CN113527876B - 电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料、制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料、其制备方法和应用，该高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为88％～94％，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为6％～12％，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。本发明的该复合材料为复合有乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的聚十二内酰胺，相对于传统靴衬材料尼龙，磨损量降低50％以上，具有优异的耐磨损性能，可在与电梯导轨磨损的环境中很好的保护电梯导靴和导轨。

Description

电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料、制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料成型技术领域，具体涉及电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料、制备方法和应用。
背景技术
电梯导靴是保证电梯正常运行的重要导向部件，而导靴靴衬作为直接与导轨接触的零件，其滑动过程中产生的磨损量直接影响电梯的安全性和舒适性。
高分子线形聚合物通常由于具有优异的耐磨损性能、良好的自润滑性、防震和降噪等优异性能而用作电梯靴衬材料，常用的靴衬材料比如尼龙，由于本身结构和性能的限制，存在易脆化、韧性差、摩擦性差等缺陷，现有的各种尼龙材料无法满足电梯导靴材料对乘梯安全性和舒适度的要求，由于电梯导靴靴衬严重磨损造成轿厢左右间距变大，使得轿厢发生晃动，一方面导致电梯运行轨道噪声，影响人们乘梯感受，严重者，甚至会导致轿厢滑脱，发生安全事故。此外，在我国日益增快的城市化进程过程中，高层建筑的增建速度日益加快，人们对电梯运行的感受也越来越敏感，最直观体现为对电梯速度的要求，然而电梯运行速度的加快将直接导致电梯井道内导靴和导轨的振动，这给研究设计导靴和导靴材料带来新的更高的挑战。
提供一种适用于电梯导靴的耐磨蚀材料，是提高电梯运行安全性和舒适度的重要途径之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料、制备方法和应用。该复合材料为复合有乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的聚十二内酰胺，相对于传统靴衬材料尼龙，磨损量降低50％以上，具有优异的耐磨损性能，可在与电梯导轨磨损的环境中很好的保护电梯导靴和导轨。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为88％～94％，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为6％～12％，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
上述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料包括经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料，所述纳米陶瓷材料包括多种纳米级陶瓷颗粒，多种所述纳米级陶瓷颗粒的粒径不等。
上述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述纳米陶瓷材料包括三种纳米级陶瓷颗粒，三种所述纳米级陶瓷颗粒分别为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，所述纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径；
所述纳米碳化硼的粒径30nm≤DB≤50nm，所述纳米碳化钨的粒径60nm≤DW≤100nm，所述纳米碳化铬的粒径120nm≤DC≤200nm；
所述高分子/陶瓷复合材料中，纳米碳化硼对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量、纳米碳化钨对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量和纳米碳化铬对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量均为2％～4％。
上述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的制备方法包括：
步骤一、将纳米级陶瓷颗粒加入无水乙醇中，搅拌混合，得到体系A；
步骤二、将步骤一所述体系A与去离子水混合搅拌，得到体系B；
步骤三、将乙烯基三乙氧基硅烷加入步骤二所述体系B中，超声分散2h～4h，得到分散体系；
步骤四、将步骤三所述分散体系在60℃～100℃温度条件下搅拌4h～8h，抽滤，将截留物在100℃～120℃温度条件下烘4h～8h，得到粉体陶瓷材料；
步骤五、将步骤四所述粉体陶瓷材料经研磨和分样筛选，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
上述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，步骤一所述无水乙醇的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍～600倍；步骤二所述去离子水的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍～600倍。
