專利名稱：氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷有機(jī)先驅(qū)體及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代航空航天技術(shù)的發(fā)展，高性能復(fù)合材料的研究開發(fā)已成為目前國際上材 料科學(xué)研究的重點之一，在制備適用于先進(jìn)復(fù)合材料的增強體的研究中，陶瓷纖維因其優(yōu) 異的耐熱性和介電性能而倍受關(guān)注，其中氮化硼(氮化硼)陶瓷纖維與其它陶瓷纖維相比 具有強度高、介電性能高、耐高溫、抗氧化、密度小、可加工、自潤滑和良好的導(dǎo)熱性和透波 性的性能，在惰性及氧化氣氛中，它的抗氧化溫度高于碳纖維，因此，在宇航技術(shù)領(lǐng)域方面 有著廣闊的應(yīng)用，可用作抗燒蝕罩、雷達(dá)天線罩、抗中子防護(hù)罩和重返大氣層的降落傘、宇 航服等。目前制備氮化硼陶瓷纖維的方法是先制備聚合物先驅(qū)體，然后將聚合物先驅(qū)體熱 處理得到氮化硼陶瓷纖維，現(xiàn)有的聚合物先驅(qū)體的分解溫度為60°C 12(TC，熱穩(wěn)定性差， 不利于熔融紡絲，陶瓷產(chǎn)率為35 45% ;聚合物先驅(qū)體在制備時需要在-20°C -l(TC的 低溫條件下預(yù)聚合，然后在150°C 25(TC的溫度下聚合，聚合時間長達(dá)15h 160h時，同 時操作需要在隔絕水和氧氣的真空系統(tǒng)中進(jìn)行，條件苛刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決目前氮化硼陶瓷聚合物先驅(qū)體熱穩(wěn)定性差，不利于熔融紡絲、 陶瓷產(chǎn)率低，制備方法條件苛刻、制備周期長的缺陷，提供氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體及其制備 方法。 本發(fā)明的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為
<formula>formula see original document page 4</formula>
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法按下述步驟在充有 相對濕度< 1%并充有0. lMPa的體積百分比純度> 99.9%的氮氣的手套箱中進(jìn)行制備 一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 0.3 1.5加入到分析純的甲苯中，在室 溫下攪拌2h 3h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具有冷卻回流裝置 的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至80°C 85t:保持10min 15min，然后冷卻至室溫，得到液態(tài) 混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45t:條件下減壓蒸餾脫除甲苯，得到 氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 所述的制備結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的步驟一中的三氯硼吖嗪是 按如下步驟制備的a、將3克 8克分析純的氯化銨和400mL分析純的甲苯加入到具有冷
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為III式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法按下述步驟在相 對濕度< 1%并充有0. IMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣的手套箱中進(jìn)行制備一、 將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1:3 6加入到分析純的甲苯中，在室溫下攪 拌4h 5h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具有冷卻回流裝置的反應(yīng) 器中，開啟攪拌，升溫至95°C IO(TC保持20min 30min，然后冷卻至室溫，得到液態(tài)混合 物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在30°C 45t:條件下減壓蒸餾脫除甲苯，得到氮化 硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。
卻回流裝置的反應(yīng)器中；b、在氮氣的保護(hù)下通入三氯化硼氣體，控制三氯化硼氣體的流量 在O. 1L/min 0. 4L/min，開啟攪拌，升溫至105°C 125"保持10h，得到液固混合物；c、過 濾除去液固混合物中固態(tài)物質(zhì)；d、取經(jīng)步驟c處理后的濾液在4(TC 6(rC條件下減壓蒸餾 脫除甲苯，得到三氯硼吖嗪。t:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為157. 2t:，熱穩(wěn) 定性好，陶瓷產(chǎn)率為52% ;結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度 在室溫至125t:范圍內(nèi)、工藝簡單、條件溫和、制備周期短(14h 17h)。
本發(fā)明的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式還可以為
<formula>formula see original document page 5</formula> 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為II式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法按下述步驟在充有 相對濕度< 1%并充有0. IMPa的體積百分比純度> 99.9%的氮氣的手套箱中進(jìn)行制備: 一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 1.5 3加入到分析純的甲苯中，在室溫 下攪拌3h 4h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具有冷卻回流裝置的 反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至85°C 95t:保持15min 20min，然后冷卻至室溫，得到液態(tài)混 合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45t:條件下減壓蒸餾脫除甲苯，得到氮 化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為II式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為163t:，熱穩(wěn)定性 好，陶瓷產(chǎn)率為53. 6% ;結(jié)構(gòu)式為II式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度在 室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為15h 18h，整個反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫 和，反應(yīng)時間短；t:本發(fā)明的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式還可以為
