WO1997031064A1 - Use of polycarbosilanes for stabilising alkenyl polysilanes - Google Patents

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WO1997031064A1
WO1997031064A1 PCT/FR1997/000283 FR9700283W WO9731064A1 WO 1997031064 A1 WO1997031064 A1 WO 1997031064A1 FR 9700283 W FR9700283 W FR 9700283W WO 9731064 A1 WO9731064 A1 WO 9731064A1
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WO
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pcs
alkenylated
polysilane
polysilanes
polymer
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PCT/FR1997/000283
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French (fr)
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Nathan Bryson
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Flamel Technologies
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/16Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/571Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers

Definitions

  • the general field of the present invention is that of compositions based on polysilanes useful, in particular, in the production of ceramics made of silicon carbide. More specifically, in the context of the invention, interest is focused on the stabilization in air, in particular with oxygen and / or at temperature, of compositions based on polysilanes or on mixtures of polysilanes, precursors. of ceramics and also called "pre-ceramics".
  • Polysilanes are polymeric materials, the linear skeleton of which is made up of bonded silicon atoms. These silicon-rich materials have found applications in many technical fields. They are used in the electronics and composites industries, in particular as photoconductors, semiconductors, materials constituting the image in xerography and microlithography and, as indicated above, as precursors of carbide ceramics silicon (CHEM. REV. 1989, 89, 1410).
  • polysilanes are thus mainly used:
  • the composition of polysilanes is used as a matrix with carbon or ceramic fibers or, as a binder, with ceramic powders
  • - to develop coatings resistant to oxidation oxidizable materials, such as carbon-carbon composite materials or carbon fibers, are coated with said polysilane and pyrolysis thereof), as materials for filling the pores of a porous ceramic material, and this in the aim of improving its mechanical properties, - to produce thin ceramic films for use in electronics.
  • Polysilanes can be obtained in various ways such as, for example, by condensation of halosilanes, such as chlorosilanes, with alkali metals, as described in US Patents 4,783,516 and US 4,537,942, as well as in publication CHEM REV 1989, 89 (6), 1359, or by coupled dehydrogenation reactions involving catalysts, as described in the publications J AMER CHEM SOC, 1986, 2079, CH or by redistribution reactions, as disclosed in the US patents 4,824,919 and US 4,310,651, or else by chemical modification of simple polysilanes as described, in particular, in the publication POLYM REPRINTS, 1987, 28, 222
  • the polysilanes considered in the context of the present invention are those of formula general average with the following reasons
  • the groups R are identical or different from each other in the polymer and represent hydrogen, a linear and / or branched and / or cyclic C 1 -C 20 , preferably C 1 -C 10 alkyl, an aryl, a aralkyl, an alkylaryl, a silicic or organosilicon residue,
  • the groups R ′ are identical or different from each other and represent a C, -C, 0 , preferably C, -C 6 alkenyl, vinyl (C 2 ) being particularly preferred,
  • - x and y can vary from one motif to another
  • Si-H hydrogen groups
  • PVS PVS polyvinylhydrogenosilanes or polyvinylhydrogenomethylsilanes, having hydrogen and vinyl groups in their skeleton and hereinafter referred to as PVS PVS are, in particular, described in US Patent 4,783,516
  • alkenylated polysilanes as preceramic polymers, it should be known that this application involves crosslinking of said polysilanes before their transformation into ceramics by pyrolysis. This crosslinking takes place by hydrosilylation, that is to say by a reticular reaction addition involving hydrogen groups (SiH) and olefinic groups (SiVi).
  • PVS and more generally alkenylated polysilanes, which contain the hydrogen and vinyl groups, are endowed with this ability to crosslink by hydrosilylation.
  • these alkenylated polysilanes e. G. PVS
  • these alkenylated polysilanes are sensitive to light and oxygen. They are thus likely to react to ambient air, intense light, and / or high temperatures by hydrosilylation, which can lead to premature and undesired solidification of the product, which prevents any further shaping of the product.
  • This rapid oxidation and crosslinking can cause, in some cases, spontaneous combustion of these alkenylated polysilanes precursors of ceramics.
  • Patent FR 2 686 091 in the name of the applicant, aims to overcome this drawback and teaches the addition of stabilizers formed by phenolic, amino or olefinic antioxidants, optionally combined with sulfur or phosphorus antioxidants.
  • the stabilization obtained is all the more important as the concentration of stabilizer is high.
  • the addition of stabilizers, of antioxidant type in very high concentration, results in inhibition or retardation of crosslinking, which has the consequence of reducing the pyrolysis yield in carbide of silicon, during ceramization.
  • a low pyrolysis yield is equivalent to a significant emission of gas at the heart of the material, which causes the appearance of macroscopic cracks in the ceramic and, concomitantly, a decrease in the mechanical properties of the matrix.
  • the optimum stabilizer concentration must therefore be less than 10% of the mass of the composition and, preferably, between 0.01% and 1%.
  • the technique of crosslinking the polymer with oxygen in the air is also known, as described in US Patents 4,052,430 and US 4,100,233 by YAJIMA, the pioneer in the field of pre-ceramic polymers. Indeed, YAJIMA teaches the preparation and the shaping of a polycarbosilane. This polymer, which contains Si-H functions, oxidizes in the presence of oxygen to form new Si-O-Si (siloxane) bonds between the polymer chains.
  • polycarbosilane is a polymer which reacts with air. Used alone, its crosslinking requires oxygen to allow the Si-H bonds to oxidize to siloxanes and thus create new Si-O-Si bonds between the chains.
  • the invention described in US Pat. No. 4,783,516 relates to PVS comprising, in the same polymer chain, the two groups: Si-H and Si-alkenyl capable of reacting with each other by hydrosilylation, which ultimately causes the crosslinking of the polymer, in the absence of air and without the addition of a catalyst
  • These improved PVS constitute an improvement compared to the technique of crosslinking in air according to YAJIMA.
  • compositions are obtained by mixing polyorganosilanes of the polymethylsilanes or polycarbosilanes type (methylated), on the one hand, and organic or organosilicon compounds of the type, polyvinylsilane, polyvinylsilazane or polyvinylsiloxane, on the other hand, as well as a radical catalyst for initiate crosslinking.
  • a composition is obtained which makes it possible to make a polysilane or polcarbosilane infusible before proceeding to its pyrolysis.
  • the problem concerned rather relates to obtaining a composition which crosslinks without oxygen to obtain a hold. mechanical or rigidity, which allow the crosslinked resin to retain its shape during pyrolysis.
  • compositions always suffer from instability, whether during handling in air or during prolonged storage.
  • a crosslinking catalyst which constitutes one more impurity in the composition of the ceramic.
  • one of the essential objectives of the present invention is to find an effective means of stabilization of pre-ceramic polymers, of the alkenylated polysilane type, in particular polyvinylsilanes (PVS).
  • PVS polyvinylsilanes
  • Another essential objective of the invention is to stabilize the alkenylated polysilanes, while preserving their ability to crosslinking and subsequent ceramization, with a high ceramic yield.
  • Another essential objective of the present invention is to provide a process for the air and / or heat stabilization of alkenylated polysilanes, which is simple to implement and economical.
  • Another essential objective of the present invention is to provide an air and / or heat stabilized composition of alkenylated polysilanes which is crosslinkable in the absence of a hydrosilylation catalyst, a reaction which is very vital for achieving a ceramic yield. high during subsequent ceramic processing.
  • the absence of a catalyst has the advantage of eliminating a product which can be assimilated to an impurity in the final ceramic.
  • Another essential objective of the present invention is to give access, thanks to the stabilization of the alkenylated polysilanes, to new methods of manufacturing articles comprising ceramic materials obtained by heat-crosslinking / ceramization of said alkenylated polysilanes.
  • alkenylated polysilanes eg PVS
  • PCS polycarbosilane
  • PCS polycarbosilane
  • PCS as a stabilizer in accordance with the invention is the ability to hydrosilysation and therefore to the "heat-crosslinking" of the alkenylated polysilanes with the PCS. This gives this composition all the qualities to be a precursor of efficient ceramic.
  • the PCS represents, at most, 50% by weight of the PCS / alkenylated preceramic mixture.
  • concentration of the PCS represents, at most, 50% by weight of the PCS / alkenylated preceramic mixture.
  • PCS relative to this mixture is less than 40% by weight and, more preferably still, is between 20-30% by weight.
  • the alkenylated polysilane is chosen from polymers and mixtures of polymers of general average formula comprising the following units: in which
  • the groups R are identical to or different from one another in the polymer and represent: hydrogen, a linear and / or branched and / or cyclic C 1 -C 20 , preferably C x -C 10 , aryl alkyl, an aralkyl, an alkylaryl, a silicic or organosilicon residue; the groups R ′ are identical or different from each other and represent a C r C 10 , preferably C r C 6 alkenyl, vinyl (C 2 ) being particularly preferred,
  • - x and y may vary from one motif to another, - a is equal to or greater than 5;
  • this alkenylated polysilane is a copolymer of the polyvinylsilane (PVS) type, essentially consisting of units (I), respectively
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are identical or different in the same unit or from one unit to another and represent a radical corresponding to the same definition as that given above for R, the alkyls in C, -C
  • - b, c, d, e may vary from one motif to another;
  • PVS and PCS are, respectively, liquid and solid under ambient conditions of temperature and pressure. It is therefore particularly unexpected that the mixture of these two products proves to be, not only possible, but moreover, leads to a homogeneous mixture having all the properties of stability, heat-crosslinking and pyrolysis performance, mentioned above.
  • another advantage of the use according to the invention is that the viscosity of the PVS / PCS mixture is variable over a wide viscosity range. To adjust it, it suffices to foil the quality and the quantity of PVS and PCS.
