[发明专利]一种自修复聚氨酯水凝胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种自修复聚氨酯水凝胶及其制备方法。以质量分数计，该聚氨酯水凝胶原料组分组成包括多异氰酸酯10～30份，亲水聚酯多元醇或亲水聚醚多元醇30～50份，丙烯酰胺类单体10～50份、扩链剂0.5～3份、含UPy单元的甲基丙烯酸功能性单体3～10份、催化剂0.5～2份和光引发剂0.5～3份；制备时，先制备出丙烯酸类单体封端的亲水性聚氨酯大分子单体；然后与含UPy单元的甲基丙烯酸功能性单体在光引发下自由基共聚合。所得自修复聚氨酯水凝胶无需任何修复剂和特定环境的要求即可完成对自身破损的自修复，修复效率高，机械强度高，成本低，在相同部位可以实现多次重复修复功能。

主权项

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‐甲基苯丙酮和α‐酮戊二酸中的一种或多种。