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式為III式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為164. 2t:，熱穩(wěn) 定性好，陶瓷產(chǎn)率為55% ;結(jié)構(gòu)式為III式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫 度在室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為17h 18. 5h，整個反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條 件溫和，反應(yīng)時間短。


圖1是具體實施方式
一中氮化硼陶瓷有機(jī)前驅(qū)體的紅外光譜；圖2是具體實施方 式一中氮化硼陶瓷有機(jī)前驅(qū)體的TG/DTG曲線；圖3是具體實施方式
三十五中所得三氯硼吖 嗪的XRD圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一 (參見圖1和圖2)本實施方式中氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)
式為
<formula>formula see original document page 6</formula> 本實施方式中氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的紅外光譜如圖1所示，從圖1可以看出， 在3446cm—\3223cm—1和812cm—1處出現(xiàn)的吸收峰對應(yīng)N-H鍵的振動；在753cm—1處出現(xiàn)的 吸收峰對應(yīng)B-N鍵的振動；在1408cm—1和696cm—1處出現(xiàn)的吸收峰對應(yīng)B_N鍵的振動；在 1064cm—1處出現(xiàn)的吸收峰為B-Cl鍵的振動；在1613cm—1處出現(xiàn)的吸收峰為苯環(huán)的特征吸 收；在500cm—1處出現(xiàn)的吸收峰為苯環(huán)上N-H鍵的振動，符合氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu) 式<formula>formula see original document page 6</formula> 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的TG/DTG曲線如圖2所示，從圖2中可以看 出氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為157. 2t:，熱穩(wěn)定性好。 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的陶瓷產(chǎn)率是根據(jù)其TG/DTG曲線計算的， 陶瓷產(chǎn)率=聚合物IOO(TC熱處理后的質(zhì)量/聚合物的初始質(zhì)量，本實施方式所得氮化硼陶 瓷有機(jī)先驅(qū)體的陶瓷產(chǎn)率為52%。
具體實施方式
二 本實施方式中結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方 法按下述步驟在相對濕度< 1%并充有0. IMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣的手套 箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 0.3 1.5加入到分析純的甲苯中，在室溫下攪拌2h 3h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具有 冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至75°C 85t:保持10min 20min，然后冷卻至 室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45。C條件下減壓蒸餾 脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 本實施方式的結(jié)構(gòu)式為I式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為 75t: 85t:、制備時間為3h 5h，步驟一中的三氯硼吖嗪的制備溫度為105°C 125。C、制 備時間為llh 12h小時，所以本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，總的制備時間 為14h 17h，整個反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化 硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法可以得到溫度在45t:條件下的落球法粘度為50Pa *s的氮化 硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，適合拉制纖維制品。 具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
二不同的是步驟一中的三氯硼吖 嗪是按如下步驟制備的a、將3克 8克分析純的氯化銨和400mL分析純的甲苯加入到具 有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中；b、在氮氣的保護(hù)下通入三氯化硼氣體，控制三氯化硼氣體的 流量在O. 1L/min 0. 4L/min，開啟攪拌，升溫至105°C 125"保持10h，得到液固混合物； c、過濾除去液固混合物中固態(tài)物質(zhì)；d、取經(jīng)步驟c處理后的濾液在40°C 60°C條件下減壓 蒸餾脫除甲苯，得到無色針狀的三氯硼吖嗪晶體。其它與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
二或三的不同點是步驟一中三氯 硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 0.5 1.2。其它與具體實施方式
二或三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
二至四的不同點是步驟一中三氯 硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 0.9。其它與具體實施方式
二至四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
二至五的不同點是
步驟一中的攪拌時間為2.2h 2.8h。其它與具體實施方式
二至五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
拌時間為2. 5h。其它與具體實施方式
二至六相同。
具體實施方式
八本實施方式與
具體實施例方式
度78t: 83t:。其它與具體實施方式
二至七相同。 具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
度8(TC。其它與具體實施方式
二至八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
溫時間為12min 18min，其它與具體實施方式
二至九相同。
具體實施方式
i^一 本實施方式與具體實施方式
二至十的不同點是步驟二中的 保溫時間為15min，其它與具體實施方式
二至十相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