上述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，步骤三所述乙烯基三乙氧基硅烷的质量为体系B质量的0.02倍～0.06倍；步骤三所述超声分散的超声频率为10Hz～20Hz；步骤四所述搅拌的速率为60r/min～80r/min。
此外，本发明还提供一种制备上述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将纳米陶瓷增强相和聚十二内酰胺搅拌混合，得到混合粉体；
步骤二、将步骤一所述混合粉体与无水乙醇混合，搅拌，得到混合体系Ⅰ；
步骤三、将步骤二所述混合体系Ⅰ与去离子水混合，搅拌，得到混合体系Ⅱ；
步骤四、将步骤三所述混合体系Ⅱ超声分散2h～6h，得到混合分散体系；
步骤五、在60℃～100℃温度条件下，将步骤四所述混合分散体系搅拌4h～8h，烘干，筛分，得到高分子/陶瓷复合材料。
上述的方法，其特征在于，步骤二所述无水乙醇的质量为聚十二内酰胺质量的400倍～600倍，所述搅拌为机械搅拌；步骤三所述去离子水的质量为聚十二内酰胺质量的400倍～600倍，步骤三所述搅拌为机械搅拌。
上述的方法，其特征在于，步骤四所述超声分散的超声频率为10Hz～30Hz；步骤五所述搅拌为在桨叶式搅拌器中进行搅拌，所述搅拌的速率为60r/min～80r/min；步骤五所述烘干的温度为100℃～120℃。
再进一步的，本发明还提供一种应用上述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，其特征在于，包括：
将所述高分子/陶瓷复合材料利用注塑机制备得到电梯导靴靴衬；所述注塑机的机筒温度为220℃～260℃，喷嘴温度为240℃～280℃，模具温度为60℃～100℃，注塑压力为40MPa～60MPa，螺杆转速为40r/min～80r/min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料为复合有乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的聚十二内酰胺，相对于传统靴衬材料尼龙，磨损量降低50％以上，具有优异的耐磨损性能，可在与电梯导轨磨损的环境中很好的保护电梯导靴和导轨。
2、作为优选，本发明的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料为经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料，其中纳米陶瓷材料包括多种粒径不等的纳米级陶瓷颗粒，具有明显高于粒径均等的纳米级陶瓷颗粒的耐磨损性能。
3、作为优选，本发明的纳米级陶瓷颗粒为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，且纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径，将上述三种纳米级陶瓷颗粒分别利用乙烯基三乙氧基硅烷偶联进行表面改性，可有效利用乙烯基三乙氧基硅烷对无机物和有机物的反应性提高纳米级陶瓷颗粒表面活性，与聚十二内酰胺(尼龙12)混合后，可形成纳米陶瓷基体-硅烷偶联剂-尼龙12基体的结合层，可有效改善纳米陶瓷材料和尼龙的界面性能，将纳米级陶瓷颗粒与尼龙12基体结合，将不同种陶瓷颗粒所具有的高硬度和耐磨损性能结构特性与尼龙12的高化学稳定性、绝缘性、耐老化和热稳定的特性结合，得到的高分子/陶瓷复合材料具有包括高耐磨损性能在内的多种优异性能。
4、本发明提供一种应用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，该方法利用注射成型技术，制备得到的靴衬具有更高的使用寿命。
5、本发明原料来源广泛，成本低廉，具有广阔的应用前景。
下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施提供一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，所述高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为94％，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为6％，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料包括经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料。
所述纳米陶瓷材料包括三种纳米级陶瓷颗粒，三种所述纳米级陶瓷颗粒分别为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，所述纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径，所述纳米碳化硼的粒径DB为50nm，所述纳米碳化钨的粒径DW为100nm，所述纳米碳化铬的粒径DC为200nm；
所述高分子/陶瓷复合材料中，纳米碳化硼对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量、纳米碳化钨对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量和纳米碳化铬对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量均为2％。
本实施例还提供一种制备上述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米级陶瓷颗粒加入无水乙醇中，搅拌混合，得到体系A；所述无水乙醇的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍；所述纳米级陶瓷颗粒为纳米碳化硼；
步骤二、将步骤一所述体系A与去离子水混合搅拌，得到体系B；所述去离子水的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍；
