权利要求
1.一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述隔墙板为“表层致密增强层-中间纳米微孔功能层-底层致密增强层”的三层复合结构，其制备方法包括以下步骤：
S1：原料预处理与复合配方制备：
原料筛选与预处理：筛选表层与底层致密增强层原料和中间纳米微孔功能层原料，其中，表层与底层致密增强层原料按质量份数计为：硅胶8-10份、φ4mm钢径网600cmx200cmx4mm增强，采用花岗岩锯泥10-15份、炉废渣10-15份、45号水泥10-15份，清水15-20份混合泥桨扫平;
中间层原料以花岗岩锯泥20-25份、
氧化铝40-45、氧化钡8-10份、堇青石20-25份，外加固体燃烧物(总掺量60-70%)，搭配纳米二氧化硅、纳米粉体复合成孔剂、抗菌剂、保温改性剂等功能组分;
成型工艺融合高压流延成型技术，结合精准，创新工艺;烧结梯度升温与弱氧化气氛调控技术，精准制备50-200nm的纳米微孔及“纳米-微米”多层级连通微孔结构。
2.S2：分层复合成型：采用粿粒级配液压成型工艺，依次制备底层致密增强层、中间纳米微孔功能层、表层致密增强层，得到三层复合坯体;将复合坯体冷冻干燥后打磨备用;
S3：梯度烧结与纳米微孔调控：将打磨后的复合坯体送入辊道窑中，采用梯度升温烧结工艺，结合气氛调控，实现纳米微孔的精准调控与复合结构的协同致密化，冷却定型后得到隔墙板粗品;
S4：后处理与成品制备：对隔墙板粗品进行切割修整、表面改性、检测筛选，合格后包装入库。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述S1中，花岗岩锯泥经烘干、磁选除铁、粉碎后，过100目筛，100目筛下料占比不低于80%;陶瓷抛光废渣经破碎、绞绊后，过120目筛，颗粒粒径≤125μm;纳米二氧化硅、纳米氧化铝粒径控制在50-100nm。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述S1中，助熔剂为碳酸钠与硼砂的复配物，质量比为2:1;
所述复合发泡剂为
碳化硅与碳酸氢钠的复配物，质量比为3:1;
所述抗菌剂为纳米氧化
锌与银离子抗菌剂的复配物，质量比为4:1;
所述保温改性剂为气凝胶粉末。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述S2中，分散剂为聚羧酸钠盐，致密增强层浆料中分散剂添加量为0.3-0.5份，纳米微孔功能层粉料中分散剂添加量为0.2-0.4份;
所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，添加量为0.1-0.2份;
致密增强层浆料粘度控制在15000-20000mPa·s，纳米微孔功能层浆料粘度控制在10000-15000mPa·s。
6.根据权利要求1所述的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述S2中，分层复合成型的具体操作如下：
A1：底层致密增强层成型：将致密增强层浆料采用流延成型法铺设硅胶8-10份、φ4mm钢径网600cmx200cmx4mm增强，厚度5mm，室温静置10-15min初步固化;
A2：中间纳米微孔功能层成型：将纳米微孔功能层配比颗粒级配粉料注入高，度液压模具设备，液压平台温度为-15~-20℃，液压速度5-8mm/s，液压厚度200-250mm，在底层致密增强层表面逐层扫平;
A3：表层致密增强层成型：在中间纳米微孔功能层表面，采用流延成型法铺设硅胶8-10份、φ4mm钢径网600cmx200cmx4mm增强，致密增强层浆料，厚度5mm;
A4：中间陶瓷功能层，经纳米粉料级配处理入模：高强液压成复合坯体半成品修后备烧。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，其特征在于，所述S3中，梯度烧结工艺具体如下：
D1：低温排杂阶段：升温速率8-10℃/min，室温升至300℃，保温30-40min，空气气氛;