二至i^一的不同點是步驟一中 三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 08，攪拌時間為2.6h;步驟二中的溫度84t:， 保溫時間為17min，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
二至i^一相同。 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為84t:、制備時間為 3. 5h，三氯硼吖嗪的反應(yīng)溫度為105°C 125t:、制備時間為llh 12h小時，由此可以看 出，本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，而且在常壓下進(jìn)行，條件溫和，總的制備時 間僅為14. 5h 15. 5h，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法可以
二至六的不同點是步驟一中的攪 二至七的不同點是步驟二中的溫
二至八的不同點是步驟二中的溫 二至九的不同點是步驟二中的保
7得到溫度在45t:條件下的落球法粘度為50Pa s的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，該氮化硼陶瓷 有機(jī)先驅(qū)體在氮氣氣氛中、溫度為100(TC、壓力為1. 5MPa的條件下熱處理制備了氮化硼陶 瓷纖維。
具體實施方式
十三本實施方式中氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為
<formula>formula see original document page 8</formula>II 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為163t:，熱穩(wěn)定性好；本實施 方式所得氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的陶瓷產(chǎn)率為53. 6%。
具體實施方式
十四本實施方式中結(jié)構(gòu)式為II式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制 備方法按下述步驟在相對濕度< 1%并充有0. lMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣的 手套箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 1.5 3加入到分析 純的甲苯中，在室溫下攪拌3h 4h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具 有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至85°C 95t:保持15min 25min，然后冷卻 至室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在30°C 45t:條件下減壓蒸 餾脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 本實施方式步驟一中的三氯硼吖嗪的制備步驟與具體實施方式
三中三氯硼吖嗪 的制備步驟相同。 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為85°C 95t:、制 備時間為4h 6h，步驟一中的三氯硼吖嗪的制備溫度為105°C 125t:、反應(yīng)時間為11h 12h小時，所以本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為15h 18h，整 個反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū) 體的制備方法可以得到溫度為45t:條件下的落球法粘度為260Pa s的氮化硼陶瓷有機(jī)先 驅(qū)體，適合制備薄膜或泡沫制品。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟一中三氯硼 吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 1.7 2.7。其它與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十四或十五的不同點是步驟一 中三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為l : 2. 1。其它與具體實施方式
十四或十五相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
十四至十六的不同點是步驟一 中的攪拌時間為3. 2h 3. 8h。其它與具體實施方式
十四至十六相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
十四至十七的不同點是步驟一 中的攪拌時間為3. 5h。其它與具體實施方式
十四至十七相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
十四至十八的不同點是步驟二 中的溫度88°C 93°C。其它與具體實施方式
十四至十八相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
十四至十九的不同點是步驟二 中的溫度9(TC。其它與具體實施方式
十四至十九相同。
具體實施方式
二i^一 本實施方式與具體實施方式
十四至二十的不同點是步驟 二中的保溫時間為17min 23min，其它與具體實施方式
十四至二十相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
十四至二i^一的不同點是步 驟二中的保溫時間為20min，其它與具體實施方式
十四至二i^一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
十四至二十二的不同點是步 驟一中三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 2，攪拌時間為3.6h;步驟二中的溫度 92°C，保溫時間為21min，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
十四至二十二相同。
本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為92t:、反應(yīng)時間為 4. 6h，步驟一中的三氯硼吖嗪的制備溫度為105°C 125t:、反應(yīng)時間為11h 12h小時，所 以本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為15. 6h 16. 8h，整個反應(yīng) 過程在常溫下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制 備方法可以得到溫度為45t:條件下的落球法粘度為260Pa s的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 該氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體在氮氣氣氛中、溫度為100(TC、壓力為1. 5MPa的條件下熱處理制 備了氮化硼陶瓷薄膜或泡沫制品。
具體實施方式
二十四本實施方式氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為
本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的分解溫度為164. 2t:，熱穩(wěn)定性好；本實 施方式所得氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的陶瓷產(chǎn)率為55%。
