专利名称：合成复合硅线石产品及其制备方法 随着市场的需求和技术的不断发展，耐火材料也得到了很大改善，取得了可喜的进步。作为特殊耐火材料的硅线石产品有了更广阔的应用空间，应用于玻璃行业、电子元件工业、磁性材料工业的居多。但是，目前的硅线石产品仍然存在以下问题体积密度小，为2.15～2.25g/cm3，很难达到2.3g/cm3；显气孔率高，25～28％，并存在Φ2～Φ8mm的大气泡，尽管后来有厂家采取了抽真空技术，但只是消除了部分Φ3mm以上的气泡，Φ2mm以下的气泡很难消除；热稳定性差，使用时需要预热处理，繁琐不便，并直接影响使用寿命。总结多年来的情况，发现其原因主要在选料、配料和成型方面，如选料要求、配料级配、采用传统的注浆、压制成型等，因此，有待于从多方面进行改进，以提高产品质量。
本发明所要解决的技术问题是提供一种体积密度大、显气孔率低、热稳定性好、使用寿命长的合成复合硅线石产品，本发明还同时提供了其科学合理、易于实施，有利于保证产品质量的制备方法。本发明所述的合成复合硅线石产品，其晶相重量百分组成为莫来石晶相76～82％、刚玉5～9％、高硅氧玻璃相10～15％。产品形成以莫来石晶相为主，刚玉相和高硅氧玻璃为次的复合体。产品的配料重量百分组成为α-氧化铝粉28～32％、板状刚玉颗粒8～12％、二氧化硅粉7～10％、莫来石骨料38～42％、莫来石粉8～14％，外加电熔镁砂粉0.2～0.8％。配料组分有以下要求α-氧化铝工业一级品α-氧化铝；板状刚玉工业一级品板状刚玉； 二氧化硅SiO2≥96％；莫来石Al2O3≥48％、Fe2O3≤0.8％、K2O+Na2O≤0.5％、CaO+MgO≤0.8％、Al2O3+SiO2≥98％。制备方法包括配料、成型、烧成，其配料的颗粒重量级配为微粉料α-氧化铝粉颗粒粒径d≤1um的粉料 3～9％1um＜颗粒粒径d≤9um的粉料9～26％9um＜颗粒粒径d≤20um的粉料 16～30％20um＜颗粒粒径d≤32um的粉料 16～30％32um＜颗粒粒径d≤44um的粉料 9～26％44um＜颗粒粒径d≤88um的粉料 9～23％；二氧化硅粉为颗粒粒径d≤1um的粉料；莫来石粉为颗粒粒径d≤88um的粉料；电熔镁砂粉为44um≤颗粒粒径d≤88um的粉料；骨料板状刚玉颗粒为0.1mm≤颗粒粒径d≤0.4mm的粉料；莫来石骨料0.4mm＜颗粒粒径d≤0.8mm的颗粒料25～50％0.8mm＜颗粒粒径d≤1.2mm的颗粒料25～50％1.2mm＜颗粒粒径d≤1.6mm的颗粒料12～38％；配料级配合理，保证能够获得较大的体积密度、较低的显气孔率，并在最终的产品中能够形成裂纹分叉、颗粒钉扎等特殊的微观结构，阻碍了大裂纹的产生及扩展，从而保证了极好的产品稳定性。
成型方式采用凝胶成型方法(1)制成单体预混液；(2)加入微粉料球磨制浆再加入骨料、引发剂、消泡剂搅拌混合均匀制得悬浮体；(3)将悬浮体注入模具中固化成型。
其中的凝胶成型方法是近来推出的一种新的成型工艺，即起源于美国的凝胶注模成型(Gel-casting)的陶瓷精密成型技术。该工艺利用有机单体聚合反应形成的三维网络凝胶特性，使陶瓷悬浮体注入模具后原位固化成陶瓷坯体。本方法采用金属模具或其他不透水的非孔模具，其特点是坯体结构均匀，生坯强度高，便于加工，可实现近净尺寸成型，广泛应用于特种陶瓷、耐火材料产品的制作，关于其情况不再详细累述。本发明只对一些改进后的情况分别作出详细解释即可。
单体预混液的制备将丙烯酰胺和分子量为7000-10000的聚丙烯酸钠溶于水制备单体预混液，原料易得，获得的预混液性能好。配制用料比例分别为丙烯酰胺为微粉料重量的0.3～0.8％，聚丙烯酸钠为微粉料重量的0.6～1.2％。
