高速電梯電纜用耐磨高比重pvc/tpu復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電梯電纜用復(fù)合材料及其制備方法，尤其設(shè)及一種環(huán)保型高速電 梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子復(fù)合材料及加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)、城市化快速推進(jìn)、人民生活水平提高、人口老齡化等 因素的推動(dòng)，我國(guó)電梯行業(yè)也呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。電梯補(bǔ)償鏈(也叫電梯平衡鏈)是電梯電纜 中的一個(gè)分支產(chǎn)品，用于高、中速電梯運(yùn)行過(guò)程中的安全保護(hù)，大多使用金屬鏈條作為高速 電梯電纜的平衡鏈條，然而由于鐵鏈具有靜音效果不好、防震動(dòng)差、耐腐蝕效果差等缺點(diǎn)， 越來(lái)越多的電梯廠(chǎng)家希望能夠改進(jìn)高速電梯電纜的平衡鏈條。針對(duì)上述技術(shù)缺陷，已有研 發(fā)人員研發(fā)出一種電梯補(bǔ)償鏈，其由金屬鏈條、包裹層、護(hù)套層等組成，例如現(xiàn)有技術(shù)中公 開(kāi)有一種電梯平衡補(bǔ)償鏈，包括金屬鏈條、包裹于金屬鏈條外的包裹層、設(shè)于包裹層外部的 外護(hù)套W及設(shè)于外護(hù)套外部的纖維層。其中，護(hù)套層對(duì)電梯補(bǔ)償鏈的性能起到重要作用，能 夠起到防止平衡補(bǔ)償鏈老化、抵抗油污的侵蝕、隔絕空氣等作用。因此研制出性能優(yōu)異的護(hù) 套層對(duì)提高電梯補(bǔ)償鏈的使用壽命至關(guān)重要。當(dāng)前使用的電梯電纜用護(hù)套層材料大多是W PVC為基體樹(shù)脂結(jié)合其他樹(shù)脂或填料制備形成的復(fù)合物，但運(yùn)種單純WPVC為基體樹(shù)脂的復(fù) 合材料的耐磨性、耐腐蝕性、耐寒耐油性等均達(dá)不到理想的效果，使得電梯在使用周期中需 要經(jīng)常性的更換電梯補(bǔ)償鏈，因此電梯廠(chǎng)家希望有一種高耐磨高比重的高速電梯電纜用材 料來(lái)取代當(dāng)前使用的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種高速電梯電纜用耐磨高 比重PVC/TPU復(fù)合材料及其制備方法，由該制備方法制備所得的復(fù)合材料結(jié)合了PVC和TPU 的綜合優(yōu)異性能，比重高且耐磨、耐腐蝕、耐寒、耐油性高。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0005] 本發(fā)明提供了一種高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料，該復(fù)合材料由 作為第一組份的PVC母粒和作為第二組份的改性TPU樹(shù)脂按照重量比為1:1~1: 2.3混合造 粒制備而成;其中作為第一組份的PVC母粒由包括下述按重量份計(jì)的各組份擠出造粒制備 而成:聚氯乙締樹(shù)脂100份、增塑劑60~80份、巧鋒復(fù)合穩(wěn)定劑3~6份、潤(rùn)滑劑5~10份、無(wú)機(jī) 填料400~600份和抗氧劑3~7份。其中所述增塑劑由聚醋增塑劑和超耐寒固體增塑劑按重 量比為3.5~15:1混合形成，所述聚醋增塑劑為己二酸類(lèi)聚醋增塑劑，該己二酸類(lèi)聚醋增塑 劑為低粘度聚醋增塑劑W-1550和中粘度聚醋增塑劑W-2550中的至少一種，且超耐寒固體增 塑劑為乙締 Ξ元共聚物類(lèi)PVC固體增塑劑，且乙締 Ξ元共聚物類(lèi)PVC固體增塑劑為HP441、 HP66UHP4051、增塑劑742和增塑劑741中的至少一種，超耐寒固體增塑劑的加入能夠保證 該復(fù)合材料的耐寒性及大截面電纜擠出的光滑性，低粘度聚醋增塑劑W-1550的加入則保證 了第一組份PVC母粒的耐油性;其中所述無(wú)機(jī)填料為硫酸領(lǐng)粉末、石粉、滑石粉、鐵粉、鋒粉 和鋼粉中的至少一種；其中聚氯乙締樹(shù)脂的聚合度為800~3000;巧鋒復(fù)合穩(wěn)定劑為 RUP151NB和RUP144中的一種；潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸巧、硬脂酸領(lǐng)、聚乙締蠟、半精煉石 蠟、丙締酸醋共聚物ACR401、a-甲基苯乙締低聚物M-80樹(shù)脂、氧化聚乙締蠟AC-316A中的至 少Ξ種;抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑化TP和抗氧劑DSTP中的至少一種。
