JP3080104B2 - Thermosetting copolymer and method for producing the same - Google Patents
Thermosetting copolymer and method for producing the sameInfo
- Publication number
- JP3080104B2 JP3080104B2 JP03148678A JP14867891A JP3080104B2 JP 3080104 B2 JP3080104 B2 JP 3080104B2 JP 03148678 A JP03148678 A JP 03148678A JP 14867891 A JP14867891 A JP 14867891A JP 3080104 B2 JP3080104 B2 JP 3080104B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- perhydropolysilazane
- molecular weight
- average molecular
- number average
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は熱硬化性共重合体及びそ
の製造方法に係る。この共重合体は熱可塑性ケイ素含有
ポリマーとペルヒドロポリシラザンとの共重合体で、熱
硬化性を示すので、熱分解により直接セラミックスに変
換可能であり、セラミック繊維、セラミックコーティン
グ、セラミック接着材等の前駆体ポリマーとして有用で
ある。The present invention relates to a thermosetting copolymer and a method for producing the same. This copolymer is a copolymer of a thermoplastic silicon-containing polymer and a perhydropolysilazane and exhibits thermosetting properties, so it can be directly converted to ceramics by thermal decomposition, and can be used for ceramic fibers, ceramic coatings, ceramic adhesives, etc. Useful as a precursor polymer.
【0002】[0002]
【従来の技術】炭化ケイ素は構造材料として優れている
が、その前駆体ポリマーとしてポリカルボシラン、ポリ
シラスチレン、ポリシラン等が知られている(Ceram.En
g.Sci.Proc.,9 7-8 ,1988年,931〜 942頁;特開昭51−1
26300号公報、同52-74000号公報、同52−112700号公報
等)。2. Description of the Related Art Silicon carbide is excellent as a structural material, but polycarbosilane, polysilastyrene, polysilane and the like are known as precursor polymers thereof (Ceram. En.
g.Sci.Proc., 97-8, 1988, pp.931-942; JP-A-51-1
26300, 52-74000, 52-112700, etc.).
【0003】また、 SiC-TiC等の炭化ケイ素質セラミッ
クスの前駆体としてポリチタノカルボシラン、ポリジル
コノカルボシラン、ポリジシリラザン等が知られている
(米国特許第 4,340,619号、同 4,321,970号、同 4,48
2,689号、特公平2−33734 号、同2−33733 号、特公
昭61-58086号、同62-61220号公報等) 。一方、窒化ケイ
素及び窒化ケイ素質セラミックスの前駆体としてポリシ
ラザンが知られており、本発明者らもこれを開発し、開
示している(特公昭63-16325号公報)。As precursors of silicon carbide ceramics such as SiC-TiC, polytitanocarbosilane, polyzirconocarbosilane, polydisiylazane, and the like are known (US Pat. Nos. 4,340,619, 4,321,970, and 4,321,970). , 48
2,689, JP-B-2-33734, JP-B-2-33733, JP-B-61-58086 and JP-B-62-61220). On the other hand, polysilazane is known as a precursor of silicon nitride and silicon nitride ceramics, and the present inventors have developed and disclosed it (Japanese Patent Publication No. 63-16325).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】炭化ケイ素あるいは炭
化ケイ素質セラミックスの前駆体である上記ポリマーは
いずれも熱可塑性であるため、これらからセラミックス
製品を製造する際には不融化工程が不可欠である。不融
化方法としては熱酸化、水蒸気処理、γ線照射、電子線
照射、紫外線照射、ハロゲン処理、オゾン処理等が知ら
れているが、処理方法が煩雑であり、また放射線を扱う
ので危険で、非効率、さらに不純物の混入がある等の問
題がある。特に、熱酸化により導入された酸素はセラミ
ックスの高温特性を損なう原因になる。Since all of the above-mentioned polymers which are precursors of silicon carbide or silicon carbide ceramics are thermoplastic, an infusibilization step is indispensable when producing a ceramic product therefrom. As the infusibilization method, thermal oxidation, steam treatment, γ-ray irradiation, electron beam irradiation, ultraviolet irradiation, halogen treatment, ozone treatment, etc. are known, but the treatment method is complicated, and it is dangerous because it handles radiation, There are problems such as inefficiency and the inclusion of impurities. In particular, oxygen introduced by thermal oxidation causes deterioration of high-temperature characteristics of ceramics.
【0005】また、窒化ケイ素及び窒化ケイ素質セラミ
ックスは強度、靱性等に優れた高温構造材料であるが、
炭化ケイ素はさらに高強度の構造材料を提供できるの
で、窒化ケイ素及び窒化ケイ素質セラミックスと炭化ケ
イ素を複合化することにより、より優れた特性のセラミ
ックスが提供されることが期待される。そこで、本発明
は、広く熱可塑性ポリマーを熱硬化性に変換して、不融
化工程を必要としないセラミックスの前駆体として有用
なポリマーを提供すること、特に炭化ケイ素に窒化ケイ
素を複合した複合セラミックスの前駆体として有用なポ
リマーを提供することを目的とする。[0005] Silicon nitride and silicon nitride ceramics are high-temperature structural materials excellent in strength, toughness, etc.
Since silicon carbide can provide a structural material with higher strength, it is expected that by combining silicon nitride and silicon nitride-based ceramics with silicon carbide, ceramics with more excellent properties will be provided. Accordingly, the present invention is to provide a useful polymer as a ceramic precursor that does not require an infusibilization step by converting a thermoplastic polymer into a thermosetting material, especially a composite ceramic in which silicon carbide is combined with silicon nitride. It is an object to provide a polymer useful as a precursor of the polymer.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的は、熱可塑性ケ
イ素含有ポリマーと熱硬化性のペルヒドロポリシラザン
とを共重合させることにより達成され、必要に応じて、
さらに金属化合物を添加して架橋を促進することができ
る。こうして、本発明によれば、数平均分子量が 100〜
50,000のペルヒドロポリシラザンブロックAと数平均分
子量が 100〜50,000のポリカルボシラン、ポリシラスチ
レン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリシラン、フ
ェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラン、ポリジル
コノカルボシランおよびポリジシリラザンから選択され
る熱可塑性ケイ素含有ポリマーブロックBとからなる数
平均分子量が200〜 500,000のブロック共重合体であっ
て、前記ブロックAが主として式The above object has been achieved by copolymerizing a thermoplastic silicon-containing polymer with a thermosetting perhydropolysilazane.
