CN108069317A - 用于电梯系统的具有弹性体-膦酸酯掺合型结合剂的承重构件 - Google Patents

用于电梯系统的具有弹性体-膦酸酯掺合型结合剂的承重构件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于电梯系统的皮带，所述皮带具有芯和位于所述芯上的弹性护套。弹性体‑膦酸酯掺合型结合剂将所述芯粘附至所述护套。

Description

用于电梯系统的具有弹性体-膦酸酯掺合型结合剂的承重 构件
发明领域
本文中公开的实施方案涉及电梯系统，并且更明确地说涉及用于在电梯系统中使用的具有弹性体-膦酸酯掺合型结合剂的承重构件。
发明背景
电梯系统可用于在建筑物中的各楼层之间运载乘客、货物或两者。一些电梯是基于曳引的并且利用诸如绳索或皮带等承重构件来支撑电梯轿厢并实现电梯轿厢的所要移动和定位。
在皮带用作承重构件的情况下，聚氨酯护套或蒙皮通常位于聚合物基复合材料(PMC)芯上面并粘附至所述芯。在至少一些皮带中，聚氨酯或其它弹性体护套与复合皮带的聚合物基复合材料芯(例如碳纤维/环氧树脂)之间的弱粘附甚至在PMC芯再活化(例如等离子体、机械或化学再活化)以进行弹性体护套挤出或涂层施加之后仍成为挑战。另外，纤维/环氧树脂复合芯和弹性体具有弱的阻燃性。阻燃标准是每一皮带需要满足的重要安全要求中的一些。
仍需要一种聚合物复合皮带设计，所述设计促进聚氨酯护套/蒙皮与PMC芯之间的粘附，并且还改进阻燃性。
发明内容
在一个方面中，提供一种用于电梯系统的皮带，所述皮带包括芯以及位于所述芯上的热塑性聚氨酯(TPU)或其它热塑性或热固性弹性体聚合物或橡胶护套。TPU或其它弹性体聚合物或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂将所述芯粘附至所述护套。
在以上情况的一个方面中，所述芯是以下各项中的但不限于其中的至少一者：碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维热固性聚合物树脂复合芯、或碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维环氧树脂或聚氨酯或双马来酰亚胺或酚醛树脂或聚酰亚胺或聚酯或硅酮热固性聚合物树脂复合芯、或其混合物和掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂包括以下各项中的但不限于其中的至少一者：聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物中但不限于其中的至少一者在一个实施方案中是按在1％至30％的范围内的重量、在另一个实施方案中是按在3％至30％的范围内的重量并且在另一个实施方案中是按0.5％与50％的范围内的重量来掺合。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
在以上任一情况的一个方面中，所述连接层被挤出至所述芯上，并且所述护套被挤出至所述连接层上。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者与形成所述芯和所述护套中的至少一者的树脂混合。
在一个方面中，提供一种电梯系统，所述电梯系统具有电梯轿厢和配重。皮带将所述电梯轿厢耦接至所述配重。所述皮带包括芯以及位于所述芯上的热塑性聚氨酯(TPU)或热塑性或热固性弹性体聚合物或橡胶护套。TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂将所述芯粘附至所述护套。
在以上情况的一个方面中，所述芯是以下各项中的但不限于其中的至少一者：碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维热固性聚合物树脂复合芯、或碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维环氧树脂或聚氨酯或双马来酰亚胺或酚醛树脂或聚酰亚胺或聚酯或硅酮热固性聚合物树脂复合芯、或其混合物和掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂包括以下各项中的但不限于其中的至少一者：聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物中的但不限于其中的至少一者在一个实施方案中是按在1％至30％的范围内的重量、在另一个实施方案中是按在3％至30％的范围内的重量并且在另一个实施方案中是按0.5％与50％的范围内的重量来掺合。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
