本技術(shù)涉及電梯曳引鋼帶領(lǐng)域，尤其是涉及一種電梯曳引用齒形鋼帶及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、電梯曳引系統(tǒng)作為電梯運(yùn)行的核心部分，其曳引鋼帶的性能直接影響到電梯的整體運(yùn)行效果。曳引鋼帶作為連接轎廂與對重裝置的關(guān)鍵部件，不僅承載著轎廂、對重裝置及額定載重的重量總和，還需具備足夠的強(qiáng)度和耐磨性，以確保電梯的平穩(wěn)運(yùn)行和長期安全。

2、如專利號為cn203977213u的專利記載，傳統(tǒng)曳引鋼帶采用內(nèi)部多組承重鋼絲與外包覆聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)充分利用了鋼絲的高承載能力和聚氨酯材料的良好柔韌性、耐腐蝕性，使得曳引鋼帶在保持足夠強(qiáng)度的同時，也具有一定的減震和緩沖效果。然而，隨著電梯技術(shù)的不斷進(jìn)步和高層建筑對電梯性能要求的日益提高，傳統(tǒng)曳引鋼帶在材料性能上的局限性逐漸顯現(xiàn)。

3、具體而言，聚氨酯材料雖然在一定程度上滿足了曳引鋼帶的耐腐蝕性需求，但在耐磨性和防水性方面卻存在明顯不足。在電梯長期運(yùn)行過程中，曳引鋼帶與曳引輪之間的摩擦?xí)?dǎo)致聚氨酯材料表面逐漸磨損，降低曳引效率，甚至引發(fā)打滑現(xiàn)象，影響電梯運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。此外，聚氨酯材料作為極性材料致使其防水性能較差，一旦遇到潮濕或浸水環(huán)境，水分容易滲透至材料內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部承重鋼絲受到腐蝕。這種腐蝕不僅削弱了鋼帶的承載能力，還可能引發(fā)鋼帶斷裂等嚴(yán)重安全事故，對電梯運(yùn)行安全構(gòu)成威脅。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為提高曳引鋼帶的耐磨性能與防水性能，本技術(shù)提供了一種電梯曳引用齒形鋼帶及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種電梯曳引用齒形鋼帶，其包括承重體和包覆所述承重體的聚氨酯包覆體；

3、以質(zhì)量份計，所述聚氨酯包覆體包括：

4、熱塑性聚氨酯100份、片狀金屬/粘土復(fù)合填料10～25份、界面改性劑0.5～2份；所述片狀金屬/粘土復(fù)合填料包括片狀粘土填料和至少一層包覆于片狀粘土填料表面的金屬氧化物層；所述片狀金屬/粘土復(fù)合填料制備方法包括：使有機(jī)配體與金屬離子在片狀粘土填料表面沉積得到金屬有機(jī)框架；煅燒金屬有機(jī)框架得到金屬氧化物層。

5、優(yōu)選的，所述承重體包含至少一組具有高抗拉強(qiáng)度的線狀材料，該線狀材料優(yōu)選為金屬絲、聚合物纖維或其復(fù)合材料；更優(yōu)選為鋼絲。

6、在本技術(shù)的一些實施例中，片狀粘土填料可具有多層相同或不相同的金屬氧化物層；所述金屬氧化物層包含至少一種金屬氧化物，即該金屬氧化物層可由多種金屬氧化物復(fù)合摻雜得到。

7、優(yōu)選的，所述聚氨酯包覆體通過擠出包覆機(jī)施加于承重體表面。

8、優(yōu)選的，所述片狀金屬/粘土復(fù)合填料的平均直徑為5～50微米，厚度為1～100nm。

9、本技術(shù)采用的片狀金屬/粘土復(fù)合填料，其基材為片狀結(jié)構(gòu)的粘土填料，這種高表面積的粘土片層能夠顯著阻隔氣液分子的滲透，增加擴(kuò)散阻力，減小空氣中水分滲入對內(nèi)部鋼絲造成的腐蝕現(xiàn)象。進(jìn)一步的，片狀粘土填料表面包覆的金屬氧化物層，其能夠顯著補(bǔ)償粘土填料在耐磨性、強(qiáng)度上的劣勢，對聚氨酯體起到良好的增強(qiáng)增韌和提高耐磨性的效果。

10、此外，本技術(shù)采用金屬有機(jī)配體自組裝得到金屬有機(jī)框架，經(jīng)過煅燒制得金屬氧化物層。該方法相較于常規(guī)溶膠凝膠法等沉積工藝具有更為突出的可控性，在煅燒時不易收縮開裂，可形成更為均勻致密的金屬氧化物層。

11、優(yōu)選的，所述金屬氧化物選自氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化鉻中的一種或幾種。

12、優(yōu)選的，所述片狀粘土填料選自云母、蒙脫石、高嶺石、水滑石中的一種或幾種。

13、優(yōu)選的，所述片狀金屬/粘土復(fù)合填料的制備方法包括：

14、將片狀粘土填料分散于溶劑中，在攪拌條件下，加入羧甲基殼聚糖溶液，制得分散溶液；

15、向分散溶液中加入金屬鹽化合物，攪拌分散，再加入有機(jī)配體，攪拌反應(yīng)，在片狀粘土表面得到金屬有機(jī)框架，過濾分離出沉淀物，將沉淀物烘干，煅燒，得到片狀金屬/粘土復(fù)合填料。

