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1、第21卷第7期2013年7月精细与专用化学品FineandSpecialtyChemicals全氢聚硅氮烷的应用及产业化张宗波，肖凤艳，罗永明，徐彩虹(中国科学院化学研究所，北京100190)摘要：全氢聚硅氮烷(PHPS)是一类重要的化工原材料，在微电子、液晶显示、汽车美容、塑料包装等领域具有广阔的市场「本文分析了该材料的应用前景，并总结了目前主要原料提供商的生产情况，指岀了国内在此方面的差距。关工词：全氯聚硅氮烷；涂层；应用；产业化Applicationandindustrializationofperhydropo
2、lysilazaneZHANGZong-bo,XIAOFeng-yan,LUOYong-ming,XUCai-hong(InstituteofChemistrytChineseAcademyofSciences,Beijing100190fChina)Abstract:Perhydropolysilazane(PHPS)isakindofimportantchemicalrawmaterialtwhichhaswideapplicationsinmicroelectronictliquidcrystaldisplayf
3、motorcar,andplasticpackagemarkets.Inthispaper,theapplicationcasesofthismaterialareprovidedandthemanufacturersarelisted・Finally,thedevelopmentofPHPSinChinawasdis・cussed・Keywords：perhydropolysilazane；coatings；applications；industrialization收稿日期：201305-31作者简介：张宗波(19
4、84-).男.博士，主要从爭有机硅材料的研究工作，已经公开发表文章20余篇,氯硅烷上游单体的产莹过剩，以及国内多晶硅行业的不景气，促使氯硅烷单体生产厂家积极拓展下游产品，开发高附加值的含硅新材料是科研单位以及有机硅厂家的发展重点。与水解或醇解氯硅烷得到硅氧化合物相似，氨解或者胺解氯硅烷则可得到含有Si-N键的硅氮化合物。对于硅氮化合物的研究可以追溯到20世纪20年代,1921年，Stock和Somieski的研究小组,第一次报道采用氨气氨解氯硅烷制备聚硅氮烷。尽管如此，硅氮化合物的应用之路并不畅通，主要原因有两个：一是
5、大部分聚硅氮烷相对活泼，与水、极性化合物、氧气等具有较高的反应活性，因此保存和运输较为困难；二是聚硅氮烷的制备方法尚不完善，不能有效地对反应产物进行控制，反应产物复杂，分子量偏低。1965年，硅氮化合物的研究先辈之E.G.Rochow断言⑴：“硅氮化合物尤其是聚硅氮烷是毫无用途的”。但随着化工科技的发展，这一断言也被无情的推翻。如今，Si・N小分子及聚合物越来越得到重视，在催化剂、化学气相沉积(CVD)小分子前驱体、聚合物陶瓷前驱体等方面发挥着不可或缺的作用。小分子Si・N化合物，如六甲基二硅氮烷，可用于粉体表面处理、
6、药物合成、聚硅氮烷合成等,目前可提供厂商较多。用于半导体沉积的小分子前驱体Si・N化合物也有众多厂商供应。对比之下,可提供Si・N聚合物的厂商较少，之前有Clariant,KiON等公司，后来KiON公司被Clariant公司收购。2012年，Clariant又将聚硅氮烷涂层方面的业务卖给了AZ电子材料公司，保留其复合材料及纤维方面的业务。韩国一家公司UPChemicals也在积极介入Si・N聚合物的研发和生产，并由于专利问题，与AZ公司对簿公堂。聚硅氮烷可简单分为有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷，有机聚硅氮烷就是侧链含有有
7、机基团的Si・N聚合物；无机聚硅氮烷是侧基全为氢的Si・N聚合物，通称为全氢聚硅氮烷(Perhydropolysilazane,PHPS)o可提供商品化有机聚硅氮烷的厂家目前只有AZ电子材料公司，可提供全氢聚硅氮烷的公司有AZ和UPChemicaiso其中PHPS市场价值最大，每年的销售额在10亿美元以上。笔者之前已撰文对PHPS的特性和应用进行了综述3,但是并未对各个领域相应的市场规模做分析，本文将针对该产品在各领域的市场前景进行分析，并结合国内的相关报道对国内该产品的开发和应用进行总结。1PHPS的市场前景1.1半
8、导体行业PHPS现已成为一类重要的旋涂玻璃(spinonglass,SOG)材料，用于填充间隙和层间介电质(interlayerdielectric,ILD)o最早被用于SOG的材料包括有机的聚硅氧烷和正硅酸乙酯。聚硅氧烷SOG吸水性强，耐热性差，不能进行等离子体处理。正硅酸乙酯SOG水解形成SiO2,不吸收多余水汽，并且耐热性佳