D2：中温预热与发泡准备阶段：升温速率3-5℃/min，300℃升至800℃，保温20-30min，弱氧化气氛;
D3：高温发泡与纳米微孔形成阶段：升温速率2-3℃/min，800℃升至1160-1200℃，保温60-90min，弱氧化气氛;
D4：梯度降温定型阶段：升温速率5-8℃/min，1160-1200℃降至800℃，保温20-30min;随后降温速率10-12℃/min，降至室温，空气气氛。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于建筑陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，尤其适用于装配式建筑、绿色建筑中的隔墙装修，可实现轻量化、保温隔热、隔音降噪、抗菌防火、防水防潮等多重功能一体化，同时兼顾
固废资源化利用与制备工艺的节能环保。
背景技术
[0002]随着装配式建筑产业的快速发展和“双碳”战略的深入推进，建筑隔墙板作为建筑围护结构的核心组件，其性能需求已从传统的“承重分隔”向“轻量化、多功能、绿色环保、高效施工”方向升级。目前，建筑领域常用的隔墙板主要包括加气混凝土砌块、石膏隔墙板、普通陶瓷隔墙板等，但均存在明显的性能短板：
加气混凝土砌块轻量化效果较好(密度通常为500-700kg/m³)，但力学强度低、抗水性能差、隔音效果不佳，且防火等级难以达到A1级，长期使用易出现开裂、粉化现象;石膏隔墙板施工便捷、保温性尚可，但耐水性极差、防火性能有限，在潮湿环境下易变形、霉变，使用寿命短;普通陶粒隔墙板力学强度高、防火防水性能优异，但密度较大(通常大于1200kg/m³)，轻量化不足，且单一结构导致其保温隔热、隔音降噪性能难以满足现代绿色建筑的高端需求，同时制备过程中多采用优质矿物原料，资源消耗大，且高温烧结能耗高、碳排放量大。
[0003]现有技术中，为实现陶瓷隔墙板的轻量化，多采用发泡法制备多孔陶瓷，但存在微孔尺寸不均、孔径过大(多为微米级以上)、孔结构连通性差等问题，导致隔墙板力学强度与轻量化难以兼顾;同时，现有多孔陶瓷隔墙板多为单一功能设计，难以同时实现保温、隔音、抗菌、防火等多重功能，且制备过程中未充分利用工业固废，不符合固废资源化利用的产业政策。
[0004]此外，现有纳米微孔陶瓷的制备多采用溶胶-凝胶法、模板法等，制备工艺复杂、成本高昂，难以实现规模化工业生产;且多数制备方法未考虑复合结构的协同作用，导致隔墙板的综合性能提升有限，无法满足装配式建筑对隔墙板“轻质高强、多功能一体化、低成本、易施工”的核心需求。
[0005]针对上述技术痛点，亟需研发一种制备工艺简单、成本低廉、可规模化生产，且能实现轻量化、保温隔热、隔音降噪、抗菌防火、防水防潮等多重功能一体化，同时兼顾固废资源化利用与节能环保的纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板制备方法，填补现有技术空白。
发明内容
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中陶瓷建筑隔墙板轻量化与力学强度难以兼顾、功能单一、制备工艺复杂、资源消耗大、能耗高的缺陷，提供一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法。该方法通过创新复合原料配方、优化纳米微孔调控工艺与分层复合结构设计，实现隔墙板的轻量化与高强性能协同，同时赋予其保温隔热、隔音降噪、抗菌防火、防水防潮等多重功能，且制备过程中大量利用工业固废，工艺简单、能耗低、可规模化生产，符合绿色建筑与固废资源化利用的发展趋势。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，所述隔墙板为“表层致密增强层、中间纳米微孔功能层、底层致密增强层”的三层复合结构，其制备方法包括以下步骤：
步骤1：原料预处理与复合配方制备
(1.1)原料筛选与预处理
筛选以下原料(按质量份数计)：
表层与底层致密增强层原料：φ4mm钢筋网600mmx200mmx5mm、纳米炉渣10-15份、水泥10-15份、硅胶3-5份、水15-20份合成扫平为表层与底层。