Further, a metal compound can be added to promote crosslinking. Thus, according to the present invention, the number average molecular weight is 100 to
50,000 perhydropolysilazane block A and polycarbosilane or polysilastic having a number average molecular weight of 100 to 50,000
Ren, polycarbosilastyrene, methylpolysilane,
Phenyl polysilane, polytitanocarbosilane, polysil
Selected from conocarbosilane and polydisiylazane
That a block copolymer having a number average molecular weight comprising a thermoplastic silicon-containing polymer block B 200 500,000, said block A mainly formula
【0007】[0007]
【化4】 で表される繰り返し単位からなる骨格を有するペルヒド
ロポリシラザンブロックであることを特徴とする熱硬化
性共重合体、及びその製造方法として、式Embedded image A thermosetting copolymer characterized by being a perhydropolysilazane block having a skeleton composed of repeating units represented by
【0008】[0008]
【化5】 で表される繰り返し単位からなる骨格を有し数平均分子
量が 100〜50,000のペルヒドロポリシラザンと、数平均
分子量が 100〜50,000のポリカルボシラン、ポリシラス
チレン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリシラン、
フェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラン、ポリジ
ルコノカルボシランおよびポリジシリラザンから選択さ
れる熱可塑性ケイ素含有ポリマーとを反応させることを
特徴とする方法が提供される。また、上記製法におい
て、ペルヒドロポリシラザン及びポリカルボシラン、ポ
リシラスチレン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリ
シラン、フェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラ
ン、ポリジルコノカルボシランおよびポリジシリラザン
から選択される熱可塑性ケイ素含有ポリマーと共に、式
MXn ( 式中、Mは B, Al, Ti, Zr, Hfから選ばれる少な
くとも1種の金属元素であり、Xは同一でも異なってい
てもよく、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボニ
ル基、又は、炭素原子数1〜20個の、アルコキシ基、フ
ェノキシ基、アセチルアセトキシ基、アルキル基、アル
ケニル基、シクロアルキル基、アルキルアミノ基又はア
ミノ基であり、nは金属元素Mの原子価数である。) と
を、(全成分中のSi) /Mの原子比 500以下で反応させ
ることを特徴とする熱硬化性共重合体の製造方法、及び
この製造方法で得られる熱硬化性共重合体も提供され
る。Embedded image And a perhydropolysilazane having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and a polycarbosilane and polysilaz having a number average molecular weight of 100 to 50,000
Tylene, polycarbosilastyrene, methylpolysilane,
Phenyl polysilane, polytitanocarbosilane, polydi
Selected from luconocarbosilane and polydisiylazane
With a thermoplastic silicon-containing polymer to be provided. Further, in the above production method, perhydropolysilazane, polycarbosilane,
Lysylstyrene, polycarbosilastyrene, methylpoly
Silane, phenylpolysilane, polytitanocarbosila
, Polyzirconocarbosilane and polydisilylazane
With a thermoplastic silicon-containing polymer selected from
MX n (wherein, M is at least one metal element selected from B, Al, Ti, Zr, Hf, X may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a carbonyl group, Or an alkoxy group, a phenoxy group, an acetylacetoxy group, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an alkylamino group or an amino group having 1 to 20 carbon atoms, and n is a valence of the metal element M. ) At an atomic ratio of (Si) / M in all components of 500 or less, and a thermosetting copolymer obtained by the production method. Coalescence is also provided.
【0009】ペルヒドロポリシラザンは加熱するだけで
Si −H結合又はN−H結合を有する多くの熱可塑性ケ
イ素含有ポリマーと結合するが、ペルヒドロポリシラザ
ンブロックと熱可塑性ケイ素含有ポリマーブロックとか
らなる共重合体は、ペルヒドロポリシラザンブロックと
熱可塑性ケイ素含有ポリマーブロックとが主鎖同士で結
合した構造、あるいはこれらのブロックの側鎖基が反応
して架橋した構造、あるいはその両方を有する構造であ
ることができる。熱可塑性ケイ素含有ポリマー内に官能
基が存在する場合にはペルヒドロポリシラザンは加熱す
るだけで多くの熱可塑性ケイ素含有ポリマー中の官能基
と反応し結合を形成する。官能基がないとき、あるいは
反応性が低いときは、熱可塑性ケイ素含有ポリマーの末
端或いは側鎖に反応性の基を導入することにより、容易
に結合を形成させることができる。[0009] Perhydropolysilazane bonds to many thermoplastic silicon-containing polymers having Si-H bonds or N-H bonds only by heating, but a copolymer comprising a perhydropolysilazane block and a thermoplastic silicon-containing polymer block. The united structure may be a structure in which a perhydropolysilazane block and a thermoplastic silicon-containing polymer block are bonded to each other in a main chain, a structure in which side groups of these blocks react and crosslink, or a structure having both of them. it can. When functional groups are present in the thermoplastic silicon-containing polymer, the perhydropolysilazane reacts with many of the functional groups in the thermoplastic silicon-containing polymer to form bonds only by heating. When there is no functional group or when the reactivity is low, a bond can be easily formed by introducing a reactive group into the terminal or side chain of the thermoplastic silicon-containing polymer.
【0010】本発明で用いるペルヒドロポリシラザン
は、式The perhydropolysilazane used in the present invention has the formula
【0011】[0011]
【化6】 で表される繰り返し単位からなる骨格を有する、すなわ
ち側鎖がすべて水素原子であるポリシラザンであり、主
として鎖状であるが、環状部分を含み、さらには架橋構
造を有することができる。このようなペルヒドロポリシ
ラザンとしては、ジクロロシラン・ピリジン錯体のアン
モノリシスで得られるペルヒドロシラザンオリゴマー
(特公昭63-16325号公報)、このオリゴマーを塩基性溶
液中で加熱して得られる無機高重合体(特開平1−1381
08号公報)、オリゴマーをアンモニア等と反応させて得
られる改質ポリシラザン(特開平1−138107号公報)な
どを用いることができる。ペルヒドロポリシラザンはS
i −H,N−H結合があり、反応性が大きいので共重合
化が容易であり、かつ熱硬化性であるので、本発明の目
的に最適である。またSiC 前駆体ポリマーとの共重合化
においては、繰り返し単位にCが存在しないのでSiC 前
駆体ポリマーの最大の欠点である遊離炭素の残留を抑制
する効果がある。Embedded image Is a polysilazane in which the side chains are all hydrogen atoms, and is mainly chain-like, but can have a cyclic portion and further have a crosslinked structure. Examples of such perhydropolysilazane include a perhydrosilazane oligomer obtained by ammonolysis of a dichlorosilane-pyridine complex (Japanese Patent Publication No. 63-16325), and an inorganic high polymer obtained by heating this oligomer in a basic solution. (JP-A-1-1381
No. 08) and modified polysilazane obtained by reacting an oligomer with ammonia or the like (JP-A-1-138107). Perhydropolysilazane is S
Since it has i-H, NH bonds and has high reactivity, it is easy to copolymerize, and it is thermosetting, so it is most suitable for the purpose of the present invention. Further, in the copolymerization with the SiC precursor polymer, since C is not present in the repeating unit, there is an effect of suppressing the remaining of free carbon, which is the biggest defect of the SiC precursor polymer.
【0012】ペルヒドロポリシラザンの分子量は、数平
均分子量で 100〜50,000の範囲のものを用いる。分子量
がこれより小さいとセラミック収率に優れた高分子量の
共重合体が得られない。またこれより大きいと重合によ
りゲル化する。本発明で用いることができる熱可塑性ケ
イ素含有ポリマーは、主鎖にケイ素を含む炭化ケイ素系
前駆体ポリマーであるポリカルボシラン、ポリシラスチ
レン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリシラン、フ
ェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラン、ポリジル
コノカルボシラン、ポリジシリラザンである。これらの
ポリマーがペルヒドロポリシラザンと反応する基を有す
る場合には直接両ポリマーを混合、加熱することにより
共重合体が生成する。ペルヒドロポリシラザンと反応す
る基にはアミド基、イミド基、ヒドロシリル基、水酸
基、アルコキシ基、カルボキシル基、ケト基、ハロゲン
原子、エポキシ基等がある。The number average molecular weight of the perhydropolysilazane is in the range of 100 to 50,000. If the molecular weight is smaller than this, a high molecular weight copolymer excellent in ceramic yield cannot be obtained. On the other hand, if it is larger than this, gelation occurs by polymerization. The thermoplastic silicon-containing polymer that can be used in the present invention is a silicon carbide-based polymer containing silicon in the main chain.