步骤三、将乙烯基三乙氧基硅烷加入步骤二所述体系B中，超声分散2h，得到分散体系；所述乙烯基三乙氧基硅烷的质量为体系B质量的0.02倍；所述超声分散的超声频率为10Hz；
步骤四、将步骤三所述分散体系在60℃搅拌8h，抽滤，将截留物在100℃温度条件下烘4h，得到粉体陶瓷材料；搅拌速率为60r/min。
步骤五、将步骤四所述粉体陶瓷材料经研磨和分样筛选，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼；所述分样筛选为经过分样筛进行筛选，所述分样筛的筛网孔径与对应纳米级陶瓷颗粒粒径匹配；
将纳米碳化钨依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨，将纳米碳化铬依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬，将所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼、乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨和乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬混合，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料；
步骤六、按照上述配比，将步骤五所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料和聚十二内酰胺搅拌混合，得到混合粉体；
步骤七、将步骤六所述混合粉体与无水乙醇混合，搅拌，得到混合体系Ⅰ；所述无水乙醇的质量为聚十二内酰胺质量的400倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤八、将步骤七所述混合体系Ⅰ与去离子水混合，搅拌，得到混合体系Ⅱ；所述去离子水的质量为聚十二内酰胺质量的400倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤九、将步骤八所述混合体系Ⅱ超声分散4h，得到混合分散体系；所述超声分散的超声频率为20Hz；
步骤十、在60℃温度条件下，将步骤九所述混合分散体系搅拌4h，烘干，筛分，得到高分子/陶瓷复合材料；所述搅拌为在桨叶式搅拌器中进行搅拌，所述搅拌的速率为80r/min；所述烘干的温度为100℃。
对比例1
本对比例考察纳米级陶瓷颗粒粒径范围对高分子/陶瓷复合材料性能的影响，本对比例与实施例1相同，其中不同之处在于，所述纳米碳化硼的粒径、纳米碳化钨的粒径和纳米碳化铬的粒径均为100nm。
对比例2
本对比例考察纳米级陶瓷颗粒种类对高分子/陶瓷复合材料性能的影响，本对比例与实施例1相同，其中不同之处在于，所述纳米陶瓷材料为纳米碳化硼，粒径为50nm。
对比例3
本对比例同时考察纳米级陶瓷颗粒种类和粒径范围对高分子/陶瓷复合材料性能的影响，本对比例与实施例1相同，其中不同之处在于，所述纳米陶瓷材料为纳米碳化硼，所述纳米碳化硼包括粒径为50nm的纳米碳化硼、粒径为40nm的纳米碳化硼和粒径为30nm的纳米碳化硼。
实施例2
本实施提供一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，所述高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为91％，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为9％，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料包括经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料。
所述纳米陶瓷材料包括三种纳米级陶瓷颗粒，三种所述纳米级陶瓷颗粒分别为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，所述纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径，所述纳米碳化硼的粒径DB为40nm，所述纳米碳化钨的粒径DW为80nm，所述纳米碳化铬的粒径DC为160nm；
所述高分子/陶瓷复合材料中，纳米碳化硼对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量、纳米碳化钨对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量和纳米碳化铬对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量均为3％。
本实施例还提供一种制备上述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米级陶瓷颗粒加入无水乙醇中，搅拌混合，得到体系A；所述无水乙醇的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的500倍；所述纳米级陶瓷颗粒纳米碳化硼；
步骤二、将步骤一所述体系A与去离子水混合搅拌，得到体系B；所述去离子水的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的500倍；
步骤三、将乙烯基三乙氧基硅烷加入步骤二所述体系B中，超声分散3h，得到分散体系；所述乙烯基三乙氧基硅烷的质量为体系B质量的0.04倍；所述超声分散的超声频率为15Hz；
步骤四、将步骤三所述分散体系在100℃搅拌4h，抽滤，将截留物在110℃温度条件下烘6h，得到粉体陶瓷材料；搅拌速率为70r/min。
步骤五、将步骤四所述粉体陶瓷材料经研磨和分样筛选，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼；所述分样筛选为经过分样筛进行筛选，所述分样筛的筛网孔径与对应纳米级陶瓷颗粒粒径匹配；比如，纳米碳化硼的粒径DB为40nm，对应的分样筛晒网孔径可以为320目；
