JPH05320356A - Polyborisilazane and its production - Google Patents

Polyborisilazane and its production

Info

Publication number
JPH05320356A
JPH05320356A JP41227090A JP41227090A JPH05320356A JP H05320356 A JPH05320356 A JP H05320356A JP 41227090 A JP41227090 A JP 41227090A JP 41227090 A JP41227090 A JP 41227090A JP H05320356 A JPH05320356 A JP H05320356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyborosilazane
group
trihaloborane
dihalosilane
reacting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP41227090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Ichiyama
昌章 一山
Tomohiro Kato
智浩 加藤
Rika Takatsu
利佳 高津
Toru Funayama
徹 舟山
Takeshi Isoda
武志 礒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP41227090A priority Critical patent/JPH05320356A/en
Publication of JPH05320356A publication Critical patent/JPH05320356A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Polymers (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a polyborosilazane having excellent mechanical strength, heat-resistance, corrosion resistance and oxidation resistance, easily convertible to ceramic and useful for fiber, etc., by reacting a specific dihalosilane and a trihaloborane with a Lewis base and reacting the obtained complex mixture with ammonia. CONSTITUTION:The polyborosilazane containing randomly distributed units of formula II and formula III and having a number-average molecular weight of 100-50,000 is produced by reacting (A) a dihalosilane of formula I (R is H, alkyl, alkenyl, aryl, cycloalkyl, aralkyl, alkylamino or alkylsilyl; X is halogen) (e.g. dichlorosilane) and (B) a trihaloborane (e.g. trichloroborane) with a Lewis base (e.g. trimethylamine) and reacting the obtained complex mixture with ammonia. The molar ratio of A/B is preferably 1/99 to 99/1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なポリボロシラザン
及びその製造方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel polyborosilazane and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】メチルジクロロシランのようなオルガノ
ジクロロシラン類を非反応性溶媒中で乾燥アンモニアと
反応させて製造されるポリオルガノ(ヒドロ)シラザン
は知られている。この方法で製造されるポリオルガノ
(ヒドロ)シラザンの組成は、一般式−(RSiHNH)
n−〔式中、Rはアルキル基、アリール基等のオルガノ
基であり、nは重合度を示す〕で表わされるが、その重
合度nは低く、主としてn=3〜5の環状化合物の混合
物からなる。
Polyorgano (hydro) silazanes made by reacting organodichlorosilanes such as methyldichlorosilane with dry ammonia in a non-reactive solvent are known. The composition of the polyorgano (hydro) silazane produced by this method has the general formula-(RSiHNH)
n- [wherein R represents an organo group such as an alkyl group or an aryl group, and n represents a degree of polymerization], and the degree of polymerization n is low, and is mainly a mixture of cyclic compounds of n = 3 to 5 Consists of.

【0003】このような低重合度の環状体を原料とし、
これを粘土質固体触媒の存在下で100〜300℃に加
熱して環状体を開環させて重合させ、高分子量のポリシ
ラザンを製造することが提案されている(特開昭54−
93100号公報)。また、同じく上記の低重合度の環
状体を原料とし、ビス(トリメチルシリル)アミンと混
合して、ルテニウム触媒の存在下で110℃に加熱し、
環状体を開環させて重合させ、高分子量のポリシラザン
を製造することも提案されている。また、ジクロロシラ
ン類を乾燥アンモニアと反応させた後、塩化アンモニウ
ムを分離除去して得た低重合度の環状シラザンに、さら
にKH,NaHなどの触媒を用いて製造した高分子量のはしご
状ポリシラザンが知られている。(D.Seyferth等、Commu
nication of the American Ceramic Society,C-132(6),
1984)。
Using such a low degree of polymerization cyclic material as a raw material,
It has been proposed that this is heated to 100 to 300 ° C. in the presence of a clay-like solid catalyst to open a ring and polymerize to produce a high molecular weight polysilazane (JP-A-54-54).
No. 93100). Similarly, using the above low degree of polymerization cyclic material as a raw material, mixing with bis (trimethylsilyl) amine, and heating to 110 ° C. in the presence of a ruthenium catalyst
It has also been proposed to open a ring and polymerize it to produce a high molecular weight polysilazane. Also, after reacting dichlorosilanes with dry ammonia, a low degree of polymerization cyclic silazane obtained by separating and removing ammonium chloride, further high molecular weight ladder polysilazane produced using a catalyst such as KH, NaH Are known. (D. Seyferth et al., Commu
nication of the American Ceramic Society, C-132 (6),
1984).

【0004】さらに、ジハロシランを非反応性溶媒中で
ルイス塩基と反応させて一旦錯体を生成した後、アンモ
ニアと反応させてポリシラザンを製造する方法(特公昭
63−16325号、特開昭61−89230号)及び
この方法によって得られたポリシラザンと硼素化合物を
反応させ、架橋結合の形で硼素原子を導入するポリボロ
シラザンの製造法(特開平2−84437号)も知られ
ている。
Further, a method of reacting dihalosilane with a Lewis base in a non-reactive solvent to form a complex and then reacting with ammonia to produce polysilazane (Japanese Patent Publication No. 63-16325, JP-A No. 61-89230). No. 2) and a method for producing polyborosilazane in which a polysilazane obtained by this method is reacted with a boron compound to introduce a boron atom in the form of a cross-link (JP-A-2-84437).

