JP3212400B2 - Composition for ceramic coating and coating method - Google Patents

Composition for ceramic coating and coating method

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JP3212400B2
JP3212400B2 JP03075093A JP3075093A JP3212400B2 JP 3212400 B2 JP3212400 B2 JP 3212400B2 JP 03075093 A JP03075093 A JP 03075093A JP 3075093 A JP3075093 A JP 3075093A JP 3212400 B2 JP3212400 B2 JP 3212400B2
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alcohol
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直 鈴木
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、変性ポリシラザンを必
須成分とし、耐熱性、耐摩耗性、耐食性に優れた被覆膜
を形成できるセラミックコーティング用組成物、及びこ
れを用いたセラミックコーティング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic coating composition comprising a modified polysilazane as an essential component and capable of forming a coating film having excellent heat resistance, abrasion resistance and corrosion resistance, and a ceramic coating method using the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】高度の耐熱、耐摩耗、耐食性を得るため
には、有機系塗料では不十分であり、セラミックス系コ
ーティングが用いられる。従来、セラミックス系コーテ
ィングの形成方法としては、PVD(スパッタ法等)、
CVD、ゾル−ゲル法、ポリチタノカルボシラン系塗
料、ポリ(ジシル)シラザン系塗料、ポリシラザン系塗
料、ポリメタロシラザン系塗料などが知られている。
2. Description of the Related Art In order to obtain high heat resistance, abrasion resistance and corrosion resistance, organic coatings are not sufficient, and ceramic coatings are used. Conventionally, as a method of forming a ceramic coating, PVD (sputtering method, etc.),
CVD, sol-gel methods, polytitanocarbosilane-based coatings, poly (disil) silazane-based coatings, polysilazane-based coatings, polymetallosilazane-based coatings, and the like are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の如きセラミック
ス系コーティング法が知られているが、いずれも問題が
ある。すなわち、PVD,CVD法では装置が高価であ
る。ゾル−ゲル法では、必要焼成温度が500℃以上と
高い。ポリチタノカルボシラン系塗料では低温焼成(4
00℃以下)における表面強度が不十分である。ポリ
(ジシル)シラザン系重合体を用いたものは、施工に難
があり、クラックが発生する。ポリシラザン、ポリメタ
ロシラザンコーティングでは、200〜500℃で焼成
できるが、300℃未満の焼成では膜質が必ずしも良好
でない。
The above-mentioned ceramic coating methods are known, but all have problems. That is, the apparatus is expensive in the PVD and CVD methods. In the sol-gel method, the required firing temperature is as high as 500 ° C. or higher. Low-temperature baking (4
(Less than 00 ° C.). Those using a poly (disil) silazane-based polymer have difficulty in construction and cause cracks. Polysilazane and polymetallosilazane coatings can be fired at 200 to 500 ° C, but firing at less than 300 ° C does not necessarily result in good film quality.

【0004】そこで、本発明は、上記の如き従来技術に
おける問題を解決し、低温(50℃〜350℃)焼成に
より、容易に(従来に比べて少ない手間で、安価なアル
コールを用いて、)耐熱性、耐摩耗性、耐食性に優れ、
クラックのない緻密な塗膜を与えるコーティング用組成
物とその施工法を提供すること、を目的とする。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and can be easily (by using less expensive alcohol and less expensive alcohol) by firing at a low temperature (50 ° C. to 350 ° C.). Excellent heat resistance, wear resistance, corrosion resistance,
An object of the present invention is to provide a coating composition that gives a dense coating film without cracks, and a method for applying the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意検討した結果、ポリシラザンに
容易に入手できる、アルコールを付加させることによ
り、該付加物の塗膜を空気中で焼成する際の硬化反応が
促進され、従来よりも低い焼成温度で良好な被覆が形成
されることを見出した。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by adding an easily available alcohol to polysilazane, the coating film of the adduct was air-cooled. It has been found that the curing reaction when firing in a medium is promoted, and a good coating is formed at a firing temperature lower than before.

【0006】こうして、本発明によれば、主として一般
式(I):
Thus, according to the present invention, mainly the general formula (I):

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】(但し、R1 ,R2 ,R3 はそれぞれ独立
に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ素に直
結する基が炭素である基、アルキルシリル基、アルキル
アミノ基、アルコキシ基を表わす。ただし、R1 ,R
2 ,R3 のうち少なくとも1つは水素原子である。)で
表わされる単位からなる主骨格を有する数平均分子量が
100〜5万のポリシラザンとアルコール(アミノアル
コールを除く。)を反応させて得られる、アルコール/
ポリシラザン重量比が0.001〜2の範囲内かつ数平
均分子量が約100〜50万のアルコール付加ポリシラ
ザンを少なくとも含有するセラミックコーティング用組
成物が提供される。
(However, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group other than these groups in which carbon is directly bonded to silicon.) , An alkylsilyl group, an alkylamino group, or an alkoxy group, provided that R 1 , R
At least one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom. The number average molecular weight having a main skeleton composed of units represented by) is 100 to 50,000 polysilazane and alcohol (Aminoaru
Excluding calls. ) , The alcohol /
A ceramic coating composition comprising at least an alcohol-added polysilazane having a polysilazane weight ratio in the range of 0.001 to 2 and a number average molecular weight of about 100 to 500,000 is provided.

【0009】本発明においてコーティング組成物の必須
成分として用いられるアルコール付加ポリシラザンは、
ポリシラザンの全骨格中の少なくとも一部のケイ素原子
に結合した水素原子とアルコールとが反応して、ポリシ
ラザン中のケイ素原子がアルコールと縮合した側鎖基あ
るいは末端基を有することを特徴とする化合物である。
The alcohol-added polysilazane used as an essential component of the coating composition in the present invention is
A compound in which a hydrogen atom bonded to at least a part of silicon atoms in the entire skeleton of polysilazane reacts with an alcohol, and the silicon atom in polysilazane has a side chain group or a terminal group condensed with the alcohol. is there.

