊制备用材料，其特征在于，所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶200～300份；沉淀法白炭黑80～120份；羟基硅油3～6份；含氢硅油1～3份；二甲基硅油5～10份；二甲基二乙氧基硅烷3～6份；内脱模剂3～5份；硅微粉80～120份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1～3份；导热剂40～60份。最优选地，所述的非发泡橡胶材料由包含如下重量份的原料制成：甲基乙烯基硅生胶250份；沉淀法白炭黑100份；羟基硅油5份；含氢硅油2份；二甲基硅油8份；二甲基二乙氧基硅烷5份；内脱模剂4份；硅微粉100份；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份；导热剂50份。6.根据权利要求2所述的胶辊制备用材料，其特征在于，所述的导热剂为改性导热剂；所述的改性导热剂通过如下方法制备得到：(1)取六方氮化硼和碳化硅，加入到酸溶液中浸泡处理，浸泡结束后分离固体，将固体干燥后得酸处理后的六方氮化硼和碳化硅；(2)将酸处理后的六方氮化硼和碳化硅与含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液混合均匀得混合浆料；将混合浆料干燥后即得所述的改性导热剂。7.根据权利要求6所述的胶辊制备用材料，其特征在于，步骤(1)中，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：2～4；最优选地，步骤(1)中，六方氮化硼和碳化硅的重量比为1：3。8.根据权利要求6所述的胶辊制备用材料，其特征在于，步骤(1)中酸溶液重量用量为六方氮化硼和碳化硅的总重量的5～10倍；最优选地，步骤(1)中酸溶液重量用量为六方氮化硼和碳化硅的总重量的8倍；步骤(1)中所述的酸溶液是指质量分数为20～30％的硝酸溶液；最步骤(1)中所述的酸溶液是指质量分数为25％的硝酸溶液。9.根据权利要求6所述的胶辊制备用材料，其特征在于，步骤(2)中，含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液的重量用量为酸处理
后的六方氮化硼和碳化硅总重量的1～2倍；最优选地，步骤(2)中，含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液的重量用量为酸处理后的六方氮化硼和碳化硅总重量的1.5倍。10.根据权利要求6所述的胶辊制备用材料，其特征在于，步骤(2)中，所述的含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液是指含有质量分数为5～10％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为8～15％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液；最优选地，步骤(2)中，所述的含有十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液是指含有质量分数为8％的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及质量分数为12％的月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐的水溶液。

技术总结

本发明公开了一种双层共挤发泡胶辊的制备方法及胶辊制备用材料。所述的胶辊的制备方法，其包含如下步骤：(1)将发泡橡胶材料放入第一挤出机中，通过挤出工艺获得内层橡胶管；(2)将内层橡胶管进行发泡处理得到内层发泡橡胶管；(3)将非发泡橡胶材料放入第二挤出机中，通过挤出工艺将非发泡橡胶材料挤出在内层发泡橡胶管外形成非发泡橡胶层；(4)将金属辊芯插入到内层橡胶管中即得所述的胶辊。该方法制备得到的胶辊无合模线，胶辊中不会引入气泡，成品率高；此外，该方法还克服了两次模压中存在的厚度精度不足的问题；尤其是金属辊芯最后插入到内层橡胶管中，避免了两次模压容易变形的问题。问题。