用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料及其制备方法

本发明涉及润滑材料，尤其是涉及一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料及其制备方法。

背景技术：

1、工业机器人是一种用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，可以提高生产效率、精确度和安全性，减少人力成本和错误率。因此，工业机器人成为现代制造业中的重要设备之一，被广泛应用于电子、物流和化工等各个工业领域之中。在工业机器人的正常运作过程中，润滑剂作为工业机器人的血液，其作用是减少齿轮摩擦在传动中产生的热量，防止齿轮磨损，达到提高传动效果的目的，同时对机器人的寿命、运行效率和性能起着至关重要的作用。

2、机器人经过长时间的往复运动和高速高负荷的苛刻工作条件下，会造成关节部位温度升高，使得润滑油中高分子碳链断裂而润滑失效，可能出现频繁启停和噪音过大等问题，进而导致磨损加剧，降低其使用寿命。通过改变碳链长度或者引入不同的官能团赋予有机高分子润滑剂更优异的性能，比如抗氧化安定性、极压性和抗磨性。但在工业机器人的运行工作环境中，灰尘中的金属颗粒成为一种催化剂促使润滑油被污染，导致空气中的氧气分子和润滑油中的有机分子发生反应，使其酸值变高，从而腐蚀设备。由于无机材料不易氧化，不会对机械零件产生腐蚀和磨损，此外，无机材料有较强的抗腐蚀能力，且使用寿命长。因此，现有技术中的润滑剂通常在有机材料中添加无机材料改善其存在的问题。例如，中国专利cn111607450b公开了一种机器人rv减速器润滑脂及其制备方法，制备的润滑脂能有效降低机器人rv减速器的磨损、降低温升，以及具有较好的氧化安定性，但其配方中组分多，添加剂成分复杂，复配相对困难。

3、因此，亟需研究一种组分简单，且能提高工业机器人的减磨抗磨性能的润滑材料和制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料及其制备方法，通过简单的复合反应，制备得到的材料能够有效减少机器人关节处的摩擦，更耐磨，并提高了换油周期。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，所述制备方法为：将无机材料分散在分散液中，处理后得到改性的无机材料，再向反应瓶中添加有机材料，在一定温度下进行复合反应，待反应结束后真空干燥，得到制备的有机-无机复合润滑材料；优选地，复合反应温度为100℃或120℃。

4、进一步地，所述分散液为氢氧化钠溶液或含有尿素的异丙醇溶液；

5、所述氢氧化钠或尿素的添加量为1.0wt.％-5.0wt.％。

6、进一步地，所述反应瓶中还添加溶剂和催化剂，所述溶剂采用甲苯或n,n-二甲基甲酰胺；

7、所述催化剂采用对甲苯磺酸或二环己基碳二亚胺。

8、进一步地，所述无机材料与有机材料的质量比为1～2：5；优选地，所述无机材料与有机材料的质量比为1：5或2：5。

9、进一步地，所述催化剂和有机材料的质量比为0.1～0.5：5；优选地，所述催化剂和有机材料的质量比为0.1：5或0.5：5。

10、进一步地，所述有机材料为脂肪酸、脂肪醇中的一种或多种；

11、所述无机材料为二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、二硫化钼、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。

12、进一步地，所述脂肪酸为c6-c18饱和脂肪酸或c6-c18不饱和脂肪酸。

13、进一步地，所述脂肪醇为一元醇、二元醇、多元醇中的一种或多种。

14、本发明还提供一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料，所述有机-无机复合润滑材料的更换周期为2-3年。

15、进一步地，所述有机-无机复合润滑材料的摩擦系数平均值为0.106-0.107，磨斑直径为0.43-0.45mm。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

17、1、本发明制备的有机-无机复合润滑材料中的有机组分极性较强，能够瞬间吸附到金属表面，提供即时防护，还能够为无机组分提供优异的分散性能。

18、2、本发明制备的有机-无机复合润滑材料中的无机组分性质稳定，能够减少摩擦，更耐磨，可长期使用，提高换油周期。

19、3、本发明制备的有机-无机复合材料在机器人运行过程中，启动或停止阶段有机材料吸附性能强，可以瞬间吸附在减速器表面，提供瞬时防护；在长时间运行阶段，无机材料的稳定性能发挥作用，更加耐磨，从而提高换油周期。

20、4、本发明中的复合反应为简单的酯化和酰化反应，反应简单方便；制备的有机-无机复合材料的更换周期为2-3年，有效提高了换油周期，平均摩擦系数为0.106-0.107，具有较好的耐磨性能。

技术特征：

1.一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将无机材料分散在分散液中，处理后得到改性的无机材料，再向反应瓶中添加有机材料，在一定温度下进行复合反应，待反应结束后真空干燥，得到制备的有机-无机复合润滑材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述分散液为氢氧化钠溶液或含有尿素的异丙醇溶液；

3.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述反应瓶中还添加溶剂和催化剂，所述溶剂采用甲苯或n,n-二甲基甲酰胺；

4.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述无机材料与有机材料的质量比为1～2：5。

5.根据权利要求3所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂和有机材料的质量比为0.1～0.5：5。

6.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述有机材料为脂肪酸、脂肪醇中的一种或多种；

7.根据权利要求6所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述脂肪酸为c6-c18饱和脂肪酸或c6-c18不饱和脂肪酸。

8.根据权利要求6所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述脂肪醇为一元醇、二元醇、多元醇中的一种或多种。

9.一种如权利要求1-8任一所述制备方法得到的用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料，其特征在于，所述有机-无机复合润滑材料的更换周期为2-3年。

10.根据权利要求9所述的一种用于工业机器人的有机-无机复合润滑材料，其特征在于，所述有机-无机复合润滑材料的摩擦系数平均值为0.106-0.107，磨斑直径为0.43-0.45mm。

技术总结本发明涉及一种用于工业机器人的有机‑无机复合润滑材料及其制备方法。将无机材料分散在氢氧化钠溶液或含有尿素的异丙醇溶液中，处理后得到改性的无机材料，再向反应瓶中添加有机材料、溶剂和催化剂，在一定温度下进行复合反应，待反应结束后在50℃下真空干燥12h，得到制备的有机‑无机复合润滑材料。与现有技术相比，本发明的复合材料中有机材料的极性较强，能够瞬间吸附到金属表面，提供即时防护，并提供优异的分散性能；无机材料性质稳定，更耐磨。制备的有机‑无机复合润滑材料的更换周期为2‑3年，有效提高了换油周期。此外，复合润滑材料的平均摩擦系数为0.106‑0.107，具有较好的耐磨性能。技术研发人员：晏金灿,郑泽妮,曾永靖,尚子琛,韩生受保护的技术使用者：上海应用技术大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17