【0010】ポリシラザンとアルコールとの反応では、
アルコール(HO−R4 :アルコール)のOH基とポリ
シラザンのSiH基の間で脱水素縮合反応が起こり、下
記の如くSi−O−C結合が形成される。
In the reaction between polysilazane and alcohol,
Alcohol (HO-R 4 : Alcohol) and the dehydrocondensation reaction occurs between the OH group of the polysilazane and the SiH group of the polysilazane, and a Si-OC bond is formed as described below.

【0011】[0011]

【化3】 Embedded image

【0012】本発明で用いるアルコール付加ポリシラザ
ンの数平均分子量は100〜50万、好ましくは500
〜10,000の範囲内である。本発明に用いるアルコ
ール付加ポリシラザンを製造する方法は、ポリシラザン
とアルコールを無溶媒または溶媒中で、反応させること
からなる。本発明に用いるアルコールは沸点110℃以
上のアルコールが好ましい。例を挙げるとブタノール、
ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、メトキシエ
タノール、エトキシエタノール、フルフリルアルコール
等がある。
The number average molecular weight of the alcohol-added polysilazane used in the present invention is 100,000 to 500,000, preferably 500.
It is in the range of 10,000 to 10,000. The method for producing an alcohol-added polysilazane used in the present invention comprises reacting polysilazane and an alcohol without a solvent or in a solvent. The alcohol used in the present invention is preferably an alcohol having a boiling point of 110 ° C. or higher. For example, butanol,
Hexanol, octanol, nonanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, furfuryl alcohol and the like.

【0013】用いるポリシラザンは、分子内に少なくと
もSi−H結合、あるいはN−H結合を有するポリシラ
ザンであればよく、ポリシラザン単独は勿論のこと、ポ
リシラザンと他のポリマーとの共重合体やポリシラザン
と他の化合物との混合物でも利用できる。用いるポリシ
ラザンには、鎖状、環状、あるいは架橋構造を有するも
の、あるいは分子内にこれら複数の構造を同時に有する
ものがあり、これら単独でもあるいは混合物でも利用で
きる。
The polysilazane to be used may be any polysilazane having at least a Si—H bond or an N—H bond in the molecule. Not only polysilazane alone, but also a copolymer of polysilazane with another polymer or polysilazane with other polysilazane may be used. Can also be used as a mixture with the compound of formula (1). The polysilazane to be used includes a polysilazane having a chain, cyclic or cross-linked structure, and a polysilazane having a plurality of these structures in a molecule at the same time, and these can be used alone or as a mixture.

【0014】用いるポリシラザンの代表例としては下記
のようなものがあるが、これらに限定されるものではな
い。一般式(I)でR1 ,R2 、及びR3 に水素原子を
有するものは、ペルヒドロポリシラザンであり、その製
造法は例えば特開昭60−145903号公報、D.Seyf
erthらCommunication of Am.Cer.Soc., C-13,January
1983.に報告されている。これらの方法で得られ
るものは、種々の構造を有するポリマーの混合物である
が、基本的には分子内に鎖状部分と環状部分を含み、
The following are typical examples of the polysilazane to be used, but are not limited thereto. In the general formula (I), those having a hydrogen atom at R 1 , R 2 and R 3 are perhydropolysilazanes, and their production methods are described, for example, in JP-A-60-145903, D. Seyf
erth et al. Communication of Am. Cer. Soc., C-13, January
1983. Has been reported to. What is obtained by these methods is a mixture of polymers having various structures, but basically contains a chain portion and a cyclic portion in the molecule,

【0015】[0015]

【化4】 Embedded image

【0016】の化学的で表わすことができる。ペルヒド
ロポリシラザンの構造の一例を示すと下記の如くであ
る。
Can be represented by the following chemical formula: An example of the structure of perhydropolysilazane is as follows.

【0017】[0017]

【化5】 Embedded image

【0018】一般式(I)でR1 及びR2 に水素原子、
3 にメチル基を有するポリシラザンの製造方法は、D.
SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Che
m,.25,10(1984) に報告されている。この
方法により得られるポリシラザンは、繰り返し単位が−
(SiH2 NCH3 )−の鎖状ポリマーと環状ポリマー
であり、いずれも架橋構造をもたない。
In the general formula (I), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom,
A method for producing a polysilazane having a methyl group at R 3 is described in D.
Seyferth et al.Polym.Prepr., Am.Chem.Soc., Div.Polym.Che
m ,. 25 , 10 (1984). The polysilazane obtained by this method has a repeating unit of-
It is a chain polymer and a cyclic polymer of (SiH 2 NCH 3 ) —, and neither has a crosslinked structure.

【0019】一般式(I)でR1 及びR3 に水素原子、
2 に有機基を有するポリオルガノ(ヒドロ)シラザン
の製造法は、D.SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,
Div.Polym.Chem.,25,10(1984)、特開昭61
−89230号公報に報告されている。これらの方法に
より得られるポリシラザンには、−(R2 SiHNH)
−を繰り返し単位として、主として重合度が3〜5の環
状構造を有するものや(R3 SiHNH)X 〔(R2
iH)1.5 N〕1-X (0.4<x<1)の化学式で示せ
る分子内に鎖状構造と環状構造を同時に有するものがあ
る。
In the general formula (I), R 1 and R 3 represent a hydrogen atom,
A method for producing a polyorgano (hydro) silazane having an organic group at R 2 is described in D. Seyferth et al., Polym. Prepr., Am. Chem. Soc.,
Div. Polym. Chem., 25 , 10 (1984);
-89230. The polysilazane obtained by these methods includes-(R 2 SiHNH)
-As a repeating unit having a cyclic structure having a degree of polymerization of 3 to 5 or (R 3 SiHNH) x [(R 2 S
iH) 1.5 N] 1-X (0.4 <x <1) Some molecules have both a chain structure and a cyclic structure in a molecule represented by the chemical formula.

