CN111019141B - 一种合成聚碳硅烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成聚碳硅烷的方法，通过对反应原料的改进，在液态环硅烷中添加液态聚碳硅烷，提高整个反应原料的沸点，在反应过程中减少蒸发量，有利于裂解柱开环效率，加快反应速度、提高反应产率；同时，液态聚碳硅烷的引入也有利于缩合反应的进行，缩小产品的分子量分布。综上，采用本方法制备聚碳硅烷，可缩短反应时长，提高反应效率，增加反应产率和提高产品质量均一性。

Description

一种合成聚碳硅烷的方法
技术领域
本发明属于高性能陶瓷材料先驱体合成技术领域，具体涉及一种合成聚碳硅烷的方法。
背景技术
聚碳硅烷作为陶瓷基复合材料，在航天、航空、兵器和核工业等一些高技术领域具有广泛的应用前景。环硅烷常压高温裂解法制备PCS，产率通常在40％左右，同时形成30％左右的副产物；副产物回收制备PCS产率15％左右；常压催化反应制备PCS的合成产率60％左右，但其产品的色泽较差。高压法是较成熟的方法，合成收率高，但是该法对反应装置要求高，安全性差，成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成聚碳硅烷的方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种合成聚碳硅烷的方法，其特征在于，采用液态环硅烷和液态聚碳硅烷作为原料，制备步骤如下：
(1)取一定配比的液态环硅烷和液态聚碳硅烷置于反应釜，抽真空置换氮气；
(2)在氮气保护下，反应釜温度采用特定的升温程序，裂解柱温度控制在500～550℃，通过调节回流速率控制内温，保温一段时间，当物料热取样熔点达标至要求的粗料熔点，停止加热，得到聚碳硅烷粗料；
(3)聚碳硅烷粗料经过溶剂溶解、过滤，对滤液进行减压蒸馏，脱除溶剂及部分液态聚碳硅烷，即可得到淡黄色树脂状的聚碳硅烷；
作为优选的方案，步骤(1)中液态聚碳硅烷与液态环硅烷的质量配比为1:200～3:200。
采用上述优选方案，聚碳硅烷的产品收率较高。
作为优选的方案，步骤(1)中液态聚碳硅烷其数均分子量在300～500之间。
采用上述优选方案，聚碳硅烷的产品收率较高，改善分子量分布效果好。
作为优选的方案，步骤(2)中的升温程序控制如下：先全速升温至拐点温度为350℃±5℃，接下来以1～10℃/h的速度斜率升温至保温区间，保温温度温度≤420℃，最终控制终温在≤450℃。
采用上述优选方案，聚碳硅烷的产品生产周期相对短，提高合成效率高。
作为优选的方案，步骤(2)中的保温温度区间停留时间，以物料热取样熔点达标至要求的粗料熔点为准。
本发明的有益效果：采用常压高温裂解设备，通过对反应原料的改进，在液态环硅烷中添加液态聚碳硅烷，提高整个反应原料的沸点，在反应过程中减少蒸发量，有利于裂解柱开环效率，同时，液态聚碳硅烷的引入，有利于缩合反应的进行，缩短反应时间，提高收率，改善产品的分子量分布。另外，本发明采用的液态聚碳硅烷为蒸馏过程中的副产物，降低了副产物处理成本，提高生产经济性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
选取液态环硅烷150公斤和液态聚碳硅烷1.5公斤置于反应釜，液态聚碳硅烷其数均分子量在300～500之间，抽真空置换氮气；在氮气保护下，反应釜外温采用特定的升温程序；设置拐点温度350℃、以1℃/h斜率升温、保温温度420℃及终温450℃，裂解柱温度控制550℃，其反应时间50小时，制得聚碳硅烷成品：数均分子量1500，分散系数2.0，产品收率60％。
实施例2：
选取液态环硅烷180公斤和液态聚碳硅烷2.0公斤置于反应釜，液态聚碳硅烷其数均分子量在300～500之间，抽真空置换氮气；在氮气保护下，反应釜外温采用特定的升温程序；设置拐点温度345℃、以10℃/h斜率升温、保温温度418℃及终温448℃，裂解柱温度控制545℃，其反应时间45小时，制得聚碳硅烷成品：数均分子量1450，分散系数1.9，产品收率61％。
实施例3：
选取液态环硅烷160公斤和液态聚碳硅烷0.8公斤置于反应釜，液态聚碳硅烷其数均分子量在300～500之间，抽真空置换氮气；在氮气保护下，反应釜外温采用特定的升温程序；设置拐点温度355℃、以8℃/h斜率升温、保温温度415℃及终温440℃，裂解柱温度控制540℃，其反应时间46小时，制得聚碳硅烷成品：数均分子量1510，分散系数2.5，产品收率52％。
采用单一的液态环硅烷为原料，做对比例，比较实验例和对比例的实验效果。
对比例1：
选取液态环硅烷151.5公斤置于反应釜，其他反应条件同实验例1，制备得到聚碳硅烷成品：数均分子量1462，分散系数2.8，产品收率43％。
对比例2：
选取液态环硅烷182.7公斤置于反应釜，其他反应条件同实验例2，制备得到聚碳硅烷成品：数均分子量1320，分散系数3.0，产品收率39％。
对比例3：
选取液态环硅烷160.8公斤置于反应釜，其他反应条件同实验例3，制备得到聚碳硅烷成品：数均分子量1440，分散系数3.2，产品收率41％。
实施例与对比例的实验结果统计如下表：
Figure GDA0003261063160000041
Figure GDA0003261063160000051
表1实施例与对比例的产物分子量分布情况和收率统计表