在以上任一情况的一个方面中，所述连接层被挤出至所述芯上，并且所述护套被挤出至所述连接层上。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者与形成所述芯或所述护套中的至少一者的树脂混合。
在一个方面中，提供一种形成用于电梯系统的皮带的方法。所述方法包括提供芯以及将热塑性聚氨酯(TPU)或其它热塑性或热固性弹性体聚合物或橡胶护套定位于所述芯上。所述方法还包括通过TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂将所述芯粘附至所述护套。
在以上情况的一个方面中，所述方法包括提供芯，包括提供以下各项中的但不限于其中的至少一者：碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维热固性聚合物树脂复合芯、或碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维环氧树脂或聚氨酯或双马来酰亚胺或酚醛树脂或聚酰亚胺或聚酯或硅酮热固性聚合物树脂复合芯、或其混合物和掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂包括以下各项中的但不限于其中的至少一者：聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物。
在以上任一情况的一个方面中，所述方法包括将聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、以及聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物中的但不限于其中的至少一者在一个实施方案中按在1％至30％的范围内的重量、在另一个实施方案中按在3％至30％的范围内的重量并且在另一个实施方案中按0.5％与50％的范围内的重量来掺合。
在以上任一情况的一个方面中，所述方法包括将所述TPU或弹性体或橡胶与膦酸酯掺合的结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
在以上任一情况的一个方面中，所述方法包括将所述TPU、或弹性体或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者与形成所述芯的树脂混合，以及将所述TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者与形成所述护套的树脂混合。
附图简述
图1是曳引式电梯系统的实例的透视图；
图2是用于电梯系统的皮带的示例性实施方案的截面图；
图3是用于电梯系统的皮带的示例性实施方案的截面图；以及
图4是用于电梯系统的皮带的示例性实施方案的截面图。
具体实施方式
现在参看图1，示出了电梯系统10的示例性实施方案。电梯系统10包括电梯轿厢14，所述轿厢被配置用于沿着多条轿厢引导轨条(未图示)在井道12内垂直地上下移动。安装至电梯轿厢14的顶部和底部的引导组件被配置用于接合轿厢引导轨条以在电梯轿厢在井道12内移动时维持电梯轿厢14的恰当对准。
电梯系统10还包括配重15，所述配重被配置用于在井道12内垂直地上下移动。配重15在与电梯轿厢14的移动大体上相反的方向上移动。配重15的移动是通过安装在井道12内的配重引导轨条(未图示)来引导。在所示的非限制性实施方案中，耦接至电梯轿厢14与配重15的至少一个承重构件30(例如皮带)与安装至驱动机器20的曳引轮18协作。为了与曳引轮18协作，至少一个承重构件30绕曳引轮18顺第一方向弯曲。虽然本文中示出和描述的电梯系统10具有1∶1的挂绳配置，但是具有其它挂绳配置和井道布局的电梯系统10属于本公开的范围内。
图2示出了包括聚氨酯或弹性体或橡胶护套或蒙皮52的复合皮带50。在一个实施方案中，聚氨酯护套52是挤出热塑性聚氨酯(TPU)护套。皮带50还包括聚合物基复合材料芯54，例如，碳纤维/环氧热固性树脂复合芯。有涂层或共挤的粘附连接层56设于护套52与芯54之间。在一个实施方案中，粘附连接层56包括TPU或弹性体或橡胶与以下至少一者的聚合物掺合物：聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物或其组合。
现在参看图4，在皮带50的实施方案中，粘附连接层56包括完全在护套52内部的一个或多个层。如所示，粘附连接层56至少部分地环绕和/或围封芯54的一个或多个节段。在连接层56的一个实施方案(在下文中更详细地阐释)中，图4的实施方案允许护套52定位于一个或多个拉挤物之间。
