本发明涉及充电辊技术领域，具体涉及一种eco离子导电型聚氨酯充电辊及其制备方法。
背景技术：
打印设备上使用的充电辊是负责与感光鼓接触转动，使感光鼓均匀充电，产生曝光后的静电潜像。现有的充电辊导电性较差，且机械性能和耐用性较差，使用寿命短。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种eco离子导电型聚氨酯充电辊，该充电辊导电性好，还具有良好的机械性能，耐用性好，使用寿命长。
本发明的另一目的在于提供一种eco离子导电型聚氨酯充电辊的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种eco离子导电型聚氨酯充电辊，包括辊轴、套设于辊轴外侧的导电聚氨酯层、以及套设于导电聚氨酯层外侧的eco离子导电橡胶层；
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
更为优选的，所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
优选的，所述离子导电剂为硫酸铵、硝酸铵、碘化铵、libf4、lipf6、liasf6、lisbf6、licf3so3、lin(so2cf3)2、liso3c4f9、lic(so2cf3)3和lib(c6h5)4中的至少一种。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用上述离子导电剂，可以提高导电材料的导电特性、物理性能等优势，使eco离子导电橡胶层具有优异和稳定的导电性能及机械性能。
优选的，所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比2-4∶1组成的混合物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑作为促进剂复配使用，并控制其重量比为2-4∶1，能促进硫化作用，可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能。
所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.5-2.5∶0.8-1.2∶1组成的混合物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇作为活性剂复配使用，并控制其重量配比为1.5-2.5∶0.8-1.2∶1，可以促进硫化工艺，在挤出成型时便于挤出，并增加eco离子导电橡胶层的光滑度。
优选的，所述架桥剂为氯乙烯单元含量在40％-60％、醋酸乙烯酯单元含量在20％-30％、丙烯酸丁酯单元含量在20％-30％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物作为架桥剂，并严格控制各单体单元的含量，可以改善eco离子导电橡胶层的耐水、耐化学品、耐磨、附着力、力学机械等性能。
所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶0.5-1.5组成的混合物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用氧化镁和氧化钙作为吸酸剂复配使用，并控制其重量比为1∶0.5-1.5，可以吸收氯醇橡胶加工过程中产生的氯化氢气体，并提高eco离子导电橡胶层的拉伸强度和断裂伸长率。
优选的，所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比1-2∶1组成的混合物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯作为分散剂复配使用，并控制其重量比为1-2∶1，可以改善填料的分散性能，提高eco离子导电橡胶层的强度。
所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比1.5-2.5∶0.8-1.2∶1组成的混合物。
本发明的eco离子导电橡胶层通过采用氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺作为润滑剂复配使用，并控制其重量比为1.5-2.5∶0.8-1.2∶1，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性。
优选的，所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
更为优选的，所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
优选的，所述聚醚多元醇为分子量在800-2000的丙二醇聚醚、分子量在400-4000的三羟甲基丙烷聚醚和端羟基的聚四氢呋喃中的至少一种。
本发明的导电聚氨酯层通过采用上述聚醚多元醇，制得的导电聚氨酯低温柔顺性能好，耐水解性能优良，加工性能优良。
所述聚醚多元醇的官能度为2-4，羟值为40-60mgkoh/g，酸值为0.6-1.0mgkoh/g，胺值为6-10mgkoh/g，动力粘度为4500-5500mpa.s，水含量≤0.1％。
本发明的导电聚氨酯层通过严格控制聚醚多元醇的官能度、羟值、酸值、胺值动力粘度和水含量等参数，制得的导电聚氨酯低温柔顺性能好，耐水解性能优良，加工性能优良。
优选的，所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
本发明的导电聚氨酯层通过采用甲苯-2,4-二异氰酸酯，制得的导电聚氨酯低温柔顺性能好，耐水解性能优良，加工性能优良。
所述填料为粒径在100-500μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
本发明的导电聚氨酯层通过采用粒径在100-500μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙作为填料，制得的导电聚氨酯具有较好的机械性能。
