CN114656730A - 一种电梯地坎非金属复合材料及电梯地坎制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电梯地坎非金属复合材料及电梯地坎制备方法，它包括以下质量百分含量的组分：热稳定复合剂2.0%‑3.5%；丙烯酸酯类共聚物2.0%‑3.6%；复合润滑剂0.4%‑1.7%；氯化聚乙烯6.0%‑10%；无机复合填料38.01%‑43.03%；PVC树脂38%‑43%；抗冲击改性剂2.0%‑5.6%。通过精确控制各组分的种类和含量，产生了以下协同效果：将复合材料制作成电梯地坎后能够不仅满足所需的机械性能（如成型收缩率、抗拉强度、弯曲强度、耐候性、弯曲弹性模量等）；而且有效降低了产品的重量和生产成本，实现了电梯轻量化。
Description
技术领域
本发明属于地坎材料技术领域，涉及一种非金属复合材料及其制备方法，具体涉及一种电梯地坎非金属复合材料及电梯地坎制备方法。
背景技术
电梯地坎是电梯轿厢或层门入口出入轿厢的带槽金属踏板。申请号为201110389772.5、201610285914.6、201210238896.8等的大量中国发明专利均涉及电梯地坎或/和其制备方法，其均指出电梯地坎的材质为不锈钢材料，以保证电梯地坎强度的同时，降低制造成本、简化制造工艺、使安装维修方便快捷。而为了在保证电梯地坎强度的基础上，进一步实现电梯地坎经济性和轻量化，工程师们通常是对电梯地坎的结构进行特殊的设计(参见200520060262.3、200520060262.3等中国专利)，较少情况下是对电梯地坎的使用材料进行调整。随着原材料成本的持续上涨，电梯地坎市场对产品的经济性和轻量化提出的更高的要求，在保证强度的基础上，开发具有经济性和轻量化优势的非金属电梯地坎产品替代不锈钢材质的则具有现实的意义，有利于企业在竞争中获得优势。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电梯地坎非金属复合材料，在保证地坎产品强度的同时，能够有效降低产品的重量和生产成本。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种电梯地坎非金属复合材料，它包括以下质量百分含量的组分：
所述复合润滑剂为PE蜡和硬脂酸的混合物，所述无机复合填料为炭黑和碳酸钙的混合物，所述抗冲击改性剂为MBS树脂。
优化地，以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100％计，所述复合润滑剂包含0.2％-0.8％的PE蜡和0.2％-0.9％的硬脂酸。
优化地，以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100％计，所述无机复合填料包含0.01％-0.03％的炭黑和38％-43％的碳酸钙。
优化地，所述热稳定剂为选自液体有机锡稳定剂、钙锌稳定剂和铅盐复合稳定剂中的一种或多种。
优化地，所述丙烯酸酯类共聚物为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述氯化聚乙烯的热熔焓≤2.0j/g且邵氏硬度≤65，所述PVC树脂的粘度为107～118ml/g。
优化地，它还包括：颜料0.05％-0.12％；具体地，所述颜料为荧光灰。
优化地，它包括以下质量百分含量的组分：
具体地，它包括以下质量百分含量的组分：热稳定剂2.21％、丙烯酸酯类共聚物2.44％、氯化聚乙烯8.14％、PE蜡0.41％、硬脂酸0.24％、炭黑0.01％、碳酸钙40.7％、PVC树脂40.7％、荧光灰0.09％、抗冲击改性剂5.06％。
本发明的又一目的在于提供一种电梯地坎的制备方法，该方法使用上述非金属复合材料，该方法包括以下步骤：
将热稳定剂、丙烯酸酯类共聚物、复合润滑剂、氯化聚乙烯、荧光灰、无机复合填料、抗冲击改性剂和增强型抗冲击改性剂混合后，导入造粒机中；待所述造粒机达到以下温度：一区温度150℃-180℃、二区温度145℃-165℃、三区温度150℃-180℃、四区温度160℃-180℃、五区温度150℃-170℃和六区温度150℃-180℃时，加入至少部分预热的PVC树脂进行造粒得到粒料；所述PVC树脂的预热温度为110℃-130℃；所述粒料出料时温度为30℃-50℃；
将所述粒料导入挤出机进行挤出成型，所述挤出机料筒的一区温度140℃-160℃、二区温度170℃-180℃、三区温度170℃-180℃，电流为10～15A。
优化的，所述挤出成型采用共挤模头，所述造粒阶段至少部分预热的PVC树脂用量为95％-98％的总体PVC树脂用量，所述粒料经由所述挤出机的主进料斗进料，剩余的PVC树脂熔融后从所述共挤模头进料，得到表层具有光滑PVC树脂层的电梯地坎。
优化的，所述PVC树脂的粘度为107～118ml/g。
本发明电梯地坎非金属复合材料，通过精确控制各组分的种类和含量，产生了以下协同效果：将复合材料制作成电梯地坎后能够不仅满足所需的机械性能(如成型收缩率、抗拉强度、弯曲强度、耐候性、弯曲弹性模量等)；而且有效降低了产品的重量和生产成本，实现了电梯轻量化。
