[发明专利]用于生产氮化硼基陶瓷产品与制品的硼和氮基聚合物及其制备方法

说明书

本发明是一种制备硼和氮基聚合物的新方法。

本发明还涉及一种可用上述方法制备的硼和氮基的新聚合物。

最后本发明还介绍了这些聚合物在生产氮化硼基的陶瓷产品和制品中的应用，尤其是呈纤维状陶瓷产品和制品方面的应用。

众所周知，氮化硼是一种研究得越来越多的一种材料，这是因为它在高温下具有稳定性、耐热冲击性、强的化学惰性以及良好的导热性等优点。另外，它的弱导电性使其成为可供选择的绝缘体。

人们都知道，目前已有各种各样的制备氮化硼的方法。

其中一种方法是让三氟化硼与氨在气相中进行反应，得到细的氮化硼粉末，再将该粉末煅烧成实心块。然而，所制得的实心块有微孔，这对于某些应用是不行的。

最近，有人公开了可能用聚合物母体热解制备氮化硼的方法。

聚合物方法的好处尤其在于，有可能使这种类型的产物成型，特别是热解后能得到氮化硼纤维。

美国专利4581468中介绍了一种让氨（氨解）与三氯-三烷基甲硅烷基-硼（环状化合物）进行反应，制备出一种有机硼聚合物，它经拉丝后，再在970℃热解而得到氮化硼纤维。

然而，这篇美国专利叙述的环状聚合物很难制备，因而费用高，以及由于这一事实，几乎没有什么希望得到工业规模的应用。

另外，对于这种类型的产品，可能达到的最大的氮化硼产率（重量）不超过22%，显然，实际产率要低于22%。

本发明的目的在于解决上述存在的问题，提出一种简单、有效、经济和容易加工的方法，以得到各种形状（线、纤维、模压品、涂层、薄膜、胶片等）的硼和氮基有机金属聚合物，在将其热解时，得到氮化硼基产物，其产率（重量）很高。

现在发现，并涉及到本发明的一个主要目的是，当用本发明的新方法制备氮化硼聚合物时，用硼和氮基聚合物母体为原料能制取高产率（重量）的氮化硼。该新的制备方法的特征在于将（a）含有三卤代甲硼烷（化合物A）和由下列重复单元（1）的环状化合物（化合物B）的混合物：

（式中，A表示卤原子，R基团选自于氢原子、烃基、有机基甲硅烷和氢化有机甲硅烷基）与（b）至少含有一个NH₂基团的化合物（化合物C）进行反应。

便于介绍，通常把化合物C称为氨基分解剂（至少含一个NH₂基的胺化化合物），在特殊情况下涉及氨时，则称它为氨解剂。

另外，根据上述的情况，由化合物A、B、C得到的反应产物将称为氨基分解物（aminolysat）或氨解物（ammonolysat）。当然，氨解物包括在氨基分解物组之中。

正如下面将详细解释的那样，这些氨基分解物属于硼和氮基新聚合物的范围内，该聚合物构成了本发明的第二个目的。

根据本发明的制备方法主要是让至少一种三卤代甲硼烷和至少一种前面定义的环状化合物B的混合物进行共氨基分解（co-amino-lyse）反应。

本申请人事实上完全出乎意料地发现，这种共氨基分解反应可得到交织网状结构的聚合物，它在热解时，其热稳定性提高，这样也提高了氮化硼的产率。

另外，下面是关于本发明的方法与现有技术相比（美国专利4581468）具有的另一个优悖痉⒚魇褂昧艘匀贝着鹜槲鞯幕旌衔铮贝着鹜槭且恢止ひ瞪虾苋菀字票傅那页杀镜偷幕衔铮鼓艽罅考跎倩纷椿衔锏挠昧浚蚨痉⒚鞣椒ㄊ且恢痔乇鹁玫姆椒ā?

尽管可以使用其他的卤代甲硼烷，如三氟代、三溴代、三碘代甲硼烷，但通常使用的原始化合物A是三氯代甲硼烷。

原始环状化合物B同样是一般含氯的化合物。该化合物最好具有下列化学式：

如前面所介绍的一样，式中R基团表示氢原子、烃基或有机基甲硅烷基或氢化有机甲硅烷基，n是2至20间的整数，最好的是n为3至10间的整数。

最常用的烃基是烷基、环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基以及链烯基和炔基。

在本发明所适用的烷基中，可以列举的有：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基。在环烷基中有：环戊基、环己基、环庚基。在芳基中有：苯基、萘基。在烷芳基中有：甲苯基、二甲苯基。最后，在芳烷基中有：苯甲基、苯乙基。

在本发明所适用的链烯基中，可以列举的特别是乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基。

最后，本发明可以列举的炔基有：乙炔基、丙炔基、丁炔基。