[發明專利]一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法

有效

• 申請號: 202011342998.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112341627B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王兵;王應德;邵長偉;王小宙;茍燕子;韓成;龍鑫;杜貽昂;李威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: C08G79/08
• 分類號: C08G79/08;C04B35/58;D01F9/10
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開一種一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法，首先確定目標產物中MAB與RAB的共聚比例x:y，在根據共聚比例x:y設定TCB、烷胺和甲胺的摩爾比，以三氯環硼氮烷為原料合成比例為x:y的MAB和RAB單體，最后將使MAB和RAB單體在140～220℃下進行聚合得到新型可紡聚硼氮烷先驅體。本發明的方法可在同一容器中制備出兩種單體并且無需轉移即可實現共聚，具有制備工藝簡單、便于規模化的優點，制備的新型可紡聚硼氮烷先驅體陶瓷產率高，氧含量低，且先驅體具有優異的可紡性，紡絲長度1000m。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其是一種一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法。

背景技術

氮化硼纖維具有耐高溫、耐化學腐蝕等優良特性，并且介電性能優良、電絕緣性好、導熱性好，在航空、航天、電力、電子等尖端技術領域有廣泛的應用前景。氮化硼纖維最早由Economy等將B₂O₃纖維在NH₃在氮化過程中位于中心的B₂O₃氣氛中進行氮化處理合成，但難以獲得均質的氮化硼纖維，致使纖維性能不佳。有機先驅體轉化法制備的氮化硼纖維由于具有可進行分子設計、纖維性能優良的特點，成為近年來氮化硼纖維研究中所主要采用的方法。

為了得到無機的六方氮化硼，需要首先合成可轉化成這種結構的有機聚合物。近十幾年來對于先驅體的選擇與合成，已開展了大量研究，制備了多種形式的聚硼氮烷。Miele等采用三氯化硼與氯化銨制得三氯環硼氮烷，再與甲胺反應制備出甲胺基環硼氮烷單體，最后將單體在惰性氣體保護下加熱聚合，獲得聚硼氮烷。但此法合成的先驅體呈網狀結構，體系粘度大，紡絲困難、陶瓷產率低。

發明內容

本發明提供一種一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法，用于克服現有技術中合成的先驅體呈網狀結構，體系粘度大，紡絲困難、陶瓷產率低等缺陷。

為實現上述目的，本發明提出一種一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法，包括：

(1)制備MAB單體和RAB單體；

S11：確定目標產物中MAB與RAB的共聚比例x:y；

S12：根據所述共聚比例x:y，設定TCB、烷胺和甲胺的摩爾比；

S13：將TCB溶解在溶劑中，在-10℃的條件下加入三乙胺和烷胺，攪拌1～5h后通入甲胺氣體，在-10℃的條件下繼續攪拌2～8h，之后將溫度從-10℃升溫至室溫，攪拌，真空抽濾，得到MAB與RAB的無色混合單體液體；

(2)制備新型可紡聚硼氮烷先驅體；

將MAB與RAB的無色混合單體液體升溫至140～220℃，并在140～220℃下保溫2～12h，自然冷卻至室溫，得到新型可紡聚硼氮烷先驅體。

與現有技術相比，本發明的有益效果有：

本發明提供的一鍋合成新型可紡聚硼氮烷先驅體的方法，首先確定目標產物中MAB與RAB的共聚比例x:y，在根據共聚比例x:y設定TCB、烷胺和甲胺的摩爾比，以三氯環硼氮烷(TCB)為原料合成比例為x:y的三甲氨基環硼氮烷(MAB)和2-烷胺基-4，6-二甲氨基環硼氮烷(RAB)單體，最后將使MAB和RAB單體在140～220℃下進行聚合得到新型可紡聚硼氮烷先驅體。本發明的方法可在同一容器中制備出兩種單體并且無需轉移即可實現共聚，具有制備工藝簡單、便于規模化的優點，制備的新型可紡聚硼氮烷先驅體陶瓷產率高，氧含量低，且先驅體具有優異的可紡性，紡絲長度1000m。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。