CN110591182A - 一种机器人用的高性能双面齿履带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，同步带骨架包括同步带本体，设置于同步带本体内侧的第一带齿和设置于同步带本体外侧的第二带齿，胶料由以下原料组成：丁苯橡胶生胶；废旧丁腈橡胶粉；丁腈橡胶生胶；去离子水；第一助剂；引发剂；活性剂；无机填料；软化剂；稳定剂；第二助剂；同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。本发明的机器人用的高性能双面齿履带，成本低廉、性能优异，不仅具有高耐磨、耐油、耐高温、耐寒、耐臭氧、抗氧化等性能，而且还具有很强的机械性能，满足严苛条件下的应用场景。

Description

一种机器人用的高性能双面齿履带及其制备方法
技术领域
本发明涉及双面齿履带技术领域，具体的说涉及一种机器人用的高性能双面齿履带及其制备方法。
背景技术
双面齿传动同步带主要用于双面传动，有同步、同时和双效率等特点，被广泛应用于石油化工、通讯电缆等行业。机器人的出现，满足了人们对各种严苛、恶劣环境的不断探索，随着科学技术的不断进步，越来越多的工作场景需要借助于机器人的操作，而研发一款适用于机器人的同步带变得日益迫切，使其不仅具有满足各种严苛环境的综合优异性能，同时使其在运走时能更加灵活，爬坡时能更加稳健。
由于现有的双面齿传动同步带齿形大都按规则形状分布，其与地面接触时，抓地效果差，易于出现打滑、掉落等现象，且同步带在使用时，由于工况条件特殊、复杂，同步带性能易于老化，耐低温和耐磨性能差，无法满足机器人用的双面齿传动同步带的性能需求。
因此，亟需提供一种机器人用的高性能双面齿履带，通过丁腈橡胶的改性处理，使丁腈橡胶物理机械性能得以提高，拓展其作为同步带应用场合的使用。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的在于提供一种机器人用的高性能双面齿履带，用于解决现有技术中双面齿同步带制造成本高，难以具有高耐磨、耐油、耐高温、耐寒、耐臭氧、抗氧化和高机械性能的问题，使其满足更多严苛条件下的应用场景。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
丁苯橡胶生胶 80～150重量份；
废旧丁腈橡胶粉 10～30重量份；
丁腈橡胶生胶 60～120重量份；
去离子水 50～80重量份；
第一助剂 1～5重量份；
引发剂 4～8重量份；
活性剂 0.6～1.8重量份；
无机填料 3.5～5.5重量份；
软化剂 0.8～1.2重量份；
稳定剂 0.8～1.2重量份；
第二助剂 1～3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
优选的，所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
优选的，所述第一助剂由质量比为1：5～10的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
优选的，所述引发剂由质量比为1：0.3～0.8：1.2～1.8的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
优选的，所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.5～1.5：0.3～0.6，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：0.8～1.2。
优选的，所述软化剂为(3-甲基丁基)环戊烷、环己烷丙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的至少一种。
优选的，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
优选的，所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：1.5～3.5：2～5。
优选的，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
相应的、一种如上述机器人用的高性能双面齿履带的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2：将废旧丁腈橡胶粉10～30重量份置于反应釜中，通入二氧化碳，升温加压使二氧化碳至超临界状态，保压0.5～1.5min后泄压，加入软化剂0.4～0.6重量份，再次通入超临界二氧化碳，保压10～30s后泄压，得到改性处理的废旧丁腈橡胶粉；
S3：按重量份数称取原料，将丁苯橡胶生胶80～150重量份、第一助剂1～5重量份和去离子水50～80重量份搅拌混合均匀，加入引发剂2～4重量份，升温至70～90℃，恒温反应10～30min后，通入惰性气体，使单体充分溶胀，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1.5～3重量份引发剂，反应后，形成丁苯橡胶预聚体；
S4：将步骤S2得到的废旧丁腈橡胶粉、步骤S3得到的丁苯橡胶预聚体和丁腈橡胶生胶60～120重量份加入塑炼机中，塑炼4～6h后，再加入无机填料3.5～5.5重量份、第二助剂1～3重量份，继续混炼1～3h，最后加入活性剂3～5份、剩余的0.5～1重量份引发剂和稳定剂0.8～1.2重量份，混合均匀后得到胶料；
S5、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S4得到的胶料注入上述模具中，在115～135℃下加压8～12MPa进行10～30min硫化，得到所述的机器人用的高性能双面齿履带。
所述氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，其处理方法包括以下步骤：
