JP3074041B2 - Organic amide modified polysilazane ceramic precursor - Google Patents

Organic amide modified polysilazane ceramic precursor

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JP3074041B2
JP3074041B2 JP03228237A JP22823791A JP3074041B2 JP 3074041 B2 JP3074041 B2 JP 3074041B2 JP 03228237 A JP03228237 A JP 03228237A JP 22823791 A JP22823791 A JP 22823791A JP 3074041 B2 JP3074041 B2 JP 3074041B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、シラザンポリマーに関する。窒
化ケイ素は、高い熱および酸化安定性、高硬度のゆえに
セラミック材料として非常な興味を持たれている。さら
に、低い電気伝導性、低い熱膨張性、すぐれた熱ショッ
クおよび耐クリープ性、高温下での高強度、およびすぐ
れた耐摩耗性という利点を有する。窒化ケイ素を含むセ
ラミック材料のひとつの製造方法は有機ポリシラザンの
熱分解である。例えば、米国特許第4,482,669
号は、有機ジハロシランのアンモノリシス生成物のアル
カリ金属アマイドのような塩基性触媒の存在下における
架橋を開示している。この物質はセラミックパウダーの
バインダーとして特に有用である。一般に、ポリシラザ
ンセラミック前駆体の従来の製造方法は、ポリシラザン
類の粘度を所期の用途に適当な粘度を調節することが困
難または不可能であるという欠点を有していた。たとえ
ば、薄いフィルムまたは浸透性多孔質セラミック基体の
用途については低い粘度が望ましく、繊維を作るには高
い粘度が望ましい。
[0001] The present invention relates to silazane polymers. Silicon nitride is of great interest as a ceramic material because of its high thermal and oxidative stability and high hardness. In addition, it has the advantages of low electrical conductivity, low thermal expansion, excellent thermal shock and creep resistance, high strength at high temperatures, and excellent wear resistance. One method of producing ceramic materials containing silicon nitride is the thermal decomposition of organic polysilazane. See, for example, U.S. Pat. No. 4,482,669.
Discloses crosslinking in the presence of a basic catalyst such as an alkali metal amide of an ammonolysis product of an organodihalosilane. This material is particularly useful as a binder for ceramic powders. In general, conventional methods for producing polysilazane ceramic precursors have the disadvantage that it is difficult or impossible to adjust the viscosity of the polysilazanes to a suitable viscosity for the intended use. For example, low viscosity is desirable for thin film or permeable porous ceramic substrate applications, and high viscosity is desirable for making fibers.

【0002】本発明は、有機ハロシランのアンモノリシ
スによりシラザンポリマーを製造する方法に関し、 (1)アンモニアあるいはアンモニアと置換又は非置換
の炭素原子数1〜4のアルキル若しくはアリールアミン
との混合物を、RSiX3、 RR'SiX2及びこれらの
混合物から選択されるハロゲン化ケイ素化合物、ここ
で、XはCl、Br又はIであり、R及びR'は、同一
又は異なり、水素、置換若しくは非置換の 炭素原子数
1〜6のアルキル、アリール、炭素原子数2〜6のアル
ケニル及び炭素原子数2〜6のアルキニル基から選択さ
れる基である、
[0002] The present invention relates to a process for preparing silazane polymers by ammonolysis of organohalosilanes, a mixture of (1) ammonia or ammonia and a substituted or unsubstituted alkyl or aryl amines of 1-4 carbon atoms, RSiX 3 RR′SiX 2 and mixtures thereof, wherein X is Cl, Br or I, and R and R ′ are the same or different and are hydrogen, substituted or unsubstituted carbon atoms A group selected from alkyl having 1 to 6 carbon atoms, aryl, alkenyl having 2 to 6 carbon atoms and alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms,

【0003】と反応させ、少なくとも一種の、Si−H
結合を有するハロゲン化シリコン化合物を含むシラザン
アンモノリシス生成物を製造する工程、 2)シラザンアンモノリシス生成物をアンモノリシス生
成物の重量に対して0.1〜30重量%の有機アミドま
たはチオアミドと混合する工程、 3)30℃から300℃に加熱する工程の工程を含むこ
とを特徴とする。
With at least one kind of Si—H
Producing a silazane ammonolysis product containing a silicon halide compound having a bond; 2) combining the silazane ammonolysis product with 0.1 to 30% by weight of an organic amide or thioamide based on the weight of the ammonolysis product. A step of mixing; and 3) a step of heating from 30 ° C. to 300 ° C.