The precursor polymers are polycarbosilane , polysilastyrene, polycarbosilastyrene, methylpolysilane, phenylpolysilane , polytitanocarbosilane, polyzirconocarbosilane , and polydisilylazane. When these polymers have a group that reacts with perhydropolysilazane, a copolymer is formed by directly mixing and heating both polymers. Groups that react with perhydropolysilazane include amide groups, imide groups, hydrosilyl groups, hydroxyl groups, alkoxy groups, carboxyl groups, keto groups, halogen atoms, epoxy groups, and the like.
【0013】熱可塑性ケイ素含有ポリマーの分子量は、
数平均分子量で 100〜50,000の範囲のものを用いる。分
子量がこれより小さいと反応中に揮発し、ポリマー収率
が低い。またこれより大きいと重合により共重合体がゲ
ル化する。上記の如く、多くの熱可塑性ケイ素含有ポリ
マーとペルヒドロポリシラザンは直接加熱すると結合を
形成する。通常、溶媒を用いるが、溶媒は熱可塑性ケイ
素含有ポリマー及びペルヒドロポリシラザンと反応しな
いものであればよく、例えば塩化メチレン、クロロホル
ム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エ
チリデン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等の
ハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエ
ーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエーテル、1,
2−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメチルジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエー
テル類、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、メチルペ
ンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオク
タン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロ
ヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素類である。
反応温度は限定するわけではないが、0〜 300℃の範囲
が好ましい。反応時間は、通常、30分以上あればよい。The molecular weight of the thermoplastic silicon-containing polymer is:
A number average molecular weight in the range of 100 to 50,000 is used. If the molecular weight is smaller than this, it evaporates during the reaction, and the polymer yield is low. If it is larger than this, the copolymer gels due to polymerization. As noted above, many thermoplastic silicon-containing polymers and perhydropolysilazanes form bonds upon direct heating. Usually, a solvent is used, but the solvent may be any as long as it does not react with the thermoplastic silicon-containing polymer and perhydropolysilazane, such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride, trichloroethane, tetrachloroethane, and the like. Halogenated hydrocarbons, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,
Ethers such as 2-dioxyethane, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene , Xylene, ethylbenzene and the like.
The reaction temperature is not limited, but is preferably in the range of 0 to 300 ° C. The reaction time may usually be 30 minutes or more.
【0014】また、熱可塑性ケイ素含有ポリマーがペル
ヒドロポリシラザンと反応する基を有する場合も、有し
ていない場合も、架橋結合させるために、さらに金属化
合物を添加することができる。架橋結合を形成する金属
化合物としては、例えば、 B, Al, Ti, Zr, Hf, 等のハ
ロゲン化物、水酸化物、アルキル化物、アルコキシド、
アセチルアセトナート、メタロセン等を用いることがで
きる。これらの金属化合物はペルヒドロポリシラザンの
ケイ素或いは窒素原子と結合している水素原子と反応
し、また熱可塑性ケイ素含有ポリマーの側鎖基と反応し
て、主として、ペルヒドロポリシラザンのケイ素或いは
窒素原子と熱可塑性ケイ素含有ポリマーの主鎖を構成す
るケイ素等の原子とを金属原子を介して結合した架橋結
合を形成する。あるいは、熱可塑性ケイ素含有ポリマー
の側鎖基中の反応性部位と反応して側鎖を介して架橋結
合を形成する。このような架橋結合を導入することによ
りペルヒドロポリシラザン熱硬化性を十分に反映した共
重合体を得ることができる。In addition, whether the thermoplastic silicon-containing polymer has or does not have a group capable of reacting with perhydropolysilazane, a metal compound can be further added for crosslinking. Examples of the metal compound forming a cross-linking bond include, for example, halides, hydroxides, alkylated compounds, alkoxides such as B, Al, Ti, Zr, and Hf.
Acetylacetonate, metallocene and the like can be used. These metal compounds react with the hydrogen atoms bonded to the silicon or nitrogen atoms of the perhydropolysilazane, and also react with the side groups of the thermoplastic silicon-containing polymer, and mainly react with the silicon or nitrogen atoms of the perhydropolysilazane. A cross-link is formed by bonding atoms such as silicon constituting the main chain of the thermoplastic silicon-containing polymer via metal atoms. Alternatively, it reacts with a reactive site in the side chain group of the thermoplastic silicon-containing polymer to form a cross-link via the side chain. By introducing such a cross-linking, it is possible to obtain a copolymer sufficiently reflecting the thermosetting property of perhydropolysilazane.
【0015】架橋結合を形成するための金属化合物の量
は、出発ポリマー中のケイ素原子の合計に対する金属原
子の原子数比が 500以下が好ましい。こうして、本発明
によれば、熱可塑性ケイ素含有ポリマーとペルヒドロポ
リシラザンとが直接結合して得られる熱硬化性共重合体
と共に、熱可塑性ケイ素含有ポリマー及びペルヒドロポ
リシラザンに金属化合物を添加して混合反応させて得ら
れる熱硬化性共重合体も提供される。得られる共重合体
の分子量は一般に 200〜 500,000の範囲である。この分
子量が大きすぎると、ゲルを形成し、溶媒に対する溶解
性が著しく悪くなる。The amount of the metal compound for forming the cross-linking is preferably such that the ratio of the number of metal atoms to the total number of silicon atoms in the starting polymer is 500 or less. Thus, according to the present invention, a metal compound is added to a thermoplastic silicon-containing polymer and perhydropolysilazane and mixed together with a thermosetting copolymer obtained by directly bonding a thermoplastic silicon-containing polymer and perhydropolysilazane. A thermosetting copolymer obtained by the reaction is also provided. The molecular weight of the copolymer obtained generally ranges from 200 to 500,000. If the molecular weight is too large, a gel is formed, and the solubility in a solvent is significantly deteriorated.
【0016】また、得られるポリマーに於けるペルヒド
ロポリシラザンブロックと熱可塑性ケイ素含有ポリマー
ブロックとの比は、結果としてポリマーが熱硬化性にな
ればよく特に限定されないが、一般にそれぞれのブロッ
クに含まれるケイ素原子の比で0.5以上、好ましくはこ
の比が1以上である。この比が大きいことにより、熱硬
化性のペルヒドロポリシラザンブロックが熱可塑性ブロ
ックの軟化を阻害し、結果として熱硬化性の共重合体が
得られる。The ratio of the perhydropolysilazane block to the thermoplastic silicon-containing polymer block in the obtained polymer is not particularly limited as long as the polymer becomes thermosetting as a result, but is generally included in each block. The ratio of silicon atoms is 0.5 or more, preferably the ratio is 1 or more. When this ratio is large, the thermosetting perhydropolysilazane block inhibits the softening of the thermoplastic block, and as a result, a thermosetting copolymer is obtained.
