[发明专利]制备无构造线的硅酮覆盖辊筒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备没有构造线的组合式非铸造硅酮辊筒的方法。

背景技术

聚合物覆面的辊筒在工业上已长期使用。聚合物覆面降低了噪音，赋予耐化学腐蚀性，缓冲辊筒和其接触的表面之间的接触。许多聚合物已经用于这种“覆面辊筒(faced roller)”，尤其包括聚氨酯。

硅酮(silicone)是一种已经用于制造覆面辊筒的特殊类型的聚合物。具有很宽硬度范围的硅酮都可以得到，范围从很软的弹性体到刚性材料。而且，硅酮橡胶(silicone rubber)具有的物理特性和化学特性使其特别适合于某些辊筒应用。例如，硅酮非常耐化学腐蚀并且也是高耐热应力的，比许多普遍使用的聚合物覆层，如那些聚氨酯，具有更高的工作温度。而且，硅酮趋于具有较高的剥离性，多年来以薄层形式(涂层)作为压力敏感胶黏剂的脱模涂层使用。因此，硅酮在覆面辊筒市场找到了用武之地。

尽管小直径的辊筒可以用常规的热塑性或热固性技术，如浇模或注塑覆盖，但是对于大直径辊筒或长辊筒及类似产品，就不能采用这样的方法制造。而是，这样的辊筒以复合结构制造，例如在辊筒的外围螺旋卷绕可固化硅酮橡胶，或在辊筒的整个外围用连续薄层卷绕可固化硅酮橡胶。这些技术示于图1和图2，其中图1显示了对金属芯或“主体”1螺旋卷绕挤出硅酮橡胶条带2，而其中图2显示了同心卷绕。其他形式的卷绕也是可能的。

辊筒主体(1)通常是金属，尽管其也可以由其他材料制成，如热塑性或热固性聚合物、木材、陶瓷等。考虑到成本、耐久性和物理性能，如模量、抗变形性等因素，通常使用金属如铝或钢。

一般要对主体或其他基体进行处理，以促进硅酮粘附至主体。例如，可以对金属主体表面进行滚花或其他机械加工，也可以开槽，有时槽在辊筒表面处比进一步朝向辊筒轴线或中心处更窄(“地切(undercut)”)，或者可以进行喷丸处理，如喷砂处理。由于主体表面可能被搞花，或在施加不透明或半透明的硅酮后被完全模糊，将主体表面加工得赏心悦目是不必要的。这是通常的做法：用加了填料和颜料的硅酮橡胶为辊筒覆面，从而遮盖粗糙的表面。颜料也可以带来美感或漂亮的色彩。避免对主体进行精加工或修饰是在不损失粘合性的前提下，考虑了加工的经济性，为了粘合性要使用表面处理。用可固化硅酮橡胶对主体覆面后，要对复合体进行加热或其他处理以固化硅酮橡胶。这可以通过本领域熟知的许多方法实现。例如，表面可以通过合适的模具或压力气囊置于适度的压力下，在升高的温度下固化。固化后，对完整的硅胶覆面进行加工(machine)，以生成转动均匀和具有所需平整度的表面。也经常对未固化的组合辊筒用聚合物织物紧紧包裹，然后加热或“热压处理(autoclaved)”。由于热膨胀而造成的直径增加足以使硅酮橡胶层置于聚合物织物的压力之下，促使固结。硅酮橡胶在相邻条带或邻接层处融合或固结，产生完整的硅酮橡胶覆面。

在这样的应用中使用的硅酮橡胶一般是加颜料和/或填料的。颜料可以用来产生悦目的颜色和遮盖主体表面，而用便宜的填料代替相对较贵的硅酮橡胶可以降低覆面(facing)的成本，还增加覆面的耐磨损性。但是发现，含有颜料和填料的硅酮辊筒覆面于固化/固结前在硅酮橡胶边缘处呈现所谓的“构造线(build line)”。这些构造线因其所在的未固化硅酮覆面边缘附近的高度或颜色不同，经常可以用肉眼观察到。即使经过加工，潜在的构造线也会在一定的时候显露出来，尤其是在采用溶剂的环境中使用辊筒的时候。在这样的条件下，硅酮有溶胀的趋势，而且这种溶胀在表面上是不均匀的。而且，在构造线位置3(图1和图2)的溶胀不同于辊筒其余部分4的溶胀。因此辊筒的这些部分会在构造线位置处对在辊筒下运动的基体施加不同的压力。用这样的辊筒加工产品，这种压力的差异可以通过产品表面的升高或降低表露出来。

期望用卷绕技术制造一种不呈现构造线的硅酮覆面辊筒。

发明内容

本申请人惊奇而出人意料地发现，可以通过选择颜料和填料来防止在卷绕的、硅酮覆面的辊筒中的构造线，使得颜料和填料的颗粒尺寸和各向异性都很小，因而不会在挤出的硅酮橡胶“带(ribbons)”或薄片的边缘处造成明显的颗粒定向。因此，采用含有非不同取向的颜料/填料的硅酮橡胶防止了构造线。

本发明涉及制备无构造线的含颜料/填料的硅酮覆面辊筒的方法，包括：

将挤出的、含颜料/填料的加成可固化硅酮橡胶条带卷绕在基体上，使得相邻条带的边缘邻接接触，固化可固化硅酮橡胶以在基体上产生整体的固化硅酮橡胶层，随后对覆面辊筒的暴露的硅酮表面进行加工；