CN105694048A - 聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法 - Google Patents

聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，包括以下步骤：1)以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料混合后，发生第一反应，得到液体聚硼硅氮烷；2)向液体聚硼硅氮烷中加入金属粉，并在惰性气氛保护下得到聚硼硅氮烷粘结剂。本发明提供聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法基于聚硼硅氮烷及其热解陶瓷优异的耐高温性能，通过引入填料，制备了可耐1600℃的有机粘结剂。

Description

聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法
技术领域
本发明涉及粘结剂技术领域，具体的涉及一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法。
背景技术
随着导弹、飞行器等高性能武器朝着长航时、高马赫数的方向发展，对粘结剂的性能，特别是耐高温性能提出了越来越高的要求。例如：新一代战略飞行器在大气层以及跨大气层中设计飞行速度达到了5马赫以上，因为气动载荷的影响，飞行器的前缘部位温度达到1500℃以上；当飞行器的速度达到6马赫以上时，前缘部位的温度更高达1700℃以上，而粘结剂作为固定飞行器表面隔热的陶瓷和C/C复合材料用的功能材料，必须具有良好的耐热性能，这就需要使用性能更加优异的耐高温粘结剂
有机硅粘结剂由于其优异的耐温性能与广阔的应用领域受到格外关注，有机硅粘结剂具有优异的耐温性能和粘接性能，但是，在高温和氧化性气氛下，有机硅树脂主链易发生热解聚和热氧化降解，破坏粘接层结构的完整性，使得常规有机硅粘结剂的使用温度一般不超过600℃，无法满足现有高速飞行器对粘结剂耐温性能的要求。
聚硼硅氮烷由于硼元素的存在，使得其热解所得SiBCN陶瓷具有更优异的高温抗氧化性和高温热稳定性能，在先驱体转化制备陶瓷纤维及其复合材料领域获得了广泛的应用(HPBaldus,MJansen.Novelhigh-performanceperamics-amorphousinorganicnetworksfrommolecularprecursors,AngewChemIntEdit,1997,36:328-343；TJaschke,MJansen.Anewborazine-typesinglesourceprecursorforSi/B/N/Cceramics,JMaterChem,2006,16:2792-2799；MWeinmann,MKroschel,TJaschke,JNuss,MJansen,GKolios,AMorillo,CTellaecheb,UNieken.TowardscontinuousprocessesforthesynthesisofprecursorsofamorphousSi/B/N/Cceramics,JMaterChem,2008,18:1810-1818；YTang,JWang,XDLi,HWang,WHLi,XZWang.PreceramicpolymerforSi–B–N–Cfiberviaone-stepcondensationofsilane,BCl3andsilazane,JApplPolymSci,2008,110:921-928；ZZhang,FZeng,JHan,YLuo,CXu.SynthesisandcharacterizationofanewliquidpolymerprecursorforSi-B-C-Nceramics,JMaterSci,2011,46:5940-5947)。
但现有技术中仍然缺乏能耐受1500℃以上使用条件的粘结剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，该发明解决了现有技术中缺乏能耐受1500℃温度粘结剂的技术问题。
本发明提供一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1)以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料混合后，发生第一反应，得到液体聚硼硅氮烷；
2)向液体聚硼硅氮烷中加入金属粉，并在惰性气氛保护下得到聚硼硅氮烷粘结剂；
有机硅聚合物的结构式为：
其中R1为氢、甲基、乙基、乙烯基或苯基，R2为氢或甲基，3≤n≤50。
进一步地，第一反应包括第一升温步骤和第二升温步骤，第一升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照0.1～2℃/分钟的升温速度升温至40～55℃后，反应1～10小时；第二升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照1～10℃/分钟的升温速度升温至80～200℃后，反应1～10小时。
进一步地，球磨条件为球磨1～24小时。
进一步地，硼吖嗪与有机硅聚合物按质量比为1：1～100混合。
进一步地，金属粉为粒径1～100μm、纯度大于80wt％的铝粉、钛粉、锆粉、钽粉或铪粉。
进一步地，液体聚硼硅氮烷与金属粉按质量比为100：5～200混合。
本发明的另一方面还提供了一种如上述的方法制备的聚硼硅氮烷粘结剂。
进一步地，聚硼硅氮烷粘结剂在1200℃下处理后的陶瓷产率为93wt％。
本发明的技术效果：
本发明提供聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法基于聚硼硅氮烷及其热解陶瓷优异的耐高温性能，通过引入填料，制备了可耐1600℃高温的有机粘结剂。
本发明提供的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料，通过二者的反应制备聚硼硅氮烷，由于含有大量活性基团，聚硼硅氮烷易交联固化，且固化产物具有较高的陶瓷产率，适用于耐高温有机粘结剂的制备。通过引入金属粉，利用金属粉与聚硼硅氮烷热解产物的反应，减小粘结剂的失重及其热解过程中的体积收缩，使得所得产物用作粘结剂时可耐1600℃。
本发明提供的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法工艺简单，所制备的粘结剂在粘接陶瓷材料、碳材料、钛合金材料和隔热材料领域具有广泛的应用前景。
本发明提供的聚硼硅氮烷粘结剂能有效耐受1600℃的高温，而剪切强度不发生较大改变，从而保证了该粘结剂在高温条件下的粘结能力。
具体请参考根据本发明的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法提出的各种实施例的如下描述，将使得本发明的上述和其他方面显而易见。
附图说明
图1是本发明优选实施例聚硼硅氮烷的FT-IR示意图；
图2是本发明优选实施例聚硼硅氮烷粘结剂固化后的TG曲线；
图3是本发明优选实施例聚硼硅氮烷粘结剂粘接SiC陶瓷在200℃、600℃、1000℃和16000℃下处理后样品的粘结面截面SEM照片。
具体实施方式
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
