一种发泡材质充电辊的表面处理涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发泡材质充电辊的表面处理涂料及其制备方法。其中，所述的发泡材质充电辊的表面处理涂料，由下列重量百分比含量的原料混合而成：水性聚氨酯树脂72%‑89%、填料微粒10%‑25%、水性树脂增稠剂0.5%‑1.5%、涂料润湿流平剂0.5%‑1.5%。本发明专利技术提供的的表面处理涂料容易附着于PE发泡滚轴的表面，能有效覆盖该表面的孔洞，而为PE发泡滚轴提供了一个光滑的表面。并能配合现有的水性充电辊转印轴导电涂料，生产出可控性强、质软耐磨和价格低廉的激光打印机的转印轴。

A Surface Treatment Coating for Foaming Material Charging Roller and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种发泡材质充电辊的表面处理涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种用于激光打印机等静电记录装置的新型发泡材质充电辊的表面处理涂料，尤其涉及将水性导电涂料用作上述辊轴的表面处理涂料及其制备方法。
技术介绍
由于现有的激光打印机等设备使用的充电辊轴，其生产过程复杂，车间占地面积大。需要混炼，模压，硫化，发泡，热稳定，磨削等多步工艺，成本居高不下，且难以实现生产的全自动化。此外，用于改善充电辊性能的多种常用添加剂，如，降低硬度的增塑剂、增加导电性能的导电炭黑等，在橡胶中难以运用，会导致由有机物挥发物浮聚引起的感光鼓污损，硬度增加从而磨损加剧等现象。因而，市场上亟须一种用于替代橡胶导电辊的新型充电辊。其中，使用发泡聚乙烯（PE）生产的滚轴，具有价格低廉，工序简单，质地柔软等优点，具有较好的商业前景。但是由于PE发泡滚轴表面的孔洞结构会吸收、粘连色粉以及导电涂料，以致充电辊不能直接用于激光打印。如图1所示，作为基材的PE发泡充电辊，其表面密布着10-200μm的细小孔隙，如果直接使用现有的水性超低VOC导电涂料进行喷涂，会出现孔隙吸收涂料导致瑕疵的情况，使得现有的转印轴导电涂料无法直接应用于其表面。因此，如何克服PE发泡滚轴的表面容易吸收、粘连色粉的问题，给予其一个平整的表面，使其能直接用于激光打印是业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决PE发泡滚轴的表面容易吸收、粘连色粉，不便直接用于激光打印的技术问题，提出一种能有效覆盖PE发泡滚轴表面孔洞，并能配合现有的水性充电辊导电涂料，生产出可控性强、质软耐磨及价格低廉的发泡材质充电辊的表面处理涂料及其制备方法。本专利技术提出的一种发泡材质充电辊的表面处理涂料，其由下列重量百分比含量的原料混合而成：水性聚氨酯树脂72%-89%、填料微粒10%-25%、水性树脂增稠剂0.5%-1.5%、涂料润湿流平剂0.5%-1.5%。优选的，所述的水性聚氨酯树脂为固含40-45%，拉伸率不低于400%的脂肪族聚氨酯。优选的，所述的填料为硅藻土或重质碳酸钙，该填料的粒径为400-800目。优选的，所述增稠剂的粘度应为涂-4杯基准30-35s。本专利技术还提出了一种发泡材质充电辊的表面处理涂料的制备方法，其制备步骤如下：步骤1：根据所述充电辊的表面处理涂料的配比称取各原料的重量，将所述涂料润湿流平剂加入所述的水性聚氨酯树脂中，搅拌至均匀分散，制得第一混合液；步骤2：将所述的填料微粒逐次添加至所述的第一混合液中，保持500RPM的搅拌桨速度进行搅拌，在所述填料微粒添加完毕后，再搅拌30分钟，制得第二混合液；步骤3：将所述的水性树脂增稠剂添加至所述的第二混合液中进行增稠，保持500RPM的速度搅拌，调节粘度至涂-4杯基准30-35s。本专利技术提供的表面处理涂料为水性树脂涂料，其容易附着于PE发泡滚轴的表面，能有效覆盖该表面的孔洞，给廉价的发泡充电辊提供了一个光滑的表面。以致喷涂在滚轴的表面的转印轴涂料能导电且不会污染感光鼓，如此实质上是处理了发泡聚乙烯滚轴的表面，即滚轴上包一层膜使得转印轴涂料能够喷涂在滚轴新的表面而不产生瑕疵。即能配合现有的水性充电辊转印轴导电涂料，进而可以作为可控性强、质软耐磨和价格低廉的激光打印机的转印轴（充电辊）使用。附图说明图1为PE发泡充电辊表面放大示意图；图2为浸涂了本专利技术的表面处理涂料的PE发泡充电辊表面放大示意图；图3为图2所示PE发泡充电辊喷涂了转印轴涂料后的表面放大示意图；图4为使用图3所示PE发泡充电辊上机打印测试结果的示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明：本专利技术提出的一种发泡材质充电辊的表面处理涂料，其由下列重量百分比含量的原料混合而成：水性聚氨酯树脂（PUD）72%-89%、填料微粒10%-25%、水性树脂增稠剂0.5%-1.5%、涂料润湿流平剂0.5%-1.5%。