【0005】以上のように、ポリシラザン系ポリマー及
びその製造方法については、種々の物質及び方法が提案
されているが、硼素原子をポリシラザンの主鎖に導入し
た構造のポリボロシラザンは未だ報告されていない。
As described above, various substances and methods have been proposed for the polysilazane-based polymer and the method for producing the same, but polyborosilazane having a structure in which a boron atom is introduced into the main chain of polysilazane has not been reported yet. Absent.

【0006】[0006]

【発明の課題】本発明は、硼素原子がポリシラザンの主
鎖に導入された構造のポリボロシラザン及びその製造方
法を提供することをその課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyborosilazane having a structure in which a boron atom is introduced into the main chain of polysilazane and a method for producing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、無機又は有機系の
ジハロシランとトリハロボランをルイス塩基と反応させ
る時には、主鎖の硼素原子を有するポリボロシラザンが
収率よく得られることを見出すとともに、このポリボロ
シラザンの分岐度はその硼素含有率によって容易に調節
することができ、その結果、ポリボロシラザンの物性を
分子量から独立して制御することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that when an inorganic or organic dihalosilane and trihaloborane are reacted with a Lewis base, a boron atom in the main chain is reacted. It was found that the polyborosilazane having the following formula can be obtained in good yield, and the degree of branching of this polyborosilazane can be easily adjusted by its boron content, and as a result, the physical properties of the polyborosilazane are independent of the molecular weight. The inventors have found that they can be controlled by means of the above, and have completed the present invention.

【0008】即ち、本発明によれば、一般式RHSiX
2で示されるジハロシランとトリハロボランをルイス塩
基と反応させて得られた錯体混合物をアンモニアと反応
させることにより合成されるポリボロシラザンであっ
て、一般式 (前記式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルアルキル基、
アルキルアミノ基又はアルキルシリル基を示し、 Xは
ハロゲンを示す)で表わされるユニットをランダムに有
する、数平均分子量が100〜50000の範囲にあるポリボロ
シラザンが提供される。また、本発明によれば、一般式 RHSiX2 (式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アルアルキル基、アルキ
ルアミノ基又はアルキルシリル基を示し、Xはハロゲン
原子を示す)で表わされるジハロシランとトリハロボラ
ンをルイス塩基と反応させて得られた錯体混合物をアン
モニアと反応させることを特徴とするポリボロシラザン
の製造方法が提供される。
That is, according to the present invention, the general formula RHSiX
A polyborosilazane synthesized by reacting a complex mixture obtained by reacting a dihalosilane represented by 2 with a trihaloborane with a Lewis base, and reacting the complex mixture with ammonia. (In the above formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group,
Provided is a polyborosilazane having a number average molecular weight in the range of 100 to 50,000, which randomly has a unit represented by an alkylamino group or an alkylsilyl group, and X represents halogen. According to the present invention, the general formula RHSiX 2 (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylamino group or an alkylsilyl group, and X is There is provided a method for producing polyborosilazane, which comprises reacting a complex mixture obtained by reacting a dihalosilane represented by (showing a halogen atom) and trihaloborane with a Lewis base and ammonia.

【0009】本発明のポリボロシラザンは、原料として
ジハロシランとトリハロボランの混合物を使用すること
を特徴とする。ジハロシランはそのハロゲン原子がアン
モニアと反応して結合を形成するので、ケイ素の結合手
は2本であり、ジハロシランのみからでは主に線状又は
環状のポリマーが生成するのみであるが、トリハロボラ
ンが存在すると、硼素の結合手が3本であるため、三次
元的な結合を成すことが可能になる。従って、本発明の
ポリボロシラザンでは、そのトリハロボランの使用割合
によって、その分子構造、特に分岐度を変化させること
ができる。
The polyborosilazane of the present invention is characterized by using a mixture of dihalosilane and trihaloborane as a raw material. Since the halogen atom of dihalosilane reacts with ammonia to form a bond, the number of silicon bonds is two and only a linear or cyclic polymer is produced only from dihalosilane, but trihaloborane When it exists, the number of boron bonds is three, so it becomes possible to form a three-dimensional bond. Therefore, in the polyborosilazane of the present invention, its molecular structure, in particular, the degree of branching can be changed depending on the proportion of the trihaloborane used.

【0010】本発明において、ジハロシランがアダクト
を介してアンモニアと反応して得られるユニットは、一
般式A: で表わされるユニットをなし、一方トリハロボランがア
ダクトを介してアンモニアと反応して得られるユニット
は、一般式B: で表わされるユニットをなすものである。そして、上記
各ユニットのフリーの結合手は他のユニットのフリーの
結合手と直接に結合するか、又は余分に反応したアンモ
ニアにもとづく−NH−を介して他のユニットのフリー
の結合手と結合し、分子全体としては用いたトリハロボ
ランとジハロシランの比に応じて線状部分や環状部分の
割合、あるいは分岐の密度が変化している三次元分子構
造をなしている。
In the present invention, a unit obtained by reacting dihalosilane with ammonia through an adduct has a unit represented by the general formula A: The unit obtained by reacting trihaloborane with ammonia via an adduct is a unit represented by the general formula B: Is a unit represented by. The free bond of each unit is directly bonded to the free bond of another unit, or is bonded to the free bond of another unit via —NH— based on the ammonia that has been excessively reacted. However, the molecule as a whole has a three-dimensional molecular structure in which the proportion of linear portions or cyclic portions or the density of branching changes depending on the ratio of trihaloborane to dihalosilane used.