将纳米碳化钨依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨，将纳米碳化铬依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬，将所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼、乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨和乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬混合，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料；
步骤六、按照上述配比，将步骤五所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料和聚十二内酰胺搅拌混合，得到混合粉体；
步骤七、将步骤六所述混合粉体与无水乙醇混合，搅拌，得到混合体系Ⅰ；所述无水乙醇的质量为聚十二内酰胺质量的500倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤八、将步骤七所述混合体系Ⅰ与去离子水混合，搅拌，得到混合体系Ⅱ；所述去离子水的质量为聚十二内酰胺质量的500倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤九、将步骤八所述混合体系Ⅱ超声分散6h，得到混合分散体系；所述超声分散的超声频率为30Hz；
步骤十、在80℃温度条件下，将步骤九所述混合分散体系搅拌6h，烘干，筛分，得到高分子/陶瓷复合材料；所述搅拌为在桨叶式搅拌器中进行搅拌，所述搅拌的速率为70r/min；所述烘干的温度为110℃。
实施例3
本实施提供一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，所述高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为88％，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为12％，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料包括经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料。
所述纳米陶瓷材料包括三种纳米级陶瓷颗粒，三种所述纳米级陶瓷颗粒分别为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，所述纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径，所述纳米碳化硼的粒径DB为30nm，所述纳米碳化钨的粒径DW为60nm，所述纳米碳化铬的粒径DC为120nm；
所述高分子/陶瓷复合材料中，纳米碳化硼对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量、纳米碳化钨对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量和纳米碳化铬对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量均为4％。
本实施例还提供一种制备上述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米级陶瓷颗粒加入无水乙醇中，搅拌混合，得到体系A；所述无水乙醇的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的600倍；所述纳米级陶瓷颗粒纳米碳化硼；
步骤二、将步骤一所述体系A与去离子水混合搅拌，得到体系B；所述去离子水的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的600倍；
步骤三、将乙烯基三乙氧基硅烷加入步骤二所述体系B中，超声分散4h，得到分散体系；所述乙烯基三乙氧基硅烷的质量为体系B质量的0.06倍；所述超声分散的超声频率为20Hz；
步骤四、将步骤三所述分散体系在80℃搅拌6h，抽滤，将截留物在120℃温度条件下烘8h，得到粉体陶瓷材料；搅拌速率为80r/min。
步骤五、将步骤四所述粉体陶瓷材料经研磨和分样筛选，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼；所述分样筛选为经过分样筛进行筛选，所述分样筛的筛网孔径与对应纳米级陶瓷颗粒粒径匹配；
将纳米碳化钨依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨，将纳米碳化铬依据上述步骤一～五制备得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬，将所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化硼、乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化钨和乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米碳化铬混合，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料；
步骤六、按照上述配比，将步骤五所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料和聚十二内酰胺搅拌混合，得到混合粉体；
步骤七、将步骤六所述混合粉体与无水乙醇混合，搅拌，得到混合体系Ⅰ；所述无水乙醇的质量为聚十二内酰胺质量的600倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤八、将步骤七所述混合体系Ⅰ与去离子水混合，搅拌，得到混合体系Ⅱ；所述去离子水的质量为聚十二内酰胺质量的600倍；所述搅拌为机械搅拌；