【0004】これらのポリマーの粘度は容易に調節で
き、ポリマーの最終用途に望ましい粘度に調整される。
[0004] The viscosity of these polymers can be easily adjusted and adjusted to the desired viscosity for the end use of the polymer.

【0005】さらに本発明によれば、R、およびR’の
すくなくともひとつがアルケニルまたはアルキニル基で
あるポリマーにエネルギーを与えフリーラジカルを発生
させて硬化させることができる。
Further, according to the present invention, a polymer in which at least one of R and R 'is an alkenyl or alkynyl group can be cured by applying energy to generate a free radical.

【0006】本発明にかかる製造方法の第一の工程で
は、RSiX3またはRR’SiX2の構造式を有する一
種以上の化合物の混合物が使用できる。任意に、RR’
R”SiX、SiX4またはこれらの混合物が反応生成
物中に存在できる。反応混合物は少なくとも一種の、S
i−H結合を有するハロゲン化シリコン化合物を含んで
いなければならない。本発明にかかる製造方法に適する
ハロゲン化シリコン化合物には、例えば、メチルジクロ
ロシラン、ビニルメチルジクロロシラン、テトラクロロ
シラン、テトラブロモシラン、トリクロロシラン、ビニ
ルトリクロロシラン、メチルトリクロロシランフェニル
トリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、プロピル
トリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、メチルト
リブロモシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルメ
チルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、トリメ
チルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、ジメチルビ
ニルクロロシラン、およびトリメチルブロモシランがあ
る。
[0006] In the first step of the manufacturing method according to the present invention, mixtures of one or more compounds having the structural formula RSiX 3 or RR'SiX 2 can be used. Optionally, RR '
R "SiX, SiX 4 or. The reaction mixture mixtures thereof can be present in the reaction product of at least one, S
It must contain a silicon halide compound having an iH bond. The halogenated silicon compound suitable for the production method according to the present invention includes, for example, methyldichlorosilane, vinylmethyldichlorosilane, tetrachlorosilane, tetrabromosilane, trichlorosilane, vinyltrichlorosilane, methyltrichlorosilanephenyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane , Propyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, methyltribromosilane, dimethyldichlorosilane, phenylmethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, trimethylchlorosilane, dimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, and trimethylbromosilane.

【0007】シラザンアンモノリシス生成物はSi−H
結合をも含むように形成される。アンモニアのみがハロ
ゲン化シリコン化合物と反応するときには、アンモノリ
シスの主生成物は種々のリングサイズの環状化合物の混
合物であるが、少量(通常は1%未満)の線状生成物を
も含むことがある。アンモニアとアルキルまたはアリー
ルアミンの混合物が使用されたときには、アンモノリシ
ス生成物は環状化合物よりも線状生成物の方を多く含
む。
[0007] The silazane ammonolysis product is Si-H
It is formed to include a bond. When only ammonia reacts with the silicon halide compound, the main product of ammonolysis is a mixture of cyclic compounds of various ring sizes, but may also contain small amounts (usually less than 1%) of linear products. . When a mixture of ammonia and an alkyl or aryl amine is used, the ammonolysis product contains more linear products than cyclic compounds.

【0008】アンモノリシス生成物は、アンモノリシス
生成物の重量を基準として0.1〜30%の有機アミド
又はチオアミドと混合される。好ましくは、0.5〜5
%重量%のアミドまたはチオアミド量が混合される。有
機アミドまたはチオアミドの添加後、混合物は30から
300℃、好ましくは110から180℃に加熱され、
部分的に架橋され、分子量と粘度を増加させ、すなわ
ち、粘度は25℃で15から20,000cps(mP
a)に増加され、水素ガスが放出される。反応は溶剤の
存在下または非存在下で行われるが、溶剤の非存在下に
行われる方が好ましい。正確な反応機構は知られていな
いが、反応の最初のステップは窒素原子と水素原子と結
合しているけい素原子の結合が解裂し、アミドまたはチ
オアミドのC=OまたはC=S結合が窒素とけい素原子
の間に挿入され、水素ガスが発生するものであると信じ
られている。もしSi−H結合がアンモノリシス生成物
中に存在していなければ、架橋構造が存在せず、したが
って水素ガスの発生もない。
[0008] The ammonolysis product is mixed with from 0.1 to 30% of an organic amide or thioamide, based on the weight of the ammonolysis product. Preferably, 0.5 to 5
% By weight of the amide or thioamide are mixed. After addition of the organic amide or thioamide, the mixture is heated to 30 to 300 ° C, preferably 110 to 180 ° C,
Partially cross-linked, increasing molecular weight and viscosity, i.e., the viscosity is between 15 and 20,000 cps (mP
a) and hydrogen gas is released. The reaction is performed in the presence or absence of a solvent, but is preferably performed in the absence of a solvent. Although the exact reaction mechanism is not known, the first step in the reaction is to cleave the bond between the nitrogen and hydrogen atoms and the C = O or C = S bond of the amide or thioamide. It is believed that hydrogen gas is generated by being inserted between nitrogen and silicon atoms. If no Si-H bonds are present in the ammonolysis product, there is no cross-linked structure and therefore no evolution of hydrogen gas.

