陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料及其应用的制作方法

本发明涉及高强度耐烧蚀涂料技术领域，尤其是涉及一种陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料及其应用。

背景技术：

随着我国航空航天及国防技术的发展，耐烧蚀涂料得到了越来越多的应用。比如捆绑型运载火箭体表面需要涂敷一层耐烧蚀防热涂料，以抵抗每平方米几百至上万千瓦的热流冲刷载荷。另外，导弹发射装置需要在表面涂覆一层耐烧蚀涂料，以抵抗燃气流温度2400k的高温和高速的燃气冲刷。目前市场上传统的防热涂层以酚醛树脂、环氧树脂等为基体树脂，依靠添加低密度填料(软木粉、空心玻璃微球等)或耐高温填料(氧化铝、氧化锆、陶瓷粉等)来实现涂层的防隔热性能，这类涂料通过机械混合多种填料来实现烧蚀、隔热和耐冲刷得防护作用，这导致该类涂料的密度远大于1.0g/cm3，无法满足航空航天得轻质化需求。此外，现有得耐烧蚀防热涂料产品的施工厚度大，大多采用刮涂为主，施工性较差，并且无法实现室温干燥固化，不方便使用。因此研发一种组份简单、轻质、同时具有耐高温和高机械性能的涂料配方和制备方法，对于航空航天及国防技术的发展具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料，该涂料所形成的涂层结合强度高，能耐1500℃以上瞬时高温，经受火箭、导弹发射多次冲刷后具备可修补性，同时具有优异的防热效果，可有效保护发射装置受到烧蚀损伤，并具有较高的强度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料，采用双层复合涂层体系，由内层的ti隔热涂料和外层的ta耐烧蚀涂料复合构成，所述ti隔热涂料与所述ta耐烧蚀涂料的厚度比为4～7:2～5。

所述ti隔热涂料由a组分、b组分按质量比为100：2～100：3配制得到，

所述a组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

室温硫化有机硅橡胶20-30份，具有低热导率的无机隔热填料10-25份，偶联剂0.5-1份，溶剂30-60份，分散剂0.5-1份；

b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

所述室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或任意两种的组合，

所述具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球按质量比为1：0、1：1、2：1或3：1构成的组合，

所述偶联剂为kh-550或者kh-560的一种或者组合，

所述分散剂为纳米云母粉、纳米气相二氧化硅或者纳米蒙脱石粉中的一种或组合，

所述溶剂为环己酮、乙酸丁酯、丁酮、丙酮、120#汽油或者二甲苯溶剂中的一种或者组合。

所述二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶任意两种组合中两种组分的质量比为2：1-3：1，

所述中空玻璃微球的外径15-30μm,密度为0.15～0.2g/cm³,室温热导率≤0.05/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。

所述非对称中空陶瓷微球由8-10mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量比为4：1构成，非对称中空陶瓷微球密度为1.0～1.5g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。其制备方法参考发明专利[郭芳威等。一种制备微米级多孔陶瓷微球的方法及电喷溶液和装置,zl201410789961.5]获得，其结构如图1和图2所示，其中，图1为自制得到的非对称中空陶瓷微球的形貌结构，图2为非对称中空陶瓷微球的内部微观结构的sem照片。

所述ta耐烧蚀涂料由甲组分、乙组分按质量比为100：2～100：3配制得到，

所述甲组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

室温硫化有机硅橡胶20-30份，阻燃填料8-10份，耐高温的无机耐烧蚀填料1-3份，碳基补强填料1-2份、硅基补强填料2-5份、分散助剂0.5-1份，偶联剂0.5-1份，溶剂30-60份，

所述乙组分由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

所述室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中任意两种组分的复配物，

所述阻燃填料为氧化铁、氢氧化镁或蒙脱石中的一种或者组合，

所述耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，

所述碳基补强填料为碳纤维，

所述硅基补强填料为纳米气相二氧化硅，

所述分散助剂为无定形炭黑，

所述偶联剂为kh-550或者kh-560的一种或者组合，

所述溶剂为环己酮、乙酸丁酯、丁酮、丙酮、120#汽油或者二甲苯溶剂中的一种或者组合。

所述二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中任意两种组分的质量比为2：1-3：1，

所述短切多孔陶瓷螺旋纤维的成分包括(zr/hf)-ti-b-c-o、(zr/hf)-ti-n-c-o、(zr/hf)-si-b-c-o或(zr/hf)-si-n-c-o多元陶瓷的一种或组合，

