[发明专利]SiCNO泡沫陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫陶瓷的制备方法。

背景技术

在医用领域中，人们通过有机硅的接枝、改性手段来获得含硅的聚氨酯材料，利用有机硅的憎水、抗凝血性和良好的透气效果，将其制备为人造皮肤、血管、膀胱、心脏瓣膜等组织与器官。但是，现有的含硅的聚氨酯材料中硅的含量较低、强度较低而限制了其应用。

发明内容

本发明要解决现有的含硅的聚氨酯材料强度低、耐磨性较弱的问题，而提供一种SiCNO泡沫陶瓷的制备方法。

本发明SiCNO泡沫陶瓷的制备方法按以下步骤进行：

一、按质量比为(0.5～1)∶(1～3)∶(2～6)∶(0.1～6)的比例称取SiCNO先驱体、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇和发泡剂，先将SiCNO先驱体与二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀后加入聚醚多元醇和发泡剂，自由发泡后得到泡沫体；

二、将步骤一得到的泡沫体置于坩埚里并转移至管式炉中，在氩气气氛下，以1～200℃·h^-1速率加热至900～1200℃，然后冷却至室温，得到SiCNO泡沫陶瓷。

本发明所用的SiCNO先驱体是由中国专利200910308985.3中的方法制备而成的，与传统聚硅氮烷相比，本发明合成的SiCNO先驱体的异氰酸酯官能团具有极高的化学活性，可与醇、羟基、羧酸、氨基、硼烷等多种官能团发生反应。聚氨酯工业中，人们利用多元醇醚与二元异氰酸酯反应，制备各类形发泡材料。利用上述特性，将液相SiCNO先驱体硅氧烷异氰酸酯与聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)按一定比例配合，在发泡剂的作用下，制备出含有双组元异氰酸酯官能团的新形聚氨酯泡沫陶瓷。

本发明的有益效果是：本发明制备的SiCNO泡沫陶瓷中硅的相对含量远高于目前所应用的含硅聚氨酯材料，因此，弹性低、强度增大而使耐磨性增强。同时，其内部孔洞分布大小不均，这使得SiCNO泡沫陶瓷成为一种潜在的骨组织修复材料，大的孔洞为骨组织的生长提供了良好的空间。通过发泡的过程，可以将一些药物、磷灰石等对骨修复有益的无机质材料均匀分散并封闭于泡沫骨架中。

本发明所制备的SiCNO泡沫陶瓷在医用领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例一步骤一所得的泡沫体的照片；图2为实施例一所得的SiCNO泡沫陶瓷的照片；图3为实施例二所得的SiCNO泡沫陶瓷的照片。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式SiCNO泡沫陶瓷的制备方法按以下步骤进行：

一、按质量比为(0.5～1)∶(1～3)∶(2～6)∶(0.1～6)的比例称取SiCNO先驱体、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇和发泡剂，先将SiCNO先驱体与二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌均匀后加入聚醚多元醇和发泡剂，自由发泡后得到泡沫体；

二、将步骤一得到的泡沫体置于坩埚里并转移至管式炉中，在氩气气氛下，以1～200℃·h^-1速率加热至900～1200℃，然后冷却至室温，得到SiCNO泡沫陶瓷。

本实施方式的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇和发泡剂均为市售产品；SiCNO先驱体是由中国专利200910308985.3中的方法制备而成的。

本实施方式制备的SiCNO泡沫陶瓷中硅的相对含量远高于目前所应用的含硅聚氨酯材料，因此，弹性低、强度增大而使耐磨性增强。同时，其内部孔洞分布大小不均，这使得SiCNO泡沫陶瓷成为一种潜在的骨组织修复材料，大的孔洞为骨组织的生长提供了良好的空间。通过发泡的过程，可以将一些药物、磷灰石等对骨修复有益的无机质材料均匀分散并封闭于泡沫骨架中。

本实施方式所制备的SiCNO泡沫陶瓷在医用领域具有广泛的应用前景，这种方法也为新型SiC、SiOC、SiBCN、SiBON、SiBN和BN等多种泡沫陶瓷的制备提供了一种新的方法，即通过使用这些陶瓷的液相先驱体与聚醚及相应的异氰酸酯混合后进行热解即可。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：SiCNO先驱体的制备方法按以下步骤进行：