[发明专利]一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人履带及其制备方法，特别是涉及一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带及其制备方法。

背景技术

机器人学从诞生以来，逐步发展为对经济和社会发展具有重要影响的应用学科，并且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。无论是深入事故现场救灾或者面临复杂、未知、多变的非结构环境，移动机器人要经常工作于各种复杂、极端环境以及各种地形，具有良好的强度、灵活性、抗静电性等以克服环境的不稳定性的机器人的行走机构是必要的保证。

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。目前履带的种类主要包括金属履带和橡胶履带。金属履带因为其笨重而庞大的缺点，一般很少在移动机器人使用。橡胶履带是橡胶与金属或纤维材料复合而成的环形胶带，一般包括芯金、强力层、缓冲层、包覆层和花纹胶块组成，存在着工艺复杂，制作繁琐，产品质量稳定性差的缺点。

聚氨酯弹性体浇注履带是一种全新的履带，是近年来伴随着移动机器人的发展才出现的，是为了适应复杂极端环境机器人的轻质、高强要求而设计的，它结合了同步齿形带和橡胶履带的优势，摒弃了橡胶履带繁琐的多层结构，合并了芯金块、包覆层、缓冲层和花纹块为整体浇注层，在强力层中，引入了高强的芳纶纤维作为骨架大大提升了强度。

但是但未经阻燃处理的聚氨酯材料氧指数(LOI)只有18%左右，阻燃效果较差，极大的限制了聚氨酯履带的使用范围，而目前对机器人的可使用环境要求日渐苛刻。因此，研究聚氨酯履带的阻燃性能具有很大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带及其制备方法，本发明不仅具有保护地面、体积小、重量轻、噪音低、振动小的特点，还质轻高强、结构简约、工艺简单、成型快速、质量稳定、氧指数高、易于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述履带由聚氨酯弹性体和芳纶纤维组成；芳纶纤维作为骨架层，使用整根绳状缠绕环形带的方式进行；聚氨酯弹性体由聚合物多元醇、多异氰酸酯、催化剂、扩链剂和阻燃剂组成，其中聚合物多元醇100份；多异氰酸酯18~28份；催化剂0.02-0.04份；扩链剂13-24份；阻燃剂10~30份。

所述的一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述聚合物多元醇为官能度为2、数均分子量为1000~3000的端羟基的聚酯、聚醚多、聚烯烃和聚酰胺中的一种。

所述的一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述多异氰酸酯为TDI-80、TDI-100、MDI-100、MDI-50、中的一种。

所述的一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、三亚乙基二胺、三乙醇胺中的一种。

所述的一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述扩链剂为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种。

所述的一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带，所述阻燃剂为三(氯异丙基)磷酸酯(TCPP)和十溴二苯乙烷(DBDPE)的一种或多种。

一种阻燃性聚氨酯弹性体机器人履带制备方法，所述方法包括以下步骤：

（1）预聚体的制备

将聚合物多元醇、阻燃剂和催化剂混合脱水至水分小于0.05%，按比例加入多异氰酸酯，体系于（80±5）°C反应2小时，得到预聚体；；

（2）以单绳整体环形缠绕的方式将芳纶纤维定位于模具中；

（3）聚氨酯弹性体履带的制备

将上述预聚体与计量扩链剂混合，于-0.01MPa真空度下脱气5min，倒入缠绕着芳纶纤维绳的模具中，待凝胶后合模，于100°C平板硫化30min，得到一种具有阻燃性的聚氨酯弹性体机器人履带。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

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。

实施所用材料：

PEA2000数均分子量2000，聚已二酸乙二醇酯二醇

TDI-802，4-甲苯二异氰酸酯80%和2，6-甲苯二异氰酸酯20%

3，3’二氯-4，4’二苯基甲烷二胺

二丁基二月桂酸锡

芳纶纤维

实施例1：

（1）预聚体的制备