JP2651464B2 - Modified polysilazane, production method thereof and use thereof - Google Patents

Modified polysilazane, production method thereof and use thereof

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JP2651464B2
JP2651464B2 JP7491988A JP7491988A JP2651464B2 JP 2651464 B2 JP2651464 B2 JP 2651464B2 JP 7491988 A JP7491988 A JP 7491988A JP 7491988 A JP7491988 A JP 7491988A JP 2651464 B2 JP2651464 B2 JP 2651464B2
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SEKYU SANGYO KATSUSEIKA SENTAA
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【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は改質ポリシラザン、その製造法及びその用途
に関し、更に詳しくは窒化珪素および窒化珪素含有セラ
ミックスの前駆体として使用することのできる改質ポリ
シラザン、その製造方法及び該改質ポリシラザンを必須
成分としたコーティング剤及びバインダーに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a modified polysilazane, a method for producing the same, and a use thereof, and more particularly, to a modified polysilazane which can be used as a precursor of silicon nitride and a silicon nitride-containing ceramic, The present invention relates to a production method and a coating agent and a binder containing the modified polysilazane as an essential component.

〔従来技術〕(Prior art)

窒化珪素焼結体は、高温強度、耐熱衝撃性、耐酸化性
に優れているため、ガスタービン、ディーゼルエンジン
等の高温構造材料として、或いは切削用バイト等、省エ
ネルギー、省資源の多大の寄与をし得る高性能材料の一
つとして重要である。
Since silicon nitride sintered body is excellent in high temperature strength, thermal shock resistance and oxidation resistance, it can greatly contribute to energy and resource saving as a high temperature structural material for gas turbines, diesel engines, etc., or cutting tools. It is important as one of the high performance materials that can be used.

従来、窒化珪素の製造方法としては、金属シリコン
粉末を窒素又はアンモニア気流中で、1300℃〜1500℃で
加熱して直接窒化するシリコン直接窒化法、シリカ又
は含シリカ物質を炭素と共に窒素雰囲気下で加熱し、尿
素でシリカを還元して、生成するケイ素と窒素とを反応
させるシリカ還元法、四塩化珪素とアンモニアとを高
温で直接反応せしめる気相合成法、四塩化珪素をアン
モノリシスして得られるシリコンジイミドを非酸化性雰
囲気中で加熱して窒化珪素を得るイミド熱分解法等が採
用れている。
Conventionally, as a method for producing silicon nitride, a metal silicon powder is heated directly at 1300 ° C. to 1500 ° C. in a stream of nitrogen or ammonia, and is directly nitrided by silicon. It is obtained by heating, reducing silica with urea, and reducing the silica with nitrogen to react with the generated silicon, a gas phase synthesis method in which silicon tetrachloride and ammonia are directly reacted at a high temperature, and ammonolysis of silicon tetrachloride. An imide thermal decomposition method of heating silicon diimide in a non-oxidizing atmosphere to obtain silicon nitride is employed.

しかしながら、上記の方法の場合には、反応時間が
長く、加熱工程が煩雑である上、得られる窒化珪素は粗
大で不純物を多く含むβ型窒化珪素が主体であり、の
方法の場合には、原料の精製が困難なばかりでなく、反
応時間が長く、得られる生成物はα型窒化珪素とβ型窒
化珪素の混合系であり、の方法の場合には、生成した
窒化珪素は一般に非晶質であり、の方法の場合には、
高純度のα型窒化珪素を収率よ製造し得るという利点が
有るものの、窒化珪素前駆体であるシリコンジイミド
〔Si(NH)〕xは溶媒に溶けないために実質的に用途
が限定されざるを得ない等の欠点があった。
However, in the case of the above method, the reaction time is long, the heating step is complicated, and the obtained silicon nitride is mainly β-type silicon nitride containing a large amount of impurities and a large amount of impurities. Not only is the purification of the raw materials difficult, but the reaction time is long, and the product obtained is a mixed system of α-type silicon nitride and β-type silicon nitride. Quality, and in the case of the method,
Although there is an advantage in that high-purity α-type silicon nitride can be produced with a high yield, silicon diimide [Si (NH) 2 ] x, which is a silicon nitride precursor, is practically limited because it is insoluble in a solvent. There were drawbacks, such as the necessity.

更に、最近、有機ポリシラザンを熱分解して得られる
ポリシラザンを800〜2000℃で加熱して窒化珪素を合成
する方法も提案されている(斎藤肇、繊維学会誌Vol38
No.1頁65〜72〔1982年〕)が、この方法では、窒化珪素
と同時に炭化珪素や遊離の炭素が生成するという欠点が
有った。
Furthermore, recently, a method of synthesizing silicon nitride by heating polysilazane obtained by thermally decomposing organic polysilazane at 800 to 2000 ° C. has been proposed (Hajime Saito, Journal of the Textile Society of Japan Vol. 38)
No. 1, pages 65 to 72 (1982)), this method has a disadvantage that silicon carbide and free carbon are generated simultaneously with silicon nitride.

一方、溶媒に可溶である無機ポリシラザンは、1921年
にStock(Ber.54.(1921).p740)等によって合成され
ており、1983年にはSeyferth〔Comm.Am.Ceram.Soc.C−1
3/14,(83)〕等によって、これが窒化珪素前駆体とし
て有用であることが証明されている。本発明者等は、か
かる観点に注目し無機ポリシラザンを加熱処理すること
により、高純度のα型窒化珪素を得る方法を提案した
(特開昭59−207812号)。
On the other hand, an inorganic polysilazane soluble in a solvent was synthesized by Stock (Ber. 54. (1921). P740) in 1921 and the like, and in 1983 Seyferth [Comm. Am. Ceram. Soc. 1
3/14, (83)] and the like prove that this is useful as a silicon nitride precursor. The present inventors have paid attention to such a viewpoint and have proposed a method of obtaining high-purity α-type silicon nitride by subjecting an inorganic polysilazane to a heat treatment (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-207812).

しかしながら、従来の無機ポリシラザンの製造方法に
おいては、何れの場合も気化性の高いジクロロシランを
原料として用いるために、反応装置のガス配管又は反
応器壁に生成したポリシラザンが固着してガス流路を閉
塞する恐れがある、上記弊害を防止するためには反応
温度を低温に維持してジクロロシランの飛散を防止する
必要が有る、ジクロロシランは毒性及び引火性が強い
ので低温密閉容器に入れて利用せねばならないなど取扱
が煩雑である等の欠点があった。更に、合成されたポリ
シラザンはStock等の場合には、SiH2NHの構造を
有するn=7〜8のオリゴマーにすぎず常温では粘性の
ある液体であり、Seyferth等の場合には、Stock等の場
合より複雑な構造を有し、Si−H/N−Hのプロトン比が
約3.3のオイル状液体であるが、約200℃で熱するか室温
で3〜5日放置することにより固化するものであり、い
ずれのポリシラザンの場合であっても、常温で賦形化し
た窒化珪素焼結体のための前駆体として十分な性質を有
していると言えるものではなかった。
However, in the conventional method for producing an inorganic polysilazane, in each case, since highly volatile dichlorosilane is used as a raw material, polysilazane generated on a gas pipe or a reactor wall of a reactor is fixed and a gas flow path is formed. There is a risk of clogging. In order to prevent the above adverse effects, it is necessary to maintain the reaction temperature at a low temperature to prevent scattering of dichlorosilane.Dichlorosilane is highly toxic and flammable, so it is used in a low-temperature closed container. There are drawbacks such as complicated handling such as the necessity of handling. Further, when synthesized polysilazanes such Stock is at normal temperature only oligomers n = 7 to 8 having the structure of SiH 2 NH n is a viscous liquid, in the case of such Seyferth is Stock, etc. It is an oily liquid with a more complex structure and a proton ratio of Si-H / N-H of about 3.3, but solidifies when heated at about 200 ° C or left at room temperature for 3-5 days. However, any of the polysilazanes could not be said to have sufficient properties as a precursor for a silicon nitride sintered body shaped at room temperature.

したがってより高い分子量と曳糸性を有する窒化珪素
の前駆体として有用な無機シラザンをより収率よくかつ
より容易に合成できる方法の開発が望まれていた。
Therefore, the development of a method capable of synthesizing an inorganic silazane useful as a precursor of silicon nitride having higher molecular weight and spinnability with higher yield and more easily has been desired.

一方、金属材料や無機材料の表面のコーティング剤と
しては、シリコン系塗料、ポリチタノカルボシラン系塗
料、更にはポリ(ジシリル)シラザン重合体等(特公昭
61−38933号公報)を使用する方法が知られている。
On the other hand, as a coating agent for the surface of a metal material or an inorganic material, a silicon-based paint, a polytitanocarbosilane-based paint, and a poly (disilyl) silazane polymer (for example,
No. 61-38933).

しかしながら、シリコーン系塗料は200℃以上の高温
雰囲気下でも耐熱効果に優れた被膜を与えるものの、ピ
ンホールが発生し易く、またこのピンホールの発生を防
止するためにその被膜の膜厚を厚くすると焼成中に被膜
にクラックやブリスターが生じたり剥離が生ずる場合が
ある。このような現象は300℃以上の温度領域下におい
て特に顕著に見られるため、シリコーン系塗料を用いる
場合には、シリコン樹脂の架橋密度を減少させる必要が
あり、このため形成被膜の表面硬度が低下するという難
点が生じる。
However, although silicone-based paints provide films with excellent heat resistance even in a high-temperature atmosphere of 200 ° C or higher, pinholes are likely to occur, and when the film thickness is increased to prevent the occurrence of pinholes, Cracks, blisters, or peeling may occur in the coating during firing. Since such a phenomenon is particularly remarkable in a temperature range of 300 ° C. or higher, it is necessary to reduce the crosslink density of the silicone resin when using a silicone-based paint, and thus the surface hardness of the formed coating decreases. The difficulty arises.

また、ポリチタノカルボシラン系塗料は低温焼成(40
0℃以下)における表面硬度が充分でない上、原料製造
工程が複雑であり、その製造コストが高価となるという
欠点がある。
In addition, polytitanocarbosilane-based paints are fired at low temperatures (40
(0 ° C. or lower), the surface hardness is not sufficient, and the raw material production process is complicated, and the production cost is high.

また、ポリ(ジシル)シラザン系重合体を用いる方法
は、750℃以上の高温下で不活性雰囲気又は真空中で熱
分解を行うプロセスを採る必要があり、その施行性に多
く困難さを伴う。同様にポリシラザンから得られた窒化
珪素の被覆膜についての報告もなされているが、クラッ
クが生じており十分実用的価値を有するものが得られて
いない(W.S.Cobling et al,“Formation of Ceramic C
ompositions Utilizing Polymer Pyrolysis",p271〜28
5、Materials Science Research voll,Emergent Proces
s Methods For High−Technology Ceramics edited by
R.F.Dabis et.al,Plenun Press N.Y.)。
In addition, the method using a poly (disyl) silazane-based polymer requires a process of performing thermal decomposition in an inert atmosphere or vacuum at a high temperature of 750 ° C. or higher, which involves many difficulties in its workability. Similarly, there has been a report on a coating film of silicon nitride obtained from polysilazane, but cracks have occurred and a film having sufficient practical value has not been obtained (WSCobling et al, “Formation of Ceramic C
ompositions Utilizing Polymer Pyrolysis ", p271-28
5, Materials Science Research voll, Emergent Proces
s Methods For High-Technology Ceramics edited by
RFDabis et.al, Plenun Press NY).

〔目 的〕〔Purpose〕

本発明の第1の目的は、窒化珪素前駆体として好適な
新規な改質ポリシラザン及びこのものを工業的に製造す
る方法を提供することにあり、第2の目的は耐熱性、耐
摩耗性及び耐薬品性に優れると共に、表面硬度の高い被
覆を形成し得るコーティング剤を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a novel modified polysilazane suitable as a silicon nitride precursor and a method for industrially producing the same, and a second object is to provide heat resistance, abrasion resistance, and the like. An object of the present invention is to provide a coating agent having excellent chemical resistance and capable of forming a coating having a high surface hardness.

〔構 成〕〔Constitution〕

本発明によれば、第1発明として、下記一般式(A)
〜(D)で示される少なくとも一種の架橋結合を有し、
しかも珪素原子に結合する窒素と珪素との原子比(N/S
i)が少なくとも0.80である数平均分子量が200〜500,00
0の改質ポリシラザン重合体が提供される。
According to the present invention, as a first invention, the following general formula (A)
Having at least one type of cross-linking represented by (D)
Moreover, the atomic ratio of nitrogen and silicon (N / S
i) is at least 0.80 and the number average molecular weight is from 200 to 500,00
A modified polysilazane polymer of 0 is provided.