所述碳纤维的直径为7-10μm、长度为1-3mm，该碳纤维先经过400-600℃，30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性。

所述短切多孔陶瓷螺旋纤维的制备通过参考和改进发明专利pct/cn2017/070374获得，其步骤如下：

(1)浆料配制：将陶瓷粉末加入有机溶剂，超声处理15～30分钟使粉末充分分散至有机溶剂中，加入有机粘结剂，在油浴保温状态下机械搅拌，使浆料各组分混合均匀；

(2)除气：混合均匀的浆料置于真空干燥器中除去搅拌过程中溶入的气泡，静置6～12小时形成所需的纺丝液；

(3)相转化成型：纺丝液由注射泵推动进入接收容器，然后从接收容器底部圆孔中以一定的流速进入凝固浴，在接收容器和注射泵的纺丝液喷头之间设置高压电场；

(4)浸渍：将制得的陶瓷弹簧前驱体于凝固浴中浸渍24～48小时，使相转化充分进行；

(5)干燥：在常温常压条件下对陶瓷弹簧前驱体自然干燥24～48小时；

(6)烧结：将干燥后的陶瓷弹簧前驱体置于坩埚中，在惰性气体气氛下进行烧结，之后随炉冷却获得陶瓷弹簧成品。

所述的陶瓷粉末包括8-12mol％氧化钇稳定氧化锆粉末和氧化铪粉末，两种粉末质量份数比例为1：0，8：1和6：1粉末,两种粉末d50粒径为0.02～2μm。选用钛酸四丁酯作为钛源，选用聚甲基硅烷或者正硅酸乙酯作为硅源，选用硼氢化钠粉体作为硼源，选用乙酰丙酮作为延缓水解溶剂。

所述的有机粘结剂为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯的一种。所述的有机溶剂为n-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。所述的陶瓷粉末、有机溶剂、有机粘结剂的重量比为20～40：40～60：10～30。浆料配制过程中，混合搅拌的时间为12～24小时，搅拌速度为200～500r/min，油浴温度为50～70℃。

所述的凝固浴的组份为纯净水或乙醇溶液的一种或组合。

所述的相转化成型过程中，注射泵的推动速度为5～30ml/min，接收容器底部圆孔直径为0.3～0.8cm，纺丝液的下落到凝固浴中的高度为5～30cm，作为更加优选的实施方式，注射泵的推动速度优选为10～20ml/min，纺丝液的下落到凝固浴中的高度优选为10～20cm。

所述的接收容器和纺丝液喷头增加一个高压电场，电场强度为5-15kv，从而通过电场力降低螺旋纤维的直径尺寸，最后获得纳米尺寸的螺旋纤维前驱体。

所述的烧结工艺为：将获得的螺旋纤维前驱体放置到氧化铝陶瓷坩埚中，采用纯度为99.99％的氮气或者氩气保护气氛中烧结，气流速度为500l/h,两种气压增量为0.03mpa。首先从室温状态以10℃/min升温至1200℃，然后以5℃/min升温至1400-1600℃，保温4～12h，使得碳热反应和氮化反应充分进行，并且使得陶瓷粉体颗粒发生致密化，之后随炉冷却至室温。保温温度的选择将对成品的孔隙率和相组成产生影响，一般情况下，温度越高，最终获得的陶瓷螺旋纤维孔隙率越低，强度性能越好。最终获得的陶瓷螺旋纤维结构如图3和图4所示，其中图3为自制短切多孔陶瓷螺旋纤维光镜下外观形貌，图4为短切多孔陶瓷螺旋纤维的外观形貌。

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料的应用，采用以下方法：

按配方制备的ti涂料a组份中，按配方加入b组份，利用a组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面4～7mm厚度；

按配方制备的ta涂料甲组份中，按配方加入乙组份，利用甲组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，然后在干燥的ti涂膜的表面喷涂，刮涂或辊涂至2～5mm厚度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料采用可室温硫化的有机硅橡胶为基料，配合具有耐高温、低热导和轻质的陶瓷微球和高强度的陶瓷螺旋纤维填料，避免了传统的酚醛/环氧树脂类高温防热涂料固化温度高，弹性差，填料复杂导致的密度高的的缺点。