  • at least one antioxidant chosen from phenolic, olefinic or amino antioxidants and, preferably from phenolic antioxidants and mixtures thereof is used in association with the PCS. are those described in patent FR 2 686 091, which is in the name of the applicant and which is included in the present application by reference.
  • the preferred antioxidant concentration range compared to the alkenylated polysilane / PCS / antioxidant mixture is from 0.001% to 5%, but, more preferably still, from 0.01-1% Being able to be satisfied with an antioxidant concentration relatively low avoids the drawbacks associated with the use of the latter, as regards the pyrolysis yield
  • the present invention relates to a process for stabilizing a preceramic polymer, of the alkenylated polysilane type, preferably vinyl, characterized in that it consists in mixing, in a solvent or not, said preceramic polymer with a stabilizer selected from the group comprising polycarbosilanes (PCS) - preferably those as defined above - antioxidants of the type of those also defined above and their mixtures
  • a stabilizer selected from the group comprising polycarbosilanes (PCS) - preferably those as defined above - antioxidants of the type of those also defined above and their mixtures
  • PCS polycarbosilanes
  • the pre-ceramic polymers more particularly concerned by this process are alkenylated polysilanes of the type defined above, including in particular the PVS
  • the PCS represents at most 50% by weight of the mixture PCS / alkenylated polysilanes
  • the present invention also relates to a stabilized pre-ceramic composition of alkenylated polysilane, preferably of polyvinylsilane, characterized
  • PCS polycarbosilane
  • the present invention has the advantage of opening up interesting prospects and outlets in the manufacture of ceramic materials including, in particular, composite materials comprising ceramics.
  • a person skilled in the art is able to exploit the information contained in the technical literature and the patents which describe applications in which a ceramic precursor is used.
  • the invention also relates to a method of manufacturing articles, at least partly made of ceramic, characterized in that use is made.
  • the present invention is particularly suitable for this application which requires a certain number of specifications: - to be handled at room temperature, the preceramic composition comprising polysilanes must be in semi-solid form, it must not flow;
  • this polymer composition when hot under pressure, this polymer composition must be sufficiently liquid to interpenetrate the fibrous support, which can be multilamellar; a solid polymer is unsuitable for this application because it tends to crack and does not adhere well to fabrics; a liquid polymer is just as unsuitable because it cannot be fixed in the fabric;
  • the preceramic polymer must be able to thermo-crosslink, so as to be able to memorize the shape imposed on the support and to keep it during the pyrolysis of ceramic transformation, - the heat-crosslinked pre-ceramic polymer must offer high pyrolysis yields.
  • alkenylated polysilanes eg PVS
  • PCS polystyrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene-styrene (eg PVS), stabilized using PCS, or even antioxidants, are also suitable for a spinning application for the preparation of ceramic fibers, as described in US Pat. No. 5,171 722.
  • the present invention can also be applied in the field of surface coatings, where the manufacture of articles coated with ceramic is proposed, using the methodology of coating a polymer solution on a surface to be protected (against abrasion, against high temperature oxidation, etc.).
  • - Fig. 1 is an infrared spectrum of PVS according to Example 1 before exposure to air.
  • Fig. 2 is an infrared spectrum of the PVS according to Example 2 after 10 min in the open air.
  • Fig. 3 shows the evolution of the IR absorbance signal corresponding to the SiO bonds at 1090 cm ⁇ 1 , as a function of time in hours, for PCS concentrations of 0, 20, 30 and 50% by weight relative to the PCS mixture + PVS
  • EXAMPLE 1 PREPARATION AND CONTROL OF THE PVS POLYMER.
  • the PVS used is a polysilane of PVS 200 type (marketed by FLAMEL TECHNOLOGIES) resulting from a reaction of dichloromethylsilane, dichloromethylvinylsilane and trimethylsilane with sodium in the molten state, in a mixture of toluene-tetrahydrofuran solvents, such as such described in US Pat. No. 4,783,516.
  • It is a SiC ceramic precursor polymer which is liquid at ambient temperature and thermoplastic in the range of temperatures from 25 to 100 ° C and heat-crosslinkable in the range of temperatures ranging from 101 to 300 ° C. It can be defined by the following formula
  • PVS / BHT ANTIOXIDANT
  • PCS polycarbosilane used is a polymer obtained from the MITSUI & Cie. It is a solid product at room temperature and thermoplastic at a higher temperature (up to 300 ° C). The mixture is stirred for 2 days, so as to obtain complete dissolution of all of its constituents.
  • the viscosity of this mixture is approximately 50 mPa.s at 25 ° C (depending on the viscosity of the two starting polymers). Its viscosity can be controlled by adjusting the quantity of the various conventional constituents, by choosing their quality. Control of this viscosity will depend on the intended end application.
  • EXAMPLE 4 EVALUATION OF THE AIR STABILITY OF THE PCS / PVS COMPOSITIONS.
  • Example 2 The mixture obtained in Example 2, with 60% PVS / 40% PCS, was dried in the open air for 3 days in an alumina pyrolysis boat.
  • the resinous product, resulting from drying, is transparent and homogeneous to the naked eye, which confirms a homogeneous mixture (no macroscopic separation of the polymer phases).
  • the transformation of this resin into ceramic is carried out by pyrolysis under an inert atmosphere from 25 ° C to 1300 ° C. Significant exotherm occurs at 210 ° C (measured by differential scanning calorimetry). This is indicative of the crosslinking of the mixture.
  • the yield of the polymer / ceramic transformation is around 68%. Analysis of the ceramic is Si: 56% C: 44%, the oxygen level being undetectable ( ⁇ 2%), showing the absence of oxygen incorporation in the ceramic, therefore the efficiency of the mixtures PVS / PCS.

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Abstract

The air and particularly oxygen and/or heat stabilisation of compositions containing polysilanes or polysilane mixtures as ceramic precursors or 'preceramics', is disclosed. The problem to be solved is that of providing a means for effectively stabilising preceramic polymers such as alkenyl polysilanes and polyvinylsilanes (PVS) in particular, while maintaining their cross-linkability and enabling their later use for producing ceramics with a high yield. The problem may be solved by using polycarbosilane (PCS) to stabilise a preceramic polymer such as an alkenyl and preferably vinyl polysilane. The PCS constitutes at most 50 wt % of the PCS/alkenyl preceramic mixture.

Description

UTILISATION DE POLYCARBOSILANES POUR LA STABILISATION DE POLYSILANES ALCENYLESUSE OF POLYCARBOSILANES FOR THE STABILIZATION OF ALKENYL POLYSILANES
DOMAINE TECHNIQUE :TECHNICAL AREA :
Le domaine général de la présente invention est celui des compositions à base de polysilanes utiles, notamment, dans la production de céramiques en carbure de silicium. Plus précisément, on s'intéresse, dans le cadre de l'invention, à la stabilisation à l'air, en particulier à l'oxygène et/ou à la température, de compositions à base de polysilanes ou de mélanges de polysilanes, précurseurs de céramiques et également dénommés "précéramiques".The general field of the present invention is that of compositions based on polysilanes useful, in particular, in the production of ceramics made of silicon carbide. More specifically, in the context of the invention, interest is focused on the stabilization in air, in particular with oxygen and / or at temperature, of compositions based on polysilanes or on mixtures of polysilanes, precursors. of ceramics and also called "pre-ceramics".
TECHNIQUE ANTERIEURE :PRIOR TECHNIQUE:
Les polysilanes sont des matériaux polymériques dont le squelette linéaire est constitué d'atomes de silicium liés entre eux. Ces matériaux, riches en silicium ont trouvé des applications dans de nombreux domaines techniques. Ils sont utilisés dans les industries de l'électronique et des composites, notamment en tant que photoconducteurs, semi-conducteurs, matériaux constitutifs de l'image en xérographie et microlithographie et, comme indiqué ci-dessus, en tant que précurseurs de céramiques au carbure de silicium (CHEM. REV. 1989, 89, 1410).Polysilanes are polymeric materials, the linear skeleton of which is made up of bonded silicon atoms. These silicon-rich materials have found applications in many technical fields. They are used in the electronics and composites industries, in particular as photoconductors, semiconductors, materials constituting the image in xerography and microlithography and, as indicated above, as precursors of carbide ceramics silicon (CHEM. REV. 1989, 89, 1410).