【0020】一般式(I)でR1 に水素原子、R2 及び
3 に有機基を有するポリシラザン、またR1 及びR2
に有機基、R3 に水素原子を有するものは−(R12
SiNR3 )−を繰り返し単位として、主に重合度が3
〜5の環状構造を有している。次に用いるポリシラザン
の内、一般式(I)以外のものの代表例をあげる。
In the general formula (I), polysilazane having a hydrogen atom for R 1 and an organic group for R 2 and R 3 , R 1 and R 2
Having an organic group and a hydrogen atom at R 3 is-(R 1 R 2
SiNR 3 ) — is a repeating unit and the degree of polymerization is mainly 3
-5 ring structures. Next, representative examples of the polysilazane used other than the general formula (I) will be given.

【0021】ポリオルガノ(ヒドロ)シラザンの中に
は、D.SeyferthらCommunication of Am.Cer.Soc., C-1
32, July 1984.が報告されている様な分子内に
架橋構造を有するものもある。一例を示すと下記の如く
である。
Among polyorgano (hydro) silazanes, D. Seyferth et al., Communication of Am. Cer. Soc., C-1.
32, July 1984. Some have a crosslinked structure in the molecule as reported. An example is as follows.

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】また、特開昭49−69717に報告され
ている様なR1 SiX3(X:ハロゲン)のアンモニア分
解によって得られる架橋構造を有するポリシラザン(R
1 Si(NH)X )、あるいはR1 SiX3 及びR2 2
iX2 の共アンモニア分解によって得られる下記の構造
を有するポリシラザンも出発材料として用いることがで
きる。
A polysilazane (R) having a crosslinked structure obtained by ammonia decomposition of R 1 SiX 3 (X: halogen) as reported in JP-A-49-69717.
1 Si (NH) X), or R 1 SiX 3 and R 2 2 S
Polysilazane having the following structure obtained by co-ammonium decomposition of iX 2 can also be used as a starting material.

【0024】[0024]

【化7】 Embedded image

【0025】用いるポリシラザンは、上記の如く一般式
(I)で表わされる単位からなる主骨格を有するが、一
般式(I)で表わされる単位は、上記にも明らかな如く
環状化することがあり、その場合にはその環状部分が末
端基となり、このような環状化がされない場合には、主
骨格の末端はR1 ,R2 ,R3 と同様の基又は水素であ
ることができる。
The polysilazane used has a main skeleton composed of the unit represented by the general formula (I) as described above, but the unit represented by the general formula (I) may be cyclized as is apparent from the above. In such a case, the cyclic portion becomes a terminal group, and when such cyclization is not carried out, the terminal of the main skeleton can be the same group as R 1 , R 2 , R 3 or hydrogen.

【0026】用いるポリシラザンの分子量に特に制約は
なく、入手可能なものを用いることができるが、アルコ
ールとの反応性の点で、式(I)におけるR1 ,R2
及びR3 は立体障害の小さい基が好ましい。即ち、R
1 ,R2 及びR3 としては水素原子及びC1 〜C5 のア
ルキル基が好ましく、水素原子及びC1 〜C2 のアルキ
ル基がさらに好ましい。
There is no particular restriction on the molecular weight of the polysilazane to be used, and any available polysilazane can be used. However, in view of reactivity with alcohol, R 1 , R 2 ,
And R 3 is preferably a group having small steric hindrance. That is, R
1 is preferably an alkyl group of a hydrogen atom and C 1 -C 5 as R 2 and R 3, more preferably an alkyl group having a hydrogen atom and C 1 -C 2.

【0027】ポリシラザンとアルコールとの混合比は、
アルコール/ポリシラザン重量比が0.001から2に
なるように、好ましくは0.01から1になるように、
さらに好ましくは0.05から0.5になる様に加え
る。アルコールの添加量をこれより増やすとポリシラザ
ンの分子量が上がり過ぎてゲル化し、また、少ないと十
分な効果が得られない。
The mixing ratio of polysilazane and alcohol is
So that the alcohol / polysilazane weight ratio is from 0.001 to 2, preferably from 0.01 to 1;
More preferably, it is added so as to be 0.05 to 0.5. If the amount of alcohol added is greater than this, the molecular weight of the polysilazane is too high to cause gelation, and if the amount is small, sufficient effects cannot be obtained.

【0028】反応は、無溶媒で行なうこともできるが、
有機溶媒を使用する時に比べて、反応制御が難しく、ゲ
ル状物質が生成する場合もあるので、一般に有機溶媒を
用いた方が良い。溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪
族炭化水素、脂環式炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン
化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル類、芳香
族アミン類が使用できる。好ましい溶媒としては、例え
ばベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチレン、クロ
ロホルム、n−ヘキサン、エチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ピリジン、メチルピリジン等があり、特に好
ましい溶媒としてはキシレン、ピリジン、メチルピリジ
ン等があげられる。反応に際して、雰囲気は特に限定さ
れないが、通常大気中で行なう。但し、ポリシラザンが
変質するような湿度下は好ましくない。
The reaction can be carried out without solvent,
In general, it is better to use an organic solvent because the reaction control is more difficult than in the case of using an organic solvent and a gel-like substance may be generated. As the solvent, a hydrocarbon solvent of an aromatic hydrocarbon, an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, an aliphatic ether, an alicyclic ether, or an aromatic amine can be used. Preferred solvents include, for example, benzene, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, n-hexane, ethyl ether, tetrahydrofuran, pyridine, methylpyridine and the like, and particularly preferred solvents include xylene, pyridine, methylpyridine and the like. At the time of the reaction, the atmosphere is not particularly limited, but the reaction is usually performed in the air. However, it is not preferable that the humidity is such that the polysilazane deteriorates.