(式中、R1,R2はアルキル基、アルケニル基、シクロア
ルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、またはアル
キルシリル基を表し、またnは1または2である。) また、第2発明として、 (式中、R1,R2:水素原子、アルキル基、アルケニル基、
シクロアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、ア
ルキルシリル基)で表わされる骨格を有し、数平均分子
量が100〜50,000のポリシラザンとアミンとを塩基性条
件下で脱水素重縮合反応させることを特徴とする数平均
分子量が、200〜500,000の改質ポリシラザンの製造法が
提供される。
(In the formula, R 1 and R 2 each represent an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, or an alkylsilyl group, and n is 1 or 2.) , (Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group,
It has a skeleton represented by a cycloalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, or an alkylsilyl group), and is characterized in that a polysilazane having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and an amine are subjected to a dehydropolycondensation reaction under basic conditions. And a method for producing a modified polysilazane having a number average molecular weight of 200 to 500,000.

更に、第3の発明として、架橋結合NH(n=1
または2)を有し、珪素原子に結合する窒素と珪素との
原子比(N/Si)が少なくとも0.80である数平均分子量が
200〜500,000の改良ポリシラザンを必須成分としたコー
ティング剤が提供される。
Further, as a third invention, a cross-linked NH n (n = 1
Or 2) having a number average molecular weight in which the atomic ratio (N / Si) of nitrogen and silicon bonded to a silicon atom is at least 0.80.
A coating agent comprising 200 to 500,000 improved polysilazane as an essential component is provided.

また、第4発明として架橋結合NH(n=1また
は2)を有し、珪素原子に結合する窒素と珪素との原子
比(N/Si)が少なくとも0.80である数平均分子量が200
〜500,000の改良ポリシラザンを必須成分としたバイン
ダーが提供される。
Further, as a fourth invention, it has a cross-linking NH n (n = 1 or 2), and has a number average molecular weight of 200, in which the atomic ratio (N / Si) of nitrogen and silicon bonded to a silicon atom is at least 0.80.
Binders comprising up to 500,000 improved polysilazanes are provided.

本発明の改質ポリシラザンの出発原料として用いられ
る原料ポリシラザンは、次の一般式で表わされる骨格を
有するものである。
The raw polysilazane used as a starting raw material of the modified polysilazane of the present invention has a skeleton represented by the following general formula.

前記式中R1及びR2は、水素原子、アルキル基、アルケ
ニル基、シクロアルキル基、アルキルアミノ基、アリー
ル基又はアルキルシリル基を示す。この場合、アルキル
基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オク
チル、デシル等が挙げられ、アルケニル基としては、ビ
ニル、アリル、ブテニル、オクテニル、デセニル等が挙
げられ、アリール基としてはフェニル、トリル、キシリ
ル、ナフチル等が挙げられ、アルキルシリル基として
は、メチルシリル、エチルシルル、プロピルシリル、ブ
チルシリル、オクチルシリル、デシルシリル等が挙げら
れる。
In the above formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an alkylamino group, an aryl group or an alkylsilyl group. In this case, examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, butyl, octyl, and decyl; examples of the alkenyl group include vinyl, allyl, butenyl, octenyl, and decenyl; and examples of the aryl group include phenyl and tolyl. , Xylyl, naphthyl and the like, and examples of the alkylsilyl group include methylsilyl, ethylsilyl, propylsilyl, butylsilyl, octylsilyl, decylsilyl and the like.

本発明の原料ポリシラザンは、100〜50,000の数平均
分子量を有するもので、環状ポリシラザン、鎖状ポリシ
ラザンあるいはそれらの混合物から構成される。本発明
において好ましく用いられる原料ポリシラザンは、数平
均分子量300〜2000好ましくは600〜1400の鎖状ポリシラ
ザンである。
The raw polysilazane of the present invention has a number average molecular weight of 100 to 50,000 and is composed of cyclic polysilazane, chain polysilazane, or a mixture thereof. The starting polysilazane preferably used in the present invention is a linear polysilazane having a number average molecular weight of 300 to 2,000, preferably 600 to 1,400.

前記で示したポリシラザンは、下記に示す如き従来公
知の方法で合成することができる。
The polysilazane shown above can be synthesized by a conventionally known method as shown below.

本発明者特許出願(特開60−145903) ・SiH2Cl2+2Py→SiH2Cl2+2Py adduct ・SiH2Cl2・2Py adduct +3NH3→SiH2NH+2NH4Cl+2Py B.J.Aylett(USP3,318,823) ・SiH2Cl2+Me3NH→H2Si(NMe2+Me2NH・HCl ・H2Si(NMe2+Me2NH2→H2SiNMe+Me2NH2+H
2 本発明者特許出願(特開61−89230) ・MeSiHCl2+2Py→MeSiHCl2・2Py adduct ・MeSiHCl・2Py adduct +3NH3→MeSiHNH+2Py+2NH4Cl 本発明においては、前記出発原料であるポリシラザン
を塩基性条件下でアンモニア又はヒドラジンと脱水素重
縮合反応(以下、単に重縮合反応と言う)させる。この
場合、延期性条件とは、反応系に塩基性化合物、例え
ば、第3級アミン類や、立体障害性の基を有する2級ア
ミン類、フォスフィン等を共存させることを意味する。
このような塩基性条件は、反応溶媒中に塩基性化合物を
添加することによって形成し得る他、反応溶媒として塩
基性溶媒又は塩基性溶媒と非塩基性溶媒との混合物を用
いることによって形成することができる。塩基性化合物
の添加量は、反応溶媒100重量部に対し少なくとも5重
量部、好ましくは2重量部以上である。塩基性化合物の
添加量がこれより少なくなると、重縮合反応が円滑に促
進されない。
The present inventor patent application (JP 60-145903) · SiH 2 Cl 2 + 2Py → SiH 2 Cl 2 + 2Py adduct · SiH 2 Cl 2 · 2Py adduct + 3NH 3 → SiH 2 NH n + 2NH 4 Cl + 2Py BJAylett (USP3,318,823) ・ SiH 2 Cl 2 + Me 3 NH → H 2 Si (NMe 2 ) 2 + Me 2 NH ・ HCl ・ H 2 Si (NMe 2 ) 2 + Me 2 NH 2 → H 2 SiNMe n + Me 2 NH 2 + H
Two The present inventor patent application (JP 61-89230) · MeSiHCl 2 + 2Py → MeSiHCl 2 · 2Py adduct · MeSiHCl · 2Py adduct + 3NH 3 → MeSiHNH n + 2Py + 2NH 4 Cl in the present invention, the polysilazane basic conditions wherein the starting material A dehydrogenation polycondensation reaction (hereinafter simply referred to as a polycondensation reaction) with ammonia or hydrazine is performed below. In this case, the postponement condition means that a basic compound, for example, a tertiary amine, a secondary amine having a sterically hindered group, phosphine, or the like coexists in the reaction system.
Such basic conditions can be formed by adding a basic compound to the reaction solvent, or by using a basic solvent or a mixture of a basic solvent and a non-basic solvent as the reaction solvent. Can be. The amount of the basic compound added is at least 5 parts by weight, preferably 2 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the reaction solvent. If the amount of the basic compound is less than this, the polycondensation reaction is not smoothly promoted.

前記塩基性溶媒としては、出発原料であるポリシラザ
ンを分解しないものであれば任意のものが使用できる。
このようなものとしては、例えば、トリメチルアミン、
ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン及びトリ
エチルアミン等のトリアルキルアミン、ピリジン、ピコ
リン、ジメチルアニリン、ピラジン、ピリミジン、ピリ
ダジン及びこれらの誘導体等の第3級アミン類の他、ピ
ロール、3−ピロリン、ピラゾール、2−ピラゾリン、
及びそれらの混合物等を挙げることができる。また、非
塩基性溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素、脂環式
炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化
メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハ
ロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等
のエーテル類が使用できる。好ましい溶媒は、塩化メチ
レン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化
エチレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラ
クロロエタン等のハロゲン化塩化水素、エチルエーテ
ル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブ
チルエーテル、1,2−ジオキシエタン、ジオキサン、ジ
メチルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロ
ピラン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、イソヘキ
サン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オク
タン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペ
ンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水
素等である。
Any basic solvent can be used as long as it does not decompose the starting material polysilazane.
Such include, for example, trimethylamine,
In addition to tertiary amines such as trialkylamines such as dimethylethylamine, diethylmethylamine and triethylamine, pyridine, picoline, dimethylaniline, pyrazine, pyrimidine, pyridazine and derivatives thereof, pyrrole, 3-pyrroline, pyrazole, 2- Pyrazoline,
And mixtures thereof. Examples of the non-basic solvent include, for example, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane, and halogenated benzene; Ethers such as aromatic ethers and alicyclic ethers can be used. Preferred solvents are methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, hydrogen chloride such as ethylidene chloride, trichloroethane, tetrachloroethane, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, dioxane. , Ethers such as dimethyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, etc. And the like.

本発明の重縮合反応は、前記した如き溶媒中で好まし
くは実施されるが、この場合、原料ポリシラザンの溶媒
中濃度は0.1〜50重量%、好ましくは1〜12重量%であ
る。ポリシラザンの濃度がこれより低いと分子間重縮合
反応が十分進行せず、またそれより高いと分子間重縮合
反応が進みすぎてゲルを生成するようになる。反応温度
は、−78〜300℃、好ましくは−40〜180℃であり、それ
より低い温度で充は重縮合反応が十分進行せず、それよ
り高い温度では重縮合反応が進みすぎてゲルを生成す
る。また、重縮合反応剤として用いるアンモニア又はヒ
ドラジンの使用量は、ポリシラザン1モル(平均モル)
に対するモル比で0.01〜5.0、好ましくは0.5〜3.0の範
囲であり、それより低いと重縮合反応が十分進行せず、
それより高いと重縮合反応が進みすぎてゲルを生成す
る。反応雰囲気としては、大気の使用が可能であるが、
好ましくは、アンモニア、ヒドラジン又はその他のアミ
ン等からなる塩基性雰囲気や、乾燥窒素、乾燥アルゴン
等の不活性ガス雰囲気あるいはそれらの混合雰囲気が使
用される。本発明における重縮合反応においては、原料
のアンモニア又はヒドラジンや、副生物の水素によって
反応の際圧力がかかるが、必ずしも加圧は必要でなく、
常圧を採用することができる。なお、反応時間は、出発
原料のポリシラザンの種類、濃度および塩基性溶媒の種
類、濃度、添加するアンモニアまたはヒドラジンの添加
量あるいは重縮合反応など諸条件により異なるが一般的
に0.5〜20時間の範囲とすれば充分である。
The polycondensation reaction of the present invention is preferably carried out in a solvent as described above. In this case, the concentration of the starting polysilazane in the solvent is 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 12% by weight. If the concentration of polysilazane is lower than this, the intermolecular polycondensation reaction does not sufficiently proceed, and if it is higher than this, the intermolecular polycondensation reaction proceeds too much to form a gel. The reaction temperature is −78 to 300 ° C., preferably −40 to 180 ° C. At a lower temperature, the polycondensation reaction does not sufficiently proceed, and at a higher temperature, the polycondensation reaction proceeds too much to form a gel. Generate. The amount of ammonia or hydrazine used as the polycondensation reagent is 1 mol of polysilazane (average mol).
Is in the range of 0.01 to 5.0, preferably 0.5 to 3.0, and if it is lower than that, the polycondensation reaction does not proceed sufficiently,
If it is higher than this, the polycondensation reaction proceeds too much to form a gel. As the reaction atmosphere, air can be used,
Preferably, a basic atmosphere composed of ammonia, hydrazine or other amines, an inert gas atmosphere such as dry nitrogen or dry argon, or a mixed atmosphere thereof is used. In the polycondensation reaction in the present invention, ammonia or hydrazine as a raw material, pressure is applied during the reaction by hydrogen by-product, but pressurization is not necessarily required,
Normal pressure can be adopted. The reaction time varies depending on various conditions such as the kind and concentration of the starting material polysilazane, the kind and concentration of the basic solvent, the amount of ammonia or hydrazine added, or the polycondensation reaction, but is generally in the range of 0.5 to 20 hours. Is enough.

重縮合反応の最適条件は出発原料のポリシラザンの平
均分子量、分子量分布及び改質ポリシラザンの分子構造
によって、また、アンモニア及びヒドラジンのいずれを
選ぶかによって異なる。条件設定の一般的な考慮は、出
発原料のポリシラザンの平均分子量が低い程よりきびし
い条件(温度、反応時間)が必要とされるということで
ある。
The optimum conditions for the polycondensation reaction vary depending on the average molecular weight and molecular weight distribution of the starting polysilazane, the molecular structure of the modified polysilazane, and the choice of ammonia or hydrazine. A general consideration in setting conditions is that the lower the average molecular weight of the starting polysilazane, the more stringent conditions (temperature, reaction time) are required.