【0009】形成されるシラザンポリマーは、普通の有
機溶剤に可溶性であり、そして水分の不存在において、
安定である液体であることができる。別法として固体は
高温で高濃度のアミドとの反応により形成できる。これ
らの固体は普通の有機溶剤に一般的に安定でない。本発
明の方法において使用されるその有機アミドおよびチオ
アミドはモノ官能性又はポリ官能性、置換又は非置換1
〜6炭素のアルキル、アリール、2〜6炭素のアルケニ
ル又は2〜6炭素のアルキニル化合物であることができ
る。適する有機アミド及びチオアミドは、例えばアセト
アミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルア
セトアミド、ベンズアミド、チオベンズアミド、ホルム
アミド、N−メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミ
ド、尿素、N−メチル尿素、1,1−ジメチル尿素、
1,3−ジメチル尿素及び1−メチル−2−チオ尿素を
含む。
The silazane polymer formed is a common organic
Soluble in organic solvents, and in the absence of moisture,
It can be a liquid that is stable. Alternatively, the solid
It can be formed by reaction with high concentrations of amide at high temperatures. this
These solids are generally not stable in common organic solvents. Departure
Organic amides and thios used in the method of Ming
Amides are monofunctional or polyfunctional, substituted or unsubstituted.
Alkyl or aryl of 2 to 6 carbons, alkenyl of 2 to 6 carbons
Or an alkynyl compound of 2 to 6 carbons
You. Suitable organic amides and thioamides are e.g.
Amide, N-methylacetamide, N, N-dimethyla
Cetamide, benzamide, thiobenzamide, formamide, N-methylformamide, dimethylformamide, urea, N- methylurea, 1,1-dimethylurea,
Includes 1,3-dimethylurea and 1-methyl-2-thiourea.

【0010】最終生成物の粘度はシラザーアンモノリシ
ス生成物と反応される有機アミド又はチオアミドの量を
変えることによって制御できる。低濃度の反応体は、低
粘度のポリマーを生じさせ、一方高濃度の反応体は極度
に粘ちょうなポリマー又は固体を生じさせる。その粘度
は、加熱温度によって又影響を受ける、すなわち高温度
は高粘度を生じさせる。
[0010] The viscosity of the final product can be controlled by varying the amount of organic amide or thioamide that is reacted with the silaza ammonolysis product. Low concentrations of the reactants produce low viscosity polymers, while high concentrations of the reactants produce extremely viscous polymers or solids. Its viscosity is also affected by the heating temperature, i.e. higher temperatures produce higher viscosities.

【0011】少なくとも1つのアルケニル基又はアルキ
ニル基を含む本発明のシラザンポリマーはエネルギーを
供給してフリーラジカルを生じさせることによりそのア
ルケニル基又はアルケニル基を通してさらに架橋すなわ
ち硬化される。例えばそのポリマーはペルオキシドのよ
うなラジカル源の存在において加熱できる。液体のポリ
マーがペルオキシドの存在において、加熱される時、固
体のポリシラザンが形成される。そのポリマーは、それ
をUV光又は電子線放射にさらすことによって又架橋で
きる。
The silazane polymer of the present invention containing at least one alkenyl or alkynyl group is further crosslinked or cured through the alkenyl or alkenyl group by supplying energy to generate free radicals. For example, the polymer can be heated in the presence of a radical source such as a peroxide. When a liquid polymer is heated in the presence of a peroxide, a solid polysilazane is formed. The polymer can also be crosslinked by exposing it to UV light or electron beam radiation.