【0011】本発明のポリボロシラザンは、塩基溶媒中
で生成されるため、高分子量でありながら溶媒可溶性に
優れたポリマーである。ポリシラザンと硼素化合物を反
応させ、架橋結合の形で硼素原子を分子内に導入する
と、硼素量の増加に伴ってポリマーの分子量が急激に増
加してゲルを形成する。このため、架橋結合の形で硼素
原子を導入したポリボロシラザンでは硼素の導入量が制
限されるが、本発明ではジハロシランとトリハロボラン
の錯体混合物にアンモニアを反応させてポリボロシラザ
ンを得ているため、架橋タイプのポリマーと比較して、
ポリマー中の硼素含有量を高めることができ、また分岐
度も高くなるため同一分子量で比較すると粘度が低下す
る。従って、本発明では、ポリボロシラザン溶液中のポ
リボロシラザン濃度を上昇でき、セラミックス化の際に
溶媒を飛ばす条件設定が容易になる利点がある。さら
に、硼素含有量を増大できるので、焼成して得られるセ
ラミックスの導電率、硬度等の特性制御が可能となる。
Since the polyborosilazane of the present invention is produced in a basic solvent, it is a polymer having a high molecular weight and excellent solvent solubility. When a polysilazane is reacted with a boron compound and a boron atom is introduced into the molecule in the form of a cross-link, the molecular weight of the polymer rapidly increases as the amount of boron increases, and a gel is formed. Therefore, the introduction amount of boron is limited in the polyborosilazane in which a boron atom is introduced in the form of a cross-link, but in the present invention, polyborosilazane is obtained by reacting ammonia with a complex mixture of dihalosilane and trihaloborane. Therefore, compared to cross-linked polymers,
Since the boron content in the polymer can be increased and the degree of branching also increases, the viscosity decreases when compared with the same molecular weight. Therefore, the present invention has an advantage that the polyborosilazane concentration in the polyborosilazane solution can be increased and the condition setting for removing the solvent at the time of forming the ceramic can be facilitated. Further, since the content of boron can be increased, it is possible to control the characteristics such as conductivity and hardness of the ceramic obtained by firing.

【0012】本発明のポリボロシラザンの分子量は一般
的に数平均分子量で100〜50000の範囲内にある。高分子
量のポリボロシラザンは、必要であれば一旦生成したポ
リボロシラザンを加熱して得ることができるが、上記の
範囲を越えて高分子量化するとゲル化する。また、加熱
減量が少なく、セラミックス前駆体として有用なポリボ
ロシラザンは、分子量が高いことが望ましく、数平均分
子量で500以上、特に1000以上がより好ましい。
The polyborosilazane of the present invention generally has a number average molecular weight in the range of 100 to 50,000. The high molecular weight polyborosilazane can be obtained by heating the once generated polyborosilazane, if necessary, but when the molecular weight exceeds the above range, it gels. Polyborosilazane, which has a small heating loss and is useful as a ceramics precursor, preferably has a high molecular weight, and more preferably has a number average molecular weight of 500 or more, particularly 1000 or more.

【0013】本発明のポリボロシラザンは、主として前
記2種類のユニットからなる分子構造を有することを特
徴とし、用いるトリハロボランとジハロシランの比は特
に限定されず、一般的に1:99〜99:1(モル比)の範囲内で
適当に選択して使用することができる。
The polyborosilazane of the present invention is characterized by having a molecular structure mainly composed of the above-mentioned two types of units, and the ratio of trihaloborane to dihalosilane used is not particularly limited and is generally 1:99 to 99: It can be appropriately selected and used within the range of 1 (molar ratio).

【0014】使用する塩基はジハロシラン及びトリハロ
ボランとアダクトを形成する反応以外の反応をしないル
イス塩基である。このような塩基としては、例えば、3
級アミン類(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
チルアニリン及びこれらの誘導体)、立体障害性の基を
有する2級アミン類、フォスフィン、スチビン、アルシ
ン及びこれらの誘導体等(例えば、トリメチルフォスフ
ィン、ジメチルエチルフォスフィン、メチルジエチルフ
ォスフィン、トリエチルフォスフィン、トリメチルアル
シン、トリメチルスチビン、トリメチルアミン、トリエ
チルアミン等)を挙げることができる。中でも、低沸点
でアンモニアより塩基性の小さい塩基(例えば、ピリジ
ン、ピコリン、トリメチルフォスフィン、ジメチルエチ
ルフォスフィン、メチルジメチルフォスフィン、トリエ
チルフォスフィン)が好ましく、特にピリジン及びピコ
リンが取扱上及び経済上から好ましい。
The base used is a Lewis base that does not react with dihalosilanes and trihaloboranes except to form adducts. Such bases include, for example, 3
Secondary amines (for example, trialkylamines such as trimethylamine, dimethylethylamine, diethylmethylamine, and triethylamine, pyridine, picoline, dimethylaniline and their derivatives), secondary amines having a sterically hindering group, phosphine, stibine , Arsine and derivatives thereof (eg, trimethylphosphine, dimethylethylphosphine, methyldiethylphosphine, triethylphosphine, trimethylarsine, trimethylstibin, trimethylamine, triethylamine, etc.). Among them, a base having a low boiling point and a basicity lower than that of ammonia (e.g., pyridine, picoline, trimethylphosphine, dimethylethylphosphine, methyldimethylphosphine, triethylphosphine) is preferable, and pyridine and picoline are particularly advantageous in handling and economical Is preferred.