S1氢化丁腈橡胶胶浆的制备：称取重量份数为100份所述氢化丁腈橡胶胶料加到辊距为0.3～0.5mm的开炼机中薄通8～10次进行塑炼；将塑炼好的氢化丁腈橡胶胶料加入到开炼机中在40～60℃进行混炼，混炼过程中加入1～6份甲基丙烯酸甲酯和5～15份丙烯腈，混炼15～30min；混炼后的氢化丁腈橡胶胶料和5～8份甲苯加入到胶浆机中，采用超声辅助搅拌的方式进行均匀分散，得到氢化丁腈橡胶胶浆；
S2玻璃纤维线表面改性：将玻璃纤维线浸渍在八乙烯基笼型倍半硅氧烷为溶质的水杨酸溶液中，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷的质量百分数为0.8～1.5％，浸渍时间为10～20min，同时采用照射能量为1～6J/cm2的紫外线进行照射，照射时间为1～5min，得到表面改性的玻璃纤维线；
S3氢化丁腈橡胶胶浆处理：将S2得到的表面改性的玻璃纤维线浸渍在S1得到的氢化丁腈橡胶胶浆中，浸渍5～10min，得到氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线。
本发明的有益效果：
本发明以丁苯橡胶生胶、废旧硅橡胶粉、丁腈橡胶生胶为主体原料，通过分步交联聚合反应的方式改性处理得到的双面齿履带，具有互穿网络结构的特点，兼具有丁苯橡胶和丁腈橡胶聚合物所特有的机械性能和物理性能，所制备得到的双面齿履带不但强度高、耐磨性高、耐弯曲性能好，而且具有橡胶特有的高弹性、耐油性、耐高温、耐寒、耐候和抗氧化性能。
本发明废旧丁腈橡胶粉通过超临界二氧化碳的溶胀作用和软化剂的渗透改性作用后，可增加胶料的塑性，降低胶料粘度和混炼时的温度，改善分散性与混合性，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率和耐磨性。加入由纳米活性碳酸钙和碳黑组成的无机填料，一方面起到同步带补强作用，另一方面提高双面齿履带胶料的韧性、弯曲强度和耐撕裂强度。
本发明通过废旧硅橡胶的回用及改性处理，制备得到成本更低、性能更好的同步带，不仅解决了部分再生能源的回收利用，而且使其具有更加广阔的市场前景。
综上所述，本发明制备得到的双面齿履带使用寿命长，物理机械性能优异，可以有效解决现有技术中双面齿履带无法兼具高耐磨、耐油、耐高温、耐寒、耐臭氧、抗氧化的问题，从而使其满足长期严苛使用条件的要求。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
丁苯橡胶生胶 80～150重量份；
废旧丁腈橡胶粉 10～30重量份；
丁腈橡胶生胶 60～120重量份；
去离子水 50～80重量份；
第一助剂 1～5重量份；
引发剂 4～8重量份；
活性剂 0.6～1.8重量份；
无机填料 3.5～5.5重量份；
软化剂 0.8～1.2重量份；
稳定剂 0.8～1.2重量份；
第二助剂 1～3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
优选的，所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
优选的，所述第一助剂由质量比为1：5～10的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
所述第一助剂有助于丁苯橡胶形成乳液，在引发剂的作用通过乳液聚合的方式，形成丁苯橡胶聚合物网络；同时，通过(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇的调节作用，控制聚合物的聚合程度。
优选的，所述引发剂由质量比为1：0.3～0.8：1.2～1.8的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
优选的，所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.5～1.5：0.3～0.6，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：0.8～1.2。
本发明复配的活性剂，减少了氧化锌的用量，而且分散性好，由此不仅解决了活性成分氧化锌难以分散均匀，易于在混炼体系中团聚的问题，而且还能激活整个硫化体系，使其硫化度高，硫化曲线平坦，工艺安全。本发明的活性剂，比单独采用氧化锌，具有更快的硫化速度，更长的焦烧时间，改善了炼胶过程中的焦烧时间，提高炼焦过程的安全性，得到的双面齿履带，耐油、耐高温、耐寒、抗氧化和机械性能等各方面的综合物理性能得到提高。
优选的，所述软化剂为(3-甲基丁基)环戊烷、环己烷丙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的至少一种。
软化剂可以增加胶料的塑性，降低胶料粘度和混炼时的温度，改善分散性与混合性，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率和耐磨性。
优选的，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
优选的，所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：1.5～3.5：2～5。
所述第二助剂可有效控制硫化过程的反应进程，调节互穿网络结构的聚合物的聚合度，提高双面齿履带的强度、耐油、耐寒、耐臭氧、抗氧化等性能。
降低了橡塑两相界面的张力，提高了两者之间的互容性，使橡塑共混后形成均匀的相体系，从而提高同步带制品的整体性能。
优选的，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
加入由纳米活性碳酸钙和碳黑组成的无机填料，一方面可以补强双面齿履带的性能，提高其耐磨性和使用寿命，另一方面，纳米活性碳酸钙的纳米效应和表面活性作用，使其易于均匀分散在胶料中，不仅使同步带具有韧性高、弯曲强度高、耐撕裂强度高和永久变形小等优异性能，而且提高了同步带制品的尺寸稳定性和加工性能。