【0017】こうして得られた熱硬化性共重合体は有機
溶媒に可溶であり、賦形化セラミックスが容易に得られ
る。また、セラミックス中の遊離Cをポリマーの組成を
変えることで抑制できる。不融化工程で混入する不純物
を抑制できる。炭化珪素前駆体ポリマーから得られるSi
C に比べ、熱硬化性ポリシラザン系共重合体から誘導さ
れるSiC にはNが導入されているため、高温まで非晶質
〜微結晶構造を保持する。このため、熱硬化性共重合体
から得られる構造材の高温強度の改善が図れる。The thermosetting copolymer thus obtained is soluble in an organic solvent, and a shaped ceramic can be easily obtained. Further, free C in ceramics can be suppressed by changing the composition of the polymer. Impurities mixed in the infusibilization step can be suppressed. Si obtained from silicon carbide precursor polymer
Compared with C 2, SiC derived from a thermosetting polysilazane-based copolymer has N introduced therein, and thus retains an amorphous to microcrystalline structure up to high temperatures. Therefore, the high-temperature strength of the structural material obtained from the thermosetting copolymer can be improved.
【0018】また、この熱硬化性共重合体をセラミック
前駆体として用いてセラミックス製品を製造する形態
は、直接賦形化して焼成する方法、プリフォームに含浸
する方法、バインダーとして用いる方法等、様々である
ことができるが、これらの場合に熱硬化性共重合体をセ
ラミックス化するには固体状ポリマーは溶媒に溶解し、
必要な粘度を有するまで溶媒を除いた後、繊維、膜に賦
形化、プリフォームに含浸、セラミック粉末と混合を行
う。必要に応じてさらに溶媒を除いた後、熱分解を行
う。In addition, there are various forms of producing a ceramic product using the thermosetting copolymer as a ceramic precursor, such as a method of directly shaping and firing, a method of impregnating a preform, and a method of using as a binder. In these cases, in order to convert the thermosetting copolymer into a ceramic, the solid polymer is dissolved in a solvent,
After removing the solvent until it has the required viscosity, it is shaped into fibers and membranes, impregnated into preforms, and mixed with ceramic powder. After removing the solvent as needed, thermal decomposition is performed.
【0019】液体状ポリマーは繊維、膜に賦形化、プリ
フォームに含浸、セラミック粉末と混合を行い、その
後、加熱硬化させる。ひきつづき、熱分解を行う。熱分
解はHe, Ar, N2, H2雰囲気中、あるいはこれらの混合雰
囲気、または、これらの加圧雰囲気あるいは減圧雰囲気
で行う。温度は 600℃〜1700℃が好ましい。The liquid polymer is shaped into a fiber or a film, impregnated into a preform, mixed with a ceramic powder, and then cured by heating. Then, pyrolysis is performed. The thermal decomposition is performed in an atmosphere of He, Ar, N 2 , or H 2 , a mixed atmosphere thereof, or a pressurized atmosphere or a reduced-pressure atmosphere. The temperature is preferably from 600C to 1700C.
【0020】[0020]
【作用】炭化ケイ素前駆体ポリマーを始めとする熱可塑
性ケイ素含有ポリマーにペルヒドロポリシラザンをブロ
ック共重合化したことにより、ポリマーが熱硬化性とな
り、セラミックス化工程で不融化工程が不要にできるの
で、工程が簡単化し、また得られるセラミックスに不純
物が混入するおそれもなくなる。特に、炭化ケイ素前駆
体ポリマーとペルヒドロポリシラザンをブロック共重合
化することにより、炭化ケイ素と窒化ケイ素の両方の優
れた特性を複合したセラミックスを、上記の如く、不融
化工程のない簡単な方法で製造することができる。The block copolymerization of perhydropolysilazane with a thermoplastic silicon-containing polymer, such as a silicon carbide precursor polymer, makes the polymer thermosetting and eliminates the need for an infusibilizing step in the ceramicization step. The process is simplified, and there is no risk of impurities being mixed into the obtained ceramic. In particular, by performing block copolymerization of a silicon carbide precursor polymer and perhydropolysilazane, a ceramic that combines the excellent characteristics of both silicon carbide and silicon nitride can be obtained by a simple method without an infusibilization step as described above. Can be manufactured.
【0021】[0021]
参考例1 内容積1lの四つ口フラスコにガス吹きこみ管、メカニ
カルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。反
応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ口フ
ラスコに脱気した乾燥ピリジン 490mlを入れ、これを氷
冷した。次にジクロロシラン51.6gを加えると白色固体
状のアダクト(SiH2Cl2・2C5H5N)が生成した。反応混合
物を氷冷し、攪拌しながら、水酸化ナトリウム管及び活
性炭管を通して精製したアンモニア51.0gを吹き込ん
だ。Reference Example 1 A four-necked flask having an inner volume of 1 liter was equipped with a gas blow-in tube, a mechanical stirrer, and a dewar condenser. After replacing the inside of the reactor with deoxygenated dry nitrogen, 490 ml of degassed dry pyridine was placed in a four-necked flask, and the mixture was cooled with ice. Next, when 51.6 g of dichlorosilane was added, a white solid adduct (SiH 2 Cl 2 .2C 5 H 5 N) was formed. The reaction mixture was ice-cooled, and while stirring, 51.0 g of purified ammonia was blown through a sodium hydroxide tube and an activated carbon tube.
【0022】反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾
燥ピリジンを用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下でろ
過して、ろ液 850mlを得た。濾液5mlから溶媒を減圧留
去すると樹脂固体ペルヒドロポリシラザン 0.102gが得
られた。得られたポリマーの数平均分子量は GPCにより
測定したところ、 980であった。また、このポリマーの
IR(赤外吸収) スペクトル(溶媒:乾燥o−キシレ
ン;ペルヒドロポリシラザンの濃度:10.2g/l)を検
討すると、波数(cm-1)3350(見かけの吸光係数ε=0.
557 lg-1cm-1) 及び1175のNHに基づく吸収;2170(ε
=3.14) の SiHに基づく吸収;1020〜820 の SiH及び S
iNSiに基づく吸収を示すことが確認された。またこのポ
リマーの1HNMR(プロトン核磁気共鳴)スペクトル(60MH
z 、溶媒 CDCl3/基準物質TMS)を検討すると、いずれも
幅広い吸収を示していることが確認された。即ちδ4.8
及び4.4(br, SiH) ;1.5(br, NH)の吸収が確認され
た。After completion of the reaction, the reaction mixture was centrifuged, washed with dry pyridine, and then filtered under a nitrogen atmosphere to obtain 850 ml of a filtrate. The solvent was distilled off from 5 ml of the filtrate under reduced pressure to obtain 0.102 g of resin solid perhydropolysilazane. The number average molecular weight of the obtained polymer was 980 as measured by GPC. When the IR (infrared absorption) spectrum (solvent: dry o-xylene; concentration of perhydropolysilazane: 10.2 g / l) of this polymer is examined, the wave number (cm -1 ) is 3350 (apparent absorption coefficient ε = 0) .
Absorption based on NH at 557 lg -1 cm -1 ) and 1175; 2170 (ε
= 3.14) Absorption based on SiH; SiH and S from 1020 to 820
It was confirmed to show absorption based on iNSi. The 1 H NMR (proton nuclear magnetic resonance) spectrum (60 MHz
z, the solvent CDCl 3 / reference substance TMS) was examined, and it was confirmed that all showed broad absorption. That is, δ4.8
And 4.4 (br, SiH); 1.5 (br, NH) absorptions were confirmed.