[0006] 該復(fù)合材料中作為第二組份的改性TPU樹(shù)脂是將熱塑性聚氨醋彈性體橡膠加入改 性劑的無(wú)水乙醇溶液中混合均勻并浸泡后經(jīng)由抽真空干燥得到的，其中熱塑性聚氨醋彈性 體橡膠與改性劑的無(wú)水乙醇溶液的重量比為1:5~8,且所述改性劑的無(wú)水乙醇溶液是由娃 燒偶聯(lián)劑和鐵酸醋偶聯(lián)劑中的一種和無(wú)水乙醇按照重量比為1:1~1.2混合形成的。
[0007] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料的制備方 法，該制備方法包括下述步驟：
[0008] (1)第一組份PVC母粒的制備:按照配方用量稱(chēng)取聚氯乙締樹(shù)脂、增塑劑和巧鋒復(fù) 合穩(wěn)定劑并加入到高速混合機(jī)中邊攬拌混合邊升溫至70~80°C，然后加入配方用量的潤(rùn)滑 劑、抗氧劑和無(wú)機(jī)填料繼續(xù)邊攬拌混合邊升溫至110~120°C后繼續(xù)攬拌混合5~6分鐘后出 料，將所出料投入至雙密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，再通過(guò)雙錐混煉機(jī)進(jìn)入雙階螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混 煉擠出造粒，得到第一組份PVC母粒;其中雙錐混煉機(jī)的機(jī)身各段溫度依次為：120°C~130 °C、130 °C ~140 °C、140 °C ~150 °C、150 °C ~160 °C、160 °C ~165 °C、165 °C ~175 °C ;機(jī)頭溫度 為175°C~180°C ;且主機(jī)轉(zhuǎn)速為30~35轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速為40~45轉(zhuǎn)/分；
[0009] (2)第二組份改性TPU樹(shù)脂的制備:將硅烷偶聯(lián)劑和鐵酸醋偶聯(lián)劑中的一種和無(wú)水 乙醇按照重量比為1:1~1.2混合并攬拌均勻形成改性劑的無(wú)水乙醇溶液，然后將熱塑性聚 氨醋彈性體橡膠加入上述改性劑的無(wú)水乙醇溶液中混合均勻并浸泡20~30min后，經(jīng)由抽 真空干燥得到第二組份改性TPU樹(shù)脂，其中熱塑性聚氨醋彈性體橡膠與改性劑的無(wú)水乙醇 溶液的重量比為1:5~8;對(duì)該熱塑性聚氨醋彈性體橡膠(TPU)進(jìn)行如上處理操作，能夠使 TPU達(dá)到良好的疏水效果，保證了復(fù)合材料良好的耐水解性和絕緣性；
[0010] (3)高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料的制備:將步驟（1)中所得的第 一組份PVC母粒和步驟(2)中所得的第二組份改性TPU樹(shù)脂按配比投入混煉機(jī)中進(jìn)行擠出造 粒，其中機(jī)身溫度為11 〇°C~170°C，機(jī)頭溫度為130°C~140°C ;且主機(jī)轉(zhuǎn)速為40~45轉(zhuǎn)/分， 喂料轉(zhuǎn)速為55~60轉(zhuǎn)/分。
[0011] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用上述高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料制備 而成的電梯補(bǔ)償鏈的護(hù)套層。
[0012] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所述的 復(fù)合材料結(jié)合了 PVC和TPU的優(yōu)異性能，尤其是TPU的高機(jī)械性能能夠保證該復(fù)合材料制備 而成的電梯電纜在多次來(lái)回高速運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生斷裂;此外該復(fù)合材料具有良好的大截面 擠出性能，其擠出表面光滑無(wú)顆粒，并具有良好的耐磨耐寒耐腐蝕性，能夠在戶(hù)外的惡劣環(huán) 境中長(zhǎng)期運(yùn)行而不出現(xiàn)故障，其高比重高耐磨性使其制成的電纜即可高速運(yùn)行又可充當(dāng)電 梯平衡鏈用，而且具有良好的靜音防震動(dòng)效果;此外本發(fā)明所述工藝采用先將PVC制備形成 母粒，再與經(jīng)偶聯(lián)劑改性的TP的昆合擠出造粒，能夠充分保證混合材料的分散性和均勻性的 要求。