高速电梯电缆用耐磨高比重pvc/tpu复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电梯电缆用复合材料及其制备方法，尤其设及一种环保型高速电 梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料及加工领域。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济持续快速增长、城市化快速推进、人民生活水平提高、人口老龄化等 因素的推动，我国电梯行业也呈快速发展态势。电梯补偿链(也叫电梯平衡链)是电梯电缆 中的一个分支产品，用于高、中速电梯运行过程中的安全保护，大多使用金属链条作为高速 电梯电缆的平衡链条，然而由于铁链具有静音效果不好、防震动差、耐腐蚀效果差等缺点， 越来越多的电梯厂家希望能够改进高速电梯电缆的平衡链条。针对上述技术缺陷，已有研 发人员研发出一种电梯补偿链，其由金属链条、包裹层、护套层等组成，例如现有技术中公 开有一种电梯平衡补偿链，包括金属链条、包裹于金属链条外的包裹层、设于包裹层外部的 外护套W及设于外护套外部的纤维层。其中，护套层对电梯补偿链的性能起到重要作用，能 够起到防止平衡补偿链老化、抵抗油污的侵蚀、隔绝空气等作用。因此研制出性能优异的护 套层对提高电梯补偿链的使用寿命至关重要。当前使用的电梯电缆用护套层材料大多是W PVC为基体树脂结合其他树脂或填料制备形成的复合物，但运种单纯WPVC为基体树脂的复 合材料的耐磨性、耐腐蚀性、耐寒耐油性等均达不到理想的效果，使得电梯在使用周期中需 要经常性的更换电梯补偿链，因此电梯厂家希望有一种高耐磨高比重的高速电梯电缆用材 料来取代当前使用的材料。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术中的不足之处，本发明提供了一种高速电梯电缆用耐磨高 比重PVC/TPU复合材料及其制备方法，由该制备方法制备所得的复合材料结合了PVC和TPU 的综合优异性能，比重高且耐磨、耐腐蚀、耐寒、耐油性高。
[0004] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0005] 本发明提供了一种高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，该复合材料由 作为第一组份的PVC母粒和作为第二组份的改性TPU树脂按照重量比为1:1~1: 2.3混合造 粒制备而成;其中作为第一组份的PVC母粒由包括下述按重量份计的各组份挤出造粒制备 而成:聚氯乙締树脂100份、增塑剂60~80份、巧锋复合稳定剂3~6份、润滑剂5~10份、无机 填料400~600份和抗氧剂3~7份。其中所述增塑剂由聚醋增塑剂和超耐寒固体增塑剂按重 量比为3.5~15:1混合形成，所述聚醋增塑剂为己二酸类聚醋增塑剂，该己二酸类聚醋增塑 剂为低粘度聚醋增塑剂W-1550和中粘度聚醋增塑剂W-2550中的至少一种，且超耐寒固体增 塑剂为乙締 Ξ元共聚物类PVC固体增塑剂，且乙締 Ξ元共聚物类PVC固体增塑剂为HP441、 HP66UHP4051、增塑剂742和增塑剂741中的至少一种，超耐寒固体增塑剂的加入能够保证 该复合材料的耐寒性及大截面电缆挤出的光滑性，低粘度聚醋增塑剂W-1550的加入则保证 了第一组份PVC母粒的耐油性;其中所述无机填料为硫酸领粉末、石粉、滑石粉、铁粉、锋粉 和钢粉中的至少一种；其中聚氯乙締树脂的聚合度为800~3000;巧锋复合稳定剂为 RUP151NB和RUP144中的一种；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸巧、硬脂酸领、聚乙締蜡、半精炼石 蜡、丙締酸醋共聚物ACR401、a-甲基苯乙締低聚物M-80树脂、氧化聚乙締蜡AC-316A中的至 少Ξ种;抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂化TP和抗氧剂DSTP中的至少一种。
[0006] 该复合材料中作为第二组份的改性TPU树脂是将热塑性聚氨醋弹性体橡胶加入改 性剂的无水乙醇溶液中混合均匀并浸泡后经由抽真空干燥得到的，其中热塑性聚氨醋弹性 体橡胶与改性剂的无水乙醇溶液的重量比为1:5~8,且所述改性剂的无水乙醇溶液是由娃 烧偶联剂和铁酸醋偶联剂中的一种和无水乙醇按照重量比为1:1~1.2混合形成的。
[0007] 本发明还公开了一种上述高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料的制备方 法，该制备方法包括下述步骤：
[0008] (1)第一组份PVC母粒的制备:按照配方用量称取聚氯乙締树脂、增塑剂和巧锋复 合稳定剂并加入到高速混合机中边揽拌混合边升溫至70~80°C，然后加入配方用量的润滑 剂、抗氧剂和无机填料继续边揽拌混合边升溫至110~120°C后继续揽拌混合5~6分钟后出 料，将所出料投入至双密炼机中进行混炼，再通过双锥混炼机进入双阶螺杆挤出机进行混 炼挤出造粒，得到第一组份PVC母粒;其中双锥混炼机的机身各段溫度依次为：120°C~130 °C、130 °C ~140 °C、140 °C ~150 °C、150 °C ~160 °C、160 °C ~165 °C、165 °C ~175 °C ;机头溫度 为175°C~180°C ;且主机转速为30~35转/分，喂料转速为40~45转/分；