【0015】本発明で用いるトリハロボランは式BX
3(Xはハロゲン原子)で表わされる化合物で、BCl3、BB
r3、BF3などである。
The trihaloborane used in the present invention has the formula BX
A compound represented by 3 (X is a halogen atom), BCl 3 , BB
r 3 , BF 3, etc.

【0016】本発明で用いるジハロシランは、次の一般
(式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アルアルキル基、アルキ
ルアミノ基又はアルキルシリル基を示し、Xはハロゲン
を示す)で表わされるものである。これらのうち、Rとし
ては、通常炭素数が1〜7、好ましくは1〜5、さらに好ま
しくは1〜2のアルキル基、2〜7のアルケニル基、5〜7の
シクロアルキル基、アリールが一般的であり、Xとして
は通常フッ素、塩素、臭素及びヨウ素好ましくは塩素が
使用される。アリール基としては、フェニル、トリル、
キシリル、メジチル、クメニル、ベンジル、フェネチ
ル、α−メチルベンジル、ベンズヒドリル、トリチル、
スチリル、シンナミル、ビフェニリル、ナフチル等を使
用することができる。アルキルシリル基(モノ、ジ、ト
リ−置換体)としては、通常、炭素原子を1〜7個有する
ものが使用される。
The dihalosilane used in the present invention has the following general formula: (In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylamino group or an alkylsilyl group, and X represents a halogen). Of these, R is usually a carbon number of 1 to 7, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 2 alkyl group, 2 to 7 alkenyl group, 5 to 7 cycloalkyl group, generally aryl. And X is usually fluorine, chlorine, bromine and iodine, preferably chlorine. As the aryl group, phenyl, tolyl,
Xylyl, medityl, cumenyl, benzyl, phenethyl, α-methylbenzyl, benzhydryl, trityl,
Styryl, cinnamyl, biphenylyl, naphthyl and the like can be used. As the alkylsilyl group (mono-, di-, tri-substituted product), one having 1 to 7 carbon atoms is usually used.

【0017】本発明で使用するルイス塩基は従来法の水
素化カリウムやヨウ化メチルに比べると安価であり、か
つ再使用可能であるので、製造コストが低くなるという
利点がある。ジハロシランとトリハロボランの合計量に
対するルイス塩基の量は、モル比で0.5以上、好ましく
は1.0以上、より好ましくは1.5以上とするのがよい。
The Lewis base used in the present invention is cheaper than the conventional method of potassium hydride or methyl iodide and can be reused, so that there is an advantage that the manufacturing cost is reduced. The amount of Lewis base with respect to the total amount of dihalosilane and trihaloborane is 0.5 or more, preferably 1.0 or more, and more preferably 1.5 or more in molar ratio.

【0018】本発明では、上記のトリハロボラン及びジ
ハロシランにルイス塩基を付加させて錯体を形成させる
が、その際、反応溶媒としては、ルイス塩基単独、ある
いは非反応性溶媒とルイス塩基との混合物を用いるのが
よい。非反応性溶媒としては、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。
In the present invention, a Lewis base is added to the above-mentioned trihaloborane and dihalosilane to form a complex. At this time, the reaction solvent is a Lewis base alone or a mixture of a non-reactive solvent and a Lewis base. Good to use. Examples of non-reactive solvents include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon hydrocarbon solvents, halogenated methane, halogenated ethane, halogenated hydrocarbons such as halogenated benzene, aliphatic ethers, and aliphatic hydrocarbons. Ethers such as cyclic ethers can be used.

【0019】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である。
Preferred solvents are halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride, trichloroethane and tetrachloroethane, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-.
Ethers such as dioxyethane, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene,
Hydrocarbons such as xylene and ethylbenzene.

【0020】溶媒中のトリハロボラン及びジハロシラン
の濃度は任意とすることができるが、1〜15重量%(以
下、%と略称する)の範囲とするのがよい。又、錯体を形
成させる条件として、温度は反応系が液体となる範囲な
らいずれもよいが、好ましくは−10℃〜常温であり、
圧力は常圧〜5kg/cm2がよい。反応は極めて速い
ので反応時間は任意に定めることができる。
The concentrations of trihaloborane and dihalosilane in the solvent may be arbitrary, but are preferably in the range of 1 to 15% by weight (hereinafter abbreviated as%). Further, as the conditions for forming the complex, the temperature may be any as long as the reaction system becomes a liquid, but is preferably -10 ° C to room temperature,
The pressure is preferably atmospheric pressure to 5 kg / cm 2 . Since the reaction is extremely fast, the reaction time can be set arbitrarily.

