一种硅橡胶胶料及其制备方法与应用、机器人硅胶皮技术

本发明专利技术公开了一种硅橡胶胶料及其制备方法与应用、机器人硅胶皮，属于硅橡胶技术领域。该硅橡胶胶料，包括以下重量份的组分：195

【技术实现步骤摘要】
一种硅橡胶胶料及其制备方法与应用、机器人硅胶皮


[0001]本专利技术涉及硅橡胶
，具体涉及一种硅橡胶胶料及其制备方法与应用、包含该硅橡胶胶料的机器人硅胶皮。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，人类对机器人的研发越来越深入，对机器人的要求也越来越高，其中仿真机器人的出现，更是将机器人研发推向了一个新高度。仿真机器人是一种既可以听从人的指挥，又能够按照预先设定的程序运行的机器人。在人工智能的推动下，仿真机器人能够模仿人类行为、协助或取代人类部分工作，为人类提供诸多便利，具有广阔的发展前景。
[0003]一般来说，机械手是机器人工作的核心模块，硅橡胶大多应用在机械手上，机械手在工作过程中，活动关节部分需要的材料相对柔软，而抓取部分需要材料相对坚硬，这样才能保证机械手能够顺利、高效的完成指定动作。
[0004]因此，在同一机械手上需要使用不同力学性能的硅橡胶材料才能最大化机械手和机器人的作用；若使用不同材料，则必然需要考虑不同材料之间的粘接，包括但不限于硅橡胶与硅橡胶之间的粘接、硅胶与基材之间的粘接。
[0005]目前，硅橡胶材料在仿真机器人方面的应用研究，基本上都使用同一种材料制作整个机械手，研发的内容也多集中在对硅胶面皮与基材粘接以及硅胶加注工艺等。这里使用的硅橡胶多为缩合型室温硫化硅橡胶(RTV)。此类材料存在硫化不完全、强度差、抗疲劳性能差等问题；使用过程中还会产生低分子物质，如甲醇等；随着时间的推移，胶料表面有可能析出油状物质。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种硅橡胶胶料及其制备方法与应用，使用加成型LSR体系，针对具体的应用条件对硅橡胶胶料性能的具体要求，制备相应力学性能、表面性能、抗疲劳性能的硅橡胶。此方法制备过程几乎不产生副产物、制品收缩率极小、能深层硫化。进一步将制备的硅橡胶用于制备机器人硅胶皮，所制备的机器人硅胶皮和仿真设备各部分能够充分贴合，性能稳定、耐用，通过引用不同的功能性助剂，还可以实现多种复杂功能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为，第一方面，提供一种硅橡胶胶料，包括以下重量份的组分：195
‑
330份基础胶料，2.20
‑
9.71份交联剂，0.01
‑
1份抑制剂，0.5
‑
5份粘接促进剂，20
‑
130份处理剂和0.01
‑
1份催化剂；
[0008]按重量份计，所述基础胶料包括：50
‑
120份低乙烯基聚二甲基硅氧烷、50
‑
120份高乙烯基聚二甲基硅氧烷、10
‑
50份乙烯基MQ硅树脂、10
‑
90份填料、5
‑
30份硅氮烷；其中，低乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量为0.01％
‑
0.3％，高乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量1％
‑
5％。
[0009]本专利技术通过将上述原料控制在上述重量份范围内，将各组分混合形成硅橡胶胶料，然后将硅橡胶胶料以特定的结构组合成机器人硅胶皮，提高机器人硅胶皮的性能，延长使用寿命。本专利技术通过低乙烯基聚二甲基硅氧烷和高乙烯基聚二甲基硅氧烷的添加量和乙烯基的含量，调整基础胶中的乙烯基含量，使基础胶中的乙烯基含量在合适的范围内。乙烯基聚二甲基硅氧烷中乙烯基的含量会影响硅橡胶的性能，乙烯基含量太低，可用于交联的乙烯基太少，加成型硅橡胶的交联密度过小，硅橡胶的力学性能差，没有使用价值；乙烯基含量太高，交联密度过高，硅橡胶容易发脆，影响硅橡胶的性能。
[0010]作为本专利技术橡胶胶料的优选实施方式，所述粘接促进剂为γ
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0011]本专利技术的专利技术人在研究中发现，所述粘接促进剂为γ