【0029】反応温度は広い範囲にわたって変更するこ
とができ、例えば有機溶媒を使用する場合には、その有
機溶媒の沸点以下の温度に加熱してもよいが、数平均分
子量の高い固体を得るには、引続き有機溶媒の沸点以上
に加熱して有機溶媒を留去させて反応を行なうこともで
きる。反応温度は、一般に150℃以下であるが常温が
好ましい。特に溶媒にキシレンを用いた場合は、コーテ
ィング用溶剤として適しているため、溶媒留去や溶媒置
換の手間がかからない。つまり、ポリシラザンのキシレ
ン溶液にアルコールを添加するだけでよい。
The reaction temperature can be varied over a wide range. For example, when an organic solvent is used, it may be heated to a temperature lower than the boiling point of the organic solvent, but it is necessary to obtain a solid having a high number average molecular weight. The reaction can also be carried out by subsequently heating the organic solvent to a boiling point or higher to distill off the organic solvent. The reaction temperature is generally 150 ° C. or lower, but normal temperature is preferred. In particular, when xylene is used as the solvent, since it is suitable as a coating solvent, there is no need for solvent distillation or solvent replacement. That is, it is only necessary to add alcohol to the xylene solution of polysilazane.

【0030】反応時間は特に重要ではないが、通常、1
〜50時間程度である。反応は一般に常圧付近で行なう
のが好ましい。本発明において、前記アルコール付加ポ
リシラザンを用いてコーティング用組成物を調製するに
は、通常アルコール付加ポリシラザンを溶剤に溶解させ
ればよい。
Although the reaction time is not particularly important, it is usually 1
It is about 50 hours. In general, the reaction is preferably carried out at around normal pressure. In the present invention, in order to prepare a coating composition using the above-mentioned alcohol-added polysilazane, usually, the alcohol-added polysilazane may be dissolved in a solvent.

【0031】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、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。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane, and halogenated benzene, aliphatic ethers, and aliphatic hydrocarbons. Ethers such as cyclic ethers can be used. Preferred solvents are methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride, trichloroethane, halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethane, ethyl ether,
Ethers such as isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, dioxane, dimethyl dioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, pentanehexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane And hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene.

【0032】これらの溶剤を使用する場合、前記アルコ
ール付加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。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、またアルコール付加ポ
リシラザンの平均分子量、分子量分布、その構造によっ
て異なるので、コーティング用組成物中溶剤は90重量
%程度まで混合することができ、好ましくは固形分濃度
が10〜50重量%の範囲で混合することができる。
When these solvents are used, two or more kinds of solvents may be mixed to adjust the solubility of the alcohol-added polysilazane and the evaporation rate of the solvent. The amount (proportion) of the solvent used is selected so as to improve the workability depending on the coating method to be employed, and varies depending on the average molecular weight, molecular weight distribution and structure of the alcohol-added polysilazane. Therefore, the solvent in the coating composition is about 90% by weight. , And preferably at a solid content of 10 to 50% by weight.

【0033】また溶剤濃度はアルコール付加ポリシラザ
ンの平均分子量、分子量分布、その構造によって異なる
が、通常0〜90重量%の範囲で良い結果が得られる。
また、本発明においては、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。
The concentration of the solvent varies depending on the average molecular weight, molecular weight distribution and structure of the alcohol-added polysilazane, but good results are usually obtained in the range of 0 to 90% by weight.
In the present invention, a suitable filler may be added as needed. Examples of fillers include silica, alumina,
Examples include fine powders of oxide-based inorganic substances such as zirconia and mica, or non-oxide-based inorganic substances such as silicon carbide and silicon nitride. Depending on the application, aluminum, zinc,
Addition of a metal powder such as copper is also possible. 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: zinc oxide, alumina,
Metal oxides such as magnesia, titanium oxide, and beryllium oxide: barium sulfate, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, carbon fluoride, and other inorganic substances: metal powders such as aluminum, bronze, lead, stainless steel, and zinc: carbon black, coke, Examples include carbon materials such as graphite, pyrolytic carbon, and hollow carbon spheres.

【0034】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アルコール付加ポ
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 used alone or in various shapes such as needles (including whiskers), granules, and scales.
A mixture of more than one species can be used. 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 to 10 parts by weight based on 1 part by weight of the alcohol-added polysilazane.
The range is 3 parts by weight. Further, the surface of the filler may be used after being subjected to a coupling agent treatment, vapor deposition, plating or the like.

【0035】コーティング用組成物には、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。本発明によれば、
同様にして、上記の如きコーティング用組成物を用いた
コーティング方法が提供され、このコーティング方法は
上記のコーティング用組成物を基盤に1回又は2回以上
繰り返し塗布した後、焼成し珪素−窒素−酸素系又は珪
素−窒素−酸素−炭素系セラミックスから成る被覆膜を
形成させることを特徴とするものである。
The coating composition may contain various pigments, leveling agents, defoaming agents, antistatic agents, ultraviolet absorbers, pH adjusters, dispersants, surface modifiers, plasticizers, drying accelerators, if necessary. An anti-flow agent may be added. According to the present invention,
Similarly, there is provided a coating method using the coating composition as described above. This coating method is repeatedly applied once or twice or more to the above-mentioned coating composition on a substrate, and then baked to obtain silicon-nitrogen- It is characterized in that a coating film made of oxygen-based or silicon-nitrogen-oxygen-carbon-based ceramics is formed.

【0036】コーティング組成物を塗布する基盤は、特
に限定されず、金属、セラミックス、プラスチックス等
のいずれでもよい。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、つまりスピンコート、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。
The substrate on which the coating composition is applied is not particularly limited, and may be any of metals, ceramics, plastics and the like. As a coating means as a coating, a usual coating method, that is, spin coating, dipping, roll coating, bar coating, brush coating, spray coating, flow coating or the like is used. Also, sand the base before applying,
If surface treatment is performed by degreasing, various blasts, etc., the adhesion performance of the coating composition is improved.

