具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一方面，本发明实施例提供了一种防热套，所述防热套为环形且沿直径方向呈波浪形，所述防热套沿垂直于环形方向依次包括柔性层、力学增强层和耐烧蚀层；所述耐烧蚀层由粒径≤1μm的陶瓷粒子在硅橡胶中瓷化后获得。

柔性层可以使防热套具有一定的柔性，从而保护喷管摆动；力学增强层可以提高防热套的强度，以满足抵抗产品在工作时所需承担剧烈摆动；耐烧蚀层中的陶瓷粒子在高温作用下聚合物裂解的同时陶瓷粒子反应形成立体网状结构的陶瓷物相，最终形成连续纤维、陶瓷双相增强的树脂基复合材料，降低复合材料的尺寸烧蚀量，从而具有良好的耐烧蚀性。

防热套相邻的两个波浪的波峰距离可以为30-35mm，相连的两个波谷的距离可以为40-50mm，波浪数量可以为2个；防热套的内径与外径的差值可以为240-260mm。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述陶瓷粒子为如下至少一种：硼化锆、氧化锆。硼化锆和氧化锆中的粒子在高温下可以反应形成立体网状结构的陶瓷物相，从而形成连续纤维、陶瓷双相增强的树脂基复合材料。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述耐烧蚀层的厚度为0.7-0.8mm。耐烧蚀层厚度过小，耐烧蚀性效果差，耐烧蚀层厚度过大，成本高。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述柔性层的原料为硅橡胶，所述柔性层的厚度为0.7-0.8mm。

硅橡胶是一种橡胶，主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。其含义苯基，从而可提高硅橡胶的耐高、低温性能，在-73℃的低温下仍能工作，在180℃的高温下可以长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。柔性层的厚度过小，防热套的隔热性和耐高温性差，柔性层的厚度过大，成本高。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述力学增强层的原料包括但不限于为如下任意一种：石英玻璃纤维、高硅氧纤维增强胶，所述力学增强层的厚度为2.1-2.3mm。

石英玻璃纤维增强胶是一种由水晶或纯净SiO₂为原料经过熔融拉丝或棒法拉丝等方法制成的石英玻璃纤维增强材料，其SiO₂含量达到99.9％。力学增强层的厚度过小，防热套的强度差，力学增强层的厚度过大，成本高。

另一方面，本发明实施例还提供了上述的一种防热套的制备方法，所述方法包括，

S1，将涂膜剂喷涂至上模和下模的表面；

S2，将柔性材料、力学增强材料和耐烧蚀材料依次铺在涂有所述涂膜剂的下膜表面上，然后合上上模后加热至170-180℃的温度和200-220T的压力下固化处理，脱模后获得防热套；所述耐烧蚀层材料由陶瓷粒子和硅橡胶组成。

通过加热固化让硅橡胶发生硫化反应，分子链之间形成交联网络结构，形成复合材料。若加热温度小于170℃，有硅橡胶硫化不充分的不利影响；若加热温度大于180℃，有硅橡胶过渡硫化，材料变硬的不利影响。压力过低会导致材料交联不充分，柔性层、力学增强层和耐烧蚀层层间脱开分层，压力过高，会导致硅橡胶溢出流失，材料性能降低。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述铺层过程中，沿下模圆周方向顺时针铺层，柔性材料与力学增强材料之间搭接，搭接宽度为60-100mm；力学增强材料与耐烧蚀材料之间搭接，搭接宽度为60-100mm。更具体的，铺层为沿模具圆周方向顺时针铺层耐热层，每块耐热层胶膜搭接宽度60-100mm；完成后进行力学增强层铺层，其与耐热层的搭接位置要求错开，即层间的搭接位置不允许重合；完成后进行耐烧蚀层铺层，其与力学增强层的搭接位置要求错开，即层间的搭接位置不允许重合。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述加热过程中，加热速率为1.5-2℃min，升温时间为1.5-2.5h，保温时间为0.5-1.5h。加热速率过大或过小，均导致硫化反应不充分，力学性能下降。保温时间小于0.5h，有硅橡胶硫化不充分的不利影响；保温时间大于1.5h，有硅橡胶过渡硫化，材料变硬的不利影响。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述喷涂过程中，喷涂次数为2-3次，相邻两次喷涂的时间间隔为15-20min，喷涂总量为45-55g/m²。脱膜剂可以是硅油和硬脂酸，喷涂要均匀。喷涂时间间隔15-20min，便于脱模、提高效率、延长模具寿命,同时为使产品表面光滑、尺寸合格、减少废品；喷涂时间间隔过长，影响生产效率，喷涂时间间隔过短，不利于形成均匀的薄膜。脱模剂过多影响产品的外观质量，脱模剂过少，难以脱模。

再一方面，本发明实施例还提供了一种防热套的制备装置，用于制备上述的防热套，结合图1，该装置包括上模2、下模3，所述上模2设置于所述下模3上，合模后形成一个环形的波浪形的型腔；所述型腔用于柔性材料、力学增强材料和耐烧蚀材料分别成型成柔性层4、力学增强层5和耐烧蚀层6，从而获得防热套。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本发明的一种防热套及其制备方法和制备装置进行详细说明。

实施例1

实施例1提供了一种防热套的制备方法，具体如下：

1.喷涂脱模剂：

用低压喷枪将涂膜剂喷涂在上模2的表面和下模3的表面，喷涂次数为2次，间隔时间为15min，上模的喷涂总量为50g/m²，下模的喷涂总量为50g/m²。

2.铺层：

将硅橡胶、石英玻璃纤维增强硅橡胶、粒径≤1μm硼化锆粒子参杂硅橡胶依次铺层在下模3的型腔表面，各层搭接而成，搭接宽度60mm，层间搭接强度错开，形成耐热层4、力学增强层5和耐烧蚀层6。