【0012】本発明の硬化した又は未硬化のポリシラザ
ンは不活性雰囲気又はアンモニア含有雰囲気のもとで少
なくとも800℃の温度で熱分解できる。
The cured or uncured polysilazane of the present invention can be pyrolyzed at a temperature of at least 800 ° C. under an inert atmosphere or an atmosphere containing ammonia.

【0013】そのシラザンポリマーは、セラミック繊維
及びフォームの製造、複合窒化珪素含有構造体を形成す
るためプレフォーム構成体の浸透及びその後の熱分解、
耐酸化性被覆の製造、電子分解のための薄フイルムとし
て、接着剤又はシーラントとして、セラミック又は金属
粉末のバインダーとしておよび射出成形において使用で
きる。
The silazane polymer can be used to produce ceramic fibers and foams, penetrate the preform construct and subsequently pyrolyze to form a composite silicon nitride-containing structure.
It can be used for the production of oxidation-resistant coatings, as thin films for electrolysis, as adhesives or sealants, as binders for ceramic or metal powders and in injection molding.

【0014】下記の実施例において、すべての反応は窒
素中で行なわれる。固体アミドは使用前に乾燥エタノー
ルから再結晶され、そしてそれから乾燥器内で貯蔵され
る。液体アミドは、Perrin及びArmarego
による“Purification of Labor
atory Chemicals”第3巻において記載
された方法によって精製された。そのアミドは窒素中で
蒸留されそして貯蔵される。そのアンモノリシス生成物
とその有機アミドとの反応のため、その液体アミドは注
射器によって加えられる。固体アミドは強い窒素流れの
もとでスパージされたフラスコに加えられる。
In the following examples, all reactions are performed in nitrogen. The solid amide is recrystallized from dry ethanol before use and then stored in a desiccator. Liquid amides are available from Perrin and Armarego
"Purification of Labor
The amide was distilled and stored in nitrogen. The liquid amide was added by syringe for reaction of the ammonolysis product with the organic amide. The solid amide is added to the sparged flask under a strong nitrogen flow.

【0015】実施例1 ビニル置換シラザンアンモノリシス生成物は以下のよう
に生成される。5リットル入りの三ツ口フラスコは、頭
上機械的撹拌器、乾燥氷/アセトン凝縮器(−78
℃)、アンモニア/窒素入口チューブ及び温度計を有し
ている。その装置は窒素でスパージされそしてそれから
ヘキサン(1760ミリリットル)、(4Aモレキュラ
ーシーブで乾燥された)、メチルジクロロシラン(20
9mリットル、230.9g、2.0モル)及びビニル
メチルジクロロシラン(64ミリリットル、69.6
g、0.5モル)で充填される。そのアンモニアは1時
間3.5リットル/分(9.37モル)の速度で加えら
れる。添加中、その反応温度は25℃から69℃に上昇
する。1時間後、そのアンモニア流は停止され、そして
その反応混合物を室温まで冷却した。その反応混合物は
ガラス濾過漏斗で濾過され沈澱した塩化アンモニウムを
除去する。そのヘキサンは減圧(28mmHg、60
℃)でその濾液から除去され透明な油として[(CH3
SiHNH)0.8(CH3SiCH=CH2NH)0.2X
(150.7g、2.34モル、94%収率)を得る。
その油は25℃で43cps(mPa)の粘度および5
60g/モルの分子量を有する。
Example 1 A vinyl-substituted silazane ammonolysis product is produced as follows. A three-necked flask containing 5 liters is equipped with an overhead mechanical stirrer, a dry ice / acetone condenser (-78
° C), ammonia / nitrogen inlet tube and thermometer. The apparatus was sparged with nitrogen and then hexane (1760 milliliters), (dried over 4A molecular sieve), methyldichlorosilane (20
9 ml, 230.9 g, 2.0 mol) and vinylmethyldichlorosilane (64 ml, 69.6)
g, 0.5 mol). The ammonia is added at a rate of 3.5 l / min (9.37 mol) for 1 hour. During the addition, the reaction temperature increases from 25 ° C to 69 ° C. After 1 hour, the ammonia flow was stopped and the reaction mixture was cooled to room temperature. The reaction mixture is filtered through a glass filter funnel to remove the precipitated ammonium chloride. The hexane was decompressed (28 mmHg, 60
° C) and removed from the filtrate as a clear oil [(CH 3
SiHNH) 0.8 (CH 3 SiCH = CH 2 NH) 0.2 ] X
(150.7 g, 2.34 mol, 94% yield).
The oil has a viscosity of 43 cps (mPa) at 25 ° C and 5
It has a molecular weight of 60 g / mol.

