JPS6262822A - ポリカルボシランの製造方法 - Google Patents

ポリカルボシランの製造方法

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JPS6262822A
JPS6262822A JP20318285A JP20318285A JPS6262822A JP S6262822 A JPS6262822 A JP S6262822A JP 20318285 A JP20318285 A JP 20318285A JP 20318285 A JP20318285 A JP 20318285A JP S6262822 A JPS6262822 A JP S6262822A
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polycarbosilane
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polymerization
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Yoshifumi Takeda
竹田 好文
Yasushi Kobayashi
小林 泰史
Akira Hayashida
章 林田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はポリカルボシランの製造方法、特にはポリジメ
チルシランの熱分解、融解、重合によって、容易にかつ
工業的に有利にシリコンカーバイド繊維用として有用と
されるポリカルボシランを製造する方法(:関するもの
である。
(従来の技術) けい素と炭素とを主骨格成分とする有機けい素重合体と
してのポリカルボv−77の製造方法については、ジメ
チルジグロロシランとアルカリ金属またはアルカリ土類
金属との脱塩素化反応で鎖状のポリシランを作り、これ
を不活性ガス雰囲気中において常圧または加圧下に重合
させるという方法が知られているか、これf二はポリシ
ランが粉体であるために反応器への仕込み操作が容易で
なく取扱いが畑雑であるし、粉体の嵩密度が0.4と小
さいためにポットイールド(R,Y、 )が小さく、し
たがって生産性が低いという欠点があり、この重合を常
圧で行なう場合には収率が40〜50%と低くなるほか
100時間以上の重合時間が必要とされるために生産性
がわるいという不利がある。
そのため、これについてはポリシラン粉末を充填し30
気圧下に熱分解重合させる方法も提案されている(特公
昭57−26527号公報参照)が、これには熱分解重
合時にジメチルシラン、水素ガスが発生して圧力が12
0気圧にまで達するので高圧設備、防災対策が不可欠に
なるという不利があるし、常圧時の収率低下を避けるた
めに含酸素化合物を触媒として使用する方法(特開昭5
4−F+ 1299号公報参照)も知られているがこの
場合には有機けい素重合体が酸素を含むものとなり、そ
の無機化して得られたポリカルボシランが酸素の含有に
よって著しく強度の低いものになるという欠点がある。
したがって、このポリカルボシランの製造についてはポ
リシランを一旦熱分解して液状の低分子物としてからこ
れを大気圧付近の圧力で触媒を用いて重合するという方
法も提案されている(特開昭F17−83529号、特
開昭59−49234号、特開昭59−49235号公
報参照)が、これには熱分解反応が遅く、しかも熱分解
生成物を留去して重合原料とするものであるためC二収
率が低いという不利がある。
(発明の構成) 本発明はこのような不利を解決したポリカルボシランの
製造方法に関するものであり、これは式原子、水酸基、
アルコキシ基、トリアルキルシリル基から選択される原
子または基、n≧20)で示される直鎖状ポリジメチル
シランを加熱気筒内に不活性ガス雰囲気に攪拌しながら
連続的に通過とから構成される分子1t29Q〜1,0
00の有機けい素化合物に熱分解させ、ついでこの低分
子分解物を】〜10気圧下で重合することを特徴とする
ものである。
丁なわち1本発明者らは容易にがり工業面に有利に収率
よくポリカルボシランを収得する方法について種々検討
した結果、始発材として式シランを使用し、これを加熱
気筒内に連続的(=送入するとポリジメチルシランが短
時間で連続的に290〜1,000の低分子分解物とな
り、このものは常温で非常に流動性のある粘度10〜1
00cpの液状物となるので、ついでこのものを重合す
れば目的とするポリカルボシランを容易(=得ることが
できるし、この重合は特:二触媒を使用する必要がなく
、比較的低圧下でも進行するということを見出し、これ
によれば熱分解物が常温で液体であって粉体の取扱いが
全くないので仕込みが容易であるし、これは比重が0.