本発明において、塩基性溶媒を用いて重縮合反応を行
う場合、得られる改質ポリシラザンを含む塩基性溶媒溶
液は、その溶液組成を調整して、塩基性溶媒含量を、全
溶媒中30重量%以下、好ましくは5重量%以下にするの
が好ましい。塩基性溶媒は、改質ポリシラザンの分子間
重縮合反応触媒として作用するため、その全溶媒に対す
る割合が余りにも多くなると、室温で長時間保存してい
る間にゲルを生成する。この溶液組成の調整は、例え
ば、前記重縮合反応工程で得られた塩基性化合物を含む
改質ポリシラザン溶液を蒸発処理して、それに含まれる
塩基性化合物を蒸発除去した後、非塩基性(非反応性)
溶媒を添加することによって行うことができる。溶液中
の塩基性化合物の含量が高い場合や、反応溶媒として塩
基性のものを用いる場合は、前記した塩基性化合物の蒸
発除去と非塩基性溶媒添加とからなる溶液組成調整工程
を繰返し行うことによって安定性の良い溶液組成とする
ことがでぎる。本発明において改質ポリシラザンの安定
溶液を形成するための非塩基性溶媒としては、前記で示
した如き脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化
水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エ
ーテル等を用いることができる。
In the present invention, when a polycondensation reaction is performed using a basic solvent, the basic solvent solution containing the modified polysilazane obtained is adjusted in its solution composition so that the content of the basic solvent is 30% by weight in the total solvent. Or less, preferably 5% by weight or less. Since the basic solvent acts as a catalyst for an intermolecular polycondensation reaction of the modified polysilazane, if the ratio of the basic solvent to the total solvent becomes too large, a gel is generated during long-term storage at room temperature. The adjustment of the solution composition can be performed, for example, by evaporating the modified polysilazane solution containing the basic compound obtained in the polycondensation reaction step, evaporating and removing the basic compound contained therein, and then removing the non-basic (non-basic) Reactivity)
This can be done by adding a solvent. When the content of the basic compound in the solution is high or when a basic solvent is used as the reaction solvent, the solution composition adjustment step including the evaporation and removal of the basic compound and the addition of the non-basic solvent is repeatedly performed. As a result, a stable solution composition can be obtained. In the present invention, the non-basic solvent for forming a stable solution of the modified polysilazane includes aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and aliphatic ethers as described above. And an alicyclic ether.

本発明におけるポリシラザンとアンモニア又はヒドラ
ジンとの重縮合反応は、次の如き素反応を含んでいるも
のと考えられる。
The polycondensation reaction between polysilazane and ammonia or hydrazine in the present invention is considered to include the following elementary reaction.

(1)前記一般式(I)において、R1,R2が共に有機基
である場合 (2)前記一般式(I)においてR1,R2の一方が水素原
子で他方が有機基である場合、 (i)R1が水素の場合 (ii)R2が水素の場合 (3)前記一般式(I)においてR1,R2が共に水素原子
の場合、 本発明の改質ポリシラザンは、前記のように原料ポリ
シラザンとアンモニア又はヒドラジンとを重縮合反応さ
せることによって生成された重合体であり、ポリシラザ
ン分子中に前記一般式(A)〜(D)で示される少なく
とも一種の新しい架橋結合が導入され、高分子量化され
たものである。本発明の改質ポリサラザンは、原料ポリ
シラザンに対して、分子構造的には次の点を特徴とす
る。
(1) In the above general formula (I), when both R 1 and R 2 are organic groups (2) In the general formula (I), when one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom and the other is an organic group, (i) When R 1 is hydrogen (Ii) When R 2 is hydrogen (3) When R 1 and R 2 are both hydrogen atoms in the general formula (I), The modified polysilazane of the present invention is a polymer produced by a polycondensation reaction between the raw material polysilazane and ammonia or hydrazine as described above, and is represented by the general formulas (A) to (D) in a polysilazane molecule. At least one type of new cross-linking has been introduced to increase the molecular weight. The modified polysalazane of the present invention is characterized by the following molecular structure with respect to the raw material polysilazane.

(1)珪素原子に結合する窒素原子の割合が増加する。
本発明の改質ポリシラザンは、前記のように一般式
(A)〜(D)で示される少なくとも一種の架橋結合を
新しく含むものであり、この架橋結合に基づく窒素原子
の割合が増加する。原料ポリシラザンの場合、珪素原子
に結合する窒素原子と珪素原子との比(N/Si)は、例え
ば、ペルヒドロポリシラザンでは0.60〜0.75、メチルヒ
ドロシラザンでは0.90〜0.97、N−メチルシラザンでは
0.67〜1.50、N−(トリエチルシリル)アリルシラザン
では0.55〜0.70およびN−(ジメチルアミノ)シクロヘ
キシルシラザンでは1.1〜2.0、フェニルポリシラザンで
は0.85〜0.96の範囲であるが、本発明による改質ポリシ
ラザンの場合、そのN/Si比は、それぞれ、0.80以上、0.
98以上、1.6以上、0.87以上、2.2以上および0.98以上と
なり、高められたものとなる。この珪素原子に結合する
窒素原子と珪素原子との比(N/Si)の上限は、改質ポリ
シラザンのゲル化が起こらない範囲、換言すれば、溶媒
可溶性を示す範囲内に規定されるが、通常は2.5以下、
好ましくは2.0以下である。
(1) The ratio of nitrogen atoms bonded to silicon atoms increases.
As described above, the modified polysilazane of the present invention newly contains at least one kind of cross-linking represented by the general formulas (A) to (D), and the ratio of nitrogen atoms based on this cross-linking increases. In the case of the raw material polysilazane, the ratio (N / Si) of the nitrogen atom bonded to the silicon atom to the silicon atom is, for example, 0.60 to 0.75 for perhydropolysilazane, 0.90 to 0.97 for methylhydrosilazane, and 0.90 to 0.97 for N-methylsilazane.
0.67 to 1.50, 0.55 to 0.70 for N- (triethylsilyl) allylsilazane and 1.1 to 2.0 for N- (dimethylamino) cyclohexylsilazane, and 0.85 to 0.96 for phenylpolysilazane. , The N / Si ratio is 0.80 or more and 0.
98 or more, 1.6 or more, 0.87 or more, 2.2 or more, and 0.98 or more, which are enhanced. The upper limit of the ratio of the nitrogen atom to the silicon atom to the silicon atom (N / Si) is defined within a range in which the modified polysilazane does not gel, in other words, within a range showing solvent solubility. Usually less than 2.5,
Preferably it is 2.0 or less.

(2)数平均分子量範囲は、200〜500,000である。本発
明の改質ポリシラザンは、前記のように数平均分子量10
0〜50,000のポリシラザンを原料として用い、これをN
H結合によって架橋高分子化することによって形成
されることから、その分子量は、当然のことながら、原
料ポリシラザンの分子量よりも増加されたものとなる。
一般的には、本発明の目的とする改質ポリシラザンは、
数平均分子量200〜500,000、好ましくは1500〜10000を
有する。
(2) The number average molecular weight range is from 200 to 500,000. The modified polysilazane of the present invention has a number average molecular weight of 10 as described above.
Using 0 to 50,000 polysilazane as a raw material,
From being formed by crosslinking the polymer by H n bonds, the molecular weight will, of course, to have been increased than the molecular weight of the raw material polysilazane.
Generally, the modified polysilazane for the purpose of the present invention is
It has a number average molecular weight of 200-500,000, preferably 1500-10000.

本発明の改質ポリシラザンは、分子構造的には前記の
如き特徴を有し、原料ポリシラザンと区別されるもので
あるが、その他、多くの枝分れ構造を有する点もその特
徴の1つである。この枝分れ構造のために、本発明の改
質ポリシラザンは、原料ポリシラザンに比して高分子量
化されたものでありながら、むしろ溶媒可溶性において
改善された結果を与える。Seyferth等が提案した無機シ
ラザンは、Si−H/N−Hのプロトン比が約3.3のオイル状
液体であり、約200℃で加熱するか、室温で3〜5日放
置することにより固化するものである。これに対し、本
発明の改質ポリシラザンは、200〜500000分子量を持
ち、架橋基としてNH(n=1または2)を新しく
含み、窒素原子と珪素原子との比(N/Si)は0.8以上で
あり、また1分子中のSiH3基の数は、通常、原料ポリシ
ラザンの2倍以上に増加し、溶媒再可溶性を有する。本
発明の改質ポリシラザンが原料ポリシラザンに比してよ
り多くの枝分れ構造を有する理由は、本発明における重
縮合反応では、重縮合反応以外に、例えば、次のような
反応が起ることによるものと考えられる。
The modified polysilazane of the present invention has the above-mentioned characteristics in molecular structure and is distinguished from the raw material polysilazane. In addition, the modified polysilazane has many branched structures. is there. Because of this branched structure, the modified polysilazane of the present invention has a higher molecular weight than the raw polysilazane, but gives improved results in solvent solubility. The inorganic silazane proposed by Seyferth et al. Is an oily liquid having a proton ratio of Si-H / N-H of about 3.3, which solidifies when heated at about 200 ° C or left at room temperature for 3 to 5 days. It is. In contrast, the modified polysilazane of the present invention has a molecular weight of 200 to 500,000, newly contains NH n (n = 1 or 2) as a crosslinking group, and has a ratio of nitrogen atoms to silicon atoms (N / Si) of 0.8. As described above, the number of SiH 3 groups in one molecule is usually twice or more as large as that of the raw material polysilazane and has solvent resolubility. The reason that the modified polysilazane of the present invention has more branched structures than the raw material polysilazane is that, in the polycondensation reaction of the present invention, in addition to the polycondensation reaction, for example, the following reaction occurs. It is thought to be due to.

本発明の改質ポリシラザンの枝分れ構造は、例えば、
1HNMRスペクトル測定により得られる(SiN2)/(Si
H3)〔(SiH2):δ4.8におけるSi−H共鳴の面積×1/
2、(SiH3):δ4.4におけるSi−H共鳴の面積×1/3〕
比によって評価することができる。原料ポリシラザンの
場合、(SiH2)/(SiH3)比は、本法(参考例1)では
5.0〜8.2、Seyferth(参考例2)では8.5〜13.0及びSto
ck法(参考例5)では14.0〜19.0の範囲であり、1分子
中のSiH3の個数はそれぞれ3〜10、0〜1および0〜1
個であるが、これ等に本発明の改質を施した場合、(Si
H2/SiH3)比はそれぞれ、2,5〜4.8、4.5〜7.0及び5.5〜
10.0と低められた値となり、更には分1分子中のSiH3
個数は倍加される。
The branched structure of the modified polysilazane of the present invention is, for example,
(SiN 2 ) / (Si obtained by 1 HNMR spectrum measurement
H 3 ) [(SiH 2 ): Si-H resonance area at δ 4.8 × 1 /
2, (SiH 3 ): Si-H resonance area at δ 4.4 × 1/3]
It can be evaluated by the ratio. In the case of the raw material polysilazane, the (SiH 2 ) / (SiH 3 ) ratio is determined by this method (Reference Example 1).
5.0-8.2, Seyferth (Reference Example 2) 8.5-13.0 and Stoferth
In the ck method (Reference Example 5), it is in the range of 14.0 to 19.0, and the number of SiH 3 in one molecule is 3 to 10 , 0 to 1 and 0 to 1, respectively.
However, when these are subjected to the modification of the present invention, (Si
H 2 / SiH 3) ratio respectively, 2,5~4.8,4.5~7.0 and 5.5
The value is reduced to 10.0, and the number of SiH 3 in one molecule is doubled.

本発明の改質ポリシラザンは、前記の如き分子構造的
特徴を有するとともに、物性的には、架橋結合NH
(n=1または2)を有しながら、多くの場合有機溶媒
に可溶であり、特に改質ポリシラザン溶液から溶媒を除
去した固体重合体は、溶媒に対して再可溶性を有すると
いう大きな特徴を示す。従来のポリシラザンの場合、安
定性が悪く、その溶液から溶媒を除去すると樹脂状固体
を生成し、このものは溶媒に不溶であったが、本発明の
改質ポリシラザンはこのような傾向を示さない。従っ
て、従来のポリシラザンの場合、固体重合体としての取
扱いが不可能ないし著しく困難であったのに対し、本発
明の改質ポリシラザンは固体重合体として容易に取扱う
ことができる。
The modified polysilazane of the present invention has the molecular structural characteristics as described above, and is physically characterized by a cross-linked NH n
While having (n = 1 or 2), it is often soluble in an organic solvent, and in particular, a solid polymer obtained by removing a solvent from a modified polysilazane solution has a great feature of having resolubility in a solvent. Show. In the case of the conventional polysilazane, the stability is poor, and when the solvent is removed from the solution, a resinous solid is formed, which is insoluble in the solvent, but the modified polysilazane of the present invention does not show such a tendency. . Therefore, in the case of the conventional polysilazane, handling as a solid polymer was impossible or extremely difficult, whereas the modified polysilazane of the present invention can be easily handled as a solid polymer.