本发明提供的一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
1)以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料混合后，发生第一反应，得到液体聚硼硅氮烷；
2)向液体聚硼硅氮烷中加入金属粉，并在惰性气氛保护下得到聚硼硅氮烷粘结剂。
有机硅聚合物的结构式为：
其中R1为氢、甲基、乙基、乙烯基或苯基，R2为氢或甲基，3≤n≤50。
通过以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料制备液体聚硼硅氮烷，并在其中加入金属粉，从而制得了具有较高耐高温能力的聚硼硅氮烷粘结剂。此处的在惰性气氛下进行球磨，可避免氧的引入，保证粘接剂的粘结性能与耐高温性能。该方法中的其他步骤可按常规方法进行处理。硼吖嗪(B3N3H3)的结构式如下所示：
优选的，第一反应包括第一升温步骤和第二升温步骤，第一升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照0.1～2℃/分钟的升温速度升温至40～55℃后，反应1～10小时；第二升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照1～10℃/分钟的升温速度升温至80～200℃后，反应1～10小时。采用第一升温步骤的条件可避免硼吖嗪升华，保证后续反应活性需要。采用第二升温步骤的条件可保证硼吖嗪(B3N3H3)中的活性基团与有机硅聚合物充分反应。
优选的，球磨条件为球磨1～24小时。按此条件进行球磨能保证球磨均匀性和颗粒的完整性。从而有效提高粘结剂的耐高温能力。
优选的，有机硅聚合物的结构式为：
其中R1为氢、甲基、乙基、乙烯基或苯基，R2为氢或甲基，3≤n≤50。采用这2种有机硅聚合物能有效保证所得粘结剂的陶瓷产率，提高其耐受高温的能力。
优选的，硼吖嗪与有机硅聚合物按质量比为1：1～100混合。按此比例混合，能提高所得产物的耐高温能力。
优选的，金属粉为粒径1～100μm、纯度大于80wt％的铝粉、钛粉、锆粉、钽粉或铪粉。采用此种金属粉，能在液体聚硼硅氮烷中形成均匀的金属分散层，从而有效提高所得粘结剂固化后的粘结强度和耐高温能力。
优选的，液体聚硼硅氮烷与金属粉按质量比为100：5～200混合。按此比例混合，能避免过多的金属粉影响聚硼硅氮烷的耐高温能力和粘结能力。同时还能提高所得产物的耐高温粘结能力。
具体的，本发明提供的方法包括以下步骤：
(1)向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入硼吖嗪(B3N3H3)、有机硅聚合物和溶剂，于惰性气氛保护下按照0.1～2℃/min的升温速度升温至40～55℃反应1～10h，随后于惰性气氛保护下按照1～10℃/分钟的升温速度升温至80～200℃反应1～10h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
(2)向液态聚硼硅氮烷中加入金属粉，于惰性气氛保护下球磨1～24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂。
其中所用溶剂指四氢呋喃、正己烷、甲苯或二甲苯任一种。
本发明的另一方面还提供了一种上述的方法制备的聚硼硅氮烷粘结剂。该方法制备得到的产物的微观结构与现有的聚硼硅氮烷粘结剂相比，发生了改变。优选的，聚硼硅氮烷粘结剂在1200℃下处理后的陶瓷产率为93wt％。从而提高了其陶瓷产率，高的陶瓷产率会减小粘接剂在高温环境下的失重，从而提高粘接层结构的致密性。从而提高其粘结层耐高温能力。
实施例
以下实施例中所用物料和仪器均为市售。
实施例1
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、100g平均分子量为880的聚甲基硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.5℃/分钟的升温速度升温至50℃反应3h，随后于惰性气氛保护下按照3℃/分钟的升温速度升温至100℃反应7小时，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
图1为聚硼硅氮烷的FT-IR图，从图中可以看出，聚硼硅氮烷中主要含有Si-N、B-N、Si-CH3、Si-H、N-H等有机基团。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铝粉，于惰性气氛保护下球磨12小时即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铝粉的质量比为100:10，铝粉粒径为3～5μm，纯度90wt％。
图2为聚硼硅氮烷粘接剂的TG曲线，从图中可以看出，所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达93wt％。高的陶瓷产率会减小粘接剂高温处理过程中的失重，提高粘接层结构的致密性。
实施例2
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、10g平均分子量为132的聚甲基硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.1℃/分钟的升温速度升温至40℃反应10小时，随后于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至80℃反应10小时，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铝粉，于惰性气氛保护下球磨1h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铝粉的质量比为100:5，铝粉粒径为1～2μm，纯度80wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达90wt％。
实施例3
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、1000g平均分子量为2200的聚甲基硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照2℃/分钟的升温速度升温至55℃反应1h，随后于惰性气氛保护下按照10℃/分钟的升温速度升温至200℃反应1小时，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铝粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铝粉的质量比为100:200，铝粉粒径为90～100μm，纯度99.9wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达91.2wt％。
实施例4
