一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種，特別是涉及一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 機器人學從誕生以來，逐步發(fā)展為對經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要影響的應用學科， 并且機器人正在加速向國家安全領域、重大科學工程領域以及社會服務領域發(fā)展。無論是 深入事故現(xiàn)場救災或者面臨復雜、未知、多變的非結構環(huán)境，移動機器人要經(jīng)常工作于各種 復雜、極端環(huán)境以及各種地形，具有良好的強度、靈活性、抗靜電性等以克服環(huán)境的不穩(wěn)定 性的機器人的行走機構是必要的保證。
[0003] 履帶作為機器人的一個重要主行走部件，其性能的優(yōu)劣對移動機器人有著至關重 要的影響。目前履帶的種類主要包括金屬履帶和橡膠履帶。金屬履帶因為其笨重而龐大的 缺點，一般很少在移動機器人使用。橡膠履帶是橡膠與金屬或纖維材料復合而成的環(huán)形膠 帶，一般包括芯金、強力層、緩沖層、包覆層和花紋膠塊組成，存在著工藝復雜，制作繁瑣，產(chǎn) 品質量穩(wěn)定性差的缺點。
[0004] 聚氨酯彈性體澆注履帶是一種全新的履帶，是近年來伴隨著移動機器人的發(fā)展才 出現(xiàn)的，是為了適應復雜極端環(huán)境機器人的輕質、高強要求而設計的，它結合了同步齒形帶 和橡膠履帶的優(yōu)勢，摒棄了橡膠履帶繁瑣的多層結構，合并了芯金塊、包覆層、緩沖層和花 紋塊為整體澆注層，在強力層中，引入了高強的芳綸纖維作為骨架大大提升了強度。
[0005] 但是聚氨酯彈性體的體積電阻率一般介于1013~1015Ω · cm之間，在使用過程中經(jīng) 摩擦時容易產(chǎn)生靜電。尤其嚴重的是，當靜電積累的一定程度時就會產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象，特 別是在電子行業(yè)中工作時，靜電放電會使各種精密一起、精密電子器原件被擊穿而報廢，在 炸藥、煤礦、石油、化工等行業(yè)中工作，靜電放電可能引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大 的惡性事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶及其制備方法，通過 在聚氨酯彈性體中加入改性炭黑提高材料的抗靜電性，工藝簡單、成型快速。使得移動機器 人能夠在一些超凈化環(huán)境(如手術室、計算機室、精密儀器室等）以及在炸藥、煤礦、石油、化 工等行業(yè)中使用避免產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的： 抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，所述履帶由聚氨酯彈性體和芳綸纖維組成；芳綸纖 維作為骨架層，呈整根繩狀纏繞環(huán)形帶形式，聚氨酯彈性體由聚合物多元醇、多異氰酸酯、 催化劑、擴鏈劑和改性炭黑組份組成：聚合物多元醇100份；多異氰酸酯18~28份；催化劑 0. 02-0. 04份；擴鏈劑13-24份；改性炭黑5~30份。
[0008] 所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，聚合物多元醇為官能度為2、數(shù)均分 子量為1000~3000的端羥基的聚酯、聚醚多、聚烯烴和聚酰胺中的一種。
[0009] 所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，多異氰酸酯為TDI-80、TDI-100、 MDI-100、MDI-50、中的一種。
[0010] 所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，催化劑為二丁基二月桂酸錫、三亞 乙基二胺、三乙醇胺中的一種。
[0011] 所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，擴鏈劑為1，4_ 丁二醇、3,3'二 氯_4,4'二苯基甲烷二胺、3,5_二甲硫基甲苯二胺中的一種。
[0012] 所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，改性炭黑為經(jīng)過高溫處理或者鈦酸 酯類偶聯(lián)劑處理過的。
[0013] 7-種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶的制備方法，所述方法包括以下制備步 驟： (1) 預聚體的制備 將聚合物多元醇、改性炭黑和催化劑混合脫水至水分小于〇. 05%，按比例加入多異氰酸 酯，體系于（80±5) ° C反應2小時，得到預聚體； (2) 以單繩整體環(huán)形纏繞的方式將芳綸纖維定位于模具中； (3) 聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與計量擴鏈劑混合，于-〇. OlMPa真空度下脫氣5min，澆入模具中，待凝 膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體機器人履帶。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點與效果是： 本發(fā)明通過在聚氨酯彈性體中加入改性炭黑提高材料的抗靜電性，工藝簡單、成型快 速。使得移動機器人能夠在一些超凈化環(huán)境(如手術室、計算機室、精密儀器室等)以及在炸 藥、煤礦、石油、化工等行業(yè)中使用避免產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016] 以下實例中涉及到的份數(shù)，均指質量份數(shù)。
[0017] 實施例中原料除特殊說明，均為市購。
[0018] 實施所用材料： PEA 2000 數(shù)均分子量2000,聚已二酸乙二醇酯二醇 TDI-80 2,4-甲苯二異氰酸酯80%和2,6-甲苯二異氰酸酯20% 二丁基二月桂酸錫 改性炭黑 芳綸纖維 3, 3'二氯-4,4'二苯基甲烷二胺。
[0019] 實施例1 : (1)預聚體的制備 將100份PEA 2000、10份改性炭黑和0. 02份二丁基二月桂酸錫混合脫水至水分小于 0. 05%，加入18份TDI-80,體系于（80±5) ° C反應2小時，得到預聚體。
[0020] (2)將芳綸纖維以單繩整體環(huán)形纏繞8圈定位于模具中。
