本发明专利技术公开了一种有机硅粘结剂及其专用硅硼碳氮聚合物。本发明专利技术所提供的硅硼碳氮聚合物，通过两种氯硅烷、氯硼烷按照一定的配比混合，所述的两种氯硅烷其中至少有一个含硅-烯烃结构的氯硅烷，共氨解或胺解来完成。本发明专利技术开发出新型的硅硼碳氮聚合物，并以该这两种聚合物作为基胶，制备出可陶瓷化耐超高温有机硅粘结剂。本发明专利技术粘结剂可以较低温度固化，而且固化后具有良好的韧性；作为粘结剂，耐温性能高，良好的热稳定性、力学性能和粘结性能，在1500℃仍然具有相当的剪切强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机硅粘结剂及其专用硅硼碳氮聚合物。
技术介绍
目前，耐超高温粘结剂包括无机粘结剂、硅树脂、改性酚醛等，无机粘结剂是由无机盐、无机酸、无机碱金属和金属氧化物、金属氢氧化物等组成的一类相当广泛的粘结剂， 耐高温性能极其优异，可在180 2900°C范围内广泛使用。对于改性酚醛类粘结剂具有许多优异的性能，在航空、航天等领域得到广泛的应用。有机硅树脂的分子主链结构由键能很高的硅氧键构成，比碳链的分子结构耐热性高很多，是很好的耐热粘结剂的主成分。但是，这些粘结剂也存在一些问题，如无机粘结剂耐热温度最高，但是其脆性更大，耐热冲击性差，而且对材料产生一定的腐蚀。硅树脂、改性酚醛等属于热固性树脂，需要在较高温度固化，而且固化后材料脆性很大，高温下粘结性能较差。近些年，随着国内外将陶瓷先驱体聚合物应用于粘结剂研究工作的开展，才为突破传统无机及有机胶粘剂本身固有的缺陷，将有机胶粘剂良好的工艺性、环境稳定性与无机胶粘剂的耐超高温特性结合在一起，为发展综合性能良好的新型可陶瓷化耐高温胶粘剂提供了可能。陶瓷先驱体是一类低温下呈有机材料的性能，经高温加热转化为陶瓷材料的聚合物，在航空、航天、兵器、舰船等领域具有广泛的应用前景。而基于陶瓷先驱体的粘结剂由于先驱体本身的优异性能而引起广泛关注。特别是基于Si、B、C、N等元素的陶瓷粘结剂由于Si、B、C、N多元陶瓷自身的优异的高温强度、高模量及优异的耐高温氧化性和高温抗蠕变性能而具有更重要的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有机硅粘接剂及其专用硅硼碳氮聚合物。本专利技术提供的制备硅硼碳氮聚合物的方法，包括如下步骤在惰性气氛中，将氯硼烷、氨源化合物、溶剂和至少两种氯硅烷混合进行反应，至反应体系为碱性后停止通入所述氨源化合物，升温至室温，在惰性气氛保护下用所述溶剂过滤反应体系，合并滤液后抽真空除去溶剂，得到所述硅硼碳氮聚合物。上述方法是将两种氯硅烷与氯硼烷共氨解或胺解制得；所述氯硅烷中，至少有一种为含有硅-烯烃结构的氯硅烷；所述含有硅-烯烃结构的氯硅烷中，所述硅-烯烃结构为碳原子总数为2-4的链烯基或；所述含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基中，所述取代基选自甲基、乙基和氯中的至少一种；所述氯硅烷优选RSiCl3、R2SiCl2和R3SiCl中的至少两种；其中，所述R为氢、碳原子总数为1-6的烷基、碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、碳原子总数为2-4的链烯基、碳原子总数为6-10的芳基、含有取代基的碳原子总数为 2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中的至少一种；所述含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中，所述取代基选自甲基、乙基和氯中的至少一种；所述R为氢、碳原子总数为1-6的烷基、碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、碳原子总数为2-4的链烯基、碳原子总数为6-10的芳基、含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中的至少两种；所述含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中，所述取代基选自甲基、乙基和氯中的至少一种；所述氯硅烷具体选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、对苯乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烧、苯乙稀基二氣娃烧、_■甲基乙稀基氣娃烧、甲基乙基乙稀基氣娃烧、苯基乙稀基_■氣娃烧、甲基苯基乙稀基氣娃烧、_■氣娃烧、甲基_■氣娃烧、_■甲基_■氣娃烧、_■乙基_■氣娃烧、 