(2)本发明中的陶瓷螺旋纤维因为具有螺旋结构，相比现有的直线玻璃/陶瓷/碳材料增强和增韧纤维状填料具有更高的比表面积，独特的螺旋结构与高的比表面积极大的提高填料与有机硅橡胶基料的界面结合力，进而实现提高涂膜的耐冲刷性能。

(3)本发明中的产品涂膜耐高温性能好，质量烧蚀率低，双层涂膜可以保证同时获得良好的耐烧蚀和防热性能，整个涂料体系稳定，便于方便施工，储存期长。

(4)本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料采用热腐蚀氧化和化学湿法两种方法改性的1-3mm长度的短切碳纤维作为增强填料，有效的提高了碳纤维在有机硅橡胶溶液中的分散性，使得短切碳纤维和陶瓷螺旋纤维形成了三维网络，解决了现有防热涂料烧蚀后大块脱落或中空的问题。

(5)本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料涂膜可以调成任意粘度的涂料和腻子，能够室温硫化，因此具备可修补性，大大降低了维修成本，能够满足航天、航空、兵工等众多产品中的防热部位的多次防热使用需求。

附图说明

图1为自制得到的非对称中空陶瓷微球的形貌结构；

图2为非对称中空陶瓷微球的内部微观结构的sem照片；

图3为短切多孔陶瓷螺旋纤维在光镜下外观形貌；

图4为短切多孔陶瓷螺旋纤维的外观形貌。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料是有ti和ta两种涂料共同使用来实现最终的耐高温防热性能。

(1)ti隔热涂料配制

ti隔热涂料是由a、b两组份按照一定的质量份数组成。a组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，具有低热导率的无机隔热填料25份，偶联剂1份，分散剂1份，溶剂43份，调配而成。

其中，所述的a组份优选的室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶。

其中，所述的具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球组合，质量份数比例为3：1。中空玻璃微球为商业化产品，微球外径15-30μm,密度为0.15g/cm³,室温热导率≤0.05w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。中空陶瓷微球由8mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量份数比例4：1构成，其密度为1.0g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。

其中，所述的偶联剂优选为kh-550；优选的分散剂为纳米云母粉。

本发明ti涂料的使用方法为：按配方制备的ti涂料a组份中，加入b组份硫化剂，b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。a、b组份涂料使用时的质量配比为100：3，充分搅拌均匀后，根据施工方式加入适量120#汽油调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面至4～7mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

(2)ta隔热涂料配制

ta隔热涂料是由甲、乙两组份按照一定的质量份数组成。甲组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，阻燃填料10份，耐高温的无机耐烧蚀填料3份，碳基补强填料2份、硅基补强填料2份、分散助剂1，偶联剂1份，溶剂51份调配而成。

其中，所述的室温硫化有机硅橡胶优选为甲基苯基乙烯基硅橡胶。

其中，所述的阻燃填料优选为氧化铁、氢氧化镁、蒙脱石的组合，质量份数比例为6：3：1。

其中，所述的耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，为本发明申请单位自制，短切多孔陶瓷螺旋纤维的优选成分为(zr/hf)-ti-b-c-o，螺旋纤维直径为7μm,长度200～500μm。

其中，所述的短切碳纤维改性偶联剂为kh-550；优选的短切碳纤维其直径为7μm、长度为1mm。改碳纤维先经过400℃/30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性。

其中，所述的硅基补强填料优选为纳米气相二氧化硅，优选的分散助剂为无定形炭黑

其中，所述的溶剂优选为120#汽油和二甲苯溶剂中的组合，组合质量份数比例为3：1。

本发明ta涂料的使用方法为：按配方制备的的ta涂料甲组份中，加入乙组份硫化剂，硫化剂由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。甲、乙两组份涂料使用时的质量配比为100：3，使用时候可以另外加入二甲苯溶剂或者120#汽油调配至规定可使用粘度，可在八成干燥的ti涂膜表面喷涂，刮涂、辊涂或喷涂至2～5mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