【0021】次に、このようにして製造した錯体に乾燥
アンモニアを反応させて加安分解(アンモノリシス)を行
なわせる。この際使用するアンモニアは気体でも液体で
もよい。アンモニアの乾燥は、例えば固体水酸化ナトリ
ウムに通した後、金属ナトリウムに通すなどの方法によ
り行なうのがよい。アンモニアの添加量は、トリハロボ
ラン及びジハロシランの合計量に対し、モル比で3.0〜2
0倍、好ましくは4〜15倍、より好ましくは5〜10倍とす
るのがよい。反応溶媒、反応温度、反応圧力、時間とも
錯体形成時の条件と同じでよい。但し、閉鎖系ではアン
モニア加圧となる。又、反応系中の水分量は、例えば50
0ppm以下とするのが望ましい。反応終了後、濾過などの
常用手段を用いて塩化アンモニウムを除去し、ポリボロ
シラザンを得る。
Next, the complex thus prepared is reacted with dry ammonia to cause decomposition (ammonolysis). The ammonia used at this time may be gas or liquid. Drying of ammonia is preferably carried out, for example, by passing it through solid sodium hydroxide and then passing through metallic sodium. The addition amount of ammonia is 3.0 to 2 in molar ratio with respect to the total amount of trihaloborane and dihalosilane.
It is preferably 0 times, preferably 4 to 15 times, more preferably 5 to 10 times. The reaction solvent, reaction temperature, reaction pressure, and time may be the same as the conditions for complex formation. However, in a closed system, ammonia pressure is applied. The amount of water in the reaction system is, for example, 50
It is desirable to set it to 0 ppm or less. After completion of the reaction, ammonium chloride is removed by a conventional means such as filtration to obtain polyborosilazane.

【0022】[0022]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0023】実施例1 合成装置を図1に示す。図中、1は反応器、2は恒温槽、
3はトリハロボラン貯槽、4はジハロシラン貯槽、5はピ
リジン貯槽、6は窒素ガス、7はアンモニアガス、8はヒ
ータ、9は温度監視器でヒータ8と連動する、10は撹拌
器、11は排気ガスである。温度が0℃の恒温槽内に設置
した反応器内を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジン90
mlを入れ温度が一定となるまで保持した後、撹拌しなが
ら、トリクロロボラン(BCl3)39.1g、ジクロロシラン(Si
H2Cl2)67.4gをそれぞれ加えて錯体混合物を形成させ、
白色固体状のアダクトを得た。この反応混合物を0℃に
冷却し、撹拌しながら、これに乾燥アンモニア65gを吹
きこんだ。反応終了後、乾燥窒素を吹きこみ、未反応の
アンモニアを除去した後、窒素雰囲気下で加圧濾過し、
濾液800mlを得た。この濾液に乾燥o-キシレン1 lを加
え、減圧下で溶媒を除去したところ、39.3gの黄色粉末
が得られた。この粉末はトルエン、クロロホルム及びそ
の他の有機溶媒に可溶であった。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、ポリスチレン
換算で1370であった。また、そのIRスペクトルの分析の
結果、波数(1/cm)3350及び1175のNHに基づく吸収:2170
のSiHに基づく吸収;1020〜820のSiNSi基づく吸収;1400
のBNに基づく吸収を示すことが確認された。また、前記
重合体の元素分析結果は、重量基準でSi:50.7%、N:26.8
%、C:6.8%、O:2.9%、B:8.6%、H:4.2%であった。
Example 1 A synthesis apparatus is shown in FIG. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a constant temperature bath,
3 is a trihaloborane storage tank, 4 is a dihalosilane storage tank, 5 is a pyridine storage tank, 6 is a nitrogen gas, 7 is an ammonia gas, 8 is a heater, 9 is a temperature monitor linked with the heater 8, 10 is a stirrer, 11 is exhaust. It is gas. After replacing the inside of the reactor installed in a thermostat with a temperature of 0 ° C with dry nitrogen, dry pyridine 90
After adding 3 ml of trichloroborane (BCl 3 ) and dichlorosilane (Si
H 2 Cl 2 ) 67.4 g respectively to form a complex mixture,
A white solid adduct was obtained. The reaction mixture was cooled to 0 ° C. and 65 g of dry ammonia was bubbled into it with stirring. After the reaction was completed, dry nitrogen was blown in to remove unreacted ammonia, followed by pressure filtration under a nitrogen atmosphere,
800 ml of filtrate was obtained. When 1 l of dry o-xylene was added to this filtrate and the solvent was removed under reduced pressure, 39.3 g of a yellow powder was obtained. This powder was soluble in toluene, chloroform and other organic solvents. The number average molecular weight of the polymer powder was 1370 in terms of polystyrene when measured by GPC. In addition, as a result of analysis of its IR spectrum, absorption based on NH of wave numbers (1 / cm) 3350 and 1175: 2170
SiH-based absorption; 1020-820 SiNSi-based absorption; 1400
It was confirmed that the BN-based absorption was exhibited. Further, the elemental analysis result of the polymer is Si: 50.7%, N: 26.8% by weight.
%, C: 6.8%, O: 2.9%, B: 8.6%, H: 4.2%.