具體實施方式
二十五本實施方式中結(jié)構(gòu)式為III式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的 制備方法按下述步驟在相對濕度< 1%并充有0. lMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣 的手套箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1:3 6加入到分析 純的甲苯中，在室溫下攪拌4h 5h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到具 有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至95°C IO(TC保持20min 30min，然后冷卻 至室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在30°C 45t:條件下減壓蒸 餾脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。 本實施方式步驟一中的三氯硼吖嗪的制備步驟與具體實施方式
三中三氯硼吖嗪 的制備步驟相同。 本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為95°C IO(TC， 制備時間為5h 6. 5h，步驟一中的三氯硼吖嗪的制備溫度為105°C 125t:，反應(yīng)時間為 11h 12h小時，所以本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為6h 18. 5h，整個反應(yīng)過程不需要真空條件，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化硼陶 瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法可以得到溫度為45t:條件下的落球法粘度為500Pa s的氮化硼 陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，該氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體在氮氣氣氛中、溫度為100(TC、壓力為1.5MPa 的條件下熱處理制備了氮化硼陶瓷薄膜。
9
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
二十五的不同點是步驟一中 三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為l : 3.2 5.7。其它與具體實施方式
二十五相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
二十五或二十六的不同點是 步驟一中三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 4.5。其它與具體實施方式
二十五或 二十六相同。 具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
二十五至二十七的不同點是
步驟一中的攪拌時間為4. 2h 4. 8h。其它與具體實施方式
二十五至二十七相同。 具體實施方式
二十九本實施方式與具體實施方式
二十五至二十八的不同點是
步驟一中的攪拌時間為4. 5h。其它與具體實施方式
二十五至二十八相同。 具體實施方式
三十本實施方式與具體實施方式
二十五至二十九的不同點是步
驟二中的溫度為96°C 99°C。其它與具體實施方式
二十五至二十九相同。
具體實施方式
三i^一 本實施方式與具體實施方式
二十五至三十的不同點是步
驟二中的溫度為97°C。其它與具體實施方式
二十五至三十相同。
具體實施方式
三十二 本實施方式與具體實施方式
二十五至三i^一的不同點是 步驟二中的保溫時間為22min 28min，其它與具體實施方式
二十五至三i^一相同。
具體實施方式
三十三本實施方式與具體實施方式
二十五至三十二的不同點是 步驟二中的保溫時間為25min，其它與具體實施方式
二十五至三十二相同。
具體實施方式
三十四本實施方式本實施方式與具體實施方式
二十五至三十三的 不同點是步驟一中的三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為l : 5、攪拌時間為4.4h;步 驟二中的反應(yīng)溫度為98t:、保溫時間為27min。其它與具體實施方式
二十五至三十三相同。
本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法的反應(yīng)溫度為98t:、反應(yīng)時間為 6. 5h，步驟一中的三氯硼吖嗪的制備溫度為105°C 125t:，反應(yīng)時間為11h 12h小時，所 以本實施方式的反應(yīng)溫度在室溫至125t:之間，總的反應(yīng)時間為17h 18. 5h，整個反應(yīng)過 程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短。本實施方式的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備 方法可以得到溫度為45t:條件下的落球法粘度為500Pa *s的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，將其 在氮氣氣氛中、溫度為100(TC、壓力為1. 5MPa時熱處理制備了氮化硼陶瓷異形件和粉體。
具體實施方式
三十五(參見圖3)本實施方式與具體實施方式
二十五至三十四不 同的是步驟一中的三氯硼吖嗪是按如下步驟制備的a、將5克分析純的氯化銨和400mL 分析純的甲苯加入到具有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中；b、在氮氣的保護(hù)下通入三氯化硼氣 體，控制三氯化硼氣體的流量在O. 2L/min，開啟攪拌，加熱使物料溫度升至ll(TC保持10h， 得到液固混合物；c、過濾除去液固混合物中固態(tài)物質(zhì)；d、取經(jīng)步驟c處理后的濾液在45°C 條件下減壓蒸餾脫除甲苯，得到無色針狀的三氯硼吖嗪晶體。其它步驟與參數(shù)與具體實施 方式二十五至三十四相同。 本實施方式所得的三氯硼吖嗪晶體的XRD圖所圖3所示，與PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片對比，可 知所得的晶體與標(biāo)準(zhǔn)三氯硼吖嗪晶體的相似度為98%，由此可知本實施方式所得的晶體是 三氯硼吖嗪晶體。
具體實施方式
三十六本實施方式由粘度分別為50Pa s、260Pa s、500Pa s 的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體按表1所示的比例混合，調(diào)制出不同粘度的氮化硼陶瓷有機(jī)先 驅(qū)體以適應(yīng)制備不同產(chǎn)品的要求。用落球法測試氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體在溫度為45°C時的粘度，粘度為50Pa s 150Pa s的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體適合拉制纖維制品，粘 度為150Pa s 300Pa s的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體適合制備薄膜或泡沫制品，粘度為 300Pa s 500Pa s或玻璃態(tài)的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體適合制備異形件或粉體。
