一种新型含硼苯乙炔基硅氧烷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型含硼苯乙炔硅氧烷及其制备方法。本发明专利技术所制得的含硼苯乙炔基硅氧烷结构如式Ⅰ所示，其中，Ｒ、Ｒ’为ＣＨ↓［３］、Ｃ↓［５］Ｈ↓［６］、碳原子数为１－１０的烷基或烯烃基，ｎ为１、２、３。本发明专利技术的含硼苯乙炔硅氧烷是通过硅氢键与硼羟基进行脱氢反应制得。在乙炔基硅烷分子中引入高键能Ｂ－Ｏ键，得到了既含有硅、硼无机元素，又含有乙炔基的无机－有机杂化材料。在高温环境中，材料表面陶瓷化，成为碳化硅、碳化硼等陶瓷层，使内层材料隔绝热和氧，从而提高结构材料的热氧化性能，在高温下有极高的质量保留率。适用于制备陶瓷前躯体、高性能复合材料基体、耐烧蚀材料、耐高温涂层等多种用途。

Novel boron containing phenyl acetylene based siloxane and preparation method thereof

The present invention discloses a new kind of borosilicate siloxane containing boron and a preparation method thereof. The prepared boron containing phenylethynyl siloxane structure such as formula I, wherein R, R 'CH: 3, C: 5 H: 6, the number of carbon atoms is 1 - 10 alkyl or alkenyl, n for 1, 2, 3. The present invention is prepared by dehydrogenation reaction of silicon hydrogen bond with boron hydroxyl group by silicon hydrogen bond. The high energy bond B O bond was introduced into the silane molecule, and the inorganic organic hybrid materials containing both silicon and boron inorganic elements and acetylene groups were obtained. In a high temperature environment, material surface ceramic, silicon carbide, boron carbide ceramics become the inner insulation material layer, insulation and oxygen, thereby improving the thermal oxidation properties of structural materials under high temperature, high quality retention rate. The utility model is suitable for preparing a ceramic precursor, a high-performance composite matrix, an ablative material, a high temperature resistant coating, and the like.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于。
技术介绍
有机硅聚合物具有独特的物理化学性能，广泛应用于航空、航天等领域。 近几年，分子链中含有碳碳叁键的有机硅聚合物不断被报道。这些聚合物通过 碳碳叁键加成反应，固化成型，得到具有优良性能的材料，用于制备耐高温及耐烧蚀材料。中国专利CN1421446A《苯乙炔基硅垸及其制备方法》和 CN1763053A《二苯乙炔基硅垸的新型合成方法》分别涉及采用格氏试剂法和有 机锂法合成新型的含两个芳基乙炔的含氢硅烷，其结构式如式I所示。文献资 料报道甲基二苯乙炔基硅烷固化物在氮气和空气气氛下Td5 (质量损失达5%时 的温度)分别为615i:和562-C，在氮气和空气气氛下80(TC的质量保留率分别 为91.1%和44.2%，表明二苯乙炔硅垸耐热氧化性能有待提高(Quan Zhou, Xia Feng,Ni Lizhong, et al. Journal of Applied Polymer Science, 2007， 103: 605-610)。本专利技术从分子结构设计出发，在乙炔基硅垸分子中引入高键能的B—O键， 得到了既含有硅、硼无机元素，又含有乙炔基的无机-有机杂化材料。在高温环 境中，此类材料表面陶瓷化，成为碳化硅、碳化硼等陶瓷层，使内层材料隔绝 热和氧，从而提高结构材料的热氧化性能，在高温下有极高的质量保留率。