【0023】参考例2 参考例1で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジン
溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度、5.04重量%)100
mlを内容積 300mlの耐圧反応容器に入れ、精製した無水
アンモニア2.8g(0.165mol)を加えて密閉系で60℃で3
時間攪拌しながら反応を行なった。この間大量の気体が
発生した。反応前後で圧力は1.2kg/cm 2 上昇した。室
温に冷却後、乾燥o−キシレン200ml を加え、圧力3〜
5mmHg、温度50〜70℃で溶媒を除いたところ、5.22gの
白色粉末が得られた。この粉末は、トルエン、テトラヒ
ドロフラン、クロロホルムおよびその他の有機溶媒に可
溶であった。Reference Example 2 Pyridine of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1
Solution (concentration of perhydropolysilazane, 5.04% by weight) 100
ml into a 300 ml pressure-resistant reaction vessel,
Add 2.8 g (0.165 mol) of ammonia, and add 3 g at 60 ° C in a closed system.
The reaction was performed with stirring for hours. During this time a large amount of gas
Occurred. The pressure before and after the reaction is 1.2kg / cm TwoRose. Room
After cooling to a temperature, 200 ml of dry o-xylene was added, and the pressure was
After removing the solvent at 5 mmHg and a temperature of 50 to 70 ° C., 5.22 g of
A white powder was obtained. This powder is made of toluene,
Compatible with drofuran, chloroform and other organic solvents
It was soluble.
【0024】前記重合体粉末の数平均分子量は、 GPCに
より測定したところ1740であった。また、そのIRスペ
クトル(溶媒:o−キシレン)の分析の結果、波数(cm
-1)3350および1175のNHに基づく吸収;2170の SiHに
基づく吸収;1020〜 820のSiH および SiNSiに基づく吸
収を示すことが確認された。さらに、前記重合体粉末の
1HNMRスペクトル(CDCl3, TMS)を分析したところ、いず
れも幅広い吸収を示している。すなわちδ4.8(br, SiH
2)、δ4.4(br, SiH3)、δ1.5(br, NH)の吸収が観測さ
れた。(SiH2)/(SiH3)=4.1であった。The number average molecular weight of the polymer powder was 1,740 as measured by GPC. As a result of analyzing the IR spectrum (solvent: o-xylene), the wave number (cm
-1 ) absorptions based on NH of 3350 and 1175; absorptions based on SiH of 2170; absorptions based on SiH and SiNSi of 1020 to 820. Further, the polymer powder
Analysis of the 1 H NMR spectrum (CDCl 3 , TMS) shows that all of them show a broad absorption. That is, δ4.8 (br, SiH
2 ), δ 4.4 (br, SiH 3 ) and δ 1.5 (br, NH) were observed. (SiH 2 ) / (SiH 3 ) = 4.1.
【0025】参考例3 参考例1で得られたペルヒドロポリシラザンのピリジン
溶液(ペルヒドロポリシラザンの濃度、5.24重量%)10
0ml を内容積 300mlの耐圧反応容器に入れ、窒素雰囲
気、密閉系で 100℃で3時間攪拌しながら反応を行なっ
た。この間大量の気体が発生した。反応前後で圧力は1.
0kg/cm2 上昇した。室温に冷却後、乾燥エチルベンゼ
ン200ml を加え、圧力3〜5mmHg、温度50〜70℃で溶媒
を除いたところ、4.68gの白色粉末が得られた。この粉
末は、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロホルムお
よびその他の有機溶媒に可溶であった。Reference Example 3 The pyridine solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (concentration of perhydropolysilazane, 5.24% by weight) 10
0 ml was placed in a pressure-resistant reaction vessel having an internal volume of 300 ml, and the reaction was carried out while stirring at 100 ° C. for 3 hours in a closed system under a nitrogen atmosphere. During this time, a large amount of gas was generated. The pressure before and after the reaction is 1.
It increased by 0 kg / cm 2 . After cooling to room temperature, 200 ml of dry ethylbenzene was added, and the solvent was removed at a pressure of 3 to 5 mmHg and a temperature of 50 to 70 ° C. to obtain 4.68 g of a white powder. This powder was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform and other organic solvents.
【0026】前記重合体粉末の数平均分子量は、 GPCに
より測定したところ2070であった。また、そのIRスペ
クトル(溶媒:エチルベンゼン)の分析の結果、波数
(cm-1)3350および1175のNHに基づく吸収;2170の S
iHに基づく吸収;1020〜 820のSiHおよび SiNSiに基づ
く吸収を示すことが確認された。さらに、前記重合体粉
末の 1HNMRスペクトル(CDCl3, TMS)を分析したところ、
いずれも幅広い吸収を示している。すなわちδ4.8(br,
SiH2)、δ4.4(br, SiH3)、δ1.5(br, NH)の吸収が観
測された。(SiH2)/(SiH3)=4.1であった。The number average molecular weight of the polymer powder was measured by GPC and found to be 2070. In addition, as a result of analysis of its IR spectrum (solvent: ethylbenzene), absorption based on NH at wave numbers (cm −1 ) of 3350 and 1175;
Absorption based on iH; It was confirmed to exhibit absorption based on SiH and SiNSi of 1020 to 820. Further, when the 1 H NMR spectrum (CDCl 3 , TMS) of the polymer powder was analyzed,
All show broad absorption. That is, δ4.8 (br,
SiH 2 ), δ 4.4 (br, SiH 3 ) and δ 1.5 (br, NH) were observed. (SiH 2 ) / (SiH 3 ) = 4.1.
【0027】実施例1 ポリカルボシラン(信越化学製)のφ−キシレン溶液50
ml(ポリカルボシラン2.43g)にチタンn−ブトキシド
0.65gを加え、N2 中、1時間加熱還流した。室温に冷
却後、参考例2で得られたペルヒドロポリシラザンのφ
−キシレン溶液40ml(ペルヒドロポリシラザン1.94g)
を加え、N2 中、 100℃で1時間加熱した。室温に冷却
後、圧力3〜7mmHg、温度50〜70℃で溶媒を除いたとこ
ろ、4.82gの黒青色粉末が得られた。この粉末はトルエ
ン、テトラヒドロフラン、クロロホルム及びその他の有
機溶媒に可溶であった。 Example 1 A solution of polycarbosilane (Shin-Etsu Chemical) in φ-xylene 50
ml (2.43 g of polycarbosilane) in titanium n-butoxide
0.65 g was added, and the mixture was heated and refluxed in N 2 for 1 hour. After cooling to room temperature, φ of the perhydropolysilazane obtained in Reference Example 2 was
-40 ml of xylene solution (1.94 g of perhydropolysilazane)
Was added and heated at 100 ° C. for 1 hour in N 2 . After cooling to room temperature, the solvent was removed at a pressure of 3 to 7 mmHg and a temperature of 50 to 70 ° C. to obtain 4.82 g of a black-blue powder. This powder was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform and other organic solvents.
【0028】前記重合体粉末の数平均分子量は、 GPCに
より測定したところ、2540であった。また、そのIRス
ペクトルの分析の結果、波数(cm-1)3350及び1170のN
Hに基づく吸収;2170及び2120の SiHに基づく吸収;10
20〜 820の SiH及び SiNSiに基づく吸収;1250の SiCH3
に基づく吸収:1100の SiOに基づく吸収:2950, 2900,
2880, 1470〜1360のCHに基づく吸収を示すことが確認
された。更に、前記重合体粉末の 1HNMRスペクトル(CDC
l3, TMS)を分析したところ、いずれも幅広い吸収を示し
ている。すなわちδ4.8(br, SiH2)、δ4.3(br, Si
H3)、δ0.2(br, SiCH3) 、δ1.4及びδ0.9(br, C
H)、δ3.7(br, -C-CH2O) の吸収が観測された。The number average molecular weight of the polymer powder was 2,540 as measured by GPC. As a result of the IR spectrum analysis, the N of the wave numbers (cm -1 ) 3350 and 1170
H-based absorption; 2170 and 2120 based on SiH absorption; 10
20-820 absorption based on SiH and SiNSi; 1250 SiCH 3
Based on: 1100 SiO based absorption: 2950, 2900,
It was confirmed to exhibit absorption based on CH of 2880, 1470 to 1360. Further, 1 HNMR spectrum of the polymer powder (CDC
l 3 , TMS), all show broad absorption. That is, δ4.8 (br, SiH 2 ), δ4.3 (br, SiH
H 3 ), δ 0.2 (br, SiCH 3 ), δ 1.4 and δ 0.9 (br, C
H) and δ 3.7 (br, -C-CH 2 O) were observed.