相应的、一种如上述机器人用的高性能双面齿履带的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2：将废旧丁腈橡胶粉10～30重量份置于反应釜中，通入二氧化碳，升温加压使二氧化碳至超临界状态，保压0.5～1.5min后泄压，加入软化剂0.4～0.6重量份，再次通入超临界二氧化碳，保压10～30s后泄压，得到改性处理的废旧丁腈橡胶粉；
S3：按重量份数称取原料，将丁苯橡胶生胶80～150重量份、第一助剂1～5重量份和去离子水50～80重量份搅拌混合均匀，加入引发剂2～4重量份，升温至70～90℃，恒温反应10～30min后，通入惰性气体，使单体充分溶胀，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1.5～3重量份引发剂，反应后，形成丁苯橡胶预聚体；
S4：将步骤S2得到的废旧丁腈橡胶粉、步骤S3得到的丁苯橡胶预聚体和丁腈橡胶生胶60～120重量份加入塑炼机中，塑炼4～6h后，再加入无机填料3.5～5.5重量份、第二助剂1～3重量份，继续混炼1～3h，最后加入活性剂3～5份、剩余的0.5～1重量份引发剂和稳定剂0.8～1.2重量份，混合均匀后得到胶料；
S5、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S4得到的胶料注入上述模具中，在115～135℃下加压8～12MPa进行10～30min硫化，得到所述的机器人用的高性能双面齿履带。
废旧丁腈橡胶粉通过超临界二氧化碳的溶胀作用和软化剂的渗透改性作用后，可以更好的与丁腈橡胶生胶和丁苯橡胶生胶相容，更加均匀地分散在本发明的橡胶体系中，使废旧丁腈橡胶粉作为丁腈橡胶的补充更好的发挥其作用。
通过引发剂的分步投加，使丁苯橡胶生胶、废旧丁腈橡胶粉和丁腈橡胶生胶形成互穿网络结构的聚合物；通过上述两种聚合物网络结构物理和化学方式的交联聚合，使两者之间产生协同作用，提高网络结构的强度，进而提高双面齿履带整体力学性能。同时，通过废旧丁腈橡胶粉的改性回收利用，使双面齿履带的生产成本得以大幅下降。
所述氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，其处理方法包括以下步骤：
S1氢化丁腈橡胶胶浆的制备：称取重量份数为100份所述氢化丁腈橡胶胶料加到辊距为0.3～0.5mm的开炼机中薄通8～10次进行塑炼；将塑炼好的氢化丁腈橡胶胶料加入到开炼机中在40～60℃进行混炼，混炼过程中加入1～6份甲基丙烯酸甲酯和5～15份丙烯腈，混炼15～30min；混炼后的氢化丁腈橡胶胶料和5～8份甲苯加入到胶浆机中，采用超声辅助搅拌的方式进行均匀分散，得到氢化丁腈橡胶胶浆；
S2玻璃纤维线表面改性：将玻璃纤维线浸渍在八乙烯基笼型倍半硅氧烷为溶质的水杨酸溶液中，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷的质量百分数为0.8～1.5％，浸渍时间为10～20min，同时采用照射能量为1～6J/cm2的紫外线进行照射，照射时间为1～5min，得到表面改性的玻璃纤维线；
S3氢化丁腈橡胶胶浆处理：将S2得到的表面改性的玻璃纤维线浸渍在S1得到的氢化丁腈橡胶胶浆中，浸渍5～10min，得到氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线。
氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，具有高强度，低伸长率，高耐弯曲等性能优势。
本发明制备得到的双面齿履带使用寿命长，物理机械性能优异，可以有效解决现有技术中丁腈橡胶无法兼具高耐磨、耐油、耐高温、耐寒、耐臭氧、抗氧化的问题，从而使其满足长期严苛使用条件的要求。
另外，本发明通过废旧硅橡胶的回用及改性处理，制备得到成本更低、性能更好的同步带，不仅解决了部分再生能源的回收利用，而且使其具有更加广阔的市场前景。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
丁苯橡胶生胶 120重量份；
废旧丁腈橡胶粉 20重量份；
丁腈橡胶生胶 90重量份；
去离子水 60重量份；
第一助剂 3重量份；
引发剂 6重量份；
活性剂 0.9重量份；
无机填料 4.5重量份；
软化剂 1重量份；
3-(三丁基锡)丙酸甲酯 1重量份；
第二助剂 2重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
所述第一助剂由质量比为1：7的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
所述引发剂由质量比为1：0.5：1.6的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：1：0.4，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：1。
所述软化剂由质量比为1：1的(3-甲基丁基)环戊烷和邻苯二甲酸二丁酯组成。
所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：2.5：3。
所述无机填料由质量比为1：2纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
实施例2
一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
丁苯橡胶生胶 80重量份；
废旧丁腈橡胶粉 10重量份；
丁腈橡胶生胶 60重量份；
去离子水 50重量份；
第一助剂 1重量份；
引发剂 4重量份；
活性剂 0.6重量份；
无机填料 3.5重量份；
软化剂 0.8重量份；
(三丁基锡烷基)乙酸甲酯 0.8重量份；
第二助剂 1重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
所述第一助剂由质量比为1：5的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
所述引发剂由质量比为1：0.3：1.2的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.5：0.3，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：0.8。
