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

本发明专利技术涉及一种高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其由第一组份PVC母粒和第二组份改性TPU树脂混合造粒而成；其中PVC母粒包括按重量份计的PVC树脂100份、增塑剂60～80份、钙锌复合稳定剂3～6份、润滑剂5～10份、抗氧剂3～7份、无机填料400～600份，其中增塑剂由聚酯增塑剂和超耐寒固体增塑剂组成；第二组份为采用硅烷或钛酸酯偶联剂改性的改性TPU树脂。本发明专利技术所述复合材料在较高比重下仍可获得良好强度和伸长率，保证电缆在高速运行中不会发生断裂，同时具有优异的耐油、耐磨、耐寒和耐水解性，其工艺性能优异，尤其超耐寒固体增塑剂的加入满足电缆的大截面挤出，表面光滑无颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电梯电缆用复合材料及其制备方法，尤其涉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。
技术介绍
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以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以PVC为基体树脂结合其他树脂或填料制备形成的复合物，但这种单纯以PVC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。专利技术内容为了克服上述现有技术中的不足之处，本专利技术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。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：本专利技术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：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂60～80份、钙锌复合稳定剂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酯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，所述聚酯增塑剂为己二酸类聚酯增塑剂，该己二酸类聚酯增塑剂为低粘度聚酯增塑剂W-1550和中粘度聚酯增塑剂W-2550中的至少一种，且超耐寒固体增塑剂为乙烯三元共聚物类PVC固体增塑剂，且乙烯三元共聚物类PVC固体增塑剂为HP441、HP661、HP4051、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，低粘度聚酯增塑剂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钡粉末、石粉、滑石粉、铁粉、锌粉和钼粉中的至少一种；其中聚氯乙烯树脂的聚合度为800～3000；钙锌复合稳定剂为RUP151NB和RUP144中的一种；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、半精炼石蜡、丙烯酸酯共聚物ACR401、α-甲基苯乙烯低聚物M-80树脂、氧化聚乙烯蜡AC-316A中的至少三种；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP和抗氧剂DSTP中的至少一种。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酯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，其中热塑性聚氨酯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硅烷偶联剂和钛酸酯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。本专利技术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：(1)第一组份PVC母粒的制备：按照配方用量称取聚氯乙烯树脂、增塑剂和钙锌复合稳定剂并加入到高速混合机中边搅拌混合边升温至70～80℃，然后加入配方用量的润滑剂、抗氧剂和无机填料继续边搅拌混合边升温至110～120℃后继续搅拌混合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温度依次为:120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160℃～165℃、165℃～175℃；机头温度为175℃～180℃；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：将硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种和无水乙醇按照重量比为1:1～1.2混合并搅拌均匀形成改性剂的无水乙醇溶液，然后将热塑性聚氨酯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，其中热塑性聚氨酯弹性体橡胶与改性剂的无水乙醇溶液的重量比为1:5～8；对该热塑性聚氨酯弹性体橡胶(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；(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，其中机身温度为110℃～170℃，机头温度为130℃～140℃；且主机转速为40～45转/分，喂料转速为55～60转/分。本专利技术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。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术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；此外本专利技术所述工艺采用先将PVC制备形成母粒，再与经偶联剂改性的TPU混合挤出造粒，能够充分保证混合材料的分散性和均匀性的要求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术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烯(PVC)树脂均为粉状；下述低粘度聚酯增塑剂W-1550和中粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：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：聚氯乙烯树脂100份、增塑剂60～80份、钙锌复合稳定剂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酯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，所述聚酯增塑剂为己二酸类聚酯增塑剂，且超耐寒固体增塑剂为乙烯三元共聚物类PVC固体增塑剂；其中所述无机填料为硫酸钡粉末、石粉、滑石粉、铁粉、锌粉和钼粉中的至少一种；其中作为第二组份的改性TPU树脂是将热塑性聚氨酯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，其中热塑性聚氨酯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硅烷偶联剂和钛酸酯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。

【技术特征摘要】
1.一种高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：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
氯乙烯树脂100份、增塑剂60～80份、钙锌复合稳定剂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酯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，所述聚酯增塑剂为己二酸类聚酯增塑剂，且超耐寒固体增塑剂为乙烯
三元共聚物类PVC固体增塑剂；其中所述无机填料为硫酸钡粉末、石粉、滑石粉、铁粉、锌粉
和钼粉中的至少一种；
其中作为第二组份的改性TPU树脂是将热塑性聚氨酯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，其中热塑性聚氨酯弹性体橡胶与改性
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硅烷偶联剂和钛
酸酯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。
2.根据权利要求1所述的高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800～3000。
3.根据权利要求1所述的高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：
所述己二酸类聚酯增塑剂为低粘度聚酯增塑剂W-1550和中粘度聚酯增塑剂W-2550中的至
少一种；所述乙烯三元共聚物类PVC固体增塑剂为HP441、HP661、HP4051、增塑剂742和增塑
剂741中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：
所述钙锌复合稳定剂为RUP151NB和RUP144中的一种。
5.根据权利要求1所述的高速电梯电缆用耐磨高比重PVC/TPU复合材料，其特征在于：
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、半精炼石蜡、丙烯酸酯共聚物
ACR401、α-甲基苯乙烯低聚物M-80树脂、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓之俊，唐铮，戴红兵，陈敏，王兴宁，张丽本，顾金云，栾珊珊，
申请(专利权)人：江苏德威新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32