[发明专利]碳化硅前体及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅前体及其使用。本发明特别涉及三组分的碳化硅前体。

背景技术

已知碳硅烷聚合物是碳化硅陶瓷的前体。在Whitmarsh等人的美国专利5,153,295中说明了碳化硅前体的实例，这里以参引式将该专利的全部内容并入本文。这些聚合物常常指陶瓷前体聚合物。Whitmarsh等人的文章中所述的聚合物的特征在于Si-C单元之间的连接都是“首尾”相连，即Si与C相连。

作为多种基底形式和材料(包括固体表面、二维或三维纤维坯料(performs)、纱线、毛毡、编织原料、管孔(tube bores)和预成型部件)的涂覆材料，碳化硅具有特殊的用途。涂覆材料可以通过各种技术涂覆到基底上，其中首先通过例如涂抹、喷涂和液体渗透等方法将碳化硅前体组合物涂覆在基底上。然后将前体组合物固化，如果需要的话，进行热分解形成碳化硅涂层。可以由低分子量的可气化前体利用化学气相渗透和化学气相沉积在单个步骤或多重渐增步骤(multiple incremental steps)中形成不同厚度的涂层。

碳化硅是公认的具有广泛应用的陶瓷材料，例如电子领域、发动机部件、低摩擦轴承、热屏障涂层和环境屏障涂层、耐磨部件(例如刹车)和其他要求高强度、热稳定性、抗氧化性和抗蚀性、和低密度的应用中。因此，需要开发可用于生产碳化硅陶瓷材料的组合物。

发明内容

本发明提供一种硅组合物，其包括具有下式的共聚物：

H-[SiH₂CH₂]_xn[Si(R₁)HCH₂]_yn[SiH(R₂)CH₂]_zn-H

其中R₁为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基或丁氧基；

其中R₂为烯丙基、炔丙基或乙炔基；和

其中在x、y和z不为0的前提下x+y+z＝1。

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于制造基于碳化硅材料的方法，所述材料包括具有下式的共聚物：

H-[SiH₂CH₂]_xn[Si(R₁)HCH₂]_yn[SiH(R₂)CH₂]_zn-H

其中R₁为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基或丁氧基；

其中R₂为烯丙基、炔丙基或乙炔基；和

其中在x、y和z不为0的前提下x+y+z＝1。

在另一个实施方式中，提供了一种用于制造组合物的方法，其包括：

a)将混合物置于模具中，其中所述混合物包括至少一种粉末、至少一种强化材料、液体糖醛、催化剂和具有下式的共聚物：

H-[SiH₂CH₂]_xn[Si(R₁)HCH₂]_yn[SiH(R₂)CH₂]_zn-H

其中R₁为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基或丁氧基；

其中R₂为烯丙基、炔丙基或乙炔基；和

其中x+y+z＝1，且x、y和z不是0；

b)对模具施加在约500psi和约5000psi之间范围内的压力；和

c)将模制的混合物加热到在约700℃和约1200℃之间范围内的温度。

在本发明进一步的实施方式中，提供了一种用于制造组合物的方法，其包括：

a)将强化材料和浆料加入加热炉中，其中混合物包括至少一种粉末和具有下式的共聚物：

H-[SiH₂CH₂]_xn[Si(R₁)HCH₂]_yn[SiH(R₂)CH₂]_zn-H

其中R₁为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基或丁氧基；

其中R₂为烯丙基、炔丙基或乙炔基；和

其中在x、y和z不为0的前提下x+y+z＝1；