根据以上实验例与对比例的对照可以很明显的看出，实验例在液态环硅烷中添加液态聚碳硅烷作为生产原料，有利于缩合反应的进行，提高产品收率，改善产品的分子量分布。另外，本发明采用的液态聚碳硅烷为蒸馏过程中的副产物，降低了副产物处理成本，提高生产经济性。
以上仅以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种合成聚碳硅烷的方法，其特征在于，采用液态环硅烷和液态聚碳硅烷作为原料，制备步骤如下：
(1)取一定配比的液态环硅烷和液态聚碳硅烷置于反应釜，抽真空置换氮气；
(2)在氮气保护下，反应釜温度采用特定的升温程序，裂解柱温度控制在500～550℃，通过调节回流速率控制内温，保温一段时间，当物料热取样熔点达标至要求的粗料熔点，停止加热，得到聚碳硅烷粗料；
(3)聚碳硅烷粗料经过溶剂溶解、过滤，对滤液进行减压蒸馏，脱除溶剂及部分液态聚碳硅烷，即可得到淡黄色树脂状的聚碳硅烷；
所述的步骤(1)中液态聚碳硅烷与液态环硅烷的质量配比为1:200～3:200；
所述的步骤(1)中液态聚碳硅烷其数均分子量在300～500之间；
所述的步骤(2)中的升温程序控制如下：先全速升温至拐点温度为350℃±5℃，接下来以1～10℃/h的速度斜率升温至保温区间，保温温度≤420℃，最终控制终温在≤450℃；
所述的步骤(2)中的保温温度区间停留时间，以物料热取样熔点达标至要求的粗料熔点为准。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051855B1 (en) * 1980-11-11 1985-01-30 Ube Industries, Ltd. Method of preparing polycarbosilanes
CN1569926A (zh) * 2004-05-12 2005-01-26 中国人民解放军国防科学技术大学 高温高压合成聚碳硅烷的方法
CN102002164A (zh) * 2010-09-14 2011-04-06 张卫中 陶瓷先驱体聚碳硅烷的合成方法
CN106866976A (zh) * 2017-03-08 2017-06-20 袁钦 一种对聚碳硅烷合成中液态副产物回收利用的方法
CN108546140A (zh) * 2018-05-08 2018-09-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 液态可热固化陶瓷先驱体及相应陶瓷基复合材料的制法
CN108676169A (zh) * 2018-06-06 2018-10-19 中国人民解放军国防科技大学 用于提高聚碳硅烷产率的合成方法
CN109467706A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 航天材料及工艺研究所 一种新型液态聚碳硅烷及其制备方法
CN110078926A (zh) * 2019-05-16 2019-08-02 湖南远辉新材料研究院有限公司 一种聚碳硅烷的大批量高压合成方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051855B1 (en) * 1980-11-11 1985-01-30 Ube Industries, Ltd. Method of preparing polycarbosilanes
CN1569926A (zh) * 2004-05-12 2005-01-26 中国人民解放军国防科学技术大学 高温高压合成聚碳硅烷的方法
CN102002164A (zh) * 2010-09-14 2011-04-06 张卫中 陶瓷先驱体聚碳硅烷的合成方法
CN106866976A (zh) * 2017-03-08 2017-06-20 袁钦 一种对聚碳硅烷合成中液态副产物回收利用的方法
CN108546140A (zh) * 2018-05-08 2018-09-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 液态可热固化陶瓷先驱体及相应陶瓷基复合材料的制法
CN108676169A (zh) * 2018-06-06 2018-10-19 中国人民解放军国防科技大学 用于提高聚碳硅烷产率的合成方法
CN109467706A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 航天材料及工艺研究所 一种新型液态聚碳硅烷及其制备方法
CN110078926A (zh) * 2019-05-16 2019-08-02 湖南远辉新材料研究院有限公司 一种聚碳硅烷的大批量高压合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Enhancing the yield of polycarbosilane synthesis via recycling of liquid byproduct at atmospheric pressure;Guodong Wang, Yongcai Song;《Ceramics International》;20181231;第3页右栏，第4页 *

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