Plus précisément, les polysilanes sont ainsi principalement employés :More specifically, polysilanes are thus mainly used:
- pour réaliser des formes complexes et les pyrolyser pour les transformer en céramiques, - pour filer les fibres continues et les transformer, par traitement thermique, en fibres céramiques,- to make complex shapes and pyrolyze them to transform them into ceramics, - to spin the continuous fibers and transform them, by heat treatment, into ceramic fibers,
- pour élaborer des matériaux composites en céramique (à cette fin, on fait intervenir la composition de polysilanes comme matrice avec des fibres de carbone ou de céramique ou, comme liant, avec des poudres de céramique), - pour élaborer des revêtements résistants à l'oxydation (on revêt des matériaux oxydables, tels que des matériaux composites carbone-carbone ou des fibres de carbone, avec ledit polysilane et on pyrolyse celui-ci), comme matériaux de remplissage des pores d'un matériau céramique poreux, et ce dans le but d'en améliorer les propriétés mécaniques, - pour réaliser des films fins de céramique à utiliser en électronique. Les polysilanes peuvent être obtenus de différentes façons comme, par exemple, par condensation d'halogénosilanes, tels que les chlorosilanes, avec des métaux alcalins, comme cela est décrit dans les brevets US 4 783 516 et US 4 537 942, ainsi que dans la publication CHEM REV 1989, 89 (6), 1359, ou par des réactions couplées de déshydrogénation faisant intervenir des catalyseurs, comme décrites dans les publications J AMER CHEM SOC , 1986, 2079, C H ou par des réactions de redistribution, comme divulguées dans les brevets US 4 824 919 et US 4 310 651, ou bien encore par modification chimique de polysilanes simples comme décrite, notamment, dans la publication POLYM REPRINTS, 1987, 28, 222 Les polysilanes considérés dans le cadre de la présente invention sont ceux de formule moyenne générale comportant les motifs suivants- to develop ceramic composite materials (to this end, the composition of polysilanes is used as a matrix with carbon or ceramic fibers or, as a binder, with ceramic powders), - to develop coatings resistant to oxidation (oxidizable materials, such as carbon-carbon composite materials or carbon fibers, are coated with said polysilane and pyrolysis thereof), as materials for filling the pores of a porous ceramic material, and this in the aim of improving its mechanical properties, - to produce thin ceramic films for use in electronics. Polysilanes can be obtained in various ways such as, for example, by condensation of halosilanes, such as chlorosilanes, with alkali metals, as described in US Patents 4,783,516 and US 4,537,942, as well as in publication CHEM REV 1989, 89 (6), 1359, or by coupled dehydrogenation reactions involving catalysts, as described in the publications J AMER CHEM SOC, 1986, 2079, CH or by redistribution reactions, as disclosed in the US patents 4,824,919 and US 4,310,651, or else by chemical modification of simple polysilanes as described, in particular, in the publication POLYM REPRINTS, 1987, 28, 222 The polysilanes considered in the context of the present invention are those of formula general average with the following reasons
-(RxR'ySi)a- (I) dans laquelle- (R x R ' y Si) a- (I) in which
- les groupements R sont identiques ou différents entre eux dans le polymère et représentent l'hydrogène, un alkyle linéaire et/ou ramifié et/ou cyclique, en C,-C20, de préférence C,-C10, un aryle, un aralkyle, un alkylaryle, un reste silicique ou organosilicique ,the groups R are identical or different from each other in the polymer and represent hydrogen, a linear and / or branched and / or cyclic C 1 -C 20 , preferably C 1 -C 10 alkyl, an aryl, a aralkyl, an alkylaryl, a silicic or organosilicon residue,
- les groupements R' sont identiques ou différents entre eux et représentent un alcénylé en C,-C,0, de préférence en C,-C6, le vinyle (C2) étant particulièrement préféré ,the groups R are identical or different from each other and represent a C, -C, 0 , preferably C, -C 6 alkenyl, vinyl (C 2 ) being particularly preferred,
- x, y = 0 à 3 et la somme de x + y est égale à 1, 2 ou 3 ,- x, y = 0 to 3 and the sum of x + y is equal to 1, 2 or 3,
- x et y peuvent varier d'un motif à l'autre ,- x and y can vary from one motif to another,
- a est égal ou supérieur à 5 ;- a is equal to or greater than 5;
- et au moins 5 % des unités siliciées portent un groupement R' La présente invention concerne, plus particulièrement, les polysilanes ayant, sur leur squelette, des groupements hydrogène (Si-H) et des groupements oléfiniques possédant, de préférence, de 1 à 10 atomes de carbone et, plus préférentiellement encore, 2 atomes de carbone, ce qui correspond au groupement vinyle (Vi -CH=CH2) Ce sont, e g , les polyvinylhydrogénosilanes ou les polyvinylhydrogénométhylsilanes, présentant des groupements hydrogènes et vinyliques dans leur squelette et ci-après dénommés PVS Les PVS sont, notamment, décrits dans le brevet US 4 783 516- And at least 5% of the silicon units carry a group R ′ The present invention relates, more particularly, to polysilanes having, on their backbone, hydrogen groups (Si-H) and olefinic groups preferably having from 1 to 10 carbon atoms and, more preferably still, 2 carbon atoms, which corresponds to the vinyl group (Vi -CH = CH 2 ) These are, eg, polyvinylhydrogenosilanes or polyvinylhydrogenomethylsilanes, having hydrogen and vinyl groups in their skeleton and hereinafter referred to as PVS PVS are, in particular, described in US Patent 4,783,516
Dans la mesure où l'on envisage les polysilanes alcénylés comme des polymères précéramiques, il faut savoir que cette application fait intervenir une réticulation desdits polysilanes avant leur transformation en céramiques par pyrolyse Cette réticulation s'opère par hydrosilylation, c'est-à-dire par une réaction réticulaire d'addition mettant en jeu les groupements hydrogène (SiH) et des groupements oléfiniques (SiVi).Insofar as we consider alkenylated polysilanes as preceramic polymers, it should be known that this application involves crosslinking of said polysilanes before their transformation into ceramics by pyrolysis. This crosslinking takes place by hydrosilylation, that is to say by a reticular reaction addition involving hydrogen groups (SiH) and olefinic groups (SiVi).
Les PVS, et plus généralement les polysilanes alcénylés, qui contiennent les groupements hydrogène et vinyliques, sont doués de cette aptitude à la réticulation par hydrosilylation. Mais l'inconvénient directement lié à cela est que ces polysilanes alcénylés (e. g. PVS) sont sensibles à la lumière et à l'oxygène. Ils sont ainsi susceptibles de réagir à l'air ambiant, à la lumière intense, et/ou aux températures élevées par hydrosilylation, ce qui peut conduire à une solidification prématurée et indésirée du produit, qui empêche toute mise en forme ultérieure du produit. Cette oxydation et cette réticulation rapides peuvent engendrer, dans certains cas, une combustion spontané de ces polysilanes alcénylés précurseurs de céramiques. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle les quelques produits commerciaux à base de polysilanes alcénylés (PVS), qui existent sur le marché, font l'objet de consignes de sécurité très strictes. Leur manipulation est très délicate. II apparaît donc qu'il existe, de façon patente, un problème de stabilité des polysilanes alcénylés, tels que les PVS, vis-à-vis de l'air et vis-à-vis de la température. Cet inconvénient majeur représente un frein important au développement des techniques de préparation de céramiques au carbure de silicium, à partir des polysilanes alcénylés. Cet inconvénient se traduit, notamment, par le fait que les manipulations des polymères précéramiques doivent s'effectuer sous atmosphère inerte, ce qui constitue, sans conteste, une très gênante contrainte sur le plan économique et sur le plan de la facilité de mise en oeuvre.PVS, and more generally alkenylated polysilanes, which contain the hydrogen and vinyl groups, are endowed with this ability to crosslink by hydrosilylation. But the disadvantage directly related to this is that these alkenylated polysilanes (e. G. PVS) are sensitive to light and oxygen. They are thus likely to react to ambient air, intense light, and / or high temperatures by hydrosilylation, which can lead to premature and undesired solidification of the product, which prevents any further shaping of the product. This rapid oxidation and crosslinking can cause, in some cases, spontaneous combustion of these alkenylated polysilanes precursors of ceramics. This is also the reason why the few commercial products based on alkenylated polysilanes (PVS), which exist on the market, are subject to very strict safety instructions. Their handling is very delicate. It therefore appears that there is patently a problem of stability of alkenylated polysilanes, such as PVS, with respect to air and with respect to temperature. This major drawback represents a major obstacle to the development of techniques for preparing ceramics with silicon carbide, from alkenylated polysilanes. This drawback is reflected, in particular, by the fact that the manipulations of the pre-ceramic polymers must be carried out under an inert atmosphere, which undoubtedly constitutes a very annoying constraint on the economic level and in terms of ease of implementation. .
En tout état de cause, ce n'est pas un facteur de nature à encourager l'homme de l'art à entreprendre la fabrication d'articles à base de céramiques, à partir de polysilanes alcénylés (PVS).In any event, this is not a factor capable of encouraging those skilled in the art to undertake the manufacture of articles based on ceramics, from alkenylated polysilanes (PVS).
Le brevet FR 2 686 091, au nom de la demanderesse, vise à pallier cet inconvénient et enseigne l'addition de stabilisants formés par des antioxydants phénoliques, aminés ou oléfiniques, éventuellement associés à des antioxydants soufrés ou phosphores. La stabilisation obtenue est d'autant plus importante que la concentration en stabilisant est forte. Cependant, compte tenu de l'application visée, l'addition de stabilisants, de type antioxydants, en très forte concentration, entraîne l'inhibition ou le retard de la réticulation, ce qui a pour conséquence de diminuer le rendement de pyrolyse en carbure de silicium, lors de la céramisation. Un faible rendement de pyrolyse équivaut à une importante émission de gaz au coeur du matériau, ce qui entraîne l'apparition de fissures macroscopiques dans la céramique et, concomitamment, une baisse des propriétés mécaniques de la matrice. D'où l'intérêt de maintenir au maximum le rendement de pyrolyse et donc de minimiser la concentration en stabilisant dans de tels polymères précéramiques. L'optimum de concentration en stabilisant doit ainsi être inférieur à 10 % de la masse de la composition et, de préférence, compris entre 0,01 % et 1 %. On connaît, par ailleurs, la technique de réticulation du polymère à l'oxygène de l'air, comme décrite dans les brevets US 4 052 430 et US 4 100 233 par YAJIMA, le pionnier dans le domaine des polymères précéramiques. En effet, YAJIMA enseigne la préparation et la mise en forme d'un polycarbosilane. Ce polymère, qui contient des fonctions Si-H, s'oxyde en présence d'oxygène pour former de nouvelles liaisons Si-O-Si (siloxane) entre les chaînes de polymère. L'oxygène introduit dans le polymère, sous forme de siloxanes, a comme effet pervers de se retrouver dans les céramiques finales, ce qui amoindrit considérablement leurs caractéristiques mécaniques. Il apparaît donc que le polycarbosilane est un polymère qui réagit avec l'air. Employé seul, sa réticulation requiert l'oxygène pour permettre aux liaisons Si-H de s'oxyder en siloxanes et créer ainsi de nouvelles liaisons Si-O-Si entre les chaînes.Patent FR 2 686 091, in the name of the applicant, aims to overcome this drawback and teaches the addition of stabilizers formed by phenolic, amino or olefinic antioxidants, optionally combined with sulfur or phosphorus antioxidants. The stabilization obtained is all the more important as the concentration of stabilizer is high. However, taking into account the intended application, the addition of stabilizers, of antioxidant type, in very high concentration, results in inhibition or retardation of crosslinking, which has the consequence of reducing the pyrolysis yield in carbide of silicon, during ceramization. A low pyrolysis yield is equivalent to a significant emission of gas at the heart of the material, which causes the appearance of macroscopic cracks in the ceramic and, concomitantly, a decrease in the mechanical properties of the matrix. Hence the interest of maintain the pyrolysis yield as much as possible and therefore minimize the concentration of stabilizer in such pre-ceramic polymers. The optimum stabilizer concentration must therefore be less than 10% of the mass of the composition and, preferably, between 0.01% and 1%. The technique of crosslinking the polymer with oxygen in the air is also known, as described in US Patents 4,052,430 and US 4,100,233 by YAJIMA, the pioneer in the field of pre-ceramic polymers. Indeed, YAJIMA teaches the preparation and the shaping of a polycarbosilane. This polymer, which contains Si-H functions, oxidizes in the presence of oxygen to form new Si-O-Si (siloxane) bonds between the polymer chains. The oxygen introduced into the polymer, in the form of siloxanes, has the perverse effect of being found in final ceramics, which considerably reduces their mechanical characteristics. It therefore appears that polycarbosilane is a polymer which reacts with air. Used alone, its crosslinking requires oxygen to allow the Si-H bonds to oxidize to siloxanes and thus create new Si-O-Si bonds between the chains.
