本发明涉及硅橡胶材料，特别涉及一种硅胶卷芯管及其制备方法和硅胶用于制备卷芯管的用途。
背景技术：
聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)、对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯醚(ppo)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)等，以其耐冲击性、高刚性、尺寸稳定性好、成型收缩率小等优异性能，被广泛应用于生活和生产中。但这些树脂(以下称为工程树脂)制成的产品，当在其表面上卷绕卷材时，由于工程树脂的表面较硬，由工程树脂制备的卷芯管与卷材的贴合性较差，卷材无法平整地卷绕在卷芯管上，这将导致卷材上压痕的产生，影响卷材的使用。
为解决上述技术问题，现有技术中的第一种解决方案是在卷芯管的表面沿卷芯管的长度方向开设插槽，卷材进行卷绕时，将卷材的一端插进插槽内，卷材沿着卷芯管的圆周方向进行卷绕时，减小在卷材的表面产生的压痕的影响，但是，卷材与卷芯管表面的贴合性较差，卷材会在卷芯管的表面发生滑移，从而影响卷芯管的使用。
第二种解决方案是在卷芯管的表面套设有一层低温射粘的热塑性弹性体。授权公告号为cn101245183b的中国专利公开了一种用于与abs低温射粘的热塑性弹性体，其包括20-35份热塑性聚氨酯、6-7份相容剂、20-25份sebs树脂、22-29份矿物油、10-20份矿物填料和0.1-1份抗氧剂，将该热塑性弹性体直接粘结在abs树脂上，当abs树脂的表面产生破损时，将粘结在其表面的热塑性弹性体进行舍弃式撕除，并更换热塑性弹性体进行二次利用，热塑性弹性体的表面具有弹性，并且具有自粘性，有助于卷材紧密地贴合在卷芯管的表面上，但是，对于一些高精度的卷材，如应用广泛的ito膜、扩散片、阳极铜膜uva、塑胶t光学膜，这些膜对其表面的平整度以及光滑度要求非常高，当将上述高精度的卷材卷绕在上述卷芯管上时，起始卷绕的卷材在卷芯管的表面产生折痕，由于高精度的卷材厚度较小，透明度较高，微小的折痕仍会对其产生较大的影响，造成卷材的大量作废。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种能够适用于高精度的卷材缠绕的硅胶卷芯管。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种硅胶卷芯管，包括注塑成型的管体，所述管体上注射成型有液体硅胶层。
通过采用上述技术方案，在管体上注射成型有液体硅胶层，管体与液体硅胶层在自制模具中一体成型，保证了液体硅胶层在管体上的结构牢固性；液体硅胶层所使用的硅胶具有优异的柔软度、耐划伤性、耐磨性、良好的回弹性、热稳定性、耐老化性以及优良的粘性，当高精度卷材缠绕在硅胶卷芯管上时，由于卷芯管的表面光洁度较高，表面柔性高，高精度卷材的起始端凹陷在液体硅胶层的表面上，然后利用卷材缠绕后所形成的张力将卷材的起始端紧紧在压在液体硅胶层的表面上，减小了卷材的起始端所产生的折痕，保证了高精度的卷材缠绕在本申请的卷芯管上的安全与可靠性。
本发明进一步设置为：所述液体硅胶层是由质量分数为100％的液体注射硅胶与颜料混合加热固化形成。
通过采用上述技术方案，质量分数为100％的液体注射硅胶具有流动性好、硫化速度快以及更加安全环保的特性，并且具有优异的柔软度与回弹性、粘性与耐水洗、耐热老化性，将其与颜料共混一同注射进模具中，即在卷芯管的表面形成了液体硅胶层。
