【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子复合材料，尤其是涉及一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶及其制备和应用。
技术介绍
1、随着环保意识的增强和新能源汽车市场的快速发展，电动汽车逐渐成为消费者的优选。一直以来，新能源汽车的安全问题都备受社会各界关注，电动汽车的核心组成部分之一是电池组，其性能直接影响着车辆的续航能力和安全性能。锂离子电池在使用过程中一般是多个电芯以串并联方式连接在一起工作，单一电芯的热失控会迅速蔓延给周边的电芯，从而使得整个电池组产生热失控，造成整车起火，危及人员安全。为了防止危险的发生，通常会在动力电池包的不同区域位置中使用可以提供具有隔热、缓冲、阻燃、密封、支撑、减震等功能的材料来提高其安全性能。隔热材料在电芯中起到两方面的重要作用：(1)有效减少电芯磨损，起到缓冲保护作用；(2)在电芯热失控时，能够及时阻隔热量，抑制热扩散，延缓事故发生，增加逃生时间。除电芯外，隔热材料也可用于顶板或者侧板防火罩，起到防火和抗冲击的作用。
2、常用的防火材料是云母片和气凝胶，但是云母机械稳定性差、密度大、易破损，而气凝胶成本昂贵，并且耐不住热失控时电池爆炸产生的高温，亟需开发一种轻质、耐高温、高温下防火的替代材料。陶瓷化硅橡胶是以硅橡胶为基体，加入成瓷填料、助熔剂、补强剂等无机填料，经过硫化制成的硅橡胶基防火复合材料。其在常温下具有普通硅橡胶的优点，但是遇到明火或处于高温环境时，陶瓷化硅橡胶可以烧结成具有自支撑性的陶瓷体，阻止火焰向材料内部蔓延，从而起到防火的作用。
3、在火焰温度高于300℃时，硅橡胶会裂解转变为松散
4、如cn115044212a公开一种瓷化可控多孔的陶瓷化硅橡胶及其制备方法，包括按重量份数计的以下组分：硅橡胶生胶100份、补强填料20～40份、成瓷填料30～150份、阻燃填料10～50份、助熔填料0～20份、硫化剂0.5～10份、结构控制剂10～20份，膨胀剂0～5份。该申请虽然可以有效阻挡火焰的蔓延，但是低熔点的玻璃粉或者阻燃剂的高添加填充量会造成高温条件下尺寸稳定性和力学性能较差。
技术实现思路
1、本专利技术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具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶及其制备和应用，本专利技术得到的陶瓷化硅橡胶克服了现有技术中的尺寸稳定性和力学性能的不足，在高温条件下具有良好的力学性能、烧蚀后具有优异的残余强度。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供了一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，包括按重量份数计的以下组分：硅胶生胶100份、补强填料10～30份、成瓷填料40～90份、助熔填料0～30份、硫化剂0.5～3份、超细纳米陶瓷粉0～15份、硅烷偶联剂0～5份。
4、进一步的，所述硅橡胶生胶为甲基封端或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶。
5、进一步的，所述补强填料为沉淀白炭黑、气相白炭黑中的一种或多种。
6、进一步的，所述成瓷填料为云母、硅灰石、高岭土中的一种或多种。
7、进一步的，所述助熔填料为高温玻璃粉、中温玻璃粉和低温玻璃粉中的一种或多种。
8、进一步的，所述硫化剂为有过氧化苯甲酰、2，4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷的一种。
9、进一步的，所述超细纳米陶瓷粉为氧化锆、氧化铝、氧化锌纳米粉的一种或多种。
10、本专利技术还提供了一种如上述的具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
11、s1，将硅橡胶生胶、补强填料、硅烷偶联剂加入密炼机中混炼，得到中间产物一；
12、s2，将成瓷填料、助熔填料、超细纳米陶瓷粉、硫化剂加入密炼机中与中间产物一混合均匀，得到中间产物二；
13、s3，将中间产物二硫化压制后接着进行高温干燥硫化，得到陶瓷化硅橡胶。
14、进一步的，步骤s1中，所述密炼机的搅拌温度为50～60℃，搅拌速度为50～100r/min；
15、步骤s2中，所述密炼机的物料温度为40～50℃；
16、步骤s3中，硫化压制的具体条件为：将中间产物二在平板硫化机模压成型，模压温度为155-175℃，模压时间为5～20min；
17、步骤s3中，高温硫化成型的具体条件为：温度为180～200℃，成型时间为2～4h。
