一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法
技术领域
1.本发明涉及c08l23/16技术领域，具体涉及一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法。
背景技术：
2.辊筒压花随着皮革不断的发展，其种类也在不断的变多。其中最具代表性的就是在铁质上进行蚀刻。普通的辊筒压花蚀刻是在铁质辊筒上进行蚀刻，这个过程中所产生的工业废弃物对环境带来了很大的影响，蚀刻所制造的纹理死板不具备自然纹理所带来的视觉冲击及仿真效果，同时也不利于工业品外观质感的提升。
3.三元乙丙橡胶因其具有的高性价比、优异的耐侯性、耐老化性和优异的耐化学试剂腐蚀性，逐渐地广泛应用到各个行业。中国专利cn109280394a中公开了一种以三元乙丙橡胶作为主要原料之一制备得到的橡胶辊筒，改善了辊筒打印效果和图像输出效果。
4.基于此，申请人提出为了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，以三元乙丙橡胶作为压花辊筒模具的外包部分，不仅可以提高模具纹理的仿真度和精密度，还可以简化模具的制备过程，降低生产能耗，提高生产效率，减少对环境的污染。
技术实现要素：
5.本发明第一个方面提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，包括以下步骤：
6.(1)预制备热硫化橡胶弹性体：将热硫化橡胶弹性体的制备原料在混炼机上进行混炼，控制混炼机的间隙使其混炼成薄片，再由切刀将其裁剪成片材；
7.(2)预制备压花辊筒：将辊筒用步骤(1)中预制备的热硫化橡胶弹性体进行缠绕；
8.(3)硫化成型：将步骤(2)的预制备压花辊筒放入密封器内进行硫化；
9.(4)研磨、抛光：将步骤(3)硫化后的压花辊筒自然降温，再进行研磨、抛光，得到半成品；
10.(5)半成品激光雕刻，清洗封装。
11.在一种优选的实施方式中，所述步骤(2)中热硫化橡胶弹性体缠绕圈数为5-10圈，热硫化橡胶弹性体总缠绕厚度为0.5-1cm。
12.在一种优选的实施方式中，所述步骤(3)中硫化温度为120-150℃，硫化压力为2-5mpa，硫化时间为12h。
13.在一种优选的实施方式中，所述步骤(3)中硫化的具体操作条件为：硫化温度为130℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为12h。
14.在一种优选的实施方式中，所述步骤(4)中自然降温的时间为18-24h。
15.在一种优选的实施方式中，所述步骤(4)中自然降温的时间为24h。
16.在一种优选的实施方式中，所述步骤(4)制备得到的半成品的表面光泽为0.6-1.0。
17.在一种优选的实施方式中，所述步骤(4)制备得到的半成品的表面光泽为0.8。
18.本发明第二个方面提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法中的热硫化橡胶弹性体，所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括：80-130份三元乙丙橡胶、20-30份颜填料、5-10份助磨剂、5-8份硫化剂。
19.在一种优选的实施方式中，所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括90-110份三元乙丙橡胶、20-25份颜填料、5-8份助磨剂、5份硫化剂。
20.在一种优选的实施方式中，所述三元乙丙橡胶的聚合第三单体为环烯烃，更优选的，所述环烯烃为环戊烯-双环戊二烯的共聚物，所述环戊烯-双环戊二烯的共聚物在三元乙丙橡胶中占比的摩尔量为3-10％。
21.在本技术中，三元乙丙橡胶购买于浙江富阳经略化工技术有限公司，门尼粘度[ml(1+4)125℃]为65。
[0022]
在一种优选的实施方式中，所述颜填料选自钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、膨润土、石英粉、炭黑、白炭黑中的一种或几种的组合。
[0023]
在一种优选的实施方式中，所述颜填料的粒径为0.1-50μm。
[0024]
在一种优选的实施方式中，所述颜填料的粒径为0.1-10μm，更优选的，所述颜填料的粒径为5μm。
[0025]
在一种优选的实施方式中，所述颜填料的吸油值为35-50cm3/100g，更优选的，所述颜填料的吸油值为43cm3/100g。
