胶材料。SiCN气凝 胶孔隙率~85%，比表面积~170m 2/g，密度~130Kg/m3。
[0044] 实施例5
[0045] (1)以重量份计，将7.5份PVSZ和2.5份DVB溶解于90份环己烷中，加入0.05份DCP和 0.01份~Pt，搅拌均匀形成均相溶液，然后转移至反应釜中的聚四氟乙烯罐中，进而转移到 压力反应釜中，在160°c条件下进行聚合和交联反应，反应时间4h，反应完成后，将反应釜及 物料冷却至室温，得到先驱体凝胶；
[0046] (2)将先驱体凝胶转移至超临界干燥釜中，先通过液态二氧化碳置换1~3d，再经 超临界干燥(50°C，20MPa)，得到先驱体气凝胶；
[0047] (3)先驱体气凝胶在惰性气氛下，180 °C (升温速度5 °C/min)保温lh后，经过1000 °C (升温速度2°C/min)热处理4h，得到无定型态SiCN气凝胶，SiCN气凝胶孔隙率~90%，比表 面积~200m2/g，密度~80Kg/m3。
[0048] 实施例6
[0049]将实施例5中所得先驱体凝胶，经过密封老化后，用正己烷作为置换溶剂，置换孔 隙中的环己烷，置换3次、每次24h。而后将其置于程序控温烘箱中，干燥程序为:升温至50°C (3 °C/min)保温2h;升温至80 °C (2 °C /min)保温4h;升温至110 °C (5 °C /min)保温6h;自然降温 后得到先驱体气凝胶，后续处理方式与实施例5相同，亦可制得SiCN气凝胶材料。SiCN气凝 胶孔隙率~85%，比表面积~180m 2/g，密度~100Kg/m3。
[0050]本领域普通技术人员可知，本发明的技术方案的组分和参数在下述范围内变化 时，仍然能够得到与上述实施例相同或相近的技术效果，仍属于本发明的保护范围：
[0051] -种SiCN气凝胶，其原料包括分子结构中包含~CH = CH2键或同时含有~Si-H键 的聚乙烯基硅氮烷和二乙烯基苯/过氧化二异丙苯，并通过聚合物先驱体转化制备陶瓷法 和气凝胶制备法制得，其比表面积100~200m 2/g，孔隙率为80~90%，密度为0.05~0.15g/ mL〇
[0052] 一种上述SiCN气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0053] (1)将聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)和过氧化二异丙苯(DCP)溶于有机溶剂中，配制成有 机溶剂的体积占比为70~95%的稀溶液，进行聚合交联反应形成先驱体凝胶，聚合交联反 应的反应温度为120~160°C，反应时间为1~10h，聚乙烯基硅氮烷和过氧化二异丙苯的质 量比为1:0.01~0.03;
[0054] (2)将上述先驱体凝胶进行前处理和干燥后，得到先驱体气凝胶，其比表面积为 100~500m2/g，孔隙率为80~95 %，密度为0 · 05~0 · 15g/mL;
[0055] (3)将上述先驱体气凝胶进行热处理，得到所述SiCN气凝胶，热处理为：在惰性气 氛下，将先驱体气凝胶于180~200°C保温1~1.5h，再以2~10°C的速率升温至800~1350 C，并保温1~3h。
[0056] 所述有机溶剂为环己烷、正己烷、乙腈和丙酮中的至少一种。
[0057] 所述干燥为冷冻干燥、常压干燥或超临界干燥。
[0058] 另一种上述SiCN气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0059] (1)将聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)、二乙烯基苯(DVB)和Pt催化剂（~Pt)溶于有机溶剂 中，配制成有机溶剂的体积占比为70~95%的稀溶液，进行聚合交联反应形成先驱体凝胶， 聚合交联反应的反应温度为120~160 °C，反应时间为1~10h，聚乙烯基硅氮烷和二乙烯基 苯的质量比为1:08~1.2，Pt催化剂为聚碳硅烷和二乙烯基苯总质量的0.1~0.5% ;
[0060] (2)将上述先驱体凝胶进行前处理和干燥后，得到先驱体气凝胶，其比表面积为 100~500m 2/g，孔隙率为80~95 %，密度为0 · 05~0 · 15g/mL;
[0061] (3)将上述先驱体气凝胶进行热处理，得到所述SiCN气凝胶，热处理为：在惰性气 氛下，将先驱体气凝胶于180~200°C保温1~1.5h，再以2~10°C的速率升温至800~1350 C，并保温1~3h。
