JPS6189230A - ポリオルガノヒドロシラザンの製造方法 - Google Patents

ポリオルガノヒドロシラザンの製造方法

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JPS6189230A
JPS6189230A JP59211700A JP21170084A JPS6189230A JP S6189230 A JPS6189230 A JP S6189230A JP 59211700 A JP59211700 A JP 59211700A JP 21170084 A JP21170084 A JP 21170084A JP S6189230 A JPS6189230 A JP S6189230A
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Mikiro Arai
新井 幹郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、!RKセラミック原料としてすぐれた特性を
有する高分子量のポリオルガノ(ヒドロ)シラザンを高
収率で製造する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
これまで、Iリシラザンは、メチルジクロロシランのよ
うなオルがノクロロシラン類を非反応性溶媒中で乾燥ア
ンモニアと反応させて製造されている。ところが、この
方法で得られる重合物は、低重合度の環状体である九め
に、空気中の水分等で加水分解を受けやすく、又、高温
焼成時に蒸発損失が大きく、セラミック原料としては好
1しくなかった。さらに1この製造法には収率が低いと
いう欠点があった。そこで、このような低重合度の環状
体を原料とし、粘土質固体触媒の存在下で/θO〜30
0ccK加熱して環状体を開環させて重合させ、高分子
量のポリシラザンを製造する方法が提案されている(特
開昭s 4!−93100)が、この方法では不溶性で
固いプリマーが生成し、セラミック原料、ポリマー硬化
剤や表面処理剤としては好ましくない。
一方、オルガノクロロシラy類を乾燥アンモニアと反応
させた後、塩化アンモニウムを分離除去して得之低重合
度の環状シラザンに、さらにKH1N&Hなどの触媒を
用いる方法が提案されている〔サフエスら(P、5ey
ferth et al−) pコミニュケイションズ
 オプ デ アメリカン セラミック ソサエティ(C
ommunieatlons of theAmerl
ean  Ceramle  5oclety  ) 
   C−/J、2   (6)  19g4t’J。
この方法によると高分子量のはしご状ポリシラザンが得
られるが、■オルがノクロaシラン類から出発して一段
階の製造工程を経なければならない、■この間の収率は
最高でもIIである、■引火性の高い溶媒や発火性の大
きい触媒や乾燥剤を使用しなければならない、■使用す
る触媒や触媒失活剤が高価であシ再使用できない、とい
う欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、本発明は、セラミック原料、特に窒化珪素/炭
化珪素体を効率よく製造できる原料として用いるのに適
した高分子量のプリオルガノ(ヒドロ)シラザンを、高
価な触媒を用いなくとも高収率で製造できる方法を提供
するものである。
〔問題点を解決する九めの手段〕
本発明は、オルガノノ−ロンラン類がルイス塩基と錯体
(ルイス塩)を形成すること〔キャンプペル・ファーガ
ソンら(H,J、 Campbell−Furguso
net al、)、 J、 Chem、 Soe、 (
A)  /!rag −/左1 。
tqt、b)に注目し、オルガノハロシラン類として、
分子内に水素原子を7個有するオルガノ(ヒドロ)ノハ
ロシランを用いた上記錯体な反応原料として用いると、
セラミック原料用忙特に適した高分子量のデリオルガノ
シラデンが得られるとの知見に基づくものである。
すなワチ、本発明は、オルガノ(ヒドロ)−)ノーロシ
ランとルイス塩基との錯体に乾燥アンモニアを反応させ
ることを特徴とするポリオルガノ(ヒト、口)シラザン
の製造方法を提供するものである。
本発明で用いるオルガノ(ヒドロ)X)ノ)ロシランは
、次の一般式(I): 雷 (式中、Rけアルキル基、アリール基又は前記以外でS
I  K直結する原子が炭素である基、Xはハロゲノを
示す。) で表わされるものである。これらのうち、Rとしては、
通常炭素数が7〜7、好ましくは1〜S、さらに好まし
くは/〜−のアルキル基、a〜7のアルケニル基、3〜
7のシクロアルキル基、アリール基であり、Xとしては
通常フッ素、塩素、臭素及びヨウ素好ましくは塩素のも
のが使用される。アリール基トしてはフェニル、トリル
、キシリル、メシチル、クメニル、ベンジル、フェネチ
ル、α−メチルベンジル、ベンズヒドリル、トリチル、
スチリル、シンナミル、ビフェニル、ナフチル等ヲfe
 用することができる。このうちでも、特にメチル(ヒ
ドロ)ジクロロシラン、エチル(ヒドロ)ジクロロシラ
ン、ビニル(ヒドロ)シラン、アリル(ヒドロ)シラン
、フェニル(ヒドロ)ジクロロシラン、ぺ/ジル(ヒド
ロ)シラン等が好ましい。
本発明においては、分子内に水素原子を1個有する前記
