【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑物隔热板，具体涉及一种具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法。
技术介绍
1、轻质隔热的建筑物外覆材料对于实现建筑节能、缓解城市热岛效应具有重要意义。近年来出现的被动蒸发降温墙体，提供了一种低成本且环保的冷却策略，该方法通过蒸发墙体材料内水分的方式吸收建筑物外表的热量，从而达到降温目的。目前此类墙体材料通常具有杂乱无序的封闭孔结构，尽管表现出轻质、隔热、隔音的特点，但孔径取向的随机性以及封闭性导致吸水性能欠佳，实际应用中的被动蒸发降温效果尚达不到理想需求。
2、在自然界中，阔叶乔木作为具有出色吸水和蒸发能力的典型植物，其能力主要源自根部渗透压、枝干内毛细管压力和叶表蒸发这三种作用机制，其中枝干内定向排列的孔道结构为毛细管作用向上提水提供了最直接、最理想的通道，这种有序且定向的圆柱形通孔具有高渗透性。模拟树木枝干的定向多孔微观结构给建筑物隔热墙体材料的设计带来了新的思路。中国专利cn109279835b，公开了一种具有定向多孔结构的仿生水泥及其制备方法，该方法利用冷冻铸造工艺使水泥浆中的水分定向凝固来实现孔的定向排列，包括浆料配制、冷冻铸造、坯体养护三个步骤。中国专利cn106892674a，公开一种基于二相造孔剂体系冷冻塑型技术制备梯度定向多孔水泥的方法，该方法将水泥粉料与基于二相造孔剂体系的混合溶液搅拌混合后，依次经过冷冻成型、冷冻干燥、养护得到梯度定向多孔水泥材料。
3、上述基于冷冻铸造技术制备多孔水泥材料的现有技术中，利用水作为造孔剂，通过在冷冻床上对模具一端进行冷却，实现水分
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，解决现有技术中基于冷冻铸造技术制备的多孔水泥基材料强度和刚度偏低，且养护时间长、能耗大的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下方案实现：
3、一种具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、制备地质聚合物浆料：将粉煤灰、矿粉、氢氧化钠溶液和水玻璃混合搅拌均匀，制得浆料。按质量份数计算：粉煤灰：矿粉：氢氧化钠溶液：水玻璃为70:30:30:30。
5、本专利技术与现有技术中的水泥浆料的水化反应不同，无机聚合物体系的反应机理为：粉煤灰和矿粉中的活性硅铝质在强碱溶液中溶解，促使硅氧键和铝氧键的断裂和重组，形成硅氧四面体结构，水玻璃提供可参与凝胶形成和生长的硅酸根离子，特别是在链状结构的形成方面起到重要作用，经充分反应后，这些链状结构缩聚成致密的三维网状地质聚合物。
6、步骤s2、添加造孔纤维：向浆料中添加造孔纤维，并继续搅拌；
7、步骤s3、挤压入模：将步骤s2制备好的混合浆料加入挤出机中，并挤出；将挤出的混合浆料沿单个方向铺满模具，然后覆盖塑料膜；
8、s4、蒸汽养护：将放入混合浆料的模具放入温度为60℃的蒸汽养护室中养护6h，然后脱模，形成板材。蒸汽养护进一步加快了地聚物反应，使地聚物基质迅速固化，强度快速发展，且缩短养护时间，使得整个隔热板的制备周期大大缩短。
9、s5、热处理成孔：将脱模后的板材放入烘箱中，在300℃下静置4h，待自然冷却后切割成所需尺寸的隔热墙板，即无机聚合物隔热板。热处理后地质聚合物基质中的纤维被分解，留下圆柱形单向排列的微孔，而地质聚合物基质本身具有很好的热稳定性，热分解温度在600℃以上，因此板材本体的性能不会受热处理的影响。
10、进一步优化，所述步骤s1中，采用搅拌机对粉煤灰、矿粉、氢氧化钠溶液和水玻璃进行搅拌混合，先以100 rpm慢速搅拌1min，然后再以400 rpm快速搅拌1min，将粉煤灰、矿粉、氢氧化钠溶液和水玻璃混合的更加均匀。
11、进一步优化，所述步骤s2中，采用搅拌机进行搅拌混合，保持搅拌机以100 rpm慢速搅拌，边搅拌边加入造孔纤维，造孔纤维的加入量为地质聚合物浆料总体积的30%。造孔纤维的体积决定了成型后板材的孔隙率，当造孔纤维体积过低，会导致板材孔隙率小，吸水性差且导热系数大；反之，造孔纤维体积过高，板材孔隙率大，抗弯强度偏低，板材易折断。