[0009] (2)第二组份改性TPU树脂的制备:将硅烷偶联剂和铁酸醋偶联剂中的一种和无水 乙醇按照重量比为1:1~1.2混合并揽拌均匀形成改性剂的无水乙醇溶液，然后将热塑性聚 氨醋弹性体橡胶加入上述改性剂的无水乙醇溶液中混合均匀并浸泡20~30min后，经由抽 真空干燥得到第二组份改性TPU树脂，其中热塑性聚氨醋弹性体橡胶与改性剂的无水乙醇 溶液的重量比为1:5~8;对该热塑性聚氨醋弹性体橡胶(TPU)进行如上处理操作，能够使 TPU达到良好的疏水效果，保证了复合材料良好的耐水解性和绝缘性；
[0010] (3)高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料的制备:将步骤（1)中所得的第 一组份PVC母粒和步骤(2)中所得的第二组份改性TPU树脂按配比投入混炼机中进行挤出造 粒，其中机身溫度为11 〇°C~170°C，机头溫度为130°C~140°C ;且主机转速为40~45转/分， 喂料转速为55~60转/分。
[0011] 本发明还公开了一种采用上述高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料制备 而成的电梯补偿链的护套层。
[0012] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明所述的 复合材料结合了 PVC和TPU的优异性能，尤其是TPU的高机械性能能够保证该复合材料制备 而成的电梯电缆在多次来回高速运行中不会发生断裂;此外该复合材料具有良好的大截面 挤出性能，其挤出表面光滑无颗粒，并具有良好的耐磨耐寒耐腐蚀性，能够在户外的恶劣环 境中长期运行而不出现故障，其高比重高耐磨性使其制成的电缆即可高速运行又可充当电 梯平衡链用，而且具有良好的静音防震动效果;此外本发明所述工艺采用先将PVC制备形成 母粒，再与经偶联剂改性的TP的昆合挤出造粒，能够充分保证混合材料的分散性和均匀性的 要求。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下述具体实施例中采用 的聚氯乙締(PVC)树脂均为粉状；下述低粘度聚醋增塑剂W-1550和中粘度聚醋增塑剂W- 2550均为日本DIC公司产品，具体参数可参照产品说明书;下述超耐寒固体增塑剂中所使用 的乙締 Ξ元共聚物类PVC固体增塑剂中HP441、HP661、HP4051、增塑剂742和增塑剂741均为 美国杜邦公司产品，具体参数可参照产品说明书；下述巧锋复合稳定剂RUP151NB和RUP144 均为市售产品，具体参数可参照产品说明书；下述润滑剂、无机填料和抗氧剂均为市售产 品，具体参数可参照产品说明书;下述热塑性聚氨醋弹性体橡胶采用本技术领域常规的TPU 树脂即可，本发明中不再寶述。
[0014] 实施例1
[0015] 高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料A及其制备方法，该复合材料A中所 用原料如下所述：
[0016] 聚氯乙締(PVC)树脂:聚合度为800的树脂粉(PVC-800)和聚合度为2000的PVC树脂 粉(SH-200)按重量比2:1组合形成的混合物；
[0017] 增塑剂:聚醋增塑剂和超耐寒固体增塑剂按重量比11:3组成的混合物，超耐寒固 体增塑剂为HP441和HP661按照重量比为1:1混合形成的混合物；
[001引巧锋复合稳定剂:RUP151NB;
[0019]润滑剂:硬脂酸、硬脂酸巧、聚乙締蜡和半精炼石蜡按重量比1:2:1.2:1.5组成的 混合物；
[0020] 无机填料:硫酸领、石粉与锋粉按重量比3:1:2组成的混合物；
[0021] 抗氧剂:抗氧剂1010;
[0022] 改性剂:硅烷偶联剂，可采用本领域常规的硅烷偶联剂。
[0023] 所述的制备方法具体如下：（1)根据表1的配方，称取PVC树脂、增塑剂和巧锋复合 稳定剂并加入到高速混合机中边揽拌混合边升溫至70~80°C，然后加入配方用量的润滑 剂、抗氧剂和无机填料继续边揽拌混合边升溫至110~120°C后继续揽拌混合5~6分钟后出 料，将所出料投入至双密炼机中进行混炼，再通过双锥混炼机进入双阶螺杆挤出机进行混 炼挤出造粒，得到第一组份PVC母粒;其中双锥混炼机的机身各段溫度依次为：120°C~130 °C、130 °C ~140 °C、140 °C ~150 °C、150 °C ~160 °C、160 °C ~165 °C、165 °C ~175 °C ;机头溫度 为175°C~180°C;且主机转速为30~35转/分，喂料转速为40~45转/分；（2)第二组份改性 TPU树脂的制备:将改性剂和无水乙醇按照重量比为1:1~1.2混合并揽拌均匀形成改性剂 的无水乙醇溶液，然后将热塑性聚氨醋弹性体橡胶加入上述改性剂的无水乙醇溶液中混合 均匀并浸泡20~30min后，经由抽真空干燥得到第二组份改性TPU树脂，其中热塑性聚氨醋 弹性体橡胶与改性剂的无水乙醇溶液的重量比为1:5~8; (3)高速电梯电缆用耐磨高比重 PVC/TPU复合材料的制备:将步骤(1)中所得的第一组份PVC母粒和步骤(2)中所得的第二组 份改性TPU树脂按配比投入混炼机中进行挤出造粒，其中机身溫度为11(TC~170°C，机头溫 度为130°C~140°C;且主机转速为40~45转/分，喂料转速为55~60转/分。
[0024] 实施例2
[0025] 高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料B及其制备方法，该复合材