[发明专利]硅－硼－氮陶瓷纤维先驱体的制备方法

权利要求书

1.一种硼氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，包括下列步骤：

(1)环状三氯硼氮烷TCB的制备

将BCl₃与干燥的惰性气体氮气或氩气缓慢通过加热至100℃～240℃的NH₄Cl粉末，反应生成环状三氯硼氮烷针状晶体；

(2)环状三氯硼氮烷与胺的反应

将环状三氯硼氮烷溶在无水甲苯中，在-80℃～-70℃强烈搅拌下缓慢滴加含有胺基或亚胺基的脂肪族烷基胺的无水甲苯溶液，当滴加完后，温度升至-60℃～0℃，反应1～10小时，再升至室温反应10～20小时。

(3)Cl₃Si-N-BCl₂TADB的制备

将四氯化硅与六甲基硅氮烷在室温下反应10～30小时，然后滴加到三氯化硼的甲苯溶液中，在-10℃～0℃下反应30min～150min得到Cl₃Si-N-BCl₂TADB。

(4)TADB与胺的反应

将TADB在-80℃～-70℃强烈搅拌下缓慢滴加到过量的含有胺基或亚胺基的脂肪族烷基胺的无水甲苯溶液中，滴加完后，将温度升至-60℃～0℃，反应1～10小时，再升至室温反应10～20小时。

(5)先驱体聚合物的合成

将(2)与(4)反应得到的产物混合后过滤去除沉淀，得到的聚合溶液置于反应器中，真空状态下伴随强烈搅拌在70℃～120℃去除剩余甲苯，在氮气或氩气的保护下升温到最终的合成温度130℃～250℃，反应5～40小时。

2.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中NH₄Cl使用前先在真空烘箱中50℃～180℃下烘1～30小时，除去其中的水分，且粉碎至0～200目。

3.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中BCl₃与NH₄Cl的摩尔比为1∶1～1∶10。

4.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中含有胺基或亚胺基的脂肪族烷基胺是脂肪链长度为1～5个碳原子的脂肪族烷基胺。

5.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中含有胺基的脂肪族烷基胺是甲胺。

6.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中脂肪族烷基胺与环状三氯硼氮烷的摩尔比是1∶1～10∶1，脂肪族烷基胺与无水甲苯的体积比是2∶1～1∶5。

7.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中四氯化硅与六甲基硅氮烷反应的摩尔比是1∶4～10∶1，反应产物与三氯化硼反应的摩尔比是1∶1～1∶5。

8.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的过滤是在充满氮气或氩气的手套箱中进行。

9.根据权利要求1所述的硅-硼-氮陶瓷纤维先驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的采用逐步线性升温，升温速度为0.5～20℃/min。