【0037】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。この焼成によってアルコ
ール付加ポリシラザンは架橋、縮合、あるいは、焼成雰
囲気によっては酸化、加水分解して硬化し、強靱な被覆
を形成する。上記焼成条件はアルコール付加ポリシラザ
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50℃〜1000℃の範囲の温度
で焼成する。好ましい焼成温度は250℃〜350℃の
範囲である。焼成雰囲気は空気中あるいは不活性ガス等
のいずれであってもよいが、空気中がより好ましい。空
気中での焼成によりアルコール付加ポリシラザンの酸
化、あるいは空気中に共存する水蒸気による加水分解が
進行し、上記のような低い焼成温度てSi−O結合ある
いはSi−N結合を主体とする強靱な被覆の形成が可能
となる。
After coating by such a method and sufficiently drying, heating and baking are performed. By this baking, the alcohol-added polysilazane is crosslinked, condensed, or, depending on the baking atmosphere, oxidized and hydrolyzed to be hardened to form a tough coating. The calcination conditions vary depending on the molecular weight and structure of the alcohol-added polysilazane, but calcination is performed at a gentle temperature increase rate of 0.5 to 10C / min at a temperature in the range of 50C to 1000C. Preferred firing temperatures range from 250 ° C to 350 ° C. The firing atmosphere may be either in the air or an inert gas, but more preferably in the air. Oxidation of the alcohol-added polysilazane due to calcination in air or hydrolysis by water vapor coexisting in the air proceeds, and a tough coating mainly composed of Si—O bonds or Si—N bonds at the above low calcination temperature. Can be formed.

【0038】コーティングするアルコール付加ポリシラ
ザンの種類によっては、限られた焼成条件ではセラミッ
クスへの転化が不完全である場合があり、この場合には
焼成後の被覆膜を50℃未満の条件で長時間保持し、被
覆膜の性質を向上させることが可能である。この場合の
保持雰囲気は空気中が好ましく、また水蒸気圧を高めた
湿潤空気中でも更に好ましい。保持する時間は特に限定
されるものではないが、10分以上30日以内が現実的
に適当である。また保持温度は特に限定されるものでは
ないが、0℃以上50℃未満が現実的に適当である。こ
こで50℃以上で保持することも当然有効であるが、本
文では50℃以上での加熱操作を「焼成」と定義してい
る。即ち、ある温度で一定時間焼成した後、温度を例え
ば50℃に下げて長時間焼成することも有効であるが、
この操作は前述の「加熱・焼成」操作の一類型である。
Depending on the type of the alcohol-added polysilazane to be coated, conversion to ceramics may be incomplete under limited firing conditions. In this case, the coated film after firing may be lengthened at a temperature of less than 50 ° C. It is possible to keep the time and improve the properties of the coating film. In this case, the holding atmosphere is preferably in air, and more preferably in humid air having an increased water vapor pressure. The holding time is not particularly limited, but it is practically appropriate that the holding time is 10 minutes or more and 30 days or less. Further, the holding temperature is not particularly limited, but a temperature of 0 ° C. or more and less than 50 ° C. is practically appropriate. Although it is naturally effective to maintain the temperature at 50 ° C. or higher, the heating operation at 50 ° C. or higher is defined as “firing” in the text. That is, after baking at a certain temperature for a certain period of time, it is also effective to bake for a long time by lowering the temperature to, for example, 50 ° C.,
This operation is a type of the “heating and firing” operation described above.

【0039】この空気中での保持によりアルコール付加
ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に共存する水蒸気
による加水分解が更に進行し、セラミックスへの転化が
完了して、性質のより向上した、より強靱な被覆膜の形
成が可能となる。以上の方法によれば焼成温度が低下で
き、高い焼成温度に起因する種々の問題を軽減すること
ができる。
Oxidation of the alcohol-added polysilazane or hydrolysis by water vapor coexisting in the air further proceeds by holding in air, and the conversion to ceramics is completed. A covering film can be formed. According to the above method, the firing temperature can be lowered, and various problems caused by the high firing temperature can be reduced.

【0040】更に、コーティングするアルコール付加ポ
リシラザンの種類によっては、50℃以上での焼成を全
く行なわず、塗布後の被覆膜を50℃未満の条件で長時
間保持し、被覆膜の性質を向上させることが可能であ
る。この場合の保持雰囲気は空気中が好ましく、また水
蒸気圧を高めた湿潤空気中でも更に好ましい。保持する
時間は特に限定されるものではないが、10分以上30
日以内が現実的に適当である。また保持温度は特に限定
されるものではないが、0℃以上50℃未満が現実的に
適当である。ここで50℃以上で保持することも当然有
効であるが、本文では50℃以上での加熱操作を「焼
成」と定義している。この空気中での保持によりアルコ
ール付加ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に共存す
る水蒸気による加水分解が進行し、セラミックスへの転
化が完了して、Si−O結合あるいはSi−N結合を主
体とした強靱な被覆膜の形成が可能となる。以上の方法
によれば高い焼成温度に起因する種々の問題を大幅に軽
減することができ、場合によっては室温付近でのセラミ
ックスへの転化が可能となる。
Further, depending on the type of the alcohol-added polysilazane to be coated, calcination at 50 ° C. or more is not performed at all, and the coated film after application is held for a long time under a condition of less than 50 ° C. to improve the properties of the coated film. It is possible to improve. In this case, the holding atmosphere is preferably in air, and more preferably in humid air having an increased water vapor pressure. The holding time is not particularly limited, but is 10 minutes or more and 30 minutes or more.
Within days is practically appropriate. Further, the holding temperature is not particularly limited, but a temperature of 0 ° C. or more and less than 50 ° C. is practically appropriate. Although it is naturally effective to maintain the temperature at 50 ° C. or higher, the heating operation at 50 ° C. or higher is defined as “firing” in the text. Oxidation of the alcohol-added polysilazane or hydrolysis by water vapor coexisting in the air proceeds by holding in air, and the conversion to ceramics is completed, and the toughness mainly containing Si—O bonds or Si—N bonds is obtained. This makes it possible to form a simple coating film. According to the above method, various problems caused by a high firing temperature can be significantly reduced, and in some cases, conversion to ceramics at around room temperature becomes possible.