所述软化剂由质量比为1：1的环己烷丙酸乙酯和邻苯二甲酸二辛酯组成。
所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：1.5：2。
所述无机填料由质量比为1：1.5的纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
实施例3
一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
丁苯橡胶生胶 150重量份；
废旧丁腈橡胶粉 30重量份；
丁腈橡胶生胶 120重量份；
去离子水 80重量份；
第一助剂 5重量份；
引发剂 8重量份；
活性剂 1.8重量份；
无机填料 5.5重量份；
软化剂 1.2重量份；
三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯 1.2重量份；
第二助剂 3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
所述第一助剂由质量比为1：10的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
所述引发剂由质量比为1：0.8：1.8的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：1.5：0.6，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：1.2。
所述软化剂由质量比为1：1的(3-甲基丁基)环戊烷和癸二酸二丁酯组成。
所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：3.5：5。
所述无机填料由质量比为1：1.2的纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
实施例4
本实施例的机器人用的高性能双面齿履带结构、胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中部分组分的重量份数不同，其中丁苯橡胶生胶100重量份；废旧丁腈橡胶粉15重量份；丁腈橡胶生胶70重量份；去离子水60重量份；第一助剂2重量份；引发剂5重量份；活性剂0.9重量份；无机填料4重量份；软化剂0.9重量份；稳定剂1重量份；第二助剂1重量份。
实施例5
本实施例的机器人用的高性能双面齿履带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中部分组分的重量份数不同，其中丁苯橡胶生胶130重量份；废旧丁腈橡胶粉25重量份；丁腈橡胶生胶100重量份；去离子水70重量份；第一助剂4重量份；引发剂7重量份；活性剂1.6重量份；无机填料5重量份；软化剂1.1重量份；稳定剂1.1重量份；第二助剂2.5重量份。
对比例1
本对比例的机器人用的高性能双面齿履带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中不含丁苯橡胶生胶。
对比例2
本对比例的机器人用的高性能双面齿履带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中废旧丁腈橡胶粉的含量为60重量份。
对比例3
本对比例的机器人用的高性能双面齿履带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中废旧硅橡胶粉未经超临界二氧化碳和软化剂的改性处理。
对比例4
本对比例的机器人用的高性能双面齿履带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中无机填料为碳黑。
实施例1～5和对比例1～4所制备得到的机器人用的高性能双面齿履带，其性能测试结果如表1所示，其中，抗拉强度和断裂伸长率按GB/T528-1998测定，拉伸速率100mm/min；耐臭氧测试条件：按NES M0507的测试方法，在臭氧浓度100pphm，拉伸30％的条件下，200h后，观察双面齿履带的龟裂情况；耐高低温，将实施例1～5和对比例1～4得到的双面齿履带分别置于80℃和-20℃的条件下168h，观察材料表面的开裂情况；
表1
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％ 耐高温 耐臭氧 耐低温
实施例1 28.8 457 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例2 27.6 451 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例3 28.2 459 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例4 27.9 444 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例5 29.2 462 微裂 微裂 微裂
对比例1 15.7 367 微裂 微裂 微裂
对比例2 16.8 383 微裂 微裂 微裂
对比例3 17.1 357 微裂 微裂 微裂
对比例4 16.2 346 微裂 微裂 微裂
耐油和耐腐蚀性能测试，将实施例1～4和对比例1～5得到的双面齿履带，分别浸泡在50℃的有机溶剂和10wt％盐溶液中进行长达1000h的性能测试，取出干燥后，在室温条件下性能测试结果和外观描述分别如表2和表3所示：
表2
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％ 耐高温 耐臭氧 耐低温