本发明的电梯地坎非金属复合材料的制造工艺，采用先共混造粒后挤出成型的工艺，所得的产品机械性能优异，满足地坎使用需求，同时采用共挤出工艺，得到表面具有光滑PVC树脂层的产品，有效降低了地坎门滑槽的摩擦系数，从而提升了电梯门开合速度和稳定性。
具体实施方式
本发明电梯地坎非金属复合材料，它包括以下质量百分含量的组分：热稳定剂2.0％-3.5％；丙烯酸酯类共聚物2.0％-3.6％；复合润滑剂0.4％-1.7％；氯化聚乙烯6.0％-10％；无机复合填料38.01％-43.03％；PVC树脂38％-43％；抗冲击改性剂2.0％-5.6％；所述复合润滑剂为PE蜡和硬脂酸的混合物，所述无机复合填料为炭黑和碳酸钙的混合物，所述抗冲击改性剂为丙烯酸脂类化学物中的一种。通过精确控制各组分的种类和含量，产生了以下协同效果：将复合材料制作成电梯地坎后能够不仅满足所需的机械性能(如成型收缩率、抗拉强度、弯曲强度、耐候性、弯曲弹性模量等)；而且有效降低了产品的重量和生产成本，实现了电梯轻量化。
以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100％计，所述复合润滑剂优选包含0.2％-0.8％的PE蜡和0.2％-0.9％的硬脂酸，有利于多种物料的混合均匀，从而提高产品的性能。以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100％计，所述无机复合填料优选包含0.01％-0.03％的炭黑和38％-43％的碳酸钙，有利于提高产品的强度和韧性。所述热稳定剂优选为选自液体有机锡稳定剂、钙锌稳定剂和铅盐复合稳定剂中的一种或多种，有利于吸收PVC在高温下发生降解产生的氯化氢以平衡加工过程，可以采用市售的那些，如：德国熊牌、新加坡三益、联盟、天盛、雄发等厂家的，牌号如有机锡181、熊牌318和雄发04等。所述丙烯酸酯类共聚物优选为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，这样可以增加流动性且提高塑化程度，可以采用市售的以下厂家的：美国罗门哈斯、日本钟渊、国内瑞丰高材、日科化学、河北雄发等。所述氯化聚乙烯优选热熔焓≤2.0j/g且邵氏硬度≤65，可以采用市售的，如135A、135B、130C等牌号的。所述PVC树脂的粘度为107～118ml/g，可以选用市售的5型树脂粉。它优选还包括：颜料0.05％-0.12％；具体地，所述颜料为荧光灰，以满足户外电梯等特定场景的使用要求。
上述电梯地坎非金属复合材料优选包括以下质量百分含量的组分：热稳定剂2.0％-3.0％；丙烯酸酯类共聚物2.0％-3.0％；氯化聚乙烯7.0％-9.0％；PE蜡0.2％-0.6％；硬脂酸0.2％-0.5％；炭黑0.01％-0.02％；碳酸钙38％-41％；PVC树脂38％-41％；荧光灰0.06％-0.10％；抗冲击改性剂2.5％-5.1％；该组分含量区间内得到的产品性能更佳；最佳为如下的：热稳定剂2.21％、丙烯酸酯类共聚物2.44％、氯化聚乙烯8.14％、PE蜡0.41％、硬脂酸0.24％、炭黑0.01％、碳酸钙40.7％、PVC树脂40.7％、荧光灰0.09％、抗冲击改性剂5.06％。
上述电梯地坎非金属复合材料的制备方法，它包括以下步骤：将热稳定剂、丙烯酸酯类共聚物、复合润滑剂、氯化聚乙烯、荧光灰、无机复合填料、抗冲击改性剂和增强型抗冲击改性剂混合后，导入造粒机中；待所述造粒机达到以下温度：一区温度150℃-180℃、二区温度145℃-165℃、三区温度150℃-180℃、四区温度160℃-180℃、五区温度150℃-170℃和六区温度150℃-180℃时，加入预热的95％-98％用量的PVC树脂进行造粒；所述PVC树脂的预热温度为110℃-130℃；所述粒料出料时温度为30℃-50℃；将所述粒料导入挤出机进行挤出成型即可，所述挤出成型采用共挤出工艺，所述粒料经由所述挤出机的主进料斗进料，所述挤出机的料筒的一区温度140℃-160℃、二区温度170℃-180℃、三区温度170℃-180℃，电流为10～15A，剩余的PVC树脂熔融后经由共挤出模头进行进料，得到表面具有光滑PVC树脂层的电梯地坎，同时利用该方法制得的产品性能明显优于全部物料直接混合后挤出成型得到的产品性能。
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1-5
实施例1-5分别提供一种电梯地坎非金属复合材料，其原料组分种类和质量如表1所示(单位为kg)。
表1
注：热稳定剂采用雄发04；丙烯酸酯类共聚物为ACR(具体为苯乙烯双甲酯共聚物)，市售，其购自日科化学；CPE为氯化聚乙烯，其购自雄发；炭黑为市售的，购自天津华冉化工；抗冲击改性剂为MBS树脂；PVC树脂为市售5型树脂粉；碳酸钙为轻质碳酸钙PCC；其它物料采用市售常规的。
上述电梯地坎非金属复合材料的制备方法为：将热稳定剂、丙烯酸酯类共聚物、复合润滑剂、氯化聚乙烯、荧光灰、无机复合填料、抗冲击改性剂和增强型抗冲击改性剂混合后，导入造粒机中；待所述造粒机达到以下温度：一区温度150℃-180℃、二区温度145℃-165℃、三区温度150℃-180℃、四区温度160℃-180℃、五区温度150℃-170℃和六区温度150℃-180℃时，加入预热的PVC树脂进行造粒；所述PVC树脂的预热温度为110℃-130℃；所述粒料出料时温度为30℃-50℃；将所述粒料导入挤出机进行挤出成型即可，所述挤出机料筒的一区温度140℃-160℃、二区温度170℃-180℃、三区温度170℃-180℃，电流为10～15A。