L'invention décrite dans le brevet US 4 783 516 concerne des PVS comprenant, dans une même chaîne de polymère, les deux groupements : Si-H et Si-alcényle susceptibles de réagir entre eux par hydrosilylation, ce qui provoque, in fine, la réticulation du polymère, à l'abri de l'air et sans l'ajout d'un catalyseur Ces PVS perfectionnés constituent une amélioration par rapport à la technique de réticulation à l'air selon YAJIMA.The invention described in US Pat. No. 4,783,516 relates to PVS comprising, in the same polymer chain, the two groups: Si-H and Si-alkenyl capable of reacting with each other by hydrosilylation, which ultimately causes the crosslinking of the polymer, in the absence of air and without the addition of a catalyst These improved PVS constitute an improvement compared to the technique of crosslinking in air according to YAJIMA.
De même, les brevets US 4 639 501, EP 0 251 678, US 5 171 722 enseignent la formulation de nouvelles compositions comprenant des polysilanes ou des polycarbosilanes porteurs de fonctions Si-H et des agents de réticulation, de type alcéne. Les trois inventions, décrites dans ces brevets, visent également à éviter l'étape de réticulation à l'air, qui a pour inconvénient d'introduire de l'oxygène dans la céramique finale. Leurs compositions précéramiques sont obtenues par mélange de polyorganosilanes du type polyméthylsilanes ou polycarbosilanes (méthylés), d'une part, et de composés organiques ou organosiliciés du type, polyvinylsilane, polyvinylsilazane ou polyvinylsiloxane, d'autre part, ainsi qu'un catalyseur radicalaire pour initier la réticulation. De cette manière, on obtient une composition qui permet de rendre un polysilane ou polcarbosilane infusible avant de procéder à sa pyrolyse Il n'est nullement question de stabilisation de polysilanes alcénylés dans aucun de ces brevets (ou demandes de brevet). La problématique concernée relève plutôt de l'obtention d'une composition qui se réticule sans oxygène pour obtenir une tenue mécanique ou une rigidité, qui permettent à la résine réticulée de conserver sa forme pendant la pyrolyse.Likewise, US Patents 4,639,501, EP 0,251,678, US 5,171,722 teach the formulation of new compositions comprising polysilanes or polycarbosilanes carrying Si-H functions and crosslinking agents, of alkenene type. The three inventions, described in these patents, also aim to avoid the air crosslinking step, which has the disadvantage of introducing oxygen into the final ceramic. Their pre-ceramic compositions are obtained by mixing polyorganosilanes of the polymethylsilanes or polycarbosilanes type (methylated), on the one hand, and organic or organosilicon compounds of the type, polyvinylsilane, polyvinylsilazane or polyvinylsiloxane, on the other hand, as well as a radical catalyst for initiate crosslinking. In this way, a composition is obtained which makes it possible to make a polysilane or polcarbosilane infusible before proceeding to its pyrolysis. There is no question of stabilization of alkenylated polysilanes in any of these patents (or patent applications). The problem concerned rather relates to obtaining a composition which crosslinks without oxygen to obtain a hold. mechanical or rigidity, which allow the crosslinked resin to retain its shape during pyrolysis.
Cependant, de telles compositions souffrent toujours d'une instabilité, que ce soit lors de la manipulation à l'air ou lors d'un stockage prolongé. De plus, les inventeurs cités dans ces brevets préconisent l'addition d'un deuxième composant : un catalyseur de réticulation, qui constitue une impureté de plus dans la composition de la céramique.However, such compositions always suffer from instability, whether during handling in air or during prolonged storage. In addition, the inventors cited in these patents recommend the addition of a second component: a crosslinking catalyst, which constitutes one more impurity in the composition of the ceramic.
A ce jour, il n'existe donc pas de moyens réellement satisfaisants de stabilisation à l'air et/ou à la chaleur des polysilanes alcénylés, ni des polycarbosilanes, que l'on s'en réfère aux documents connus portant déjà sur la stabilisation de ces polymères précéramiques ou bien encore à d'autres documents antérieurs concernant des précéramiques comprenant, essentiellement, des polycarbosilanes et des polysilanes alcénylés indifférenciés en quantités réduites.To date, there is therefore no really satisfactory means for stabilizing air and / or heat of alkenylated polysilanes, or of polycarbosilanes, which reference is made to the known documents already relating to stabilization. of these pre-ceramic polymers or even to other prior documents relating to pre-ceramics comprising, essentially, alkenylated polycarbosilanes and alkenylated polysilanes undifferentiated in reduced quantities.
EXPOSE SUCCINCT DE L'INVENTION :SHORT STATEMENT OF THE INVENTION:
Dans cet état de connaissances, l'un des objectifs essentiels de la présente invention est de trouver un moyen de stabilisation efficace de polymères précéramiques, du type polysilanes alcénylés, en particulier polyvinylsilanes (PVS).In this state of knowledge, one of the essential objectives of the present invention is to find an effective means of stabilization of pre-ceramic polymers, of the alkenylated polysilane type, in particular polyvinylsilanes (PVS).
Un autre objectif essentiel de l'invention est de stabiliser les polysilanes alcénylés, tout en préservant leur aptitude à la réticulation et à la céramisation subséquente, avec un rendement céramique élevé.Another essential objective of the invention is to stabilize the alkenylated polysilanes, while preserving their ability to crosslinking and subsequent ceramization, with a high ceramic yield.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un procédé de stabilisation à l'air et/ou à la chaleur de polysilanes alcénylés, qui soit simple à mettre en oeuvre et économique. Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir une composition stabilisée à l'air et/ou à la chaleur de polysilanes alcénylés, qui soit réticulables en l'absence de catalyseur d'hydrosilylation, réaction ô combien vitale pour atteindre un rendement céramique élevé lors de la transformation en céramique subséquente. L'absence de catalyseur a pour avantage de supprimer un produit qui peut être assimilé à une impureté dans la céramique finale.Another essential objective of the present invention is to provide a process for the air and / or heat stabilization of alkenylated polysilanes, which is simple to implement and economical. Another essential objective of the present invention is to provide an air and / or heat stabilized composition of alkenylated polysilanes which is crosslinkable in the absence of a hydrosilylation catalyst, a reaction which is very vital for achieving a ceramic yield. high during subsequent ceramic processing. The absence of a catalyst has the advantage of eliminating a product which can be assimilated to an impurity in the final ceramic.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de donner accès, grâce à la stabilisation des polysilanes alcénylés, à de nouveaux procédés de fabrication d'articles comprenant des matériaux céramiques obtenus par thermoréticulation/céramisation desdits polysilanes alcénylés. Partant de ces objectifs, et après de longues et laborieuses recherches et expérimentations, la demanderesse a mis en évidence, de manière tout à fait surprenante et inattendue, que les polysilanes alcénylés (e. g. PVS) peuvent voir leur sensibilité à l'air et/ou à la chaleur fortement diminuée, voire même supprimée, par association avec au moins un polycarbosilane (PCS), présent dans une quantité efficace qui reste préférablement inférieure à celle des polysilanes alcénylés stabilisés. Ceci est d'autant plus surprenant que le PCS est lui-même un produit qui s'oxyde à l'air. Il est donc particulièrement inattendu que ce PCS permette la stabilisation d'un autre composé instable à l'air, à savoir le PVS.Another essential objective of the present invention is to give access, thanks to the stabilization of the alkenylated polysilanes, to new methods of manufacturing articles comprising ceramic materials obtained by heat-crosslinking / ceramization of said alkenylated polysilanes. On the basis of these objectives, and after long and painstaking research and experimentation, the applicant has highlighted, in a completely surprising and unexpected, that alkenylated polysilanes (eg PVS) can see their sensitivity to air and / or heat greatly reduced, or even suppressed, by association with at least one polycarbosilane (PCS), present in an effective amount which preferably remains lower than that of the alkenylated stabilized polysilanes. This is all the more surprising since PCS is itself a product which oxidizes in air. It is therefore particularly unexpected that this PCS allows the stabilization of another compound which is unstable in air, namely PVS.