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的至少一种，上述粘接促进剂分子中的硅氢键、乙烯基、甲基丙烯酸酯基可以与基础胶中的乙烯基或硅氢键发生硅氢加成反应，从而使粘接促进剂与基础胶之间形成稳定的共价键，进一步提高硅橡胶的粘接性能。
[0012]使用不同的粘接促进剂，完成不同材料之间的粘接，保证机器人硅胶皮不同部位之间充分贴合，提高粘接效果，延长机器人的使用寿命。
[0013]作为本专利技术橡胶胶料的优选实施方式，所述交联剂为含HSi聚二甲基硅氧烷，其中，HSi的含量为0.2
‑
3％。
[0014]交联剂可以和基础胶发生交联固化反应，主要是提供氢硅化活性位点与基础胶中的乙烯基发生氢硅化交联反应，从而增大基础胶的分子量，提高最终硅橡胶产品的物理性能。交联剂中的硅氢基于基础胶中的乙烯基要保持合适的比例，含HSi聚二甲基硅氧烷的用量小于2.20时，会造成硅橡胶硫化不完全，力学性能太差，无法使用；含HSi聚二甲基硅氧烷的用量大于9.71，含HSi聚二甲基硅氧烷可能与催化剂及空气中的水分发生脱氢反应，产生气泡，影响硅橡胶的外观及使用性能。
[0015]根据本专利技术的一些实施方案，所述交联剂为含HSi聚二甲基硅氧烷，进一步的，所述含HSi聚二甲基硅氧烷的HSi的含量为0.2
‑
3％，含HSi聚二甲基硅氧烷的HSi的含量在该范围内是，与基础胶发生氢硅化交联反应，制得的硅橡胶产品物理性能优异。
[0016]作为本专利技术橡胶胶料的优选实施方式，所述抑制剂为1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇、2
‑
甲基
‑3‑
丁炔
‑2‑
醇、3
‑
甲基
‑1‑
丁炔
‑3‑
醇中的至少一种。
[0017]抑制剂可以抑制催化剂的反应活性，从而延长可操作的时间，有利于现场施工和操作。上述炔醇类抑制剂在室温下可以和本专利技术的催化剂络合，抑制催化剂的活性，确保硅氢加成反应达到一定的温度才会发生。
[0018]作为本专利技术橡胶胶料的优选实施方式，所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、1,3
‑
二乙烯基
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷铂络合物中至少一种，优先的，所述催化剂的活性中心量2000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅橡胶胶料，其特征在于，包括以下重量份的组分：195
‑
330份基础胶料，2.20
‑
9.71份交联剂，0.01
‑
1份抑制剂，0.5
‑
5份粘接促进剂，20
‑
130份处理剂和0.01
‑
1份催化剂；按重量份计，所述基础胶料包括：50
‑
120份低乙烯基聚二甲基硅氧烷、50
‑
120份高乙烯基聚二甲基硅氧烷、10
‑
50份乙烯基MQ硅树脂、10
‑
90份填料、5
‑
30份羟基处理剂；其中，低乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量为0.01％
‑
0.3％，高乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量1％
‑
5％。2.如权利要求1所述硅橡胶胶料，其特征在于，所述粘接促进剂为γ
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的至少一种。3.如权利要求1所述硅橡胶胶料，其特征在于，所述交联剂为含HSi聚二甲基硅氧烷，其中，HSi的含量为0.2
‑
3％。4.如权利要求1所述硅橡胶胶料，其特征在于，如下(a)～(g)中的至少一项：(a)所述抑制剂为1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇、2
‑
甲基
‑3‑
丁炔
‑2‑
醇、3
‑
甲基
‑1‑
丁炔
‑3‑
醇中的至少一种；(b)所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长伟，袁胥，王岩，刘天，吕玲，蒲癸羽，黎国杰，汪磊，
申请(专利权)人：广州市瑞合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：