一个或多个实施方案的芯54由结构组分或粘合剂建构以形成单块拉伸元件。所述结构组分可以是碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和/或具有足够高的比拉伸强度的其它材料。在一个实施方案中，结构材料的纤维排列是基本上平行的。纤维排列在一个实施方案中是至少90％在长度方向上对齐而在另一个实施方案中是至少95％在长度方向上对齐。在一个实施方案中，使结构组分保持在一起的粘合剂或材料由热固性材料建构，举出非限制性实例，诸如环氧树脂、聚氨酯、双马来酰亚胺、酚醛树脂、聚酰亚胺或硅酮材料或热塑性材料。在一个实施方案中，向热固性材料添加额外组分/材料以改进芯材料的结合特征和其它特征。在一个非限制性实例中，向使结构组分保持在一起的粘合剂或材料按0.1％与10％之间的浓度添加一种或多种膦酸酯低聚物或聚合物。
一个或多个实施方案的芯54具有任何截面几何形状，举出非限制性实例，包括圆形、椭圆形、六边形或四边形。在一个实施方案中，芯54的截面几何形状是纵横比大于一的四边形，即，矩形，其中其长轴平行于曳引表面。在一个实施方案中，芯54的厚度是在0.3mm与30mm之间，并且在另一个实施方案中，是在1mm与15mm之间。在具有四边形几何形状的实施方案中，芯54的厚度是在0.3mm与5.0mm之间，并且芯54的宽度是在0.3mm与15mm之间。在具有圆化的几何形状(举出两个非限制性实例，诸如圆形和椭圆形几何形状)的实施方案中，半径在一个实施方案中是在0.3mm与15.0mm之间并且在另一个实施方案中是在5.0mm与15mm之间。
在一个实施方案中，含膦酸酯的低聚物和聚合物与TPU或弹性体或橡胶聚合物以及与环氧热固性树脂形成可混溶的掺合物。因此，在一个实施方案中，粘附连接层56具有对护套52与芯54的化学亲和力，并且因此可以用作护套与芯材料之间的粘附连接层。膦酸酯低聚物和聚合物是用于低载荷水平(基出非限制性实例是2％至30％wt以及举出另一个非限制性实例是0.5％至50％wt)的TPU或弹性体或橡胶和环氧树脂的阻燃(FR)添加剂并且可以掺合至相应聚合物中以形成具有改进的阻燃性的有护套的复合皮带。
TPU或热塑性弹性体或热塑性橡胶/膦酸酯低聚物聚合物掺合物是熔融可挤出的。因此，连接层56和护套52可以被挤出或共挤出或挤出涂布或共挤出涂布至复合皮带芯54上。替代地，通过使皮带50延伸穿过浴或穿过其它线上涂层涂敷器(例如浸没式轧辊、计量式滚动涂敷等)，可以将连接层56以溶剂型涂层的形式涂敷至皮带芯54上。之后可以将护套52挤出至涂布有连接层的皮带芯54上。在一个实施方案中，皮带50可以使得在TPU或弹性体或橡胶护套52和芯54中使用相同或其它FR添加剂，因为要获得经改进的皮带性质(例如曳引/滑动、挠曲、磨损等)可能需要这样做。
在一个或多个实施方案中，将连接层56挤出至皮带芯54上。在一个实施方案中，将护套52挤出至连接层56上。在一个实施方案中，将护套52挤出至芯54上。
在一个或多个实施方案中，通过拉挤将连接层56施加至皮带芯54上。在一个实施方案中，通过拉挤将护套52施加至连接层56上。在一个实施方案中，通过拉挤将护套52施加至芯54上。
在图3中所示的替代实施方案中，皮带60包括为了获得粘附相容性和FR而添加至护套62和芯64中的至少一者中的膦酸酯低聚物或聚合物。举例来说，TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者可以与形成芯的树脂混合。替代地，TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者可以与形成护套的树脂混合。在一个实施方案中，TPU、或弹性体、或橡胶、或膦酸酯掺合的结合剂中的至少一者与形成芯的树脂和形成护套的树脂混合。
在一个实施方案中，将护套62挤出至芯64上。一个实施方案的护套62包括与聚膦酸酯结合添加剂聚合物或低聚物掺合的热固性弹性体或橡胶聚合物。通过拉挤将一个实施方案的护套62施加至预成型的芯64上。在一个实施方案中，通过拉挤来形成芯64。在一个或多个实施方案中，聚膦酸酯结合添加剂包括在芯64的树脂中。
在一个实施方案中，护套52、62与芯54、64之间的粘附可以改进相应皮带50、60的阻燃性能。在一个实施方案中，可以在不使用不推荐用于建筑应用的卤素或其它物质的情况下改进所得皮带的阻燃性能。另外，低聚物添加剂可能不会使弹性体或环氧树脂变脆或不会使弹性体或环氧树脂的机械性质明显恶化。在一个实施方案中，所述添加剂可以使所得材料变坚韧或在尿烷和环氧树脂中分别用作交联剂或硬化剂。
所公开的发明提供一种聚合物复合皮带设计，所述设计促进聚氨酯护套/蒙皮与PMC芯之间的粘附，并且还改进阻燃性。

Claims (26)

1.一种用于电梯系统的皮带，所述皮带包括：
芯；
弹性护套，所述弹性护套位于所述芯上；以及
弹性体-膦酸酯掺合型结合剂，所述结合剂将所述芯粘附至所述护套。
2.如权利要求1所述的皮带，其中所述芯是碳纤维热固性树脂复合芯、芳纶纤维热固性树脂复合芯、玻璃纤维热固性树脂复合芯、环氧热固性树脂复合芯以及其组合中的至少一者。
