[发明专利]聚硼硅氧烷及其制备方法

说明书

相关申请的交叉参考

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2008年3月4日提交的美国临时专利申请序列号No.61/033442的权益。美国临时专利申请序列号No.61/033442在此通过参考引入。

发明领域

本发明涉及聚硼硅氧烷和更特别地涉及具有低含量与硼键合的羟基的聚硼硅氧烷。本发明还涉及制备该聚硼硅氧烷的方法。

发明背景

硼硅氧烷及其制备方法是本领域已知的。例如，Burns等人的美国专利No.5112779公开了通过热解含预陶瓷的硼硅氧烷、碳化硅粉末、用于硼硅氧烷的固化剂、用于硼硅氧烷的交联剂和任选地额外的加速烧结的组分的混合物，制备高度致密的陶瓷体。

Yajima等人的美国专利No.4152509公开了通过加热至少一种硼酸化合物与苯基硅烷以进行缩聚反应而产生的硼硅氧烷聚合物。

Yajimi等人的美国专利No.4248814公开了生产耐热陶瓷烧结体的方法，该方法包括通过添加0.01-15％重量在至少一部分Si的侧链内含苯基且具有由B、Si和O组成的骨架结构的聚硼硅氧烷到结构为-(R¹R²Si)_n-的聚硅烷中(其中n为至少3，和R¹与R²彼此独立地表示甲基、乙基、苯基或氢)，和在对反应呈惰性的氛围内加热该聚合物混合物从而聚合它，制备部分含硅氧烷键的聚碳硅烷；混合所述聚碳硅烷与由选自下述中的至少一种成员组成的陶瓷粉末：氧化物、碳化物、氮化物、硼化物和硅化物；使所得混合物成型；和在该混合物成型的同时或之后，在真空下或者在由选自惰性气体、一氧化碳气体、二氧化碳气体、氢气、氮气和烃气体中的至少一种气体组成的氛围下，在800℃-2000℃的温度下烧结该混合物。

Pillot等人的美国专利No.6180809B1公开了通过制备聚硼硅氧烷前体，使该前体进行氮化水解以获得无定形硼和硅的氮氧化物，和任选进行额外的热解以获得结晶的硼和硅的氮氧化物，从而制备的硼和硅的氮氧化物。通过在催化剂存在下缩合用通式R³R⁴SiCl₂表示的聚氯代硅烷与用通式(R⁵O)₃B表示的硼酸烷酯，制备聚硼硅氧烷前体，其中取代基R³和R⁴相同或不同且各自表示氢原子、氯原子、具有小于或等于5个碳原子的直链或支链烷基或链烯基或炔基，或者具有6-18个碳原子的芳基或芳烷基，R⁵表示具有1-5个碳原子的直链或支链烷基。

尽管前述参考文献公开了各种硼硅氧烷，但它们没有公开本发明具有低含量与硼键合的羟基的聚硼硅氧烷或制备该聚硼硅氧烷的方法。

发明概述

本发明涉及具有下式的聚硼硅氧烷：

(R¹₂BO_1/2)₁[(BO_(3-v)/2)(OH)_v]_m[(R¹BO_(2-w)/2)(OH)_w]_n(R¹₃SiO_1/2)_p[(R¹₂SiO_(2-x)/2)(OH)_x]_q[(R¹SiO_(3-y)/2)(OH)_y]_r[(SiO_(4-z)/2)(OH)_z]_s(I)，其中每一R¹独立地为C₁-C₁₀烃基或C₁-C₁₀卤素取代的烃基，1为0-0.2，m为0-0.5，n为0-0.6，p为0-0.7，q为0-0.9，r为0-0.999，s为0-0.5，v为0-0.05，w为0-0.05，x为0-0.45，y为0-0.63，z为0-0.25，m+n为0.001-0.58，q+r+s为0.42-0.999，(p+2q+3r+4s)/(3m+2n)为1.01-1000，1+m+n+p+q+r+s≈1。