其它控制参数如下选用的引发剂为过硫酸钾，用量为微粉料重量的0.3～0.8％；消泡剂为磷酸三丁酯，用量为微粉料重量的0.8～1.5％。无需催化剂，使用消泡剂，不需要抽真空，便于操作，成本低，尤其在工业化生产中，效果更加显著。
本发明中的所用原料可直接购得。
成型固化温度为40～80℃，固化时间为60～180分钟。
产品的烧成温度为1420～1480℃，最高温度保温18～22小时。
由于成型采用了有机物单体，因此，烧成初期的主要任务是排除有机物，即500℃以下主要为脱酯工艺，烧成控制为80℃以下 8～12小时； 80～110℃ 16～20小时；110～160℃12～16小时；160～200℃12～16小时；200～260℃8～12小时； 260～300℃8～12小时；300～380℃12～16小时；380～460℃12～16小时；460～500℃12～16小时。
烧成工程的高温烧成反应为。
其它的工艺操作要求，如同耐火材料的常规烧成工艺，不再累述。
本发明硅线石产品经检测，其技术指标如下Al2O3含量63～70％，Fe2O3＜1％，体积密度为2.4～2.6g/cm3，显气孔率为11～18％，荷重软化温度为1560℃，热稳定性1100℃-20℃水冷，8次无裂纹。
本发明硅线石产品体积密度大、显气孔率低、热稳定性好、使用寿命长，不需预热，直接使用，使用寿命是传统硅线石产品的1.5-2倍。本发明产品已制作成玻璃窑炉供料机的料筒、冲头、料碗，良好的产品性能在实际应用中得到了充分验证。本发明制备方法科学合理、易于实施，有力地保证了产品质量。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1本发明所述的合成复合硅线石产品，其晶相重量百分组成为莫来石晶相79％、刚玉8％、高硅氧玻璃相13％。
其配料重量百分组成为α-氧化铝粉30％、板状刚玉颗粒10％、二氧化硅粉8％、莫来石骨料40％、莫来石粉12％，外加电熔镁砂粉0.5％。
各配料有以下要求α-氧化铝工业一级品α-氧化铝；板状刚玉工业一级品板状刚玉；二氧化硅SiO2≥96％；莫来石Al2O3≥48％、Fe2O3≤0.8％、K2O+Na2O≤0.5％、CaO+MgO≤0.8％、Al2O3+SiO2≥98％。
制备方法包括配料、成型、烧成，其配料的颗粒重量级配为微粉料α-氧化铝粉颗粒粒径d≤1um的粉料 7％1um＜颗粒粒径d≤9um的粉料 17％9um＜颗粒粒径d≤20um的粉料 23％20um＜颗粒粒径d≤32um的粉料23％32um＜颗粒粒径d≤44um的粉料16％44um＜颗粒粒径d≤88um的粉料14％；二氧化硅粉为颗粒粒径d≤1um的粉料；莫来石粉为颗粒粒径d≤88um的粉料；电熔镁砂粉为44um≤颗粒粒径d≤88um的粉料；骨料板状刚玉颗粒为0.1mm≤颗粒粒径d≤0.4mm的粉料；
莫来石骨料0.4mm＜颗粒粒径d≤0.8mm的颗粒料38％0.8mm＜颗粒粒径d≤1.2mm的颗粒料38％1.2mm＜颗粒粒径d≤1.6mm的颗粒料24％；成型方式采用凝胶成型方法(1)制成单体预混液；(2)加入微粉料球磨制浆再加入骨料、引发剂、消泡剂搅拌混合均匀制得悬浮体；(3)将悬浮体注入模具中固化成型。
单体预混液是将丙烯酰胺和分子量为7000-10000的聚丙烯酸钠溶于水制备，预混液的配料中丙烯酰胺为微粉料重量的0.5％，聚丙烯酸钠为微粉料重量的0.9％。使用引发剂为过硫酸钾，消泡剂为磷酸三丁酯，用量分别为微粉料重量的0.5％、1％。
用金属模具成型，成型固化温度为40～60℃，固化时间为80～90分钟。成型后的产品进行机加工修整处理后再烧成。
