[发明专利]一种自修复聚氨酯水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)丙烯酸类单体封端的亲水聚氨酯大分子单体的合成：将亲水聚酯多元醇或亲水聚醚多元醇和扩链剂搅拌均匀，加热升温至(120～130)℃，真空度保持在0.08MPa以上，脱水，放置降温到60℃以下；然后逐滴加入多异氰酸酯，加完后控制温度在(70～85)℃下反应3～6小时，逐滴加入丙烯酸类单体和催化剂，并反应24～32小时，制得丙烯酸类单体封端的亲水聚氨酯大分子单体，真空脱泡后密封冷藏待用；

2)自修复聚氨酯水凝胶的制备：用超声法将丙烯酸类单体封端的亲水聚氨酯大分子和含2‐脲基‐4‐嘧啶酮单元的甲基丙烯酸功能性单体溶于溶剂中，在避光的情况下，加入光引发剂，搅拌直到完全溶解；在光引发下进行自由基聚合反应1～3小时；然后，将产物取出置于去离子水中，连续6～8天，得聚氨酯水凝胶；

以质量分数计，原料组分组成包括：

所述的含UPy单元的甲基丙烯酸功能性单体为含UPy单元的甲基丙烯酸异氰基乙酯单体、含UPy单元的甲基丙烯酸羟乙酯单体和含UPy单元的聚乙二醇甲基丙烯酸酯单体中的一种或多种；

所述的催化剂为有机锡催化剂和叔胺类催化剂中的一种或多种；

所述的扩链剂为1,4‐丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4‐环己二醇和间苯二酚羟基醚中的一种或多种；

所述的光引发剂为2‐羟基‐2‐甲基‐1‐苯基丙酮、1‐羟基环己基苯基甲酮、2,4,6‐三甲基苯甲酰基‐二苯基氧化膦、二苯甲酮、2‐羟基‐4‐(2‐羟乙氧基)‐2‐甲基苯丙酮、2‐羟基‐2‐甲基‐1‐[4‐(2‐羟基乙氧基)苯基]‐1‐丙酮和α‐酮戊二酸中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述原料中还包括丙烯酰胺类单体，以质量分数计，丙烯酰胺类单体用量为10～50份；丙烯酰胺类单体在步骤2)中溶于溶剂中；所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N‐异丙基丙烯酰胺、N‐异丙基甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6‐六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷‐4,4′‐二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体和MDI三聚体中的任一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的亲水聚酯多元醇或亲水聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯‐1,4‐丁二醇酯二醇、聚乙二醇和聚己二酸蓖麻油酯多元醇中的一种或多种，平均分子量为800到10000g/mol。

5.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的有机锡催化剂为辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡；所述的叔胺类催化剂为二亚乙基三胺、甲基二乙醇胺、三乙胺和吡啶中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酸类单体甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯和聚乙二醇丙烯酸酯中的一种或多种。

7.根据权利要求书1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为丙酮、N,N‐二甲基甲酰胺、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基亚砜、四氢呋喃、甲醇、无水乙醇、乙醚、正戊烷和甲苯中的一种或多种，以质量份数计，用量为50～300份。

8.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述脱水的时间为2.5～3小时；所述搅拌直到完全溶解后的混合液转移到玻璃试管中。

9.根据权利要求1或2所述的自修复聚氨酯水凝胶的制备方法，其特征在于，所述置于去离子水中的物料每隔12小时换一次水；所述在光引发下进行自由基聚合反应是放置到365nm的UV烤箱内进行。

10.一种自修复聚氨酯水凝胶，其特征在于，其由权利要求1或2所述制备方法制得。