16、優(yōu)選的，所述羧甲基殼聚糖與片狀粘土填料的質(zhì)量比為2～6：100。

17、優(yōu)選的，所述羧甲基殼聚糖溶液的濃度為5～10wt%。

18、優(yōu)選的，所述羧甲基殼聚糖的脫乙酰度大于70%，更優(yōu)選為80～95%。

19、優(yōu)選的，所述金屬鹽化合物與片狀粘土填料的質(zhì)量比為5～15:100。

20、優(yōu)選的，所述羧甲基殼聚糖的取代度為0.6～1.3。

21、在金屬有機(jī)框架的制備工藝中，本技術(shù)預(yù)先將羧甲基殼聚糖負(fù)載于片狀粘土填料表面，利用其含有的豐富羧基與氨基的絡(luò)合作用和極性誘導(dǎo)作用，吸附金屬離子形成均勻的活性位點(diǎn)，然后再與有機(jī)配體配位組裝。相較于直接將有機(jī)配體和金屬離子進(jìn)行自組裝，該方法可得到更為均勻致密的金屬有機(jī)框架，進(jìn)而得到更為均勻致密的金屬氧化物層，有助于提高聚氨酯體的防水抗?jié)B與耐磨性能。

22、優(yōu)選的，所述界面改性劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

23、優(yōu)選的，所述界面改性劑由包含如下單體的原料經(jīng)自由基共聚得到：不飽和羧酸、具有含氮雜環(huán)的乙烯基化合物、乙二醇二丙烯酸酯，所述不飽和羧酸、具有含氮雜環(huán)的乙烯基化合物、乙二醇二丙烯酸酯的摩爾比為8～13：10：1～5

24、優(yōu)選的，所述具有含氮雜環(huán)的乙烯基化合物包括乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮中的一種或幾種。

25、優(yōu)選的，所述不飽和羧酸選自丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸中的一種或幾種。

26、優(yōu)選的，所述自由基共聚在引發(fā)劑作用下進(jìn)行，所述引發(fā)劑選自過氧硫化鈉、過硫酸鉀、過氧化苯二甲酰、偶氮二異丁腈中的一種或幾種。

27、本技術(shù)的界面改性劑，其主要作用在于改善片狀金屬/粘土復(fù)合填料與聚氨酯基材的相容性，同時增強(qiáng)填料與樹脂基材的連接強(qiáng)度。需要說明的是，硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等界面改性劑固然具有良好的偶聯(lián)作用，但其因分子鏈中含有的大量硅羥基，在形成界面層時交聯(lián)密度較高，使得界面層過于脆硬，對應(yīng)力的吸收和分散較差，導(dǎo)致偶聯(lián)界面容易脆裂，不利于提高聚氨酯包覆體的韌性、耐磨性和長效防水性能。

28、為此，本技術(shù)采用了由不飽和羧酸、具有含氮雜環(huán)的乙烯基化合物、乙二醇二丙烯酸酯經(jīng)自由基共聚得到的界面改性劑，該助劑可在實現(xiàn)相容性、增強(qiáng)界面作用的同時，保障界面層的柔韌性。具體而言，該助劑的原料單體中，不飽和羧酸為其提供羧酸基團(tuán)，可與聚氨酯樹脂的胺基等活性基團(tuán)形成化學(xué)鍵合；具有含氮雜環(huán)的乙烯基化合物則能夠提供具有絡(luò)合作用的含氮雜環(huán)，從而與片狀金屬/粘土復(fù)合填料鍵合，將填料牢固地錨定于聚合物中。通過該方式形成的界面層相較于硅烷偶聯(lián)劑具有更為優(yōu)異的柔韌性，在應(yīng)力作用下不易脆裂。

29、進(jìn)一步的，該助劑還通過采用乙二醇二丙烯酸酯，通過其擴(kuò)鏈作用形成柔順性突出的長鏈結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)界面層的柔韌性，以保障聚氨酯包覆體的韌性和耐磨性。

30、第二方面，本技術(shù)提供一種用于制備上述任一所述電梯曳引用齒形鋼帶的制備方法，包括：

31、將界面改性劑與片狀狀金屬/粘土復(fù)合填料混合，攪拌均勻，加入熱塑性聚氨酯，混合均勻后熔融得到熔融流體，將熔融流體擠出包覆于承重體表面，經(jīng)過模具使包覆層成型，得到具有預(yù)期結(jié)構(gòu)的齒形鋼帶。

32、優(yōu)選的，所述片狀金屬/粘土復(fù)合填料在與界面改性劑混合前，可預(yù)先浸泡于鹽酸、硫酸等酸性溶液中，以增加其表面可絡(luò)合金屬離子含量。

33、在擠出包覆工藝中，模具與擠出模頭類似，其能夠使擠出包覆后仍具有塑性的聚氨酯包覆體形成齒形導(dǎo)向槽。齒形導(dǎo)向槽為任意兩根承重體表面的聚氨酯包覆體之間在磨具作用下形成的導(dǎo)向槽，其截面形狀優(yōu)選為三角形、半圓形、弧形等，具體可參考cn102304863a的記載。

34、綜上所述，本技術(shù)具有如下有益效果：

35、1、本技術(shù)的片狀金屬/粘土復(fù)合填料既可利用片狀粘土材料的屏蔽阻隔作用，可提高聚氨酯包覆體的防水抗?jié)B性，又具有金屬氧化物的耐磨性和增韌增強(qiáng)效果，以滿足曳引鋼帶的使用要求。

36、2、本技術(shù)通過自由基共聚制備得到具有羧基、含氮雜環(huán)和柔順分子鏈的界面改性劑，可在實現(xiàn)改善填料與樹脂基材相容性、界面結(jié)合強(qiáng)度的同時，提高界面層的柔韌性，以抑制界面層脆裂對聚氨酯包覆體強(qiáng)度、韌性和耐磨性能的破壞。