适专利技术内用于制备陶瓷前躯体、高性能复合材料基体、耐烧蚀材料、耐高温涂层等多种 用途，在航空、航天、军工等领域有良好的应用前景。 本专利技术所涉及的含硼苯乙炔基硅氧垸的结构为<formula>formula see original document page 5</formula>其中，R、 R，为CH3、 c5h6、碳原子数为l-10的烷基或烯烃基，n为1、 2、3<本专利技术以含硅氢键的苯乙炔基硅烷和烷基硼酸或硼酸为原料，催化剂如金属铂，金属镍、胶体镍等，有机溶剂为6 8碳原子的芳香烃、石油醚、丁醚、 N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺，或其混合溶剂，合成含硼苯乙炔基硅技术路线如下所示:<formula>formula see original document page 5</formula>本专利技术含硼苯乙炔基硅氧垸的制备方法如下(1) 在惰性气体保护下，将烷基硼酸或硼酸加到有机溶剂中(烷基硼酸与有 机溶剂质量比为l: 1 — 10)，搅拌，加热，使垸基硼酸或硼酸溶于有机溶剂 中，并混合均匀；(2) 将苯乙炔基硅烷与有机溶剂(苯乙炔基硅垸与有机溶剂体积比为l: l一10)的混合溶液，逐滴滴加到烷基硼酸或硼酸与有机溶剂的混合液中，滴加 过程体系温度保持为50—11(TC，滴加完毕，体系温度控制在温度为100—160 。C，反应10—45小时。(3) 反应结束，将所得物抽滤，去除催化剂，取滤液，置于旋转蒸发仪中蒸 除溶剂，得到棕黄色粘稠液体或固体，即为含硼苯乙炔基硅氧烷。本专利技术通过硅氢键与硼羟基的脱氢反应，将B—O键引入到苯乙炔硅烷分子 中，从而改善苯乙炔基硅烷的耐热氧化性能。该反应条件易控制，工艺流程非 常简单，操作简便易行。本专利技术的含硼苯乙炔基硅烷为棕色粘稠液体或固体， 其高温固化物具有优异的耐热氧化性能，空气气氛下，Tds为70(TC以上，900 'C的质量保留率90X以上。适用于制备陶瓷前躯体、高性能复合材料基体、耐 烧蚀材料、耐高温涂层等多种用途。具体实施例方式结合实施进一步说明本专利技术的技术解决方案-实施例l:制备含硼苯乙炔基硅氧垸(其中，R、 R，分别为C6Hs、 CH3， n 为2)在氮气保护下，向100ml的三口瓶中加入0.025mol苯硼酸(3.05g)、 0.021g 镍粉及15mlN， N-二甲基甲酰胺，搅拌下升温至4(TC，使苯硼酸完全溶于溶剂 中；将0.05mo1甲基二苯乙炔基硅烷(12.38)和201111>1， N-二甲基甲酰胺混合溶 液逐滴滴入苯硼酸的溶液，体系温度保持在90'C土5'C;滴加完毕，体系温度控制在12(TC土5X:，反应24h。反应结束，将所得物抽滤，去除催化剂，取滤液， 置于旋转蒸发仪中蒸除溶剂，得到棕黄色粘稠液体或固体，即为含硼苯乙炔基 硅氧烷。实施例2:制备含硼苯乙炔基硅氧烷(其中，R、 R，分别为C6Hs、 CH3， n 为3)在氮气保护下，向100ml的三口瓶中加入0.025mol硼酸(1.55g)、 0.031g 镍粉及15mlN， N-二甲基甲酰胺，搅拌下升温至4(TC，使苯硼酸完全溶于溶剂 中；将0.075mo1甲基二苯乙炔基硅垸(18.45g)和25mlN, N-二甲基甲酰胺混合 溶液逐滴滴入硼酸溶液中，体系温度保持在90。C士5X:;滴加完毕，体系温度控 制在12(TC士5。C，反应24h。反应结束，将所得物抽滤，去除催化剂，取滤液， 置于旋转蒸发仪中蒸除溶剂，得到棕黄色粘稠液体或固体，即为含硼苯乙炔基 硅氧垸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型含硼苯乙炔基硅氧烷，其特征在于所述的新型含硼苯乙炔硅氧烷具有以下结构：　　　　＊＊＊　　　　其中，Ｒ、Ｒ’为ＣＨ↓［３］、Ｃ↓［５］Ｈ↓［６］、碳原子数为１－１０的烷基或烯烃基，ｎ为１、２、３。

【技术特征摘要】
1、一种新型含硼苯乙炔基硅氧烷，其特征在于所述的新型含硼苯乙炔硅氧烷具有以下结构其中，R、R’为CH3、C5H6、碳原子数为1-10的烷基或烯烃基，n为1、2、3。2、 权利要求1所述的含硼苯乙炔基硅氧垸，其特征在于R、 R，为CH3、 C5H6、 碳原子数为l-10的垸基或烯烃基，n为1、 2、 3。3、 权利要求1所述的含硼苯乙炔基硅氧垸的制备方法是在干燥的惰性气氛下，垸基硼酸或硼酸与有机溶剂按质量比1: 1 10混合， 加热搅拌，使垸基硼酸或硼酸完全溶于有机溶剂，加入催化剂；将烷基氢二苯 乙炔基硅垸与有机溶剂按质量比l: 1 10混合溶解后，逐滴滴加到烷基硼酸或 硼酸与有机溶剂的混合溶液中，搅拌反应，即得到含硼苯乙炔基硅氧烷。4、 根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宁，倪礼忠，高万星，陈建定，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]