高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷的制备方法。本次发明所制得的乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷的结构式如式Ⅰ所示，其中，苯二胺的结构为对位、间位和邻位；乙炔基苯胺的结构为对位、间位和邻位；R1、R2分别为甲基、苯基。本次发明的乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷为粘稠深黄色液体。分子结构末端含有乙炔基，端炔基活性高，所以在一定的温度下可交联固化，得到严实致密、耐热性优异的固化物。主链结构中含有大量苯环，能阻止小分子的逸出，且与碳碳叁键共轭，继而提高树脂的耐热性。该树脂粘度大，分子量大，极易溶于各种溶剂，可用于制备耐高温涂层、高性能复合材料树脂基体、耐高温聚合物及制备含Si3N4、SiC的陶瓷化前驱体，是一种高性能树脂。
【专利说明】高性能树脂-乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高性能树脂一乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷，属于有机高分子聚合物合成领域。
【背景技术】
[0002]在高性能非氧陶瓷中，氮化硅(Si3N4)陶瓷由于具有良好的高温力学性能、热稳定性、耐氧化、高硬度、低密度等特性以及与金属的良好化学相容性而受到人们广泛关注。随着航空航天等尖端科学技术的高速发展，对新的高性能负荷材料的需求更进一步促进了高性能结构陶瓷的研究发展。科学家们受Yajima由聚硅碳烷前驱体裂解制备SiC陶瓷启发，便开始了用聚硅氮烷裂解制备Si3N4陶瓷的研究工作，并取得一定成绩。相对于碳化硅陶瓷前驱体，氮化硅陶瓷前驱体的研究起步较晚也较少。
[0003]聚硅氮烷(polysilazane，PSZ)是指分子结构中含Si—N键为主链的一类有机高分子。该聚合物裂解后可生成Si3N4或Si — C一N陶瓷。与聚碳硅烷不同的是硅氮烷更易以三聚或四聚环硅氮烷的形式存在，所以一般合成的聚硅氮烷多数含有三聚或四聚环硅氮烷结构。
[0004]研究发现，在聚硅氮烷中引入端炔基和苯环可以大幅提高材料的耐热性和陶瓷化率。高反应活性的碳碳叁键的存在使其可以固化成致密的热固性树脂，一些聚碳硅氮烷中含有芳环，与碳碳叁键形成共轭体系，进一步提高树脂的耐高温性能。王锐等通过二氯硅烷的胺解反应合成了端乙炔基的硅氮烷，产物中既有可固化交联的乙炔基，又有苯环，因此固化物具有很高的耐热性。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷，在分子主链上有S1-N键和大量苯环，并且以HC = C-基团封端。这里的乙炔基为端炔基，活性大，可在较低的温度下交联固化。聚合物主链内含有大量苯环，一方面可阻止小分子的逸出，另一方面苯环与碳碳三键形成共轭体系，都可使其耐高温性能和陶瓷化率得到一个显著提高。由于存在S1-N键，聚合物在高温下表面会陶瓷化，形成SiC、Si3N4复相陶瓷，对内层材料起到隔热隔氧的保护作用，在高温下具有较高的质量保留率。它可以用于制备耐高温复合材料、耐烧蚀材料、陶瓷前驱体以及耐高温涂层等。
[0006]本发明所合成的高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷的结构式为式I所示:
【权利要求】
1.一种高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷，其特征在于其具有以下分子结构:
2.权利要求1所述的高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷，其制备方法按下述步骤进行: 惰性气氛下，苯二胺与有机溶剂按摩尔比1:3~7混合，加入三乙胺，搅拌混合均匀；将烃基二氯硅烷与有机溶剂按摩尔比1:21混合的溶液，逐滴滴加到上述混合溶液中，滴加完毕后，在_1(T25°C下反应3~10小时，得到硅氯键封端的聚碳硅氮烷，其结构如式II所示:
3.根据权利要求2所述的高性能树脂——乙炔基苯胺封端的聚碳硅氮烷，所述有机溶剂为碳原子数为6~12的烷烃、四氢呋喃、乙醚中的一种或几种。
【文档编号】C08G77/62GK103724628SQ201410011167
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】宋宁, 倪礼忠, 汪晨晨 申请人:华东理工大学