【0016】100mリットル入りの1口フラスコは撹
拌棒及び隔壁を有し、そして窒素でスパージされる。そ
のフラスコはそれから、アンモノリシス生成物および表
1に示されたようなN−メチル尿素で充填された。その
フラスコは、撹拌/熱板上の油浴中に置かれ、そしてそ
の隔壁は隔壁でキャップされている水凝縮器で置換され
る。窒素入口針及び油バブル出口は、その隔壁内に置か
れる。その反応混合物はそれから20時間表1に示され
た温度にまで加熱される。水素ガスの発生は観察され
る。その反応の完了後、その生成物は、窒素雰囲気中の
適当な貯蔵容器に移される。その粘度は、ブルックフィ
ールド円錐平板粘度計を使用して測定される。「ゲル」
という語は、固体が形成される時、下記の表において使
用される
The 100 ml one neck flask has a stir bar and septum and is sparged with nitrogen. The flask was then charged with the ammonolysis product and N-methylurea as shown in Table 1. The flask is placed in an oil bath on a stir / hot plate, and the septum is replaced with a water condenser capped with a septum. A nitrogen inlet needle and an oil bubble outlet are located within the septum. The reaction mixture is then heated to the temperature shown in Table 1 for 20 hours. Hydrogen gas evolution is observed. After completion of the reaction, the product is transferred to a suitable storage container under a nitrogen atmosphere. The viscosity is measured using a Brookfield cone and plate viscometer. "gel"
The term is used in the table below when a solid is formed

【0017】 表 1 温度(℃) Wt.%(Mol%) 粘度(mPa) 130 0.5(0.4) 1085 130 1.0(0.5) ゲル 130 2.0(1.8) ゲル 130 3.1(2.8) ゲル 90 1.0(0.9) 904 120 1.0(0.9) 7817 Table 1 Temperature (° C.) Wt. % (Mol%) Viscosity (mPa) 130 0.5 (0.4) 1085 130 1.0 (0.5) Gel 130 2.0 (1.8) Gel 130 3.1 (2.8) Gel 90 1.0 (0.9) 904 120 1.0 (0.9) 7817

【0018】実施例2 ビニル置換シラザンアンモノリシス生成物は実施例1に
記載されているように製造され、そしてそれから実施例
1に記載された方法に従ってアセトアミドと反応され
る。アセトアミドはその融点(79〜81℃)以上でそ
の反応混合物から昇華する。その反応混合物が130℃
に達する時、そのフラスコはその昇華したアセトアミド
が熔融しそしてそのポットに戻されるように十分に暖か
くなる。
Example 2 A vinyl-substituted silazane ammonolysis product is prepared as described in Example 1 and then reacted with acetamide according to the method described in Example 1. Acetamide sublimes from the reaction mixture above its melting point (79-81 ° C). 130 ° C.
Is reached, the flask is warm enough to allow the sublimed acetamide to melt and be returned to the pot.

【0019】これが起こるまで、その反応は均質でな
い。その反応温度、使用したアセトアミドの量及びその
生成物の粘度は表2に示される。
Until this occurs, the reaction is not homogeneous. The reaction temperature, the amount of acetamide used and the viscosity of the product are shown in Table 2.

【0020】 表 2 温度(℃) Wt.%(Mol%) 粘度(mPa) 130 0.5(0.6) 425 130 1.0(1.1) 896 130 2.0(2.2) 14,658 130 4.0(4.5) 224,685 150 1.8(2.0) ゲル 140 2.8(3.1) ゲル Table 2 Temperature (° C.) Wt. % (Mol%) Viscosity (mPa) 130 0.5 (0.6) 425 130 1.0 (1.1) 896 130 2.0 (2.2) 14,658 130 4.0 (4.5) 224,685 150 1.8 (2.0) Gel 140 2.8 (3.1) Gel

【0021】実施例3 ビニル置換シラザンアンモノリシス生成物は、実施例1
に記載されているように製造されそしてそれから実施例
1に記載された方法に従ってホルムアミドと反応され
る。その反応温度、使用したホルムアミドの量及びその
生成物の粘度は表3に示される。
Example 3 The vinyl-substituted silazane ammonolysis product was prepared in Example 1
And then reacted with formamide according to the method described in Example 1. The reaction temperature, the amount of formamide used and the viscosity of the product are shown in Table 3.