[0008]中间纳米微孔功能层原料：以花岗岩锯泥20-25份、氧化铝40-45、氧化钡8-10份、堇青石20-25份，外加固体燃烧物(总掺量60-70%)，搭配纳米二氧化硅、纳米粉体复合成孔剂、抗菌剂、保温改性剂等功能组分;
成型工艺融合高压流延成型技术，结合精准，创新工艺;烧结梯度升温与弱氧化气氛调控技术，精准制备50-200nm的纳米微孔及“纳米-微米”多层级连通微孔结构。
[0009]其中，所述花岗岩锯泥经烘干、磁选除铁(去除原料中混杂的小铁屑)、粉碎后，过100目筛，确保100目筛下料占比不低于80%;炉废渣经破碎、绞绊后，过120目筛，控制颗粒粒径≤125μm;纳米二氧化硅、纳米氧化铝粒径控制在50-100nm;
所述助熔剂为碳酸钠与硼砂的复配物，质量比为2:1，可降低烧结温度，促进原料熔融致密化;
所述复合发泡剂为碳化硅(SiC)与碳酸氢钠的复配物，质量比为3:1，
其中碳化硅发泡剂分解温度为800-900℃，与烧结温度匹配，可实现均匀发泡，碳酸氢钠辅助低温发泡，调控微孔尺寸;
所述抗菌剂为纳米
氧化锌与银离子抗菌剂的复配物，质量比为4:1，可赋予隔墙板长效抗菌性能;
所述保温改性剂为气凝胶粉末，可进一步优化纳米微孔结构，提升保温隔热性能。
[0010](1.2)复合浆料制备
分别制备表层、底层致密增强层浆料与中间纳米微孔功能层浆料：
将表层与底层致密增强层：φ4mm钢筋网600mmx200mmx5mm、原料纳米炉渣10-15份、水泥10-15份、硅胶3-5份、水15-20份合成扫平为表层5mm与底层5mm。
[0011]投入行星式绞绊机中，加入分散剂0.3-0.5份，绞绊机2-3h，控制浆料细度为120目筛余≤0.5%，得到致密增强层浆料扫平备用;
将中间纳米微孔功能层颗级配量，原料投入行星式绞绊机中，加入主料，外加易燃物纳米粉10nm-65-70%、分散剂0.2-0.4份、增稠剂0.1-0.2份，绞绊1.5-2.5h，控制浆料细度为150目筛余≤0.3%，得到纳米微孔功能层浆料，进入颗粒干燥设备之用;
其中，分散剂为聚羧酸钠盐，可提升原料分散均匀性，避免颗粒团聚;
增稠剂为羟丙基甲基纤维素，可调控浆料粘度，防止分层，便于后续成型。
[0012]步骤2：分层复合成型
采用高吨位液压与流延成型结合的复合成型工艺，具体操作如下：
(2.1)底层致密增强层成型：将致密增强层浆料倒入φ4mm钢筋网600mmx200mmx4mm、成型模具中，采用流延成型法，控制流延厚度为5-6mm扫平，在室温下静置10-15min，初步固化，形成底层致密增强层;
(2.2)中间纳米微孔功能层成型：将纳米微孔功能层将纳米主料及固体，废料干燥颗粒级配比量投入高吨位喷雾(水量5-6%)高压模具设备，液压平台温度为-15~-20℃，液压速度为5-8mm/s，规格为600mmx200mmx20mm定型;经1250℃的高温工艺焙烧，形成75%-80%纳米微孔功能层。
[0013](2.3)表层致密增强层成型：将致密增强层浆料倒入φ4mm钢筋网600mmx200mmx4mm、成型模具中，采用流延成型法，控制流延厚度为5-6mm扫平，在室温下静置10-15min，初步固化，形成表层致密增强层;
与底层致密增强层及中层对称分布，得到三层复合坯体;将复合坯体冷冻干燥后打磨备用;
步骤3：梯度烧结与纳米微孔调控
将打磨后的复合坯体送入LNG辊道窑中，采用梯度升温烧结工艺，结合气氛调控，实现纳米微孔的精准调控与复合结构的协同致密化，具体步骤如下：
(3.1)低温排杂阶段：控制升温速率为8-10℃/min，从室温升温至300℃，保温30-40min，采用空气气氛，充分排出坯体中的吸附水、结晶水及有机杂质(分散剂、增稠剂等)，避免后续烧结过程中坯体开裂;
(3.2)中温预热与发泡准备阶段：控制升温速率为3-5℃/min，从300℃升温至800℃，保温20-30min，切换为弱氧化气氛(氧气含量8-12%)，使助熔剂初步分解，原料颗粒表面开始软化，为后续发泡与烧结做准备;同时，碳酸氢钠开始分解，产生少量气体，初步形成微小孔隙;