其中，水性聚氨酯作为成膜基材，因为其具有诸如：极低含量的可挥发性有机物，易与添加剂混合且不会出现凝胶，拉伸率高且耐磨等优点。其固含在40-45%时粘度的可控范围最佳。成膜硬度低，成膜率良，拉伸率不低于400%的脂肪族聚氨酯。固含过低时，需要添加的增稠剂则量大，从而导致成本上升且易出现不可控的瑕疵。当然，固含过高时自行使用去离子水等溶剂稀释即可。填料使用市面上常见的高目（mesh≥500）硅藻土或重质碳酸钙等，用于增加涂料的附着力以及减少PUD的皱缩。使用硅藻土能极大地增加涂料对充电辊体的吸附作用以及抗压、耐磨等物理特性，能使聚氨酯膜不宜脱落、破损。添加硅藻土后使得充电辊表面的光滑度大幅提升，且对孔隙表面的附着力与耐磨性均有提升。填料的粒径为400-800目(38-18μm)时对孔隙的吸附能力为佳。但添加量大于25%时，会导致充电辊的硬度变大，且聚氨酯膜拉伸率下降。经团队多次试验，添加量应在10-25%之间。增稠剂用于调节PUD的粘度，适宜的粘度应为涂-4杯基准30-35s。粘度过低易出现缩孔等附着不均的现象，次品率高，粘度过高易出现烘干时间长，烘干不均匀，以及树脂在两端堆积的现象，需要额外的步骤清理。添加涂料润湿流平剂用于润湿发泡PE材料多孔的表面，添加量不宜小于0.5%，用于保证烘干时成膜平整，烘干后无泡痕。该涂料润湿流平剂能有效克服水性溶剂较高的表面张力。一般而言，将涂料的表面张力降至25mN/m时，在烘干过程中不会出现缩孔。因为不同的发泡PE材料孔隙大小不一，根据需要，可酌情增加使用量。与表面张力对应的，涂料的粘度则应维持在较高的水平，以保证成膜厚度，并配合润湿流平剂以杜绝缩孔问题。粘度经粘度杯（涂-4杯）测试在30-35秒之间为最佳。粘度过小则成膜厚度低，加工难度大幅增加，且成品易出现破损。因此，需要添加增稠剂以确保成膜厚度，本专利技术的添加量控制在0.5%-1.5%范围内。根据实际需要，可以选用不同原料配比来制备发泡材质充电辊表面处理涂料，如下表所示，但不仅限于下表的原料配比：选定了一种原料配比就可以根据下列步骤来制备发泡材质充电辊的表面处理涂料，其制备步骤如下：步骤1：根据选定的发泡材质充电辊的表面处理涂料的配比，称取各原料的重量，将涂料润湿流平剂加入水性聚氨酯树脂中，搅拌至均匀分散，制得第一混合液；步骤2：将填料微粒分多次添加至第一混合液中，保持500RPM的搅拌桨速度进行搅拌，在填料微粒添加完毕后，再搅拌30分钟，制得第二混合液；步骤3：将水性树脂增稠剂添加至第二混合液中进行增稠，保持500RPM的速度搅拌，调节粘度至涂-4杯基准30-35s，制得本专利技术的发泡材质充电辊的表面处理涂料。对上述四种实施例配比制得的发泡材质充电辊表面处理涂料进行检测：将准备好的发泡材质充电辊缓慢插入发泡材质充电辊的表面处理涂料中进行浸涂，去除两端的积液后，在75℃环境下烘干，并进行测试，测试结果如下:1.四种实施例浸涂制得的充电辊，其表面均光滑平整，无孔洞，无泡痕。2.四种实施例浸涂制得的充电辊，其聚氨酯膜对表面的附着力均大于发泡PE自身的强度，即在发泡PE自身即将因为外力断裂的情况下，其表面膜依然不会脱落。3.四种实施例浸涂制得的充电辊，在其表面使用导电涂料后，导电涂料在其表面的润湿性均为良好，无缩孔等现象。长时间滚动，挤压未出现龟裂或分层。由以上三点可知，此种表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发泡材质充电辊的表面处理涂料，其特征在于，由下列重量百分比含量的原料混合而成：水性聚氨酯树脂72%‑89% 、填料微粒 10%‑25% 、水性树脂增稠剂 0.5%‑1.5% 、涂料润湿流平剂 0.5%‑1.5%。

【技术特征摘要】
1.一种发泡材质充电辊的表面处理涂料，其特征在于，由下列重量百分比含量的原料混合而成：水性聚氨酯树脂72%-89%、填料微粒10%-25%、水性树脂增稠剂0.5%-1.5%、涂料润湿流平剂0.5%-1.5%。2.如权利要求1所述的表面处理涂料，其特征在于，所述的水性聚氨酯树脂为固含40-45%，拉伸率不低于400%的脂肪族聚氨酯。3.如权利要求1所述的表面处理涂料，其特征在于，所述的填料为硅藻土或重质碳酸钙，该填料的粒径为400-800目。4.如权利要求1所述的表面处理涂料，其特征在于，所述增稠剂的粘度应为涂-4杯基准3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣持，林海晖，
申请(专利权)人：清远市绚淳环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44