【0024】実施例2 実施例1と同様に図1に示される合成装置を用い合成反
応を実施した。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応器
内を乾燥窒素で置換した後、乾燥ピリジン900mlを
入れ、温度が一定となるまで保持した後、撹拌しながら
トリクロロボラン(BCl3)23.4g、ジクロロシ
ラン(SiH2Cl2)80.8gをそれぞれ加え、錯体
混合物を形成させ、白色固体状のアダクトを得た。この
反応混合物を0℃に冷却し、撹拌しながら、これに乾燥
アンモニア72gを吹きこんだ。反応終了後、乾燥窒素を
吹きこみ、未反応のアンモニアを除去した後、窒素雰囲
気下で加圧濾過し、濾液850mlを得た。この濾液に
乾燥o−キシレン1mlを加え減圧下で溶媒を除去した
ところ、39.7gの粘性液体が得られた。この物質の
数平均分子量は、GPCにより測定したところ、ポリス
チレン換算で940であった。
Example 2 Similar to Example 1, the synthetic reaction was carried out using the synthesizer shown in FIG. After replacing the inside of the reactor installed in a constant temperature bath at a temperature of 0 ° C. with dry nitrogen, 900 ml of dry pyridine was added and maintained until the temperature became constant, and then 23.4 g of trichloroborane (BCl 3 ) while stirring. , 80.8 g of dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) were respectively added to form a complex mixture, and a white solid adduct was obtained. The reaction mixture was cooled to 0 ° C. and 72 g of dry ammonia was bubbled into it with stirring. After completion of the reaction, dry nitrogen was blown in to remove unreacted ammonia, and then pressure filtration was performed under a nitrogen atmosphere to obtain 850 ml of a filtrate. When 1 ml of dry o-xylene was added to this filtrate and the solvent was removed under reduced pressure, 39.7 g of a viscous liquid was obtained. The number average molecular weight of this substance was 940 in terms of polystyrene when measured by GPC.

【0025】実施例3 実施例1と同様に図1に示される合成装置を用いて合成
反応を実施した。温度が0℃の恒温槽内に設置した反応
器内を乾燥窒素で置換した後、乾燥γ−ピコリン104
0mlを入れ、温度が一定となるまで保持した後、撹拌
しながら、トリクロロボラン(BCl3)23.0g、
メチルジクロロシラン(CH3SiHCl2)70.2g
をそれぞれ加えて錯体混合物を形成させ、白色固体状の
アダクトを得た。この反応混合物を0℃に冷却し、撹拌
しながら、これに乾燥アンモニア78gを吹きこんだ。
反応終了後、乾燥窒素を吹きこみ、未反応のアンモニア
を除去した後、窒素雰囲気下で加圧濾過し、濾液が78
0mlを得た。この濾液に乾燥o−キシレン1000m
lを加え減圧下で溶媒を除去したところ、32.1gの
粘性液体が得られた。この物質の数平均分子量は、GP
Cにより測定したところ、ポリスチレン換算で620で
あった。
Example 3 Similar to Example 1, a synthetic reaction was carried out using the synthesizer shown in FIG. After replacing the inside of the reactor installed in a constant temperature bath at a temperature of 0 ° C. with dry nitrogen, dry γ-picoline 104 was added.
After adding 0 ml and keeping the temperature constant, 23.0 g of trichloroborane (BCl 3 ) was added while stirring.
Methyldichlorosilane (CH 3 SiHCl 2 ) 70.2 g
To form a complex mixture, and a white solid adduct was obtained. The reaction mixture was cooled to 0 ° C. and 78 g of dry ammonia was bubbled into it with stirring.
After the reaction was completed, dry nitrogen was blown in to remove unreacted ammonia, and then pressure filtration was performed under a nitrogen atmosphere.
0 ml was obtained. 1000 m of dry o-xylene was added to this filtrate.
When 1 was added and the solvent was removed under reduced pressure, 32.1 g of a viscous liquid was obtained. The number average molecular weight of this substance is GP
When measured by C, it was 620 in terms of polystyrene.

【0026】実施例4 実施例1で得られたボロシラザンをアンモニア中で10
00℃まで昇温速度3℃/分で加熱し、熱分解すること
で白色固体のセラミックスを84.0重量%の収率で得
た。得られたセラミックスの粉末X線回折測定を行った
ところ、非晶質であることが確認された。この固体の元
素分析結果は、重量基準でSi:56.2%、N:2
9.2%、C:1.3%、O:4.5%、B:8.8%
であった。次に、この固体をさらに窒素中で1700℃
まで昇温速速度10℃/分で加熱焼成して灰色固体を得
た。この物質の粉体X線回折結果から、非晶質状態を保
っていることが確認された。
Example 4 The borosilazane obtained in Example 1 was treated with 10% ammonia.
By heating to 00 ° C. at a temperature rising rate of 3 ° C./min and thermally decomposing, a white solid ceramic was obtained in a yield of 84.0% by weight. When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained ceramics, it was confirmed to be amorphous. The elemental analysis results of this solid are Si: 56.2% and N: 2 by weight.
9.2%, C: 1.3%, O: 4.5%, B: 8.8%
Met. Next, the solid is further added to nitrogen at 1700 ° C.
It was heated and calcined at a heating rate of 10 ° C./min to obtain a gray solid. From the powder X-ray diffraction results of this substance, it was confirmed that the substance remained in an amorphous state.