本発明において、前記改質ポリシラザンを用いてコー
ティング剤を形成するには、通常改質ポリシラザンを溶
剤に溶解させればよい。溶剤としては、脂肪族炭化水
素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、
ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベン
ゼン等のハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式
エーテル等のエーテル類が使用できる。好ましい溶媒
は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモ
ホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、トリクロロエ
タン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エ
チルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエ
ーテル、ブチルエーテル、1,2−ジオキシエタン、シオ
キタサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、
テトラヒドロピラン等のエーテル類、ペンタンヘキサ
ン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘ
プタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メ
チルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘ
キサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン等の炭化水素等である。
In the present invention, in order to form a coating agent using the modified polysilazane, the modified polysilazane may be usually dissolved in a solvent. As the solvent, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon hydrocarbon solvents,
Halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane and halogenated benzene, and ethers such as aliphatic ethers and alicyclic ethers can be used. Preferred solvents are methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, halogenated hydrocarbons such as ethylidene chloride, trichloroethane, and tetrachloroethane, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, and cyokitasan. , Dimethyldioxane, tetrahydrofuran,
Ethers such as tetrahydropyran; and hydrocarbons such as pentanehexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene.

これらの溶剤を使用する場合、前記改質ポリシラザン
の溶解度や溶剤の蒸発速度を調節するために、2種類以
上の溶剤を混合してもよい。
When these solvents are used, two or more solvents may be mixed to adjust the solubility of the modified polysilazane and the evaporation rate of the solvent.

溶剤の使用量(割合)は採用するコーティング方法に
より作業性がよくなるように選択され、また改質ポリシ
ラザンの平均分子量、分子量分布、その構造によって異
なるが、コーティング剤中溶剤は90重量%程度まで混合
することができ、好ましくは10〜50重量%の範囲で勘合
することができる。
The amount (proportion) of the solvent used is selected so as to improve workability by the coating method used. The amount of the solvent varies depending on the average molecular weight, molecular weight distribution and structure of the modified polysilazane. And preferably in the range of 10 to 50% by weight.

また、必要に応じて適当な充填剤を加えてもよい。充
填剤の例としてはシリカ、アルミナ、ジルコニア、マイ
カを始めとする酸化物系無機物あるいは炭化珪素、窒化
珪素等の非酸化物系無機物の微粉等が挙げれられる。ま
た用途によってはアルミニウム、亜鉛、銅等の金属粉末
の添加も可能である。さらに充填剤の例を詳しく述べれ
ば、ケイ砂、石英、ノバキュライト、ケイ藻土などのシ
リカ系:合成無定形シリカ:カオリナイト、雲母、滑
石、ウオラストナイト、アスベスト、ケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩:ガラス粉末、ガ
ラス球、中空ガラス球、ガラスフレーク、泡ガラス球等
のガラス体:窒化ホウ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウ
ム、炭化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ホウ
化チタン、窒化チタン、炭化チタン等の非酸化物系無機
物:炭酸カルシウム:酸化亜鉛、アルミナ、マグネシ
ア、酸化チタン、酸化ベリリウム等の金属酸化物:硫酸
バリウム、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、弗
化炭素その他無機物:アルミニウム、ブロンズ、鉛、ス
テンレススチール、亜鉛等の金属粉末:カーボンブラッ
ク、コークス、黒鉛、熱分解炭素、中空カーボン球等の
カーボン体等があげられる。
Further, an appropriate filler may be added as needed. Examples of the filler include fine powders of oxide-based inorganic substances such as silica, alumina, zirconia, and mica, and non-oxide-based inorganic substances such as silicon carbide and silicon nitride. Depending on the application, metal powder such as aluminum, zinc, and copper can be added. Further examples of fillers include silica silica, quartz, novacurite, diatomaceous earth, and other silica-based materials: synthetic amorphous silica: kaolinite, mica, talc, wollastonite, asbestos, calcium silicate, aluminum silicate Glass bodies such as glass powder, glass spheres, hollow glass spheres, glass flakes, foam glass spheres: boron nitride, boron carbide, aluminum nitride, aluminum carbide, silicon nitride, silicon carbide, titanium boride, nitride Non-oxide inorganic substances such as titanium and titanium carbide: calcium carbonate: metal oxides such as zinc oxide, alumina, magnesia, titanium oxide, beryllium oxide: barium sulfate, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, carbon fluoride and other inorganic substances: Metal powders such as aluminum, bronze, lead, stainless steel, zinc, etc .: carb Black, coke, graphite, pyrolytic carbon, carbon and the like of the hollow carbon spheres and the like.

これら充填剤は、針状(ウィスカーを含む。)、粒
状、鱗片状等種々の形状のものを単独又は2種以上混合
して用いることができる。又、これら充填剤の粒子の大
きさは1回に塗布可能な膜厚よりも小さいことが望まし
い。また充填剤の添加量はポリシラザン1重量部に対
し、、0.05重量部〜10重量部の範囲であり、特に好まし
い添加量は0.2重量部〜3重量部の範囲である。又、充
填剤の表面をカップリング剤処理、蒸着、メッキ等で表
面処理して使用してもよい。
These fillers may be of various shapes such as needles (including whiskers), granules, and scales, or may be used alone or in combination of two or more. Further, it is desirable that the particle size of these fillers is smaller than the film thickness that can be applied at one time. The addition amount of the filler is in the range of 0.05 part by weight to 10 parts by weight based on 1 part by weight of polysilazane, and the particularly preferable addition amount is in the range of 0.2 part by weight to 3 parts by weight. Further, the surface of the filler may be surface-treated by coupling agent treatment, vapor deposition, plating or the like before use.

更に、コーティング剤には、必要に応じて各種顔料、
レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、PH
調整剤、分散剤、表面改質剤、可塑剤、乾燥促進剤、流
れ止め剤を加えてもよい。
Further, the coating agent, if necessary, various pigments,
Leveling agent, defoamer, antistatic agent, ultraviolet absorber, PH
Adjusters, dispersants, surface modifiers, plasticizers, drying accelerators, flow inhibitors may be added.

このように調製されたコーティング剤は均一に溶剤、
分解させて金属、セラミックス、プラスチック等の基盤
にコーティングされる。コーティングとしての塗布手段
としては、通常の塗布方法、つまり浸漬、ロール塗り、
バー塗り、刷毛塗り、スプレー塗り、フロー塗り等が用
いられる、又、塗布前に基盤をヤスリがけ、脱脂、各種
ブラスト等で表面処理しておくとコーティング組成物の
付着性能は向上する。このような方法でコーティング
し、充分乾燥させた後、加熱・焼成する。この焼成によ
って改質ポリシラザンは架橋、縮合して硬化し、強靭な
被覆を形成する。
The coating agent prepared in this way is uniformly solvent,
Decomposed and coated on a base of metal, ceramics, plastic, etc. As a coating means as a coating, a normal coating method, that is, dipping, roll coating,
Bar coating, brush coating, spray coating, flow coating and the like are used. If the substrate is sanded, degreased, and variously blasted before coating, the adhesion performance of the coating composition is improved. After coating by such a method and sufficiently drying, heating and baking are performed. By this calcination, the modified polysilazane is crosslinked, condensed and cured to form a tough coating.

上記焼成条件は改質ポリシラザンの分子量や構造によ
って異なるが0.5〜10℃/分の緩やかな昇温速度で100℃
〜1000℃の範囲の温度で焼成する。好ましい焼成温度は
200℃〜500℃の範囲である。焼成雰囲気は空気中あるい
は不活性ガスのいずれであってもよいが、非酸化性雰囲
気であればSi−N結合を、酸化又は加水解性雰囲気であ
ればSi−O結合の被膜を形成するので、基盤に応じて雰
囲気を適当に選択することができる。
The above sintering conditions differ depending on the molecular weight and structure of the modified polysilazane, but at a moderate heating rate of 0.5 to 10 ° C / min.
Bake at a temperature in the range of ~ 1000 ° C. The preferred firing temperature is
The range is from 200 ° C to 500 ° C. The firing atmosphere may be either air or an inert gas.Since a non-oxidizing atmosphere forms a Si-N bond, and an oxidizing or hydrolyzing atmosphere forms a Si-O bond film. The atmosphere can be appropriately selected according to the base.

したがって、本発明のコーティング剤は、鉄、アルミ
ニウム、銅、ステンレス鋼、黄銅等の金属類やセラミッ
クスの表面保護剤として更には電子部品用の多属配線の
絶縁膜としても好適なものである。
Therefore, the coating agent of the present invention is suitable as a surface protective agent for metals such as iron, aluminum, copper, stainless steel, brass and the like and ceramics, and also as an insulating film for multi-part wiring for electronic components.

前記改質ポリシラザンを用いてバインダーとして使用
するには通常以下に述べる手法が採用される。
In order to use the modified polysilazane as a binder, the following method is usually employed.

したがって、このような溶剤中に、各種セラミックス
粉末と改質ポリシラザンとを添加し、混合することによ
って、容易にセラミックス粉末中に、バインダーとして
均一に分散させることが可能である。ここで、改質ポリ
シラザンは、解こう剤(分散剤)としても作用するた
め、本スラリーは造粒用あるいはスラリー成形用に連し
た均質なスラリーとなる。故に、成形法としては、金型
プレス法、ラバープレス法などのプレス成形法、押出し
法、シート法、持込み法などのスラリー成形法を適用す
ることができる。
Therefore, by adding various ceramic powders and modified polysilazane to such a solvent and mixing them, it is possible to easily and uniformly disperse them as a binder in the ceramic powders. Here, since the modified polysilazane also acts as a deflocculant (dispersant), the present slurry is a homogeneous slurry connected for granulation or slurry molding. Therefore, as a molding method, a press molding method such as a mold press method and a rubber press method, and a slurry molding method such as an extrusion method, a sheet method, and a carry-in method can be applied.

以上のようにして得られた成形体を焼結すると、改質
ポリシラザンは、熱分解し、水素が揮散し、活性度の高
いSiとNがセラミックス粒子と反応し、焼結用バインダ
ーとして作用し、粒子間を強固に結合する。ここで、こ
の結合力は、熱分解収率の高いプレセラミックポリマー
を用いる程、さらに、結合に関与しない過剰の炭素を残
存させないプレセラミックポリマーを用いる程強固であ
るため、本質的に有機基を有することなく、熱分解後、
高純度なSi3N4組成となる改質ポリシラザンは、焼結用
バインダーとして適したプレセラミックポリマーと言え
る。また、このSi3N4の形態は、通常、非晶質あるいは1
000Å以下という極めて小さな結晶粒子という形でセラ
ミックス粒子間を充てんするため、粒成量抑制剤として
の役割も果す。
When the molded body obtained as described above is sintered, the modified polysilazane is thermally decomposed, hydrogen is volatilized, and highly active Si and N react with the ceramic particles to act as a sintering binder. Strongly bond between the particles. Here, since the bonding strength is so strong that the preceramic polymer having a high thermal decomposition yield is used and further the preceramic polymer which does not leave an excess of carbon which does not participate in the bonding is used, the organic group essentially has an organic group. Without having, after pyrolysis
The modified polysilazane having a high-purity Si 3 N 4 composition can be said to be a preceramic polymer suitable as a binder for sintering. The form of Si 3 N 4 is usually amorphous or 1
Since it fills the space between ceramic particles in the form of extremely small crystal particles of 000 mm or less, it also plays a role as a granulation amount inhibitor.

以上の反応は、約400℃より始まり、約1500℃で完了
する。故に、Si3N4、SiCなどの非酸化物に代表される無
機焼結セラミックスにおいては、従来、1700℃以上とい
う高温焼結が行われてきたが、本発明によれば1300〜15
00℃程度で、比較的低密度であるにもかかわらず、機械
的特性に優れたセラミックス成形焼結体が得られる。
The above reaction starts at about 400 ° C. and is completed at about 1500 ° C. Therefore, in the case of inorganic sintered ceramics represented by non-oxides such as Si 3 N 4 and SiC, conventionally, high-temperature sintering of 1700 ° C. or more has been performed.
At about 00 ° C., a ceramic molded sintered body having excellent mechanical properties despite relatively low density can be obtained.

また、改質ポリシラザンの添加量は、目的とする焼結
体の特性、例えば、強度、密度、加工性などに応じ、制
限なく増減することが可能である。これは、従来のプレ
セラミックポリマーと異なり、重合度をコントロールす
ることにより、融解の度合いを低減し、多量添加時にお
いても成形体の軟化を防止することができるためであ
る。
Further, the amount of the modified polysilazane to be added can be increased or decreased without limitation according to the characteristics of the target sintered body, for example, strength, density, workability, and the like. This is because, unlike the conventional preceramic polymer, by controlling the degree of polymerization, the degree of melting can be reduced, and the softening of the molded body can be prevented even when a large amount is added.