[0026]
在本技术中，所述颜填料为炭黑，购买于天津优盟化工科技有限公司，型号为n990。
[0027]
在一种优选的实施方式中，所述助磨剂选自胺类物质、硅氧烷类物质、磷酸盐类物质、三醋酸甘油酯、多元醇中的一种或几种的组合。
[0028]
在一种优选的实施方式中，所述胺类物质选自三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、三异丙醇胺、n-乙基二乙醇胺、聚乙醇胺、二烯丙基乙醇胺、聚醚醇胺中的一种或几种的组合。
[0029]
在一种优选的实施方式中，所述聚醚醇胺的胺值为52-59mgkoh/g。
[0030]
在一种优选的实施方式中，所述胺类物质为三乙醇胺和聚醚醇胺，所述三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：(0.2-0.6)。
[0031]
在一种优选的实施方式中，所述三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：0.3。
[0032]
在一种优选的实施方式中，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，更优选的，所述过氧化物硫化剂选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧异丙基苯、过氧化二苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、1，1-双叔丁基过氧化环己烷中的至少一种。
[0033]
在一种优选的实施方式中，所述过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰的组合物质。
[0034]
在一种优选的实施方式中，所述过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰的质量比为(2-3)：1。更优选的，所述过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰的质量比为2.5:1。
[0035]
申请人在研发过程中发现，本技术加入特定粒径和特定吸油值的炭黑、过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰组成的过氧化物硫化剂等制备原料，制备得到的热硫化橡胶弹性体具有良好的耐磨能力、热稳定能力，赋予了压花辊筒模具纹理更好的精密度，还提高了热
硫化橡胶弹性体的韧性等力学强度。
[0036]
申请人推测可能的原因是，在本技术中加入的特定的炭黑在与三元乙丙橡胶中具有更好的分散性和相容性，避免了热硫化橡胶弹性体中出现炭黑团聚现象，降低了热硫化橡胶弹性体的表面粗糙度，提高了后续的激光雕刻过程中的雕刻纹理精密度，于此同时，特定的过氧化物硫化剂的加入避免出现橡胶硫化过程中的鼓泡、针孔、缺胶、开裂、残留内应力的现象，提高橡胶的表面光滑度，提高橡胶制备得到的模具纹理的精密度、仿真度和光泽度。
[0037]
在一种优选的实施方式中，所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括100份三元乙丙橡胶、20份颜填料、5份助磨剂、5份硫化剂。
[0038]
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
[0039]
1.本发明加入特定的过氧化物硫化剂，让本技术的热硫化橡胶弹性体在较低的温度下充分硫化，避免出现橡胶硫化过程中的鼓泡、针孔、缺胶、开裂、残留内应力的现象，提高橡胶的表面光滑度，提高橡胶制备得到的模具纹理的精密度、仿真度和光泽度。
[0040]
2.本发明采用特定的三元乙丙橡胶和特定粒径的炭黑等原料，提高了热硫化橡胶弹性体的耐高温能力，还提高了热硫化橡胶弹性体的韧性，降低了激光雕刻过程中由于热量造成纹理细节变化及纹理丢失现象的发生概率，提高热硫化橡胶弹性体在激光雕刻过程中花纹的精密度。
[0041]
3.本发明采用在铁质辊筒表面缠绕未硫化的热硫化橡胶弹性体，经过硫化成型后再进行后处理的方式，制备得到三元乙丙橡胶压花辊筒，提高了硫化后橡胶与铁质辊筒的贴合度，避免已成型的硫化橡胶与铁质辊筒拼装过程中出现撕裂、裂纹、形变等现象，提高本发明制备得到的压花辊筒的触感、雕刻的精密度和使用的满意度。
[0042]
