[发明专利]一种高疏水碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1) 按质量分数分别称取碳化硅微粉20~30wt%、超支化液态聚碳硅烷20~30wt%和溶剂40~60wt%，将各组份搅拌均匀获得陶瓷浆料，将待包覆的密胺泡沫塑料均匀浸渍浆料，取出后挤出多余浆料得到泡沫预制体；

(2) 将步骤(1)中的泡沫预制体置于室温风干，然后于160~250℃的空气气氛中进行固化交联30~120min；

(3) 在惰性气氛下，于1200~1500℃，对步骤(2)中固化后的泡沫预制体进行陶瓷化处理，得到碳化硅泡沫陶瓷；

(4) 将步骤(3)中碳化硅泡沫陶瓷加入多巴胺盐酸盐的Tris-HCl缓冲溶液，搅拌，在35~50℃下聚合10~12h，然后将所得产物清洗、过滤和干燥后，得到聚多巴胺包覆碳化硅泡沫陶瓷，即PDA-SCF；

(5) 将步骤(4)中的PDA-SCF加入长链烷基胺分子或含氟分子的溶液中，充分搅拌，将所得产物清洗、过滤和干燥后，得到高疏水碳化硅泡沫陶瓷；

所得到高疏水碳化硅泡沫陶瓷由基底碳化硅泡沫陶瓷及其表面的聚多巴胺和长链烷基胺分子或含氟分子包覆层构成；所述聚多巴胺为包覆层的底层，长链烷基胺分子或含氟分子为包覆层的表层。

2.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，溶剂为正己烷或四氢呋喃中的一种，所述溶剂的质量浓度95%；

所述碳化硅微粉为β-SiC微粉，粒度为0.5~10μm；

所述超支化液态聚碳硅烷结构中含有Si-H键和C=C不饱和键，超支化液态聚碳硅烷粘度为100~500 cPa·s；

所述密胺泡沫塑料是以C-N结构为主的缩聚高分子，开孔率≥99%，孔径为100~200μm。

3.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中利用管式炉对固化后的泡沫预制体进行陶瓷化处理，采用分段加热模式，第一阶段：从室温升至200℃，升温速率为2~5℃/min；第二阶段：温度从200℃升至1000℃，升温速率为5℃/min；第三阶段：温度从1000℃升至1200~1500℃，升温速率为2~10℃/min，然后保温1~2h。

4.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中多巴胺盐酸盐的Tris-HCl缓冲溶液的浓度为0.01~10mg/ml。

5.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述Tris-HCl缓冲溶液的p H值为7.0~8. 6。

6.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述长链烷基胺分子或含氟分子为十八胺、十六胺、1H,1H,2H,2H-全氟癸基硫醇中的一种，长链烷基胺分子或含氟分子的溶液的浓度为5~10mg/ml。

7.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气中的一种。

8.根据权利要求1所述的高疏水碳化硅泡沫陶瓷的制备方法制备得到的高疏水碳化硅泡沫陶瓷在吸附高粘度油类中的应用。