このようなバインダーを用いてセラミックスを成形す
るには、前記の如く、溶剤中にセラミックス粉末と改質
ポリシラザンを添加し混合してスラリーを作成してスラ
リーを成形するか、あるいはこのスラリーから溶剤を蒸
発させて造粒粉を作成してプレス成形すればよい。
In order to mold ceramics using such a binder, as described above, ceramic powder and modified polysilazane are added to a solvent and mixed to form a slurry to form a slurry, or a solvent is formed from this slurry. What is necessary is just to evaporate and produce granulated powder, and press-mold.

一例として、プレス法を適用するためには、スプレー
ドライヤーにより、スラリー中の溶剤を蒸発させ、造粒
粉とすればよい。このとき、改質ポリシラザンは、造粒
のための成形用バインダーとして働くと同時に、焼結体
バインダー(焼結助剤)として、セラミックス粉体中に
均一に混合されたことになる。このようにして得られた
造粒粉をプレス成形することにより、所定の形状の成形
体を得ることができる。また、スラリー成形法によれ
ば、造粒粉を経ずに直接成形用かつ焼結用バインダーが
均一に混合された成形体を得ることができる。
As an example, in order to apply the pressing method, the solvent in the slurry may be evaporated by a spray dryer to form granulated powder. At this time, the modified polysilazane works as a molding binder for granulation and, at the same time, is uniformly mixed in the ceramic powder as a sintered body binder (sintering aid). By pressing the granulated powder thus obtained, a compact having a predetermined shape can be obtained. Further, according to the slurry molding method, it is possible to obtain a molded body in which a binder for molding directly and uniformly for sintering is uniformly mixed without passing through granulated powder.

なお、本発明では、改質ポリシラザンを溶剤に溶解し
た溶液にセラミックス成形体(焼結体)を浸漬して、成
形体(焼結体)中に改質ポリシラザンを含浸したセラミ
ックス成形体を焼成することによって、セラミックス成
形体(焼結体)を緻密化することも可能である。
In the present invention, the ceramic molded body (sintered body) is immersed in a solution in which the modified polysilazane is dissolved in a solvent, and the ceramic molded body in which the modified polysilazane is impregnated with the modified polysilazane is fired. This makes it possible to densify the ceramic molded body (sintered body).

溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳
香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メタン、ハロ
ゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロゲン化炭化
水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類
などが使用できる。好ましい溶媒は、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エチレ
ン、塩化エチデリン、トリクロロエタン、テトラクロロ
エタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、イソ
プロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエー
テル、1,2−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメチルジ
オキサン、テオラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等
のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、メ
チルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イ
ソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、
シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素等であ
る。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane, and halogenated benzene, aliphatic ethers, alicyclic ethers. And the like. Preferred solvents are methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, halogenated hydrocarbons such as etideline chloride, trichloroethane, tetrachloroethane, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, dioxane , Dimethyldioxane, theolahydrofuran, ethers such as tetrahydropyran, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane,
Hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene.

得られたセラミックス成形体を焼成して改質ポリシラ
ザンをセラミックス化し、セラミックス成形焼結体を得
ることができる。焼成条件は真空中、不活性ガス、還元
性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1
種からなる雰囲気中で600〜2300℃の温度範囲内で加熱
焼結する。
The obtained ceramic molded body is fired to convert the modified polysilazane into ceramics, whereby a ceramic molded sintered body can be obtained. The firing condition is at least one selected from the group consisting of an inert gas, a reducing gas, and a hydrocarbon gas in a vacuum.
Heat sintering in an atmosphere consisting of seeds within a temperature range of 600 to 2300 ° C.

こうして得られる焼結体は、用いたセラミックス粒子
あるいはウイスカーの間をポリシラザンが加熱分解して
生成した非晶質または1000Å以下の極めて微細な粒子に
よってうめられた組織となる。
The sintered body thus obtained has an amorphous structure or a structure formed by extremely fine particles of 1000 ° or less, which are generated by the thermal decomposition of polysilazane between the used ceramic particles or whiskers.

こうして、本発明によれば、プレセラミックポリマー
としてポリシラザンを選択し、かつ側鎖に有機基を有し
ないポリシラザンを選択することによって、低温焼成で
機械的性質及び化学的性質に優れたセラミックス成形焼
結体が得られる。
Thus, according to the present invention, by selecting polysilazane as a preceramic polymer and selecting polysilazane having no organic group in the side chain, ceramic forming and sintering excellent in mechanical properties and chemical properties at low temperature firing. The body is obtained.

〔効果〕〔effect〕

本発明の改質ポリシラザンは、前記の如き分子構造的
及び物性特徴を有するもので、コーティング剤及びバイ
ンダーとして好ましく使用されるが、更に他の種々の分
野に利用することができる。以下に、本発明の改質ポリ
シラザンの用途的及び製法的特徴を示す。
The modified polysilazane of the present invention has the above-mentioned molecular structural and physical properties and is preferably used as a coating agent and a binder, but can be used in various other fields. The application and production characteristics of the modified polysilazane of the present invention are described below.

改質ポリシラザンは、有機溶媒に可溶であり、焼成
して窒化ケイ素あるいは窒化ケイ素含有セラミックスに
変換できるため、高性能のセラミックス成形体すなわ
ち、高温機械強度が高く、耐熱性、耐食性、耐酸化性、
耐熱衝撃性に優れたれ連続繊維、フィルム、被覆膜を容
易に得ることができる。また、セラミックス収率が高い
ので、焼結用結合剤、含浸剤等としての利用も可能であ
る。
Modified polysilazane is soluble in organic solvents and can be converted to silicon nitride or silicon nitride-containing ceramics by firing. Therefore, high-performance ceramic molded products, that is, high-temperature mechanical strength, heat resistance, corrosion resistance, and oxidation resistance ,
Continuous fibers, films and coating films having excellent thermal shock resistance can be easily obtained. Further, since the ceramic yield is high, it can be used as a binder for sintering, an impregnating agent, and the like.

改質ポリシラザンは、その重合体中に分解を促進す
る残留触媒等の不純物の混入がないため、安定性が向上
し、取扱いが容易になり、その上高温焼成後のセラミッ
クスの純度が、向上する。
Since the modified polysilazane does not contain impurities such as a residual catalyst which promotes decomposition in the polymer, the stability is improved, the handling is facilitated, and the purity of the ceramics after high-temperature firing is improved. .

改質ポリシラザンは、原料ポリシラザンに比べて架
橋構造、分子量が増加するため凝固性が向上し、常温で
すみやかに賦形化が可能となる。
The modified polysilazane has an increased cross-linking structure and molecular weight as compared with the raw material polysilazane, and thus has an improved solidification property, and can be rapidly shaped at room temperature.

遷移金属等の触媒を用いないため、生成物と触媒と
の分離工程を必要としない。
Since a catalyst such as a transition metal is not used, a step of separating the product from the catalyst is not required.

改質ポリシラザン中に触媒が残存しないため、安定
性が向上し、溶媒を除き、単離後も長期保存が可能であ
る。
Since no catalyst remains in the modified polysilazane, stability is improved, and long-term storage is possible even after isolation except for the solvent.

高価で危険な触媒を使用しないため、低コストで安
全である。
Since no expensive and dangerous catalyst is used, it is low-cost and safe.

高分子量のため、高温焼成時の蒸発損失が小さいの
で、セラミックス収率が向上する。
Due to the high molecular weight, the evaporation loss during high-temperature firing is small, so that the ceramic yield is improved.

不純物の混入がないため、高温焼成後のセラミック
スの純度が向上する。
Since no impurities are mixed, the purity of the ceramic after high-temperature firing is improved.

改質ポリシラザンを紡糸する場合、紡糸助剤を添加
せずに連続紡糸が可能となる。
When spinning the modified polysilazane, continuous spinning becomes possible without adding a spinning aid.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

参考例1 内容積1の四つ口フラスコにガス吹きこみ管、メカ
ニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。
反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ口
フラスコに脱気した乾燥ピリジン490mlを入れ、これを
氷冷した。次にジクロロシラン51.6gを加えると白色固
体状のアダクト(SiH2Cl2・2C5H5N)が生成した。反応
混合物を氷冷し、撹拌しながら、水酸化ナトリウム管及
び活性炭管を通して精製したアンモニア51.0gを吹き込
んだ。
Reference Example 1 A four-necked flask having an internal volume of 1 was equipped with a gas blow-in tube, a mechanical stirrer, and a dewar condenser.
After the inside of the reactor was replaced with deoxygenated dry nitrogen, 490 ml of degassed dry pyridine was placed in a four-necked flask, and cooled with ice. Then, when 51.6 g of dichlorosilane was added, a white solid adduct (SiH 2 Cl 2 .2C 5 H 5 N) was formed. The reaction mixture was ice-cooled, and while stirring, 51.0 g of purified ammonia was blown through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジン
を用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下でろ過して、ろ
液850mlを得た。濾液5mlから溶媒を減圧留去すると樹脂
固体ペルヒドロポリシラザン0.102gが得られた。
After the completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry pyridine, and further filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 850 ml of a filtrate. The solvent was distilled off from 5 ml of the filtrate under reduced pressure to obtain 0.102 g of a resin solid perhydropolysilazane.

得られたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定し
たところ、980であった。また、このポリマーのIR(赤
外吸収)スペクトル(溶媒:乾燥o−キシレン;ペルヒ
ドロポリシラザンの濃度:10.2g/)を検討すると、波
数(cm-1)3350(見かけの吸光係数ε=0.557lg-1c
m-1)及び1175のNHに基づく吸収;2170(ε=3.14)のSi
Hに基づく吸収;1020〜820のSiH及びSiNSiに基づく吸収
を示すことが確認された。またこのポリマーの1HNMR
(プロトン核磁気共鳴)スペクトル(60M Hz,溶媒CDCl3
/基準物質TMS)を検討すると、いずれも幅広い吸収を示
していることが確認された。即ちδ4.8及び4.4(br,Si
H);1.5(br,NH)の吸収が確認された。
The number average molecular weight of the obtained polymer was 980 as measured by GPC. When the IR (infrared absorption) spectrum (solvent: dry o-xylene; concentration of perhydropolysilazane: 10.2 g /) of this polymer is examined, the wave number (cm −1 ) is 3350 (apparent absorption coefficient ε = 0.557 lg). -1 c
m -1 ) and absorption based on NH at 1175; Si at 2170 (ε = 3.14)
Absorption based on H; It was confirmed to show absorption based on SiH and SiNSi of 1020 to 820. 1 HNMR of this polymer
(Proton nuclear magnetic resonance) spectrum (60 MHz, solvent CDCl 3
Investigation of the (reference material TMS) confirmed that all showed broad absorption. That is, δ4.8 and 4.4 (br, Si
H); 1.5 (br, NH) absorption was confirmed.

参考例2 参考例1と同一の装置を用いて反応を行った。即ち、
参考例1で示した四つ口フラスコに脱気した乾燥ジクロ
ロメタン500mlを入れ、これを氷冷した。次に、ジクロ
ロシラン48.6gを加えた。この溶液を氷冷し、撹拌しな
がら水酸化ナトリウム管及び活性炭管を通して精製した
アンモニア42.5gを窒素との混合ガスとして吹き込ん
だ。反応中ガス流路に粉霧が生成したので、ガス流路を
時々たたいて閉塞を防いだ。
Reference Example 2 A reaction was carried out using the same apparatus as in Reference Example 1. That is,
500 ml of degassed dry dichloromethane was put into the four-necked flask shown in Reference Example 1, and this was cooled with ice. Next, 48.6 g of dichlorosilane was added. The solution was cooled on ice, and 42.5 g of purified ammonia was blown into the mixed gas with nitrogen through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube while stirring. During the reaction, fog was generated in the gas flow path, so that the gas flow path was occasionally tapped to prevent blockage.

反応混合物を参考例1と同様処理すると粘性油状ペル
ヒドロポリシラザンが9.6gに得られた。得られたポリマ
ーの数平均分子量はGPCにより測定したところ640であっ
た。
When the reaction mixture was treated in the same manner as in Reference Example 1, 9.6 g of viscous oily perhydropolysilazane was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 640 as measured by GPC.

参考例3 参考例1と同一の装置を用いて反応を行った。即ち、
参考例1で示した四つ口フラスコに脱気した乾燥テトラ
ヒドロフラン450mlを入れ、これをドライアイス−メタ
ノール浴で冷却した。次にジクロロシラン46.2gを加え
た。この溶液を冷却し、撹拌しながら無水メチルアミン
44.2gを窒素との混合ガスとして吹き込んだ。
Reference Example 3 A reaction was carried out using the same apparatus as in Reference Example 1. That is,
450 ml of degassed dry tetrahydrofuran was placed in the four-necked flask shown in Reference Example 1, and cooled in a dry ice-methanol bath. Next, 46.2 g of dichlorosilane was added. The solution is cooled and stirred with anhydrous methylamine.
44.2 g was blown as a mixed gas with nitrogen.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥テトラヒ
ドロフランを用いて洗浄した後、さらに窒素雰囲気下で
ろ過してろ液820mlを得た。溶媒を減圧留去すると粘性
油状N−メチルシラザンが8.4g得られた。得られたポリ
マーの数平均分子量は、GPCにより測定したところ1100
であった。
After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry tetrahydrofuran, and further filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 820 ml of a filtrate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 8.4 g of viscous oily N-methylsilazane. The number average molecular weight of the obtained polymer was 1100 as measured by GPC.
Met.

