【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷前驱体合成，具体涉及一种陶瓷产率高、粘度可调、粘温可控、元素组成可调的液态粘温可控sibc前驱体树脂温和还原合成方法。
技术介绍
1、近年来通过有机树脂或者无机先驱体热转化法制备无机复合材料已经成为研究的热点。自1975年，日本的yajima教授以有机高分子聚碳硅烷(pcs)为前驱体，经纺丝、高温热解等工艺，成功制备出sic纤维，从此开辟了pdc法制备sic陶瓷、纤维的先河。然而随着科技的日益进步,国防、军事、航天等领域对sic类材料的性能提出了更高的要求。在sic陶瓷中引入异质元素b，能够有效的改善聚合物先驱体的交联性能,而且能够提高结晶化温度,抑制sic晶粒的长大,同时能提高陶瓷的产率等。那么该方法的关键在如何向先驱体中引入异质元素b。
2、传统意义上的硼硅树脂是将硼酸(h3bo3)引入到有机硅(例如烷氧基硅烷)中制备的，得到硼硅树脂含氧元素，耐温性及抗氧化性能差。近年来兴起的sibcn聚合物是将硼元素以b-n键结构的形式引入到sic前驱体中，但这类sibcn先驱体由于都含有非常敏感的b-n键或si-n键，在空气中极易水解，对操作环境要求非常苛刻；且得到的sibcn陶瓷中的si3n4在1400℃下极易分解，影响了其高温性能。因此sibc陶瓷先驱体由于不含si-n和b-n键，与sibcn先驱体相比，对空气和水蒸气不是很敏感，因而对储存和加工环境要求不是很苛刻，在空气中即能进行加工，而且这种方法热解后得到的纤维硼含量较高，不易分解而成为耐高温和抗氧化性能前驱体材料研究热点。
3、sibc
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，解决了现有技术中sibc先驱体一般不能熔融，工艺性能差等问题，本专利技术所得液态sibc前驱体树脂粘度可调、元素组成可调、陶瓷产率高、工艺适用范围广。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，包括：
4、在三氯化硼的有机溶液中加入醇化试剂，得到部分烷氧基化的三氯化硼；
5、在氯硅烷中加入醇化试剂，得到部分烷氧基化的氯硅烷；
6、制备不饱和卤代烷烃的有机溶液；
7、向格式偶联剂中依次滴加部分烷氧基化的氯硅烷、不饱和卤代烷烃的有机溶液和部分烷氧基化的三氯化硼，并进行搅拌；
8、在搅拌后所得混合物中加入还原剂，并进行搅拌；
9、对搅拌后所得混合物进行旋转蒸发和减压蒸馏，得到液态sibc前驱体树脂。
10、进一步的，三氯化硼的有机溶液中，溶剂为正己烷、石油醚、四氢呋喃、甲苯或二甲苯中的一种以上；
11、三氯化硼的有机溶液中，三氯化硼的浓度为0.5-2.5mol/l。
12、进一步的，在三氯化硼的有机溶液中加入醇化试剂后，室温下搅拌1-20小时，得到部分烷氧基化的三氯化硼；
13、三氯化硼与醇化试剂摩尔比1:1-1:3。
14、进一步的，氯硅烷为氯甲基二氯硅烷或氯甲基三氯硅烷中的一种以上；
15、在氯硅烷中加入醇化试剂后，室温下(0～25℃)搅拌1-20小时，得到部分烷氧基化的氯硅烷；
16、氯硅烷与醇化试剂摩尔比1:1-1:3。
17、进一步的，醇化试剂为甲醇或乙醇中的一种以上。
18、进一步的，三氯化硼与氯硅烷的摩尔为1:1-1:10。
19、进一步的，不饱和卤代烷烃的有机溶液中，不饱和卤代烷烃为氯丙烯、氯丙炔或溴乙烯中的至少一种，溶剂为正己烷、石油醚、四氢呋喃、甲苯或二甲苯中的一种以上；
20、不饱和卤代烷烃的有机溶液中，不饱和卤代烷烃与有机溶剂的体积比为1:1-1:4；
21、不饱和卤代烷烃与部分烷氧基化的氯硅烷的摩尔比为2:1-1:20。
22、进一步的，格式偶联剂的制备方法包括：
23、在氩气保护下，在镁屑中加入有机溶剂，得到格式偶联剂，所述有机溶剂为thf；镁屑与有机溶剂质量比为1:1-1:10；在30-60℃温度下，向格式偶联剂中滴加部分烷氧基化的三氯化硼、部分烷氧基化的氯硅烷和不饱和卤代烷烃的有机溶液，根据目标产物需求滴加顺序，滴加完毕后在40-80℃下搅拌2-20小时，镁屑与部分烷氧基化的氯硅烷摩尔比为5:1-1:5。
24、进一步的，还原剂为红铝的甲苯溶液，其中红铝的质量百分含量为20％-80％；
25、在搅拌后所得混合物中加入还原剂后，在40-100℃下搅拌5-20小时；
26、还原剂与氯硅烷的摩尔比为0.5:1-10:1。
27、进一步的，对搅拌后所得混合物进行旋转蒸发和减压蒸馏之前，在-30℃～60℃下，向搅拌后所得混合物中加入有机溶剂、去离子水和盐酸，并进行搅拌、静置、分层；有机溶剂包括石油醚、乙醚、甲苯或二甲苯中的一种以上。
28、本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
