JPH07196810A - ケイ素を含む硬化物 - Google Patents

ケイ素を含む硬化物

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JPH07196810A
JPH07196810A JP6000395A JP39594A JPH07196810A JP H07196810 A JPH07196810 A JP H07196810A JP 6000395 A JP6000395 A JP 6000395A JP 39594 A JP39594 A JP 39594A JP H07196810 A JPH07196810 A JP H07196810A
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JP
Japan
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group
chemical
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structural formula
cured product
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JP6000395A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Ito
正義 伊藤
Masahiko Mitsuzuka
雅彦 三塚
Kenji Iwata
健二 岩田
Koji Inoue
浩二 井上
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケイ素を含む耐熱性および耐燃焼性に優れた
含ケイ素材料を提供する。 【構成】 繰り返し単位に少なくとも1個のSi−H結
合と1個のC≡C結合を有する、種々の形態、形状の含
ケイ素高分子化合物を、0〜700℃の温度範囲で熱処
理することによって得られる含ケイ素硬化物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分子中にケイ素を含
む、耐熱、耐燃焼および接着材料等として有用な硬化物
とその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】耐熱性があり、高強度で靱性を有するが
重い金属、耐熱性に優れやや軽量であるが加工性と靱性
に劣るセラミックスやガラス、一方これらの材料の欠点
を補う軽量材料として種々のエンプラが開発されてきた
が、現状での耐熱性はポリイミドが最高で、これ以上の
耐熱性向上にはプラスチックスとしての加工性の大幅な
低下を伴う。また耐燃焼性(酸素指数)は、燃焼時有毒
ガスを発生し安全上問題の多いポリ塩化ビニリデンやテ
フロンを除くとポリイミドが最高である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、従来の
ポリイミド以上の耐熱性および耐燃焼性に優れた軽量材
料を開発することに鋭意努力し、本発明に至った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、繰り返し単位
に少なくとも1個のSi−H結合と1個のC≡C結合を
有する含ケイ素高分子化合物を、0ないし700℃の温
度で熱処理することによって得られる硬化物である。
【0005】本発明における含ケイ素高分子化合物と
は、繰り返し単位中に少なくとも1個のSi−H結合と
1個のC≡C結合を有するものであって、この繰り返し
部分が少なくとも全高分子の1/3以上を占める。例え
ば構造式(1)(化4)
【0006】
【化4】 (式中、R1は水素または炭素数が1から30個のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基であって、これらはハロゲン、
水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの置換基を含ん
でいてもよい)、構造式(2)(化5)
【0007】
【化5】 (式中、R2は水素または炭素数が1から30個のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基であって、これらはハロゲン、
水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの置換基を含ん
でいてもよい)または構造式(3)(化6)
【0008】
【化6】 (式中、R3は水素または炭素数が1から30個のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基、R4は炭素数が1から30個
のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フ
ェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族基であっ
て、これらはハロゲン、水酸基、アミノ基、カルボキシ
ル基などの置換基を含んでいてもよい)で表されるもの
である。具体的には、構造式(4)(化7)
【0009】
【化7】 、構造式(5)(化8)
【0010】
【化8】 、構造式(6)(化9)
【0011】
【化9】 、構造式(7)(化10)
【0012】
【化10】 、構造式(8)(化11)
【0013】
【化11】 、構造式(9)(化12)
【0014】
【化12】 、構造式(10)(化13)
【0015】
【化13】 、構造式(11)(化14)
【0016】
【化14】 、構造式(12)(化15)
【0017】
【化15】 、構造式(13)(化16)
【0018】
【化16】 、構造式(14)(化17)
【0019】
【化17】 、構造式(15)(化18)
【0020】
【化18】 、構造式(16)(化19)
【0021】
【化19】 、構造式(17)(化20)
【0022】
【化20】 、構造式(18)(化21)
【0023】
【化21】 、構造式(19)(化22)
【0024】
【化22】 、構造式(20)(化23)
【0025】
【化23】 、構造式(21)(化24)
【0026】
【化24】 、構造式(22)(化25)
【0027】
【化25】 、構造式(23)(化26)
【0028】
【化26】 、構造式(24)(化27)
【0029】
【化27】 、構造式(25)(化28)
【0030】
【化28】 、構造式(26)(化29)
【0031】
【化29】 、構造式(27)(化30)
【0032】
【化30】 、構造式(28)(化31)
【0033】
【化31】 、構造式(29)(化32)
【0034】
【化32】 、構造式(30)(化33)
【0035】
【化33】 、構造式(31)(化34)
【0036】
【化34】 、構造式(32)(化35)
【0037】
【化35】 、構造式(33)(化36)
【0038】
【化36】 、構造式(34)(化37)
【0039】
【化37】 、構造式(35)(化38)
【0040】
【化38】 、構造式(36)(化39)
【0041】
【化39】 、構造式(37)(化40)
【0042】
【化40】 、構造式(38)(化41)
【0043】
【化41】 、構造式(39)(化42)
【0044】
【化42】 、構造式(40)(化43)
【0045】
【化43】 、構造式(41)(化44)
【0046】
【化44】 、構造式(42)(化45)
【0047】
【化45】 、構造式(43)(化46)
【0048】
【化46】 、構造式(44)(化47)
【0049】
【化47】 、または構造式(45)(化48)
【0050】
【化48】 などである。分子量に特に制限はないが、好ましくはく
500ないし1000000、より好ましくは500な
いし500000である。形態は液状または固体状であ
る。これらの含ケイ素高分子化合物は単独で用いること
が望ましいが、他の種々の高分子化合物と共存させて用
いることも可能である。
【0051】これらの含ケイ素高分子化合物の製造方法
は、本発明者らが提案しているように(特願平4ー68
064、特願平5ー43596、特願平5ー17970
9、特願平5ー201399、特願平5ー23644
5)、例えば、反応式(46)(化49)
【0052】
【化49】 、反応式(47)(化50)
【0053】
【化50】 、反応式(48)(化51)
【0054】
【化51】 または反応式(49)(化52)
【0055】
【化52】 のような方法を採用できるが、本発明はこれらの製造方
法に特に限定されるものではない。
【0056】次に本発明における硬化物の製造方法につ
いて述べる。溶融後または溶媒に溶解後、種々の形状物
(成型体、フィルム、繊維等)に成形された含ケイ素高
分子化合物を、空気、窒素またはアルゴン、ヘリウム等
の不活性ガス中で熱処理する。熱処理温度は0ないし7
00℃、好ましくは100ないし400℃、さらに好ま
しくは150ないし350℃である。加熱時間に特に制
限はないが、通常1分ないし100時間である。温度や
時間は、含ケイ素高分子化合物の種類、形状、形態およ
び硬化物の使用目的によって異なる。硬化反応は通常加
熱によってのみ行い得るが、必要に応じてヘキサメチレ
ンテトラミン、ジアミン類、酸無水物などの硬化剤、過
酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ジ-t-ブ
チルペルオキシド、過安息香酸t-ブチル、過酸化水素、
過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾ
アミノアゾベンゼンなどのラジカル開始剤を共存させて
行うことも可能である。また硬化反応を、含ケイ素高分
子化合物とポリイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエーテルエステルケトン、ポリスル
ホン、ポリオキサジアゾールなどの種々の高分子化合物
とを共存させて行うこともできる。
【0057】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例1 特願平5−43596に記載しいる方法に従いポリ(フ
ェニルシリレンエチニレン-1,3-フェニレンエチニレ
ン)を合成した。200mlのガラス製反応容器に、Mg
(OH)2を500℃にて3hr排気焼成したMgOを1
6.5g、フェニルシランを6.42g、m-ジエチニルベ
ンゼンを7.50g、および溶媒としてベンゼン120m
lを仕込んだ。次にアルゴン雰囲気中にて室温で8hr、
50℃で8hr、さらに80℃で2hr、合計18hr反応さ
せた。反応終了後ガラスフィルターで反応液を濾過しM
gOを分離除去した。濾過した反応液中の溶媒を減圧留
去し、9.9g(収率71%)のポリマーを得た。ポリ
マーは黄色の固体で、その構造をIR、NMRスペクト
ルにより確認した。平均重量平均分子量は4800、数
平均分子量は2510(GPCによるポリスチレン換算
分子量)であった。得られたポリマーをアルゴン雰囲気
中、300℃にて1hr熱処理を行い目的とする橙色の固
い硬化物を得た。硬化物のIRスペクトルを図1に示
す。
【0058】次にこの硬化物の熱物性をTGA−DTA
により測定した。アルゴン雰囲気中では重量減少が殆ど
認められず1000℃での重量残が94%、またTd
5(5%重量減少温度)は860℃であった。一方空気
中における1000℃での重量残は28%、Td5は58
0℃であった。これらの値は、ポリイミド(キャプト
ン)のアルゴン雰囲気中における1000℃での重量残
55%、Td5586℃、空気中における1000℃での
重量残4%、Td5568℃に比較するといずれも大き
く、本発明における硬化物が耐熱性および耐燃焼性に極
めて優れていることを示している。
【0059】実施例2 実施例1において含ケイ素高分子化合物の熱処理温度を
400℃とした以外は実施例1と同様にして硬化物の熱
物性を測定した。 結果を表1に示す。
【0060】
【表1】
【0061】実施例3 特願平5ー201399に記載している方法に従いポリ
(フェニルシリレンエチニレン-1,4-フェニレンエチニ
レン)を合成した。200mlのガラス製反応容器にBr
Mg-C≡C-1,4-C64-C≡C-MgBr(66.0mm
ol)のTHF溶液を仕込み、さらにこれにH2SiCl2
を6.66g室温にて滴下した。滴下終了後リフラック
ス状態で1hr反応させた。反応終了後(CH33SiC
lを16.35g加え、リフラックス状態でさらに1hr
反応させた。続いて反応液を0.5規定の塩酸水溶液に
滴下し、油相を分液ロートにて分取した。油相を硫酸ナ
トリウムで乾燥し、さらに溶媒を減圧留去することによ
り粘稠なオイル状の粗生成物を得た。粗生成物をヘキサ
ン中に注入し、淡黄色の固体状のポリマー4.4g(収
率43%)を得た。ポリマー構造をIR、NMRスペク
トルにより確認した。平均重量分子量は5500、数平
均分子量は2100(GPCによるポリスチレン換算分
子量)であった。得られたポリマーをアルゴン雰囲気
中、300℃にて1hr熱処理を行い目的とする橙色の固
い硬化物を得た。
【0062】次にこの硬化物の熱物性をTGA−DTA
により測定した。アルゴン雰囲気中では重量減少が殆ど
認められず1000℃での重量残が90%、またTd
5(5%重量減少温度)は577℃と極めて高い耐熱性
製を有することがわかった。空気中における1000℃
での重量残27%、Td5は476℃で耐燃焼性に優れて
いることもわかった。結果を表1にまとめた。
【0063】実施例4〜7 実施例2に記載の方法に準じて合成した含ケイ素高分子
化合物を所定の温度で1hr熱処理して目的とする硬化物
を得た。これら硬化物の熱物性をTGA−DTAにより
測定した。 結果を表1に示す。
【0064】比較例1〜3 繰り返し単位中にC≡C結合のみ、またはSi−H結合
のみを有する3種類の類似構造の含ケイ素高分子化合
物、即ち、構造式(50)(化53)
【0065】
【化53】 、構造式(51)(化54)
【0066】
【化54】 および構造式(52)(化55)
【0067】
【化55】 の硬化物の熱物性評価を行った。 結果を表1に示す。
表1より本発明におけるSi−HとC≡Cの両結合を有
する含ケイ素高分子化合物から得られた硬化物が高い耐
熱性と耐燃焼性を有することは明かである。
【0068】
【発明の効果】本発明により、耐熱性および耐燃焼性に
優れた硬化物を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で製造された硬化物のIRスペクトル
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩二 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繰り返し単位に少なくとも1個のSi−
    H結合と1個のC≡C結合を有する含ケイ素高分子化合
    物を、0ないし700℃の温度で熱処理することによっ
    て得られる硬化物。
  2. 【請求項2】 含ケイ素高分子化合物が、構造式(1)
    (化1) 【化1】 (式中、R1は水素または炭素数が1から30個のアル
    キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
    フチル基などの芳香族基であって、これらはハロゲン、
    水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの置換基を含ん
    でいてもよい)、構造式(2)(化2) 【化2】 (式中、R2は水素または炭素数が1から30個のアル
    キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
    フチル基などの芳香族基であって、これらはハロゲン、
    水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの置換基を含ん
    でいてもよい)または構造式(3)(化3) 【化3】 (式中、R3は水素または炭素数が1から30個のアル
    キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
    フチル基などの芳香族基、R4は炭素数が1から30個
    のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フ
    ェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族基であっ
    て、これらはハロゲン、水酸基、アミノ基、カルボキシ
    ル基などの置換基を含んでいてもよい)で表されるもの
    である請求項1に記載の硬化物。
  3. 【請求項3】 含ケイ素高分子化合物が、分子量500
    ないし1000000のものである請求項1または2に
    記載の硬化物。
  4. 【請求項4】 熱処理を100ないし400℃の温度で
    行うことによって得られる請求項1、2または3に記載
    の硬化物。
  5. 【請求項5】含ケイ素高分子化合物を、空気、窒素また
    は不活性ガス中で熱処理することを特徴とする請求項
    1、2、3または4に記載の硬化物の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509557A (ja) * 1999-09-16 2003-03-11 コミツサリア タ レネルジー アトミーク ポリ(エチニレン−フェニレン−エチニレン−シリレン)およびその調製方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003509557A (ja) * 1999-09-16 2003-03-11 コミツサリア タ レネルジー アトミーク ポリ(エチニレン−フェニレン−エチニレン−シリレン)およびその調製方法

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