优选的，所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶2-4组成。
本发明的导电聚氨酯层通过采用辛酸亚锡和a33催化剂作为催化剂复配使用，并控制其重量比为8∶2-4，与单一的催化剂相比，其催化效果更好，催化速率更快。
所述硅油为甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油和甲基羟基硅油中的至少一种。
本发明的导电聚氨酯层通过采用上述硅油，使得导电聚氨酯具有良好的化学稳定性、优异的电绝缘性和耐高低温性。
一种eco离子导电型聚氨酯充电辊的制备方法，包括如下步骤：
(1)eco离子导电橡胶层的制备：按重量配比称取eco离子导电橡胶层所需的原料，经混料、造粒和挤出成型，制得eco离子导电橡胶层；
(2)复合挤出：将辊轴和导电性聚氨酯层复合挤出成型；
(3)套管：将eco离子导电橡胶层套在导电聚氨酯层的外侧，制得eco离子导电型聚氨酯充电辊。
本发明的有益效果在于：本发明的充电辊导电性好，还具有良好的机械性能，耐用性好，使用寿命长。
本发明的充电辊耐磨性能好，使用寿命长。本发明的充电辊还具有如下优点：①适当的体积电阻率且电阻分布均匀；②适当的硬度和表面粗糙度，使充电辊与感光鼓充分且均匀接触；③构成充电辊的材料随环境变化如温度和湿度的改变性质稳定，以使所需充电电压达到最小；④结构均匀，从而对感光鼓充电均匀；⑤良好的机械性能，耐用性好；⑥不会对感光鼓造成损伤或加速其老化，从而获得好的图象效果和较长使用寿命。
本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种eco离子导电型聚氨酯充电辊，包括辊轴、套设于辊轴外侧的导电聚氨酯层、以及套设于导电聚氨酯层外侧的eco离子导电橡胶层；
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
所述离子导电剂为硫酸铵、硝酸铵或碘化铵。
所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比2∶1组成的混合物；所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.5∶0.8∶1组成的混合物。
所述架桥剂为氯乙烯单元含量在40％、醋酸乙烯酯单元含量在30％、丙烯酸丁酯单元含量在30％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物；所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶0.5组成的混合物。
所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比1∶1组成的混合物；所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比1.5∶0.8∶1组成的混合物。
所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
所述聚醚多元醇为分子量在1200的丙二醇聚醚。
所述聚醚多元醇的官能度为2，羟值为40mgkoh/g，酸值为0.6mgkoh/g，胺值为6mgkoh/g，动力粘度为4500mpa.s，水含量≤0.1％。
所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
所述填料为粒径在100μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶2组成。
所述硅油为甲基硅油、乙基硅油或苯基硅油。
一种eco离子导电型聚氨酯充电辊的制备方法，包括如下步骤：
(1)eco离子导电橡胶层的制备：按重量配比称取eco离子导电橡胶层所需的原料，经混料、造粒和挤出成型，制得eco离子导电橡胶层；
(2)复合挤出：将辊轴和导电性聚氨酯层复合挤出成型；
(3)套管：将eco离子导电橡胶层套在导电聚氨酯层的外侧，制得eco离子导电型聚氨酯充电辊。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
所述离子导电剂为libf4、lipf6或liasf6。
所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比2.5∶1组成的混合物；所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比1.8∶0.9∶1组成的混合物。
所述架桥剂为氯乙烯单元含量在45％、醋酸乙烯酯单元含量在27.5％、丙烯酸丁酯单元含量在27.5％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物；所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶0.8组成的混合物。
所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比1.2∶1组成的混合物；所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比1.8∶0.9∶1组成的混合物。
所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
所述聚醚多元醇为分子量在1000的三羟甲基丙烷聚醚。
所述聚醚多元醇的官能度为3，羟值为45mgkoh/g，酸值为0.7mgkoh/g，胺值为7mgkoh/g，动力粘度为4800mpa.s，水含量≤0.1％。
所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
所述填料为粒径在200μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶2.5组成。