12、所述造孔纤维选用热降解温度为300℃以下的易燃加捻纤维，包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯纤维、竹纤维、尼龙纤维或聚乙烯醇纤维中的一种，纤维长度为1-2cm，直径为0.1-0.5mm，纤维长径比为20-200。
13、进一步优化，所述步骤s2中，添加造孔纤维后向浆料中添加油酸，并搅拌；油酸的添加量为地质聚合物浆料重量的0.03%。通过添加油酸可降低混合浆料的黏度，改善流动性，便于后续挤出并铺满模具。适量的油酸可以降低浆料黏度，提高浆料的流动性，有助于造孔纤维在挤出流动时，以降低流动阻力的方式取向。油酸过少达不到效果，而过多的油酸会延长浆料硬化时间，此外油酸过量还会与空气接触发生氧化，使成型试样表面出现油渍，影响外观。
14、进一步优化，所述步骤s3中，挤出机的汇聚区呈带状，长度不小于纤维长度的15倍，宽度不超过汇聚区长度的1/5，高度不超过汇聚区宽度的1/5。带状汇聚区保证了混合浆料有足够的时间在狭长的空间内流动，具有高长径比的纤维在汇聚流动时倾向于以降低流动阻力的方式取向，即与挤出方向平行，实现了造孔纤维的单向排列。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下益效果：
16、1、本专利技术中板材基质由无机聚合物代替传统水泥体系，以富含活性硅铝质的大宗工业副产品为原料，降低了原料生产能耗。
17、2、与现有技术中的冷冻铸造技术相比，本专利技术采用易燃纤维作为造孔剂并结合挤压制备方法，工艺简单，且孔结构可通过造孔纤维的尺寸进行人为控制，成孔单向排列更为规则，成品具有良好的吸水、隔热和力学性能。
18、3、本专利技术中地质聚合物反应迅速，并辅以蒸汽养护，大大缩短了隔热板材的制备周期，提高了生产效率。
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1.一种具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用搅拌机对粉煤灰、矿粉、氢氧化钠溶液和水玻璃进行搅拌混合，先以100 rpm慢速搅拌1min，然后再以400 rpm快速搅拌1min。
3.根据权利要求2所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用搅拌机进行搅拌混合，保持搅拌机以100 rpm慢速搅拌，边搅拌边加入造孔纤维，造孔纤维的加入量为地质聚合物浆料总体积的30%。
4.根据权利要求3所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述造孔纤维选用热降解温度为300℃以下的易燃加捻纤维，包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯纤维、竹纤维、尼龙纤维或聚乙烯醇纤维中的一种，纤维长度为1-2cm，直径为0.1-0.5mm，纤维长径比为20-200。
5.根据权利要求4所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，添加造孔纤维后向浆料
6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，挤出机的汇聚区呈带状，长度不小于纤维长度的15倍，宽度不超过汇聚区长度的1/5，高度不超过汇聚区宽度的1/5。
...【技术特征摘要】
1.一种具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，采用搅拌机对粉煤灰、矿粉、氢氧化钠溶液和水玻璃进行搅拌混合，先以100 rpm慢速搅拌1min，然后再以400 rpm快速搅拌1min。
3.根据权利要求2所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，采用搅拌机进行搅拌混合，保持搅拌机以100 rpm慢速搅拌，边搅拌边加入造孔纤维，造孔纤维的加入量为地质聚合物浆料总体积的30%。
4.根据权利要求3所述的具有单向排列微孔的无机聚合物隔热板制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文磊，钮新强，朱延涛，柳梦阳，徐利福，王浩然，吕宗桀，何旺，张康，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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