1.本发明属于耐火材料中的硅砖技术领域,尤其涉及一种轻质硅砖用纳米泡沫泥。
背景技术：
2.随着能源的日益紧张，各国对高温工业用节能材料的研制、生产和使用日益重视。轻质耐火材料由于质轻、气孔率高、体积密度小和导热率低的特点，在节能上优势明显，因而在高温工业得到了广泛应用，起到了保温和节能降耗的作用。
3.硅砖由于具有荷重软化温度点高、高温体积稳定性好、长期使用不收缩等特性，在轻质耐火材料体系中被大量应用和研究。目前国内外制造轻质硅砖的方法很多，其中广泛应用的是泡沫法和机压可燃法。
4.机压可燃法存在一个明显的不足，即原料在混合过程和机压过程中存在分布不均的问题，尤其是其中可燃物在干法混合中难以混合均匀，往往存在颗粒偏析，由此造成材料烧成后显微结构不均匀，比如：有的部分气孔率高，有的部位气孔率低；进而影响到轻质材料性能的稳定，如高温体积稳定性、荷重软化温度和导热性等。
5.泡沫法制备出的产品比重轻和隔热性能比较好，因此工业上用泡沫法制备硅砖的企业不在少数。泡沫法制备的轻质硅砖具有很高的孔隙率，且孔洞分布均匀，孔的连通性较好。但是泡沫法制备轻质硅砖保温材料有一个明显的不足之处，即发泡不容易，其次，泡沫骨架的稳定性不好，在制备泡沫浆料时泡沫不均匀，且泡沫骨架容易松散、坍塌，进而降低轻质保温硅砖的力学性能和热学性能，并且在制作过程中耗时费力，而且也浪费原料。
技术实现要素：
6.本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种轻质硅砖用纳米泡沫泥，使用这种泡沫泥制备的轻质保温硅砖操作简单，泡沫骨架良好、气孔均匀、隔热保温性能优异。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：添加纳米级的没食子酸丙酯泡沫泥与制作好的硅砖原料浆料进行混合，使其浆料均匀性更好，发泡更容易；进而在110℃条件下干燥24小时，最后在1400℃条件下烧结15小时，即得到性能优异的轻质硅砖。
8.这种轻质硅砖用纳米泡沫泥的制备方法为：步骤一、纳米级没食子酸丙酯颗粒的制备，使用hzm涡轮离心纳米研磨设备，使用0.4－0.5nm的研磨介质，调节分离筛网缝隙宽度为0.2－0.3nm，从而得到颗粒直径为100nm－1μm的没食子酸丙酯纳米级颗粒；步骤二、松香：naoh：水=10：1：10（质量比）；按配比称取后混合配置得到混合松香溶液；骨胶：水=18：82（质量比），边加热水边加骨胶，混合松香溶液：骨胶溶液=1:5(质量比)，同时搅拌至骨胶溶解均匀为止，得到骨胶溶液，混合松香溶液倒入骨胶溶液中，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒；没食子酸丙酯：混合松香溶液：骨胶溶液=1：5：5（质量比），得到混合溶液a；步骤三、陶瓷浆料的制备：废硅砖粉与水和结合剂搅拌混合均匀，得到陶瓷浆料；
废硅砖粉的粒度分布在0.074－1mm、1－3mm、3－5mm中的两个或两个以上的粒度区间；步骤四、在步骤三得到的陶瓷浆料中加入步骤二的混合溶液a，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒，其比例为陶瓷浆料: 混合溶液a: 没食子酸丙酯纳米级颗粒=79wt%:14wt%:7wt% ，搅拌时间为15min使其充分混合，从而得到这种轻质硅砖用纳米泡沫泥；步骤五、这种轻质硅砖用纳米泡沫泥在轻质硅砖中的应用：硅石粉60－75wt%，废硅砖粉5－10wt%；步骤四得到的纳米泡沫泥10－15wt%，硅石粉和废砖粉为180目，先加入占硅石粉、废砖粉和纳米泡沫泥总重量45%的水，再加入占硅石粉、废砖粉和纳米级泡沫泥总重量3%的结合剂进行搅拌，待粉料泥浆搅拌均匀制成浆料，成型后干燥，在110℃条件下干燥24小时，烧成，在1400℃条件下烧结15小时，即可得到这种性能优异的轻质硅砖。
9.本发明中由于使用了纳米级的没食子酸丙酯泡沫稳定剂，纳米级没食子酸丙酯比表面积更大，使反应活性更高，因此起泡更加容易，泡沫更加细腻，气孔分布更加均匀，孔径更细，进而促使其热导率更低，相应的热学性能及力学性能得到提高。
10.本发明添加的纳米级没食子酸丙酯颗粒，因其颗粒细达到纳米级，加入后陶瓷浆料的流动性变化不大，容易发泡，由于纳米级没食子酸丙酯颗粒的增加使其在气/液界面吸附，使界面张力下降，固态膜致密性提高，表面粘度大，从而降低了气泡的排液速度，使小气泡不容易破裂，进而使发泡后浆料体积变化减小，泡沫稳定性提高。
