[发明专利]一种耐高温陶瓷纤维的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将带搅拌装置的反应器反复抽真空、充干燥氮气至少三次，以排除其中的空气和水分，将反应器预冷至零下8-12℃；

(2)将反应原料硼卤烷、卤硅烷及烷基胺按硼卤烷∶卤硅烷的摩尔比为1∶10-10∶1，烷基胺过量的配比加入反应器中；

所述硼卤烷的分子式如下所示：

BX_aR¹_3-a

其中，卤素X＝Cl，Br；R¹＝H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基；a＝1、2、3；

所述卤硅烷为烷基卤硅烷，其分子通式为：

R²_mR³_nSiR⁴_(4-m-n)

其中烷基R²及R³＝H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基；R²及R³相同或不同；卤素R⁴＝Cl，Br；m及n＝0、1、2、3、4，m+n＜4且m、n不同时为0；

所述烷基胺化合物的分子通式为：

R⁵_pR⁶_qN

其中R⁵及R⁶＝H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基，R⁵及R⁶相同或不同；p及q＝0、1、2、3，p+q＝3；

所述另一卤硅烷通式为：

R_b⁶SiX_(4-b)

其中R⁶＝H、甲基、乙基、丙基、丁基或苯基，b＝0、1、2；X＝Cl、Br。

所述硼卤烷、卤硅烷以注射的方式加入预冷至零下8-12℃的带搅拌装置的反应器中，然后一边搅拌，一边加入第三种单体烷基胺，反应迅速进行，放热使体系温度升高并产生沉淀，至体系温度不再升高时，停止第三种单体烷基胺的加入；

(3)待体系温度降至室温时，将第(2)步所得产物在干燥氮气的保护下过滤，将所得滤液置于带冷凝管和裂解柱、回流装置的反应器中，缓慢加热进行共热缩聚，最终反应温度为200-500℃，并在该温度下保温1-10小时；

(4)将体系温度降至150-350℃，减压蒸馏0.5-4小时，除去溶剂、小分子后，降至室温，即得到无色透明的先驱体聚硼硅氮烷；

(5)将第(4)步所得聚硼硅氮烷先驱体置于熔融纺丝装置中，在高纯氮气保护下加热并进行脱泡处理后，在120-300℃，2-7×10⁵Pa压力下，以50-500m/min速度进行熔融纺丝，制得直径为8-15μm的PBSZ原丝；

(6)将第(5)步所得PBSZ原丝置于不熔化容器中，用干燥氮气置换容器中的空气，缓慢升温至低于先驱体软化点5℃-25℃，然后一边通氮气一边缓慢通入BCl₃或另一卤硅烷气体5-120分钟，然后再迅速通入氨气或水蒸汽，即得到不熔化纤维；

(7)在高纯惰性气氛或活性气氛的高温炉中，将PBSZ不熔化纤维按100-200℃/hr的升温速度升温至800-1300℃，并在该温度下保温处理1-6小时后，制得Si-B-N-(C)纤维；

所述惰性气氛为高纯氮气、高纯氩气或高纯氦气，所述活性气氛为氨气或氢气。

2.根据权利要求1所述的耐高温陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，所述第(1)步，将反应器预冷至零下8-12℃。

3.根据权利要求1或2所述的耐高温陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，所述第(3)步，最终反应温度为280-400℃，并在该温度下保温2-5小时。

4.根据权利要求1或2所述的耐高温陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，所述第(4)步，减压蒸馏的温度为200-300℃，时间为0.5-2小时。

5.根据权利要求3所述的耐高温陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，所述第(4)步，减压蒸馏的温度为200-300℃，时间为0.5-2小时。