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、50g平均分子量为1400的聚乙烯基硅烷和甲苯，于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至45℃反应6h，随后于惰性气氛保护下按照6℃/分钟的升温速度升温至120℃反应2h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钛粉，于惰性气氛保护下球磨6h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钛粉的质量比为100:20，钛粉粒径为10～30μm，纯度95wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达93.2wt％。
实施例5
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、10g平均分子量为168的聚乙烯基硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.1℃/分钟的升温速度升温至40℃反应10h，随后于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至80℃反应10h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钛粉，于惰性气氛保护下球磨1h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钛粉的质量比为100:5，钛粉粒径为1～2μm，纯度80wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达90.4wt％。
实施例6
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、1000g平均分子量为2800的聚乙烯基硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照2℃/分钟的升温速度升温至55℃反应1h，随后于惰性气氛保护下按照10℃/分钟的升温速度升温至200℃反应1h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钛粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钛粉的质量比为100:200，钛粉粒径为90～100μm，纯度99.9wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达89.3wt％。
实施例7
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、50g平均分子量为580的聚甲基碳硅烷和甲苯，于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至50℃反应4h，随后于惰性气氛保护下按照3℃/分钟的升温速度升温至150℃反应3h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属锆粉，于惰性气氛保护下球磨12h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属锆粉的质量比为100:50，锆粉粒径为10～20μm，纯度95wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达91.7wt％。
实施例8
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、10g平均分子量为174的聚甲基碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.1℃/分钟的升温速度升温至40℃反应10h，随后于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至80℃反应10h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属锆粉，于惰性气氛保护下球磨1h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属锆粉的质量比为100:5，锆粉粒径为1～2μm，纯度80wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达92.1wt％。
实施例9
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、1000g平均分子量为2900的聚甲基碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照2℃/分钟的升温速度升温至55℃反应1h，随后于惰性气氛保护下按照10℃/分钟的升温速度升温至200℃反应1h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属锆粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属锆粉的质量比为100:200，锆粉粒径为90～100μm，纯度99.6wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达90.8wt％。
实施例10
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、100g平均分子量为660的聚碳硅烷和甲苯，于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至50℃反应3h，随后于惰性气氛保护下按照3℃/分钟的升温速度升温至120℃反应3h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钽粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钽粉的质量比为100:50，钽粉粒径为3～6μm，纯度96wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达92.5wt％。
实施例11
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、10g平均分子量为220的聚碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.1℃/分钟的升温速度升温至40℃反应10h，随后于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至80℃反应10h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钽粉，于惰性气氛保护下球磨1h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钽粉的质量比为100:5，钽粉粒径为1～2μm，纯度80wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达89.2wt％。
实施例12