(3.3)高温发泡与纳米微孔形成阶段：控制升温速率为2-3℃/min，从800℃升温至1160-1200℃，保温60-90min，维持弱氧化气氛，此时碳化硅发泡剂与原料中的氧化物发生化学反应(反应方程式：SiC + 2O2 = SiO2 + CO2，产生大量均匀分散的CO2气体，气体在软化的原料熔体中形成气泡，同时纳米二氧化硅、纳米氧化铝颗粒均匀分散在气泡壁上，抑制气泡过度长大，形成尺寸为600mm-200mm-20mm的纳米微孔;同时，定向排列的微米级孔隙通道与纳米微孔相互连通，形成“纳米-微米”多层级微孔结构;表层与底层原料在高温下充分熔融致密化，形成致密增强层，中间层保留多层级微孔结构，实现“致密-微孔”的梯度复合;
(3.4)梯度降温定型阶段：控制降温速率为5-8℃/min，从1160-1200℃降温至800℃，保温20-30min，避免降温过快导致坯体产生热应力开裂;随后控制降温速率为10-12℃/min，从800℃降温至室温，采用空气气氛，使复合坯体缓慢冷却定型，得到三层复合结构的纳米微孔陶瓷隔墙板粗品;
其中，烧结过程中控制辊道窑内压力为常压，通过调控升温速率、保温时间与气氛，确保纳米微孔尺寸均匀、分布合理，表层与底层致密无孔隙，中间层微孔连通性良好，实现轻量化与力学强度的协同提升。
[0014]步骤4：后处理与成品制备
(4.1)切割修整：将纳米微孔陶瓷隔墙板粗品采用高精度切割机切割，修整至预设尺寸(长度600mm、宽度200mm、厚度20mm)，确保切割面平整、尺寸误差≤±0.5mm;
(4.2)表面改性：在隔墙板表层与底层致密增强层表面，喷涂一层防水抗菌涂层(由有机硅树脂与纳米抗菌剂复配而成，纳米抗菌剂为纳米氧化锌，添加量为有机硅树脂质量的3-5%)，喷涂厚度为0.1-0.2mm，随后在80-100℃下烘干30-40min，提升隔墙板的防水、抗菌性能，同时增强表面耐磨性;
(4.3)检测筛选：对后处理后的隔墙板进行性能检测，筛选出符合以下指标的成品：密度450kg/m³、抗压强度≥5.0-6.0MPa、抗弯强度≥1.2-2.0MPa、导热系数≤0.06W/(m·K)、隔音量≥45dB、防火等级A1级、吸水率≤3.0%、大肠杆菌抗菌率≥99.9%、霉菌抑制率≥99%;不合格产品返回步骤4.1重新切割修整或废弃;
(4.4)包装入库：将合格成品进行包装，采用珍珠棉包裹，避免运输过程中损坏，随后入库备用。
[0015]进一步优化的技术方案
作为本发明的进一步优化，步骤1.1中，所述花岗岩锯泥的化学成分(质量分数)为：SiO2 65-75%、Al2O3 12-17%、Fe2O3 3-5%、CaO 1-2%、MgO 0.5-1%、K2O+Na2O 2-3%，其余为杂质;
所述炉废渣的化学成分(质量分数)为：SiO2 60-70%、Al2O3 15-20%、CaO 2-3%、MgO0.3-0.8%，其余为杂质;选用该成分的固废原料(包燃烧物70%)，可与氧化钡、氧化铝微粉、堇青石等协同作用，形成稳定的陶瓷骨架结构，同时无需额外添加大量优质矿物原料，降低资源消耗。
[0016]作为本发明的进一步优化，步骤1.2中，致密增强层浆料的粘度控制在15000-20000mPa·s，纳米微孔功能层浆料的粘度控制在10000-15000mPa·s，确保浆料的流动性与成型性，避免成型过程中出现分层、流挂等缺陷。
[0017]作为本发明的进一步优化，步骤2.2中，高吨位喷雾(水份5-6%)
液压机吨位量2500MPa、确保中间纳米微孔功能层的厚度均匀、结构致密，避免出现空洞、疏松等缺陷。
[0018]作为本发明的进一步优化，步骤3.3中，高温烧结温度根据中间层微孔尺寸需求可微调：若需制备孔径15-20nm的纳米微孔，烧结控制在1160-1180℃;若需制备孔径10-15nm的纳米微孔，烧结温度控制在1180-1200℃，实现微孔尺寸的精准调控，适配不同保温隔音需求。
[0019]作为本发明的进一步优化，步骤4.2中，防水抗菌涂层的制备方法为：将有机硅树脂与纳米氧化锌抗菌剂混合，加入适量无水乙醇(用量为有机硅树脂质量的10-15%)，搅拌均匀，形成均匀的涂层浆料，采用高压喷涂法喷涂在隔墙板表面，确保涂层均匀、无气泡、无漏喷。
[0020]本发明的有益效果为：