将实施例1-5中的电梯地坎非金属复合材料制作成型材进行性能测试，此外将常见的电梯地坎材料铝合金6063T5作为对比例进行性能测试，性能列于表2中。
表2
上述性能测试结果表明，本发明的电梯地坎非金属复合材料在成型收缩率、抗拉强度、耐候性、弯曲弹性模量等方面与铝合金(l6063t5)相当，所得的电梯地坎能够满足机械性能需求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电梯地坎非金属复合材料，其特征在于，它包括以下质量百分含量的组分：
热稳定剂 2.0%-3.5%；
丙烯酸酯类共聚物 2.0%-3.6%；
复合润滑剂 0.4%-1.7%；
氯化聚乙烯 6.0%-10%；
无机复合填料 38.01%-43.03%；
PVC树脂 38%-43%；
抗冲击改性剂 2.0%-5.6%；
所述复合润滑剂为PE蜡和硬脂酸的混合物，所述无机复合填料为炭黑和碳酸钙的混合物，所述抗冲击改性剂为MBS树脂；所述PVC树脂的粘度为107~118ml/g。
2.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于：以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100%计，所述复合润滑剂包含0.2%-0.8%的PE蜡和0.2%-0.9%的硬脂酸。
3.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于：以所述电梯地坎非金属复合材料各组分质量百分含量之和为100%计，所述无机复合填料包含0.01%-0.03%的炭黑和38%-43%的碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为选自液体有机锡稳定剂、钙锌稳定剂和铅盐复合稳定剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于：所述丙烯酸酯类共聚物为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述氯化聚乙烯的热熔焓≤2.0j/g且邵氏硬度≤65，所述PVC树脂的粘度为107~118ml/g。
6.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于，它还包括：颜料0.05%-0.12%。
7.根据权利要求6所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于，所述颜料为荧光灰。
8.根据权利要求1所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于，它包括以下质量百分含量的组分：
热稳定剂 2.0%-3.0%；
丙烯酸酯类共聚物 2.0%-3.0%；
氯化聚乙烯 7.0%-9.0%；
PE蜡 0.2%-0.6%；
硬脂酸 0.2%-0.5%；
炭黑 0.01%-0.02%；
碳酸钙 38%-41%；
PVC树脂 38%-41%；
荧光灰 0.06%-0.10%；
抗冲击改性剂 2.5%-5.1%。
9.根据权利要求8所述的电梯地坎非金属复合材料，其特征在于，它包括以下质量百分含量的组分：热稳定剂2.21%、丙烯酸酯类共聚物2.44%、氯化聚乙烯8.14%、PE蜡0.41%、硬脂酸0.24%、炭黑0.01%、碳酸钙40.7%、PVC树脂40.7%、荧光灰0.09%、抗冲击改性剂5.06%。
10.使用权利要求1至9中任一所述电梯地坎非金属复合材料制备电梯地坎的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
将热稳定剂、丙烯酸酯类共聚物、复合润滑剂、氯化聚乙烯、荧光灰、无机复合填料、抗冲击改性剂和增强型抗冲击改性剂混合后，导入造粒机中；待所述造粒机达到以下温度：一区温度150℃-180℃、二区温度145℃-165℃、三区温度150℃-180℃、四区温度160℃-180℃、五区温度150℃-170℃和六区温度150℃-180℃时，加入预热的PVC树脂进行造粒得到粒料； 所述PVC树脂的预热温度为110℃-130℃；所述粒料出料时温度为30℃-50℃；
将所述粒料导入挤出机进行挤出成型即可，所述挤出机料筒的一区温度140℃-160℃、二区温度170℃-180℃、三区温度170℃-180℃，电流为10~15A。
11.如权利要求10所述制备电梯地坎的方法，其中，所述挤出成型采用共挤模头，所述造粒阶段至少部分预热的PVC树脂用量为95-98%的总体PVC树脂用量，所述粒料经由所述挤出机的主进料斗进料，剩余的PVC树脂熔融后从所述共挤模头进料，得到表层具有光滑PVC树脂层的电梯地坎。
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