实施例1 26.3 442 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例2 26.4 441 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例3 26.2 443 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例4 26.1 438 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例5 26.8 447 微裂 微裂 微裂
对比例1 12.7 317 微裂 微裂 微裂
对比例2 13.2 324 微裂 微裂 微裂
对比例3 11.7 339 微裂 微裂 微裂
对比例4 11.2 339 微裂 微裂 微裂
表3
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％ 耐高温 耐臭氧 耐低温
实施例1 26.4 445 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例2 26.8 443 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例3 26.5 444 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例4 26.3 437 无龟裂 无龟裂 无龟裂
实施例5 26.6 442 微裂 微裂 微裂
对比例1 10.5 326 微裂 微裂 微裂
对比例2 10.9 326 微裂 微裂 微裂
对比例3 11.2 337 微裂 微裂 微裂
对比例4 10.6 338 微裂 微裂 微裂
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种机器人用的高性能双面齿履带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述同步带骨架包括同步带本体，设置于所述同步带本体内侧的第一带齿和设置于所述同步带本体外侧的第二带齿，其特征在于，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线编织而成。
2.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述第一带齿齿形为梯形齿，所述第二带齿齿形为特殊不规则交叉齿。
3.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述第一助剂由质量比为1：5～10的(5-氟-1H-苯并咪唑-2-基)甲硫醇和松香酸钠组成。
4.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述引发剂由质量比为1：0.3～0.8：1.2～1.8的过硫酸铵、过氧化二异丙苯、甘氨酸三甲胺内盐组成。
5.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述活性剂由聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷组成的混合溶液与氧化锌复配而成；所述聚醚改性硅油、十二烷基苯磺酸钠和巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.5～1.5：0.3～0.6，所述混合溶液与氧化锌的质量比为1：0.8～1.2。
6.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述软化剂为(3-甲基丁基)环戊烷、环己烷丙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
8.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述第二助剂由八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷、多乙烯多胺和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：1.5～3.5：2～5。
9.如权利要求1所述的机器人用的高性能双面齿履带，其特征在于，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和碳黑组成。
10.一种如权利要求1中所述机器人用的高性能双面齿履带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将氢化丁腈橡胶胶浆处理过的玻璃纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2：将废旧丁腈橡胶粉10～30重量份置于反应釜中，通入二氧化碳，升温加压使二氧化碳至超临界状态，保压0.5～1.5min后泄压，加入软化剂0.4～0.6重量份，再次通入超临界二氧化碳，保压10～30s后泄压，得到改性处理的废旧丁腈橡胶粉；
S3：按重量份数称取原料，将丁苯橡胶生胶80～150重量份、第一助剂1～5重量份和去离子水50～80重量份搅拌混合均匀，加入引发剂2～4重量份，升温至70～90℃，恒温反应10～30min后，通入惰性气体，使单体充分溶胀，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1.5～3重量份引发剂，反应后，形成丁苯橡胶预聚体；
S4：将步骤S2得到的废旧丁腈橡胶粉、步骤S3得到的丁苯橡胶预聚体和丁腈橡胶生胶60～120重量份加入塑炼机中，塑炼4～6h后，再加入无机填料3.5～5.5重量份、第二助剂1～3重量份，继续混炼1～3h，最后加入活性剂3～5份、剩余的0.5～1重量份引发剂和稳定剂0.8～1.2重量份，混合均匀后得到胶料；
S5、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S4得到的胶料注入上述模具中，在115～135℃下加压8～12MPa进行10～30min硫化，得到所述的机器人用的高性能双面齿履带。
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