基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤制造技术

本发明专利技术公开了一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，在无色聚酰亚胺树脂中，将氧化锌颗粒、硫化锌颗粒、硅酸锆颗粒通过共混,制备一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的机器人皮肤，实现了聚酰亚胺薄膜适用于机器人外部皮肤构件。部皮肤构件。

【技术实现步骤摘要】
基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤


[0001]本专利技术涉及柔性机器人皮肤
，具体地说，涉及一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺薄膜具有优异的耐热性和良好的机械性能，作为一种柔性材料被广泛应用于柔性器件领域。但是，由于一般的聚酰亚胺薄膜呈黄褐色，因此不能应用于机器人外部装置等部件。另一方面，机器人皮肤正在变得更薄、更轻，并且需要进一步的柔性。因此，目前的机器人皮肤基板材料需要实现无色、高透明度、高紫外线吸收的性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，实现无色、高透明度、高紫外线吸收的聚酰亚胺薄膜层叠式机器人皮肤。创造性的将聚酰亚胺薄膜通过与氧化锌粒子、硫化锌粒子等结合实现了聚酰亚胺薄膜适用于机器人外部皮肤构件。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，所述的皮肤包括聚酰亚胺膜和无机基材，其中，所述聚酰亚胺薄膜为黄色指数10以下，总透光率85%以上，拉伸弹性模量3GPa以上，热膨胀系数CTE：
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5ppm/℃～+55ppm/℃，所述无机基材包括：氧化锌颗粒、硫化锌颗粒、硅酸锆颗粒，所述无机基材与聚酰亚胺膜直接接触，通过硅烷偶联剂的缩合层贴合而成，聚酰亚胺膜中含有氧化锌粒子、硫化锌粒子或两者共同包含。
[0005]上述技术方案中，所述无机基材配比包括：800ppm的氧化锌粒子、900ppm硫化锌粒子、1500ppm硅酸锆粒子，其中，所述无机基材的粒径为400nm以下。
[0006]上述技术方案中，所述的皮肤为聚酰亚胺膜和无机基材通过硅烷偶联剂的缩合层贴合而成的单元构件。
[0007]上述技术方案中，所述聚酰亚胺薄膜聚酰制备方法包括如下步骤：四羧酸酐与二胺在溶剂反应，得到作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸溶液，将该聚酰胺酸溶液涂敷在临时支撑体上，干燥，进一步酰胺酸键合化学转化为酰亚胺键，得到聚酰亚胺薄膜。
[0008]上述技术方案中，所述四羧酸酐包括1,2,3,4
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环丁烷四羧酸、1,2,3,4
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环戊烷四羧酸和1,2,3,4
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环己烷，4,5
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环己烷四甲酸，3,3'，4,4'
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双环己基四甲酸，双环 [2,2,1] 庚烷
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2,3,5,6
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四甲酸，双环 [2,2,2]辛烷
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2,3,5,6
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四羧酸，双环 2,3,5,6
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四羧酸，四氢蒽
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2,3,6,7
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四羧酸酸，十四氢
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1,4：5,8：9,10
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三甲基蒽
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2,3,6,7
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四羧酸，十氢萘
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2,3,6,7
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四羧酸。
