一种液态超支化聚碳硅烷、制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114573821A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202210211155.4(22)申请日2022.03.03(71)申请人上海大学地址201900上海市宝山区上大路99号(72)发明人甄强卢毓鹏陈来(74)专利代理机构广州高炬知识产权代理有限公司44376专利代理师孙明科(51)Int.Cl.C08G77/60(2006.01)C04B35/571(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种液态超支化聚碳硅烷、制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种液态超支化聚碳硅烷、制备方法及其应用。该液态超支化聚碳硅烷其为含碳碳双键的聚碳硅烷，其结构式为[SiHx(CH3)y(C＝CH2)zCH2]n，其中，n为大于0的自然数，x+y+z＝2。其制备方法是在惰性气体保护条件下，以氯甲基三氯硅烷和氯甲基(甲基)二氯硅烷、镁为原料，四氢呋喃和芳烃为混合溶剂，通过“一釜法”得到聚碳硅烷，该方法反应条件温和，安全可控，解决了传统单一溶剂体系易造成反应失败及热失控等问题，所制得的液态超支化聚碳硅烷，为含碳碳双键的聚碳硅烷，其作为先驱体有较高的陶瓷转化率，在制备高温抗氧化陶瓷领域有广阔前景。CN114573821ACN114573821A权利要求书1/1页1.一种液态超支化聚碳硅烷的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1：制备前将反应装置四口瓶烘干以除去水分，将金属镁和混合溶剂加入到带有恒压滴液漏斗、冷凝装置和搅拌器以及温度计的四口瓶中；将氯甲基硅烷，烯丙基氯单体加入恒压滴液漏斗中；S2：将反应装置抽真空，反复3‑5次，然后通入高纯氮气；开动搅拌器，通过恒压滴液漏斗缓慢滴加烯丙基氯(3‑氯丙烯)，温度保持在室温，滴加完成后升温至55‑60℃继续反应12‑15h，体系转化为黄黑色；S3：然后将体系冷却至0℃，加入四氢铝锂进行还原反应，加完后也要进行抽真空通氮气操作，反应12‑15h；S4：反应结束后将体系加入盐酸和正己烷混合液中，充分搅拌下反应0.5h，静置后分离出上层有机相，经水洗，干燥，减压蒸馏后可得到淡黄色液态超支化聚碳硅烷。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的金属镁为镁屑或者镁粉。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的混合溶剂体系为四氢呋喃和芳烃的混合溶剂，其中四氢呋喃和芳烃的体积比为1：(1～2)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的氯甲基硅烷为氯甲基三氯硅烷和氯甲基(甲基)二氯硅烷的混合物，其摩尔比为1：(0.5～2)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的盐酸为4mol/L的稀盐酸，盐酸和正己烷混合液中盐酸与正己烷的体积比为1：1。6.一种采用权利要求1～5之一所述方法制备的液态超支化聚碳硅烷，其特征在于，其为含碳碳双键的聚碳硅烷，其结构式为[SiHx(CH3)y(C＝CH2)zCH2]n，其中，n为大于0的自然数，x+y+z＝2；7.根据权利要求6所述液态超支化聚碳硅烷的应用，其特征在于，将所述的液态聚碳硅烷进行固化和高温裂解处理，得到SiC陶瓷。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述的固化是在250℃，高纯氮气气氛下固化3h。9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述的高温裂解处理，是于管式炉中在高纯氮气气氛下高温裂解，裂解温度为1300℃，裂解时间为2h。2CN114573821A说明书1/4页一种液态超支化聚碳硅烷、制备方法及其应用技术领域：[0001]本发明涉及高聚物制造技术领域，具体涉及一种液态超支化聚碳硅烷、制备方法及其应用。背景技术：[0002]碳化硅陶瓷具有低密度、高模量、耐高温、耐腐蚀等优异性能，碳化硅陶瓷及其基体复合材料在航空航天等高端领域起着巨大作用。目前。制备碳化硅陶瓷材料的主要手段之一是先驱体浸渍裂解法，该方法制备工艺简单，热处理温度较低，对设备的要求低。[0003]现有技术中，通过先驱体浸渍裂解法成功制备碳化硅陶瓷材料的关键在于先驱体聚合物，而液态超支化聚碳硅烷因其室温流动性好、陶瓷产率高，可通过接枝不同活性基团而改性得到不同特性的产物等特点，已成为一种理想的陶瓷前驱体。目前常见的液态聚碳硅烷制备方法之一为缩聚合方法，其原料为氯甲基三氯硅烷、氯甲基(甲基)二氯硅烷，通过格式反应聚合形成聚合物，例如，授权公告号为CN109369917中国专利文献，公开了以氯甲基三氯硅烷、镁以及四氢呋喃为原料，通过格式反应缩聚合出的聚氯碳硅烷，在氢化铝锂的还原下，制备出液态聚碳硅烷。此外，如文献(液态聚碳硅烷的“一釜法”合成与表征，作者余兆菊)提供了一种以氯甲