【0041】[0041]

〔原料ペルヒドロポリシラザンの製造〕[Production of raw material perhydropolysilazane]

内容積11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(SiH2 Cl・2C55 N)が
生成した。反応混合物を氷冷し、攪拌しながら、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。
A four-necked flask having an inner volume of 11 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. Next, when 51.6 g of dichlorosilane was added, an adduct (SiH 2 Cl.2C 5 H 5 N) as a white solid 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.

【0042】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。ろ液5mlから溶媒を減去留
去すると樹脂状固体ペルヒドロポリシラザン0.1gが
得られた。得られたポリマーの数平均分子量は、凝固点
降下法(溶媒:乾燥ベンゼン)により測定したところ、
960であった。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:1
0.2g/1)は、波数(cm-1)3340(見かけの吸
光係数ε=0.5571g-1cm-1)、及び1175のN
Hに基づく吸収;2160(ε=3.14)のSiHに
基づく吸収;1020〜820のSiH及びSiNSi
に基づく吸収を示した。 1HNMR(プロトン核磁気共
鳴)スペクトル(60MHz 、溶媒CDCl3 /基準物質
TMS)は、いずれも幅広い吸収を示している。即ち、
δ4.8及び4.4(br.,SiH);1.5(b
r.,NH)の吸収が観測された。この無機シラザンの
ピリジン溶液(無機シラザンの濃度、5.24重量%)
100mlを内容積300mlの耐圧反応容器に入れ、窒素
雰囲気、密閉系で90℃で3時間攪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1.0kg/cm2 上昇した。室温に冷却後、乾燥エチル
ベンゼン200mlを加え、圧力3〜5mmHg、温度50〜
70℃で溶媒を除いたところ、4.68gの粘性液体が
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。前記粘性液体の数平均分子量は、GPCにより測定
したところ1320であった。また、そのIRスペクト
ル(溶媒:エチルベンゼン)の分析の結果、波数(c
m-1)3350および1175のNHに基づく吸収;2
170のSiHに基づく吸収;1020〜820のSi
H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
(CDCl3 ,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,SiH
2 ),δ4.4(br,SiH3 ),δ1.5(br,N
H)の吸収が観測された。(SiH2 )/(SiH3
=4.1であった。
After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry pyridine, and then filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 850 ml of a filtrate. The solvent was distilled off from 5 ml of the filtrate to obtain 0.1 g of resinous solid perhydropolysilazane. The number average molecular weight of the obtained polymer was measured by freezing point depression method (solvent: dry benzene).
960. IR (infrared absorption) spectrum (solvent:
Concentration of dry o-xylene; perhydropolysilazane: 1
0.2 g / 1) has a wave number (cm -1 ) of 3340 (apparent extinction coefficient ε = 0.5571 g -1 cm -1 ) and an N of 1175
Absorption based on H; Absorption based on SiH at 2160 (ε = 3.14); SiH and SiNSi from 1024 to 820
Based on the absorption. 1 H NMR (proton nuclear magnetic resonance) spectra (60 MHz, solvent CDCl 3 / standard substance TMS) all show broad absorption. That is,
δ 4.8 and 4.4 (br., SiH); 1.5 (b
r. , NH) was observed. A pyridine solution of this inorganic silazane (concentration of inorganic silazane, 5.24% by weight)
100 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and the reaction was carried out while stirring at 90 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere and in a closed system. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure increased by 1.0 kg / cm 2 before and after the reaction. After cooling to room temperature, 200 ml of dry ethylbenzene was added, the pressure was 3 to 5 mmHg, and the temperature was 50 to 50 mmHg.
After removing the solvent at 70 ° C., 4.68 g of a viscous liquid was obtained. This powder was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform and other organic solvents. The number average molecular weight of the viscous liquid was 1,320 as measured by GPC. As a result of analyzing the IR spectrum (solvent: ethylbenzene), the wave number (c
m -1 ) NH-based absorption of 3350 and 1175; 2
Absorption based on SiH of 170;
It was confirmed to show absorption based on H and SiNSi. Further, when the 1 H NMR spectrum (CDCl 3 , TMS) of the polymer powder was analyzed, each of them showed a wide absorption. That is, δ4.8 (br, SiH
2 ), δ 4.4 (br, SiH 3 ), δ 1.5 (br, N
H) absorption was observed. (SiH 2 ) / (SiH 3 )
= 4.1.

【0043】参考例2 (焼成時のセラミックス化の評価)一般にポリシラザン
の焼成時には、Si−R1 ,N−R2 (R1 ,R2 は水
素原子、またはアルキル基等を示す)結合の切断と、S
i−N,Si−O結合の生成(後者は酸化性雰囲気下で
の焼成時に限る)が起こり、ポリシラザンは窒化珪素、
シリコンオキシナイトライド、シリカなどのセラミック
スに転化する。この過程をセラミックス化と称する。本
比較例または実施例では焼成を大気雰囲気下で行なった
ためポリシラザンは主にシリカに変化したが、このセラ
ミックス化の進行の半定量的評価をIR法にて行なっ
た。
Reference Example 2 (Evaluation of ceramic formation during firing) In general, during firing of polysilazane, breaking of Si—R 1 , N—R 2 (R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an alkyl group) bond And S
The formation of i-N, Si-O bonds (the latter is limited to firing in an oxidizing atmosphere) occurs, and polysilazane is silicon nitride,
Converted to ceramics such as silicon oxynitride and silica. This process is called ceramicization. In this Comparative Example or Example, the polysilazane was mainly changed to silica because the calcination was performed in the air atmosphere. However, semi-quantitative evaluation of the progress of the ceramic formation was performed by the IR method.