【0027】[0027]

【発明の効果】(1)本発明のポリボロシラザンは、有
機溶媒に可溶であり、しかも焼成してSi−N−B系セ
ラミックスに変換できるため、高性能のセラミックス成
形体原料として用いることができる。即ち、本発明のポ
リボロシラザンから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連続繊維、フィル
ム、被膜を容易に得ることができる。また、セラミック
ス化収率が高いので、焼結用結合材、含浸剤等としての
利用も可能である。 (2)本発明のポリボロシラザンは、その重合体中に分
解を促進する残留触媒の不純物の混入がないため、安定
性が向上し、取扱が容易になり、その上高温焼成のセラ
ミックスの純度が向上する。 (3)ポリボロシラザン中に、触媒が残存しないため、
安定性が向上し、溶媒を除いた後でも長期保存が可能で
ある。 (4)トリハロボランの添加量によりポリボロシラザン
の分岐度の制御を行うことができる。このため、任意の
分岐度のポリボロシラザンの合成を容易に行うことがで
きる。分岐度を増すことにより分子量から独立してポリ
ボロシラザンの粘性を低下させることが出来るため、ジ
ハロシランのみより合成されるポリシラザンと比較して
より高濃度の溶液を用いての乾式紡糸が可能であり、し
かも得られるポリボロシラザン繊維の強度は向上し、ま
た粘性を制御することによりコーティングの膜厚をコン
トロールすることができる。 (5)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。 (6)ポリボロシラザンを焼成して得られるセラミック
スは、その中に硼素が共存するため、セラミックスの硬
度の向上が図れる。 (7) セラミックスの組成制御が可能なため、セラミ
ックスの導電率を広い範囲から選択できる。
EFFECTS OF THE INVENTION (1) The polyborosilazane of the present invention is soluble in an organic solvent, and can be converted into Si—N—B type ceramics by firing, so that it should be used as a raw material for high-performance ceramic compacts. You can That is, continuous fibers, films and coatings having high mechanical strength at high temperature and excellent heat resistance, corrosion resistance, oxidation resistance and thermal shock resistance can be easily obtained from the polyborosilazane of the present invention. Further, since the yield of ceramization is high, it can be used as a binder for sintering, an impregnating agent, or the like. (2) The polyborosilazane of the present invention does not have impurities of a residual catalyst that promotes decomposition in the polymer, so that stability is improved and handling is easy, and the purity of ceramics baked at high temperature is high. Is improved. (3) Since no catalyst remains in polyborosilazane,
The stability is improved, and long-term storage is possible even after removing the solvent. (4) The branching degree of polyborosilazane can be controlled by the amount of trihaloborane added. Therefore, it is possible to easily synthesize polyborosilazane having an arbitrary degree of branching. By increasing the degree of branching, the viscosity of polyborosilazane can be lowered independently of the molecular weight, so dry spinning using a solution with a higher concentration is possible compared to polysilazane synthesized from dihalosilane alone. Moreover, the strength of the obtained polyborosilazane fiber is improved, and the film thickness of the coating can be controlled by controlling the viscosity. (5) Low cost and safe because no expensive and dangerous catalyst is used. (6) In the ceramic obtained by firing polyborosilazane, since boron coexists in the ceramic, the hardness of the ceramic can be improved. (7) Since the composition of ceramics can be controlled, the conductivity of ceramics can be selected from a wide range.

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

【図1】ポリボロシラザンの合成装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for synthesizing polyborosilazane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応器 2 恒温槽 3 トリハロボラン貯槽 4 ジハロシラン貯槽 5 ピリジン貯槽 6 窒素ガス 7 アンモニアガス 1 Reactor 2 Constant Temperature Tank 3 Trihaloborane Storage Tank 4 Dihalosilane Storage Tank 5 Pyridine Storage Tank 6 Nitrogen Gas 7 Ammonia Gas

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舟山 徹 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡1丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 礒田 武志 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡1丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Toru Funayama Tohru Funayama 1-3-1 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Corporation Research Laboratory (72) Inventor Takeshi Isoda 1 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama 3-3-1 Tonen Co., Ltd. Research Institute