表1氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體粘度范圍與不同粘度氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的用量
調(diào)制后氮化硼陶瓷有 機(jī)先驅(qū)體的粘度范圍50Pa s的氮化硼陶瓷 有機(jī)先驅(qū)體的質(zhì)量百 分比粘度為260Pa s的氮 化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體 的質(zhì)量百分比粘度為500Pa s氮 化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū) 體的質(zhì)量百分比
50Pa s 150Pa s60 % 100%0% 30%0% 10%
150Pa s 300Pa s5% 20%70 % 90%5% 10%
300Pa s 500Pa s0% 20%0% 10%70 % 100%
1權(quán)利要求
氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，其特征在于氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為F200910308549620091021C000011.tif
2. 如權(quán)利要求1所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體按以下步驟在相對濕度< 1%并充有0. lMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣 的手套箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 0.3 1.5加入到 分析純的甲苯中，在室溫下攪拌2h 3h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入 到具有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至75°C 85t:保持10min 20min，然后 冷卻至室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45。C條件下減 壓蒸餾脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于步驟一中的 三氯硼吖嗪和分析純的苯胺的摩爾比為1 : 0.5 1.2、攪拌時間為2.2h 2.8h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于步驟二 中的溫度為78°C 83"、保溫時間為12min 18min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于步驟一中的 三氯硼吖嗪是按如下步驟制備的a、將3克 8克分析純的氯化銨和400mL分析純的甲苯 加入到具有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中；b、在氮氣的保護(hù)下通入三氯化硼氣體，控制三氯化 硼氣體的流量在0. 1L/min 0. 4L/min，開啟攪拌，升溫至105°C 125"保持10h，得到液 固混合物；c、過濾除去液固混合物中固態(tài)物質(zhì)；d、取經(jīng)步驟c處理后的濾液在40°C 60°C 條件下減壓蒸餾脫除甲苯，得到三氯硼吖嗪。
6. 氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，其特征在于氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為<formula>formula see original document page 2</formula>
7. 如權(quán)利要求6所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于氮化硼陶瓷有 機(jī)先驅(qū)體按以下步驟在相對濕度< 1%并充有0. lMPa的體積百分比純度> 99. 9%的氮氣 的手套箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1 : 1.5 3加入到分 析純的甲苯中，在室溫下攪拌3h 4h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加入到 具有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至85°C 95t:保持15min 25min，然后冷 卻至室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45。C條件下減壓 蒸餾脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于步驟一中的 三氯硼吖嗪和分析純的苯胺的摩爾比為1 : 1. 7 2. 7、攪拌時間為3. 2h 3. 8h ;步驟二
9.氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體，其特征在于氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為:<formula>formula see original document page 3</formula>
10.如權(quán)利要求9所述的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的制備方法，其特征在于氮化硼陶瓷 有機(jī)先驅(qū)體按以下步驟在充有相對濕度< 1%并充有0. IMPa的體積百分比純度> 99. 9% 的氮氣的手套箱中進(jìn)行制備一、將三氯硼吖嗪和分析純的苯胺按摩爾比為1:3 6加入 到分析純的甲苯中，在室溫下攪拌4h 5h，然后過濾除去白色沉淀；二、取步驟一的濾液加 入到具有冷卻回流裝置的反應(yīng)器中，開啟攪拌，升溫至95°C IO(TC保持20min 30min，然 后冷卻至室溫，得到液態(tài)混合物；三、將經(jīng)步驟三得到的液態(tài)混合物在3(TC 45t:條件下 減壓蒸餾脫除甲苯，得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。中的溫度為88°C 92t:、保溫時間為17min 23min。
全文摘要
氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體及其制備方法，它涉及陶瓷有機(jī)先驅(qū)體及其制備方法。本發(fā)明解決了目前氮化硼陶瓷聚合物先驅(qū)體熱穩(wěn)定性差、陶瓷產(chǎn)率低，制備方法條件苛刻、生產(chǎn)周期長的問題。本發(fā)明的氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為其中n＝1、2或3。本發(fā)明方法如下將三氯硼吖嗪和苯胺加入到甲苯中，攪拌，過濾除去深沉物質(zhì)，然后將濾液加熱并保溫，最后再減壓蒸餾脫除甲苯得到氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體。本發(fā)明氮化硼陶瓷有機(jī)先驅(qū)體可以用于制備氮化硼陶瓷纖維、薄膜、泡沫、異形體和粉體。
文檔編號C04B35/583GK101723675SQ200910308549
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者于洪明, 張曉東, 張濤, 溫廣武, 白宏偉, 鐘博, 黃小蕭 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)