29、(1)本专利技术采用氯硅烷、氯硼烷部分基团保护后共格式偶联的方法构筑si-c-b-c主链，规避了b元素只能以b-o或b-n的方式引入到前驱体聚合物中的问题；
30、(2)本专利技术反应原料均为常见化学原料；原料单位价格低，制备过程工艺简单；还原剂规避了传统氢化铝锂、氢化锂等价格昂贵、活性高的还原剂体系，采用反应温和、价格便宜易得的红铝系列的还原剂体系；
31、(3)本专利技术制备的sibc陶瓷前驱体，不含n元素，由于不含si-n和b-n键，与sibcn先驱体相比，对空气和水蒸气不是很敏感，且避免了高温下发生的si3n4的热分解反应，高温稳定性好；
32、(4)本专利技术所得sibc陶瓷前驱体常温下为液体，使用该前驱体作为复合材料浸渍基体时无需溶剂，室温-200℃下粘度≤500mpa.s，具有非常好的工艺性能；
33、(5)本专利技术制备的sibc陶瓷前驱体中同时含si-h、b-h及c＝c等活性基团及不饱和键，可以自交联固化，固化放热小，固化失重低，高温下陶瓷产率高，可达60～85％；
34、(6)本专利技术制备的sibc陶瓷前驱体的各元素含量比例可以通过投料比进行调节；
35、(7)本专利技术制备的sibc陶瓷前驱体可用于超高温陶瓷基复合材料浸渍基体，亦可用于陶瓷涂层、纤维等高性能材料的制备，具有广泛的用途。
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1.一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，三氯化硼的有机溶液中，溶剂为正己烷、石油醚、四氢呋喃、 甲苯或二甲苯中的一种以上；
3.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，在三氯化硼的有机溶液中加入醇化试剂后， 室温下搅拌1-20小时，得到部分烷氧基化的三氯化硼；
4.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，氯硅烷为氯甲基二氯硅烷或氯甲基三氯硅烷中的一种以上；
5.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，醇化试剂为甲醇或乙醇中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，三氯化硼与氯硅烷的摩尔为1:1-1:10。
7.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特
8.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，格式偶联剂的制备方法包括：
9.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，还原剂为红铝的甲苯溶液，其中红铝的质量百分含量为20％-80％；
10.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控SiBC前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，对搅拌后所得混合物进行旋转蒸发和减压蒸馏之前，在-30℃～60℃下，向搅拌后所得混合物中加入有机溶剂、去离子水和盐酸，并进行搅拌、静置、分层；有机溶剂包括石油醚、 乙醚、 甲苯或二甲苯中的一种以上。
...【技术特征摘要】
1.一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，三氯化硼的有机溶液中，溶剂为正己烷、石油醚、四氢呋喃、 甲苯或二甲苯中的一种以上；
3.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，在三氯化硼的有机溶液中加入醇化试剂后， 室温下搅拌1-20小时，得到部分烷氧基化的三氯化硼；
4.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，氯硅烷为氯甲基二氯硅烷或氯甲基三氯硅烷中的一种以上；
5.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，醇化试剂为甲醇或乙醇中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种液态粘温可控sibc前驱体树脂的温和还原合成方法，其特征在于，三氯化硼与氯硅烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡继东，许艺芬，李媛，武静书，朱世鹏，王晓叶，俸翔，孙文婷，李豫燕，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
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