18、本专利技术又提供了一种如上述的具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶的应用，所述应用包括：用于电池组的防火材料。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、1、与传统的硅橡胶相比，本申请所提供的陶瓷化硅橡胶常温下柔性、易加工，高温条件下具有良好的力学性能、烧蚀后具有优异的残余强度，可以将其单独或者与其他材料复合用于电池包箱体的隔热减震材料。
21、2、本申请所提供的陶瓷化硅橡胶在高温下生成的陶瓷体表面覆盖由超细纳米陶瓷粉的氧化物和sio2组成的致密刚性陶瓷相，无明显体积膨胀，且更加坚硬和致密，具有优异的高温力学性能，从而可以有效阻止外部热量的进一步侵入。
22、3、本申请所加入的超细纳米陶瓷粉，zn、al、zr等元素的引入，大大改善了烧蚀后表面的致密化，提高了材料的耐热性能和高温残余量。
23、4、相比传统的硅橡胶制备方法，由于大多数为挤出制造工艺，无法满足电池包防火罩的板材要求，因此，本申请提供的模压工艺可根据所需要的产品厚度一次模压成型，工艺简单、条件易于控制且安全环保，适合于大规模的工业化生产实施。
24、5、本申请陶瓷化硅橡胶的制备方法可以直接在生产过程中与其他材料复合一体成型，操作简单，灵活性高。
25、6、与传统的云母片和气凝胶，本申请所提供的陶瓷化硅橡胶具有轻量化、耐高温、高温下防火、稳定性好、不易破损等优点，可以完美传统的云母片和气凝胶以用作电池组的防火材料。
26、7、与现有的硅橡胶相比，若现有的硅橡胶直接用作防火材料，在火焰温度高于300℃时，硅橡胶会裂解转变为松散的无定形二氧化硅，失去力学性能，当然现有技术中通过加入低熔点的玻璃粉或者阻燃剂克服该缺点，然而高填充会造成高温条件下尺寸稳定性和力学性能较差，而本申请所提供的陶瓷化硅橡胶不仅具有良好的力学性能，并且在烧蚀后具有优异的残余强度。
27、8、在高温下，本申请所提供的陶瓷化硅橡胶形成的陶瓷片表面均无明显裂纹，形貌完整，有一定机械强度，能够为电池包箱体承受抗震冲击。
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1.一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，包括按重量份数计的以下组分：硅胶生胶100份、补强填料10～30份、成瓷填料40～90份、助熔填料0～30份、硫化剂0.5～3份、超细纳米陶瓷粉0～15份、硅烷偶联剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶生胶为甲基封端或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述补强填料为沉淀白炭黑、气相白炭黑中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述成瓷填料为云母、硅灰石、高岭土中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述助熔填料为高温玻璃粉、中温玻璃粉和低温玻璃粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述硫化剂为有过氧化苯甲酰、2，4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷的一种。
<...【技术特征摘要】
1.一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，包括按重量份数计的以下组分：硅胶生胶100份、补强填料10～30份、成瓷填料40～90份、助熔填料0～30份、硫化剂0.5～3份、超细纳米陶瓷粉0～15份、硅烷偶联剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶生胶为甲基封端或乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述补强填料为沉淀白炭黑、气相白炭黑中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述成瓷填料为云母、硅灰石、高岭土中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种具有高温自支撑性的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述助熔填料为高温玻璃粉、中温玻璃粉和低温玻璃粉中的...
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