CN109851898B - 一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方及其加工工艺，本发明将石墨烯、二硫化钼以及多孔活性炭与高分子聚合物材料复合，利用二硫化钼提高产品的润滑效果，而且添加的多孔活性炭能够吸附油滴，使油滴滞留时间更长，保证导靴和导轨之间为充分的油润滑工况，另外还加入石墨烯提高其整体的耐磨效果，让复合导靴产品具有比基体材料更优良的润滑和耐磨性能，除此之外本发明提供的加工工艺路线简单，工业化条件成熟，并且成本低、污染小，过程可控安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及电梯导靴制备技术领域，具体涉及一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方及其加工工艺。
背景技术
随着科技的进步和工业的发展，电梯几乎在每个建筑物中都有安装，而为了保证电梯的稳定、安全、高效的运行，电梯轿厢与电梯导轨之间设有可以滑动的导靴，它可以将轿厢固定在导轨上，让轿厢只可以上下移动，固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。一般情况下导靴上部还有油杯，减少靴衬与导轨的摩擦力，导轨和导靴在油润滑状态下摩擦，油润滑可显著降低导轨与导靴的摩擦系数，延长导靴的使用寿命。
为保证导轨和导靴的接触面积和防止导靴出现偏载被损坏，导轨和导靴要求相互平行，油杯装置立于导靴上方，油滴有频次的缓慢滴到导靴和导轨的接触处。由于轨道方向为平行重力方向，导靴和导轨均不具有存油或者延缓油流失的功能，难以确保导轨和导靴的摩擦始终在油润滑的工况下进行。
目前导靴的材料一般都是普遍尼龙材质，本身对润滑油没有吸附性，油滴在其表面的停留时间有限，润滑效果也比较一般。为此，我们提出一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方及其加工工艺。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种工艺简单、实用性强，并且成本低廉的复合配方来改善目前电梯导靴的耐磨和润滑效果，延长导靴表面油滴的留滞时间从而增加润滑效果，继而延长电梯导靴的使用寿命，也保障了电梯运行的安全性。
本发明提出一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方，所述复合配方采用高分子聚合物作为聚合物基体，且所述复合配方还包括石墨烯、二硫化钼以及多孔活性炭，石墨烯可提高基体的耐磨性能，加入二硫化钼利用其高效的润滑性，具有分散性好，不粘结的优点，适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态，延长设备寿命，活性炭为多孔材料可吸附润滑油，保证导靴和导轨之间为充分的油润滑工况。
优选的，所述高分子聚合物为超高分子量聚乙烯，所述复合配方中各组分的重量比例为超高分子量聚乙烯1000份，石墨烯1-5份，二硫化钼50份，多孔活性炭10-50份。
优选的，采用多孔活性炭的比表面积范围为500-1700m2/g，且多孔活性炭的颗粒尺寸在10-100μm范围内。
一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，所述工艺的步骤包括：
步骤(1)，将超高分子量聚乙烯的粉体置于搅拌釜中；
步骤(2)，依次加入石墨烯粉体、二硫化钼、粉状多孔活性炭，且加入过程中进行预搅拌；
步骤(3)，采用1800-2200r/min的剪切式机械搅拌进行10-15分钟混合；
步骤(4)，上一步混合粉体转移到热压导靴结构模具中，在170-190℃，9-11MPa的压强下条件下，热压铸模15min；
步骤(5)，维持压强条件，自然冷却模具温度至室温，即得到相应的导靴模件。
一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，所述工艺的步骤包括：
步骤Ⅰ，取石墨烯粉体加入去离子水搅拌混合得到石墨烯水性溶液A；
步骤Ⅱ，将石墨烯水性溶液A中加入超高分子量聚乙烯粉体，并加水混合得到物料；
步骤Ⅲ，将所得物料置于冻干机中干燥至少24小时；
步骤Ⅳ，在冻干后的混合物中加入二硫化钼与活性炭粉，并在转速为10000r/min的高速气流冲击设备中高速混合至少3min，得到复合粉体；
步骤Ⅴ，将复合粉体转移到热压导靴结构模具中，在180℃，10MPa的压强下条件下，热压铸模15min，维持压强条件，自然冷却模具温度至室温，即得到相应的导靴模件。
优选的，所述石墨烯水性溶液A中石墨烯固体含量小于3％。
优选的，所述步骤Ⅱ的混合过程至少重复3次，每次均采用搅拌脱泡机混合至少6min。
优选的，所述步骤Ⅲ中的冻干环节采用的环境介质为液氮。