表1实施例1的防热涂料干燥后涂膜性能

防热涂层测试分析参考的标准方法和文件

gb/t21862.4-2008色漆和清漆密度的测定第四部分

gb/t21782.5-2010粉末涂料第5部分：粉末空气混合物流动性的测定

gb/t1725-2007色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定

gb/t1720-79(89)漆膜附着力测定法

gb/t1720-1993涂料粘度测定法

gb/t1717-1992漆膜一般制备方法

gb/t1732-93漆膜耐冲击测定方法

gb/t1731-1993漆膜柔韧性测定法

gb/t531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分

hg/t3856-2006绝缘漆漆膜吸水率测定法

gjb1201.1-1991固体材料高温热扩散率试验方法-激光脉冲法

gjb323a-1996烧蚀材料烧蚀试验方法

gjb323a-96,hb5240-1983硫化橡胶热失重试验方法

实施例2

本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料是有ti和ta两种涂料共同使用来实现最终的耐高温防热性能。

(2)ti隔热涂料配制

ti隔热涂料是由a、b两组份按照一定的质量份数组成。a组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，具有低热导率的无机隔热填料25份，偶联剂1份，分散剂1份，溶剂43份，调配而成。

其中，所述的a组份优选的室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶。

其中，所述的具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球组合，质量份数比例为1：1。中空玻璃微球为商业化产品，微球外径15-30μm,密度为0.2g/cm³,室温热导率≤0.05w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。中空陶瓷微球由8mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量份数比例4：1构成，其密度为1.2g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。

其中，所述的偶联剂优选为kh-560；优选的分散剂为纳米云母粉。

本发明ti涂料的使用方法为：按配方制备的ti涂料a组份中，加入b组份硫化剂，b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。a、b组份涂料使用时的质量配比为100：2，充分搅拌均匀后，根据施工方式加入适量120#汽油调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面至4～7mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

(2)ta隔热涂料配制

ta隔热涂料是由甲、乙两组份按照一定的质量份数组成。甲组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，阻燃填料10份，耐高温的无机耐烧蚀填料3份，碳基补强填料2份、硅基补强填料2份、分散助剂1，偶联剂1份，溶剂51份调配而成。

其中，所述的室温硫化有机硅橡胶优选为甲基苯基乙烯基硅橡胶。

其中，所述的阻燃填料优选为氧化铁、氢氧化镁、蒙脱石的组合，质量份数比例为6：3：1。

其中，所述的耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，为本发明申请单位自制，短切多孔陶瓷螺旋纤维的优选成分为(zr/hf)-ti-n-c-o，螺旋纤维直径为7μm,长度200～500μm。

其中，所述的短切碳纤维改性偶联剂为kh-560；优选的短切碳纤维其直径为7μm、长度为3mm。改碳纤维先经过600℃/30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性。

其中，所述的硅基补强填料优选为纳米气相二氧化硅，优选的分散助剂为无定形炭黑

其中，所述的溶剂优选为120#汽油和二甲苯溶剂中的组合，组合质量份数比例为3：1。

本发明ta涂料的使用方法为：按配方制备的的ta涂料甲组份中，加入乙组份硫化剂，硫化剂由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。甲、乙两组份涂料使用时的质量配比为100：3，使用时候可以另外加入二甲苯溶剂或者120#汽油调配至规定可使用粘度，可在八成干燥的ti涂膜表面喷涂，刮涂、辊涂或喷涂至1～3mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

表2实施例2的防热涂料干燥后涂膜性能

实施例3

本发明的陶瓷螺旋纤维增强轻质硅橡胶耐烧蚀涂料是有ti和ta两种涂料共同使用来实现最终的耐高温防热性能。

(1)ti隔热涂料配制

ti隔热涂料是由a、b两组份按照一定的质量份数组成。a组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，具有低热导率的无机隔热填料25份，偶联剂1份，分散剂1份，溶剂43份，调配而成。

其中，所述的a组份优选的室温硫化有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶组合，质量份数为1：1。

其中，所述的具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球组合，质量份数比例为3：1。中空玻璃微球为商业化产品，微球外径15-30μm,密度为0.15g/cm³,室温热导率≤0.05w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。中空陶瓷微球由8mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量份数比例4：1构成，其密度为1.0g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。