En outre, la demanderesse a découvert qu'il existe une synergie entre le PCS utilisé à titre de stabilisant et d'autres stabilisants des polysilanes alcénylés, tels que les antioxydants.In addition, the applicant has discovered that there is a synergy between the PCS used as stabilizer and other stabilizers of alkenylated polysilanes, such as antioxidants.
Cette compatibilité et cette efficacité combinée des polysilanes alcénylés et des PCS était d'autant moins prévisible que les deux polymères sont de structure très différente, i. e. : Si-Si pour le polysilane alcénylé (PVS), et Si-C-Si pour le polycarbosilane. On aurait donc pu s'attendre à une séparation de phases, comme cela est typique pour la plupart des polymères organiques connus. Et pourtant, contre toute attente, les deux polymères sont parfaitement miscibles. Aucune séparation de phase ne peut être détectée à l'oeil nu.This compatibility and this combined efficiency of the alkenylated polysilanes and of the PCSs was all the less predictable since the two polymers are of very different structure, i. e. : Si-Si for the alkenylated polysilane (PVS), and Si-C-Si for the polycarbosilane. One would therefore have expected a phase separation, as is typical for most known organic polymers. And yet, against all expectations, the two polymers are perfectly miscible. No phase separation can be detected with the naked eye.
On perçoit aisément tout l'intérêt de la présente invention, notamment au regard de la synthèse, du stockage et de la mise en oeuvre de ces polysilanes alcénylés, qui s'en trouvent facilités.One can easily perceive all the interest of the present invention, in particular with regard to the synthesis, the storage and the implementation of these alkenylated polysilanes, which are thereby facilitated.
Il s'ensuit que la présente invention a pour objet l'utilisation de polycarbosilane (PCS) pour la stabilisation d'un polymère précéramique du type polysilane alcénylé, de préférence vinyle.It follows that the subject of the present invention is the use of polycarbosilane (PCS) for the stabilization of a preceramic polymer of the alkenylated polysilane type, preferably vinyl.
La mise à jour de cette nouvelle fonction des PCS par la demanderesse est au moins aussi avantageuse qu'imprévisible. Elle permet de disposer d'une composition à base de polysilanes alcénylés et de PCS ,qui soit aisément manipulable à l'air ambiant, sans précaution particulière et sans risque de combustion spontanée, voire d'explosion, ce qui, on en conviendra, n'est pas un mince atout.The updating of this new PCS function by the applicant is at least as advantageous as it is unpredictable. It provides a composition based on alkenylated polysilanes and PCS, which is easy to handle in ambient air, without any particular precaution and without risk of spontaneous combustion, or even explosion, which, it will be agreed, n is not a small asset.
Une autre propriété particulièrement avantageuse découlant de l'utilisation de PCS comme stabilisant conformément à l'invention est l'aptitude à l'hydrosilysation et donc à la "thermoréticulabilité" des polysilanes alcénylés avec le PCS. Cela donne, à cette composition, toutes les qualités pour être un précurseur de céramique performant.Another particularly advantageous property arising from the use of PCS as a stabilizer in accordance with the invention is the ability to hydrosilysation and therefore to the "heat-crosslinking" of the alkenylated polysilanes with the PCS. This gives this composition all the qualities to be a precursor of efficient ceramic.
Par ailleurs, il est à noter que le PCS, dans sa gamme de concentration stabilisatrice optimale, n'est pas à l'origine d'un phénomène de baisse de rendement de pyrolyse Au contraire, les résultats atteints à cet égard sont tout à fait satisfaisants, voire améliorés.In addition, it should be noted that the PCS, in its range of optimal stabilizing concentration, is not at the origin of a phenomenon of reduction in yield of pyrolysis On the contrary, the results achieved in this regard are entirely satisfactory, even improved.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION :DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION:
S'agissant précisément des concentrations stabilisatrices, il est prévu, conformément à l'utilisation selon l'invention, que le PCS représente, au plus, 50 % en poids du mélange PCS/précéramique alcénylée. De préférence, la concentration enWith regard specifically to stabilizing concentrations, it is provided, in accordance with the use according to the invention, that the PCS represents, at most, 50% by weight of the PCS / alkenylated preceramic mixture. Preferably, the concentration of
PCS par rapport à ce mélange est inférieure 40% en poids et, plus préférentiellement encore, est comprise entre 20-30% en poids.PCS relative to this mixture is less than 40% by weight and, more preferably still, is between 20-30% by weight.
Selon une modalité avantageuse de l'utilisation selon l'invention, le polysilane alcénylé est choisi parmi les polymères et les mélanges de polymères de formule moyenne générale comportant les motifs suivants :
Figure imgf000009_0001
dans laquelle
According to an advantageous method of use according to the invention, the alkenylated polysilane is chosen from polymers and mixtures of polymers of general average formula comprising the following units:
Figure imgf000009_0001
in which
- les groupements R sont identiques ou différents entre eux dans le polymère et représentent : l'hydrogène,un alkyle linéaire et/ou ramifié et/ou cyclique, en C,-C20, de préférence Cx-Cl0, un aryle, un aralkyle, un alkylaryle, un reste silicique ou organosilicique ; - les groupements R' sont identiques ou différents entre eux et représentent un alcénylé en CrC10, de préférence en CrC6, le vinyle (C2) étant particulièrement préféré ,the groups R are identical to or different from one another in the polymer and represent: hydrogen, a linear and / or branched and / or cyclic C 1 -C 20 , preferably C x -C 10 , aryl alkyl, an aralkyl, an alkylaryl, a silicic or organosilicon residue; the groups R ′ are identical or different from each other and represent a C r C 10 , preferably C r C 6 alkenyl, vinyl (C 2 ) being particularly preferred,
- x, y = 0 à 3 et la somme de x + y est égale à 1, 2 ou 3 ,- x, y = 0 to 3 and the sum of x + y is equal to 1, 2 or 3,
- x et y peuvent varier d'un motif à l'autre , - a est égal ou supérieur à 5 ;- x and y may vary from one motif to another, - a is equal to or greater than 5;
- et au moins 5 % des unités siliciées portent un groupement R'.- And at least 5% of the silicon units carry an R 'group.
De préférence, ce polysilane alcénylé est un copolymère du type polyvinylsilane (PVS), essentiellement constitué de motifs (I), respectivementPreferably, this alkenylated polysilane is a copolymer of the polyvinylsilane (PVS) type, essentially consisting of units (I), respectively
• du type vinylhydrosilane• of vinylhydrosilane type
C I H=CH 2,C I H = CH 2,
— Si — CH3 et du type méthylhydrosilane- Si - CH 3 and of the methylhydrosilane type
HH
I -Si—I -If—
Œ3 Pour plus de détail sur la structure et sur la synthèse de ces PVS, on se référera au brevet US 4 783 516, qui est intégré dans le présent exposé par référence. Il existe, par ailleurs, des PVS commerciaux, tel que celui commercialisé par la Société UNION CARBIDE sous la référence Y-12044.Œ 3 For more detail on the structure and on the synthesis of these PVS, reference is made to US Pat. No. 4,783,516, which is incorporated in the present description by reference. There are, moreover, commercial PVS, such as that sold by the company UNION CARBIDE under the reference Y-12044.
En ce qui concerne le polymère qui sert de support à l'invention, au travers de la découverte d'une nouvelle de ses fonctions, à savoir le PCS, il est préférable de le choisir parmi les polymères et les mélanges de polymères de formule générale moyenne comportant les motifs (II) suivants :With regard to the polymer which serves as a support for the invention, through the discovery of a new of its functions, namely PCS, it is preferable to choose it from the polymers and mixtures of polymers of general formula medium comprising the following grounds (II):
1 ™ 2,1 ™ 2,
(Si Rb' Rc 2) (C Rd 3 Re 4)f (U)(If R b 'R c 2 ) (CR d 3 R e 4 ) f (U)
dans laquelle :in which :
- R1, R2, R3 et R4 sont identiques ou différents dans un même motif ou d'un motif à l'autre et représentent un radical répondant à la même définition que celle donnée ci-dessus pour R, les alkyles en C,-C|0 et l'hydrogène étant préférés et le cas de figure : R1 = CH3 ; R2, R3, R4 = H, étant plus particulièrement préféré ,- R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are identical or different in the same unit or from one unit to another and represent a radical corresponding to the same definition as that given above for R, the alkyls in C, -C | 0 and hydrogen being preferred and the case in point: R 1 = CH 3 ; R 2 , R 3 , R 4 = H, being more particularly preferred,
- b, c = 0 à 3 avec b + c < 3 ;- b, c = 0 to 3 with b + c <3;
- d, e = 0 à 3 et d + e ≤ 3 ;- d, e = 0 to 3 and d + e ≤ 3;
- f= l ou 2 ;- f = 1 or 2;
- b, c, d, e, peuvent varier d'un motif à l'autre ;- b, c, d, e, may vary from one motif to another;
- n > 3.- n> 3.
Des exemples de motifs (II) sont donnés par :Examples of patterns (II) are given by:
H-Si(CH,), (CH,)4- ou H-HSiCH— (CH,)-H-Si (CH,), (CH,) 4- or H-HSiCH— (CH,) -
Les brevets US 4 052 430 et/ou 4 220 600, qui sont incorporés dans la présente demande par référence, décrivent des exemples de polycarbosilanes et donnent des informations sur leur structure, aussi bien que sur leur mode d'obtention.US Patents 4,052,430 and / or 4,220,600, which are incorporated into the present application by reference, describe examples of polycarbosilanes and give information on their structure, as well as on their mode of production.
