[发明专利]用于硬质橡胶充电辊的外层保护水性导电涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种用于硬质橡胶充电辊的外层保护水性导电涂料。

背景技术

充电辊是激光打印机的一个易耗件，因打印机使用过程中，充电辊和感光鼓不断接触磨擦和充放电，长时间会引起充电辊表面的老化及磨损，从而导致打印时出现底灰和感光鼓击穿，严重影响打印质量和打印机硒鼓寿命，因此，会在充电辊表面设置保护性导电涂层。

现有的充电辊表面的导电保护涂层采用的导电涂料有油性体系涂料和水性体系涂料。其中油性体系涂料以有机物作为主要溶剂，其存在毒性大、对环境污染、且电性能不稳定等不足；水性体系涂料采用金属系导电料、导电碳黑或导电石墨作为导电剂，但金属系导电料相对价格较高，且有些金属系导电料易氧化，而加入导电碳黑或导电石墨的涂料的导电性能难于控制，另外导电碳黑或导电石墨添加量较大易污染硒鼓，导致现有的水性体系涂料制成的导电保护涂层存在化学稳定性较差、有污染和导电稳定性不足的缺陷。

硬质橡胶充电辊与套管类充电辊软辊比较，其不会有套管的移位，能较好适应高速打印，导电均匀，不会产生针孔放电击穿感光鼓。但是其尺寸要求较高，加工难度相比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中油性体系涂料存在毒性大、对环境污染、且电性能不稳定的缺陷，以及水性体系涂料存在化学稳定性较差、有污染和导电稳定性不足的缺陷，提供一种化学稳定性好、无污染、导电性稳定且可控性好的用于硬质橡胶充电辊的外层保护水性导电涂料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于硬质橡胶充电辊的外层保护水性导电涂料，由以下重量份数的原料制成：水性聚氨酯树脂乳液58-65、去离子水8-25、低分子量醇5-20、pH值调节剂0.01、水性助剂0.65-2.8、电荷调整剂1-2、乙炔黑1-2、硅烷偶联剂1-1.5。

所述水性聚氨酯树脂乳液为硅树脂改性的水性聚氨酯乳液或氟树脂改性的水性聚氨酯乳液。

所述低份子量醇为乙醇和丙二醇任意比例的混和物。

所述pH值调节剂为溶于水的胺类溶剂。

所述水性助剂包括分散剂、消泡剂和流平剂，其中分散剂的重量份数为0.5-1、所述消泡剂的重量份数为0.05-0.3、流平剂的重量份数分别为0.1-1.5。

所述分散剂为磷酸酯类分散剂、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或聚羧酸钠盐分散剂。

所述消泡剂为矿物油类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种。所述消泡剂优选硅氧烷。

所述流平剂为丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂或氟碳化合物类流平剂。

所述流平剂优选有机硅类流平剂。

所述电荷调整剂为季胺盐类的化合物。

本发明以水性聚氨酯乳液作为基体树脂，加入乙炔黑和电荷调整剂作为导电剂，同时加入低分子量醇、水性体系助剂、硅烷偶联剂和去离子水按一定比例混合均匀，经机械搅拌、砂磨、过滤等制得本发明涂料。

本发明的水性导电涂料采用去离子水为溶剂而不采用有机溶剂，制备和使用过程中，不会有挥发的有机溶剂，不会对环境造成污染，是一种环境友好型的涂料。本发明的水性导电涂料对硬质橡胶充电辊有很好的附着力，制成的涂料在充电辊上涂覆干燥后的涂膜耐磨、抗沾污性强和致密性很好，打印测试寿命很长，不会污染感光鼓，在性能上满足了激光打印机对硬质橡胶充电辊(PCR)的要求。

本发明可以通过调节导电剂乙炔黑和电荷调整剂的添加量来满足涂料导电性的要求。

低分子量醇与去离子水混溶形成混合水性涂料溶剂，但低分子量醇喷涂后风干速率比水慢，因此采用低分子量醇与去离子水混溶作为混合溶剂相应降低了风干速率，可以使喷涂的涂膜保持稳定从而达到良好的涂层效果。

采用pH值调节剂作用是调节涂液整体的酸碱平衡，使涂液保持中性，pH值调节剂与溶剂配合在一起，有利于涂膜固化效果和涂层性能效果。

硅烷偶联剂作用有两点：1.喷涂前让涂料各组份不离散保持良好互溶，保持均衡状态2.喷涂并固化后则可使各组份间结合紧密，保持良好物性。

去离子水、低分子量醇、pH调节剂和水性助剂协同作用，让喷涂前的涂料具有合适的粘度和良好的互溶特性，有利于喷涂作业，喷涂后流平充分，使涂膜效果良好无缺陷，涂层干燥固化后让涂层获得高致密性、高耐磨性，并保持其良好、稳定的导电性能。

具体实施方式

实施例1

一种用于硬质橡胶充电辊的外层保护水性导电涂料，由以下重量份数的原料制成：