本发明进一步设置为：所述液体硅胶层包括如下重量份的组分：液体硅橡胶50～60份、丙酮10～15份、改性碳纳米管1～10份、橄榄油1～3份、海藻精华5～10份、过氧化二异丙苯1～3份。
本发明进一步设置为：所述液体硅橡胶采用甲基硅橡胶或者甲基乙烯基硅橡胶。
通过采用上述技术方案，甲基硅橡胶是无色透明高黏滞塑性直链高分子化合物，主链由硅和氧原子组成，与硅相连的侧基为甲基，分子量为50万～80万之间；甲基乙烯基硅橡胶比甲基硅橡胶更容易硫化，成型速度较快；使用丙酮有助于对液体硅橡胶进行稀释，减小液体硅橡胶的粘性；改性碳纳米管具有优良的柔性以及有助于增加液体硅橡胶表面的光洁性；橄榄油有助于提高改性碳纳米管与液体硅橡胶的相容性；海藻精华有助于增加液体硅橡胶表面的成膜性，以及柔软性和光洁度，经由上述配方所制备的液体硅胶层具有优良的柔性，良好的表面光洁度，以及适中的粘性、耐划伤性与耐磨性，减小了卷材的起始端所存在的折痕影响，保证了高精度卷材缠绕在卷芯管上的安全性、可靠性。
本发明进一步设置为：所述改性碳纳米管是将碳纳米管在质量分数为30％的硝酸溶液中浸泡1～2h后，再通过石油醚浸泡2～4h处理。
通过采用上述技术方案，将碳纳米管浸泡在30％的硝酸溶液中，碳纳米管经由硝酸氧化后，碳纳米管变短、松散、端部开口、杂质减少，有助于提高与液体硅橡胶的结合性，并且经由石油醚浸泡后，碳纳米管进行醚化，进一步增强与液体硅橡胶的结合能力。
本发明进一步设置为：所述改性碳纳米管分散于四氢呋喃中，超声震荡预处理。
通过采用上述技术方案，将改性碳纳米管分散在四氢呋喃中进行分散，有助于进一步提高改性碳纳米管与液体硅橡胶的结合性能。
本发明进一步设置为：所述海藻精华的制备方法是将海藻粉碎，然后将海藻浸泡在质量分数为60％的水杨酸中，提取浸泡后的海藻在质量分数为70～80％的乙二醇溶液中沉淀分离而得。
通过采用上述技术方案，将海藻粉碎，浸泡在水杨酸中进行酸化处理，使其表面附着有大量的羧基，然后经由70～80％的乙二醇浸泡，有利于在海藻表面形成亲有机性的官能团，从而提高海藻精华与液体硅橡胶的相容性。
本发明进一步设置为：所述海藻的粒径为8000～10000目。
通过采用上述技术方案，高精度卷材是缠绕在本申请的硅胶卷芯管上，由于高精度卷材的厚度较小，透明度较高，为了减小对高精度卷材所造成的损坏，需要硅胶卷芯管的表面光滑度较高，所以形成液体硅胶层所需的填料粒径要求很高，限定海藻的粒径在8000～10000目之间，有助于提高硅胶卷芯管表面光滑、细腻感。
本发明的另一目的在于提供一种硅胶卷芯管的制备方法，包括如下步骤：
(1)卷芯管成型：将工程树脂及其填料投至挤出机中，工程树脂及其填料发生熔融共混，进行挤出模头成型，然后在挤出机内进行真空冷却定型，进而利用牵引机引出并切割；
(2)液体硅胶层的混合：将液体硅橡胶浸泡在丙酮中，浸泡时间为30min，向高速搅拌机中投入液体硅橡胶、丙酮与改性碳纳米管，搅拌速度为120～150r/min，时间为40～60min；然后继续投入海藻精华、橄榄油与过氧化二异丙苯，搅拌速度为70～100r/min，时间为20～40min，得到共混物。
(3)硅胶卷芯管的成型：将步骤(1)中的卷芯管放置在自制模具中，将步骤(2)中的共混物(或者质量分数为100％的液体注射硅胶与颜料)注射至模具内，升温至75～85℃硫化成型。
通过采用上述技术方案，将成型后的卷芯管放置在自制模具中，并将液体硅胶层所需的原料注射进模具中，在卷芯管的表面形成了柔软性高、粘度适中的液体硅胶层，保证了液体硅胶层在卷芯管上较强的结合能力。
本发明的又一目的在于提供一种硅胶用于制备卷芯管的用途，所述卷芯管包括管体，所述管体的表面紧密贴合有供产品卷绕的缓冲层，当产品卷绕在缓冲层上时，缓冲层上凹陷形成有供产品的起始端放置的缺口；所述缓冲层由上述液体硅胶层充当。