其中，所述的偶联剂优选为kh-550；优选的分散剂为纳米云母粉。

本发明ti涂料的使用方法为：按配方制备的ti涂料a组份中，加入b组份硫化剂，b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。a、b组份涂料使用时的质量配比为100：3，充分搅拌均匀后，根据施工方式加入适量120#汽油调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面至3～6mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

(2)ta隔热涂料配制

ta隔热涂料是由甲、乙两组份按照一定的质量份数组成。甲组份包含室温硫化有机硅橡胶30份，阻燃填料10份，耐高温的无机耐烧蚀填料3份，碳基补强填料2份、硅基补强填料2份、分散助剂1，偶联剂1份，溶剂51份调配而成。

其中，所述的室温硫化有机硅橡胶优选为为甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶组合，质量份数为1：1。

其中，所述的阻燃填料优选为氧化铁、氢氧化镁、蒙脱石的组合，质量份数比例为6：3：1。

其中，所述的耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，为本发明申请单位自制，短切多孔陶瓷螺旋纤维的优选成分为(zr/hf)-ti-b-c-o，螺旋纤维直径为7μm,长度200～500μm。

其中，所述的短切碳纤维改性偶联剂为kh-550；优选的短切碳纤维其直径为7μm、长度为1mm。改碳纤维先经过400℃/30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性。

其中，所述的硅基补强填料优选为纳米气相二氧化硅，优选的分散助剂为无定形炭黑

其中，所述的溶剂优选为120#汽油和二甲苯溶剂中的组合，组合质量份数比例为3：1。

本发明ta涂料的使用方法为：按配方制备的的ta涂料甲组份中，加入乙组份硫化剂，硫化剂由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。甲、乙两组份涂料使用时的质量配比为100：3，使用时候可以另外加入二甲苯溶剂或者120#汽油调配至规定可使用粘度，可在八成干燥的ti涂膜表面喷涂，刮涂、辊涂或喷涂至2～5mm。涂料喷涂后的硫化固化环境要求为：温度0-40℃,湿度≤30％,干燥时间：48-72小时。

表3实施例3的防热涂料干燥后涂膜性能

实施例4

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料，采用双层复合涂层体系，由内层的ti隔热涂料和外层的ta耐烧蚀涂料复合构成，ti隔热涂料与ta耐烧蚀涂料的厚度比为7:2。

其中，ti隔热涂料由a组分、b组分按质量比为100：2配制得到，a组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶20份，具有低热导率的无机隔热填料10份，偶联剂0.5份，溶剂30份，分散剂0.5份；b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

上述组成成分中，室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶，具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球，其外径15μm,密度为0.15g/cm³,室温热导率≤0.05/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa，偶联剂为kh-550，分散剂为纳米云母粉，溶剂为环己酮。

ta耐烧蚀涂料由甲组分、乙组分按质量比为100：2配制得到，甲组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶20份，阻燃填料8份，耐高温的无机耐烧蚀填料1份，碳基补强填料1份、硅基补强填料2份、分散助剂0.5-份，偶联剂0.5份，溶剂30份，乙组分由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

上述组成成分中，室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶按质量比为2：1组成的复配物，阻燃填料为氧化铁，耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，碳基补强填料为碳纤维，直径为7μm、长度为1mm，该碳纤维先经过400℃，30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性，硅基补强填料为纳米气相二氧化硅，分散助剂为无定形炭黑，偶联剂为kh-550，溶剂为环己酮。

使用的短切多孔陶瓷螺旋纤维的成分包括(zr/hf)-ti-b-c-o、(zr/hf)-ti-n-c-o、(zr/hf)-si-b-c-o或(zr/hf)-si-n-c-o多元陶瓷的一种或组合，其制备可以参考和改进发明专利pct/cn2017/070374获得，其步骤如下：

(1)浆料配制：将陶瓷粉末加入有机溶剂，超声处理使粉末充分分散至有机溶剂中，加入有机粘结剂，在50℃油浴保温状态下机械搅拌12h，搅拌速度为200r/min，使浆料各组分混合均匀，使用的陶瓷粉末为8mol％氧化钇稳定氧化锆，d50粒径为0.02μm，选用钛酸四丁酯作为钛源，选用聚甲基硅烷或者正硅酸乙酯作为硅源，选用硼氢化钠粉体作为硼源，选用乙酰丙酮作为延缓水解溶剂，有机粘结剂为聚砜，有机溶剂为n-甲基-2-吡咯烷酮，陶瓷粉末、有机溶剂、有机粘结剂的重量比为20：40：10；

