一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法
【專利摘要】一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，涉及一種微米陶瓷。將0.8g模板劑F127溶解在5ml二甲苯溶液中，攪拌后，得混合液A；將0.8g的陶瓷先驅體聚乙烯基硅氮烷溶解在5ml異丙醇中，加入熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯，攪拌后，得混合液B；將混合液A和混合液B混合，攪拌后，混合液C；將混合液C倒在聚四氟乙烯盤上，在50℃的烘箱中保溫，然后130℃交聯(lián)后，變?yōu)榈S色透明薄膜，取出后脫膜，然后在惰性氣氛中熱解薄膜，在薄膜表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。制備的SiCO微米陶瓷十字架的棱長為1～4μm，穩(wěn)定性好。在復合材料以及高溫器件設計等領域有重要的應用價值。設備投資少，操作容易，工藝簡單，重復性好。
【專利說明】一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微米陶瓷，尤其是涉及一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法。
【背景技術】
[0002]微納級結構制備是當前應用領域的難點和熱點。嵌段共聚物的自組裝技術作為一種很有潛力的自下而上的有序結構組裝方法，近20年來已成為納米制備【技術領域】的熱點之一。嵌段共聚物由熱力學上互不相容的鏈段通過化學鍵連接而成，這種結構特點導致嵌段共聚物只能發(fā)生微觀相分離，在介觀尺度上形成豐富多彩的有序相形態(tài)。這些微觀有序相形態(tài)具有良好的可調控性及相對容易的制備方法，通過改變嵌段共聚物的組成、鏈長、施加外場或改變制備方法等可以使嵌段共聚物通過自組裝產生各種高度有序的微觀形態(tài)。
[0003]嵌段共聚物在有機高分子和電化學領域等已經得到廣泛的研究及重視，中國專利CN101914191A公開一種多金屬氧酸鹽一聚合物雜化嵌段共聚物納米管的制備方法。中國專利CN101244818公開一 種以聚氨酯海綿為骨架支體，以非離子型表面活性劑為結構導向劑，以高分子前驅體為碳源，以無機硅源等為添加劑，經高溫熱聚和碳化，制備具有有序連續(xù)介孔孔道、高比表面積、大孔體積的介孔高分子、碳材料和復合材料。中國專利CN101059472公開一種水相中組裝嵌段共聚物制備金納米陣列電極的方法，通過在水相中組裝聚四乙烯基吡啶-聚苯乙烯嵌段共聚物，利用陽離子膠束與帶負電荷的金納米粒子間的靜電作用制備金納米陣列電極。該制作方法快速簡便，不引入有機溶劑，電極表面可以更新重復使用，降低了成本。雖然嵌段共聚物的自組裝技術作為一種很有潛力的有序結構組裝方法，然而將其應用在無機方面卻還是一個較新的領域。中國專利CN103073297A公開一種制備過程簡單，可以高效地制備SiCO納米球的方法。而SiCO微米陶瓷十字架的制備還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法。
[0005]本發(fā)明包括以下步驟:
[0006]I)將0.8g模板劑F127 (ΡΕ0106-ΡΡ070-ΡΕ0106)溶解在5ml 二甲苯溶液中，攪拌后，得混合液A ；
[0007]2)將0.Sg的陶瓷先驅體聚乙烯基硅氮烷溶解在5ml異丙醇中，加入熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯，攪拌后，得混合液B ;
[0008]3)將混合液A和混合液B混合，攪拌后，混合液C ；
[0009]4)將混合液C倒在聚四氟乙烯盤上，在50°C的烘箱中保溫，然后130°C交聯(lián)后，變?yōu)榈S色透明薄膜，取出后脫膜，然后在惰性氣氛中熱解薄膜，在薄膜表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。
[0010]在步驟I)中，所述攪拌的時間可為2~4h。
[0011 ] 在步驟2)中，所述熱交聯(lián)劑的用量按質量百分比可為聚乙烯基硅氮烷質量的4% ；所述加入熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯后，最好封口避光；所述攪拌可采用磁力攪拌2~4h。
[0012]在步驟3)中，所述混合后最好封口 ；所述攪拌的時間可為18~36h。
[0013]在步驟4)中，保溫的時間可為36~96h ;所述交聯(lián)的時間可為30~50min ;所述熱解的程序可為:以l°c /min升至130°C保溫2h，以0.5°C /min升至300°C保溫lh，以
0.50C /min升至400°C保溫4h，以0.5°C /min升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。
[0014]本發(fā)明首先將模板劑F127 (EOici6-PO7c1-EOici6)、陶瓷前驅體聚乙烯基硅氮烷及熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯溶解在二甲苯和異丙醇的混合溶液中，獲得均勻透明的混合溶液，通過聚乙烯基硅氮烷與結構導線劑的共組裝獲得SiCO微米陶瓷十字架，隨后進行溶劑蒸發(fā)、交聯(lián)、脫模、高溫燒結得到SiCO微米陶瓷十字架，棱長在I~4μπι之間。
[0015]本發(fā)明提供的制備SiCO微米陶瓷十字架的方法具有以下優(yōu)點:
[0016]I)本發(fā)明制備的SiCO微米陶瓷十字架的棱長在I~4μηι之間,且穩(wěn)定性好。
[0017]2)本發(fā)明制備的SiCO微米陶瓷十字架在復合材料以及高溫器件設計等領域有重要的應用價值。
[0018]3)本發(fā)明采用聚乙烯基硅氮烷與模板劑F127 (PEOici6-PPOro-PEOici6)的共組裝的方法制備SiCO微米陶瓷 十字架，其最大優(yōu)點是設備投資少，操作容易，工藝流程較簡單，重復性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例1所制備的SiCO微米陶瓷十字架的SEM照片(標尺為I μ m)。
[0020]圖2是本發(fā)明實施例1所制備的SiCO微米陶瓷十字架的SEM照片(標尺為2 μ m)。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]實施例1
[0023]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌3h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.032g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌3h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間24h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫48h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)40min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0024]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。如圖1、2的SEM圖所示，可以清楚觀察到SiCO微米陶瓷十字架。
[0025]實施例2:
[0026]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌2h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.032g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌2h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間18h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫36h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)40min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0027]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。
[0028]實施例3:
[0029]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌4h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.032g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌4h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間24h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫60h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)40min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0030]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速 率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。
[0031]實施例4:
[0032]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌2h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.032g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌2h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間36h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫96h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)40min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0033]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得中空納米十字架。
[0034]實施例5:
[0035]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌3h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.04g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌3h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間30h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫72h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)30min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0036]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。
[0037]實施例6:
[0038]將聚四氟乙烯盤用乙醇清洗并超聲，隨后放入烘箱中烘干備用。稱取0.Sg的F127溶于5ml的二甲苯的容器中并封口，攪拌4h獲得混合液A。另一容器中加入0.8g的聚乙烯基娃氮燒及0.024g的過氧化二異丙苯,溶解在5ml異丙醇中，并迅速封口，磁力攪拌4h,得混合液B。隨后將兩容器中的溶液混合并迅速封口，容器避免光線照射，持續(xù)攪拌時間24h，獲得混合液C。將混合液C倒入50°C保溫的聚四氟乙烯盤中保溫96h，溶劑蒸發(fā)后獲得透明薄膜。將薄膜放入130°C的烘箱中熱交聯(lián)40min，薄膜從無色透明變?yōu)榈S色，取出脫膜。脫膜后，將薄膜放置在石墨紙上。隨后，放入惰性氣體保護的管式爐中燒結。
[0039]設置如下程序:溫度程序為，從室溫以1°C /min的升溫速率升至130°C并保溫2h，以0.50C /min的升溫速率升至300°C并保溫lh，以0.5°C的升溫速率升至400°C并保溫4h，以0.5°C /min的升溫速率升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。取出石墨紙，獲取黑色的薄膜樣品，在其表面獲得SiCO微米陶瓷十 字架。
【權利要求】
1.一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將0.8g模板劑F127溶解在5ml 二甲苯溶液中，攪拌后，得混合液A ； 2)將0.Sg的陶瓷先驅體聚乙烯基硅氮烷溶解在5ml異丙醇中，加入熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯，攪拌后，得混合液B; 3)將混合液A和混合液B混合，攪拌后，混合液C； 4)將混合液C倒在聚四氟乙烯盤上，在50°C的烘箱中保溫，然后130°C交聯(lián)后，變?yōu)榈S色透明薄膜，取出后脫膜，然后在惰性氣氛中熱解薄膜，在薄膜表面獲得SiCO微米陶瓷十字架。
2.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟I)中，所述攪拌的時間為2~4h。
3.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述熱交聯(lián)劑的用量按質量百分比為聚乙烯基硅氮烷質量的4%。
4.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述加入熱交聯(lián)劑過氧化二異丙苯后，封口避光。
5.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述攪拌采用磁力攪拌2~4h。
6.如權利要求1 所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述混合后封口。
7.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述攪拌的時間為18~36h。
8.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟4)中，保溫的時間為36~96h。
9.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述交聯(lián)的時間為30~50min。
10.如權利要求1所述一種SiCO微米陶瓷十字架的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述熱解的程序為:以l°c /min升至130°C保溫2h，以0.5°C /min升至300°C保溫lh，以0.50C /min升至400°C保溫4h，以0.5°C /min升至500°C并保溫4h，最后自然冷卻至室溫。
【文檔編號】C01B33/00GK103979542SQ201410230686
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】余煜璽, 劉逾 申請人:廈門大學