[0062] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即 依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种SiCN气凝胶，其特征在于:其原料包括分子结构中包含~CH=CH2键或同时含有 ~Si-H键的聚乙烯基硅氮烷和二乙烯基苯/过氧化二异丙苯，并通过聚合物先驱体转化制 备陶瓷法和气凝胶制备法制得，其比表面积100~200m 2/g，孔隙率为80~90%，密度为0.05 ~0·15g/mL〇2. -种权利要求1所述的SiCN气凝胶的制备方法，其特征在于:包括如下步骤： (1) 将聚乙烯基硅氮烷和过氧化二异丙苯溶于有机溶剂中，配制成有机溶剂的体积占 比为70~95%的稀溶液，进行聚合交联反应形成先驱体凝胶，聚合交联反应的反应温度为 120~160°C，反应时间为1~10h，聚乙烯基硅氮烷和过氧化二异丙苯的质量比为1:0.01~ 0.03； (2) 将上述先驱体凝胶进行前处理和干燥后，得到先驱体气凝胶，其比表面积为100~ 500m2/g，孔隙率为80~95 %，密度为0 · 05~0 · 15g/mL; (3) 将上述先驱体气凝胶进行热处理，得到所述SiCN气凝胶，热处理为:在惰性气氛下， 将先驱体气凝胶于180~200°C保温1~1.5h，再以2~10°C的速率升温至800~1350°C，并保 温1~3h。3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂为环己烷、正己烷、乙腈和 丙酮中的至少一种。4. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为冷冻干燥、常压干燥或超临 界干燥。5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为超临界干燥，所述前处理为 将先驱体凝胶进行液态二氧化碳置换孔隙中的有机溶剂。6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为常压干燥，所述前处理为将 先驱体凝胶经过密封老化后，用正己烷置换孔隙中的有机溶剂。7. -种权利要求1所述的SiCN气凝胶的制备方法，其特征在于:包括如下步骤： (1) 将聚乙烯基硅氮烷、二乙烯基苯和Pt催化剂溶于有机溶剂中，配制成有机溶剂的体 积占比为70~95%的稀溶液，进行聚合交联反应形成先驱体凝胶，聚合交联反应的反应温 度为120~160°C，反应时间为1~10h，聚乙烯基硅氮烷和二乙烯基苯的质量比为1:08~ 1.2，Pt催化剂为聚碳硅烷和二乙烯基苯总质量的0.1~0.5% ; (2) 将上述先驱体凝胶进行前处理和干燥后，得到先驱体气凝胶，其比表面积为100~ 500m2/g，孔隙率为80~95 %，密度为0 · 05~0 · 15g/mL; (3) 将上述先驱体气凝胶进行热处理，得到所述SiCN气凝胶，热处理为:在惰性气氛下， 将先驱体气凝胶于180~200°C保温1~1.5h，再以2~10°C的速率升温至800~1350°C，并保 温1~3h。8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂为环己烷、正己烷、乙腈和 丙酮中的至少一种。9. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为冷冻干燥、常压干燥或超临 界干燥。10. 如权利要求9所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为超临界干燥，所述前处理为 将先驱体凝胶进行液态二氧化碳置换孔隙中的有机溶剂。11. 如权利要求9所述的制备方法，其特征在于:所述干燥为常压干燥，所述前处理为将 先驱体凝胶经过密封老化后，用正己烷置换孔隙中的有机溶剂。
【专利摘要】本发明公开了一种SiCN气凝胶，其原料包括分子结构中包含～CH＝CH2键或同时含有～Si-H键的聚乙烯基硅氮烷和二乙烯基苯/过氧化二异丙苯，并通过聚合物先驱体转化制备陶瓷法和气凝胶制备法制得，其比表面积100～200m2/g，孔隙率为80～90％，密度为0.05～0.15g/mL。本发明的SiCN气凝胶属于一种新型的纳米多孔陶瓷材料，具有极高的孔隙率和比表面积，密度低。
【IPC分类】C04B35/58, C04B35/624, C04B38/04
【公开号】CN105601317
【申请号】CN201510960026
【发明人】余煜玺, 陈勇
【申请人】厦门纳美特新材料科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月18日