【0022】 表 3 温度(℃) Wt.%(Mol%) 粘度(mPa) 130 0.6(0.9) 2973 130 0.9(1.3) ゲル 130 1.2(1.7) ゲル 110 0.3(0.4) 1085 110 0.6(0.9) 3421 90 1.2(1.7) ゲル Table 3 Temperature (° C.) Wt. % (Mol%) Viscosity (mPa) 130 0.6 (0.9) 2973 130 0.9 (1.3) Gel 130 1.2 (1.7) Gel 110 0.3 (0.4) 1085 110 0.6 (0.9) 3421 90 1.2 (1.7) gel

【0023】(実施例4) 実施例1に記載の手順を用いて、ジメチルホルムアミド
を、実施例1に記載のようにして調整されたビニル置換
シラザンアンモノリシス生成物と反応させた。反応温
度、用いたジメチルホルムアミドの量及び生成物の粘度
を表4に示す。
Example 4 Using the procedure described in Example 1, dimethylformamide was reacted with a vinyl-substituted silazane ammonolysis product prepared as described in Example 1. Table 4 shows the reaction temperature, the amount of dimethylformamide used, and the viscosity of the product.

【0024】 表 4 温度(℃) 重量%(モル%) 粘度(mPa) 130 2.0(1.8) 1180 130 4.0(3.7) 3610 130 5.0(4.6) ゲル状 130 20.0(22.0) 固形 Table 4 Temperature (° C.) Weight% (mol%) Viscosity (mPa) 130 2.0 (1.8) 1180 130 4.0 (3.7) 3610 130 5.0 (4.6) Gel 130 20.0 (22.0) solid

【0025】実施例5 実施例1に記載の手順を用いて、チオベンズアミドを、
実施例1に記載のようにして調整されたビニル置換シラ
ザンアンモノリシス生成物と反応させた。反応温度、用
いたチオベンズアミドの量及び生成物の粘度を表5に示
す。
Example 5 Using the procedure described in Example 1, thiobenzamide was converted to
Reaction with a vinyl-substituted silazane ammonolysis product prepared as described in Example 1. Table 5 shows the reaction temperature, the amount of thiobenzamide used, and the viscosity of the product.

【0026】 表 5 温度(℃) 重量%(モル%) 粘度(mPa) 130 4.7(2.3) 1,455 130 9.2(4.7) 19,268 Table 5 Temperature (° C.) Weight% (mol%) Viscosity (mPa) 130 4.7 (2.3) 1,455 130 9.2 (4.7) 19,268

【0027】実施例6 実施例1に記載の手順を用いて、N−メチルチオ尿素
を、実施例1に記載のようにして調整されたビニル置換
シラザンアンモノリシス生成物と反応させた。反応温
度、N−メチルチオ尿素の量及び生成物の粘度を表6に
示す。
Example 6 Using the procedure described in Example 1, N-methylthiourea was reacted with a vinyl-substituted silazane ammonolysis product prepared as described in Example 1. Table 6 shows the reaction temperature, the amount of N-methylthiourea and the viscosity of the product.

【0028】 表 6 温度(℃) 重量%(モル%) 粘度(mPa) 90 1.0(0.7) 407 120 1.0(0.7) 2437 120 0.5(0.4) 1271 Table 6 Temperature (° C.) Weight% (mol%) Viscosity (mPa) 90 1.0 (0.7) 407 120 1.0 (0.7) 2437 120 0.5 (0.4) 1271