步骤九、将步骤八所述混合体系Ⅱ超声分散2h，得到混合分散体系；所述超声分散的超声频率为10Hz；
步骤十、在100℃温度条件下，将步骤九所述混合分散体系搅拌8h，烘干，筛分，得到高分子/陶瓷复合材料；所述搅拌为在桨叶式搅拌器中进行搅拌，所述搅拌的速率为60r/min；所述烘干的温度为120℃。
实施例4
本实施例提供一种应用实施例1的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，包括：
将所述高分子/陶瓷复合材料装入注塑机中，依照电梯导靴靴衬尺寸选择适宜模具，设置注塑机所述注塑机的机筒温度为220℃，喷嘴温度为240℃，模具温度为60℃，注塑压力为40MPa；螺杆转速为40r/min，得到电梯导靴靴衬。
实施例5
本实施例提供一种应用实施例2的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，包括：
将所述高分子/陶瓷复合材料装入注塑机中，依照电梯导靴靴衬尺寸选择适宜模具，设置注塑机所述注塑机的机筒温度为240℃，喷嘴温度为260℃，模具温度为80℃，注塑压力为50MPa；螺杆转速为60r/min，得到电梯导靴靴衬。
实施例6
本实施例提供一种应用实施例3的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，包括：
将所述高分子/陶瓷复合材料装入注塑机中，依照电梯导靴靴衬尺寸选择适宜模具，设置注塑机所述注塑机的机筒温度为260℃，喷嘴温度为280℃，模具温度为100℃，注塑压力为60MPa；螺杆转速为80r/min，得到电梯导靴靴衬。
性能测试：
将尼龙12(聚十二内酰胺)电梯导靴靴衬、实施例4～6以及对比例1～3按照实施例4的方法制备得到的电梯导靴靴衬分别进行磨损量测试。磨损量测试利用摩擦磨损试验机进行，其中施加载荷为150N，转速为2000r/min，磨损时间分别为60h、80h和1000h，磨损量测试结果见表1。
表1耐磨损性能测试实验结果
样品 磨损40h(mg) 磨损60h(mg) 磨损80h(mg)
尼龙12 124 143 171
实施例4 68 82 91
实施例5 61 77 85
实施例6 58 72 83
对比例1 77 90 100
对比例2 84 98 107
对比例3 79 92 103
从表1的可知，在相同摩擦磨损测试条件下，本发明的电梯导靴靴衬的磨损量远小于未经本发明高分子/陶瓷复合材料增强的尼龙12，表明本发明的高分子/陶瓷复合材料可有效增强电梯导靴靴衬的耐磨损性能。
本发明的电梯导靴靴衬具有明显优于对比例1～3的耐磨损性能，表明当采用本发明的电梯导靴靴衬中纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬质量相同，即比例为1:1:1时，且纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径时，可获得显著优异的电梯导靴靴衬的耐磨损性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述高分子/陶瓷复合材料包括复合有纳米陶瓷增强相的聚十二内酰胺；所述高分子/陶瓷复合材料中，聚十二内酰胺的质量百分含量为88%~94%，纳米陶瓷增强相的质量百分含量为6%~12%，所述纳米陶瓷增强相包括乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料；所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料包括经乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米陶瓷材料，所述纳米陶瓷材料包括多种纳米级陶瓷颗粒，多种所述纳米级陶瓷颗粒的粒径不等；
所述纳米陶瓷材料包括三种纳米级陶瓷颗粒，三种所述纳米级陶瓷颗粒分别为纳米碳化硼、纳米碳化钨和纳米碳化铬，所述纳米碳化硼的粒径＜纳米碳化钨的粒径＜纳米碳化铬的粒径；
所述纳米碳化硼的粒径 30nm≤DB≤50nm，所述纳米碳化钨的粒径60nm≤DW≤100nm，所述纳米碳化铬的粒径120nm≤DC≤200nm；
所述高分子/陶瓷复合材料中，纳米碳化硼对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量、纳米碳化钨对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量和纳米碳化铬对应的乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的质量百分含量均为2%~4%。
2.根据权利要求1所述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料的制备方法包括：
步骤一、将纳米级陶瓷颗粒加入无水乙醇中，搅拌混合，得到体系A；
步骤二、将步骤一所述体系A与去离子水混合搅拌，得到体系B；
步骤三、将乙烯基三乙氧基硅烷加入步骤二所述体系B中，超声分散2h~4h，得到分散体系；
步骤四、将步骤三所述分散体系在60℃~100℃温度条件下搅拌 4h~8h，抽滤，将截留物在100℃~120℃温度条件下烘4h~8h，得到粉体陶瓷材料；
步骤五、将步骤四所述粉体陶瓷材料经研磨和分样筛选，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米陶瓷材料。
3.根据权利要求2所述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，步骤一所述无水乙醇的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍~600倍；步骤二所述去离子水的质量为纳米级陶瓷颗粒质量的400倍~600倍。