通过采用上述技术方案，将液体硅胶层应用在管体的表面上，取代了现有技术中在管体上设置插槽或者套设热塑性弹性体的方法，提供了一种将硅胶包覆在卷芯管上的新用途，大大满足了实际生产中的要求。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本申请的液体硅胶层的弹性和回弹性好，可将其包覆在工程树脂外做缓冲层，当产品卷绕在上面时，其可起到较好的抗震缓冲效果，同时产品卷绕在缓冲层上时，产品的起始端可凹陷进缓冲层内，不会造成折痕，保证产品性能；
2、液体硅胶层是采用质量分数为100％的液体注射硅胶与颜料混合加热固化形成；或者采用本申请的配方所制备的液体硅胶层具有优异的柔软度与回弹性，良好的耐划伤性与耐磨性以及极高的表面光洁度，适中的粘性使本申请的液体硅胶层具有除尘环保特性；
3、碳纳米管经过改性后，增加了液体硅橡胶表面的柔性以及表面光洁性；海藻精华有助于增加液体硅橡胶的柔性与表面光洁性；同时，橄榄油提高了改性碳纳米管与液体硅橡胶的相容性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
(1)将abs树脂、钛白粉、分散剂、增塑剂投至挤出机中，在挤出机内各组分发生熔融共混，进行挤出模头成型，然后在挤出机内进行真空冷却定型，并利用牵引机引出并以1dm为定长进行切割；
(2)将纯的液体注射硅胶与青色颜料注射进自制模具中，升温至85℃硫化成型。
实施例二：
(一)海藻精华的制备：
取10份海藻进行粉碎，粉碎至平均粒径在1微米左右，然后将海藻浸泡在质量分数为60％的水杨酸中，浸泡1h，捞取海藻将浸泡后的海藻投进质量分数为70％的乙二醇溶液中，沉淀1h进行分离，得到含水量为10％的海藻精华。
(二)改性碳纳米管的制备：
将10份碳纳米管浸泡在30％的硝酸溶液中，浸泡1h，将酸化后的碳纳米管浸泡在石油醚中浸泡2h，然后将混合物放置在旋转蒸发仪中进行蒸发干燥；然后将上述碳纳米管分散在四氢呋喃中，在60℃下超声震荡处理。
(三)硅胶卷芯管的制备：
(1)将abs树脂、钛白粉、分散剂、增塑剂投至挤出机中，在挤出机内各组分发生熔融共混，进行挤出模头成型，然后在挤出机内进行真空冷却定型，并利用牵引机引出并以1dm为定长进行切割；
(2)将50份甲基硅橡胶浸泡在10份丙酮中，浸泡时间为30min，然后将50份甲基硅橡胶、10份丙酮和1份改性碳纳米管投至高速搅拌机中，搅拌速度为120r/min，时间为40min；然后继续投入5份海藻精华、1份橄榄油和1份过氧化二异丙苯，搅拌速度为70r/min，时间为30min，并注射进真空注射器内，得到共混物待使用；
(3)将1dm的卷芯管放置在自制模具中，然后将(2)中的共混物注射至自制模具中，升温至85℃硫化成型。
实施例三：
(一)海藻精华的制备：
取7份海藻进行粉碎，粉碎至平均粒径在1微米左右，然后将海藻浸泡在质量分数为60％的水杨酸中，浸泡1h，捞取海藻将浸泡后的海藻投进质量分数为70％的乙二醇溶液中，沉淀1h进行分离，得到含水量为10％的海藻精华。
(二)改性碳纳米管的制备：
将3份碳纳米管浸泡在5份质量分数为30％的硝酸溶液中，浸泡1h，将酸化后的碳纳米管浸泡在石油醚中浸泡2h，然后将混合物放置在旋转蒸发仪中进行蒸发干燥；然后将干燥后的碳纳米管分散在5份四氢呋喃中，在60℃下超声震荡处理。
(三)硅胶卷芯管的制备：
(1)将abs树脂、钛白粉、分散剂、增塑剂投至挤出机中，在挤出机内的各组分发生熔融共混，进行挤出模头成型，然后在挤出机内进行真空冷却定型，并利用牵引机引出并以1dm为定长进行切割；
