System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆及其制备方法技术_技高网

一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆及其制备方法技术

技术编号:44091006 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-21 12:26
本发明专利技术提供一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆及其制备方法,属于线缆领域。聚四氢呋喃二醇与六亚甲基二异氰酸酯反应形成软硬段结构,加入1,4‑丁二醇扩链并引入盐酸多巴胺,增强硬段结构并形成自修复的氢键网络;引入碳纳米管并通过等离子体处理和硅烷偶联剂改性,提升材料的抗拉伸性、耐疲劳性和电学性能;蒙脱土通过有机化处理与聚乙烯亚胺复合,增强材料的抗开裂性和耐磨性;氮化硼表面引入环氧基团以及盐酸多巴胺自聚,提供优异的散热能力和尺寸稳定性。各组分之间的协同作用,使复合材料在力学性能、电学性能、散热性、耐磨性等方面表现出色,特别适用于机器人动态线缆,能够在复杂环境中长期稳定工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于线缆,涉及一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆及其制备方法


技术介绍

1、现有的常规线缆在现代电子设备、机器人及机械系统中发挥着至关重要的作用,主要用于电力和信号的传输。这些线缆通常由导体和绝缘材料构成,其设计旨在满足基本的电气和机械性能要求。随着科技的迅猛发展,尤其是在智能设备、自动化和机器人
,传统线缆的性能需求也不断提升。

2、传统的导体材料虽然在导电性上表现优秀,但在动态应用中却遭遇诸多挑战。常规线缆在频繁的弯曲、扭转和摩擦下,容易出现疲劳和损坏,尤其是在高移动性的应用场景中。例如,在机器人关节和自动化生产线中,线缆必须承受持续的动态负荷和复杂的运动轨迹。这种机械疲劳不仅会导致导体断裂,还可能引起绝缘层的破损,从而影响信号的传输质量和设备的整体稳定性。此外,随着设备对信号传输速度和准确性的要求提高,任何微小的线缆损坏都可能导致系统故障,进而造成生产效率的下降和经济损失;其次,常规线缆在高低温环境下的性能表现也相对欠缺。许多传统材料在极端温度条件下容易发生老化、脆化甚至开裂,进而影响线缆的安全性和可靠性。


技术实现思路

1、针对上述问题,本专利技术的目的在于提供一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆及其制备方法。首先,通过聚四氢呋喃二醇与六亚甲基二异氰酸酯反应,构建了聚氨酯的软硬段结构,加入1,4-丁二醇扩链并引入盐酸多巴胺,增强了硬段结构并形成了自修复的氢键网络,使材料具备了优异的机械强度、热稳定性和自修复能力。其次,通过等离子体处理和硅烷偶联剂复合改性碳纳米管引入改性碳纳米管,显著提高了材料的抗拉伸性、耐疲劳性及电学性能。蒙脱土通过有机化处理与聚乙烯亚胺复合改性,提升了材料的抗开裂性和耐磨性。氮化硼经过表面修饰后,其分散性和热导率得到增强,从而为材料提供了出色的散热性能和尺寸稳定性。各组分间的协同效应使得复合材料在力学性能、电学性能、散热性和耐磨性等方面均表现出色,特别适用于机器人动态线缆,能够在复杂环境下长期稳定运行。

2、为达到此目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、第一方面,本专利技术提供了一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,所述采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法包括:

4、s1:将聚四氢呋喃二醇真空干燥处理后加入反应釜中,并加入六亚甲基二异氰酸酯,氮气保护下反应得到反应液a;降温后加入1,4-丁二醇与盐酸多巴胺得到反应液b,升温后反应得到反应液c;加入二月桂酸二丁基锡后继续反应并抽真空脱气,结束后纯化产物得到改性聚氨酯;

5、s2:将碳纳米管置于等离子体处理腔室中,通入ar/o2混合气体进行等离子体处理得到第一改性碳纳米管,将第一改性碳纳米管分散于无水乙醇中,加入硅烷偶联剂kh550,超声处理后进行回流,抽滤、乙醇洗涤,真空干燥得到改性碳纳米管;

6、s3:将蒙脱土分散于去离子水中搅拌后得到蒙脱土分散液,滴加十八烷基三甲基溴化铵溶液,继续搅拌,随后加入聚乙烯亚胺溶液得到反应液d,进行超声处理后再搅拌,最后离心、洗涤并冷冻干燥得到改性蒙脱土;

7、s4:将氮化硼分散在甲苯中得到氮化硼分散液,超声分散后加入冰醋酸调节ph,再加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷得到反应液e,在氮气保护下回流;离心收集后用无水乙醇洗涤,真空干燥后得到第一改性氮化硼;将第一改性氮化硼分散在tris缓冲液中并加入盐酸多巴胺,室温搅拌;离心、洗涤、冷冻干燥得到改性氮化硼;

8、s5:将改性聚氨酯置于密炼机中,加入抗氧剂、分散剂、增韧剂,密炼后依次加入改性碳纳米管、改性蒙脱土和改性氮化硼得到混合材料,恒温混炼后得到复合材料,将复合材料注入到单螺杆挤出机中,同时送入导线体,将复合材料包覆在导体表面,冷却后得到采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆。

9、作为本专利技术的一种优选的技术方案,步骤s1中,所述聚四氢呋喃二醇真空干燥的温度为85-95℃,例如可以是85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

10、在一些可选的实施例中,所述聚四氢呋喃二醇真空干燥的时间为3-4h,例如可以是3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h或4h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、在一些可选的实施例中,所述聚四氢呋喃二醇与六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为0.35-0.45:1,例如可以是0.35:1、0.36:1、0.37:1、0.38:1、0.39:1、0.40:1、0.41:1、0.42:1、0.43:1、0.44:1或0.45:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、在一些可选的实施例中,所述氮气保护下反应的温度为85-95℃,例如可以是85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

13、在一些可选的实施例中,所述氮气保护下反应的时间为1.5-2.5h,例如可以是1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2.0h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h或2.5h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

14、在一些可选的实施例中,所述反应液a降温至55-65℃,例如可以是55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、在一些可选的实施例中,所述1,4-丁二醇与盐酸多巴胺改性二胺的摩尔比为0.8-1.2:1,例如可以是0.8:1、0.84:1、0.88:1、0.92:1、0.96:1、1.0:1、1.04:1、1.08:1、1.12:1、1.16:1或1.2:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

16、在一些可选的实施例中,所述盐酸多巴胺改性二胺总量与六亚甲基二异氰酸酯的摩尔比为0.25-0.35:1,例如可以是0.25:1、0.26:1、0.27:1、0.28:1、0.29:1、0.30:1、0.31:1、0.32:1、0.33:1、0.34:1或0.35:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17、在一些可选的实施例中,所述反应液b升温反应的温度为105-115℃,例如可以是105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃或115℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

18、在一些可选的实施例中,所述反应液b升温反应的时间为3.5-4.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S1中:

3.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S1中:

4.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S2中:

5.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S2中:

6.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S3中:

7.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S3中:

8.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S4中:

9.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,S5中:

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,所述采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆包含如下质量份的各组分:

...

【技术特征摘要】

1.一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,s1中:

3.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,s1中:

4.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,s2中:

5.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯材料的机器人关节动态线缆的制备方法,其特征在于,s2中:

6.根据权利要求1所述的一种采用自修复性聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩雪光卢柱石磊邵志康应志鹏薛世鹏
申请(专利权)人:浙江光大普特通讯科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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