参考例4 内容積1の四つ口フラスコにガス吹きこみ管、メカ
ニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。
反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ口
フラスコに乾燥ジクロロメタン300mlおよびメチルジク
ロロシラン24.3g(0.211mol)を入れ、氷冷した。撹拌
しながら水酸化ナトリウム管および活性炭管を通して精
製したアンモニア18.1g(1.06mol)を吹き込んだ。
Reference Example 4 A four-necked flask having an internal volume of 1 was equipped with a gas blow-in tube, a mechanical stirrer, and a dewar condenser.
After the inside of the reactor was replaced with deoxygenated dry nitrogen, 300 ml of dry dichloromethane and 24.3 g (0.211 mol) of methyldichlorosilane were placed in a four-necked flask and cooled with ice. While stirring, 18.1 g (1.06 mol) of purified ammonia was blown through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ジクロロ
メタンを用いて洗浄後、窒素雰囲気下でろ過した。ろ液
から溶媒を減圧留去すると、無色透明の液体を8.81g得
た。この生成物の数平均分子量はGPCにより測定したと
ころ、380であった。
After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry dichloromethane, and filtered under a nitrogen atmosphere. The solvent was distilled off from the filtrate under reduced pressure to obtain 8.81 g of a colorless and transparent liquid. The number average molecular weight of this product was 380 as measured by GPC.

参考例5 参考例1と同一の装置を用いて反応を行なった。すな
わち参考例1で示した四つ口フラスコに脱気した乾燥ベ
ンゼン450mlを入れ、これを水冷した。次にジクロロシ
ラン40.6gを加えた。この溶液を水冷し、撹拌しなが
ら、水酸化ナトリウム管および活性炭管を通して精製し
たアンモニア42.0gを窒素との混合ガスとして吹き込ん
だ。反応中ガス流路に粉霧が生成したので、ガス流路を
時々たたいて閉塞を防いだ。
Reference Example 5 A reaction was carried out using the same apparatus as in Reference Example 1. That is, 450 ml of degassed dry benzene was put into the four-necked flask shown in Reference Example 1, and this was cooled with water. Next, 40.6 g of dichlorosilane was added. This solution was cooled with water, and while stirring, 42.0 g of purified ammonia was blown through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube as a mixed gas with nitrogen. During the reaction, fog was generated in the gas flow path, so that the gas flow path was occasionally tapped to prevent blockage.

反応混合物を参考例1と同様に処理すると粘性油状ペ
ルヒドロポリシラザンが5.2g得られた。得られたポリマ
ーの数平均分子量はGPCにより測定したところ320であっ
た。
When the reaction mixture was treated in the same manner as in Reference Example 1, 5.2 g of a viscous oily perhydropolysilazane was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 320 as measured by GPC.

参考例6 内容積1の四つ口フラスコに滴下ろうと、メカニカ
ルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。反応
器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ口フラ
スコに脱気した乾燥ベンゼン400mlと公知の方法(J.Am.
Chem.Soc,.Vol.67,1813(1945))により得た。アリル
ジクロロシラン64.5gを入れ、撹拌した。滴下ろうと
に、公知の方法(J.Am.Chem.Soc.vol 70,435(1948))
により得たトリエチルアミノシラン42.5gと乾燥ベンゼ
ン50mlを入れた。トリエチルアミノシランのベンゼン溶
液をアリルジクロロシランのベンゼン溶液に滴下した。
滴下終了後、撹拌しながらオイルバスで加熱還流して反
応を行なった。
Reference Example 6 A mechanical stirrer and a dewar condenser were used to drop a four-necked flask having an internal volume of 1. After replacing the inside of the reactor with deoxygenated dry nitrogen, a four-necked flask was degassed with 400 ml of degassed dry benzene and a known method (J. Am.
Chem. Soc, Vol. 67, 1813 (1945)). 64.5 g of allyldichlorosilane was added and stirred. A known method (J. Am. Chem. Soc. Vol 70,435 (1948))
42.5 g of triethylaminosilane obtained as described above and 50 ml of dry benzene were added. A benzene solution of triethylaminosilane was dropped into a benzene solution of allyldichlorosilane.
After completion of the dropwise addition, the mixture was heated and refluxed in an oil bath with stirring to carry out a reaction.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ベンゼン
を用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して、濾
液680mlを得た。濾液より溶媒を除くと液体状のN−
(トリエチルシリル)アリシルシラザンが19.2g得られ
た。得られたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定
したところ360であった。
After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry benzene, and then filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 680 ml of a filtrate. When the solvent is removed from the filtrate, liquid N-
19.2 g of (triethylsilyl) alisilsilazane was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 360 as measured by GPC.

参考例7 シクロヘキシルブロマイドより合成したグリニャール
試薬62.0gをトリクロロシラン110gにゆっくりと添加し
た。減圧蒸留したところ、シクロヘキシルジクロロシラ
ンが16.4g得られた。参考例6と同様の装置を用いた。
四つ口フラスコにシクロヘキシルジクロロシラン12.0g
と乾燥ベンゼン420mlを入れ撹拌した。滴下ろうとに1,1
−ジメチルヒドラジン15.6gと乾燥ベンゼン40mlを入れ
た。1,1−ジメチルヒドラジンのベンゼン溶液をシクロ
ヘキシルジクロロシランのベンゼン溶液に滴下した。滴
下終了後、室温で撹拌しながら反応を行った。
Reference Example 7 62.0 g of Grignard reagent synthesized from cyclohexyl bromide was slowly added to 110 g of trichlorosilane. After distillation under reduced pressure, 16.4 g of cyclohexyldichlorosilane was obtained. The same device as in Reference Example 6 was used.
12.0 g of cyclohexyldichlorosilane in a four-necked flask
And 420 ml of dry benzene were added and stirred. 1,1 for dripping funnel
15.6 g of dimethylhydrazine and 40 ml of dry benzene were charged. A benzene solution of 1,1-dimethylhydrazine was dropped into a benzene solution of cyclohexyldichlorosilane. After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out while stirring at room temperature.

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ベンゼン
を用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して、濾
液730mlを得た。濾液より溶媒を除くと油状のN−(ジ
メチルアミノ)シクロヘキシルシラザンが3.2g得られ
た。得らてたポリマーの数平均分子量はGPCにより測定
したところ390であった。
After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry benzene, and then filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 730 ml of a filtrate. When the solvent was removed from the filtrate, 3.2 g of oily N- (dimethylamino) cyclohexylsilazane was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 390 as measured by GPC.

参考例8 参考例1と同一の装置を用いて反応を行った。すなわ
ち、参考例1で示した四つ口フラスコに脱気した乾燥ト
ルエン500mlを入れ、これを氷冷した。次に、フェニル
ジクロロシラン52.1gを加えた。この溶液を氷冷し、撹
拌しながら、水酸化ナトリウム管および活性炭管を通し
て精製したアンモニア30.0gを窒素との混合ガスとして
吹き込んだ。
Reference Example 8 A reaction was carried out using the same apparatus as in Reference Example 1. That is, 500 ml of degassed dry toluene was put into the four-necked flask shown in Reference Example 1, and this was cooled with ice. Next, 52.1 g of phenyldichlorosilane was added. This solution was cooled on ice, and while stirring, 30.0 g of purified ammonia was blown through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube as a mixed gas with nitrogen.

反応混合物をん参考例1と同様に処理すると油状フェ
ニルポリシラザンが6.8g得られた。得られたポリマーの
数平均分子量はGPCより測定したところ380であった。
When the reaction mixture was treated in the same manner as in Reference Example 1, 6.8 g of oily phenylpolysilazane was obtained. The number average molecular weight of the obtained polymer was 380 as measured by GPC.

実施例1 参考例1で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ペリヒドロポリシラザンの濃度,5.04重量%)1
00mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無
水アンモニア2.8g(0.165mol)を加えて密閉系で100℃
で3時間撹拌しながら反応を行なった。この間大量の気
体が発生した。反応前後で圧力は1.2kg/cm2上昇した。
室温に冷却後、乾燥o−キシレン200mlを加え、圧力3
〜5mmHg,温度50〜70℃で溶媒を除いたところ、5.22gの
白色粉末が得られた。この粉末は、トルエン,テトラヒ
ドロフラン,クロロホルムおよびその他の有機溶媒に可
溶であった。
Example 1 A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (concentration of perhydropolysilazane, 5.04% by weight) 1
00 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 2.8 g (0.165 mol) of purified anhydrous ammonia was added thereto.
The reaction was carried out while stirring for 3 hours. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure increased by 1.2 kg / cm 2 before and after the reaction.
After cooling to room temperature, 200 ml of dry o-xylene was added and the pressure was 3
After removing the solvent at 55 mmHg and a temperature of 50 to 70 ° C., 5.22 g of a white powder was obtained. This powder was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform and other organic solvents.

前記重合体粉末の数平均分子量は、GPCにより測定し
たところ3810であった。また、そのIRスペクトル(溶
媒:o−キシレン)の分析の結果、波数(cm-1)3350およ
び1175のNHに基づく吸収;2170のSiHに基づく吸収;1020
〜820のSiHおよびSiNSiに基づく吸収を示すことが確認
された。さらに、前記重合体粉末の1HNMRスペクトル(C
DCl3,TMS)を分析したところ、いずれも幅広い吸収を示
している。すなわちδ4.8(br,SiH2),δ4.4(br,Si
H3),δ1.5(br,NH)の吸収が観測された。(SiH2)/
(SiH3)=4.1であった。
The number average molecular weight of the polymer powder was 3810 as measured by GPC. In addition, as a result of analysis of its IR spectrum (solvent: o-xylene), it was found that wave numbers (cm −1 ) of 3350 and 1175 were based on NH; 2170 were based on SiH;
It was confirmed to show absorption based on SiH and SiNSi of ~ 820. Further, 1 HNMR spectrum (C
Analysis of (DCl 3 , TMS) shows that all show broad absorption. That is, δ4.8 (br, SiH 2 ), δ4.4 (br, SiH 2 )
H 3 ) and δ 1.5 (br, NH) were observed. (SiH 2 ) /
(SiH 3 ) = 4.1.

実施例2 参考例1で得られたペリヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度,10.3重量%)8
0mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水
アンモニア4.1gを加え、密閉系で50℃で3時間撹拌をし
ながら反応を行なった。この間大量の気体が発生した
が、ガスクロマトグラフィー(GC)測定により、この気
体は水素であった。反応前後における圧力上昇は0.8kg/
cm2であった。実施例1と同様に溶媒を減圧留去する
と、白色粉末が8.1g得られ、この粉末は有機溶媒に可溶
であった。
Example 2 A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (concentration of perhydropolysilazane, 10.3% by weight) 8
0 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, 4.1 g of purified anhydrous ammonia was added, and the reaction was carried out while stirring at 50 ° C. for 3 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated, and the gas was hydrogen as determined by gas chromatography (GC). The pressure rise before and after the reaction is 0.8 kg /
It was cm 2. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain 8.1 g of a white powder, which was soluble in an organic solvent.

前記重合体粉末の数平均分子量は、GPCにより測定し
たところ2290であった。また、この重合体粉末の1HNMR
スペクトルにより、(SiH2)/(SiH3)比を算出する
と、4.3であった。
The number average molecular weight of the polymer powder was 2,290 as measured by GPC. In addition, 1 HNMR of this polymer powder
The (SiH 2 ) / (SiH 3 ) ratio calculated from the spectrum was 4.3.

得られた改質ペルヒドロポリシラザンの元素分析結果
は次の通りであった。(重量%) Si:59.9,N:28.0,O:1.42,C:3.55,H:5.21 得られた改質ペルヒドロポリシラザンは安定であり、
室温,窒素気流下で1ケ月保存後においても、そのIRス
ペクトル,1HNMRスペクトル,数平均分子量の変化はほと
んどみられなかった。
The elemental analysis results of the modified perhydropolysilazane obtained were as follows. (% By weight) Si: 59.9, N: 28.0, O: 1.42, C: 3.55, H: 5.21 The obtained modified perhydropolysilazane is stable,
Even after storage at room temperature under a nitrogen stream for one month, there was almost no change in its IR spectrum, 1 H NMR spectrum and number average molecular weight.

