[发明专利]一种高分子复合材料充电辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及充电辊的制作领域，具体是一种采用高分子复合材料制成的充电辊。

背景技术

现代办公设备都具有电摄影成像装置，如激光打印机、数码复印机、普通纸传真机及激光多功能一体机等。这种成像装置对于不同机型其结构不尽相同，但工作原理基本相同，一般都是要经过充电、曝光、显影、转印、定影、清洁等六个过程。工作时，光导鼓的表面被充上均匀电荷，获得一定表面电位，然后根据图文影像信息进行曝光，形成“静电潜像”，经过显影器显影，潜像即转变成可见的色粉像，再经过转印装置，墨粉便转印到打印纸或其它介质上，最后经过定影装置加温、加压热熔，墨粉熔化后即在纸上熔凝出文字及图像。其中，充电质量的好坏直接影响印品质量。充电装置通常有两种形式:一种是电晕充电方式，一种是使用充电辊的充电方式。电晕充电方式由于充电电压高及高压对空气的电离，会产生臭氧(O₃)，对人体和环境有一定的影响，而且加速充电元件以及光敏元件的损耗等原因逐渐被淘汰，目前大多数办公设备所用的充电装置是充电辊。

充电辊一般是由金属芯和金属芯外包覆的弹性体构成，其具体结构大致有以下几种：

1、金属芯外层包覆一层低硬度的导电弹性体，外层涂敷一层电阻较高的涂层，厚度在几到几十微米；

2、金属芯外层包覆一层低硬度的导电弹性体，外层是一层电阻较高的橡胶或塑料管，厚度在几十微米到1毫米；

3、金属芯外只有低硬度导电弹性体层，但外表面经过特殊处理。

充电辊要求表面均匀，手感滑爽，不易粘碳粉，与光导鼓接触不会污染光导鼓。涂层一般是特氟龙，但特氟龙一是固化温度较高，弹性体易加速老化，影响产品寿命，二是特氟龙与弹性体的粘接不好，易脱落。橡胶或塑料管的膜厚（或壁厚）很难控制，会造成充电辊表面电阻不均，打印效果较差。只有低硬度导电弹性体层的充电辊表面处理一般是UV处理，即将充电辊经过紫外光灯照射一遍使表面形成固化层。缺点是固化层很薄，而且本身也是弹性体，时间长了后也会污染光导鼓。

低硬度导电弹性体的材质一般有橡胶、硅胶、聚氨酯三种。硅胶强度较低，使用寿命较低。聚氨酯生产工艺复杂，且生产时工艺较难控制，产品质量波动较大。橡胶按胶种分也分丁腈橡胶（NBR）、三元乙丙橡胶（EPDM）、氯醚橡胶（ECO），其中NBR、EPDM因为本身橡胶的电阻较高，满足不了充电辊的要求，必须加导电材料降低电阻。从加工工艺和产品性能上考虑，橡胶行业一般都是用的导电炭黑。ECO虽然电阻较NBR、EPDM较低，但也只能满足小部分机型的要求，大部分还是需要加入导电炭黑降低电阻。但导电炭黑一是具有分散困难的特性，使得充电辊表面电阻不一致，打印效果不好；二是加工过程中电阻波动很大，产品不良率高。

为此，一篇申请号为201310112765.X的发明专利，公开了一种环保型氯醚橡胶胶料，该橡胶胶料由下列组分按质量份数混合、加工而成，其中氯醚橡胶用量100份；吸酸剂1-5份；硬脂酸0.5-3份；黑液木质素/粘土复合填料30-70份；石蜡0.5-4份；硫化剂1-2.5份，黑液木质素/粘土复合填料成分为造纸黑液木质素30wt％、硅酸盐类粘土30％、水40wt％。其避免使用炭黑，而采用含硅酸盐类粘土的黑液木质素/粘土复合填料。但是其采用上述方案实现的氯醚橡胶，其化学稳定性不够高，进而使得基于该氯醚橡胶制成的充电辊的电阻以及其他特性也不够稳定。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种ECO（epichlorohydrin，氯醚）高分子复合材料用以制作充电辊，对现有的ECO橡胶的组分进行改进，使其电阻低，以满足客户的要求，且其电阻均匀、稳定，以使使用该ECO高分子复合材料制成的充电辊也具有稳定的特性。同时，在制备充电辊时，在其表面涂上一层特制的涂层，使充电辊表面满足要求，固化温度低，与ECO高分子复合材料粘接牢固。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的思路是，制作充电辊时，不再采用常用的采用的导电炭黑，而采用的导电材料为锂盐，该导电材料连同其他常规的材料：活性剂、补强填充剂、硫化剂混炼均匀停放一段时间，然后投入挤出机和芯棒一起挤出，放入硫化罐硫化，然后研磨至所需尺寸得到充电辊半成品。