本發明涉及硅橡膠復合材料，具體涉及一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠及其制備方法與應用。
背景技術：
1、可陶瓷化聚合物因其陶瓷化后的產物具有優異的耐高溫、耐燒蝕、阻燃等特性，成為航空航天、電子、船舶等領域熱防護材料研制的熱點。其中以硅氧結構為主鏈的有機硅橡膠因其優異的耐高低溫性能、化學穩定性和耐候、高殘重等特性成為可陶瓷化聚合物的理想基體之一。
2、傳統的陶瓷化硅橡膠以高瓷化強度為首要要求，在現有的硅橡膠可瓷化技術中都是通過單一的引入大量的低熔點玻璃粉體或陶瓷化粉體，促進高溫下的傳質過程和晶體形成過程，從而達到降低成瓷溫度的效果，形成單層的硅橡膠防護層，此結構可以抵抗火焰的沖擊，但在隔熱方面不如具有多層結構的硅橡膠復合材料的隔熱效果好。而多層硅橡膠復合材料多數采用兩層及以上的材料疊加復合而成（例如分別加工多種硅橡膠，然后粘結成一體），工藝較復雜。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題在于提供一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠及其制備方法，通過成瓷填料和隔熱填料在硅橡膠中的梯度分布，提高陶瓷化硅橡膠的耐火和隔熱性能。
2、本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：
3、本發明的第一個目的在于提供一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠，所述陶瓷化硅橡膠包括硅橡膠和成瓷填料，所述成瓷填料的含量沿硅橡膠厚度方向呈梯度分布。
4、本發明的第二個目的在于提供一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，包括以下步驟：
5、(1)?將乙烯基硅油、催化劑、偶聯劑和填料混合均勻，得到基膠a；
6、(2)?將剩余乙烯基硅油、含氫硅油、抑制劑、偶聯劑和填料混合均勻，得到基膠b；
7、(3)?將基膠a和基膠b混合均勻，得到液體硅橡膠；
8、(4)?將液體硅橡膠倒入模腔中，靜置使填料沉降和/或上?。?/p>
9、(5)?將靜置后的硅橡膠進行硫化，得到具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠。
10、本發明的第三個目的在于提供所述具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠在熱防護材料中的應用。
11、本發明的有益效果是：
12、1、本發明提供的陶瓷化硅橡膠的制備方法實現了具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的一體成型，與常規的多層復合結構相比，具有工藝簡單、易操作的特點。
13、2、在常溫下，本發明所述陶瓷化硅橡膠具有與普通橡膠及熱塑性彈性體同樣優異的彈性、柔軟性、阻燃性、電性能、耐高低溫性、耐油以及防水等性能。
14、3、在火焰沖擊下，本發明所述陶瓷化硅橡膠在受火面至背火面形成瓷化強度逐漸降低的梯度結構，此結構表面堅硬的陶瓷殼體可以阻擋外部火焰的沖擊；內部硅橡膠吸收熱量后受熱分解形成具有弱瓷化強度和無強度的多孔結構，該特殊的多孔結構能隔絕熱量的傳遞，在1200℃火焰溫度持續沖擊下，背火面在30min內仍可保持硅橡膠的部分柔軟性。
15、4、在均勻的高溫環境下，如在600℃馬弗爐中煅燒30min，本發明所述陶瓷化硅橡膠形成一種梯度結構，外部是堅硬的陶瓷殼體，內部是無強度的粉末結構，該結構亦有優異的隔熱效果。
1.一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠，其特征在于：所述陶瓷化硅橡膠包括硅橡膠和成瓷填料，所述成瓷填料的含量沿硅橡膠厚度方向呈梯度分布。
2.根據權利要求1所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠，其特征在于：所述陶瓷化硅橡膠還包括隔熱填料，且所述隔熱填料的含量相對于成瓷填料呈相反的梯度分布。
3.一種具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述液體硅橡膠中乙烯基硅油、含氫硅油、填料、偶聯劑、催化劑、抑制劑的重量比為(20~120)?:(2~10)?:?(10~80)?:?(0.5~3.5)?:?(0.1~1)?:?(0.05~1)。
5.根據權利要求3所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述混合為真空混合，混合時間為0.5~2h，真空度為-0.08?~-0.1mpa；所述硫化的溫度為120~180℃，壓力為12~15mpa，時間為5~20min。
6.根據權利要求3所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述靜置的時間為0.5~6h。
7.根據權利要求3所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述填料為成瓷填料和/或隔熱填料；
8.根據權利要求7所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述成瓷填料選自碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、氫氧化鎂、氫氧化鋁、高嶺土、埃洛石、低熔點玻璃粉、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鈦、方解石、碳化硅中的至少一種；
9.根據權利要求3所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于：所述乙烯基硅油由運動粘度為500~1000mpa·s的乙烯基硅油i和運動粘度為10000~30000mpa·s的乙烯基硅油ii組成；
10.權利要求1~2任一項所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠或通過權利要求3~9任一項所述的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠的制備方法制備得到的具有梯度結構的陶瓷化硅橡膠在熱防護材料中的應用。