4.本发明改变了压花模具传统的繁杂工艺，一次成型工艺大大缩短了模具在生产过程中的许多变量，提高了纹理的精密度和纹理仿真度。本发明的模具可以用在工业制品的各个领域，特别在仿生上更具有极强的优势，它的精密度可完全仿生织物的纤维及皮肤的肤感。
附图说明
[0043]
图1为3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的剖面结构示意图。
[0044]
其中a铁质辊轴；b热硫化橡胶弹性未激光雕刻部分；c热硫化橡胶弹性体上雕刻的精密纹理。
具体实施方式
[0045]
实施例1
[0046]
本实施例提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，包括以下步骤：
[0047]
(1)预制备热硫化橡胶弹性体：将热硫化橡胶弹性体的制备原料在混炼机上进行混炼，控制混炼机的间隙为1.0mm，使其混炼料成厚度为1.0mm连续的薄片，再由切刀将其裁剪成片材。
[0048]
(2)预制备压花辊筒：将铁质辊筒用步骤(1)中预制备的热硫化橡胶弹性体进行缠
绕，热硫化橡胶弹性体缠绕圈数为10圈，热硫化橡胶弹性体总缠绕厚度为1.0cm。
[0049]
(3)硫化成型：将步骤(2)的预制备压花辊筒放入密封器内进行硫化，硫化温度为130℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为12h。
[0050]
(4)研磨、抛光：将步骤(3)硫化后的压花辊筒自然降温24h，再进行研磨、抛光，直至表面光泽为0.8，得到半成品。
[0051]
(5)半成品激光雕刻，清洗封装。
[0052]
所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括100份三元乙丙橡胶、20份炭黑、5份助磨剂、5份硫化剂。
[0053]
所述三元乙丙橡胶购买于浙江富阳经略化工技术有限公司，门尼粘度[ml(1+4)125℃]为65，聚合第三单体为环戊烯-双环戊二烯的共聚物。
[0054]
所述炭黑购买于天津优盟化工科技有限公司，型号为n990。
[0055]
所述助磨剂为三乙醇胺和聚醚醇胺，三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：0.3，聚醚醇胺的胺值为52-59mgkoh/g。
[0056]
所述硫化剂为过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰，过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰的质量比为2.5:1。
[0057]
实施例2
[0058]
本实施例提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，包括以下步骤：
[0059]
(1)预制备热硫化橡胶弹性体：将热硫化橡胶弹性体的制备原料在混炼机上进行混炼，控制混炼机的间隙为1.0mm，使其混炼料成厚度为1.0mm连续的薄片，再由切刀将其裁剪成片材。
[0060]
(2)预制备压花辊筒：将铁质辊筒用步骤(1)中预制备的热硫化橡胶弹性体进行缠绕，热硫化橡胶弹性体缠绕圈数为10圈，热硫化橡胶弹性体总缠绕厚度为1.0cm。
[0061]
(3)硫化成型：将步骤(2)的预制备压花辊筒放入密封器内进行硫化，硫化温度为130℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为12h。
[0062]
(4)研磨、抛光：将步骤(3)硫化后的压花辊筒自然降温24h，再进行研磨、抛光，直至表面光泽为0.8，得到半成品。
[0063]
(5)半成品激光雕刻，清洗封装。
[0064]
所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括110份三元乙丙橡胶、30份炭黑、10份助磨剂、6份硫化剂。
[0065]
所述三元乙丙橡胶购买于浙江富阳经略化工技术有限公司，门尼粘度[ml(1+4)125℃]为65，聚合第三单体为环戊烯-双环戊二烯的共聚物。
[0066]
所述炭黑购买于天津优盟化工科技有限公司，型号为n990。
[0067]
所述助磨剂为三乙醇胺和聚醚醇胺，三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：0.3，聚醚醇胺的胺值为52-59mgkoh/g。