(2)除气：混合均匀的浆料置于真空干燥器中除去搅拌过程中溶入的气泡，静置6小时形成所需的纺丝液；

(3)相转化成型：纺丝液由注射泵推动进入接收容器，注射泵的推动速度为5ml/min，然后从接收容器底部直径为0.3cm的圆孔中以一定的流速进入凝固浴，纺丝液的下落到凝固浴中的高度为5cm，凝固浴的组份为纯净水，在接收容器和注射泵的纺丝液喷头之间设置电场强度为5kv的高压电场，通过电场力降低螺旋纤维的直径尺寸，最后获得纳米尺寸的螺旋纤维前驱体；

(4)浸渍：将制得的陶瓷弹簧前驱体于凝固浴中浸渍24小时，使相转化充分进行；

(5)干燥：在常温常压条件下对陶瓷弹簧前驱体自然干燥24小时；

(6)烧结：将获得的螺旋纤维前驱体放置到氧化铝陶瓷坩埚中，采用纯度为99.99％的氮气保护气氛中烧结，气流速度为500l/h,气压增量为0.03mpa。首先从室温状态以10℃/min升温至1200℃，然后以5℃/min升温至1400℃，保温4h，使得碳热反应和氮化反应充分进行，并且使得陶瓷粉体颗粒发生致密化，之后随炉冷却至室温。保温温度的选择将对成品的孔隙率和相组成产生影响，一般情况下，温度越高，最终获得的陶瓷螺旋纤维孔隙率越低，强度性能越好。最终获得的陶瓷螺旋纤维结构如图3和图4所示，其中图3为自制短切多孔陶瓷螺旋纤维光镜下外观形貌，图4为短切多孔陶瓷螺旋纤维的外观形貌。

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料的应用，采用以下方法：

按配方制备的ti涂料a组份中，按配方加入b组份，利用a组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面7mm厚度；

按配方制备的ta涂料甲组份中，按配方加入乙组份，利用甲组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，然后在干燥的ti涂膜的表面喷涂，刮涂或辊涂至2mm厚度。

实施例5

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料，采用双层复合涂层体系，由内层的ti隔热涂料和外层的ta耐烧蚀涂料复合构成，ti隔热涂料与ta耐烧蚀涂料的厚度比为5:3。

ti隔热涂料由a组分、b组分按质量比为100：2.5配制得到，a组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶25份，具有低热导率的无机隔热填料15份，偶联剂0.8份，溶剂40份，分散剂0.6份；b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

使用的室温硫化有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶按质量比为2.5:1复配而成，具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球按质量比为1：11构成的组合，偶联剂为kh-550、kh-560的组合，分散剂为纳米云母粉、纳米气相二氧化硅的组合，溶剂为120#汽油。

使用的中空玻璃微球的外径20μm,密度为0.18g/cm³,室温热导率≤0.05/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。

非对称中空陶瓷微球由8-10mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量比为4：1构成，非对称中空陶瓷微球密度为1.0g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。其制备方法参考发明专利[郭芳威等。一种制备微米级多孔陶瓷微球的方法及电喷溶液和装置,zl201410789961.5]获得，其结构如图1和图2所示，其中，图1为自制得到的非对称中空陶瓷微球的形貌结构，图2为非对称中空陶瓷微球的内部微观结构的sem照片。

ta耐烧蚀涂料由甲组分、乙组分按质量比为100：2.5配制得到，甲组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶25份，阻燃填料9份，耐高温的无机耐烧蚀填料2份，碳基补强填料2份、硅基补强填料3份、分散助剂0.8份，偶联剂0.8份，溶剂50份，乙组分由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

室温硫化有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶按质量比3：1组成的复配物，阻燃填料为氢氧化镁、蒙脱石的组合，耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，碳基补强填料为碳纤维，碳纤维的直径为8μm、长度为2mm，该碳纤维先经过500℃，30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性。硅基补强填料为纳米气相二氧化硅，分散助剂为无定形炭黑，偶联剂为kh-550、kh-560的组合，溶剂为120#汽油。