(2)将55份甲基硅橡胶浸泡在12份丙酮中，浸泡时间为30min，然后将55份甲基硅橡胶、12份丙酮和3份改性碳纳米管投至高速搅拌机中，搅拌速度为120r/min，时间为40min；然后继续投入7份海藻精华、2份橄榄油和2份过氧化二异丙苯，搅拌速度为70r/min，时间为30min，并注射进真空注射器内，得到共混物待使用；
(3)将定长为1dm的卷芯管放置在自制模具中，然后将(2)中的共混物注射至自制模具中，升温至85℃硫化成型。
实施例四：
(一)海藻精华的制备：
取9份海藻进行粉碎，粉碎至平均粒径在1微米左右，然后将海藻浸泡在质量分数为60％的水杨酸中，浸泡1h，捞取海藻将浸泡后的海藻投进质量分数为70％的乙二醇溶液中，沉淀1h进行分离，得到含水量为10％的海藻精华。
(二)改性碳纳米管的制备：
将7份碳纳米管浸泡在7份质量分数为30％的硝酸溶液中，浸泡1h，将酸化后的碳纳米管浸泡在石油醚中浸泡2h，然后将混合物放置在旋转蒸发仪中进行蒸发干燥；然后将干燥后的碳纳米管分散在7份四氢呋喃中，在60℃下超声震荡处理。
(三)硅胶卷芯管的制备：
(1)将abs树脂、钛白粉、分散剂、增塑剂投至挤出机中，在挤出机内的各组分发生熔融共混，进行挤出模头成型，然后在挤出机内进行真空冷却定型，并利用牵引机引出并以1dm为定长进行切割；
(2)将60份甲基硅橡胶浸泡在15份丙酮中，浸泡时间为30min，然后将60份甲基硅橡胶、15份丙酮和7份改性碳纳米管投至高速搅拌机中，搅拌速度为120r/min，时间为40min；然后继续投入9份海藻精华、3份橄榄油和2份过氧化二异丙苯，搅拌速度为70r/min，时间为30min，并注射进真空注射器内，得到共混物待使用；
(3)将定长为1dm的卷芯管放置在自制模具中，然后将(2)中的共混物注射至自制模具中，升温至85℃硫化成型。
测试样品：以实施例一～实施例四制备的样品为试验样，以cn101245183b实施例1制备的样品为对照样，同时以未添加样品为空白样进行对比试验。
其中，对照样的制备过程为：取15份1651型sebs与29份500n型矿物油充分混合均匀，吸干油后加入6份tu-5265型相容剂、20份s60aw型tpu、0.3份1753型助剂、0.1份1076型抗氧剂和20份碳酸钙。
测试内容：1、取abs管，将测试样品卷绕在abs管上，观察其粘结力f1。将ito膜卷绕在测试样品的外表面上，观察其粘结力f2。同时观察ito膜在卷绕时，ito膜、测试样品和abs管的卷绕后的形变情况。对每组样品进行两次测试，其中一次测试样品的厚度为2mm，另一组测试样品的厚度为5mm。
对比试验结果见下表所示：
由上表可知，ito膜直接卷绕在abs管时，两者均很光滑，难以卷绕，且卷绕后二者的贴合性均很差，ito膜上有明显的压痕，影响ito膜的正常使用；对照样的样品缠绕在abs管上，其与abs管的粘结力较强，难以除去或除去时造成abs管外表面粗糙或者损坏，并且缓冲抗震能力受样品缠绕的厚度影响较大，厚度小则折痕明显，这将导致对照样的用量增大，增加成本；而本申请的实施例的样品与abs管一体成型，粘结极其牢固，将ito膜卷绕在样品上，没有折痕，容易卷绕，适用于高精度卷材的缠绕。
测试内容：2、采用lx-a邵氏硬度计对样品进行硬度测试。
测试结果如下表所示：
通过上表可知，经本实施例所制备的样品的硬度较小，保持在20～30a之间，表明本申请的样品的柔性好，当将高精度卷材卷绕在样品表面时，产生的折痕较小，对高精度卷材的影响较小。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。