[0021] (3)聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與13份3, 3'二氯-4,4'二苯基甲烷二胺混合，于-0.0 lMPa真空度下脫 氣5min，澆入模具中，待凝膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體 機器人履帶。
[0022] 實施例2 : (1)預聚體的制備 將100份PEA 2000、15份改性炭黑和0. 03份二丁基二月桂酸錫混合脫水至水分小于 0. 05%，加入28份TDI-80,體系于（80±5) ° C反應2小時，得到預聚體。
[0023] (2)將芳綸纖維以單繩整體環(huán)形纏繞10圈定位于模具中。
[0024] (3)聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與24份3, 3'二氯-4,4'二苯基甲烷二胺混合，于-0.0 lMPa真空度下脫 氣5min，澆入模具中，待凝膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體 機器人履帶。
[0025] 實施例3 : (1)預聚體的制備 將100份PEA 2000、20份改性炭黑和0. 04份二丁基二月桂酸錫混合脫水至水分小于 0. 05%，按比例加入24份TDI-80,體系于（80±5) ° C反應2小時，得到預聚體。
[0026] (2)將芳綸纖維以單繩整體環(huán)形纏繞12圈定位于模具中。
[0027] (3)聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與19份3, 3'二氯-4,4'二苯基甲烷二胺混合，于-0.0 lMPa真空度下脫 氣5min，澆入模具中，待凝膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體 機器人履帶。
[0028] 對比例： (1)預聚體的制備 將100份PEA 2000和0. 02份二丁基二月桂酸錫混合脫水至水分小于0. 05%，加入18 份TDI-80,體系于（80±5) ° C反應2小時，得到預聚體。
[0029] (2)將芳綸纖維以單繩整體環(huán)形纏繞8圈定位于模具中。
[0030] (2)聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與13份3, 3'二氯-4,4'二苯基甲烷二胺混合，于-0.0 lMPa真空度下脫 氣5min，澆入模具中，待凝膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體 機器人履帶。
[0031] 將實施例1-3和對比例制備得到的產(chǎn)品進行性能測試，測試結果見表1。
[0032] 表1 :實施例1-3和對比例制備得到的產(chǎn)品的性能測試結果 CN 105176065 A 說明書 4/4 頁
【主權項】
1. 抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：所述履帶由聚氨酯彈性體和芳綸纖 維組成；芳綸纖維作為骨架層，呈整根繩狀纏繞環(huán)形帶形式，聚氨酯彈性體由聚合物多元 醇、多異氰酸酯、催化劑、擴鏈劑和改性炭黑組份組成：聚合物多元醇100份；多異氰酸酯 18~28份；催化劑0. 02-0. 04份；擴鏈劑13-24份；改性炭黑5~30份。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：聚合物 多元醇為官能度為2、數(shù)均分子量為1000~3000的端羥基的聚酯、聚醚多、聚烯烴和聚酰胺 中的一種。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：多異氰 酸酯為TDI-80、TDI-100、MDI-100、MDI-50、中的一種。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：催化劑 為二丁基二月桂酸錫、三亞乙基二胺、三乙醇胺中的一種。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：擴鏈劑 為1，4_ 丁二醇、3,3'二氯_4,4'二苯基甲烷二胺、3,5_二甲硫基甲苯二胺中的一種。6. 根據(jù)權利要求1所述的一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶，其特征在于：改性炭 黑為經(jīng)過高溫處理或者鈦酸酯類偶聯(lián)劑處理過的。7. -種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶的制備方法，其特征在于：所述方法包括以下 制備步驟： (1) 預聚體的制備 將聚合物多元醇、改性炭黑和催化劑混合脫水至水分小于〇. 05%，按比例加入多異氰酸 酯，體系于（80±5) °C反應2小時，得到預聚體； (2) 以單繩整體環(huán)形纏繞的方式將芳綸纖維定位于模具中； (3) 聚氨酯彈性體履帶的制備 將上述預聚體與計量擴鏈劑混合，于-〇.OlMPa真空度下脫氣5min，澆入模具中，待凝 膠后合模，加熱加壓固化成型，得到一種抗靜電的聚氨酯彈性體機器人履帶。
【專利摘要】一種抗靜電聚氨酯彈性體機器人履帶及其制備方法，涉及機器人履帶及其制備方法，所述履帶由聚氨酯彈性體和芳綸纖維組成；芳綸纖維作為骨架層，呈整根繩狀纏繞環(huán)形帶形式，聚氨酯彈性體由聚合物多元醇、多異氰酸酯、催化劑、擴鏈劑和改性炭黑組份組成：聚合物多元醇100份；多異氰酸酯18~28份；催化劑0.02-0.04份；擴鏈劑13-24份；改性炭黑5~30份。通過在聚氨酯彈性體中加入改性炭黑提高材料的抗靜電性，工藝簡單、成型快速。使得移動機器人能夠在一些超凈化環(huán)境（如手術室、計算機室、精密儀器室等）以及在炸藥、煤礦、石油、化工等行業(yè)中使用避免產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象。
【IPC分類】B62D55/24, C08L77/04, C08L77/10, C08G18/42, C08L77/08, C08K3/04, C08G18/60, C08G18/66, C08L75/06, C08G18/10, C08G18/65, C08G18/32, C08K9/04, C08G18/48, C08G18/62
【公開號】CN105176065
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】葛鐵軍, 劉浪, 肖尚雄, 王佳, 張瑾
【申請人】沈陽化工大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月7日