[0068]
所述硫化剂为过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰，过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰的质量比为2.5:1。
[0069]
实施例3
[0070]
本实施例提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，包括以下步
骤：
[0071]
(1)预制备热硫化橡胶弹性体：将热硫化橡胶弹性体的制备原料在混炼机上进行混炼，控制混炼机的间隙为1.0mm，使其混炼料成厚度为1.0mm连续的薄片，再由切刀将其裁剪成片材。
[0072]
(2)预制备压花辊筒：将铁质辊筒用步骤(1)中预制备的热硫化橡胶弹性体进行缠绕，热硫化橡胶弹性体缠绕圈数为10圈，热硫化橡胶弹性体总缠绕厚度为1.0cm。
[0073]
(3)硫化成型：将步骤(2)的预制备压花辊筒放入密封器内进行硫化，硫化温度为130℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为12h。
[0074]
(4)研磨、抛光：将步骤(3)硫化后的压花辊筒自然降温24h，再进行研磨、抛光，直至表面光泽为0.8，得到半成品。
[0075]
(5)半成品激光雕刻，清洗封装。
[0076]
所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括100份三元乙丙橡胶、20份炭黑、5份助磨剂、5份二叔丁基过氧异丙基苯。
[0077]
所述三元乙丙橡胶购买于浙江富阳经略化工技术有限公司，门尼粘度[ml(1+4)125℃]为65，聚合第三单体为环戊烯-双环戊二烯的共聚物。
[0078]
所述炭黑购买于天津优盟化工科技有限公司，型号为n990。
[0079]
所述助磨剂为三乙醇胺和聚醚醇胺，三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：0.3，聚醚醇胺的胺值为52-59mgkoh/g。
[0080]
实施例4
[0081]
本实施例提出了一种3d精密三元乙丙橡胶压花辊筒模具的制备方法，包括以下步骤：
[0082]
(1)预制备热硫化橡胶弹性体：将热硫化橡胶弹性体的制备原料在混炼机上进行混炼，控制混炼机的间隙为1.0mm，使其混炼料成厚度为1.0mm连续的薄片，再由切刀将其裁剪成片材。
[0083]
(2)预制备压花辊筒：将铁质辊筒用步骤(1)中预制备的热硫化橡胶弹性体进行缠绕，热硫化橡胶弹性体缠绕圈数为10圈，热硫化橡胶弹性体总缠绕厚度为1.0cm。
[0084]
(3)硫化成型：将步骤(2)的预制备压花辊筒放入密封器内进行硫化，硫化温度为130℃，硫化压力为3mpa，硫化时间为12h。
[0085]
(4)研磨、抛光：将步骤(3)硫化后的压花辊筒自然降温24h，再进行研磨、抛光，直至表面光泽为0.8，得到半成品。
[0086]
(5)半成品激光雕刻，清洗封装。
[0087]
所述热硫化橡胶弹性体的制备原料，按重量份计，包括100份三元乙丙橡胶、20份炭黑、5份助磨剂、5份硫化剂。
[0088]
所述三元乙丙橡胶购买于浙江富阳经略化工技术有限公司，门尼粘度[ml(1+4)125℃]为65，聚合第三单体为环戊烯-双环戊二烯的共聚物。
[0089]
所述炭黑购买于日本三菱，型号为#5。
[0090]
所述助磨剂为三乙醇胺和聚醚醇胺，三乙醇胺和聚醚醇胺的质量比为1：0.3，聚醚醇胺的胺值为52-59mgkoh/g。
[0091]
所述硫化剂为过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰，过氧化二异丙苯和过氧化二苯
甲酰的质量比为2.5:1。
[0092]
性能测试
[0093]
将实施例制备得到的三元乙丙橡胶压花辊筒模具进行表面纹理的精密度、表面粗糙度和光泽度。测试结果记录在表1中。其中精密度测试采用50倍放大镜进行观察，对比标板和实施例的纹理差异值(μm)。其中表面粗糙度参考国标gb/t 1031，用针触发进行测试。其中光泽度参考标准jjg696-2015，用分光测试仪进行测试。
[0094]
表1
[0095] 光泽度(gs)精密度(μm)表面粗糙度(μm)实施例10.50.50.3实施例20.450.550.3实施例30.50.750.6实施例40.550.650.5