4.根据权利要求2所述的电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料，其特征在于，步骤三所述乙烯基三乙氧基硅烷的质量为体系B质量的0.02倍~0.06倍；步骤三所述超声分散的超声频率为10Hz~20Hz；步骤四所述搅拌的速率为60 r/min~80r/min。
5.一种制备如权利要求1~4任一权利要求所述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将纳米陶瓷增强相和聚十二内酰胺搅拌混合，得到混合粉体；
步骤二、将步骤一所述混合粉体与无水乙醇混合，搅拌，得到混合体系Ⅰ；
步骤三、将步骤二所述混合体系Ⅰ与去离子水混合，搅拌，得到混合体系Ⅱ；
步骤四、将步骤三所述混合体系Ⅱ超声分散2h~6h，得到混合分散体系；
步骤五、在60℃~100℃温度条件下，将步骤四所述混合分散体系搅拌4h~8h，烘干，筛分，得到高分子/陶瓷复合材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二所述无水乙醇的质量为聚十二内酰胺质量的400倍~600倍，所述搅拌为机械搅拌；步骤三所述去离子水的质量为聚十二内酰胺质量的400倍~600倍，步骤三所述搅拌为机械搅拌。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤四所述超声分散的超声频率为10Hz~30Hz；步骤五所述搅拌为在桨叶式搅拌器中进行搅拌，所述搅拌的速率为 60r/min~ 80r/min；步骤五所述烘干的温度为100℃~120℃。
8.一种应用如权利要求1所述电梯导靴靴衬用高分子/陶瓷复合材料制备电梯导靴靴衬的方法，其特征在于，包括：
将所述高分子/陶瓷复合材料利用注塑机制备得到电梯导靴靴衬；所述注塑机的机筒温度为220℃~260℃，喷嘴温度为240℃~280℃，模具温度为60℃~100℃，注塑压力为40MPa~60MPa，螺杆转速为40 r/min ~80r/min。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580833A (en) * 1994-10-11 1996-12-03 Industrial Technology Research Institute High performance ceramic composites containing tungsten carbide reinforced chromium carbide matrix
EP2703436A1 (de) * 2012-08-28 2014-03-05 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse und deren Verwendung
CN111646801A (zh) * 2020-05-29 2020-09-11 广东工业大学 一种用于刀具的碳化硼-碳化钨复合陶瓷梯度材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014501309A (ja) * 2010-12-28 2014-01-20 シャンハイ ジーニアス アドバンスド マテリアル（グループ） カンパニー リミテッド ナノ粒子／ポリアミド複合材料、調製方法及びその応用
US20140323243A1 (en) * 2012-04-20 2014-10-30 Acushnet Company Polyamide compositions containing plasticizers for use in making golf balls
CN103788403B (zh) * 2012-10-31 2016-10-05 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种耐磨填料及由其制备的耐磨复合材料和制备方法
CN103435998B (zh) * 2013-09-11 2016-01-06 四川大学 一种制备高韧导热功能复合材料的方法
CN106832912B (zh) * 2017-01-20 2019-06-07 广州合成材料研究院有限公司 一种低翘曲高耐磨尼龙靴衬材料及其制备方法
CN107674304A (zh) * 2017-10-17 2018-02-09 昆山纳诺新材料科技有限公司 一种硬质合金抛光用热塑性磨料及其制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580833A (en) * 1994-10-11 1996-12-03 Industrial Technology Research Institute High performance ceramic composites containing tungsten carbide reinforced chromium carbide matrix
EP2703436A1 (de) * 2012-08-28 2014-03-05 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse und deren Verwendung
CN111646801A (zh) * 2020-05-29 2020-09-11 广东工业大学 一种用于刀具的碳化硼-碳化钨复合陶瓷梯度材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lightweight mullite ceramics with controlled porosity and enhanced properties prepared by SLS using mechanical mixed FAHSs/polyamide12 composites;Meng Li et al;Ceramics International;第45卷;第20803-20809页 *
陶瓷粉填充尼龙1010的摩擦磨损性能研究;刘利国,葛世荣,王庆良;摩擦学学报(第06期);第540-544页 *

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