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、1000g平均分子量为2200的聚碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照2℃/分钟的升温速度升温至55℃反应1h，随后于惰性气氛保护下按照10℃/分钟的升温速度升温至200℃反应1h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属钽粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属钽粉的质量比为100:200，钽粉粒径为90～100μm，纯度99.6wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达88.4wt％。
实施例13
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、100g平均分子量为264的聚碳硅烷和甲苯，于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至50℃反应3h，随后于惰性气氛保护下按照3℃/分钟的升温速度升温至140℃反应3h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铪粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铪粉的质量比为100:50，铪粉粒径为6～10μm，纯度96wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达91.0wt％。
实施例14
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、10g平均分子量为132的聚碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照0.1℃/分钟的升温速度升温至40℃反应10h，随后于惰性气氛保护下按照1℃/分钟的升温速度升温至80℃反应10h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铪粉，于惰性气氛保护下球磨1h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铪粉的质量比为100:5，铪粉粒径为1～2μm，纯度80wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达90.3wt％。
实施例15
向带有冷凝回流装置和搅拌装置的三口烧瓶中加入10g硼吖嗪(B3N3H3)、1000g平均分子量为2200的聚碳硅烷和正己烷，于惰性气氛保护下按照2℃/分钟的升温速度升温至55℃反应1h，随后于惰性气氛保护下按照10℃/分钟的升温速度升温至200℃反应1h，最后经减压蒸馏得到液态聚硼硅氮烷。
向液态聚硼硅氮烷中加入金属铪粉，于惰性气氛保护下球磨24h即得到耐高温聚硼硅氮烷粘结剂，其中聚硼硅氮烷与金属铪粉的质量比为100:200，铪粉粒径为90～100μm，纯度99wt％。所得粘接剂具有很高的陶瓷产率，1200℃处理后的陶瓷产率高达89.9wt％。
1、用实施例1所得聚硼硅氮烷粘结剂来粘接常压烧结碳化硅陶瓷块(20×10×5mm3)。粘接前，将碳化硅陶瓷块置于乙醇中超声清洗30分钟，然后置于烘箱中80℃干燥4h取出待用。采用双面涂胶，涂好胶后空气中静置10分钟后粘合，粘好后用夹具夹好，置于真空烘箱中200℃处理2h，使粘接接头充分固化。将固化样品置于高温炉中在惰性气氛保护下以10℃/分钟的速率升到设定温度保温2h，冷却到室温后测试其剪切强度，不同温度处理后的样品的剪切强度如表1所示。
图3为聚硼硅氮烷粘结剂粘接SiC陶瓷不同温度处理后的的样品截面照片，从图中可以看出，200℃、600℃、1000℃处理后，粘接层与SiC底材间结合紧密，粘接层无明显裂纹孔洞，结构较致密，处理后的强度分别为8.8MPa、9.8MPa、11.4MPa。
表1实施例1中所得粘结剂用于粘结后高温处理剪切强度结果表
处理温度 200℃ 600℃ 1000℃ 1600℃
剪切强度/MPa 8.8 9.8 11.4 7.9
2、用实施例10所得聚硼硅氮烷粘结剂来粘接常压烧结碳化硅陶瓷块(20×10×5mm3)。粘接前，将碳化硅陶瓷块置于乙醇中超声清洗30分钟，然后置于烘箱中80℃干燥4小时取出待用。采用双面涂胶，涂好胶后空气中静置10分钟后粘合，粘好后用夹具夹好，置于真空烘箱中200℃处理2小时，使粘接接头充分固化。将固化样品置于高温炉中在惰性气氛保护下以10℃/分钟的速率升到设定温度保温2h，冷却到室温后测试其剪切强度，粘结样品的剪切强度如表2所示。
表2实施例10中所得粘结剂用于粘结后高温处理剪切强度结果表
处理温度 200℃ 600℃ 1000℃ 1600℃
剪切强度/MPa 7.2 4.1 7.5 5.4
由粘结性能检测结果可知，采用本发明提供方法制备得到的粘结剂，能有效耐受1600℃的高温，在1600℃下处理后，粘结界面处的剪切强度并没有衰减很多。从而保证了超高温条件下粘结剂的粘结性能。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (8)

1.一种聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以硼吖嗪和有机硅聚合物为原料混合后，发生第一反应，得到液体聚硼硅氮烷；
2)向所述液体聚硼硅氮烷中加入金属粉，并在惰性气氛保护下得到所述聚硼硅氮烷粘结剂；
所述有机硅聚合物的结构式为：
其中R1为氢、甲基、乙基、乙烯基或苯基，R2为氢或甲基，3≤n≤50。
2.根据权利要求1所述的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，所述第一反应包括第一升温步骤和第二升温步骤，所述第一升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照0.1～2℃/分钟的升温速度升温至40～55℃后，反应1～10小时；所述第二升温步骤包括：在惰性气氛保护下按照1～10℃/分钟的升温速度升温至80～200℃后，反应1～10小时。
3.根据权利要求2所述的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，所述球磨条件为球磨1～24小时。
4.根据权利要求3所述的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，所述硼吖嗪与所述有机硅聚合物按质量比为1：1～100混合。
5.根据权利要求4所述的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，所述金属粉为粒径1～100μm、纯度大于80wt％的铝粉、钛粉、锆粉、钽粉或铪粉。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的聚硼硅氮烷粘结剂的制备方法，其特征在于，所述液体聚硼硅氮烷与所述金属粉按质量比为100：5～200混合。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的方法制备的聚硼硅氮烷粘结剂。
8.根据权利要求7所述的聚硼硅氮烷粘结剂，其特征在于，所述聚硼硅氮烷粘结剂在1200℃下处理后的陶瓷产率为93wt％。
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