所述硅油为甲基含氢硅油或甲基苯基硅油。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
所述离子导电剂为lisbf6或licf3so3。
所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比3∶1组成的混合物；所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2∶1∶1组成的混合物。
所述架桥剂为氯乙烯单元含量在50％、醋酸乙烯酯单元含量在25％、丙烯酸丁酯单元含量在25％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物；所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶1组成的混合物。
所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比1.5∶1组成的混合物；所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比2∶1∶1组成的混合物。
所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
所述聚醚多元醇为端羟基的聚四氢呋喃。
所述聚醚多元醇的官能度为3，羟值为50mgkoh/g，酸值为0.8mgkoh/g，胺值为8mgkoh/g，动力粘度为5000mpa.s，水含量≤0.1％。
所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
所述填料为粒径在300μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶3组成。
所述硅油为甲基氯苯基硅油或甲基乙氧基硅油。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
所述离子导电剂为lin(so2cf3)2或liso3c4f9。
所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比3.5∶1组成的混合物；所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2.2∶1.1∶1组成的混合物。
所述架桥剂为氯乙烯单元含量在55％、醋酸乙烯酯单元含量在22.5％、丙烯酸丁酯单元含量在22.5％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物；所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶1.2组成的混合物。
所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比1.8∶1组成的混合物；所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比2.2∶1.1∶1组成的混合物。
所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
所述聚醚多元醇为分子量在2000的丙二醇聚醚。
所述聚醚多元醇的官能度为3，羟值为55mgkoh/g，酸值为0.9mgkoh/g，胺值为9mgkoh/g，动力粘度为5200mpa.s，水含量≤0.1％。
所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
所述填料为粒径在400μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶3.5组成。
所述硅油为甲基三氟丙基硅油或甲基乙烯基硅油。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述eco离子导电橡胶层由如下重量份的原料制成：
所述离子导电剂为lic(so2cf3)3或lib(c6h5)4。
所述促进剂是由二丁基二硫代氨基甲酸锌和2-硫醇基苯并噻唑以重量比4∶1组成的混合物；所述活性剂是由氧化锌、硬脂酸锌和聚乙二醇以重量比2.5∶1.2∶1组成的混合物。
所述架桥剂为氯乙烯单元含量在60％、醋酸乙烯酯单元含量在20％、丙烯酸丁酯单元含量在20％的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯三元共聚物；所述吸酸剂是由氧化镁和氧化钙以重量比1∶1.5组成的混合物。
所述分散剂是由己烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯以重量比2∶1组成的混合物；所述加工助剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酸酰胺以重量比2.5∶1.2∶1组成的混合物。
所述导电聚氨酯层由如下重量份的原料制成：
所述聚醚多元醇为分子量在4000的三羟甲基丙烷聚醚。
所述聚醚多元醇的官能度为4，羟值为60mgkoh/g，酸值为1.0mgkoh/g，胺值为10mgkoh/g，动力粘度为5500mpa.s，水含量≤0.1％。
所述异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯。
所述填料为粒径在500μm、且经高级脂肪酸盐处理过的重质碳酸钙。
所述催化剂由辛酸亚锡和a33催化剂以重量比8∶4组成。
所述硅油为甲基羟基硅油。
本发明的充电辊硬度可以达到80-90℉，电阻可以达到0.4-0.8mω，导电性好，耐磨性能好，耐磨次数测试可以达到上万次，耐候性好，紫外光老化试验测试可以达到2024h以上，耐高温和耐低温性能好，耐高温测试可以达到130℃以上，耐低温测试可以达到-50℃以下；还具有良好的机械性能，耐用性好，使用寿命长。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。