実施例3 実施例1で得られた改質ペルヒドロポリシラザンを窒
素中で1000℃まで昇温速度10℃/分で加熱し、熱分解す
ることで茶かっ色固体を86.0重量%の収率で得た。得ら
れたセラミックスの粉末X線回折測定を行なったとこ
ろ、非晶質であることが確認された。
Example 3 The modified perhydropolysilazane obtained in Example 1 was heated to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in nitrogen and thermally decomposed to give a brownish solid in a yield of 86.0% by weight. Obtained. X-ray powder diffraction measurement of the obtained ceramic confirmed that it was amorphous.

次に、この固体をさらに窒素中で1500℃まで昇温速度
3℃/分で加熱焼成して淡かっ色固体を得た。この物質
の粉末X線回折測定を行なったところ、2θ+20.5゜に
α−Si3N4の(101)回折線,2θ=22,9゜にα−Si3N4
α−Si3N4の(110)回折線,2θ=26.4゜にα−Si3N4
(200)回折線,2θ=30.9゜にα−Si3N4の(201)回折
線,2θ=31.7゜にα−Si3N4の(002)回折線,2θ=34.5
゜にα−Si3N4の(102)回折線,2θ=35.2゜にα−Si3N
4の(210)回折線,2θ=38.8゜にα−Si3N4の(211)回
折線,2θ=39.4゜にα−Si3N4の(112)回折線,2θ=4
0.1゜にα−Si3N4の(300)回折線,2θ=41.8゜にα−S
i3N4の(202)回折線,2θ=43.4゜にα−Si3N4の(30
1)回折線,2θ=46.9゜にα−Si3N4の(220)回折線,2
θ=48.2゜にα−Si3N4の(212)回折線,2θ=48.8゜に
α−Si3N4の(310)回折線,さらに2θ=23.3゜にβ−
Si3N4の(110)回折線,2θ=26.9゜にβ−Si3N4の(20
0)回折線,2θ=33.6゜にβ−Si3N4の(101)回折線,2
θ=36.0゜にβ−Si3N4の(210)回折線,2θ=41.4゜に
β−Si3N4の(201)回折線,2θ=49.9゜にβ−Si3N4
(310)回折線,2θ=28.4゜にSiの(111)回折線,2θ=
47.3゜にSiの(220)回折線が認められ、結晶質の窒化
珪素であることが確認された。
Next, this solid was further heated and fired at 1500 ° C. in nitrogen at a rate of 3 ° C./min to obtain a pale solid. It was subjected to a powder X-ray diffraction measurement of this material, 2 [Theta] + 20.5 ° α-Si 3 N 4 in (101) diffraction line, 2θ = 22,9 ° alpha-Si 3 to N 4 α-Si 3 N 4 (110) diffraction line, 2θ = 26.4 ° α-Si 3 N 4 (200) diffraction line, 2θ = 30.9 ° α-Si 3 N 4 (201) diffraction line, 2θ = 31.7 ° α − (002) diffraction line of Si 3 N 4 , 2θ = 34.5
Of DEG α-Si 3 N 4 (102 ) diffraction line, 2 [Theta] = 35.2 ° alpha-Si 3 N
4 (210) diffraction line, (211) diffraction line of α-Si 3 N 4 at 2θ = 38.8 °, (112) diffraction line of α-Si 3 N 4 at 2θ = 39.4 °, 2θ = 4
(300) diffraction line of α-Si 3 N 4 at 0.1 °, α-S at 2θ = 41.8 °
(202) diffraction line of i 3 N 4 , 2θ = 43.4 ° and α-Si 3 N 4 (30
1) Diffraction line, 2θ = 46.9 ゜, α-Si 3 N 4 (220) diffraction line, 2
(212) diffraction line of α-Si 3 N 4 at θ = 48.2 °, (310) diffraction line of α-Si 3 N 4 at 2θ = 48.8 °, and β− at 2θ = 23.3 °
Si 3 N 4 in (110) diffraction line, the 2 [Theta] = 26.9 ° β-Si 3 N 4 (20
0) Diffraction line, 2θ = 33.6 °, (101) diffraction line of β-Si 3 N 4
(210) diffraction line of β-Si 3 N 4 at θ = 36.0 °, (201) diffraction line of β-Si 3 N 4 at 2θ = 41.4 °, (310) diffraction line of β-Si 3 N 4 at 2θ = 49.9 ° ) Diffraction line, 2θ = 28.4 °, (111) diffraction line of Si, 2θ =
A (220) diffraction line of Si was observed at 47.3 °, confirming that the silicon nitride was crystalline silicon nitride.

この結晶質窒化珪素の元素分析結果は(重量%)Si:5
8.1,N:36.7,O:1.42,C:1.45であった。
The elemental analysis result of this crystalline silicon nitride is (wt%) Si: 5
8.1, N: 36.7, O: 1.42, C: 1.45.

実施例4 参考例1で得られたペルヒドロボリシラザンのピリジ
ン−o−キシレン混合溶液(ペルヒドロポリシラザンの
濃度,5.64重量%,ピリジン50重量%,o−キシレン50重
量%)100mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ精製し
た無水アモニア3.0gを加え、密閉系で120℃で3時間撹
拌しながら反応を行なった。この間大量の気体が発生し
た。実施例1と同様に溶媒を減圧留去したところ、改質
ポリシラザンの白色粉末が5.2g得られた。この改質ポリ
シラザン粉末は有機溶媒に可溶であり、その数平均分子
量はGPCにより測定したところ4080であった。
Example 4 100 ml of a pyridine-o-xylene mixed solution of perhydroborisilazane obtained in Reference Example 1 (perhydropolysilazane concentration: 5.64% by weight, pyridine 50% by weight, o-xylene 50% by weight) was added to a 300 ml internal volume. 3.0 g of purified anhydrous ammonia was added to the pressure-resistant reaction vessel, and the reaction was carried out while stirring at 120 ° C. for 3 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain 5.2 g of a modified polysilazane white powder. This modified polysilazane powder was soluble in an organic solvent, and its number average molecular weight was 4080 as measured by GPC.

実施例5〜7 表−1に指示された溶媒,ペルヒドロポリシラザンの
濃度およびアンモニア量(アンモニア/ペルヒドロシラ
ザン(モル比))を用いた以外は、実施例1と同様にし
て反応を行って改質ポリシラザンを得た。このものの性
状を表−1に示す。
Examples 5 to 7 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the solvent, the concentration of perhydropolysilazane and the amount of ammonia (ammonia / perhydrosilazane (molar ratio)) indicated in Table 1 were used. A modified polysilazane was obtained. The properties are shown in Table 1.

実施例8 参考例2で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度,3,87重量%)9
0mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水
アンモニア2.0g加えて密閉系で110℃で5時間撹拌しな
がら反応を行なった。この間大量の気体が発生した。反
応前後における圧力上昇は1.2kg/cm2であった。実施例
1と同様に溶媒を減圧留去すると、改質ポリシラザンの
白色粉末が3.7g得られ、この粉末は有機溶媒に可溶であ
った。その数平均分子量はGPCにより測定をしたとこ
ろ、3270であった。また、この改質ポリシラザンは、そ
1HNMRスペクトルにより、(SiH2)/(SiH3)=5.8で
あった。
Example 8 A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 2 (concentration of perhydropolysilazane, 3,87% by weight) 9
0 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 2.0 g of purified anhydrous ammonia was added thereto, and the reaction was carried out while stirring at 110 ° C. for 5 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure increase before and after the reaction was 1.2 kg / cm 2 . The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain 3.7 g of a modified polysilazane white powder, which was soluble in an organic solvent. Its number average molecular weight, measured by GPC, was 3270. The 1 H NMR spectrum of this modified polysilazane showed (SiH 2 ) / (SiH 3 ) = 5.8.

実施例9 参考例1で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度,5.16重量%)1
00mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、氷浴で冷却
しながらヒドラジン無水物1.5mlを加えた。添加すると
ただちに気体の発生がみられた。室温で20時間撹拌しな
がら反応を行った。反応の前後で0.8kg/cm2の圧力上昇
がみとめられた実施例1と同様の処理を行なったことこ
ろの改質ポリシラザンの白色粉末が得られ、そのGPCに
よる数平均分子量は5690であった。
Example 9 A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (concentration of perhydropolysilazane, 5.16% by weight) 1
00 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 1.5 ml of hydrazine anhydride was added while cooling in an ice bath. Gas evolution was observed immediately upon addition. The reaction was carried out with stirring at room temperature for 20 hours. A white powder of modified polysilazane was obtained by performing the same treatment as in Example 1 in which a pressure increase of 0.8 kg / cm 2 was observed before and after the reaction, and its number average molecular weight by GPC was 5,690.

実施例10 参考例3により得た、N−メチルシラザンのピリジン
溶液(N−メチルシラザンの濃度,4.56重量%)100mlを
内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水アン
モニア3.8gを加え、密閉系で120℃で3時間撹拌しなが
ら反応させた。この間大量の気体が発生した。反応前後
で圧力は0.7kg/cm2上昇した。実施例1と同様に溶媒を
減圧留去して、改質ポリシラザンの淡黄色ゴム状固体を
得た。その数平均分子量はGPCにより測定したところ、1
350であった。
Example 10 100 ml of a pyridine solution of N-methylsilazane (concentration of N-methylsilazane, 4.56% by weight) obtained in Reference Example 3 was placed in a 300-ml pressure-resistant reaction vessel, and 3.8 g of purified anhydrous ammonia was added. The reaction was carried out while stirring at 120 ° C. for 3 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure rose 0.7 kg / cm 2 before and after the reaction. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain a pale yellow rubbery solid of modified polysilazane. Its number average molecular weight was measured by GPC and found to be 1
It was 350.

実施例11 参考例4によりポリメチルシラザンのピリジン溶液
(ポリメチルシラザンの濃度,4.50重量%)35mlを内容
積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水アンモニ
ア1.7gを加え、密閉系で140℃で3時間撹拌しながら反
応を行なった。この間気体の発生がみとめられ、反応前
後で圧力は0.4kg/cm2上昇した。実施例1と同様に溶媒
を減圧留去して、改質ポリシラザンの淡黄色粘性液体を
得た。その数平均分子量はGPCにより測定したところ、6
00であった。
Example 11 According to Reference Example 4, 35 ml of a pyridine solution of polymethylsilazane (concentration of polymethylsilazane, 4.50% by weight) was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 1.7 g of purified anhydrous ammonia was added. The reaction was carried out while stirring for 3 hours. During this time, gas generation was observed, and the pressure increased 0.4 kg / cm 2 before and after the reaction. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain a pale yellow viscous liquid of modified polysilazane. Its number average molecular weight was measured by GPC and found to be 6
00.

実施例12 参考例5で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジ
ン溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度、6.16重量%)
100mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無
水アンモニア2.1gを加えて密閉系で100℃で8時間撹拌
しながら反応を行った。この間大量の気体が発生した。
反応前後における圧力上昇は1.1kg/cm2であった。実施
例1と同様に溶媒を減圧留去すると、改質ポリシラザン
の白色粉末が5.3g得られ、この粉末は有機溶媒に可溶で
あった。その数平均分子量はGPCにより測定したとこ
ろ、2470であった。また、この改質ポリシラザンは、そ
1HNMRスペクトルにより(SiH2)/(SiH3)=6.8であ
った。
Example 12 A pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 5 (perhydropolysilazane concentration, 6.16% by weight)
100 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 2.1 g of purified anhydrous ammonia was added. The reaction was carried out while stirring at 100 ° C. for 8 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated.
The pressure increase before and after the reaction was 1.1 kg / cm 2 . The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain 5.3 g of a modified polysilazane white powder, which was soluble in an organic solvent. Its number average molecular weight was 2,470 as measured by GPC. The 1 H NMR spectrum of this modified polysilazane was (SiH 2 ) / (SiH 3 ) = 6.8.

実施例13 実施例2で得られた改質ペルヒドロシラザンを乾燥o
−キシレンに溶解し、78重量%の改質ペルヒドロポリシ
ラザンを含むo−キシレン溶液を得た。これをノズルよ
り加熱雰囲気中に吐出させ、巻き取ることで、無色透明
のペルヒドロシラザン連続繊維が得られた。
Example 13 The modified perhydrosilazane obtained in Example 2 was dried o
An o-xylene solution dissolved in xylene and containing 78% by weight of modified perhydropolysilazane was obtained. This was discharged from a nozzle into a heated atmosphere and wound up, whereby a colorless and transparent perhydrosilazane continuous fiber was obtained.

