印刷胶辊

印刷胶辊的设计要求一种外径浅色印刷胶辊，要求外层硫化胶硬度（ShoreA）为30～40，常温下具有良好的耐磨性、耐酒精性和表面光洁度，成本低，使用寿命长。印刷胶辊简介•胶辊是弹性橡胶与刚性金属辊芯的复合体。印刷胶辊要求表面耐各种油墨、润板液和清洗剂的化学腐蚀，要求橡胶具有良好的弹性和复原性，能保持稳定的硬度和一定的抗磨损及耐老化性能。•胶辊作用：在印刷中起到上墨、匀墨、传墨、着墨、上水等作用，是完成文字图像转印的关键部件。•分类：软辊：SBR、CR和PU（国外发展迅速）硬辊：表面原为铜材料，后用聚酯树脂。•配方设计：•较长而平坦的硫化曲线；•与金属容易粘合（硬质胶粘合法和胶粘剂法，含胶率高，软化剂用量不宜过多）；•胶料质量要求高（无杂质、胶料的均匀性高、容易打磨和抛光）。胶料选择•中高丙烯腈含量丁腈橡胶：31%—35%（1）丁二烯使橡胶具有一定的弹性，双键提供硫化，但是易被氧和臭氧氧化；（2）腈基提供耐油性和强度。•丙烯腈含量增加，NBR极性增大，大分子链的柔性下降，分子间作用力增大，双键减少，带来一系列性能变化。拉伸强度、定伸应力、耐磨性、耐水性以及与极性聚合物的亲合力增加，但是耐寒性下降和硬度增加，所以应选择适当丙烯腈含量的NBR（ACN含量为31%-35%）。促进剂•目前比较理想的促进剂是次磺酸胺类促进剂（CZ等）。•为了得到较长而平坦的硫化曲线，加工性能，所以加入促进剂CZ。•硫磺配用促进剂CZ硫化组分的胶料不易焦烧，比硫磺/DM体系的耐老化性好、压缩变形小。•加入第二促进剂TMTD（0.2-0.5phr）易焦烧和喷霜，但是可以提高定伸压力、降低压缩变形。活化剂•氧化锌（ZnO）和硬脂酸•机理：可溶性的锌盐与多硫侧基团形成络合物，这种螯合作用保护了弱键，改变硫磺键的裂解位置，形成短的多硫交联键即—Sx—，而游离的活性基团与橡胶分子反应生成新的侧挂基团，作为交联前驱体形成新的交联键。•作用：（1）活化硫化体系：ZnO与促进剂形成络合物，催化活化硫磺。（2）提高硫化胶交联密度：（3）提高硫化胶耐热性能：ZnO与硫氢基团反应，形成新的交联键，使断键的橡胶大分子重新缝合，形成稳定的硫化网络，提高硫化胶耐热性。补强剂•本设计的要求是浅色印刷胶辊，所以不宜使用炭黑补强，而选用白炭黑二氧化硅。•白炭黑性质：白炭黑表面有羟基、硅氧烷基。羟基为硅醇基，具有醇的性质；硅氧烷基可发生失水及水解反应，与酰氯、活泼氢反应，并形成氢键。•SiO2表面会强烈吸附橡胶中促进剂、防老剂和其他有关的配合剂，产生硫化迟延现象。•在橡胶补强体系中，ZnO一般与小料一起加入，但是对于白炭黑填充的NBR体系应在后期加入，可以使压出表面光滑、降低压缩率，有改善硫化速度和改善焦烧倾向的作用，同时损失一定的撕裂强度。•加入一定量的滑石粉，降低成本。防老剂•印刷胶辊的运行过程中生热，助剂被油抽出越少越好，因而选用受阻酚-醛类防老剂2246，其对制品无污染、无毒、不着色，对热、氧、龟裂老化有极好的防护作用，不影响硫化和可塑度。•另外，防老剂2246不喷霜，挥发性极低，可提高制品的耐候性，并且可以延缓被铜污染的橡胶制品的氧化。增塑剂•增塑剂特点：与橡胶相容性好，增速效果大，挥发性小，耐寒性好，迁移性小。一般是几种增塑剂配合使用。•增塑机理：NBR中的极性基团增大大分子链段间作用力，降低链段柔顺性，加入极性增塑剂（DOP），极性部分定向排列于大分子极性部位，对大分子链段起包围隔离作用（即溶剂化作用），因而增加链段间距离，提高橡胶分子塑性，降低橡胶的Tg。•油膏类增塑剂作用：使胶料表面光滑、收缩率小、挺性大、有助于压延、压出和注压操作，减少胶料中硫磺的喷出，硫化后易脱模，但是用量过多有迟延硫化和不耐老化。由于要求制品浅色，排除棕色油膏。•因此，选用DOP和白油膏并用增塑体系。硫化体系•本配方选择半有效硫化体系。•硫化工艺：160℃/10min。•普通硫化体系（CV）：硫化胶网络大多含有多硫交联键，具有高度的主链改性，良好的初始疲劳性能，但是不耐热氧化老化，较低温度下使用。•有效硫化体系（EV）：具有较高的抗热氧老化性能，但起始动态性能差。•半有效硫化体系（SemiEV）：单硫键、双硫键，适量的多硫键并存，较好的动态性能和中等程度的耐热氧老化性能。