[0009]与现有技术相比较，本专利技术有益的效果：（1）本专利技术是基于聚酰亚胺薄膜的无色且高度透明的机器人皮肤，其创造之处在于：含有作为无机基材的氧化锌颗粒和硫化锌颗粒以及预定量的硅酸锆颗粒，其中，氧化锌具有紫外线吸收作用，因此，已知将氧化锌添加到
膜中以获得紫外线屏蔽效果，但是，为了获得足够的紫外线屏蔽效果，需要添加一定数量的氧化锌，由于氧化锌的折射率比聚酰亚胺树脂的高，如果增加添加量，由于光的散射效应，薄膜的氧化是不可避免的，薄膜的雾度值增加，透明度下降；另一方面，氧化锆具有比氧化锌高的折射率，硅酸锆具有与氧化锌相似的折射率，同时具有双折射率；因此，通过将两者组合，可以使膜获得足够的紫外线吸收能力。
[0010]（2）由于细颗粒的光散射效果取决于粒径，因此可以通过使粒径与所需的光波长相匹配来增强目标波长的散射效果，因此，通过使氧化锌的紫外线吸收区域与负责光散射效果的氧化锆或硅酸锆的粒子相匹配，可以获得更高的紫外线吸收能力，即就是800ppm的氧化锌粒子、900ppm硫化锌粒子、1500ppm硅酸锆粒子，其中，所述无机基材的粒径为400nm以下。
具体实施方式
[0011]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限此。
[0012]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0013]一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，所述的皮肤包括聚酰亚胺膜和无机基材，其中，本专利技术的聚酰亚胺膜优选具有3μm以上且120μm以下的厚度，从机械特性良好的观点出发，优选为4μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为8μm以上。另外，从透明性良好的观点出发，优选为100μm以下，更优选为80μm以下，进一步优选为60μm以下。
[0014]本专利技术的聚酰亚胺薄膜的黄色指数为10以下。从透明性良好的观点出发，优选为4以下，更优选为3.5以下，进一步优选为3以下。
[0015]本专利技术的聚酰亚胺薄膜的总透光率为85％以上。从透明性良好的观点出发，优选为87%以上，更优选为88%以上，进一步优选为89%以上。上限没有特别限定，工业上可以为99％以下，也可以为98％以下。
[0016]本专利技术的聚酰亚胺薄膜的雾度优选为2以下，更优选为1.5以下，进一步优选为1以下，进一步优选为0.8以下。雾度的下限没有特别限定，工业上为0.01以上即可，也可以为0.05以上。
[0017]本专利技术的聚酰亚胺薄膜的MD方向和TD方向的拉伸弹性模量均为3GPa以上，优选为3.5GPa以上，更优选为4GPa以上。另外，优选为8GPa以下，更优选为7.5GPa以下，进一步优选为7GPa以下。
[0018]本专利技术的聚酰亚胺薄膜在MD和TD两个方向上的CTE为
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5ppm/℃至+55ppm/℃，优选为0ppm/℃至+50ppm/℃，更优选5 ppm/
°
C至+45 ppm/
°
C。
[0019]在本专利技术中，聚酰亚胺膜中必须含有氧化锌粒子、硫化锌粒子或两者共同包含。在同时使用氧化锌粒子和硫化锌粒子的情况下，优选以两者的合计为750ppm以上且20000ppm以下的范围进行调制。如果氧化锌粒子和硫化锌粒子的配合量超过该范围，则不能忽视涂
膜的白化，雾度值增加，如果低于该范围，则紫外线吸收效果可能不足。规定范围是在与后述的氧化锆或硅酸锆组合使用的情况下，能够同时获得充分的紫外线吸收能力（紫外线屏蔽能力）和可见光的高透过率（无色、透明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，其特征在于，所述的皮肤包括聚酰亚胺膜和无机基材，其中，所述聚酰亚胺薄膜为黄色指数10以下，总透光率85%以上，拉伸弹性模量3GPa以上，热膨胀系数CTE：
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5ppm/℃～+55ppm/℃，所述无机基材包括：氧化锌颗粒、硫化锌颗粒、硅酸锆颗粒，所述无机基材与聚酰亚胺膜直接接触，通过硅烷偶联剂的缩合层贴合而成，聚酰亚胺膜中含有氧化锌粒子、硫化锌粒子或两者共同包含。2.根据权利要求1所述的一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，其特征在于，所述无机基材配比包括：800ppm的氧化锌粒子、900ppm硫化锌粒子、1500ppm硅酸锆粒子，其中，所述无机基材的粒径为400nm以下。3.根据权利要求1所述的一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，其特征在于，所述的皮肤为聚酰亚胺膜和无机基材通过硅烷偶联剂的缩合层贴合而成的单元构件。4.根据权利要求1所述的一种基于无色透明聚酰亚胺薄膜的层叠式机器人皮肤，其特征在于，所述聚酰亚胺薄膜聚酰制备方法包括如下步骤：四羧酸酐与二胺在溶剂反应，得到作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸溶液，将该聚酰胺酸溶液涂敷在临时支撑体上，干燥，进一步酰胺酸键...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑乐，张三，贺宁，何志仙，
申请(专利权)人：陕西中建建乐智能机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：