[發明專利]聚硼硅氮烷及其制備方法

有效

• 申請號: 201610044540.9
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105694049B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王小宙;王軍;王浩;石駿;邵長偉;簡科
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: C08G77/62
• 分類號: C08G77/62;C04B35/58
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳立新

本發明提供一種聚硼硅氮烷的制備方法，包括以下步驟：1)以三氯環硼氮烷(TCB)、三乙胺和過量有機胺為原料，混合后發生第一反應得到第一反應液；2)以氯硅烷和過量氨氣為原料，混合后發生第二反應得到第二反應液；3)將第二反應液和乙烯基硅氮烷混合后，加入第一反應液中，進行聚合反應得到聚硼硅氮烷。本發明提供方法制備得到的聚硼硅氮烷在1200℃處理后的陶瓷產率為83.5wt％。

技術領域

本發明涉及陶瓷先驅體技術領域，具體的涉及一種聚硼硅氮烷的制備方法。

背景技術

陶瓷材料具有高強度、高模量、耐高溫、抗腐蝕、抗氧化、低密度等優異性能，在先進航空航天器結構部件、高溫發動機、渦輪機、原子能反應堆壁、高溫傳感器等高技術領域獲得了廣泛的應用。SiBCN多元體系陶瓷與SiC、Si₃N₄、BN等二元體系陶瓷以及SiCN、SiCO等三元體系陶瓷相比，具有更加優異的耐高溫和抗氧化性能，是一種備受青睞的新型陶瓷材料。

由于Si、B元素的自擴散系數極低以及氮化物在高溫時容易分解等原因，傳統的粉末燒結法已經不適用于SiBCN多元體系陶瓷的制備。先驅體轉化法是制備SiBCN陶瓷最有效的方法。目前，SiBCN陶瓷所用先驅體聚硼硅氮烷的制備方法主要有兩種，一種為聚合物路線，即通過含硼化合物對有機硅聚合物進行改性制備得到，如Seyferth等(Seyferth D,Plenio H.Borasilazane polymeric precurosrs for borosilicon nitride.Journalofthe American Ceramic Society,1990,73(7):2131-2133；Seyferth D,PlenioH.Preceramic organosilicon-boron polymers.US 5171736,1992.)以環硅氮烷的低聚物(CH₃SiNH)_n(n＝3～6)和硼烷絡合物為起始物，通過使用不同的(CH₃SiHN)_n/BH₃比，利用脫氫反應合成了具有不同Si/B比值和不同流變性能的聚硼碳硅氮烷。Sneddon等(Wideman T,Remsen E E,Cortez E,Chlanda V L,Sneddon L G.Amine-modifiedpolyborazylenes:second-generation precursors to boron nitride.Chemistry of Materials,1998,10(1):412-421；Su K,Remsen E E,Zank G A,Sneddon L G.Synthesis,characterization,and ceramicconversion reaction of borazine-modified hydridopolysilazane:newpolymeric precursorsto SiNCB ceramic composites.Chemistry of Materials,1993,5(4):547-556；Wideman T,Cortez E,Remsen E E,Zank GA,Carroll P J,Sneddon LG.Reactionsof monofunctional boranes with hydridopolysilazane:synthesis,characterization,andceramic conversion reactions of new processibleprecursors to SiNCB ceramic materials.Chemistry of Materials,1997,9(10):2218-2230；Wideman T.,Su K.,Remsen E.E.,Zank G.A.,Sneddon L.G.Synthesis,characterization,and ceramic conversion reactions of borazine/silazanecopolymers:new polymericprecursors to SiNCB ceramics.Chemistry of Materials,1995,7(11):2203-2212；Wideman T.,Sneddon L.G.Convenient procedures for thelaboratory preparation ofborazine.Inorganic Chemistry,1995,34(4):1002-1004)