11.本发明改变了传统的发泡剂直接混合在制备硅砖的原料，本发明不是一次加入纳米级没食子酸丙酯颗粒，而是分批次加入，在步骤二的混合松香溶液和骨胶溶液搅拌加入，这样使没食子酸丙酯颗粒与混合松香溶液和骨胶溶液均匀地形成一个均匀地胶状的混合溶液a；在步骤四中在陶瓷浆料和混合溶液a，边搅拌，再次加入没食子酸丙酯纳米级颗粒，这时陶瓷浆料、混合溶液a和没食子酸丙酯纳米级颗粒形成了一个固溶体，混合溶液a中的没食子酸丙酯，和第二次添加的没食子酸丙酯，牢牢粘附包裹在陶瓷浆料的废硅砖粉的颗粒周围，由于废硅砖粉的粒度分布在0.074－1mm、 1－3mm、3－5mm中的两个或两个以上的粒度区间；由于没食子酸丙酯已经达到纳米级，纳米粉粒渗透到陶瓷浆料结构空隙中，形成牢固的骨架作用，从而使泡沫骨架的稳定性特别强，并且借助纳米级没食子酸丙酯改变陶瓷颗粒表面疏水性，使其吸附在陶瓷泡沫表面，形成稳定的纳米级泡沫泥，从而能克服现有技术的缺陷，如发泡不容易，泡沫骨架的不稳定等，从而提高轻质保温硅砖的力学性能和热学性能，并且在制作过程中工艺简单明了，容易操作。
12.因此，本发明制作工艺流程更加简单，所制备的轻质硅砖保温材料具有显微结构均匀、体积密度小、隔热保温性能优异、荷重软化温度更高、高温体积稳定性更好、应用范围更广的特点。
具体实施方式
13.实施例1这种轻质硅砖用纳米泡沫泥的制备方法为：步骤一、纳米级没食子酸丙酯颗粒的制备，使用hzm涡轮离心纳米研磨设备，使用
0.4nm的研磨介质，调节分离筛网缝隙宽度为0.3nm，从而得到颗粒直径为100nm－1μm的没食子酸丙酯纳米级颗粒；步骤二、松香：naoh：水=10 ：1：10（质量比）；按配比称取后混合配置得到混合松香溶液；骨胶：水=18：82（质量比），边加热水边加骨胶，混合松香溶液：骨胶溶液=1:5(质量比)，同时搅拌至骨胶溶解均匀为止，得到骨胶溶液，混合松香溶液倒入骨胶溶液中，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒；没食子酸丙酯：混合松香溶液：骨胶溶液=1：5：5（质量比），得到混合溶液a；步骤三、陶瓷浆料的制备：废硅砖粉与水和结合剂搅拌混合均匀，得到陶瓷浆料；废硅砖粉的粒度分布在0.074－1mm、1－3mm粒度区间；步骤四、在步骤三得到的陶瓷浆料中加入步骤二的混合溶液a，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒，其比例为陶瓷浆料: 混合溶液a: 没食子酸丙酯纳米级颗粒=79wt%:14wt%:7wt% ，搅拌时间为15min使其充分混合，从而得到这种轻质硅砖用纳米泡沫泥；步骤五、这种轻质硅砖用纳米泡沫泥在轻质硅砖中的应用：硅石粉75wt%，废硅砖粉10wt%；步骤四得到的纳米泡沫泥15wt%，硅石粉和废砖粉为180目，先加入占硅石粉、废砖粉和纳米泡沫泥总重量45%的水，再加入占硅石粉、废砖粉和纳米级泡沫泥总重量3%的结合剂进行搅拌，待粉料泥浆搅拌均匀制成浆料，成型后干燥，在110℃条件下干燥24小时，烧成，在1400℃条件下烧结15小时，即可得到这种性能优异的轻质硅砖。
14.实施例2这种轻质硅砖用纳米泡沫泥的制备方法为：步骤一、纳米级没食子酸丙酯颗粒的制备，使用hzm涡轮离心纳米研磨设备，使用0.5nm的研磨介质，调节分离筛网缝隙宽度为0.2nm，从而得到颗粒直径为100nm－1μm的没食子酸丙酯纳米级颗粒；步骤二、松香：naoh：水=10 ：1：10（质量比）；按配比称取后混合配置得到混合松香溶液；骨胶：水=18：82（质量比），边加热水边加骨胶，混合松香溶液：骨胶溶液=1:5(质量比)，同时搅拌至骨胶溶解均匀为止，得到骨胶溶液，混合松香溶液倒入骨胶溶液中，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒；没食子酸丙酯：混合松香溶液：骨胶溶液=1：5：5（质量比），得到混合溶液a；步骤三、陶瓷浆料的制备：废硅砖粉与水和结合剂搅拌混合均匀，得到陶瓷浆料；废硅砖粉的粒度分布在1－3mm、3－5mm中粒度区间；步骤四、在步骤三得到的陶瓷浆料中加入步骤二的混合溶液a，边搅拌边添加步骤一得到的没食子酸丙酯纳米级颗粒，其比例为陶瓷浆料:混合溶液a:没食子酸丙酯纳米级颗粒=79wt%:14wt%:7wt%，搅拌时间为15min使其充分混合，从而得到这种轻质硅砖用纳米泡沫泥；步骤五、这种轻质硅砖用纳米泡沫泥在轻质硅砖中的应用：硅石粉70wt%，废硅砖粉10wt%；步骤四得到的纳米泡沫泥10wt%，硅石粉和废砖粉为180目，先加入占硅石粉、废砖粉和纳米泡沫泥总重量45%的水，再加入占硅石粉、废砖粉和纳米级泡沫泥总重量3%的结合剂进行搅拌，待粉料泥浆搅拌均匀制成浆料，成型后干燥，在110℃条件下干燥24小时，烧成，在1400℃条件下烧结15小时，即可得到这种性能优异的轻质硅砖。
15.实施例1和2的制作工艺流程简单，所制备的轻质硅砖保温材料具有显微结构均匀、体密0.5
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0.6g/cm3，耐压2
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2.3mpa，荷软为1650℃。