短切多孔陶瓷螺旋纤维的成分包括(zr/hf)-ti-b-c-o、(zr/hf)-ti-n-c-o、(zr/hf)-si-b-c-o或(zr/hf)-si-n-c-o多元陶瓷的一种或组合，，通过参考和改进发明专利pct/cn2017/070374获得，其步骤如下：

(1)浆料配制：将陶瓷粉末加入有机溶剂，超声处理使粉末充分分散至有机溶剂中，加入有机粘结剂，在60℃油浴保温状态下机械搅拌18h，搅拌速度为300r/min使浆料各组分混合均匀，陶瓷粉末包括8-12mol％氧化钇稳定氧化锆粉末和氧化铪粉末，两种粉末质量份数比例为8：1，粉末d50粒径为1μm。选用钛酸四丁酯作为钛源，选用聚甲基硅烷或者正硅酸乙酯作为硅源，选用硼氢化钠粉体作为硼源，选用乙酰丙酮作为延缓水解溶剂。有机粘结剂为聚醚砜，有机溶剂为二甲基乙酰胺，陶瓷粉末、有机溶剂、有机粘结剂的重量比为30：50：20；

(2)除气：混合均匀的浆料置于真空干燥器中除去搅拌过程中溶入的气泡，静置10小时形成所需的纺丝液；

(3)相转化成型：纺丝液由注射泵推动进入接收容器，注射泵的推动速度为20ml/min，然后从接收容器底部直径为0.5cm的圆孔中以一定的流速进入凝固浴，纺丝液的下落到凝固浴中的高度为10cm，凝固浴的组份为纯净水与乙醇溶液的组合，在接收容器和注射泵的纺丝液喷头之间设置电场强度为10kv的高压电场，从而通过电场力降低螺旋纤维的直径尺寸，最后获得纳米尺寸的螺旋纤维前驱体；

(4)浸渍：将制得的陶瓷弹簧前驱体于凝固浴中浸渍36小时，使相转化充分进行；

(5)干燥：在常温常压条件下对陶瓷弹簧前驱体自然干燥36小时；

(6)烧结：将获得的螺旋纤维前驱体放置到氧化铝陶瓷坩埚中，采用纯度为99.99％的氮气、氩气保护气氛中烧结，气流速度为500l/h,两种气压增量为0.03mpa。首先从室温状态以10℃/min升温至1200℃，然后以5℃/min升温至1500℃，保温8h，使得碳热反应和氮化反应充分进行，并且使得陶瓷粉体颗粒发生致密化，之后随炉冷却至室温。保温温度的选择将对成品的孔隙率和相组成产生影响，一般情况下，温度越高，最终获得的陶瓷螺旋纤维孔隙率越低，强度性能越好。将干燥后的陶瓷弹簧前驱体置于坩埚中，在惰性气体气氛下进行烧结，之后随炉冷却获得陶瓷弹簧成品。

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料的应用，采用以下方法：

按配方制备的ti涂料a组份中，按配方加入b组份，利用a组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面5mm厚度；

按配方制备的ta涂料甲组份中，按配方加入乙组份，利用甲组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，然后在干燥的ti涂膜的表面喷涂，刮涂或辊涂至3mm厚度。

实施例6

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料，采用双层复合涂层体系，由内层的ti隔热涂料和外层的ta耐烧蚀涂料复合构成，所述ti隔热涂料与所述ta耐烧蚀涂料的厚度比为4:5。

ti隔热涂料由a组分、b组分按质量比为100：3配制得到，a组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶30份，具有低热导率的无机隔热填料25份，偶联剂1份，溶剂60份，分散剂1份；b组份由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶的组合，两种组分的质量比为3：1，具有低热导率的无机隔热填料为中空玻璃微球和非对称中空陶瓷微球按质量比为3：1构成的组合，偶联剂为kh-560，分散剂为纳米蒙脱石粉，溶剂为二甲苯溶剂。

