專利名稱：硅-硼-碳-氮陶瓷和前體化合物，R<sub>n</sub>Hal<sub>3-h</sub>Si-X-BR<sub>m</sub>Hal<sub>2-m</sub>的無鹽聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于具有結(jié)構(gòu)特征Si-N-B的硼甲硅烷基胺和具有結(jié)構(gòu)特征Si-X-B的 硼甲硅烷基烴類的無鹽聚合的新方法，其中X可以是亞甲基或烴鏈CxHy或環(huán)烴單元，該方法 通過使它們與二硅氮烷(Disilazanen)R3Si-NR-SiR3的反應(yīng)進(jìn)行。
背景技術(shù)：
根據(jù)DE 41 07 108和DE 100 45 428，用于Si/B/C/N陶瓷的聚合前體的合成通過 將單組分前體TADB (Cl3Si-NH-BC2)或DMTA (Cl3Si-NMe-BCl2)與氨或伯胺在惰性溶劑中交聯(lián) 而成功進(jìn)行。在此，所有的氯原子首先被氨基或烷基氨基替換。使初始獲得的產(chǎn)物在后續(xù) 的縮合反應(yīng)中交聯(lián)以產(chǎn)生聚合物。氯原子被氨基或烷基氨基代替時(shí)，釋放出氯化氫，其在所 給出的條件下與過量使用的氮化合物形成氯化銨或胺氫氯化物。這些氫氯化物從反應(yīng)溶液 中作為固體沉淀析出，并且必須在進(jìn)一步的處理之前耗費(fèi)時(shí)間地從反應(yīng)溶液中濾出。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，使單組份前體與二硅氮烷R3Si-NR_SiR3(R = H、烷基、芳基、鏈 烯基)在不形成固體偶聯(lián)產(chǎn)物的情況下無溶劑地交聯(lián)。通過選擇化學(xué)計(jì)量量和反應(yīng)條件， 特別是參數(shù)壓力、溫度和時(shí)間，應(yīng)能優(yōu)化及有目的地調(diào)整聚合物在其熔體紡絲行為、它們作 為層狀材料的用途或它們?cè)诟呙芏?Massiv-)復(fù)合材料或纖維復(fù)合材料的應(yīng)用方面的流 變性質(zhì)。本發(fā)明的任務(wù)還在于，在不分離和/或處理單體前體或中間體而是直接使該未經(jīng) 處理的混合物交聯(lián)的情況下，合成低聚物或聚合物。為此，首先將氯硅烷和過量使用的二硅 氮烷反應(yīng)，然后將所得的氯代二硅氮烷和過量二硅氮烷的混合物與鹵代硼烷，優(yōu)選BCl3反應(yīng)。本發(fā)明進(jìn)一步的任務(wù)是將低聚或聚合的化合物轉(zhuǎn)化為陶瓷材料。所述的轉(zhuǎn)化或者 可在惰性氣氛(稀有氣體或氮?dú)?或者也可在反應(yīng)性氣氛中完成，其中熱分解可在從25到 2300 0C，優(yōu)選直到1800°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。本發(fā)明的所基于的任務(wù)通過一種制備硅-硼-碳-氮聚合物的方法而完成，其包 括使式(I) R3Si-NR-SiR3的且其中R在所有情況下相互獨(dú)立地表示氫或具有1到20個(gè)C原 子的烴殘基的二硅氮烷，與下式(II)的硼甲硅烷基胺反應(yīng)，
R4
I
HaI\Sj,N、B^al
R1'L L R2 R3 .其中
Hal在所有情況下獨(dú)立地表示Cl、Br或I，R1,R2，R3和R4在所有情況下相互獨(dú)立地表示氫、Hal或具有1到20個(gè)C原子的烴
殘基；或與下式(III)的硼甲硅烷基烴反應(yīng)，
權(quán)利要求
制備硅 硼 碳 氮 聚合物的方法，其包括使式(I)R3Si NR SiR3的且其中R在所有情況下相互獨(dú)立地表示氫或具有1到20個(gè)C原子的烴殘基的二硅氮烷，與下式(II)的硼甲硅烷基胺反應(yīng)，其中Hal在所有情況下獨(dú)立地表示Cl、Br或I，R1、R2、R3和R4在所有情況下相互獨(dú)立地表示氫、Hal或具有1到20個(gè)C原子的烴殘基；或與下式(III)的硼甲硅烷基烴反應(yīng)，其中Hal在所有情況下獨(dú)立地表示Cl、Br或I，R1、R2和R3在所有情況下獨(dú)立地表示H、Hal或具有1到20個(gè)C原子的烴殘基，以及X在所有情況下獨(dú)立地表示具有1到20個(gè)C原子的線型、未支化、支化或環(huán)狀的烴殘基；或與式(IV)R1R2SiHal2的氯硅烷反應(yīng)，其中Hal在所有情況下獨(dú)立地表示Cl、Br或I，以及R1和R2在所有情況下獨(dú)立地表示H或具有1到20個(gè)C原子的烴殘基和與式(V)RBCl2的氯硼烷反應(yīng)，其中R表示氫、Hal或具有1到20個(gè)C原子的烴殘基。FPA00001234697600011.tif,FPA00001234697600012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于Hal每次出現(xiàn)時(shí)均表示Cl。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中該聚合物在不分離和/或處理單體中間體的情況 下制得。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于將式(I)的二硅氮烷以化學(xué)計(jì)量量或過量使用。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于使用二硅氮烷的混合物和/或硼甲硅烷 基胺的混合物和/或硼甲硅烷基烴類的混合物和/或氯硅烷和/或氯硼烷的混合物。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于進(jìn)行加熱至80到250°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的任一的方法可獲得的聚硼碳硅氮烷。
8.制備硅碳氮化物(Siliciumcarbonitrit)陶瓷的方法，其特征在于將根據(jù)權(quán)利要求 7的聚硼碳硅氮烷在_200°C和2000°C之間的溫度下熱解。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于此外在800°C和2000°C之間的溫度下進(jìn)行煅燒。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的聚硼碳硅氮烷的用途，用于制備聚合物和/或陶瓷粉末、涂料、纖維、模制體、纖維復(fù)合材料或薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有結(jié)構(gòu)特征Si-N-B的硼甲硅烷基胺和具有結(jié)構(gòu)特征Si-X-B的硼甲硅烷基烴類的無鹽聚合的新方法，其中X可以是亞甲基或烴鏈CxHy或環(huán)烴單元，該方法通過使它們與二硅氮烷R3Si-NR-SiR3的反應(yīng)進(jìn)行。
文檔編號(hào)C04B35/589GK101990553SQ200980112620
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者M·維恩曼, M·詹森 申請(qǐng)人:馬普科技促進(jìn)協(xié)會(huì)