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、乙基三氯硅烧、苯基二氣娃烧、正丁基_■氣娃烧、异丁基_■氣娃烧、异戍基_■氣娃烧、节基_■氣娃烧、奈基~■氣娃烧、丙稀基_■氣娃烧、苯基_■氣娃烧、_■苯基_■氣娃烧、甲基乙基_■氣娃烧、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二苄基二氯硅烷、对氯苯基二氯硅烷、正己基二氯硅烷、 环己基二氯硅烷、二环己基氯硅烷、二异丁基二氯硅烷、对甲苯基二氯硅烷、二对苯基氯硅烧、对苯乙稀基_■氣娃烧和乙块基_■氣娃烧中的至少两种；所述氯硼烷选自R2BCl' RBCl2' BCl3' R2NBCl2' RN2BCl' R2B3N3Cl' RB3N3Cl2 和 B3N3Cl3 中的至少一种；其中，R为氢、碳原子总数为1-6的烷基、碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、碳原子总数为2-4的链烯基、碳原子总数为6-10的芳基、含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中的至少一种；所述含有取代基的碳原子总数为3-6的环烷基、含有取代基的碳原子总数为2-4的链烯基和含有取代基的碳原子总数为6-10的芳基中，所述取代基选自甲基、乙基和氯中的至少一种；所述氯硼烷选自一氯硼烷、二氯硼烷、三氯硼烷、甲基二氯硼烷、胺基取代的氯硼烷、氯取代的环硼氮烷和三氯环硼氮烷中的至少一种；所述氨源化合物选自氨气和有机胺中的至少一种；其中，所述有机胺选自甲胺、乙胺、乙二胺、丙胺、苯胺和对苯二胺中的至少一种；所述溶剂选自碳原子总数为6-10的烷烃、碳原子总数为6-8的芳烃、碳原子总数为4-8的醚和呋喃中的至少一种，具体选自己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氢呋喃中的至少一种。所述氯硅烷与所述氯硼烷的投料摩尔比为1-20 1-20，优选1-5 1_5 ;所述溶剂的用量为所述氯硼烷和氯硅烷总重量的I 10倍，优选2 4倍。此处氯硅烷的投料摩尔用量为所用各种氯硅烷摩尔用量的总和。所述反应步骤中，温度为-20 _10°C，优选-15 -12°C。按照上述方法制备得到的硅硼碳氮聚合物，也属于本专利技术的保护范围。其中，所述硅硼碳氮聚合物的数均分子量为500-3000，优选600-1500 ;25°C的粘度为800-80000cp，优选900-5000cp。本专利技术提供的有机硅粘结剂，包括如下重量份的各组分前述本专利技术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环三硅氮烷I 4份。上述有机硅粘接剂也可只由上述组分组成。所述有机硅粘接剂还包括如下各组分中的至少一种Si3N4、B4C, Mg。、ZrO2, ZrC、TiN、AIN、Si、B、TiB2' BN、Al2O3 和过氧化物；上述各组分的重量份分别为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 份过氧化物0.5-5 份;所述Si3N4' B4C、Mg。、ZrO2, ZrC、TiN、AIN、Si、B、TiB2' BN 和 Al2O3 的重量份均不为 O ；所述过氧化物选自过氧化二异丙苯，双(2，4_ 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗永明，刘伟，徐彩虹，梅雪凝，曾凡，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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