一般式(1)の化合物を用いることが特に重要であり、
分子内に水素原子を1個も有しないジフェニルジクロロ
シランを用いたのでは本発明の目的が達せられないので
ある。
本発明で用いるルイス塩基としては、オルガノ(ヒトI
:t)ジハロシランと錯体(ルイス塩)を形成する反応
以外の反応をしないで、さらに生成した錯体がアンモニ
アで分解できるものが対象とされる。例えば、3級アミ
ン類(トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエ
チルメチルアミン、及びトリエチルアミン等のトリアル
キルアミン、ピリジン、ピコリン、ジメチルアニリン及
びこれらの誘導体)、立体障害性の基を有する2級アミ
ン類、フォスフイン、スチビン、アルシン及びこれらの
誘導体等(例えばトリメチルフォスフイン、ジメチルエ
チルフォスフイン、メチルジエチルフォスフイン、トリ
エチルフォスフイン、トリメチルアルシン、トリメチル
スチビン、トリメチルアミン、トリエチルアミン等)を
挙げることができる。又、低沸点でアンモニアより塩基
性の小さい塩基(例えばピリジン、ピコリン、トリメチ
ルフォスフイン、ジメチルエチルフォスフイン、メチル
ジエチルフォスフイン、トリエチルフォスフイン)が好
ましい。さらに、取り扱いやすさ、経済性の点からピリ
ジン又はピコリンが好ましい。オルガノ(ヒドロ)ジハ
ロシランに対するルイス塩基の量は、モル比で003以
上、好ましくは/、0以上、より好ましくはへS以上と
するのがよい。
本発明では、上記のオルガノ(ヒドロ)X)ノーロシラ
ンにルイス塩基゛を付加させて錯体(ルイス塩)を形成
させるが、その際、反応溶媒としては、ル  !i イス塩基単独、あるいは非反応性溶媒とルイス塩基との
混合物を用いるのがよい。非反応性溶媒としては、脂肪
族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水
素溶媒、ノーロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロ
ゲン化ベンゼン等のノ10rン化炭化水素、脂肪族エー
テル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。
好ましい溶媒は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化
炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、
トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化
炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エ
チルブチルエーテル、ブチルエーテル、l、2−ジオキ
シエタン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒ
ドロフラン、テトラヒドロビラン等のエーテル類、ペン
タン、ヘキサン、インヘキサン、メチル4ンタン、ヘプ
タン、イソヘプタン、オクタン、イノオクタン、シクロ
インタン、メチルシクロインタン、シクロヘキサン、メ
チルシクロインタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼン等の炭化水素である。これらの溶媒のう
ち、安全性などの点から、ジクロロメタンやピリジンが
特に好ましい。
溶媒中のオルガノ(ヒドロ)ジハロシランの濃度は任意
とすることができるが、7〜/、5−重@チ(以下、チ
と略称する)の範囲とするのがよい一0又、錯体を形成
させる条件として、温度は反応系が液体となる範囲なら
いずれでもよいが好ましくは常温であり、圧力は常圧が
よい。反応は極めて速いので反応時間を任意に定めるこ
とができる。
次に、このようにして製造した錯体に乾燥アンモニアを
反応させて加安分解(アンモノリシス)を行なわせる。
この際使用するアンモニアは気体でも液体でもよい。ア
ンモニアの乾燥は、例えば固体水酸化ナトリウムに通し
た後、金属ナトリウムに通すなどの方法により行なうの
がよい。アンモニアの添加量は、オルガノ(ヒドロ)ジ
ハロシランに対して、モル比で0.5〜コO倍、好まし
くけダル13倍、より好ましくは5〜70倍とするのが
よい。反応溶媒、反応温度、反応圧力、時間とも錯体形
成時の条件と同じでよい。又、反応系中の水分量は、例
えば!; 00 ppm以下とするのが望ましい。反応
終了後、遠心分離などの常用手段を用いてポリシラデン
を分離する。得られたポリシラザンは、一般式(■): R (式中、Rは式(わと同じ意味を有する。)で表わされ
る構成単位を有するものであり、重合度がダ〜/700
 のものである。
〔発明の効果〕
本発明の製造方法によれば、加熱減量が少なく、高温強
度の高いセラミック原料が高収量で得られるが、このほ
かKも種々の利点が得られるのである。つまり、本発明
の方法によって製造したポリシラザンをIリエステル樹
脂や工Iキシ樹脂等の硬化剤として用いると、引張り強
度及び熱安定性を向上させることができる。又、コーテ
ィング剤として用いると、耐摩耗性、防水加工性及び耐
酸性を向上できる。