実施例14 参考例6により得たN−(トリエチルシリル)アリル
シラザンのピリジン溶液(N−(トリエチルシリル)ア
リルシラザンの濃度、5.64重量%)100mlを内容積300ml
の耐圧反応容器に入れ、精製した無水アンモニア0.8gを
加え、密閉系で100℃5時間撹拌しながら反応させた。
この間大量の気体が発生した。反応前後で圧力は0.9kg/
cm2上昇した。実施例1と同様に溶媒を減圧留去して、
改質ポリシラザンの淡黄色ゴム状固体を得た。その数平
均分子量はGPCにより測定したところ、940であった。
Example 14 100 ml of a pyridine solution of N- (triethylsilyl) allylsilazane obtained in Reference Example 6 (concentration of N- (triethylsilyl) allylsilazane, 5.64% by weight) was used to obtain an inner volume of 300 ml.
, 0.8 g of purified anhydrous ammonia was added, and the mixture was reacted while stirring at 100 ° C. for 5 hours in a closed system.
During this time, a large amount of gas was generated. The pressure before and after the reaction is 0.9 kg /
cm 2 rose. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1,
A pale yellow rubbery solid of the modified polysilazane was obtained. Its number average molecular weight was 940 as measured by GPC.

実施例15 参考例7により得た、N−(ジメチルアミノ)シクロ
ヘキシルシラザンのピリジン溶液(N−(ジメチルアミ
ノ)シクロヘキシルシラザンの濃度、4.12重量%)100m
lを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水ア
ンモニア0.6gを加え、密閉系で80℃で6時間撹拌しなが
ら反応させた。この間大量の気体が発生した。反応前後
で圧力は0.8kg/cm2上昇した。実施例1と同様に溶媒を
減圧留去して、改質ポリシラザンの淡黄色ゴム状固体を
得た。その数平均分子量はGPCにより測定したところ、1
080であった。
Example 15 N- (dimethylamino) cyclohexylsilazane pyridine solution (concentration of N- (dimethylamino) cyclohexylsilazane, 4.12% by weight) 100 m obtained in Reference Example 7
l was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and 0.6 g of purified anhydrous ammonia was added thereto. The mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours with stirring in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure increased 0.8 kg / cm 2 before and after the reaction. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain a pale yellow rubbery solid of modified polysilazane. Its number average molecular weight was measured by GPC and found to be 1
080.

実施例16 実施例2で得られた改質ペルヒドロポリシラザンをア
ンモニア(50体積%)と窒素(50体積%)の混合雰囲気
中で1450℃まで昇温速度10℃/分で加熱し、1450℃で3
時間焼成することで淡かっ色固体を87.2重量%の収率で
得た。得られたセラミックスの粉末X線回折測定を行っ
たところ、α−Si3N4、β−Si3N4であることが確認され
た。
Example 16 The modified perhydropolysilazane obtained in Example 2 was heated to 1450 ° C in a mixed atmosphere of ammonia (50% by volume) and nitrogen (50% by volume) at a heating rate of 10 ° C / min, and was heated to 1450 ° C. 3
By calcining for a time, a pale brown solid was obtained in a yield of 87.2% by weight. When the obtained ceramics was subjected to powder X-ray diffraction measurement, it was confirmed that they were α-Si 3 N 4 and β-Si 3 N 4 .

実施例17 実施例4で得られた改質ペルヒドロポリシラザンを水
素中で1500℃まで5℃/分で加熱し、1500℃で5時間焼
成することで淡かっ色固体を85.4重量%の収率で得た。
得られたセラミックスの粉末X線回折測定を行ったとこ
ろ、α−Si3N4とβ−Si3N4であることが確認された。
Example 17 The modified perhydropolysilazane obtained in Example 4 was heated to 1500 ° C. at 5 ° C./min in hydrogen and calcined at 1500 ° C. for 5 hours to give a pale brown solid in a yield of 85.4% by weight. I got it.
When the obtained ceramics was subjected to powder X-ray diffraction measurement, it was confirmed that they were α-Si 3 N 4 and β-Si 3 N 4 .

実施例18 実施例10で得られた改質ポリシラザンを真空中(3〜
4mmHg)で1600℃まで3℃/分で加熱し、1600℃で6時
間焼成することで黒かっ色固体が77.3重量%の収率で得
られた。得られたセラミックスの粉末X線回折測定を行
ったところ、α−Si3N4、β−Si3N4、SiC(8F型)であ
ることが確認された。
Example 18 The modified polysilazane obtained in Example 10 was placed in a vacuum (3 to
The mixture was heated to 1600 ° C. at 3 ° C./min at 4 mmHg) and calcined at 1600 ° C. for 6 hours to obtain a black solid in a yield of 77.3% by weight. When the obtained ceramics was subjected to powder X-ray diffraction measurement, it was confirmed that they were α-Si 3 N 4 , β-Si 3 N 4 , and SiC (8F type).

実施例19 参考例8により得た、フェニルポリシラザンのピリジ
ン溶液(フェニルポリシラザンの濃度、6.04重量%)10
0mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水
アンモニア0.6gを加え、密閉系で120℃で6時間撹拌し
ながら反応させた。この間大量の気体が発生した。反応
前後で圧力は0.5kg/cm2上昇した。実施例1と同様に溶
媒を減圧留去して、改質ポリシラザンの無色透明ゴム状
固体を得た。その数平均分子量GPCにより測定したとこ
ろ、1090であった。
Example 19 Phenylpolysilazane pyridine solution (concentration of phenylpolysilazane, 6.04% by weight) obtained in Reference Example 8 10
0 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, 0.6 g of purified anhydrous ammonia was added, and the mixture was reacted while stirring at 120 ° C. for 6 hours in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure increased by 0.5 kg / cm 2 before and after the reaction. The solvent was distilled off under reduced pressure in the same manner as in Example 1 to obtain a colorless transparent rubbery solid of modified polysilazane. Its number average molecular weight measured by GPC was 1090.

実施例20 実施例1の方法で製造した重合体粉末(数平均分子量
3810)にオルトキシレン及び充填剤として炭化珪素(平
均粒子径約10ミクロン)を添加し、ポリシラザン30重量
%、オルトキシレン20重量%及び炭化珪素50重量%の溶
液を調製した。これをSUS304基盤(70mm×30mm×1mm
t)の表面にスプレーにて塗布した。基盤に塗布した後
不活性ガス(窒素)雰囲気の乾燥炉内で400℃、1時間
加熱乾燥した。昇温速度は3℃/分とした。その結果厚
み約160μmの被膜を得た。被膜の性能を表−2に示
す。
Example 20 Polymer powder produced by the method of Example 1 (number average molecular weight
3810), orthoxylene and silicon carbide (average particle diameter: about 10 microns) as a filler were added to prepare a solution of 30% by weight of polysilazane, 20% by weight of orthoxylene and 50% by weight of silicon carbide. SUS304 base (70mm × 30mm × 1mm
Spray was applied to the surface of t). After coating on the substrate, it was dried by heating at 400 ° C. for 1 hour in a drying furnace in an inert gas (nitrogen) atmosphere. The heating rate was 3 ° C./min. As a result, a film having a thickness of about 160 μm was obtained. Table 2 shows the performance of the coating.

検査方法は以下に示す通りである。 The inspection method is as follows.

イ)外観:肉眼観察でクラック、色調、その他塗膜の欠
点を調べる。
A) Appearance: Cracks, color tone, and other defects of the coating film are examined by visual observation.

ロ)鉛筆硬度:JIS K5400に準ずる。B) Pencil hardness: according to JIS K5400.

ハ)密着性:(基盤剥離試験):塗膜上に鋼ナイフで1m
m四方の素材に達する切れ目を基盤目に100個作り、その
上にセロハンテープ(積水化学工業)をはりつけた後、
そのセロハンテープを上方90゜の方向に強くひきはがし
た時に残っているます目の数で評価する。
C) Adhesion: (Base peel test): 1m on steel coating with steel knife
After making 100 cuts at the base of the material that reaches m square, glue cellophane tape (Sekisui Chemical) on it,
The cellophane tape is evaluated by the number of squares remaining when the cellophane tape is strongly peeled upward in the direction of 90 °.

実施例21 ポリシラザン25重量%、オルトキシレン5重量%、炭
化珪素70重量%、助剤0.5重量%の溶液を調製し、基盤
に刷毛塗りにより塗布し窒素ガス雰囲気下で1000℃、1
時間焼成したこと以外は実施例20の方法と同様に処理し
たところ被膜として表−2に示す結果を得た。
Example 21 A solution containing 25% by weight of polysilazane, 5% by weight of ortho-xylene, 70% by weight of silicon carbide, and 0.5% by weight of an auxiliary agent was prepared, applied to a substrate by brushing, and heated at 1000 ° C. under a nitrogen gas atmosphere.
When the coating was treated in the same manner as in Example 20 except that the coating was fired for an hour, the results shown in Table 2 were obtained as the coating.

実施例22 ポリシラザン50重量%、オルトキシレン20重量%及び
炭化珪素30重量%の溶液を調製し、SS41上に浸漬により
塗布し、空気中200℃、1時間焼成したこと以外は実施
例20の方法と同様に処理したところ被膜として表−2に
示す結果を得た。
Example 22 The method of Example 20 except that a solution of 50% by weight of polysilazane, 20% by weight of ortho-xylene and 30% by weight of silicon carbide was prepared, applied on SS41 by dipping, and baked at 200 ° C. for 1 hour in air. As a result, the results shown in Table 2 were obtained.

比較例 参考例2で得られた粘性ポリシラザン〔架橋結合NH
(n=1又は2)がなくN/S比が0.8未満、数平均分
子量640〕を実施例20と同様の方法で塗布したが、たれ
が生じて硬度の十分な被膜は得られなかった。
Comparative Example The viscous polysilazane obtained in Reference Example 2 [crosslinked NH
n (n = 1 or 2), N / S ratio is less than 0.8, and number average molecular weight 640] was applied in the same manner as in Example 20, but sagging occurred and a film with sufficient hardness was not obtained. .

実施例23 無機ポリシラザンを用いるかわりに、改質ポリシラザ
ンを用いる他は、実施例1と同様な手法でSi3N4焼結体
を得た。本焼結体のかさ密度は2.87g/cm3、抗折強度は2
4.3kg/cm3であり、実施例1及び実施例13の結果を上ま
わった。
Example 23 A Si 3 N 4 sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, except that modified polysilazane was used instead of inorganic polysilazane. The bulk density of this sintered body is 2.87 g / cm 3 , and the bending strength is 2
4.3 kg / cm 3 , exceeding the results of Examples 1 and 13.

実施例24 無機ポリシラザンを用いるかわりに、改質ポリシラザ
ンを用いる他は、実施例1と全く同様な手法でSiC焼結
体を得た。本焼結体のかさ密度は2.83g/cm3、抗折強度
は21.9kg/mm2であり、実施例2及び実施例14の結果を上
まわった。
Example 24 A SiC sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, except that modified polysilazane was used instead of inorganic polysilazane. This sintered body had a bulk density of 2.83 g / cm 3 and a transverse rupture strength of 21.9 kg / mm 2 , which exceeded the results of Examples 2 and 14.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09J 183/16 JGE C09J 183/16 JGE ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location C09J 183/16 JGE C09J 183/16 JGE

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記一般式(A)〜(D)で示される少な
くとも一種の架橋結合を有し、しかも珪素原子に結合す
る窒素と珪素との原子比(N/Si)が少なくとも0.80であ
る数平均分子量が200〜500,000の改質ポリシラザン重合
体。 (式中、R1,R2はアルキル基、アルケニル基、シクロア
ルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、またはアル
キルシリル基を表し、またnは1または2である。)
1. The compound has at least one kind of cross-linking represented by the following general formulas (A) to (D), and has an atomic ratio (N / Si) of nitrogen to silicon bonded to a silicon atom of at least 0.80. A modified polysilazane polymer having a number average molecular weight of 200 to 500,000. (In the formula, R 1 and R 2 represent an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, or an alkylsilyl group, and n is 1 or 2.)
【請求項2】一般式 (式中、R1,R2:水素原子、アルキル基、アルケニル基、
シクロアルキル基、アルキルアミノ基、アリール基、ま
たはアルキルシリル基)で表わされる骨格を有し、数平
均分子量が100〜50,000のポリシラザンとアンモニアま
たはヒドラジンとを塩基性条件下で脱水素重縮合反応さ
せることを特徴とする請求項(1)記載の改質ポリシラ
ザンの製造法。
2. The general formula (Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group,
A polysilazane having a skeleton represented by a cycloalkyl group, an alkylamino group, an aryl group, or an alkylsilyl group) having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and ammonia or hydrazine is subjected to a dehydropolycondensation reaction under basic conditions. The method for producing a modified polysilazane according to claim 1, wherein:
【請求項3】請求項(1)記載の改質ポリシラザン重合
体を必須成分とするコーティング剤。
3. A coating agent comprising the modified polysilazane polymer according to claim 1 as an essential component.
【請求項4】請求項(1)記載の改質ポリシラザン重合
体を必須成分とするバインダー。
4. A binder comprising the modified polysilazane polymer according to claim 1 as an essential component.
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