印刷胶辊胶料配方原料份数（phr）原料份数（phr）NBR（CN含量31%-35%）100防老剂22461.5硫磺1.5白炭黑40促进剂CZ1.0白油膏20促进剂TMTD0.5DOP10ZnO5.0滑石粉20硬脂酸1.5合计201主要设备与仪器•开炼机，平板硫化机，制样机，万能电子拉力机，GK-100型硫化仪，邵氏A硬度计，阿克隆磨耗机，PushenLUV—Ⅱ型紫外老化箱以及圆盘剪切粘度计。加工工艺•混炼加料顺序：NBR硫磺氧化锌、硬脂酸、防老剂白炭黑与DOP交替加入促进剂薄通5—6次，停放一段时间后下片取样。•丁腈橡胶易于加工，但由于CAN单元会使硫磺溶解度下降，所以混炼时先加为宜。•加工工艺：胶料混炼过滤成型捆扎硫化（硫化罐，阶梯式加热）表面加工。•胶辊的表面处理工艺：配置处理液胶辊在处理液中浸泡5min漂洗热风吹干。•硫化：平板硫化仪硫化。硫化条件：160℃×10min。性能测试1、拉伸性能•国标：硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T528-1998。•测试设备：万能电子拉力机。•测试项目：拉伸强度、断裂拉伸强度、扯断伸长率、定伸应力、定应力伸长率、屈服点拉伸应力、屈服点伸长率以及扯断永久变形。•样品制备：哑铃状试样（如下表）2、硬度测试•国家标准：胶辊表观硬度的测定邵尔硬度计法HG/T2413.2-1992。•测试设备：邵氏A和邵氏D型硬度计。•硫化、精磨后少于16h不得进行测试。作为仲裁的试验，硫化后停放不得少于72h。3、耐磨性测试•国家标准：硫化橡胶耐磨性能的测定GB/T1689-1998。•测试设备：阿克隆磨耗机。•原理：将试样与砂轮在一定的倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦，测定试样一定里程的磨耗体积。•试样制备：长条状，长度为（D＋2h）×𝜋0+5mm,宽度为12.7mm±0.2mm，厚度为3.2mm±0.2mm（注：D为胶轮直径，h为试样厚度，π为圆周率）。4、耐溶剂性测定•国家标准：硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法GB/T1690-2006。•液体对硫化橡胶作用：①橡胶吸入液体；②橡胶中可溶成分的抽出；③液体与橡胶的反应。•试样制备：试样厚度在（2.0±0.2）mm，长宽多少依据所测变量的变化来定。5、老化性能测试•国家标准：硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定拉伸应力松弛试验GB/T9871-2008。•老化温度：被试材料最好在间隔至少10℃的一系列温度下进行检测。•老化箱：PushenLUV—Ⅱ型。•6、胶料硫化特性测试•国家标准：未硫化橡胶初期硫化特性的测定GB/T1233-2008。•测试项目：测初始粘度、焦烧时间、正硫化时间、硫化速度、硫化平坦期、过硫化状态等，能直观地描绘出整个硫化过程的硫化时间。评价未硫化橡胶在高温条件下能保存的时间和可加工性能•测试设备：圆盘剪切粘度计。印刷胶辊的保养在胶印工艺技术中关键是水路与墨路平衡的控制，而水墨平衡靠的是胶辊、墨辊这一关键部件。保养的方法：•1.每天生产作业完成后应认真清洗胶辊，反复洗两次；•2.清洗印刷胶辊必须使用指定的化学制剂，如工业酒精等，绝不能使用有腐蚀性溶剂；•3.节假日休息时要取下胶辊，防止受压变形；•4.对于印刷胶辊表面的保护应采取新闻纸包好，放置通风阴暗处。印刷胶辊的修补（修补工艺以BD916橡胶修补剂为例）•1.表面处理：将待修补触打毛，清洁、去污、脱脂，并晾干。•2.配胶修补，将橡胶修补剂固化剂B组倒入主剂A组的铁听内迅速搅拌均匀（A:B=1:1），然后倒到待修补处抹平•3.固化：常温固化4-6小时可以使用，48小时达到最大强度配方优化•丁腈橡胶耐石油基油类、苯等非极性溶剂的能力远优于天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等非极性橡胶，也优于极性的氯丁橡胶。但是丁腈橡胶的耐极性油和极性溶剂的能力却不好，如耐乙醇能力不如非极性橡胶，所以现在常加入PVC，进行橡塑共混。•杨兴木、李翠荣等研究了印刷胶辊用的NBR/PVC共混体系，耐酒精溶剂性能增加。