従って、本発明の方法によって製造されたポリシラデ/
は、シリコンカーバイド、9化物などの原料、各種合成
樹脂用の硬化剤、コーティング剤、撥水剤、シリコンゴ
ムの安定剤、フィルム等極めて広範囲に使用されるので
ある。
次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。
〔実施例〕
実施例1 内容積コOO−のダつロフラスコにガス吹込管、メカニ
カルスターラー、ジュワーコンデンサー及び滴下ロート
を装着した装置を用い、反応系内を9素がスで置換した
。この装置を水浴で冷却し、これにメチルジクロロシラ
ン(CH,5IHC/2)  A、Ot<sコ、コmm
ol)と乾燥ジクロロメタン70−とを入れた。次に滴
下ロートを通して、乾燥ピリジン/4.6 t (2/
 Qmmol )  を滴下しながら加えて錯体を形成
させ、無色の溶液を得た。その後、この溶液を攪拌しな
がら、これに乾燥アンモニアダ、10ψ (コダθmm
ol)を窒素がスとともに吹き込んで加安分解を行なっ
た。反応中、少量のフユームが生成したが、ガス流路閉
塞や反応器内壁固着堆積等のトラブルは生じなかつfc
 eアンモニアの添加によって反応溶液は白色のスラリ
ー状となった。反応終了後、反応混合物を遠心分離した
後、濾過した。P液から溶媒を減圧除去し、4リメチル
(ヒドロ)シラザンを無色の粘性油としてλ9gOψ得
た。収率はSt  基準で91チであった。
この粘性油を蒸気圧降下法で測定したところ、平均分子
量が/、77×10  で、平均重合度が30であるこ
とがわかった。
この生成物を熱重量分析計を用いて、窒素気流中、昇温
速度s’c1分、最高到達速度7000℃の条件で焼成
した。熱重量分析曲線を第1図に示す。
焼成後の黒色固体残留物重量は焼成前のダ弘チであった
。従って、本発明の方法により製造したポリシラザンは
セラミック原料を製造する方法として経済性が高いこと
がわかる。
比較例/ 乾燥ピリジンを使用せずに、メチルジクロロシラン!;
、!; fl (+7.g mmol )、ジクロロメ
タン67−及び乾燥アンモニア4./ p (コ弘Om
mol)(7)量として、実施例/と同様の反応を行な
い、反応生成物/、q?J Pを無色の液体として得た
。収率けSi基準で70.7  %であったが、この生
成物の平均分子量FiA61.と低く、平均重合度は、
ダ、Sであつ友。
このものを、実施例1と同じ条件で熱重量分析計を用い
て焼成した。熱重量分析曲線を8g−図に示す。焼成後
の黒色固体残留物重量は焼成前のl弘チと低かった。
実施例コ ニチルジクロロシラン(C2H55tH(42) 3.
00 S’(コ3.コmmol)、乾燥ピリジン7−9
3 !? (93,9mmol ) 、乾燥アンモニア
3.110 f (200mmol)及び乾燥ジクロロ
メタン1OO−を用いて、実施fll /と同様の反応
を行なったところ1.l?リエチル(ヒドロ)シラザン
を無色の粘性油として!、1./9得た。収率ti81
  基準で9S%、平均分子量//70 、平均重合度
16であった。又、実施例/と同様の売件で焼成したと
ころ、黒色固体がIIaチの収率で得られた。
実施例3 フェニルジクロロシラン(c6a5stHcz2)弘、
lユ9(コ3−3 m mol )、乾燥ピリジン7、
Q3 ? (93,9mmql)、乾燥アンモニアj、
’IO? (200mmol)及び乾桑ジクロロメタ7
1Qθ−を用いて、実施例1と同様の反応を行なつtと
ころ、Iリフェニル(ヒドロ)シラザンを無色の高粘性
油としてコ6gコ?得之。収率けSi  基準で100
%、平均分子量6t3、平均重合度5.6であった。又
、実施例/と同様の条件で#放したところ、黒色固体が
ダ亭チの収率で得られ之。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法によって製造したIリメチル(
ヒドロ)シラザンの熱重量分析曲線を、第一図は従来の
方法で製造し之Iリメチル(ヒドロ)シラザンの熱重量
分析曲線を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オルガノ(ヒドロ)ジハロシランとルイス塩基と
    の錯体に乾燥アンモニアを反応させることを特徴とする
    ポリオルガノ(ヒドロ)シラザンの製造方法。
  2. (2)オルガノ(ヒドロ)ジハロシランが、炭素数1〜
    10のアルキル(ヒドロ)ジクロロシラン又はアリール
    (ヒドロ)ジクロロシランである特許請求の範囲第(1
    )項記載の製造方法。
  3. (3)ルイス塩基が、炭素数1〜3のアルキル基を有す
    るトリアルキルアミン又はトリアルキルフオスフインで
    ある特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法。
  4. (4)ルイス塩基が、ピリジン又はピコリンである特許
    請求の範囲第(1)項記載の製造方法。
  5. (5)ルイス塩基の量がオルガノ(ヒドロ)ジハロシラ
    ンの約0.5倍モル以上である特許請求の範囲第(1)
    項記載の製造方法。
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