1胶辊是弹性的橡胶和刚性的金属 辊芯的复合体,在印刷、印染、涂层、纺织、叠 合、造纸、压花、制铁、挤出加工等各个行业广 泛地应用=根据胶辊使用的场合,如压力、温 度、介质等不同,对胶料的性能要求也千差万 别。洌如,印刷胶辊主要要求硬度适中,耐 油、耐溶剂性好,生热小、易清洗、表面性能好 及具有一定的吸附和传递油墨水的性能•而 且,随着印刷行业的发展,对于印刷用胶?0 除尺寸精度、表面光洁度外,对橡胶M的溶剂 能力的要求越来越高,特别是一些新型油墨 和油墨清洗剂内含能溶解绝大多数橡胶的甲 苯、天那水等溶剂,要求橡胶层应具备一定的 抗这类溶剂的能力[1,2,3],:
1.2具有代表性的胶辊品种及其功能 和主体村料[3]
1.3印刷胶辊的性能及使用要求,根据 印刷机械(走纸速度)、应用位置、印刷基材、 油墨、溶剂或稀释剂的种类不同而变化,主体 材料(橡胶)除了常见的NBR、NBR/PVC、U 外,还有 EPDM、Q、CR、NBR/Q 等^
1.4印刷油墨所用的溶剂或稀释剂由 油墨的主体村料决定,常见的品种:苯类(甲 苯、二甲苯)、酮类(丙酮、甲乙酮、丁酮),醇类 (甲醇、乙醇)、酌类(乙酸乙酯、乙酸丁酯)、汽 油、天那水(含上述某些溶剂的混合物,生产 厂家不同而变化)等。
2、配方设计
2.1硫化胶的耐溶剂性
(1) 橡胶
大多数橡胶的化学性能之一是对溶剂的 吸收。一般说来,硫化胶只要有20%左右的 体积膨胀就会引起例如硬度、强度等性能的 下降。
合成橡胶对溶剂的吸收是选择性的:这 一过程在本质上是液体-液体之间的抽取 以及在溶剂和橡胶之间有一定占空系数的一 种相加。正因为如此,橡皎分子链之间的结 合力成为耐溶剂性的一 t重要因素,即是传 统的内聚能密度和溶解度参数,
例如,对于U,与茈说其耐苯类.天那水 的能力强,不如说其在上述溶剂浸泡后的强 度保持率髙。即不会变霉.变脆、变软。同样 道理,对于其它橡胶,在配方上增加交联密 度,并提高含胶率,使其保持适当的回弹性, 有可能提高它们的抗甲苯、天那水的能力
(2) 塑料
大多数塑料(例如PE)能结晶或内聚能 密度大(如FVC),所以其耐甲苯、天那水的能 力大。通过R/P共棍,可以明显提高橡胶的 耐溶剂性。
(3) 其它配合剂
如加人即使吸收溶剂也不明显增加体积 的软木粉;加人活性填料,增加填料与橡胶界 面的粘合:选择不昜抽出的软化剂等
2.2其它物理机械性能
本研究主要针对印刷各种图画的八色皎 印机用UV油墨等加工和使用条件下的耐溶 剂胶辊的胶料。硫化胶的硬度为50 - 70范 围,耐磨性较髙,外观为浅色,表面光洁度较 高。
2.3工艺性能
(1) 硫化
用蒸汽硫化罐分段硫化、耐热、焦烧期 长、硫化起步快、平坦期长。
(2) 与金属辊芯的粘合和胶料自粘性 软化剂不宜过多,加人增粘剂,防止离
层。
(3) 包辊性
混炼出片,胶片适用于手工包铁芯工艺3 要求有适当的包辊性,即不粘辊且包辊后不 脱辊、出片无气泡。胶料粘性、软硬适中、平 整、收缩率低。
(4) 车磨性
硫化胶的硫化程度和交联密度适中c因 为久硫会引起胶屑粘附在砂轮表面,使胶辊 表面难以磨光:过硫会引起硫化胶性能下降, 撕裂强度降低明显,造成车磨时脱粒c
3、实验方法 3.1原材料 3.2基本配方
3.3混炼
母炼胶法和二阶混炼方法 3.4硫化
用硫化仪测定Tg〇作为正硫化时间^
3.5性能测试 耐溶剂性:GB/TI690 - 1992 硬度(Shore A) :GB/T531 - 1992 拉仲性能:GB/T528 - 1992 (I型试样.拉 伸速率 500mm/min)
回弹性:GB/T1681- 1991
4、结果与讨论 NBR/PVC 体系
表2是NBR/PVC硫化胶在天那水中保 持RTx48h后的体积变化率,配方参考文献
表2:
NBR/
PVC硫化胶在天那水中的体积变化率
妃方 |
NBR/PVC |
NBa/PVC/KPDM |
NBK/FVC-1IR |
.NBtt/PVC Kb |
(共浞 |
m/〇 |
80/15 |
70/30 |
73/30/20 |
?0---'30/4〇 |
73/3D/0 |
73 -30/20 |
73^30/40 |
70/30^0 |
70/30/20 |
70, 30 ^ |
体积变k:
率⑷ |
96 |
|
60 |
55 |
43 |
60 |
49 |
32 |
60 |
38 |
2 T |
4.2 软木粉对
EFDM及
EPDM/
VMQ共 硫〃胶在天那水中保持
RT x 4
Sh后的体下
R 混体系耐天那水性能的影响 变化率
表3是加人软木粉的
EPDM和
EPDM/Q
表3:软木粉对
EPDM及
EPDM/
YMQ共混体系耐天那水性能的影响
软木粉用量(phr) |
EPDM |
EPDM/WQ( 75/25) |
0 25 50 75 100 |
0 25 50 75 100 |
硫化胶体积变化率(%) |
81 47 32 28 25 |
78 49 35 32 21 |
注
:基本配方
:EPDM或
EFDM/
VMQI00、
Z^O6,
SA0.5、过氧化物3.5、助交联剂
I.5.