3.如权利要求1所述的皮带，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂包括聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物中的至少一者。
4.如权利要求3所述的皮带，其中聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物中的所述至少一者是按在0.5％至50％的范围内的重量来掺合。
5.如权利要求1所述的皮带，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
6.如权利要求5所述的皮带，其中：
所述连接层被挤出至所述芯上；并且
所述护套被挤出至所述连接层上。
7.如权利要求5所述的皮带，其中：
所述连接层是通过拉挤而施加至所述芯上；并且
所述护套是通过拉挤而施加至所述连接层上。
8.如权利要求1所述的皮带，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂与形成所述芯和所述护套中的至少一者的树脂混合。
9.如权利要求8所述的皮带，其中所述护套被挤出至所述芯上。
10.如权利要求8所述的皮带，其中所述护套是通过拉挤而施加至所述芯上。
11.一种电梯系统，所述电梯系统包括：
电梯轿厢；
配重；以及
皮带，所述皮带将所述电梯轿厢耦接至所述配重，所述皮带包括：
芯；
弹性护套，所述弹性护套位于所述芯上；以及
弹性体-膦酸酯掺合型结合剂，所述结合剂将所述芯粘附至所述护套。
12.如权利要求11所述的电梯系统，其中所述芯是碳纤维热固性树脂复合芯、芳纶纤维热固性树脂复合芯、玻璃纤维热固性树脂复合芯以及环氧热固性树脂复合芯中的至少一者。
13.如权利要求11所述的电梯系统，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂包括聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物中的至少一者。
14.如权利要求13所述的皮带，其中聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物中的所述至少一者是按在0.5％至50％的范围内的重量来掺合。
15.如权利要求11所述的电梯系统，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
16.如权利要求12所述的电梯系统，其中：
所述连接层被挤出至所述芯上；并且
所述护套被挤出至所述连接层上。
17.如权利要求15所述的电梯系统，其中：
所述连接层是通过拉挤而施加至所述芯上；并且
所述护套是通过拉挤而施加至所述连接层上。
18.如权利要求11所述的电梯系统，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂与形成所述芯和所述护套中的至少一者的树脂混合。
19.如权利要求18所述的电梯系统，其中所述护套被挤出至所述芯上。
20.如权利要求18所述的电梯系统，其中所述护套是通过拉挤而施加至所述芯上。
21.一种形成用于电梯系统的皮带的方法，所述方法包括：
提供芯；
将弹性护套定位于所述芯上；以及
利用弹性体-膦酸酯掺合型结合剂将所述芯粘附至所述护套。
22.如权利要求21所述的方法，其中提供芯包括提供碳纤维热固性树脂复合芯、芳纶纤维热固性树脂复合芯、玻璃纤维热固性树脂复合芯、环氧热固性树脂复合芯以及其组合物中的至少一者。
23.如权利要求21所述的方法，其中所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂包括聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物、聚膦酸酯聚酯共聚物以及其掺合物中的至少一者。
24.如权利要求23所述的方法，还包括将聚膦酸酯均聚物、膦酸酯低聚物、膦酸酯碳酸酯共低聚物、聚膦酸酯聚碳酸酯共聚物、膦酸酯酯共低聚物以及聚膦酸酯聚酯共聚物中的所述至少一者按在0.5％至50％的范围内的重量来掺合。
25.如权利要求21所述的方法，还包括将所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂形成为位于所述芯与所述护套之间的连接层。
26.如权利要求21所述的方法，还包括以下至少一项：
将所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂与形成所述芯的树脂混合；以及
将所述弹性体-膦酸酯掺合型结合剂与形成所述护套的树脂混合。
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