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下述具體實(shí)施例中采用 的聚氯乙締(PVC)樹(shù)脂均為粉狀；下述低粘度聚醋增塑劑W-1550和中粘度聚醋增塑劑W- 2550均為日本DIC公司產(chǎn)品，具體參數(shù)可參照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū);下述超耐寒固體增塑劑中所使用 的乙締 Ξ元共聚物類(lèi)PVC固體增塑劑中HP441、HP661、HP4051、增塑劑742和增塑劑741均為 美國(guó)杜邦公司產(chǎn)品，具體參數(shù)可參照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)；下述巧鋒復(fù)合穩(wěn)定劑RUP151NB和RUP144 均為市售產(chǎn)品，具體參數(shù)可參照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)；下述潤(rùn)滑劑、無(wú)機(jī)填料和抗氧劑均為市售產(chǎn) 品，具體參數(shù)可參照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū);下述熱塑性聚氨醋彈性體橡膠采用本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的TPU 樹(shù)脂即可，本發(fā)明中不再寶述。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料A及其制備方法，該復(fù)合材料A中所 用原料如下所述：
[0016] 聚氯乙締(PVC)樹(shù)脂:聚合度為800的樹(shù)脂粉(PVC-800)和聚合度為2000的PVC樹(shù)脂 粉(SH-200)按重量比2:1組合形成的混合物；
[0017] 增塑劑:聚醋增塑劑和超耐寒固體增塑劑按重量比11:3組成的混合物，超耐寒固 體增塑劑為HP441和HP661按照重量比為1:1混合形成的混合物；
[001引巧鋒復(fù)合穩(wěn)定劑:RUP151NB;
[0019]潤(rùn)滑劑:硬脂酸、硬脂酸巧、聚乙締蠟和半精煉石蠟按重量比1:2:1.2:1.5組成的 混合物；
[0020] 無(wú)機(jī)填料:硫酸領(lǐng)、石粉與鋒粉按重量比3:1:2組成的混合物；
[0021] 抗氧劑:抗氧劑1010;
[0022] 改性劑:硅烷偶聯(lián)劑，可采用本領(lǐng)域常規(guī)的硅烷偶聯(lián)劑。
[0023] 所述的制備方法具體如下：（1)根據(jù)表1的配方，稱(chēng)取PVC樹(shù)脂、增塑劑和巧鋒復(fù)合 穩(wěn)定劑并加入到高速混合機(jī)中邊攬拌混合邊升溫至70~80°C，然后加入配方用量的潤(rùn)滑 劑、抗氧劑和無(wú)機(jī)填料繼續(xù)邊攬拌混合邊升溫至110~120°C后繼續(xù)攬拌混合5~6分鐘后出 料，將所出料投入至雙密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，再通過(guò)雙錐混煉機(jī)進(jìn)入雙階螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混 煉擠出造粒，得到第一組份PVC母粒;其中雙錐混煉機(jī)的機(jī)身各段溫度依次為：120°C~130 °C、130 °C ~140 °C、140 °C ~150 °C、150 °C ~160 °C、160 °C ~165 °C、165 °C ~175 °C ;機(jī)頭溫度 為175°C~180°C;且主機(jī)轉(zhuǎn)速為30~35轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速為40~45轉(zhuǎn)/分；（2)第二組份改性 TPU樹(shù)脂的制備:將改性劑和無(wú)水乙醇按照重量比為1:1~1.2混合并攬拌均勻形成改性劑 的無(wú)水乙醇溶液，然后將熱塑性聚氨醋彈性體橡膠加入上述改性劑的無(wú)水乙醇溶液中混合 均勻并浸泡20~30min后，經(jīng)由抽真空干燥得到第二組份改性TPU樹(shù)脂，其中熱塑性聚氨醋 彈性體橡膠與改性劑的無(wú)水乙醇溶液的重量比為1:5~8; (3)高速電梯電纜用耐磨高比重 PVC/TPU復(fù)合材料的制備:將步驟(1)中所得的第一組份PVC母粒和步驟(2)中所得的第二組 份改性TPU樹(shù)脂按配比投入混煉機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中機(jī)身溫度為11(TC~170°C，機(jī)頭溫 度為130°C~140°C;且主機(jī)轉(zhuǎn)速為40~45轉(zhuǎn)/分，喂料轉(zhuǎn)速為55~60轉(zhuǎn)/分。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 高速電梯電纜用耐磨高比重PVC/TPU復(fù)合材料B及其制備方法，該復(fù)合材