产品烧成温度为1430～1470℃，保温20小时。烧成中，500℃以下为脱酯工艺，烧成控制为80℃以下10小时； 80～110℃ 18小时；110～160℃ 14小时； 160～200℃ 13小时；200～260℃ 10小时； 260～300℃ 10小时；300～380℃ 13小时； 380～460℃ 14小时；460～500℃ 14小时。
实施例2本发明所述的合成复合硅线石产品，其晶相重量百分组成为莫来石晶相80％、刚玉7％、高硅氧玻璃相13％。
其配料重量百分组成为α-氧化铝粉29％、板状刚玉颗粒11％、二氧化硅粉9％、莫来石骨料39％、莫来石粉11.6％、外加电熔镁砂粉0.4％。
配料的颗粒重量级配为微粉料α-氧化铝粉颗粒粒径d≤1um的粉料 8％1um＜颗粒粒径d≤9um的粉料 15％9um＜颗粒粒径d≤20um的粉料22％
20um＜颗粒粒径d≤32um的粉料 25％32um＜颗粒粒径d≤44um的粉料 18％44um＜颗粒粒径d≤88um的粉料 12％；骨料莫来石骨料0.4mm＜颗粒粒径d≤0.8mm的颗粒料33％0.8mm＜颗粒粒径d≤1.2mm的颗粒料42％1.2mm＜颗粒粒径d≤1.6mm的颗粒料25％；预混液的配料中丙烯酰胺为微粉料重量的0.6％，分子量为7000-10000的聚丙烯酸钠为微粉料重量的0.8％。引发剂为过硫酸钾，用量为微粉料重量的0.4％；消泡剂为磷酸三丁酯，用量为微粉料重量的1.1％。
固化温度为50～60℃，固化时间为90～100分钟。产品的烧成温度为1440～1470℃，保温19小时。
500℃以下主要为脱酯工艺，烧成控制为80℃以下 11小时； 80～110℃ 18小时；110～160℃ 14小时； 160～200℃14小时；200～260℃ 10小时； 260～300℃9小时；300～380℃ 12小时； 380～460℃13小时；460～500℃ 13小时。
其它同实施例1。
实施例3本发明所述的合成复合硅线石产品，其晶相重量百分组成为莫来石晶相77％、刚玉9％、高硅氧玻璃相14％。
其它工艺参数分别为其配料重量百分组成为α-氧化铝粉30％、板状刚玉颗粒10％、二氧化硅粉8.4％、莫来石骨料40％、莫来石粉11％、外加电熔镁砂粉0.7％。
配料的颗粒重量级配为
微粉料α-氧化铝粉颗粒粒径d≤1um的粉料 6％1um＜颗粒粒径d≤9um的粉料20％9um＜颗粒粒径d≤20um的粉料 17％20um＜颗粒粒径d≤32um的粉料 22％32um＜颗粒粒径d≤44um的粉料 16％44um＜颗粒粒径d≤88um的粉料 19％；骨料莫来石骨料0.4mm＜颗粒粒径d≤0.8mm的颗粒料43％0.8mm＜颗粒粒径d≤1.2mm的颗粒料34％1.2mm＜颗粒粒径d≤1.6mm的颗粒料23％；预混液的配料中丙烯酰胺为微粉料重量的0.7％，分子量为7000-10000的聚丙烯酸钠为微粉料重量的1.1％。引发剂为过硫酸钾，用量为微粉料重量的0.7％；消泡剂为磷酸三丁酯，用量为微粉料重量的1.3％。
其它同实施例1。


本发明合成复合硅线石产品是以莫来石晶相为主，刚玉相和高硅氧玻璃为次的复合体；配料重量百分组成为α－氧化铝粉28～32％、板状刚玉颗粒8～12％、二氧化硅粉7～10％、莫来石骨料38～42％、莫来石粉8～14％，外加电熔镁砂粉0.2～0.8％。制备采用凝胶成型方法首先制成单体预混液，再加入微粉料球磨制浆后，再加入骨料、引发剂、消泡剂搅拌混合均匀制得悬浮体，最后将悬浮体注入模具中固化成型。硅线石产品体积密度大、显气孔率低、热稳定性好、使用寿命长，不需预热，直接使用，使用寿命是传统硅线石产品的1.5－2倍。本发明制备方法科学合理、易于实施，有力地保证了产品质量。