本发明的有益效果是：本发明的配方中含有石墨烯、二硫化钼以及多孔活性炭配合常用的超高分子量聚乙烯作为聚合物基体，能够增加其耐磨性，并且复合了活性炭，多孔活性炭内部孔结构具有很强的吸附性能，可吸附油类物质，具有存油功能，且活性炭吸附油后较难脱附，可以长久保持导靴表面处于油润湿状态，起到长效润滑的效果，并且本发明提出的工艺路线简单、不添加额外的实际，过程环保可控，制得的复合导靴产品不仅具有比基体材料更优良的润滑和耐磨性能，同时其表面保持摩擦面的油润湿作用能够避免长期严重摩擦力造成过度磨损。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，本发明为制备电梯导靴产品提供一种复合配方，所述复合配方采用超高分子量聚乙烯作为聚合物基体，且所述复合配方还包括石墨烯、二硫化钼以及多孔活性炭，当然根据用途的不同所述聚合物基体也可以采用其他聚合物，例如聚氨酯、聚碳酸酯等，具体的电梯导靴中各组分的重量份数为超高分子量聚乙烯1000份，石墨烯2份，二硫化钼50份，多孔活性炭30份，并且其中采用的活性炭的比表面积大于1000m2/g，具有足够的比表面积从而能够保证具有足够吸油、储油的效果。
针对本发明提供的配方可采用至少以下两种形式制备获得电梯导靴产品。
实施例2
第一步将超高分子量聚乙烯的粉体置于搅拌釜中；然后依次加入石墨烯粉体、二硫化钼、粉状多孔活性炭，且加入过程中进行预搅拌，并且各组分的重量份数为，超高分子量聚乙烯1000份，石墨烯2份，二硫化钼50份，多孔活性炭30份；之后采用1800-2200r/min的剪切式机械搅拌进行10-15分钟混合；将混合粉体转移到热压导靴结构模具中，在180℃，10MPa的压强下条件下，热压铸模维持15min后保持压强条件不变，自然冷却条件下缓慢降温至室温，即得到相应的导靴模件。
实施例3，
首先取1份重量的石墨烯粉体加入50份重量的去离子水搅拌混合得到石墨烯水性溶液A，具体的为了保证分散效果可采用超声分散设备进行高频振荡30min，要注意的是石墨烯和去离子水的比例关系要保证石墨烯不超过3％，否则容易团聚影响效果；然后向石墨烯水性溶液A中分三次分别加入200份重量、200份重量、100份重量超高分子量聚乙烯粉体，每次加入的同时要加水混合并且每次都要采用搅拌脱泡机混合至少6min，从而保证其脱泡效果；然后将所得的混合物在液氮的低温环境迅速冷冻到固态进行冷冻干燥从而去除水分，得到超高分子量聚乙烯和石墨烯的混合物，为了保证冻干效果时间维持24个小时；之后将超高分子量聚乙烯/石墨烯复合粉体与25份重量的二硫化钼、20份重量的多孔活性炭混合，并在主机运行转速为10000r/min的高速气流冲击设备中高速混合3min，从而混合均匀，在高速混合过程中石墨烯与二硫化钼包能够覆于超高分子量聚乙烯颗粒表面，活性炭均匀分布于超高分子量聚乙烯颗粒间，之后采用与实施例2相同的热压工艺得到超高分子量聚乙烯/石墨烯/二硫化钼/活性炭的复合导靴产品。
本发明制备的本产品采用是多孔活性炭，由于其微孔和过渡孔孔径较小，一般都在20微米以下，所以在热压过程中不会因为挤压作用而形成闭孔，其附着于导靴表面的活性炭具备吸油功能，从而将润滑油存于多孔结构中，保持摩擦表面的润滑效果，本发明还添加了二硫化钼也改善了润滑性能，同时利用石墨烯的耐磨性能提高复合导靴产品的耐磨效果，延长导靴的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，其特征在于，所述复合配方采用高分子聚合物作为聚合物基体，且所述复合配方还包括石墨烯、二硫化钼以及多孔活性炭，所述高分子聚合物为超高分子量聚乙烯，且所述复合配方中各组分的重量比例为超高分子量聚乙烯1000份，石墨烯1-5份，二硫化钼50份，多孔活性炭10-50份；采用多孔活性炭的比表面积范围为500-1700m2/g，且多孔活性炭的颗粒尺寸在10-100μm范围内，所述工艺的步骤包括：
步骤Ⅰ，取石墨烯粉体加入去离子水搅拌混合得到石墨烯水性溶液A；
步骤Ⅱ，将石墨烯水性溶液A中加入超高分子量聚乙烯粉体，并加水混合得到物料；
步骤Ⅲ，将所得物料置于冻干机中干燥至少24小时；
步骤Ⅳ，在冻干后的混合物中加入二硫化钼与活性炭粉，并在转速为10000r/min的高速气流冲击设备中高速混合至少3min，得到复合粉体；
步骤Ⅴ，将复合粉体转移到热压导靴结构模具中，在180℃，10MPa的压强条件下，热压铸模15min，维持压强条件，自然冷却模具温度至室温，即得到相应的导靴模件。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，其特征在于，所述石墨烯水性溶液A中石墨烯固体含量小于3％。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，其特征在于，所述步骤Ⅱ的混合过程至少重复3次，每次均采用搅拌脱泡机混合至少6min。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备电梯导靴的聚合物的复合配方的加工工艺，其特征在于，所述步骤Ⅲ中的冻干环节采用的环境介质为液氮。
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