[發明專利]有機硅粘結劑及其專用硅硼碳氮聚合物

有效

• 申請號: 201210068871.8
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102604108A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 羅永明;劉偉;徐彩虹;梅雪凝;曾凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08G77/54
• 分類號: C08G77/54;C09J183/14;C09J11/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種有機硅粘結劑及其專用硅硼碳氮聚合物。

背景技術

目前，耐超高溫粘結劑包括無機粘結劑、硅樹脂、改性酚醛等，無機粘結劑是由無機鹽、無機酸、無機堿金屬和金屬氧化物、金屬氫氧化物等組成的一類相當廣泛的粘結劑，耐高溫性能極其優異，可在180～2900℃范圍內廣泛使用。對于改性酚醛類粘結劑具有許多優異的性能，在航空、航天等領域得到廣泛的應用。有機硅樹脂的分子主鏈結構由鍵能很高的硅氧鍵構成，比碳鏈的分子結構耐熱性高很多，是很好的耐熱粘結劑的主成分。

但是，這些粘結劑也存在一些問題，如無機粘結劑耐熱溫度最高，但是其脆性更大，耐熱沖擊性差，而且對材料產生一定的腐蝕。硅樹脂、改性酚醛等屬于熱固性樹脂，需要在較高溫度固化，而且固化后材料脆性很大，高溫下粘結性能較差。

近些年，隨著國內外將陶瓷先驅體聚合物應用于粘結劑研究工作的開展，才為突破傳統無機及有機膠粘劑本身固有的缺陷，將有機膠粘劑良好的工藝性、環境穩定性與無機膠粘劑的耐超高溫特性結合在一起，為發展綜合性能良好的新型可陶瓷化耐高溫膠粘劑提供了可能。陶瓷先驅體是一類低溫下呈有機材料的性能，經高溫加熱轉化為陶瓷材料的聚合物，在航空、航天、兵器、艦船等領域具有廣泛的應用前景。而基于陶瓷先驅體的粘結劑由于先驅體本身的優異性能而引起廣泛關注。特別是基于Si、B、C、N等元素的陶瓷粘結劑由于Si、B、C、N多元陶瓷自身的優異的高溫強度、高模量及優異的耐高溫氧化性和高溫抗蠕變性能而具有更重要的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種有機硅粘接劑及其專用硅硼碳氮聚合物。

本發明提供的制備硅硼碳氮聚合物的方法，包括如下步驟：在惰性氣氛中，將氯硼烷、氨源化合物、溶劑和至少兩種氯硅烷混合進行反應，至反應體系為堿性后停止通入所述氨源化合物，升溫至室溫，在惰性氣氛保護下用所述溶劑過濾反應體系，合并濾液后抽真空除去溶劑，得到所述硅硼碳氮聚合物。

上述方法是將兩種氯硅烷與氯硼烷共氨解或胺解制得；所述氯硅烷中，至少有一種為含有硅-烯烴結構的氯硅烷；所述含有硅-烯烴結構的氯硅烷中，所述硅-烯烴結構為碳原子總數為2-4的鏈烯基或；所述含有取代基的碳原子總數為2-4的鏈烯基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；

所述氯硅烷優選RSiCl₃、R₂SiCl₂和R₃SiCl中的至少兩種；其中，所述R為氫、碳原子總數為1-6的烷基、碳原子總數為3-6的環烷基、含有取代基的碳原子總數為3-6的環烷基、碳原子總數為2-4的鏈烯基、碳原子總數為6-10的芳基、含有取代基的碳原子總數為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數為6-10的芳基中的至少一種；所述含有取代基的碳原子總數為3-6的環烷基、含有取代基的碳原子總數為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數為6-10的芳基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；

所述R為氫、碳原子總數為1-6的烷基、碳原子總數為3-6的環烷基、含有取代基的碳原子總數為3-6的環烷基、碳原子總數為2-4的鏈烯基、碳原子總數為6-10的芳基、含有取代基的碳原子總數為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數為6-10的芳基中的至少兩種；所述含有取代基的碳原子總數為3-6的環烷基、含有取代基的碳原子總數為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數為6-10的芳基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；

所述氯硅烷具體選自甲基乙烯基二氯硅烷、甲基丙烯基二氯硅烷、甲基苯乙烯基二氯硅烷、乙基乙烯基二氯硅烷、二乙烯基二氯硅烷、對苯乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯乙烯基三氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷、甲基乙基乙烯基氯硅烷、苯基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基乙烯基氯硅烷、二氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二乙基二氯硅烷、乙基二氯硅烷、正丙基二氯硅烷、二丙基二氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、正丁基二氯硅烷、異丁基二氯硅烷、異戊基二氯硅烷、芐基二氯硅烷、萘基二氯硅烷、丙烯基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基乙基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二芐基二氯硅烷、對氯苯基二氯硅烷、正己基二氯硅烷、環己基二氯硅烷、二環己基氯硅烷、二異丁基二氯硅烷、對甲苯基二氯硅烷、二對苯基氯硅烷、對苯乙烯基二氯硅烷和乙炔基二氯硅烷中的至少兩種；