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式RHSiX2で示されるジハロシ
ランとトリハロボランをルイス塩基と反応させて得られ
た錯体混合物をアンモニアと反応させることにより合成
されるポリボロシラザンであって、一般式 (前記式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルアルキル基、
アルキルアミノ基又はアルキルシリル基を示し、Xはハ
ロゲンを示す)で表わされるユニットをランダムに有す
る、数平均分子量が100〜50000の範囲にあるポリボロシ
ラザン。
1. A polyborosilazane synthesized by reacting a complex mixture obtained by reacting a dihalosilane represented by the general formula RHSiX 2 and a trihaloborane with a Lewis base, with ammonia. (In the above formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group,
A polyborosilazane having a number average molecular weight in the range of 100 to 50,000, which randomly has a unit represented by an alkylamino group or an alkylsilyl group and X represents halogen.
【請求項2】 ジハロシランとトリハロボランの割合が
モル比で1:99〜99:1の範囲内にある請求項1の
ポリボロシラザン。
2. The polyborosilazane of claim 1, wherein the molar ratio of dihalosilane to trihaloborane is in the range of 1:99 to 99: 1.
【請求項3】 一般式 RHSiX2 (式中、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アルアルキル基、アルキ
ルアミノ基又はアルキルシリル基を示し、Xはハロゲン
原子を示す)で表わされるジハロシランとトリハロボラ
ンをルイス塩基と反応させて得られた錯体混合物をアン
モニアと反応させることを特徴とするポリボロシラザン
の製造方法。
3. A compound represented by the general formula RHSiX 2 (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylamino group or an alkylsilyl group, and X represents a halogen atom). A), a complex mixture obtained by reacting a dihalosilane represented by the formula (1) and trihaloborane with a Lewis base is reacted with ammonia, and a method for producing polyborosilazane.
【請求項4】 ジハロシランとトリハロボランの割合が
モル比で1:99〜99:1の範囲内にある請求項3の
方法。
4. The method of claim 3 wherein the molar ratio of dihalosilane to trihaloborane is within the range of 1:99 to 99: 1.
JP41227090A 1990-12-20 1990-12-20 Polyborisilazane and its production Pending JPH05320356A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41227090A JPH05320356A (en) 1990-12-20 1990-12-20 Polyborisilazane and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41227090A JPH05320356A (en) 1990-12-20 1990-12-20 Polyborisilazane and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05320356A true JPH05320356A (en) 1993-12-03

Family

ID=18521126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP41227090A Pending JPH05320356A (en) 1990-12-20 1990-12-20 Polyborisilazane and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05320356A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06220202A (en) * 1992-12-08 1994-08-09 Bayer Ag Polymeric borosilazanes and aluminosilazanes, preparation thereof and use thereof
JP2004523471A (en) * 2000-09-14 2004-08-05 マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ Silicon-boron-carbon-nitrogen ceramics and precursor compounds, their preparation and their use
US10017646B2 (en) 2016-12-08 2018-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for forming silica layer, method for manufacturing silica layer, and electric device including silica layer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06220202A (en) * 1992-12-08 1994-08-09 Bayer Ag Polymeric borosilazanes and aluminosilazanes, preparation thereof and use thereof
JP2004523471A (en) * 2000-09-14 2004-08-05 マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ Silicon-boron-carbon-nitrogen ceramics and precursor compounds, their preparation and their use
US8242298B2 (en) 2000-09-14 2012-08-14 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. Silicon-boron-carbon-nitrogen ceramics and precursor compounds, method for the production and use thereof
US10017646B2 (en) 2016-12-08 2018-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for forming silica layer, method for manufacturing silica layer, and electric device including silica layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4543344A (en) Silicon nitride-containing ceramic material prepared by pyrolysis of hydrosilazane polymers from (R3 Si)2 NH and HSiCl3
US4540803A (en) Hydrosilazane polymers from [R3 Si]2 NH and HSiCl3
US4840778A (en) Inorganic polysilazane and method of producing the same
JP3042537B2 (en) Modified polysilazane and method for producing the same
US4720532A (en) Organopolysilazane precursors to silicon nitride-rich mixed SiC/Si3 N4
US4659850A (en) Polyorgano(hydro)silazane and process for producing same
JPH0618885B2 (en) Polysiloxazane and its manufacturing method
EP0295062B1 (en) Polysilacyclobutasilazanes
JPS6357454B2 (en)
NO172499B (en) POLYSILOXAZANES, THEIR PREPARATION AND ARTICLES CONTAINING THESE SILOXAZANES
US4929742A (en) Silane modified polysilacyclobutasilazanes
US4916200A (en) Silane modified polysilacyclobutasilazanes
US4742143A (en) Preceramic polymers derived from cyclic silazanes, and halosilanes and a method for their preparation
US4745205A (en) Novel preceramic polymers derived from cyclic silazanes and halogenated disilanes and a method for their preparation
US5252684A (en) Borazine derivatized hydridopolysilazane polymers
EP0262914A1 (en) Cross-linked organosilazane polymers
JPH049169B2 (en)
JPH05320356A (en) Polyborisilazane and its production
JPH0331326A (en) Random copolymer silazane and production thereof
US5032663A (en) Chlorine-containing silazane polymers, process for their preparation, ceramic materials containing silicon nitride which can be prepared from them, and their preparation
JPH03170533A (en) Polysilazane and its preparation
JPH01203429A (en) Modified polysilazane and production thereof
JPH075839B2 (en) Polysilazane ceramic precursor composition and ceramics obtained by its thermal decomposition
JP3477490B2 (en) Method for producing polyborosilazane
US4861532A (en) Method of preparing ceramics from polymers derived from cyclic silazanes, and halosilanes