【0029】また、前記重合体粉末をN2 中1000℃で熱
分解したところ、黒色固体が65wt%の収率で得られた。
熱分解中に溶融は認められなかった。比較例1 ポリカルボシラン(信越化学製)のφ−キシレン溶液50
cc(ポリカルボシラン2.43g)に参考例2で得られたペ
ルヒドロポリシラザンのφ−キシレン溶液40cc(ペルヒ
ドロポリシラザン1.94g)を加え、N2 中、3時間加熱
還流した。室温に冷却後、圧力3〜7mmHg、温度50〜70
℃で溶媒を除いたところ、4.01gの淡黄色粉末が得られ
た。この粉末をN2 中、1000℃で熱分解したところ、熱
分解中に溶融し、黒色多孔質の塊が得られた。When the polymer powder was thermally decomposed in N 2 at 1000 ° C., a black solid was obtained in a yield of 65% by weight.
No melting was observed during pyrolysis. Comparative Example 1 Poly-carbosilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) solution of φ-xylene 50
To cc (2.43 g of polycarbosilane), 40 cc (1.94 g of perhydropolysilazane) of the perhydropolysilazane obtained in Reference Example 2 was added, and the mixture was heated and refluxed in N 2 for 3 hours. After cooling to room temperature, pressure 3-7mmHg, temperature 50-70
After removing the solvent at ℃, 4.01 g of pale yellow powder was obtained. This powder was pyrolyzed at 1000 ° C. in N 2 , and melted during the pyrolysis to obtain a black porous mass.
【0030】実施例2 1lの4つ口フラスコに無水ベンゼン200ml と金属ナト
リウム20gと金属カリウム7gを加え70℃に保持した。
ここにメチルジクロロシラン25g、ジメチルジクロロシ
ラン30g、トリメチルクロロシラン50gを滴下し、24時
間反応を行い、数平均分子量400 のSi−H 結合を有する
淡黄色ポリシランを得た。 300ml4つ口フラスコにこの
ポリシラン2.0gとジルコニウムイソプロポキシド0.5
gとφ−キシレン40mlを加え、N2 中、3時間加熱還流
を行った。室温に冷却後、参考例3で得られたペルヒド
ロポリシラザンのφ−キシレン溶液100ml(ペルヒドロポ
リシラザン5.4g)を加え、N2 中、 120℃で1時間加
熱した。室温に冷却後、圧力3〜7mmHg、温度50〜70℃
で溶媒を除いたところ、7.22gの淡黄色粉末が得られ
た。この粉末はトルエン、テトラヒドロフラン、クロロ
ホルム及びその他の有機溶媒に可溶であった。 Example 2 200 ml of anhydrous benzene, 20 g of metallic sodium and 7 g of metallic potassium were added to a 1 liter four-necked flask and kept at 70 ° C.
25 g of methyldichlorosilane, 30 g of dimethyldichlorosilane and 50 g of trimethylchlorosilane were added dropwise thereto and reacted for 24 hours to obtain a pale yellow polysilane having a number average molecular weight of 400 and having a Si—H bond. 2.0 g of this polysilane and 0.5 of zirconium isopropoxide are placed in a 300 ml four-necked flask.
g and 40 ml of φ-xylene were added, and the mixture was heated and refluxed in N 2 for 3 hours. After cooling to room temperature, 100 ml (5.4 g of perhydropolysilazane) of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 3 was added, and the mixture was heated at 120 ° C. for 1 hour in N 2 . After cooling to room temperature, pressure 3-7mmHg, temperature 50-70 ℃
After removing the solvent with, 7.22 g of a pale yellow powder was obtained. This powder was soluble in toluene, tetrahydrofuran, chloroform and other organic solvents.
【0031】前記重合体粉末の数平均分子量は、 GPCに
より測定したところ、2480であった。また、そのIRス
ペクトルの分析の結果、波数(cm-1)3350及び1170のN
Hに基づく吸収;2170の SiHに基づく吸収;1020〜 820
の SiH及び SiNSiに基づく吸収;1250のSiCH3 に基づく
吸収:1100の SiOに基づく吸収:2950, 2900, 2880,147
0〜1360のCHに基づく吸収を示すことが確認された。
更に、前記重合体粉末の 1HNMRスペクトル(CDCl3, TMS)
を分析したところ、いずれも幅広い吸収を示している。
すなわちδ4.8(br, SiH2)、δ4.4(br, SiH3)、δ0.2
(br, SiCH3) 、δ1.4及びδ0.9(br, CH)、δ3.5(br,
-C-CHO)の吸収が観測された。The number average molecular weight of the polymer powder was 2,480 as measured by GPC. As a result of the IR spectrum analysis, the N of the wave numbers (cm -1 ) 3350 and 1170
H-based absorption; 2170 SiH-based absorption; 1020-820
Absorption based on SiH and SiNSi of 1250; Absorption based on SiCH 3 of 1250: Absorption based on SiO of 1100: 2950, 2900, 2880,147
It was confirmed to exhibit absorption based on CH from 0 to 1360.
Additionally, 1 HNMR spectrum of the polymer powder (CDCl 3, TMS)
, All show broad absorption.
That is, δ4.8 (br, SiH 2 ), δ4.4 (br, SiH 3 ), δ0.2
(br, SiCH 3 ), δ 1.4 and δ 0.9 (br, CH), δ 3.5 (br,
-C-CHO) was observed.
【0032】また、前記重合体粉末をN2 中、1000℃で
熱分解したところ、黒色固体が82wt%の収率で得られ
た。熱分解中に溶融は認められなかった。実施例3 ポリシラスチレン(日本曹達製)のφ−キシレン溶液40
ml(ポリシラスチレン1.84g)と参考例1で得られたペ
ルヒドロポリシラザンのφ−キシレン溶液40ml(ペルヒ
ドロポリシラザン1.85g)を 300mlの4つ口フラスコに
入れ、0℃に冷却した。ここに三塩化ホウ素0.03gを徐
々に加えた。添加後溶液を60℃まで加熱し、1時間保持
した。室温に冷却後、溶媒を除いたところ、淡黄色粉末
が3.35g得られた。この粉末をN2 中、1000℃で熱分解
したところ、78wt%の収率で黒色固体が得られた。熱分
解中に溶融は認められなかった。When the polymer powder was thermally decomposed in N 2 at 1000 ° C., a black solid was obtained in a yield of 82% by weight. No melting was observed during pyrolysis. Example 3 Polysilastyrene (manufactured by Nippon Soda) φ-xylene solution 40
ml (1.84 g of polysilastyrene) and 40 ml of a φ-xylene solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 1 (1.85 g of perhydropolysilazane) were placed in a 300 ml four-necked flask and cooled to 0 ° C. 0.03 g of boron trichloride was gradually added thereto. After the addition, the solution was heated to 60 ° C and held for 1 hour. After cooling to room temperature and removing the solvent, 3.35 g of a pale yellow powder was obtained. When this powder was pyrolyzed at 1000 ° C. in N 2 , a black solid was obtained with a yield of 78 wt%. No melting was observed during pyrolysis.
