[发明专利]由肼衍生物制备氮化硼陶瓷及其产物母体的方法和可用的产物母体

说明书

本发明的内容是关于由肼衍生物制备硼/氨陶瓷及其产物母体的方法。

此发明也涉及在采用本方法过程中所生成的陶瓷产物母体。

本发明方法在于：

a）让一种或几种具有下式化学式的化合物

与三卤化硼BX₃Ⅱ

进行反应生成甲硅烷肼的卤代衍生物

b）让第一步反应的产物与氨进行反应直至制得产物母体

c）让b步所得到的化合物热解，并回收一种含氮化硼的产物。

在化学式Ⅰ和Ⅱ中的那些符号可具有下列一些含意：

一符号R可以是相同的或不同的，它们代表最多为12个碳原子的有机基团，尤其可以选自于烷基、环烷基和芳基;这些基团最好选自于具有1-4个碳原子的烷基特别是甲基。

-符号X代表卤素原子，特别是氯原子和溴原子

本方法的第一步在于让肼的含锂衍生物Ⅰ与三卤化硼Ⅱ进行反应。

一般说来Ⅱ/Ⅰ的摩尔比为1-2（含1、2）。

制备化学式Ⅰ的含锂衍生物是已知的技术，而且其本身也不是本发明的内容。

因此大家根据Wiberg和Veith所发表的技术工艺方法〔Chem.Ber.104，3176，3190（1971）〕就可以制得这种衍生物。

这种用LiX初始物进行的反应可在0-50℃的温度，而更可取的是0-25℃，并且通常在如戊烷或乙醚之类的溶剂介质中进行。

在这个步骤中，生成了具有下面化学式的卤代甲硅烷肼：

（RMN和IR表征），它们是在惰性气氛中于环境温度下稳定的产品。

化学式Ⅲ的甲硅烷肼是本发明的另一项内容。

本方法的第二步就在于使第一步的反应生成物与氨进行反应。这意味着：人们能够在本发明方法中分离或不分离化学式Ⅲ的甲硅烷肼。

一般地说，1摩尔NH₃至少使用3摩尔甲硅烷肼的卤代衍生物，尤其是化学式Ⅲ的化合物（分离的或计算的）（一般地摩尔数过量不超过10%），而且我们能得到下面化学式的硼嗪。

在该化学式中符号R都具有前面指定的含义。

此第二步常常是在诸如戊烷、甲苯或辛烷之类的溶剂介质中在0-100℃温度下进行的。

化学式Ⅳ的硼嗪也就成了本发明的内容之一。

这些产品在环境温度下，于空气中通常是稳定的油状物，并且溶于诸如（正）辛烷、戊烷、甲苯之类的各种溶剂中。

化学式Ⅳ的化合物可以通常在900-1500℃温度下，最好在900-1200℃的温度下进行热解。

然而比较有利的是进行热解预处理，主要目的是提高热解率。

这样，人们就能在低压下（例如1mm汞柱低压），温度在120-250℃，最好在150-220℃预处理热解几十分钟至几小时，这种处理伴随着生成一种甲硅烷肼（R₃SiNHNH₂）。

人们还可以按1摩尔化学式Ⅳ的化合物添加三卤化硼，最好是BCl₃添加量一般约为2摩尔，在低温下如在0℃左右，且在此温度下的溶剂如戊烷中添加三卤化硼较为有利，处理可进行几十分钟到几小时。

这样人们就得到了一种白色固体（S₁），它可溶于上面提到的一些溶剂中，随后该固体物进行热解。

此固体物还可在热解前于一般为100-150℃的温度下加热30分钟至5小时左右，并能转变成如同前面指出的那样可溶的固体（S₂）。

白色固体（S₂）还可以被加热到更高的温度，例如150-250℃，时间为几分钟到几小时，并转变成不溶的固体（S₃）。

如已指出的那样，前面提到的各种处理方法，对陶瓷的产物母体的物理性质都有影响。这些处理对热解率也有影响，该热解率可以从S₁的15%到S₂的25%以上。

可在800-1500℃的温度下，最好在900-1200℃温度下进行热解。此操作在氩气氛下进行较有利，在氨气氛下则更好。

下面的实施例对本发明作了说明。

实例：

1°）把2.7克三（三甲基甲硅烷）肼在环境温度下溶解到40ml戊烷中，并将该溶液冷却到0℃。

在此冷溶液中加入4.5ml2.5M正丁基锂的己烷溶液。

再把全部混合物回升到环境温度，并在这种温度维持3小时。