【0044】参考例1で得たポリシラザンをo−キシレ
ンで希釈し、濃度を20重量%とした。この溶液を直径
5インチ、厚さ0.5mmのシリコンウエハ上にスピンコ
ータを用いて塗布(2000rpm ,20秒)し、膜厚約
0.5ミクロンの塗膜を得た。この塗膜のIRスペクト
ルを参考図1中に示す(スペクトル)。次いでこの塗
膜を大気雰囲気下300℃で1時間加熱したところ、I
Rスペクトルは同図スペクトルのように変化した。こ
こで、SiH残存率とSiO/SiN比を次の方法で求
めた。
The polysilazane obtained in Reference Example 1 was diluted with o-xylene to a concentration of 20% by weight. This solution was applied (2000 rpm, 20 seconds) on a silicon wafer having a diameter of 5 inches and a thickness of 0.5 mm using a spin coater to obtain a coating film having a thickness of about 0.5 μm. The IR spectrum of this coating film is shown in Reference FIG. 1 (spectrum). Next, when this coating film was heated at 300 ° C. for 1 hour in an air atmosphere,
The R spectrum changed as shown in FIG. Here, the SiH residual ratio and the SiO / SiN ratio were determined by the following method.

【0045】SiH残存率=(加熱後のSiH吸光度/
加熱前のSiH吸光度)×100(%) SiO/SiN比=加熱後のSiO吸光度/加熱後のS
iN吸光度 両者の数値はセラミックス化進行の指標となるものであ
り、SiH残存率が小さいほど、またSiO/SiN比
が大きいほどセラミックス化が進んでいる事を示す。
SiH residual rate = (SiH absorbance after heating /
SiH absorbance before heating) × 100 (%) SiO / SiN ratio = SiO absorbance after heating / S after heating
iN Absorbance Both values are indicators of the progress of ceramic formation. The smaller the residual ratio of SiH and the larger the ratio of SiO / SiN, the more advanced the ceramic formation.

【0046】なおここでSiN,SiO,SiHの特性
吸収はそれぞれ約840,1160,2160cm-1のも
のを用いた。また吸光度は、 吸光度=log(Io /I) にて算出した。(Io ,Iの定義は図1参照) 求められたSiH残存率とSiO/SiN比を表1中に
示す。
Here, the characteristic absorptions of SiN, SiO and SiH were about 840, 1160 and 2160 cm -1 respectively. The absorbance was calculated as follows: Absorbance = log ( Io / I). (Refer to FIG. 1 for the definitions of I o and I.) Table 1 shows the obtained SiH residual ratio and SiO / SiN ratio.

【0047】実施例1 (アルコール付加ポリシラザンの合成)参考例1で得ら
れたペルヒドロポリシラザン(東燃製ペルヒドロポリシ
ラザンType−2,PHPS−2;数平均分子量≒1
300)の20%キシレン溶液100gに、2.0gの
n−ヘキシルアルコール(東京化成工業株式会社製)を
添加し室温で2時間カクハンしながら反応を行った。本
溶液の数平均分子量は、GPCにより測定したところ、
1350であった。また、そのIRスペクトル分析の結
果、n−ヘキシルアルコールとの反応前と比較して、波
数(cm-1)2960,2940,2870のCHに基づ
く吸収が出現していることが確認された。更に、 1H−
NMRスペクトル(CDCl3 )分析の結果、δ=3.
7,1.4の吸収が新たに観測された(δ=1.4は、
N−Hと重なり)。これらの吸収のうち、δ=3.7の
吸収は、Si−O−CH2 に基づくものであり、このこ
とから、n−ヘキシルアルコールがポリシラザンに付加
したことがわかる。
Example 1 (Synthesis of alcohol-added polysilazane) Perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (Perhydropolysilazane Type-2, PHPS-2 manufactured by Tonen; number average molecular weight ≒ 1)
To 100 g of a 20% xylene solution of (300) was added 2.0 g of n-hexyl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours while stirring. The number average molecular weight of this solution was measured by GPC.
1350. In addition, as a result of the IR spectrum analysis, it was confirmed that CH-based absorptions having wave numbers (cm -1 ) of 2960, 2940, and 2870 appeared as compared to before the reaction with n-hexyl alcohol. In addition, 1 H-
As a result of NMR spectrum (CDCl 3 ) analysis, δ = 3.
7,1.4 absorptions were newly observed (δ = 1.4
N-H). Among these absorptions, the absorption at δ = 3.7 is based on Si—O—CH 2, which indicates that n-hexyl alcohol has been added to polysilazane.