【0029】実施例7 1オンスのガラス容器に撹拌棒及び隔壁を取り付け、窒
素でパージした。容器に、実施例2に記載のようにして
2.0重量%のアセトアミド及び130℃の反応温度を
用いて調整したアセトアミド変性ポリシラザンを入れ
た。ジクミルペルオキシド(0.5重量%)を加えた。
窒素導入ニードルを用いて容器中において窒素雰囲気を
保持し、反応混合物を油浴中で加熱した。温度が130
〜140℃に達すると、反応混合物は明澄な油から不透
明な固体に変化した。熱重量分析(TGA)を行った
(10℃/分、窒素雰囲気、25〜950℃)。固体の
アミド変性ポリシラザンは黒色セラミック材料の77重
量%のTGA収率を有していた。
Example 7 A 1 oz glass vessel was fitted with a stir bar and septum and purged with nitrogen. The vessel was charged with 2.0% by weight acetamide and acetamide-modified polysilazane prepared as described in Example 2 using a reaction temperature of 130 ° C. Dicumyl peroxide (0.5% by weight) was added.
A nitrogen atmosphere was maintained in the vessel using a nitrogen introduction needle and the reaction mixture was heated in an oil bath. Temperature 130
Upon reaching 140140 ° C., the reaction mixture changed from a clear oil to an opaque solid. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed (10 ° C / min, nitrogen atmosphere, 25-950 ° C). The solid amide-modified polysilazane had a TGA yield of 77% by weight of the black ceramic material.

【0030】実施例8 実施例2に記載のようにして、1重量%のアセトアミド
及び130℃の反応温度を用いてアセトアミド変性ポリ
シラザンを調整した。液状のポリシラザンを固体に熱硬
化させ、熱重量分析を実施例6に記載のようにして行っ
た。固体のポリシラザンは黒色セラミック材料の79重
量%のTGA収率を有していた。
Example 8 Acetamide-modified polysilazane was prepared as described in Example 2 using 1% by weight of acetamide and a reaction temperature of 130 ° C. The liquid polysilazane was thermoset to a solid and thermogravimetric analysis was performed as described in Example 6. The solid polysilazane had a TGA yield of 79% by weight of the black ceramic material.

【0031】実施例9 実施例3に記載のようにして、0.6重量%のホルムア
ミド及び120℃の反応温度を用いてホルムアミド変性
ポリシラザンを調整した。液状のポリシラザンは61重
量%のTGA収率を有していた(20℃/分、窒素雰囲
気、25〜950℃)。
Example 9 A formamide-modified polysilazane was prepared as described in Example 3, using 0.6% by weight of formamide and a reaction temperature of 120 ° C. The liquid polysilazane had a TGA yield of 61% by weight (20 ° C./min, nitrogen atmosphere, 25-950 ° C.).

【0032】次に、実施例6に記載のようにして、ホル
ムアミド変性ポリシラザンを固体に熱硬化させた。固体
のポリシラザンは黒色セラミック材料の73重量%のT
GA収率を有していた。
Next, as described in Example 6, the formamide-modified polysilazane was thermally cured to a solid. The solid polysilazane is 73% T by weight of the black ceramic material.
It had a GA yield.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 594142403 1300 Marrows Road,Ne wark,Delaware 19714− 6077,United States o f America (72)発明者 ジョアン・マリー・シュワーク アメリカ合衆国デラウェア州19804,ウ ィルミントン,ベントウッド・コート 2056 (56)参考文献 特開 平2−222455(JP,A) 特開 平3−252425(JP,A) 特開 昭62−290730(JP,A) 特開 昭60−226890(JP,A) 特開 平1−129029(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/62 C01B 21/068 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (73) Patent holder 594142403 1300 Marrows Road, New work, Delaware 19714-6077, United States of America (72) Joan Marie Schwark Inventor Wilmington, Delaware, United States of America 19804 Bentwood Court 2056 (56) References JP-A-2-222455 (JP, A) JP-A-3-252425 (JP, A) JP-A-62-290730 (JP, A) JP-A-60-226890 ( JP, A) JP-A-1-129029 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 77/62 C01B 21/068