【0033】実施例4 500mlの4つ口フラスコにメカニカルスターラー、ガス
導入管、冷却管、滴下ロートを取りつけた。ここに50g
のジシラン混合物(テトラクロロジメチルジシラン50wt
%、トリクロロトリメチルジシラン50wt%)を導入し、
N2 雰囲気に保ち、ヘキサメチルジシラザン 120gを滴
下ロートよりジシランに加えた。この混合物をN2 下、
220℃まで副生成物を除きながら加熱した。 220℃に3
時間保った後、室温に冷却したところ、白濁したガラス
状ポリマーが得られた。ここに乾燥トルエンを 300ml加
え、ポリマーを溶解し、この溶液を1.0μmのメンプレ
ンフィルターで濾過をした。濾液の溶媒を除くと淡黄色
樹脂状固体が22.5g得られた。この樹脂の軟化点は約80
℃であった。 Example 4 A 500-ml four-necked flask was equipped with a mechanical stirrer, a gas inlet tube, a cooling tube, and a dropping funnel. 50g here
Disilane mixture (tetrachlorodimethyldisilane 50wt
%, Trichlorotrimethyldisilane 50 wt%)
While maintaining the N 2 atmosphere, 120 g of hexamethyldisilazane was added to disilane from a dropping funnel. The mixture is placed under N 2
Heated to 220 ° C. while removing by-products. 3 to 220 ° C
After holding for a time, the mixture was cooled to room temperature to obtain a cloudy glassy polymer. 300 ml of dry toluene was added thereto to dissolve the polymer, and this solution was filtered through a 1.0 μm membrane filter. Excluding the solvent of the filtrate, 22.5 g of a pale yellow resinous solid was obtained. The softening point of this resin is about 80
° C.
【0034】前記ポリマー1.5gを30mlののφ−キシレ
ンに溶解し、 300ml4つ口フラスコに導入した。ここに
参考例2で得られたペルヒドロポリシラザンのφ−キシ
レン溶液100ml(ペルヒドロポリシラザン4.30g)を加
え、氷冷した。ここにトリエチルアルミニウム0.15gを
加え、80℃まで徐々に加熱し、1時間保持した。室温に
冷却後、溶媒を除くと、淡黄色粉末が5.45g得られた。
この粉末をN2 中、1000℃で熱分解すると黒色固体が84
wt%の収率で得られた。熱分解中に溶融は認められなか
った。1.5 g of the above polymer was dissolved in 30 ml of φ-xylene and introduced into a 300 ml four-necked flask. To this was added 100 ml of a φ-xylene solution of perhydropolysilazane obtained in Reference Example 2 (4.30 g of perhydropolysilazane), and the mixture was ice-cooled. 0.15 g of triethylaluminum was added thereto, gradually heated to 80 ° C., and kept for 1 hour. After cooling to room temperature and removing the solvent, 5.45 g of a pale yellow powder was obtained.
When this powder is thermally decomposed at 1000 ° C. in N 2 , a black solid is produced.
Obtained in wt% yield. No melting was observed during pyrolysis.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、炭化ケイ素前駆体ポリ
マーを始めとする熱可塑性ケイ素含有ポリマーにペルヒ
ドロポリシラザンをブロック共重合化した熱硬化性共重
合体が得られる。特にSiC 前駆体ポリマーと共重合化す
ることにより得られるセラミックスにおいて、Nにより
SiC の結晶化の抑制ができ、また不融化工程が不要なた
め不純物(特にO)の導入がなく、耐熱性が向上するほ
か、SiC 前駆体から誘導されるセラミックスと比べて遊
離Cを抑制できるので高温耐酸化性にも優れる効果があ
る。According to the present invention, a thermosetting copolymer obtained by block copolymerizing a perhydropolysilazane with a thermoplastic silicon-containing polymer such as a silicon carbide precursor polymer can be obtained. Especially in ceramics obtained by copolymerization with SiC precursor polymer, N
The crystallization of SiC can be suppressed, and the infusibilization step is not required, so that impurities (especially O) are not introduced, heat resistance is improved, and free C can be suppressed as compared with ceramics derived from SiC precursor. Therefore, there is an effect that the high temperature oxidation resistance is also excellent.
フロントページの続き (72)発明者 田代 裕治 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡1丁目3番 1号 東燃株式会社 総合研究所内 (72)発明者 礒田 武志 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡1丁目3番 1号 東燃株式会社 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平2−175726(JP,A) 特開 昭62−195024(JP,A) 特開 昭63−186736(JP,A) 特開 昭60−141758(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 81/00 C01B 21/068 C04B 35/584 CA(STN) REGISTRY(STN)Continued on the front page (72) Inventor Yuji Tashiro 1-3-1, Nishitsurugaoka, Oimachi, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Isota 1-chome, Nishitsurugaoka, Oimachi, Iruma-gun, Saitama No. 3 No. 1 Tonen Co., Ltd. Research Laboratory (56) References JP-A-2-175726 (JP, A) JP-A-62-195024 (JP, A) JP-A-63-186736 (JP, A) 60-141758 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 81/00 C01B 21/068 C04B 35/584 CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (6)
ロポリシラザンブロックAと数平均分子量が 100〜50,0
00のポリカルボシラン、ポリシラスチレン、ポリカルボ
シラスチレン、メチルポリシラン、フェニルポリシラ
ン、ポリチタノカルボシラン、ポリジルコノカルボシラ
ンおよびポリジシリラザンから選択される熱可塑性ケイ
素含有ポリマーブロックBとからなる数平均分子量が 2
00〜 500,000のブロック共重合体であって、前記ブロッ
クAが主として式 【化1】 で表される繰り返し単位からなる骨格を有するペルヒド
ロシラザンブロックであることを特徴とする熱硬化性共
重合体。1. A perhydropolysilazane block A having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and a number average molecular weight of 100 to 50,0
00 polycarbosilane, polysilastyrene, polycarbo
Sila styrene, methyl polysilane, phenyl polysila
, Polytitanocarbosilane, polyzirconocarbosila
And a thermoplastic silicon-containing polymer block B selected from polystyrene and polydisilylazane having a number average molecular weight of 2
A block copolymer of from 00 to 500,000, wherein said block A is mainly of the formula A thermosetting copolymer, which is a perhydrosilazane block having a skeleton composed of a repeating unit represented by the following formula:
ロックBに含まれるSi に対する原子数比が1以上であ
る請求項1記載の熱硬化性共重合体。2. The thermosetting copolymer according to claim 1, wherein the atomic ratio of Si contained in the block A to Si contained in the block B is 1 or more.
量が 100〜50,000のペルヒドロポリシラザンと、数平均
分子量が 100〜50,000のポリカルボシラン、ポリシラス
チレン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリシラン、
フェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラン、ポリジ
ルコノカルボシランおよびポリジシリラザンから選択さ
れる熱可塑性ケイ素含有ポリマーとを反応させることを
特徴とする熱硬化性共重合体の製造方法。3. The formula: And a perhydropolysilazane having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and a polycarbosilane and polysilaz having a number average molecular weight of 100 to 50,000
Tylene, polycarbosilastyrene, methylpolysilane,
Phenyl polysilane, polytitanocarbosilane, polydi
Selected from luconocarbosilane and polydisiylazane
A method for producing a thermosetting copolymer, characterized by reacting a thermoplastic silicon-containing polymer to be used.