中空玻璃微球的外径30μm,密度为0.2g/cm³,室温热导率≤0.05/m·k，800℃条件下的热导率≤0.12w/m·k，抗压强度≤30mpa。非对称中空陶瓷微球由8-10mol％氧化钇稳定氧化锆和二氧化硅按照质量比为4：1构成，非对称中空陶瓷微球密度为1.5g/cm³,室温热导率≤0.07w/m·k，800℃条件下的热导率≤0.07w/m·k，抗压强度≤180mpa。其制备方法参考发明专利[郭芳威等。一种制备微米级多孔陶瓷微球的方法及电喷溶液和装置,zl201410789961.5]获得。

ta耐烧蚀涂料由甲组分、乙组分按质量比为100：3配制得到，甲组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：室温硫化有机硅橡胶30份，阻燃填料10份，耐高温的无机耐烧蚀填料3份，碳基补强填料2份、硅基补强填料5份、分散助剂1份，偶联剂1份，溶剂60份，乙组分由交联剂正硅酸乙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡按照3：1质量组份配制而成。

室温硫化有机硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶的复配物，两种组分的质量比为3：1，阻燃填料为蒙脱石，耐高温的无机耐烧蚀填料为短切多孔陶瓷螺旋纤维，碳基补强填料为碳纤维，碳纤维的直径为10μm、长度为3mm，该碳纤维先经过600℃，30min的马弗炉氧化处理，之后采用偶联剂和二甲苯溶剂对其表面进行湿法浸渍改性，增强在于有机硅橡胶溶液中的分散性，硅基补强填料为纳米气相二氧化硅，分散助剂为无定形炭黑，偶联剂为kh-560，溶剂为二甲苯溶剂中的一种或者组合。

短切多孔陶瓷螺旋纤维的成分包括(zr/hf)-ti-b-c-o、(zr/hf)-ti-n-c-o、(zr/hf)-si-b-c-o或(zr/hf)-si-n-c-o多元陶瓷的一种或组合，采用以下方法制备得到：

(1)浆料配制：将陶瓷粉末加入有机溶剂，超声处理使粉末充分分散至有机溶剂中，加入有机粘结剂，在70℃油浴保温状态下机械搅拌24h，搅拌速度为500r/min，使浆料各组分混合均匀，陶瓷粉末包括12mol％氧化钇稳定氧化锆粉末和氧化铪粉末，两种粉末质量份数比例为6：1，两种粉末d50粒径为2μm，选用钛酸四丁酯作为钛源，选用聚甲基硅烷或者正硅酸乙酯作为硅源，选用硼氢化钠粉体作为硼源，选用乙酰丙酮作为延缓水解溶剂。有机粘结剂为聚偏氟乙烯，有机溶剂为二甲基亚砜，陶瓷粉末、有机溶剂、有机粘结剂的重量比为40：60：30；

(2)除气：混合均匀的浆料置于真空干燥器中除去搅拌过程中溶入的气泡，静置12小时形成所需的纺丝液；

(3)相转化成型：纺丝液由注射泵推动进入接收容器，注射泵的推动速度为30ml/min，然后从接收容器底部直径为0.8cm的圆孔中以一定的流速进入凝固浴，纺丝液的下落到凝固浴中的高度为30cm，凝固浴的组份为乙醇溶液，在接收容器和注射泵的纺丝液喷头之间设置电场强度为15kv的高压电场；

(4)浸渍：将制得的陶瓷弹簧前驱体于凝固浴中浸渍48小时，使相转化充分进行；

(5)干燥：在常温常压条件下对陶瓷弹簧前驱体自然干燥48小时；

(6)烧结：将获得的螺旋纤维前驱体放置到氧化铝陶瓷坩埚中，采用纯度为99.99％的氮气或者氩气保护气氛中烧结，气流速度为500l/h,两种气压增量为0.03mpa。首先从室温状态以10℃/min升温至1200℃，然后以5℃/min升温至1600℃，保温12h，使得碳热反应和氮化反应充分进行，并且使得陶瓷粉体颗粒发生致密化，之后随炉冷却至室温，获得陶瓷弹簧成品。

陶瓷螺旋纤维增强硅橡胶轻质耐烧蚀隔热涂料的应用，采用以下方法：

按配方制备的ti涂料a组份中，按配方加入b组份，利用a组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，刮涂、辊涂或喷涂在器件表面7mm厚度；

按配方制备的ta涂料甲组份中，按配方加入乙组份，利用甲组分中的溶剂调配至规定可喷涂粘度，然后在干燥的ti涂膜的表面喷涂，刮涂或辊涂至2mm厚度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。