3.合模：

将上模2和下模3合模。

4.硫化：

固化制度为：室温加热至175℃，保温时间1h，升温时间2h，升温速率1.3℃/min；压力为200T。

5.脱模：

硫化完毕，将模具打开，切割飞边，获得防热套。

实施例2

实施例2提供了一种防热套的制备方法，具体如下：

1.喷涂脱模剂：

用低压喷枪将涂膜剂喷涂在上模2的表面和下模3的表面，喷涂次数为3次，间隔时间为16min，上模的喷涂总量为50g/m²，下模的喷涂总量为50g/m²。

2.铺层：

将硅橡胶、石英玻璃纤维增强胶、粒径≤1μm氧化锆粒子参杂硅橡胶依次铺层在下模3的型腔表面，各层搭接而成，搭接宽度80mm，层间搭接强度错开，形成耐热层4、力学增强层5和耐烧蚀层6。

3.合模：

将上模2和下模3合模。

4.硫化：

固化制度为：室温加热至180℃，保温时间1.5h，升温时间2.5h，升温速率1℃/min；压力为205T。

5.脱模：

硫化完毕，将模具打开，切割飞边，获得防热套。

实施例3

实施例3提供了一种防热套的制备方法，具体如下：

1.喷涂脱模剂：

用低压喷枪将涂膜剂喷涂在上模2的表面和下模3的表面，喷涂次数为3次，间隔时间为16min，上模的喷涂总量为45g/m²，下模的喷涂总量为45g/m²。

2.铺层：

将硅橡胶、石英玻璃纤维增强胶、粒径均≤1μm硼化锆粒子和氧化锆粒子参杂硅橡胶依次铺层在下模3的型腔表面，各层搭接而成，搭接宽度80mm，层间搭接强度错开，形成耐热层4、力学增强层5和耐烧蚀层6。其中，硼化锆粒子和氧化锆粒子的质量比例为1:1。

3.合模：

将上模2和下模3合模。

4.硫化：

固化制度为：室温加热至170℃，保温时间1.5h，升温时间2.5h，升温速率1℃/min；压力为205T。

5.脱模：

硫化完毕，将模具打开，切割飞边，获得防热套。

对比例1

1.喷涂脱模剂：

用低压喷枪将涂膜剂喷涂在上模2的表面和下模3的表面，喷涂次数为3次，间隔时间为16min，上模的喷涂总量为45g/m²，下模的喷涂总量为45g/m²。

2.铺层：

将硅橡胶、石英玻璃纤维增强胶依次铺层在下模3的型腔表面，各层搭接而成，搭接宽度80mm，层间搭接强度错开，形成耐热层4、力学增强层5。

3.合模：

将上模2和下模3合模。

4.硫化：

固化制度为：室温加热至170℃，保温时间1.5h，升温时间2.5h，升温速率1℃/min；压力为205T。

5.脱模：

硫化完毕，将模具打开，切割飞边，获得防热套。

对比例2

对比例2提供了一种防热套，以实施例1为参照，对比例2与实施例1的不同在于，耐烧蚀层采用二氧化钛材料和硅橡胶材料的混合物为原料，其余与实施例1相同。

对比例3

对比例2提供了一种防热套，以实施例1为参照，对比例2与实施例1的不同在于，耐烧蚀层采用二氧化硅和硅橡胶材料的混合物为原料，其余与实施例1相同。

将实施例1-3以及对比例1-2提供的防热套进行烧蚀性能测试，具体为对防热套的耐烧蚀层侧以图2所示的温度曲线对加热，在测试终点60s时，测量柔性层侧的温度和烧蚀深度，检测结果如表1所示；同时检测防热套的邵氏硬度；并根据GB/T 528-2009《硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸应力应变性能测定》检测防热套的抗拉强度和断裂延长率，如表1所示。

表1

由表1可知，实施例1-3提供的防热套硬度为54-57HA，抗拉强度为3.10-4.2MPa，烧蚀深度为0，柔性层侧温度为64-70℃，具有良好的耐烧蚀性，断裂延长率为358-413％，柔性好。对比例1提供的防热套硬度为50HA，抗拉强度为2.5MPa，烧蚀深度为1.2mm，柔性层温度为145℃，耐烧蚀性能远远低于本发明实施例1-3，断裂延长率为276％，柔性低于本发明实施例1-3。对比例2提供的防热套硬度为52HA，抗拉强度为2.7MPa，烧蚀深度为0.3mm，柔性层温度为96℃，耐烧蚀性能低于本发明实施例1-3，断裂延长率为276％，柔性低于本发明实施例1-3。对比例3提供的防热套硬度为48HA，抗拉强度为2.95MPa，烧蚀深度为0.51mm，柔性层温度为103℃，耐烧蚀性能低于本发明实施例1-3，断裂延长率为264％，柔性低于本发明实施例1-3。。

本发明提供了一种防热套及其制备方法，其中防热套由三层材料构成，其中柔性层可以使防热套具有一定的柔性，从而保护喷管摆动；力学增强层可以提高防热套的强度，以满足抵抗产品在工作时所需承担剧烈摆动；耐烧蚀层中的硅橡胶在高温作用下聚合物裂解，同时裂解后的产物与陶瓷粒子反应形成立体网状结构的陶瓷物相，最终形成连续纤维、陶瓷双相增强的树脂基复合材料，降低复合材料的尺寸烧蚀量，从而具有良好的耐烧蚀性。本发明提供的防热套，其柔性层侧温度为64-70℃，具有良好的耐烧蚀性，断裂延长率为358-413％，柔性好。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。