量が 100〜50,000のペルヒドロポリシラザンと、数平均
分子量が 100〜50,000のポリカルボシラン、ポリシラス
チレン、ポリカルボシラスチレン、メチルポリシラン、
フェニルポリシラン、ポリチタノカルボシラン、ポリジ
ルコノカルボシランおよびポリジシリラザンから選択さ
れる熱可塑性ケイ素含有ポリマーと、式MXn ( 式中、M
は B, Al,Ti, Zr, Hfから選ばれる少なくとも1種の金
属元素であり、Xは同一でも異なっていてもよく、水素
原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボニル基、又は、炭
素原子数1〜20個の、アルコキシ基、フェノキシ基、ア
セチルアセトキシ基、アルキル基、アルケニル基、シク
ロアルキル基、アルキルアミノ基又はアミノ基であり、
nは金属元素Mの原子価数である。) とを、(全成分中
のSi)/Mの原子数比500以下で反応させることを特徴
とする熱硬化性共重合体の製造方法。4. The formula: And a perhydropolysilazane having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and a polycarbosilane and polysilaz having a number average molecular weight of 100 to 50,000
Tylene, polycarbosilastyrene, methylpolysilane,
Phenyl polysilane, polytitanocarbosilane, polydi
Selected from luconocarbosilane and polydisiylazane
And a thermoplastic silicon-containing polymer of the formula MX n (wherein M
Is at least one metal element selected from B, Al, Ti, Zr, and Hf; X may be the same or different; and is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a carbonyl group, or a group having 1 to 1 carbon atoms. 20, alkoxy group, phenoxy group, acetylacetoxy group, alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, alkylamino group or amino group,
n is the valence number of the metal element M. ) At an atomic ratio of (Si) / M in all components of 500 or less.
i と熱可塑性ケイ素含有ポリマー中に含まれるSi に対
する原子数比を1以上とした請求項3又は4記載の熱硬
化性共重合体の製造方法。5. S contained in perhydropolysilazane
5. The method for producing a thermosetting copolymer according to claim 3, wherein the atomic ratio of i to Si contained in the thermoplastic silicon-containing polymer is 1 or more.
性共重合体。6. A thermosetting copolymer produced by the method according to claim 4.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03148678A JP3080104B2 (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Thermosetting copolymer and method for producing the same |
| US07/900,843 US5292830A (en) | 1991-06-20 | 1992-06-18 | Thermosetting copolymers, silicon carbide-based fiber and processes for producing same |
| DE69210880T DE69210880T2 (en) | 1991-06-20 | 1992-06-19 | Thermosetting copolymers, silicon carbide fiber and process for their production |
| EP92110390A EP0519496B1 (en) | 1991-06-20 | 1992-06-19 | Thermosetting copolymers, silicon carbide-based fiber and processes for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03148678A JP3080104B2 (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Thermosetting copolymer and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586200A JPH0586200A (en) | 1993-04-06 |
| JP3080104B2 true JP3080104B2 (en) | 2000-08-21 |
Family
ID=15458164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03148678A Expired - Lifetime JP3080104B2 (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Thermosetting copolymer and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080104B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0623571A4 (en) * | 1992-11-26 | 1997-07-02 | Tonen Corp | PROCESS FOR MANUFACTURING CERAMIC PRODUCTS. |
| JP4159937B2 (en) * | 2003-07-18 | 2008-10-01 | Azエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | Polysilazane composition |
| CN1298767C (en) * | 2004-05-12 | 2007-02-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | High temperature high pressure synthesis method for polycarbosilane |
| US7709574B2 (en) * | 2005-11-03 | 2010-05-04 | General Electric Company | Inorganic block co-polymers and other similar materials as ceramic precursors for nanoscale ordered high-temperature ceramics |
| JP5160189B2 (en) | 2007-10-26 | 2013-03-13 | AzエレクトロニックマテリアルズIp株式会社 | Polysilazane compound-containing composition capable of obtaining a dense siliceous film |
| JP2017200861A (en) | 2016-05-02 | 2017-11-09 | アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ | Dense composition for forming a siliceous film |
| JP2019210370A (en) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH | Block copolymer comprising block having polysilane skeleton and block having polysilazane skeleton |
| JP2020083728A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH | Amorphous silicon formation composition formed by containing block copolymer, and production method of amorphous silicon film therewith |
| WO2021224224A1 (en) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | Merck Patent Gmbh | Polycarbosilazane, and composition comprising the same, and method for producing silicon-containing film using the same |
| CN115140714A (en) * | 2022-06-07 | 2022-10-04 | 哈尔滨工业大学 | Si 3 N 4 Aerogel and preparation method thereof |
| CN118851106B (en) * | 2024-07-05 | 2025-10-31 | 厦门大学 | Device and method for preparing high-heat-conductivity silicon nitride nano powder by utilizing high-molecular-weight solid polycarbosilane |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP03148678A patent/JP3080104B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0586200A (en) | 1993-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4720532A (en) | Organopolysilazane precursors to silicon nitride-rich mixed SiC/Si3 N4 | |
| EP0519496B1 (en) | Thermosetting copolymers, silicon carbide-based fiber and processes for producing same | |
| Interrante et al. | High yield polycarbosilane precursors to stoichiometric SiC. Synthesis, pyrolysis and application | |
| EP0153008B1 (en) | Preceramic organosilazane polymers | |
| JP2760555B2 (en) | Polyborosilazane and method for producing the same | |
| JP2507714B2 (en) | Novel polytitanosilazane and method for producing the same | |
| JP3080104B2 (en) | Thermosetting copolymer and method for producing the same | |
| EP0295062B1 (en) | Polysilacyclobutasilazanes | |
| JPH02167860A (en) | Ceramic material manufacturing method | |
| US4886860A (en) | Polymetalosilazane and process for preparing same | |
| JP2651464B2 (en) | Modified polysilazane, production method thereof and use thereof | |
| He et al. | Silicon nitride and silicon carbonitride by the pyrolysis of poly (methylsiladiazane) | |
| US4916200A (en) | Silane modified polysilacyclobutasilazanes | |
| US4929742A (en) | Silane modified polysilacyclobutasilazanes | |
| CA1281838C (en) | Cross-linked organosilazane polymers | |
| JP3290463B2 (en) | Thermosetting silicon boron-containing copolymer and method for producing the same | |
| JPH085963B2 (en) | Novel polyaluminosilazane and method for producing the same | |
| JPH0586509A (en) | Silicon carbide yarn and its production | |
| JPH07126393A (en) | Thermosetting silicon-boron-containing copolymer and method for producing the same | |
| JP3114989B2 (en) | Polyphosphosilazane, method for producing the same, and phosphorus atom-containing ceramics | |
| Interrante et al. | Preparation of non-oxide ceramics by pyrolysis of organometallic precursors | |
| WO1987005612A1 (en) | Organopolyarylsilane, process for its production, and fibers prepared therefrom | |
| JP2760554B2 (en) | Novel polymetallosilazane and method for producing the same | |
| JPH07196371A (en) | Method for manufacturing SiC for thermoelectric generator | |
| Kim et al. | Preparation of polycarbosilane using a catalytic process and its practical uses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090623 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 11 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |