本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種有機(jī)硅粘結(jié)劑及其專用硅硼碳氮聚合物。本發(fā)明專利技術(shù)所提供的硅硼碳氮聚合物，通過兩種氯硅烷、氯硼烷按照一定的配比混合，所述的兩種氯硅烷其中至少有一個含硅-烯烴結(jié)構(gòu)的氯硅烷，共氨解或胺解來完成。本發(fā)明專利技術(shù)開發(fā)出新型的硅硼碳氮聚合物，并以該這兩種聚合物作為基膠，制備出可陶瓷化耐超高溫有機(jī)硅粘結(jié)劑。本發(fā)明專利技術(shù)粘結(jié)劑可以較低溫度固化，而且固化后具有良好的韌性；作為粘結(jié)劑，耐溫性能高，良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和粘結(jié)性能，在1500℃仍然具有相當(dāng)?shù)募羟袕?qiáng)度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種有機(jī)硅粘結(jié)劑及其專用硅硼碳氮聚合物。
技術(shù)介紹
目前，耐超高溫粘結(jié)劑包括無機(jī)粘結(jié)劑、硅樹脂、改性酚醛等，無機(jī)粘結(jié)劑是由無機(jī)鹽、無機(jī)酸、無機(jī)堿金屬和金屬氧化物、金屬氫氧化物等組成的一類相當(dāng)廣泛的粘結(jié)劑， 耐高溫性能極其優(yōu)異，可在180 2900°C范圍內(nèi)廣泛使用。對于改性酚醛類粘結(jié)劑具有許多優(yōu)異的性能，在航空、航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。有機(jī)硅樹脂的分子主鏈結(jié)構(gòu)由鍵能很高的硅氧鍵構(gòu)成，比碳鏈的分子結(jié)構(gòu)耐熱性高很多，是很好的耐熱粘結(jié)劑的主成分。但是，這些粘結(jié)劑也存在一些問題，如無機(jī)粘結(jié)劑耐熱溫度最高，但是其脆性更大，耐熱沖擊性差，而且對材料產(chǎn)生一定的腐蝕。硅樹脂、改性酚醛等屬于熱固性樹脂，需要在較高溫度固化，而且固化后材料脆性很大，高溫下粘結(jié)性能較差。近些年，隨著國內(nèi)外將陶瓷先驅(qū)體聚合物應(yīng)用于粘結(jié)劑研究工作的開展，才為突破傳統(tǒng)無機(jī)及有機(jī)膠粘劑本身固有的缺陷，將有機(jī)膠粘劑良好的工藝性、環(huán)境穩(wěn)定性與無機(jī)膠粘劑的耐超高溫特性結(jié)合在一起，為發(fā)展綜合性能良好的新型可陶瓷化耐高溫膠粘劑提供了可能。陶瓷先驅(qū)體是一類低溫下呈有機(jī)材料的性能，經(jīng)高溫加熱轉(zhuǎn)化為陶瓷材料的聚合物，在航空、航天、兵器、艦船等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而基于陶瓷先驅(qū)體的粘結(jié)劑由于先驅(qū)體本身的優(yōu)異性能而引起廣泛關(guān)注。特別是基于Si、B、C、N等元素的陶瓷粘結(jié)劑由于Si、B、C、N多元陶瓷自身的優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、高模量及優(yōu)異的耐高溫氧化性和高溫抗蠕變性能而具有更重要的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種有機(jī)硅粘接劑及其專用硅硼碳氮聚合物。本專利技術(shù)提供的制備硅硼碳氮聚合物的方法，包括如下步驟在惰性氣氛中，將氯硼烷、氨源化合物、溶劑和至少兩種氯硅烷混合進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)體系為堿性后停止通入所述氨源化合物，升溫至室溫，在惰性氣氛保護(hù)下用所述溶劑過濾反應(yīng)體系，合并濾液后抽真空除去溶劑，得到所述硅硼碳氮聚合物。上述方法是將兩種氯硅烷與氯硼烷共氨解或胺解制得；所述氯硅烷中，至少有一種為含有硅-烯烴結(jié)構(gòu)的氯硅烷；所述含有硅-烯烴結(jié)構(gòu)的氯硅烷中，所述硅-烯烴結(jié)構(gòu)為碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基或；所述含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；所述氯硅烷優(yōu)選RSiCl3、R2SiCl2和R3SiCl中的至少兩種；其中，所述R為氫、碳原子總數(shù)為1-6的烷基、碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基、碳原子總數(shù)為6-10的芳基、含有取代基的碳原子總數(shù)為 2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中的至少一種；所述含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；所述R為氫、碳原子總數(shù)為1-6的烷基、碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基、碳原子總數(shù)為6-10的芳基、含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中的至少兩種；所述含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；所述氯硅烷具體選自甲基乙烯基二氯硅烷、甲基丙烯基二氯硅烷、甲基苯乙烯基二氯硅烷、乙基乙烯基二氯硅烷、二乙烯基二氯硅烷、對苯乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅燒、苯乙稀基二氣娃燒、_■甲基乙稀基氣娃燒、甲基乙基乙稀基氣娃燒、苯基乙稀基_■氣娃燒、甲基苯基乙稀基氣娃燒、_■氣娃燒、甲基_■氣娃燒、_■甲基_■氣娃燒、_■乙基_■氣娃燒、 乙基二氯硅烷、正丙基二氯硅烷、二丙基二氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、乙基三氯硅燒、苯基二氣娃燒、正丁基_■氣娃燒、異丁基_■氣娃燒、異戍基_■氣娃燒、節(jié)基_■氣娃燒、奈基~■氣娃燒、丙稀基_■氣娃燒、苯基_■氣娃燒、_■苯基_■氣娃燒、甲基乙基_■氣娃燒、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二芐基二氯硅烷、對氯苯基二氯硅烷、正己基二氯硅烷、 環(huán)己基二氯硅烷、二環(huán)己基氯硅烷、二異丁基二氯硅烷、對甲苯基二氯硅烷、二對苯基氯硅燒、對苯乙稀基_■氣娃燒和乙塊基_■氣娃燒中的至少兩種；所述氯硼烷選自R2BCl' RBCl2' BCl3' R2NBCl2' RN2BCl' R2B3N3Cl' RB3N3Cl2 和 B3N3Cl3 中的至少一種；其中，R為氫、碳原子總數(shù)為1-6的烷基、碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基、碳原子總數(shù)為6-10的芳基、含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中的至少一種；所述含有取代基的碳原子總數(shù)為3-6的環(huán)烷基、含有取代基的碳原子總數(shù)為2-4的鏈烯基和含有取代基的碳原子總數(shù)為6-10的芳基中，所述取代基選自甲基、乙基和氯中的至少一種；所述氯硼烷選自一氯硼烷、二氯硼烷、三氯硼烷、甲基二氯硼烷、胺基取代的氯硼烷、氯取代的環(huán)硼氮烷和三氯環(huán)硼氮烷中的至少一種；所述氨源化合物選自氨氣和有機(jī)胺中的至少一種；其中，所述有機(jī)胺選自甲胺、乙胺、乙二胺、丙胺、苯胺和對苯二胺中的至少一種；所述溶劑選自碳原子總數(shù)為6-10的烷烴、碳原子總數(shù)為6-8的芳烴、碳原子總數(shù)為4-8的醚和呋喃中的至少一種，具體選自己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氫呋喃中的至少一種。所述氯硅烷與所述氯硼烷的投料摩爾比為1-20 1-20，優(yōu)選1-5 1_5 ;所述溶劑的用量為所述氯硼烷和氯硅烷總重量的I 10倍，優(yōu)選2 4倍。此處氯硅烷的投料摩爾用量為所用各種氯硅烷摩爾用量的總和。所述反應(yīng)步驟中，溫度為-20 _10°C，優(yōu)選-15 -12°C。按照上述方法制備得到的硅硼碳氮聚合物，也屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。其中，所述硅硼碳氮聚合物的數(shù)均分子量為500-3000，優(yōu)選600-1500 ;25°C的粘度為800-80000cp，優(yōu)選900-5000cp。本專利技術(shù)提供的有機(jī)硅粘結(jié)劑，包括如下重量份的各組分前述本專利技術(shù)提供的硅硼碳氮聚合物100份SiO210-35 份ZrB225 40 份SiC10-60 份TiC5-20 份TiSi210-20 份Fe2O3I 7 份Zr1-5 份Ti5-15 份云母I 5份六甲基二硅氮烷或六甲基環(huán)三硅氮烷I 4份。上述有機(jī)硅粘接劑也可只由上述組分組成。所述有機(jī)硅粘接劑還包括如下各組分中的至少一種Si3N4、B4C, Mg。、ZrO2, ZrC、TiN、AIN、Si、B、TiB2' BN、Al2O3 和過氧化物；上述各組分的重量份分別為Si3N40-20 份B4CO 3 O份MgO0-10 份ZrO20-20 份ZrCO 3 O份TiN0-15 份AlN0-20 份Si0-10 份BO 5份TiB20-35 份BNO 5份Al2O30-40 份過氧化物0.5-5 份;所述Si3N4' B4C、Mg。、ZrO2, ZrC、TiN、AIN、Si、B、TiB2' BN 和 Al2O3 的重量份均不為 O ；所述過氧化物選自過氧化二異丙苯，雙(2，4_ 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅永明，劉偉，徐彩虹，梅雪凝，曾凡，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院化學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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