85〜0.9で粉体の約2倍であるために倍量の仕込み
が可能となること、また熱分解物の収率が95〜97%
と高く、重合時間も常圧法の14〜1/3でよいので非
常(二高い生産性で目的とするポリカルボシランを当る
ことができることを確認して本発明を完成させた。
本発明の方法で始発材とされるポリジメチルシランは式 で示され、又は水素原子、/%ロゲン原子、水酸基、ア
ルコキシ基、トリアルキルシリル基から選択される原子
または基、nは≧20の正数とされる直鎖状のものとす
ればよく、これは例えば!ジメチルジグロ口νラン((
CHJ  5icj )のよっなオs! ルガノシランを炭化水素系溶媒中で金属ナトリウムC二
よって脱塩素化反応を行なわせることによって得ること
ができるが、これには下記のものが例示される。
この直鎖状ポリジメチルシランは窒素、ヘリクムなどの
不活性ガス雰囲気中の加熱気筒出口の加熱1:よって熱
分解させられるが、この加熱気筒は攪拌機と加熱装置を
備えたものであればよく、これにはスクリューフィーダ
ー、ニーグー、押出機などが例示される。この熱分解温
度は20.0℃以下では分解速度が遅くなり、600℃
以上とすると液状の分解生成物がさらに分解して粘度上
昇を起こすし、反応装置が材質面から高価なものとなる
ので、200〜600℃の範囲と丁ればよいが、好まし
くは300〜500℃の範囲とすることがよい。この熱
分解生成物は単位式 る分子世が290〜1,000のものであることから、
この加熱気筒出口から液状物として得られる。
このものは通常粘度か10〜100cp(25℃)のも
のとして取得されるが、このものは加熱気筒内の加熱温
度C二もよるが、加熱気筒内での滞留時間が短かすぎる
と高温では液体でも常温では固体または流動性のない固
体分散体となり、これが長すぎると分解して固体または
流動性のない固体分散体となるのでこの滞留時間は10
〜20分の範囲とすることがよい。
つぎにこのようにして得られた低分子分解物は不活性ガ
ス雰囲気下::おいて所定温度で重合されてポリカルボ
シランとされるのであるが、上記したようにこの低分子
分解物はその比重が0.85〜0.9で従来法における
粉体とくらべて約2倍の比重をもっているので液状であ
ることから仕込みが容易であると共に仕込み壇も従来法
にくらべて約2倍哨とすることができる。また、この重
合はこの低分子分解物が比較的重合し易いものであるこ
とから特に高圧とする必要はなく、1〜10気圧下で行
えばよく、この温度も400℃以下では重合が遅くなり
、500℃以上とすると反応速度が速くなって分子用調
整が難しくなり、また無機化が進行Tるので400〜5
00℃の範囲とすればよく、これによれば特に触媒を添
加しなくても10〜30時間で重合を終了させることが
できるので、従来法による80〜100気圧での重合、
常圧下での100時間C二わたる重合にくらべて容易に
かつ効率的にポリカルボシランを得ることができるとい
う有利性が与えられる。
つぎにこれを添付の口面にもとづいて説明下ると第1図
はポリジメチルシランの熱分解装置の縦断面図、第2図
は重合工程を示す縦断面要因を示したものである。この
熱分解、融解工程は例えば第1図に示されているスクリ
ューフィーダー1とこれを駆動するモーター2、ホッパ
ー3、加熱ヒーター4を有するスクリューフィーダ一式
加熱気筒内で不活性ガス雰囲気下に行なわれる。ホッパ
ー3から装置内に投入されたポリジメチルシランはスク
リューフィーダーで撹拌されて強制的にかつ11続式に
筒内を移行し、こ\で200〜600℃、好ましくは3
00〜500℃に加熱され、熱分解されて低分子分解物
となり、液状で出口5から排出される。
攪拌器15を備えた重合器11に充填されて重合される
のであるが、この重合条件は前記したように1〜10気
圧、400〜500℃とすればよい。
重合は重合器内の空気を窒素ガスで置換したのち加圧、
加熱丁れば10〜30時間で重合を終了させることがで
き、これによって目的とするポリカルボシランが取得さ
れるが、この重合時4℃発生した易揮発性の低分子物質
はコンデン+)−16で冷却して受器17に貯え、排ガ
スは排気口18から排気される。
つぎに本発明の実施例をあげる。
参考例 内容積100Eのグラスライニング製反応器にキシレン
401を仕込み、こ\に金属ナトリウム10KPを投入
してから反応器を110℃まで昇温しで金属ナトリウム
を溶解させ、これを攪拌しながらこ\にジメチルジクロ
ロシラン28KPを定量ポンプを用いて5時間で注入し
、120℃で10時間反応させたのち、反応液をr過し
て水洗し、食塩を除いて乾燥したところ、ポリジメチル
シラン12Kp(収率95%]が得られた。
実施例1 ステンレス製の車軸2インチX1mのスクリューフィー
ダーに電熱ヒーターを捲きつけた@1図に示したような
反応器を400℃に加熱し、窒素ガス雰囲気下にこ\C
二上記の参考例で得たポリジメチルシラン5に9を5時
間で連続的に投入し、滞留時間が約20分となるように
して熱分解させたところ、低分子分解物4.75 KP
が得られた。この低分子分解物は乳白色の液体で粘度が
3Qcp(20℃)であり、このもののGPOは第3図
に示したとおりであった。
っぎC二この低分子分解物400Eを内容積500dの
第2図に示した重合器内C二充填し、器内の空気を窒素
ガスで置換後昇温し、圧力10 K9/cn#G 。
温度450℃で重合させたところ、重合は12時間で終
了し、冷却後生成物を取り出したところ、重合体288
.9(収率72%)が得られ、このものは数平均分子量
が2,100のポリカルボシランであった。
実施例2 二軸X 0.5mの連続式ニーダ−に電熱ヒーターを捲
きつけて窒素ガス雰囲気下に450℃シニ加熱し、5O
rpmで回転させ、こ\に参考例で得たポリジメチルシ
ランをスクリューフィーダーを用いて1.2Kll+/
時で供給して10時間運転したところ、ポリジメチルシ
ランの熱分解(二よる低分子分解物11.6KFが得ら
れ、このものの粘度は1.000pであった。
つぎにこの低分子分解物350.9を’42図に示した
内容積500−の重合器に充填し、器内の空気を窒素ガ
スで置換後昇温し、圧力2Kp/(、l?G 。
温度450℃で重合させたところ、重合は20時間で終
了し、ポリカルボVラン240F (収率68.5%)
が得られた。
なお、このものの数平均分子量は1.260 cm−’
に8l−OR,、1,030(Ml!  、  1,3
30cIL  を二8l−OH,−8iの吸収が認めら
れた。
実施例3 前記した実施例2で得られた低分子分解物25Kpを内
容積30Jのオートクレーブに仕込み、系内な窒素ガス
で置換後、徐々に温度を上げたところ、320℃で圧力
が3KP/。−Gとなったのでこの圧力を保持するため
にPIG弁で圧力上昇分を系外にパージしながら450
℃で重合を行なわせたところ、50時間で反応が終了し
た。系外に留出した低分子物は5KPで、得られたポリ
カフレボシランは17.5KF(収率70%)であり、
このものは融点が200〜205℃で数平均分子tは2
.050であったL 実施例4 実施例?I;おける連続式ニーダ−を用いて温度を45
0℃の一定温度としポリジメチルシランの供給量を変化
させてその熱分解反応を行なわせ、得られた低分子分解
物の粘度を測定したところ。
81表に示したとおりの結果が得られ、この場合にポリ
ジメチルシランの供給量を1.OKp/時と一定(二し
て温度を350〜500℃の範囲で変化させ、得られた
低分子分解物の粘度を測定したところ、@2表に示した
とおりの結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図はポリジメチルシランの熱分解に使用されるスク
リューフィーダ一式装置の縦断面図、第2図は低分子分
解物の重合装置の縦断面要因を示したものであり、第3
図は実施例で得られた低分子分解物のC)PC曲線を示
したものである。 1・・・スクリューフィーダー、 3・・・ホッパー、   4・・・加熱ヒーター、5・
・・液出口、   11・・・重合器、12・・・加熱
器、   13・・・窒素ガス導入口。 14・・・温[¥計、   15・・・攪拌器。 特許出願人 信越化学工業株式会社 第1図 第2図 1へ 第3図 →溶鍮号(mL) 手続補正帯 昭和60年11月19日 1、事件の表示 昭和60年特許願第203182号 2、発明の名称 ポリカルボシランの製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (206)信越化学工業株式会社「自発」 6、補正の対象 明細書における「発明の詳細な説明の欄」7、補正の内
容 ■) 明細書第15頁12行〜13行の「なお、このも
のの・・・・・に5i−CH3、」を「なお、このもの
の数平均分子量は1850であり、IRスペクトルでは
2,100an−’に5i−Hll、260an−’に
5i−CH3、」と補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (こゝにXは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコ
    キシ基、トリアルキルシリル基から選択される原子また
    は基、n≧20)で示される直鎖状ポリジメチルシラン
    を加熱気筒内に不活性ガス雰囲気に攪拌しながら連続的
    に通過させて単位式 ▲数式、化学式、表等があります▼と▲数式、化学式、
    表等があります▼とから 構成される分子量290〜1,000の有機けい素化合
    物に熱分解させ、ついでこの低分子分解物を1〜10気
    圧下で重合させることを特徴とするポリカルボシランの
    製造方法。 2、分解温度が200〜600℃とされる特許請求の範
    囲第1項記載のポリカルボシランの製造方法。 3、低分子分解物が400〜500℃で重合される特許
    請求の範囲第1項記載のポリカルボシランの製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5674127A (en) * 1979-11-22 1981-06-19 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of organosilicon polymer
JPS59135227A (ja) * 1983-01-21 1984-08-03 Nippon Ester Co Ltd 有機ケイ素重合体の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59135227A (ja) * 1983-01-21 1984-08-03 Nippon Ester Co Ltd 有機ケイ素重合体の製造方法

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