【0048】(セラミックス化とコーティングの評価)
この溶液をコーティング液とし、直径4インチ厚さ0.
5mmのシリコンウエハ上にスピンコーターを用いて塗付
(4000rpm ,20秒)し、膜厚約0.5ミクロンの
塗膜を得た。次いで、この塗膜を、大気雰囲気下350
℃で1時間加熱し、セラミックス化の進行度をIRで評
価したところ、SiH残存率=0(%),SiO/Si
N比=48であった(図2)。比較例1 一方、n−ヘキシルアルコールを付加しない、ポリシラ
ザンのコーティング液を同様のプロセスで施工、評価し
たところ、SiH残存率=8(%),SiO/SiN比
=2.6であった(図3)。実施例2 実施例1と同様にして、参考例1で得られたペルヒドロ
ポリシラザンにフルフリルアルコールを10重量%付加
させた。このフルフリルアルコール付加ペルヒドロポリ
シラザンを大気雰囲気下350℃で1時間焼成したとこ
ろ、SiH残存率=0%、SiO/SiN比=26であ
った。更にこれらの焼成塗膜を49%フッ酸(ダイキン
工業株式会社製)18ml、61%硝酸(小宗化学株式会
社製)1763mlの混合溶液で処理したところ、エッチ
ングレートは実施例1、比較例1、実施例2で、それぞ
れ1540Å/min 、1950Å/min 、1260Å/
min であった。結果をまとめて表1に示す。 表 1 焼 成 焼 成 SiH エッチング 温 度 時 間 残存率 SiO/ レート (℃) (h) (%) SiN比 (Å/min) ────────────────────────────────── 実施例1 350 1 0 48 1540 比較例1 350 1 8 2.6 1950 参考例2 300 1 17 1.36 − 実施例2 350 1 0 28 1260
(Evaluation of ceramic formation and coating)
This solution was used as a coating solution and had a diameter of 4 inches and a thickness of 0.1 mm.
A 5 mm silicon wafer was coated with a spin coater (4000 rpm, 20 seconds) to obtain a coating having a thickness of about 0.5 μm. Next, this coating film was placed under an air atmosphere at 350
C. for 1 hour, and the degree of progress of ceramic formation was evaluated by IR. The residual ratio of SiH = 0 (%), SiO / Si
The N ratio was 48 (FIG. 2). Comparative Example 1 On the other hand, when a coating solution of polysilazane to which no n-hexyl alcohol was added was applied and evaluated by the same process, the residual ratio of SiH was 8%, and the ratio of SiO / SiN was 2.6 (FIG. 3). Example 2 In the same manner as in Example 1, 10% by weight of furfuryl alcohol was added to the perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1. When this furfuryl alcohol-added perhydropolysilazane was calcined at 350 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, the residual ratio of SiH was 0% and the ratio of SiO / SiN was 26. Further, these fired coating films were treated with a mixed solution of 18 ml of 49% hydrofluoric acid (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and 1763 ml of 61% nitric acid (manufactured by Komune Chemical Co., Ltd.). In Example 2, 1540 ° / min, 1950 ° / min, 1260 ° / min
min. The results are summarized in Table 1. Table 1 Sintering Sintering SiH Etching temperature Time Residual rate SiO / rate (° C) (h) (%) SiN ratio (Å / min) ───────────────── ───────────────── Example 1 350 10 48 1540 Comparative Example 1 350 18 2.6 1950 Reference Example 2 300 1 17 1.36-Example 2 350 10 28 1260

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、従来より少ない手間
で、安価なアルコールを用いて、耐熱性、耐摩耗性、耐
食性に優れ、基材との密着性の良いセラミッ化が進んだ
被覆が、従来にない低温での焼成で、または焼成なしで
得られる。本発明の組成物は、金属、セラミックス等は
もちろん、高温処理に不適なプラスチック材料、電子部
品等の表面保護剤として好適である。特にプラスチック
のハードコーティング剤、合成樹脂フィルムや容器のガ
ス透過抑制用コーティング剤、半導体の保護膜や絶縁
膜、即ちパシベーション膜、層間絶縁膜、チップコート
膜など、また半導体の封止剤、液晶表示体のアンダーコ
ート膜や配向膜としても利用することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a ceramic coating having excellent heat resistance, abrasion resistance and corrosion resistance and good adhesion to a substrate with less trouble and less costly alcohol. , With or without calcination at unconventional low temperatures. The composition of the present invention is suitable as a surface protective agent for metals, ceramics and the like, as well as plastic materials and electronic components unsuitable for high-temperature treatment. In particular, hard coating agents for plastics, coating agents for suppressing gas permeation of synthetic resin films and containers, protective films and insulating films for semiconductors, such as passivation films, interlayer insulating films, chip coat films, etc., semiconductor sealants, and liquid crystal displays It can also be used as a body undercoat film or alignment film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】参考例2でセラミックスを評価したIRスペク
トル図である。
FIG. 1 is an IR spectrum diagram of a ceramic evaluated in Reference Example 2.

【図2】比較例1でセラミックスを評価したIRスペク
トル図である。
FIG. 2 is an IR spectrum diagram for evaluating ceramics in Comparative Example 1.

【図3】実施例1でセラミックスを評価したIRスペク
トル図である。
FIG. 3 is an IR spectrum diagram for evaluating ceramics in Example 1.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主として一般式(I): 【化1】 (但し、R1 ,R2 ,R3 はそれぞれ独立に水素原子、
アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、またはこれらの基以外でケイ素に直結する基が炭
素である基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、ア
ルコキシ基を表わす。ただし、R1 ,R2 ,R3 のうち
少なくとも1つは水素原子である。)で表わされる単位
からなる主骨格を有する数平均分子量が100〜5万の
ポリシラザンとアルコール(アミノアルコールを除
く。)を反応させて得られる、アルコール/ポリシラザ
ン重量比が0.001〜2の範囲内かつ数平均分子量が
約100〜50万のアルコール付加ポリシラザンを少な
くとも含有するセラミックコーティング用組成物。
1. A compound of the general formula (I): (However, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom,
An alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group in which, other than these groups, a group directly bonded to silicon is carbon, an alkylsilyl group, an alkylamino group, or an alkoxy group. However, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is a hydrogen atom. ) Having a main skeleton consisting of units represented by the following formulas and having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and an alcohol (excluding amino alcohol).
Good. ) , A composition for ceramic coating containing at least an alcohol-added polysilazane having an alcohol / polysilazane weight ratio in the range of 0.001 to 2 and a number average molecular weight of about 100 to 500,000.
【請求項2】 請求項1記載のコーティング用組成物を
基板に1回または2回以上繰り返し塗布した後、50℃
以上の温度で焼成し珪素−窒素−酸素系又は珪素−窒素
−酸素−炭素系セラミックスから成る被覆膜を形成させ
ることを特徴とするコーティング方法。
2. The composition for coating according to claim 1, which is repeatedly applied to a substrate once or twice or more, and then heated to 50 ° C.
A coating method characterized by forming a coating film made of silicon-nitrogen-oxygen or silicon-nitrogen-oxygen-carbon ceramics by firing at the above temperature.
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