Le PVS et le PCS sont, respectivement, liquides et solides dans des conditions ambiantes de température et de pression. Il est donc particulièrement inopiné que le mélange de ces deux produits se révèle être, non seulement possible, mais de plus, conduise à un mélange homogène présentant toutes le propriétés de stabilité, de thermoréticulation et de performances en pyrolyse, évoquées ci-dessusPVS and PCS are, respectively, liquid and solid under ambient conditions of temperature and pressure. It is therefore particularly unexpected that the mixture of these two products proves to be, not only possible, but moreover, leads to a homogeneous mixture having all the properties of stability, heat-crosslinking and pyrolysis performance, mentioned above.
En outre, un autre avantage de l'utilisation selon l'invention est que la viscosité du mélange PVS/PCS est variable sur une large plage de viscosité Pour l'ajuster, il suffit déjouer sur la qualité et la quantité des PVS et PCS Suivant une autre caractéristique de l'utilisation selon l'invention, on met en oeuvre, en association avec le PCS, au moins un antioxydant choisi parmi les antioxydants phénoliques, oléfiniques ou aminés et, de préférence parmi les antioxydants phénoliques et leurs mélanges Ces antioxydants sont ceux décrits dans le brevet FR 2 686 091, qui est au nom de la demanderesse et qui est inclu dans la présente demande par référence.In addition, another advantage of the use according to the invention is that the viscosity of the PVS / PCS mixture is variable over a wide viscosity range. To adjust it, it suffices to foil the quality and the quantity of PVS and PCS According to another characteristic of the use according to the invention, at least one antioxidant chosen from phenolic, olefinic or amino antioxidants and, preferably from phenolic antioxidants and mixtures thereof is used in association with the PCS. are those described in patent FR 2 686 091, which is in the name of the applicant and which is included in the present application by reference.
La fourchette de concentration préférée en antioxydant par rapport au mélange polysilane alcénylé/PCS/antioxydant est de 0,001 % à 5 %, mais, plus préférentiellement encore, de 0,01-1 % Le fait de pouvoir se contenter d'une concentration en antioxydant relativement faible permet d'éluder les inconvénients liés à l'emploi de ces derniers, en ce qui concerne le rendement de pyrolyseThe preferred antioxidant concentration range compared to the alkenylated polysilane / PCS / antioxidant mixture is from 0.001% to 5%, but, more preferably still, from 0.01-1% Being able to be satisfied with an antioxidant concentration relatively low avoids the drawbacks associated with the use of the latter, as regards the pyrolysis yield
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de stabilisation d'un polymère précéramique, du type polysilane alcénylé, de préférence vinyle, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger, dans un solvant ou non, ledit polymère précéramique avec un stabilisant sélectionné dans le groupe comprenant les polycarbosilanes (PCS) - de préférence ceux tels que définis supra -, les antioxydants du type de ceux définis eux aussi ci-dessus et leurs mélanges Les polymères précéramiques plus particulièrement concernés par ce procédé sont des polysilanes alcénylés du type de ceux définis supra, dont notamment les PVSAccording to another of its aspects, the present invention relates to a process for stabilizing a preceramic polymer, of the alkenylated polysilane type, preferably vinyl, characterized in that it consists in mixing, in a solvent or not, said preceramic polymer with a stabilizer selected from the group comprising polycarbosilanes (PCS) - preferably those as defined above - antioxidants of the type of those also defined above and their mixtures The pre-ceramic polymers more particularly concerned by this process are alkenylated polysilanes of the type defined above, including in particular the PVS
Selon une modalité avantageuse du procédé, le PCS représente au plus 50 % en poids du mélange PCS/polysilanes alcénylésAccording to an advantageous method of the process, the PCS represents at most 50% by weight of the mixture PCS / alkenylated polysilanes
Toutes les autres variantes et les avantages, de l'utilisation selon l'invention décrite ci-dessus, peuvent également être transposés au susdit procédé La présente invention a également pour objet une composition précéramique stabilisée de polysilane alcénylé, de préférence de polyvinylsilane, caractériséeAll the other variants and advantages of the use according to the invention described above can also be transposed to the above process. The present invention also relates to a stabilized pre-ceramic composition of alkenylated polysilane, preferably of polyvinylsilane, characterized
• en ce qu'elle comprend au moins un polycarbosilane (PCS) à titre de stabilisant, ledit PCS étant présent à raison d'au plus 50 % en poids par rapport au mélange PCS/polysilane alcénylé,In that it comprises at least one polycarbosilane (PCS) as stabilizer, said PCS being present in an amount of at most 50% by weight relative to the PCS / alkenylated polysilane mixture,
• et en ce qu'elle est exempte de catalyseur de réticulation• and in that it is free of crosslinking catalyst
Cette nouvelle composition dérive de l'utilisation présentée ci-dessus Elle tire ses avantages et exploite la nouvelle fonction de stabilisant mise à jour pour lesThis new composition derives from the use presented above. It derives its advantages and exploits the new updated stabilizer function for
PCS L'un de ces avantages clés tient à l'absence de catalyseur de réticulation Cet avantage est d'autant plus intéressant qu'il est associé aux trois attributs dont est dotée cette nouvelle composition, à savoir : stabilité à l'air et/ou à la chaleur, "thermoréticulabilité" et/ou rendement de pyrolyse élevé.PCS One of these key advantages is the absence of crosslinking catalyst. This advantage is all the more interesting because it is associated with the three attributes which are endowed with this new composition, namely: stability in air and / or in heat, "heat-crosslinking" and / or high pyrolysis yield.
APPLICATION INDUSTRIELLE :INDUSTRIAL APPLICATION:
La présente invention a l'intérêt d'ouvrir d'intéressantes perspectives et débouchés dans la fabrication de matériaux céramiques dont, notamment, les matériaux composites comprenant des céramiques. A ces fins, l'homme de l'art est à même d'exploiter les informations contenues dans la littérature technique et les brevets qui décrivent des applications dans lesquelles on emploie un précurseur céramiqueThe present invention has the advantage of opening up interesting prospects and outlets in the manufacture of ceramic materials including, in particular, composite materials comprising ceramics. For these purposes, a person skilled in the art is able to exploit the information contained in the technical literature and the patents which describe applications in which a ceramic precursor is used.
Aussi, il est à considérer que l'invention vise, également, un procédé de fabrication d'articles, au moins en partie en céramique, caractérisé en ce que l'on a recours .Also, it should be considered that the invention also relates to a method of manufacturing articles, at least partly made of ceramic, characterized in that use is made.
• à du polysilane alcénylé stabilisé conformément à l'utilisation et/ou au procédé tel que décrit ci-dessus,• alkenylated polysilane stabilized in accordance with the use and / or the process as described above,
• et/ou à une composition polysilane alcényléTPCS/éventuellement antioxydant, elle aussi présentée ci-avant.• and / or an alkenylated TPCS / optionally antioxidant polysilane composition, which is also presented above.
A titre d'exemples, on peut citer les procédés relatifs à l'imprégnation de supports fibreux, par exemple dans la fabrication de composites et plus singulièrement l'imprégnation de tissus, poudres ou céramiques poreux, faits de composés minérauxBy way of examples, mention may be made of the processes relating to the impregnation of fibrous supports, for example in the manufacture of composites and more particularly the impregnation of fabrics, powders or porous ceramics, made of mineral compounds
(SiO2, AlO2 .. ) ou de carbone, comme telle que décrite dans la demande de brevet(SiO 2 , AlO 2 ..) or carbon, as described in the patent application
EP 0 550 305.EP 0 550 305.
La présente invention est particulièrement adaptée à cette application qui requiert un certain nombre de spécifications : - pour être manipulable à température ambiante, la composition précéramique comprenant des polysilanes doit se présenter sous forme semi-solide, elle ne doit pas couler ;The present invention is particularly suitable for this application which requires a certain number of specifications: - to be handled at room temperature, the preceramic composition comprising polysilanes must be in semi-solid form, it must not flow;
- cependant, à chaud sous pression, cette composition polymère doit être suffisamment liquide pour interpénétrer le support fibreux, qui peut être multilamellaire ; un polymère solide est inadapté à cette application, car il a tendance à craqueler et n'adhère pas bien aux tissus ; un polymère liquide est tout aussi inadapté, car il ne pourra être fixé dans le tissu ;- However, when hot under pressure, this polymer composition must be sufficiently liquid to interpenetrate the fibrous support, which can be multilamellar; a solid polymer is unsuitable for this application because it tends to crack and does not adhere well to fabrics; a liquid polymer is just as unsuitable because it cannot be fixed in the fabric;
- le polymère précéramique doit pouvoir thermoréticuler, de façon à pouvoir mémoriser la forme imposée au support et la conserver lors de la pyrolyse de transformation en céramique , - le polymère précéramique thermoréticulé doit offrir de hauts rendements de pyrolyse.the preceramic polymer must be able to thermo-crosslink, so as to be able to memorize the shape imposed on the support and to keep it during the pyrolysis of ceramic transformation, - the heat-crosslinked pre-ceramic polymer must offer high pyrolysis yields.
Il est apparu que les polysilanes alcénylés (e. g. PVS), stabilisés à l'aide de PCS, voire d'antioxydants, sont également appropriés pour une application de filature pour la préparation de fibres céramiques, comme elle est décrite dans le brevet US 5 171 722.It has appeared that alkenylated polysilanes (eg PVS), stabilized using PCS, or even antioxidants, are also suitable for a spinning application for the preparation of ceramic fibers, as described in US Pat. No. 5,171 722.
La présente invention peut également s'appliquer dans le domaine des revêtements de surface, où l'on propose la fabrication d'articles revêtus de céramique, grâce à la méthodologie d'enduction d'une solution de polymère sur une surface à protéger (contre l'abrasion, contre l'oxydation à haute température, etc.).The present invention can also be applied in the field of surface coatings, where the manufacture of articles coated with ceramic is proposed, using the methodology of coating a polymer solution on a surface to be protected (against abrasion, against high temperature oxidation, etc.).
La présente invention sera mieux comprise à la lumière des exemples ci- après qui mettent en lumière les avantages des mélanges PVS/PCS stabilisés.The present invention will be better understood in the light of the examples below which highlight the advantages of stabilized PVS / PCS mixtures.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
- La fig. 1 est un spectre infrarouge du PVS selon l'exemple 1 avant exposition à l'air.- Fig. 1 is an infrared spectrum of PVS according to Example 1 before exposure to air.
- La fig. 2 est un spectre infrarouge du PVS selon l'exemple 2 après 10 min à l'air libre. Dans ces fig. 1 et 2, l'axe des abscisses correspond aux longueurs d'onde en cm-1 et l'axe des ordonnées à des unités arbitraires (u. a.) (pic Si-O = 1 090 cm4, pic Si-Me = 1 245 cm-').- Fig. 2 is an infrared spectrum of the PVS according to Example 2 after 10 min in the open air. In these figs. 1 and 2, the abscissa axis corresponds to the wavelengths in cm- 1 and the ordinate axis to arbitrary units (ua) (peak Si-O = 1090 cm 4 , peak Si-Me = 1 245 cm- ').
- La fig. 3 montre l'évolution du signal d'absorbance I. R. correspondant aux liaisons SiO à 1 090 cm"1, en fonction du temps en heures, pour des concentrations en PCS de 0, 20, 30 et 50 % en poids par rapport au mélange PCS + PVS. L'axe des ordonnées est gradué en absorbance IR = A-AQ - Fig. 3 shows the evolution of the IR absorbance signal corresponding to the SiO bonds at 1090 cm −1 , as a function of time in hours, for PCS concentrations of 0, 20, 30 and 50% by weight relative to the PCS mixture + PVS The ordinate axis is graduated in absorbance IR = AA Q
EXEMPLESEXAMPLES
EXEMPLE 1 : PREPARATION ET CONTROLE DU POLYMERE PVS.EXAMPLE 1: PREPARATION AND CONTROL OF THE PVS POLYMER.
Le PVS mis en oeuvre est un polysilane de type PVS 200 (commercialisé par FLAMEL TECHNOLOGIES) issu d'une réaction de dichlorométhylsilane, dichlorométhylvinylsilane et triméthylsilane avec du sodium à l'état fondu, dans un mélange de solvants toluène-tétrahydrofuranne, comme telle que décrite dans le brevet US 4 783 516. C'est un polymère précurseur de céramique SiC qui est liquide à température ambiante et thermoplastique dans le domaine de températures allant de 25 à 100 °C et thermoréticulable dans le domaine de températures s'étalant de 101 à 300 °C II peut être défini par la formule suivanteThe PVS used is a polysilane of PVS 200 type (marketed by FLAMEL TECHNOLOGIES) resulting from a reaction of dichloromethylsilane, dichloromethylvinylsilane and trimethylsilane with sodium in the molten state, in a mixture of toluene-tetrahydrofuran solvents, such as such described in US Pat. No. 4,783,516. It is a SiC ceramic precursor polymer which is liquid at ambient temperature and thermoplastic in the range of temperatures from 25 to 100 ° C and heat-crosslinkable in the range of temperatures ranging from 101 to 300 ° C. It can be defined by the following formula
(MeHSi)o,i6(MeSiVi)0,56(Me3Si)o,28 La stabilité du précurseur a été déterminé par le dépôt d'un fine couche du polymère sur une lame de KBr Après l'évaporation du solvant (10 min) Une série de spectres IR ont été mesurés sur la couche de polymère durant une période d'une heure L'oxydation de l'échantillon a été déterminée par l'évolution de la hauteur du signal correspondant aux liaisons Si-O à 1 090 cπv1 (référence interne Si-Me 1 245 cm 1), et l'apparition d'une peau de polymère réticulé à la surface de l'échantillon(MeHSi) o, i6 (MeSiVi) 0 , 5 6 (Me 3 Si) o, 28 The stability of the precursor was determined by the deposition of a thin layer of the polymer on a KBr slide After evaporation of the solvent ( 10 min) A series of IR spectra were measured on the polymer layer during a period of one hour. The oxidation of the sample was determined by the evolution of the height of the signal corresponding to the Si-O bonds at 1. 090 cπv 1 (internal reference Si-Me 1 245 cm 1 ), and the appearance of a crosslinked polymer skin on the surface of the sample
En l'absence de stabilisants supplémentaires, l'oxydation de l'échantillon est initiée immédiatement après exposition de l'échantillon à l'air libre Une peau de polymère réticulé se forme à la surface de l'échantillon en moins de 10 minutes Aucun signal dû aux liaisons Si-O n'apparaît dans le produit avant son exposition Cependant, après 10 minutes à l'air, le signal croît rapidement Les spectres du polymère, avant et après réticulation, sont fournis dans les fig. 1 et 2 annexéesIn the absence of additional stabilizers, the oxidation of the sample is initiated immediately after exposure of the sample to the open air A skin of crosslinked polymer is formed on the surface of the sample in less than 10 minutes No signal due to Si-O bonds does not appear in the product before its exposure However, after 10 minutes in air, the signal increases rapidly The spectra of the polymer, before and after crosslinking, are provided in figs. 1 and 2 attached
Dans l'un des essais, la réaction a été si rapide, que le polymère s'est enflammé spontanément Cet essai met en évidence l'instabilité du polymère à l'air libre Le rendement de pyrolyse de ce précurseur sous atmosphère inerte jusqu'à 1 000 °C est de 66-68 %In one of the tests, the reaction was so rapid that the polymer ignited spontaneously This test highlights the instability of the polymer in the open air The pyrolysis yield of this precursor under an inert atmosphere up to 1000 ° C is 66-68%
EXEMPLE 2 : PREPARATION D'UNE COMPOSITION STABILISEEEXAMPLE 2: PREPARATION OF A STABILIZED COMPOSITION
PVS/ BHT (ANTIOXYDANT).PVS / BHT (ANTIOXIDANT).
Au polymère, on ajoute 0,01 % en poids du BHT (di-t-butylhydroxytoluène) selon la demande de brevet FR 2 686 091, le rendement de pyrolyse est de 62 %, soit une perte de rendement de 4-6 % par rapport au rendement de pyrolyse du polymère seul Cet essai met en évidence la perte de rendement due à l'addition d'un antioxydant au PVSTo the polymer, 0.01% by weight of BHT (di-t-butylhydroxytoluene) is added according to patent application FR 2 686 091, the pyrolysis yield is 62%, ie a yield loss of 4-6% by report on the pyrolysis yield of the polymer alone This test highlights the loss of yield due to the addition of an antioxidant to the PVS
EXEMPLE 3 : PREPARATION DE NOUVELLES COMPOSITIONS STABILISEESEXAMPLE 3 PREPARATION OF NEW STABILIZED COMPOSITIONS
A BASE DE PVS/PCS.BASED ON PVS / PCS.
On prépare un mélange de 19 g de PCS, 30 g de PVS, 50 mg de tris(nonylphénylphosphate), 50 mg de BHT (di-t-butylhydroxytoluène) dans 20 ml de méthylcyclohexane Le polycarbosilane PCS employé est un polymère provenant de la société MITSUI & Cie. C'est un produit solide à température ambiante et thermoplastique à plus haute température (jusqu'à 300 °C). Le mélange est agité pendant 2 jours, de façon à obtenir une dissolution complète de tous ses constituants. La viscosité de ce mélange est d'environ 50 mPa.s à 25 °C (selon la viscosité des deux polymères du départ). Sa viscosité peut être contrôlée par ajustement de la quantité des différents constituants classiques, par le choix de leur qualité. Le contrôle de cette viscosité dépendra de l'application finale visée.A mixture of 19 g of PCS, 30 g of PVS, 50 mg of tris (nonylphenylphosphate), 50 mg of BHT (di-t-butylhydroxytoluene) in 20 ml of methylcyclohexane is prepared. The PCS polycarbosilane used is a polymer obtained from the MITSUI & Cie. It is a solid product at room temperature and thermoplastic at a higher temperature (up to 300 ° C). The mixture is stirred for 2 days, so as to obtain complete dissolution of all of its constituents. The viscosity of this mixture is approximately 50 mPa.s at 25 ° C (depending on the viscosity of the two starting polymers). Its viscosity can be controlled by adjusting the quantity of the various conventional constituents, by choosing their quality. Control of this viscosity will depend on the intended end application.
EXEMPLE 4 : EVALUATION DE LA STABILITE A L'AIR DES COMPOSITIONS PCS/PVS.EXAMPLE 4: EVALUATION OF THE AIR STABILITY OF THE PCS / PVS COMPOSITIONS.
Pour illustrer la stabilité de la composition à l'air, des tests ont été réalisés dans les conditions suivantes : une couche très fine de la solution à été déposée sur une lame de KBr. Après l'évaporation du solvant (10 min), une série de spectres IR ont été mesurés sur la couche de polymère séché durant une période de 50 heures. La stabilité de l'échantillon a été déterminée en suivant l'évolution du signal correspondant aux liaisons Si-O à 1 090 cπr1 (référence interne Si-Me 1 245 cm 1). La fig. 3 annexée donne les résultats obtenus de la croissance du signal Si-O, caractéristique de l'oxydation, en fonction du temps. On constate que, lorsqu'on augmente la quantité de PCS dans la composition, la stabilité est accrue (plus faible évolution du mélange).To illustrate the stability of the composition in air, tests were carried out under the following conditions: a very thin layer of the solution was deposited on a KBr slide. After evaporation of the solvent (10 min), a series of IR spectra were measured on the dried polymer layer during a period of 50 hours. The stability of the sample was determined by following the evolution of the signal corresponding to the Si-O bonds at 1090 cπr 1 (internal reference Si-Me 1 245 cm 1 ). Fig. 3 attached gives the results obtained from the growth of the Si-O signal, characteristic of oxidation, as a function of time. It is noted that, when the quantity of PCS in the composition is increased, the stability is increased (lower evolution of the mixture).
