[发明专利]一种高耐寒性机器人履带及其聚氨酯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及一种浇注型聚氨酯弹性体履带及其制备方法，特别是涉及一种高耐寒性机器人履带及其聚氨酯材料的制备方法。

背景技术

机器人学是从上世纪60年代诞生以来，从人工智能研究的验证实验系统逐步发展为对经济和社会发展具有重要影响的应用学科。除工业领域之外，机器人正在加速向国家安全领域、重大科学工程领域以及社会服务领域发展。这类机器人通常不像工业机器人是在车间的结构环境、在固定位置作业，而是处于非结构环境或野外环境、以移动作业为主，形成了各式各样的机器人系统。

现在的移动机器人已经在各领域有着广泛的应用。包括反恐防暴、应急救援、极地探测、电力设施检测与维护以及核辐射探测等，移动机器人要经常工作于各种复杂、极端环境。履带作为机器人的一个重要主行走部件，其性能的优劣对移动机器人有着至关重要的影响。而目前国内所合成的机器人履带的耐寒性，强度，耐水解性等都较差，还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐寒性机器人履带及其聚氨酯材料的制备方法，该方法用浇注型聚氨酯弹性体作为机器人履带的基础材料，浇注型聚氨酯弹性体本身具有优异的柔韧性、良好的耐磨性、抗撕裂性和抗曲挠性等综合性能，还提到了耐寒性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高耐寒性机器人履带，该履带由二异氰酸酯化合物、多元醇化合物、二硫醇扩链剂、有机溶剂、催化剂、抗氧剂、终止剂按下列重量比(％)配制：异氰酸酯化合物6-10％；聚二元醇混合物15-25％；二硫醇扩链剂1.5-2.5％；有机溶剂60-80％；催化剂0.001-0.002％；终止剂0.015-0.03％。

所述的一种高耐寒性机器人履带，所述异氰酸酯为分子量小于300g/mol的二异氰酸酯的一种或几种的混合物。

所述的一种高耐寒性机器人履带，所述的聚二元醇混合物的数均分子量为500～4000g/mol。

所述的一种高耐寒性机器人履带，异氰酸酯的摩尔数与聚二元醇的摩尔数的比例为0.5∶1～2.0∶1。

所述的一种高耐寒性机器人履带，多元醇类化合物为聚醚型和聚酯型，还有如聚丙烯酸类多元醇，聚烯烃类多元醇中的一种或几种。

6、所述的一种高耐寒性机器人履带，所述二元硫醇扩链剂为乙二硫醇、丙二硫醇、丁二硫醇、己二硫醇中的一种或几种。

所述的一种高耐寒性机器人履带，有机溶剂为二甲基甲酰胺、丁酮、甲苯、乙酸乙酯的一种或几种的混合物。

所述的一种高耐寒性机器人履带，催化剂为分子量小于500g/mol的单醇、单氨或者分子量小于500g/mol的二元醇。

一种高耐寒性机器人履带聚氨酯材料的制备方法，所述方法包括以下制备步骤：

(Ⅰ)将聚二元醇混合物与部分异氰酸酯在溶剂中加热进行预聚反应；

(Ⅱ)加入二硫醇扩链剂和溶剂与第Ⅰ步所得预聚物充分反应，再分次加入其余的异氰酸酯，并在反应过程中加入溶剂,调整树脂的粘度到0.1～3.0×10⁵mpa·s/25℃；

(Ⅲ)加入终止剂终止反应，加入助剂和少量溶剂充分搅拌均匀；

（Ⅳ）0.01MPa真空度下脱气5min，倒入事先预热的模具中，待凝胶后合模，于100°C平板硫化30min，得到一种高耐寒性的浇注型聚氨酯弹性体。

所述的一种高耐寒性机器人履带聚氨酯材料的制备方法，步骤(Ⅰ)的反应温度控制在60℃～100℃，步骤(Ⅱ)的反应温度控制在40℃～100℃。

本发明的优点与效果是：

本发明制备的一种耐寒性的机器人履带是以浇注型聚氨酯弹性体为基础材料，浇注型聚氨酯弹性体本身具有优异的柔韧性、良好的耐磨性、抗撕裂性和抗曲挠性等综合性能。本发明中浇注型聚氨酯弹性体是由聚合物多元醇、二异氰酸酯、催化剂、扩链剂等组分制得，由于在聚氨酯弹性体的合成中引入了二硫醇扩链剂替代传统的二醇扩链剂，与耐磨性更好的聚酯型据二元醇共聚，大大提高了聚氨酯弹性体的低温活动性，从而极大的提高了聚氨酯弹性体的耐寒性能。是作为机器人履带的理想材料。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进一步说明。

以下实例中未做特别说明的份数，均指质量份数。

实施例中原料除特殊说明，均为市购。

这种高耐寒浇注型聚氨酯树脂弹性体的合成方法包括以下步骤：

(Ⅰ)将聚二元醇混合物与部分异氰酸酯在溶剂中加热进行预聚反应；