【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离子凝胶，特别涉及一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、离子凝胶相比于水凝胶材料具有更加稳定的性能，且具有更加优异的离子导电性而备受关注。然而离子凝胶较低的机械性能限制了其在实际生活中的运用。
2、目前人们在通过在聚氨酯溶液中加入离子液体，并通过挥发溶剂的方法得到了基于聚氨酯材料的离子凝胶，参见t.li,y.wang,s.li,x.liu,j.sun,mechanically robust,elastic,and healable ionogels for highly sensitive ultra-durable ionicskins.adv.mater.2020,32,2002706。
3、但是该种类型的离子凝胶机械性会随着离子液体含量的改变而发生极大的变化，并且依然无法解决离子液体在聚合物基底中的泄露问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶及其制备方法和应用。本专利技术能够避免离子液体泄漏的问题，所得聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶具有优异的机械性能和良好的摩擦学性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、提供聚氨酯溶液；p>
5、将1-甲基-3-烯丙基咪唑类离子液体与无机金属盐进行第一混合，得到改性离子液体；所述无机金属盐为锌盐、铽盐和铕盐中的一种或几种；
6、将所述改性离子液体、单体、交联剂、光引发剂、有机溶剂和聚氨酯溶液进行第二混合，得到可光固化的聚离子液体溶液，所述单体包括丙烯酸和/或丙烯酰胺；
7、对所述可光固化的聚离子液体溶液进行光固化和干燥，得到聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶。
8、优选的，所述聚氨酯溶液的制备方法，包括以下步骤：
9、将低聚物二元醇和二异氰酸酯混合，进行缩聚反应，得到预聚体；
10、将所述预聚体与有机溶剂、小分子二醇混合，进行扩链反应，得到聚氨酯溶液。
11、优选的，所述1-甲基-3-烯丙基咪唑类离子液体与无机金属盐的摩尔比为0.5～6:1。
12、所述第一混合的温度为50～55℃，时间为8～12h。
13、优选的，所述交联剂为pegdma、dmaema和hema中的一种或几种；
14、所述光引发剂为1-羟基环已基苯基酮和/或偶氮二异丁腈。
15、优选的，所述单体与改性离子液体的质量总和为聚氨酯溶液质量的15～55％；
16、所述改性离子液体的质量为单体质量的10～15％。
17、优选的，所述交联剂的质量为单体质量的10～30％；
18、所述光引发剂的质量为单体质量的1～3％。
19、优选的，所述第二混合的温度为常温，时间为1～5h。
20、优选的，所述光固化在高压汞灯或uv紫外光灯条件下进行，所述uv紫外光灯的紫外光波长为360～420nm，功率为50～100w/cm2；
21、所述光固化的时间为3～10min。
22、本专利技术提供了上述制备方法制备得到的聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶。
23、本专利技术提供了上述聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶作为润滑材料的应用。
24、本专利技术提供了一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：提供聚氨酯溶液；将1-甲基-3-烯丙基咪唑类离子液体与无机金属盐进行第一混合，得到改性离子液体；所述无机金属盐为锌盐、铽盐和铕盐中的一种或几种；将所述改性离子液体、单体、交联剂、光引发剂、有机溶剂和聚氨酯溶液进行第二混合，得到可光固化的聚离子液体溶液；对所述可光固化的聚离子液体溶液进行光固化和干燥，得到聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶。本专利技术将离子液体作为反应单体，接入聚合物网络中，避免了离子液体的泄漏问题。本专利技术利用无机金属盐改性具有双键的离子液体，使其在阴离子变化为螯合金属离子型，得到改性离子液体。本专利技术以改性离子液体、单体、交联剂、光引发剂、有机溶剂和聚氨酯溶液作为原料，经光固化和干燥后，构建具有双网络结构的离子凝胶，其中一个是由氢键交联的聚氨酯体系，一个是通过共价键交联的丙烯酸体系，两个体系间互不反应。金属离子的加入使得丙烯酸中的-cooh和金属离子发生配位作用，进一步提升了丙烯酸体系的机械性能，从而提升了整体性能。所得双网络离子凝胶不仅具有优秀的机械性能，且在干摩擦条件下具有良好的润滑性能，相比于传统的聚氨酯材料，在干摩擦情况下具有更低且更稳定的摩擦系数。
25、进一步的，本专利技术通过在离子液体中螯合具有荧光效应的稀土离子，如铽离子和/或铕离子，使所得离子凝胶在紫外光下呈现明显的荧光效应，在摩擦过后，在紫外光下磨痕具有更加明显的示踪效果。
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1.一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯溶液的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述1-甲基-3-烯丙基咪唑类离子液体与无机金属盐的摩尔比为0.5～6:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为PEGDMA、DMAEMA和HEMA中的一种或几种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单体与改性离子液体的质量总和为聚氨酯溶液质量的15～55％；
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂的质量为单体质量的10～30％；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合的温度为常温，时间为1～5h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光固化在高压汞灯或UV紫外光灯条件下进行，所述UV紫外光灯的紫外光波长为360～420nm，功率为50～100W/cm2；
9.权利要求1～
10.权利要求9所述的聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶作为润滑材料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯/1-甲基-3-烯丙基咪唑金属盐双网络离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯溶液的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述1-甲基-3-烯丙基咪唑类离子液体与无机金属盐的摩尔比为0.5～6:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为pegdma、dmaema和hema中的一种或几种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单体与改性离子液体的质量总和为聚氨酯溶液质量的15～55％；
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王齐华，曹芃锐，张耀明，王廷梅，张新瑞，杨靖，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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