n蜡油
10、白炭黑50、防老剂1.0、偶联剤1.0、软木粉0~100(变量)
4.3 R/PE 蜡和 R/LDFE 体系 4.3.1不同共混比的硫化胶的耐溶剂 体积变化率
结果如图1、2、3、4所示。从图中可以看 出,随着EP蜡或LDPE的用量增加,在相同 浸泡时间下,硫化胶在天那水或甲苯中的体 积变化率逐渐降低,且达到溶胀平衡的时间 越长。相同共混比、相同溶剂、相同浸泡时间 情况下,R/LDPE共混硫化胶的体积变化率
比R/FE蜡共混硫化胶的体积变化率更'J、。
FE蜡为一种低分子量(1000- 12000)的 聚乙烯,与LDFE—样,在常温下具有h廿W 化学稳定性。PE蜡可在80-901情况下,通 过剪切作用分散于橡胶中但其分子量较 1DPE小,可能在橡胶中更易形成分散相,R 作为一种非极性的橡胶,甲苯是其良溶剂之 一,天那水(dinner)为某些油墨的稀释剂c这 些均是上述实验结果造成的原因。
4.3.2共混硫化胶的力学性能 虽然共混体系中PE蜡或LDPE越大,其 硫化胶的耐溶剂性越强,但是PE蜡,特别是 LDPE的加人,使共混硫化胶的回弹性下降,
因为一般塑料不能像橡胶一样在常温下显示 髙弹性,为了取得共混胶的耐溶剂和力学性 能的平衡,选取R/PE蜡(或LDPE)为80/20 和70/30测定其力学性能,结果如表4所示。
表4:
R/
PE蜡和
R/
LDPE共混硫化晈的力学性能
共混体系 |
R/PE 蜡 |
H/LDPE |
80/20 |
70/30 |
80/20 |
70/30 |
常态力学性能 |
|
|
|
|
硬度(邵氏A) |
52 |
55 |
57 |
61 |
拉伸强度(MPa) |
6.42 |
5.91 |
6.86 |
5.94 |
扯断伸长率(%) |
545 |
530 |
505 |
500 |
300%定伸应力(MPa) |
2.47 |
2.58 |
2.06 |
2.25 |
扯断永久变形(%) |
21 |
16 |
14 |
11 |
回弹性(%) |
27 |
25 |
22 |
20 |
浸泡天那水后(RTx48h)的性能 |
|
|
|
|
拉伸强度保持率(%) |
82 |
85 |
89 |
92 |
扯断伸长率保持率(%) |
93 |
92 |
91 |
93 |
硬度变化值 |
-10 |
-8 |
-7 |
-6 |
浸泡甲苯后(RTx48h)的性能 |
|
|
|
|
拉伴强度保持率(%) |
75 |
73 |
77 |
78 |
扯断伸长率保持率(%) |
80 |
83 |
79 |
85 |
硬度变化值 |
-14 |
-12 |
-9 |
—8 |
从表4中可看出,其混比为80/20和 70/30的共混硫化胶的各项力学性能差别不 大,而与
R/
PE蜡共混硫化胶相比,
R/LDPE 共混硫化胶在天那水或甲苯浸泡后的拉伸强 度和伸长率保持率较大、硬度降低较小,这与 前述硫化胶浸泡后的体积变化是相对应的。
5、结论
(1) 随着
PE蜡或
LDPE的用量增加, 在相同浸泡时间下,共混硫化胶在天那水或 甲苯中的体积变化率逐渐降低,且达到溶胀 平衡的时间越长;
(2) 在共混比、溶剂、浸泡时间相同情 况下,
R/
LDPE共混硫化体积变化率比
R/PE 蜡共棍硫化胶更小
(3) 共混比为
S0/20和70/30的
R/FE
蜡和
R/
LDPE硫化胶一般力学性差别不大;
6、 结束语
印刷辊根据不同的印刷机型、使用部位、 印刷品及抽墨而有不同的性能要求。本文只 是根据使用油墨。