EXEMPLE 5 : SECHAGE/RETICULATION ET PYROLYSE D'UN MELANGEEXAMPLE 5: DRYING / CROSSLINKING AND PYROLYSIS OF A MIXTURE
PRECERAMIQUE PVS/PCS.PRE-CERAMIC PVS / PCS.
Le mélange obtenu dans l'exemple 2, avec 60 % PVS/40 % PCS, a été séché à l'air libre pendant 3 jours dans une nacelle de pyrolyse en alumine. Le produit résineux, résultant du séchage, est transparent et homogène à l'oeil nu, ce qui confirme un mélange homogène (pas de séparation macroscopique des phases de polymère). La transformation de cette résine en céramique s'effectue par pyrolyse sous atmosphère inerte de 25 °C jusqu'à 1 300 °C. Une exothermie importante se produit à 210 °C (mesurée par calorimétrie différentielle). Ceci est révélateur de la réticulation du mélange. Le rendement de la transformation polymère/céramique est de l'ordre 68 %. L'analyse de la céramique est de Si : 56 % C : 44 %, le taux d'oxygène étant indétectable (< 2 %), montrant l'absence d'incorporation d'oxygène dans la céramique, donc l'efficacité des mélanges PVS/PCS.The mixture obtained in Example 2, with 60% PVS / 40% PCS, was dried in the open air for 3 days in an alumina pyrolysis boat. The resinous product, resulting from drying, is transparent and homogeneous to the naked eye, which confirms a homogeneous mixture (no macroscopic separation of the polymer phases). The transformation of this resin into ceramic is carried out by pyrolysis under an inert atmosphere from 25 ° C to 1300 ° C. Significant exotherm occurs at 210 ° C (measured by differential scanning calorimetry). This is indicative of the crosslinking of the mixture. The yield of the polymer / ceramic transformation is around 68%. Analysis of the ceramic is Si: 56% C: 44%, the oxygen level being undetectable (<2%), showing the absence of oxygen incorporation in the ceramic, therefore the efficiency of the mixtures PVS / PCS.
Le tableau suivant rassemble les rendements de pyrolyse en fonction de la proportion de PCS dans le mélange.The following table shows the pyrolysis yields as a function of the proportion of PCS in the mixture.
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
* sans ajout de PCS, mais stabilisé par l'ajout de 0, 1 % du BHT selon l'invention FR 2 686 091.* without addition of PCS, but stabilized by the addition of 0.1% of BHT according to the invention FR 2 686 091.
******
Les exemples précédents (exemples 1-5) mettent bien en évidence tous les avantages que permet d'atteindre l'invention, outre la stabilité à l'air pour le précéramique. On citera, notamment, le caractère modulable de la viscosité du mélange, de laquelle découle son adaptabilité à bon nombre d'applications, ainsi que le bon rendement céramique obtenu qui est supérieur à 60 % The preceding examples (Examples 1-5) clearly demonstrate all the advantages which the invention makes it possible to achieve, in addition to the air stability for the pre-ceramic. Mention will be made, in particular, of the modular nature of the viscosity of the mixture, from which derives its adaptability to a good number of applications, as well as the good ceramic yield obtained which is greater than 60%.

Claims

REVENDICATIONS :CLAIMS:
1 - Utilisation de polycarbosilane (PCS) pour la stabilisation d'un polymère précéramique, du type polysilane alcénylé, de préférence vinyle1 - Use of polycarbosilane (PCS) for the stabilization of a preceramic polymer, of the alkenylated polysilane type, preferably vinyl
2 - Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le PCS représente, au plus, 50 % en poids du mélange PCS/p récéramique alcénylée2 - Use according to claim 1, characterized in that the PCS represents, at most, 50% by weight of the PCS / alkenylated ceramic mixture
3 - Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le polysilane alcénylé est choisi parmi les polymères et les mélanges de polymères de formule moyenne générale comportant les motifs suivants
Figure imgf000017_0001
dans laquelle
3 - Use according to claim 1 or 2, characterized in that the alkenylated polysilane is chosen from polymers and mixtures of polymers of general average formula comprising the following units
Figure imgf000017_0001
in which
- les groupements R sont identiques ou différents entre eux dans le polymère et représentent l'hydrogène,un alkyle linéaire et/ou ramifié et/ou cyclique, en C,-C20, de préférence C,-C10, un aryle, un aralkyle, un alkylaryle, un reste silicique ou organosilicique , - les groupements R' sont identiques ou différents entre eux et représentent un alcénylé en CrC10, de préférence en C,-C6, le vinyle (C2) étant particulièrement préféré ,the groups R are identical or different from each other in the polymer and represent hydrogen, a linear and / or branched and / or cyclic C 1 -C 20 , preferably C 1 -C 10 alkyl, an aryl, a aralkyl, an alkylaryl, a silicic or organosilicon residue, - the groups R ′ are identical or different from each other and represent a C r C 10 , preferably C 1 -C 6 alkenyl, vinyl (C 2 ) being particularly preferred ,
- x, y = 0 à 3 et la somme de x + y est égale à 1, 2 ou 3 ,- x, y = 0 to 3 and the sum of x + y is equal to 1, 2 or 3,
- x et y peuvent varier d'un motif à l'autre , - a est égal ou supérieur à 5 ;- x and y may vary from one motif to another, - a is equal to or greater than 5;
- et au moins 5 % des unités siliciées portent un groupement R'- and at least 5% of the silicon units carry an R 'group
4 - Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polysilane alcénylé est un copolymère du type polyvinylsilane (PVS), constitué de motifs (I), respectivement • du type vinylhydrosilane4 - Use according to claim 3, characterized in that the alkenylated polysilane is a copolymer of the polyvinylsilane type (PVS), consisting of units (I), respectively • of the vinylhydrosilane type
CH=CH,CH = CH,
I 2 I 2
— Si— i- If— i
CH,CH,
• et du type méthylhydrosilane• and of the methylhydrosilane type
HH
I -Si—I -If—
CH3 CH 3
5 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que le PCS est choisi parmi les polymères et les mélanges de polymères de formule générale moyenne comportant les motifs (H) suivants
Figure imgf000018_0001
dans laquelle :
5 - Use according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the PCS is chosen from polymers and mixtures of polymers of average general formula comprising the following units (H)
Figure imgf000018_0001
in which :
- R1, R2, R3 et R4 sont identiques ou différents dans un même motif ou d'un motif à l'autre et représentent un radical répondant à la même définition que celle donnée ci-dessus pour R, les alkyles en C„ C10 et l'hydrogène étant préférés et le cas de figure : R1 = CH3 ; R2, R3, R4 = H, étant plus particulièrement préféré ;- R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are identical or different in the same unit or from one unit to another and represent a radical corresponding to the same definition as that given above for R, the alkyls in C „C 10 and hydrogen being preferred and the case in point: R 1 = CH 3 ; R 2 , R 3 , R 4 = H, being more particularly preferred;
- b, c = 0 à 3 avec b + c < 3 ;- b, c = 0 to 3 with b + c <3;
- d, e = 0 à 3 et d + e < 3 ;- d, e = 0 to 3 and d + e <3;
- f= l ou 2 ; - b, c, d, e, peuvent varier d'un motif à l'autre ;- f = 1 or 2; - b, c, d, e, may vary from one motif to another;
- n > 3.- n> 3.
6 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'on met en oeuvre, en association avec le PCS, au moins un antioxydant choisi parmi les antioxydants phénoliques, oléfiniques ou aminés et, de préférence parmi les antioxydants phénoliques et leurs mélanges.6 - Use according to any one of claims 1 to 5, characterized in that one implements, in association with the PCS, at least one antioxidant chosen from phenolic, olefinic or amino antioxidants and, preferably from phenolic antioxidants and mixtures thereof.
7 - Procédé de stabilisation d'un polymère précéramique, du type polysilane alcénylé, de préférence vinylé, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger ledit polymère précéramique avec un stabilisant sélectionné dans le groupe comprenant : les polycarbosilanes (PCS), de préférence ceux tels que définis dans la revendication 5, les antioxydants, tels que définis dans la revendication 6 et leurs mélanges.7 - Method for stabilizing a preceramic polymer, of the alkenylated polysilane type, preferably vinylated, characterized in that it consists in mixing said preceramic polymer with a stabilizer selected from the group comprising: polycarbosilanes (PCS), preferably those as defined in claim 5, antioxidants, as defined in claim 6 and mixtures thereof.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé :8 - Method according to claim 7, characterized:
• en ce que le polymère précéramique est un polysilane alcénylé, tel que défini dans la revendication 3, de préférence dans la revendication 4,In that the preceramic polymer is an alkenylated polysilane, as defined in claim 3, preferably in claim 4,
• et en ce que le PCS représente au plus 50 % en poids du mélange PCS/polysilane alcénylé.• and in that the PCS represents at most 50% by weight of the PCS / alkenylated polysilane mixture.
9 - Composition précéramique stabilisée de polysilane alcénylé, de préférence de polyvinylsilane, caractérisée : • en ce qu'elle comprend au moins un polycarbosilane (PCS) à titre de stabilisant, ledit PCS étant présent à raison d'au plus 50 % en poids par rapport au mélange PCS/polysilane alcénylé,9 - Stabilized preceramic composition of alkenylated polysilane, preferably of polyvinylsilane, characterized: • in that it comprises at least one polycarbosilane (PCS) as stabilizer, said PCS being present in an amount of at most 50% by weight per relative to the PCS / alkenylated polysilane mixture,
• et en ce qu'elle est exempte de catalyseur de réticulation. • and in that it is free of crosslinking catalyst.
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