JPH0133567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は繊維状窒化ケイ素の製造方法に関する
ものである。 ［従来の技術］ 窒化ケイ素はその特異な性質として熱膨張が小
さく熱衝撃抵抗が強く、かつ溶融金属への耐食抵
抗が大きい長所を有している。この特長を利用し
て高温電気絶縁材料、電子部分材料、金属工業用
耐火物、高温構造体部分、焼結結合剤、コーテイ
ング剤、耐摩耗材料及び合金配合材料等に用いら
れている。 従来の窒化ケイ素はケイ素粉末を窒素又はアン
モニア中で1200〜1300℃に加熱するか、又はケイ
素含有の無機物若しくは有機物のモノマーを用い
て窒素又はアンモニア中で加熱する方法で得られ
ている。したがつて従来品の窒化ケイ素は粉末状
しか得られなかつた。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、ケイ素と窒素との反応は発熱を伴なう
ので、粉末のケイ素と窒素とを反応させるさい、
粉末ケイ素面に窒化ケイ素膜を形成し、粉末ケイ
素内部に窒化反応が行なわれにくくしたがつて純
度の高い窒化品が得られにくい。 また粉末の窒化ケイ素は、これを前述した用途
に用いるため、所定の形に成形する場合、得られ
る成形体の強度が弱い欠点を有している。 ［課題を解決するための手段］ そこで、本発明は容易にかつほぼ完全に窒化し
た繊維状の窒化ケイ素を得る方法を提供すること
を目的とする。 また、本発明で得られた繊維状窒化ケイ素はポ
リエステル、エポキシ、フエノール、ポリイミ
ド、ゴム等のプラスチツク及びゴムを強化するこ
とができるほか、アルミニウム、銅、チタン、マ
グネシウム等の金属マトリツクスを強化するほ
か、さらに炭素、ガラス、窒化ケイ素などの多く
の物質を強化することができる。 本発明の要旨は、ビニル基を有するオルガノジ
クロロシランと、このビニル基と重合し得る特定
の単量体とを有機溶媒中でアンモニアガス又はア
ンモニア発生化合物と反応させてシラザン基を含
む重縮合体、及び塩化アンモンとし、得られたシ
ラザン基を含む重縮合体を加熱して溶液とし、そ
の溶液をノズルから吐出させて紡糸し、さらに得
られた繊維状重合体をアンモニア雰囲気で焼成し
て繊維状窒化ケイ素を得るものである。 ビニル基を有するオルガノジクロロシランと、
このビニル基と重合し得る単量体とアンモニアと
の反応は有機溶媒の中で行なわれる。 そのさいの温度は出発物質によつて異なるが室
温〜90℃好ましくは30〜80℃で行なわれる。 ビニル基を有するオルガノジクロロシランは下
記一般式で示される一種以上の化合物である。 ただし、R₁及びR₂の少くとも一つが重合性を
有するビニル基である。 重合性を有しない基は特に限定されず水素原
子、飽和炭素、不飽和炭化水素のアルキル基、又
はアリル基である。オルガノジクロロシランと共
重合するモノマーには、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
等のアクリル酸のエステル、メタクリ酸メチル、
メタクリ酸エチル、メタクリル酸−２−エチルヘ
キシキル等のメタクリル酸のエステルの１〜２官
能基を有する重合性モノマー等が示される。 有機溶媒にはメチルアルコール、エチルアルコ
ール、プロピルアルコール等の脂肪族アルコー
ル、グリコール等の多価アルコール、グリセリ
ン、キシレン、ｎ−ヘキサン等が示される。 シラザン基を含む縮重合体の紡糸はこのものが
100〜120℃で液状となるので、このものを加熱し
て得られる溶体を慣用のノズルで吐出させて紡糸
する。 シラザン基を含む重縮合体の繊維状としたもの
を焼成して窒化ケイ素とするには、その重縮合体
を最終的にアンモニア雰囲気で1500〜1600℃程度
に加熱すればよい。急激に加熱すると、重縮合体
に熱衝撃を与えて急激な熱分解反応をおこし原形
を破損する恐れがあるので５〜10℃／時間の勾配
で加熱し、600〜700℃以上では熱勾配を大しても
よい。 このアンモニア雰囲気での焼成において、シラ
ザン中の炭化水素基はアンモニア中の水素基によ
り還元されチツ素と置換される。従つて高品位の
窒化ケイ素を容易にかつ繊維状で得ることができ
る。 繊維状の窒化ケイ素はこれを適当の割合で粉状
窒化ケイ素と混じて成型すれば、強度が大である
成形品が得られる。 つぎに本発明の実施態様を実施例で説明するが
本発明はこれらによつて限定されるものではな
い。 実施例 １ オルガノジクロロシランとしてビニルメチルジ
クロロシラン100ｇとグリセリン100ｇ、重合開始
剤である過酸化ベンゾイル0.05ｇを含むアクリル
酸メチル単量体５ｇとの混合物に80℃でアンモニ
ア発生化合物、カルバミン酸アンモン15ｇを少量
ずつ添加し、オルガノジクロロシランとアクリル
酸メチル単量体とを重合させるとともに、得られ
る重合体をアンモニアと反応させシラザン基を含
む重合体とした。反応は30〜50℃で１時間、つい
で60〜70℃で３時間行なつた。反応生成物は二層
となつており、上層は副生塩化アンモンを含む白
色液状物で、下層は白色樹脂状固体であつた。反
応生成物を80℃に加温して副生塩化アンモンをグ
リセリンに溶解して、前記白色樹脂状固体と分類
した。得られた白色樹脂状固体を約100℃に加熱
して液状となし、ノズルから大気中に吐出させて
繊維とした。 得られた繊維を管状電気炉でアンモニアガス流
中で５℃／時で昇温させて1000℃に加熱し、さら
に他の電気炉で1500℃に10分間熱処理して黄緑色
を帯びた黒色繊維状物を得た。このものをＸ線回
析したところα−窒化ケイ素を主成分としている
ことが確認された。また、得られた黒色繊維状物
の元素分析を行なつたところ、表−１に示すよう
に、きわめて不純物の少ないものであつた。 実施例 ２ 実施例１においてビニルメチルジクロロシラン
100ｇの代りに115ｇを用いた以外は実施例１に準
じて行ない、繊維状窒化ケイ素を得た。得られた
製品はＸ線回析したところα−窒化ケイ素を主成
分としていることが確認された。また、実施例１
に準じて元素分析を行なつたところ、きわめて不
純物の少ないものであつた。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ビニル基を有するオルガノジクロロシラン
   と、このビニル基と重合し得るビニルエステル
   類、アクリル酸のエステル、又はメタクリル酸の
   エステルの１〜２官能基を有する単量体と、アン
   モニアガス又はアンモニア発生化合物とを、メチ
   ルアルコール等の脂肪族アルコール、グリコール
   等の多価アルコール、グリセリン又はキシレン等
   の有機溶媒中で30〜80℃で反応させて、白色樹脂
   状固体のシラザン基を含む重縮合体、及び白色液
   状の塩化アンモンとし、得られた生成物を加熱し
   て白色液状の塩化アンモンを溶解して溶液とした
   後分離除去し、得られた白色樹脂状固体を加熱し
   液状となし、ノズルから吐出させて紡糸し、さら
   に得られた繊維状重合体をアンモニア雰囲気で焼
   成することを特徴とする繊維状窒化ケイ素の製造
   方法。