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1)アンモニアあるいはアンモニアと
置換又は非置換の炭素原子数1〜4のアルキル若しくは
アリールアミンとの混合物を、RSiX3、RR'SiX
2及びこれらの混合物から選択されるハロゲン化ケイ素
化合物と反応させることによってシラザンアンモノリシ
ス生成物を調製し、ここで、XはCl、Br又はIであ
り、R及びR'は、同一又は異なり、H、置換若しくは
非置換の炭素原子数1〜6のアルキル、アリール、炭素
原子数2〜6のアルケニル及び炭素原子数2〜6のアル
キニル基から選択され、そして反応混合物はSi−H結
合を有する少なくとも1種のハロゲン化ケイ素化合物を
含み、(2)シラザンアンモノリシス生成物を、アンモ
ノリシス生成物の重量を基準として0.1〜30重量%
の有機アミド又はチオアミドと混合し、そして(3)3
0〜300℃の温度に加熱することを特徴とする有機ハ
ロシランのアンモノリシスによってシラザンポリマーを
製造する方法。
1. A (1) A mixture of ammonia or ammonia and a substituted or unsubstituted alkyl or aryl amines of 1-4 carbon atoms, RSiX 3, RR'SiX
A silazane ammonolysis product is prepared by reacting with a silicon halide compound selected from 2 and mixtures thereof, wherein X is Cl, Br or I, and R and R ′ are the same or different. , H, substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 6 carbon atoms, aryl, alkenyl having 2 to 6 carbon atoms and alkynyl having 2 to 6 carbon atoms, and the reaction mixture has a Si-H bond. (2) a silazane ammonolysis product comprising at least one silicon halide compound having 0.1% to 30% by weight based on the weight of the ammonolysis product;
And (3) 3
A method for producing a silazane polymer by ammonolysis of an organohalosilane, wherein the method is heated to a temperature of 0 to 300 ° C.
【請求項2】 ハロゲン化ケイ素化合物が、更にRR'
R”SiX、SiX4又はこれらの混合物(ここでR”
はR及びR'と同一の意味を有する)を更に含む請求項
1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the silicon halide compound further comprises RR ′
R "SiX, SiX 4 or mixtures thereof (wherein R"
Has the same meaning as R and R ').
【請求項3】 110〜180℃の温度に加熱すること
を更に特徴とする請求項1又は2記載の方法。
3. The method according to claim 1, further comprising heating to a temperature of 110 to 180 ° C.
【請求項4】 使用する有機アミド又はチオアミドの量
が0.5〜5重量%であることを更に特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の方法。
4. The process according to claim 1, wherein the amount of the organic amide or thioamide used is from 0.5 to 5% by weight.
【請求項5】 ポリマーが少なくとも1つのアルケニル
またはアルキニル基を含み、そしてエネルギーを供給し
て遊離基を生成させることによってポリマーが硬化され
るか、またはポリマーがUV光または電子線放射にさら
されることによって硬化される、請求項1〜4のいずれ
かに記載の方法。
5. The polymer comprises at least one alkenyl or alkynyl group, and the polymer is cured by supplying energy to generate free radicals, or the polymer is exposed to UV light or electron beam radiation. The method according to any of the preceding claims, wherein the method is cured by:
【請求項6】 R基及びR'基の少なくとも一方が炭素
原子数2〜6のアルケニル又はアルキニル基であり、加
熱工程の後にエネルギーを供給して遊離基を生成させて
ポリマーを架橋させることを更に特徴とする請求項5に
記載の方法。
6. A method according to claim 1, wherein at least one of the R group and the R ′ group is an alkenyl or alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and supplies energy after the heating step to form free radicals to crosslink the polymer. The method of claim 5, further comprising:
【請求項7】 ポリマーが接着剤またはシーラントとし
て、またはフィルムまたは被覆として、またはバインダ
ーとして適用されることをさらに特徴とする、請求項1
〜6のいずれかに記載の方法。
7. The method according to claim 1, further comprising applying the polymer as an adhesive or sealant, as a film or coating, or as a binder.
7. The method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかに記載の方法に
よって得られたポリマーから窒化ケイ素含有セラミック
を製造するための方法であって、ポリマーを不活性雰囲
気又はアンモニア含有雰囲気中において少なくとも80
0℃の温度で熱分解して窒化ケイ素含有セラミックを得
ることを特徴とする方法。
8. A method for producing a silicon nitride-containing ceramic from a polymer obtained by the method according to claim 1, wherein the polymer is at least 80% in an inert atmosphere or an ammonia-containing atmosphere.
A method comprising pyrolyzing at a temperature of 0 ° C. to obtain a silicon nitride-containing ceramic.
【請求項9】 得られた窒化ケイ素含有セラミックがセ
ラミック繊維またはフォーム、または複合構造体の形態
であることをさらに特徴とする、請求項8に記載の方
法。
9. The method according to claim 8, wherein the obtained silicon nitride-containing ceramic is in the form of ceramic fibers or foam, or a composite structure.
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