[发明专利]多取代的低聚硅氮烷及其制备方法

说明书

本发明涉及新的多取代的低聚硅氮烷及其制备方法。本发明的低聚硅氮烷可继续与氯硅氮烷反应变成聚氯硅氮烷，后者又可先变成聚硅氮烷，然后变成含有氮化硅的陶瓷材料。

由其它的低聚物制备聚硅氮烷的方法已有记述（美国专利4，482，669;4，720，532;pCT-WO88/01260），由聚硅氮烷热解制备含有氮化硅的陶瓷材料也有记述（R.R.Wills等。陶瓷公报Vol62（1983）904～915）。

为了制备作为聚合物的中间体的低聚硅氮烷或低分子的硅氮烷，直到现在通常使用氯硅烷作为原料，並将其与氨、伯胺或仲胺反应（美国专利4，540，803;4，543，344;4，595，775;4，397828）。

为制备聚硅氮烷，本发明提供了新的原料，即低聚硅氮烷。

本发明的一个内容是制备低聚硅氮烷的方法，其特征在于：使过量的氨与一种原料在-70°～+100℃进行反应。这种原料至少含有两种组份（Ⅰ）R¹R²SiCl₂和（Ⅱ）Cl₂R³SiCH₂CH₂SiR³Cl₂中的一种以及至少含有两种组份（Ⅲ）R⁴SiCl₃和（Ⅳ）Cl₃Si-CH₂CH₂-SiCH₂CH₂SiR⁵Cl₂中的一种，式中R¹、R²、R⁴各自为H，C₁～C₆烷基或C₂～C₆链烯基;R³，R⁵各自为C₁～C₆烷基或C₂～C₆链烯基，原料中（Ⅰ）或（Ⅱ）或其混合物占的摩尔百分数为30～99%，其中应避免只含有（Ⅰ）和（Ⅱ）的混合物与氨反应。较好是R¹、R²、R⁴各自为H，C₁～C₃烷基或C₂～C₃链烯基;R³、R⁵各自是C₁～C₃烷基或C₂～C₃链烯基。最好是R¹＝H，R²＝R³＝R⁵＝CH₃和R⁴＝CH₃或乙烯基。

作为原料使用的氯硅烷（Ⅰ）R¹R²SiCl₂和（Ⅲ）R⁴SiCl₃是可以买到的，用乙烯桥连的化合物（Ⅱ）和（Ⅳ）可由R₃HSiCl₂与乙烯经氢化硅烷化得到，或者由乙烯基三氯硅烷与R⁵HSiCl₂经氢化硅烷化得到（见实验部分）。

为了与氨反应，最好将氯硅烷溶在对反应物呈惰性的溶剂中，通入氨直到饱和，当全部的SiCl基被NH基取代时就达到了饱和。适用于此反应的溶剂有例如饱和脂肪烃或芳香烃，如正戊烷，环己烷，甲苯，氯化烃类如氯仿或氯苯，或者醚类如乙醚或四氢呋喃。

必要时该方法也可在减压下进行。也可于压力为1～100巴下进行。可定量加入气态氨或液态氨。还可以使此法连续进行。

制成的新低聚硅氮烷具有可用式（Ⅴ）表示的分子结构

因此本发明的另一内容是式（Ⅵ）所示的低聚硅氮烷：