[发明专利]一种高强自修复离子凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种高强自修复离子凝胶，其特征在于，所述离子凝胶结构式为：

其中，R₁为含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯脱去二异氰酸基团后剩余基团；R₂为聚酯多元醇脱去二羟基基团后剩余基团；R₃为含双羟基或双氨基芳香族二硫醚脱去双羟基或双氨基后剩余基团。

2.根据权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，所述R₁包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯脱去二异氰酸酯基团后剩余基团；R₂包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇或聚己二酸丁二醇酯二醇脱去二羟基基团后剩余基团；R₃包括4,4'-二氨基二苯二硫醚或4,4'-二羟基二苯二硫醚脱去双羟基或双氨基基团后剩余基团。

3.一种高强自修复离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯和催化剂溶解在溶剂中，加入聚酯多元醇进行亲核加成反应，得到聚氨酯预聚物；

(2)将含双羟基或双氨基芳香族二硫醚和甘油的混合溶液加入步骤(1)中的聚氨酯预聚物，进行亲核加成反应，得到线性聚氨酯；

(3)将离子液体的溶液加入到步骤(2)中线性聚氨酯中，交联，烘干，得到高强自修复离子凝胶。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种；催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙胺中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂包括DMAC、DMSO、DMF中的一种或几种；聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯和聚酯多元醇摩尔比为2.1:1～6:1；不对称脂环结构的二异氰酸酯和溶剂的比例为(15-40)mmol：(3-10)mL；亲核加成反应温度为60-100℃，亲核加成反应时间为1-5h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含双羟基或双氨基芳香族二硫醚包括4,4'-二氨基二苯二硫醚、4,4'-二羟基二苯二硫醚中的一种或几种；混合溶液的溶剂包括DMAC、DMSO、DMF中的一种或几种。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含双羟基或双氨基芳香族二硫醚、甘油和步骤(1)中聚酯多元醇的摩尔比为(2-6):1:(2-6)；亲核加成反应温度为30-50℃，亲核加成反应时间为12-25小时。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐中的一种或几种；离子液体的溶液溶剂包括DMAC、DMSO、DMF中的一种或几种；离子液体占离子凝胶总重量的10～70wt％；交联温度为100-130℃，交联时间为20-40小时。

10.一种如权利要求1所述的高强自修复离子凝胶在3D打印中的应用。