1.结构创新：设计“表层致密增强层-中间纳米微孔功能层-底层致密增强层”的三层复合梯度结构，突破现有陶瓷隔墙板“单一结构”的局限，表层与底层致密化设计解决了纳米微孔陶瓷力学强度低的痛点，中间层“纳米-微米”多层级微孔结构实现了轻量化与保温隔音性能的协同提升，形成“致密抗冲击-微孔轻量化-致密防渗透”的协同效应，显著优于现有单一结构或双层结构隔墙板。
[0021]2.工艺创新：融合高吨位液压与流延成型工艺，结合梯度烧结与气氛调控技术，实现纳米微孔尺寸(600mm-200nm-20mm)的精准调控，解决了现有发泡法制备微孔陶瓷孔径不均、尺寸过大的技术难题;同时，湿法融合颗粒干燥比量液压成形工艺替代传统烘干工艺，避免了坯体开裂，提升了坯体成型质量，且无需复杂设备，便于规模化生产。
[0022]3.配方创新：中间纳米微孔功能层原料：以花岗岩锯泥20-25份、氧化铝40-45、氧化钡8-10份、堇青石20-25份，外加炉废渣、固体燃烧物废料为主要原料(总掺量达到75-85%)，实现固废资源化高值利用，解决了固废堆积污染的环保痛点;同时，复合发泡剂、抗菌剂与保温改性剂的协同配比，赋予隔墙板多重功能，突破现有陶瓷隔墙板“单一功能”的局限。
[0023]4.性能创新：通过原料配方、成型上、中游工艺与烧结工艺的协同优化，实现隔墙板“轻量化、高强、保温、隔音、抗菌、防火、防水”七大功能一体化，其密度(450kg/m³)远低于现有普通陶瓷隔墙板，抗压强度≥5.0MPa，导热系数≤0.06W/(m·K)，隔音量≥45dB，综合性能显著优于现有同类产品，填补了轻量化多功能纳米微孔陶瓷隔墙板的技术空白。
[0024]5.轻量化与高强性能协同：本发明制备的隔墙板密度仅为450kg/m³，比现有普通陶瓷隔墙板轻量化60%以上，比加气混凝土砌块轻量化20-30%，可显著降低建筑结构荷载，减少建筑主体造价;同时，表层与底层致密增强层的设计，使隔墙板抗压强度≥6.0MPa、抗弯强度≥1.2MPa，满足建筑隔墙的承重分隔需求，避免了现有轻量化陶瓷隔墙板力学强度不足的缺陷。
[0025]6.多功能一体化：中间层“纳米-微米”多层级微孔结构具有优异的保温隔热与隔音降噪性能，导热系数≤0.06W/(m·K)，隔音量≥45dB，可有效降低建筑能耗，改善室内居住环境;纳米抗菌剂的添加的使隔墙板大肠杆菌抗菌率≥99.9%、霉菌抑制率≥99%，防水抗菌涂层进一步提升防水抗菌性能，吸水率≤3.0%，可适应潮湿环境(如卫生间、厨房等)使用;防火等级达到A1级，无有毒有害气体释放，安全性高，实现“保温、隔音、抗菌、防火、防水”多重功能一体化，无需额外添加功能层，降低施工成本。
[0026]7.固废资源化与节能环保：以花岗岩锯泥、陶瓷抛光废渣等工业固废为主要原料，总掺量达到60-85%，每年可消耗大量工业固废，解决固废堆积污染问题，符合国家固废资源化利用政策;同时，梯度烧结工艺优化了升温速率与保温时间，结合助熔剂的使用，使烧结温度降低100-150℃，显著降低烧结能耗与碳排放;冷冻干燥工艺替代传统烘干工艺，进一步节约能源，制备过程无有毒有害气体、废水排放，环境友好。
[0027]8.制备工艺简单、成本低廉、可规模化生产：本发明采用的原料易得且成本低廉，工业固废的大量利用进一步降低了原料成本;成型工艺融合冷冻3D打印与流延成型，无需复杂设备，操作简单，生产效率高;梯度烧结工艺可采用现有LNG辊道窑实现，无需新增专用设备，便于现有陶瓷生产企业升级改造，适合规模化工业生产。
[0028]9.适配性广、施工便捷：本发明制备的隔墙板尺寸标准化，可根据建筑需求切割修整，表面平整光滑，无需额外抹灰处理，施工效率提升30%以上;同时，其轻量化、高强度的特点，便于运输与安装，适配装配式建筑、住宅、商业建筑、公共建筑等多种场景的隔墙装修需求，应用前景广阔。
附图说明
[0029]图1为本发明提出的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法的流程示意图;
图2为本发明提出的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法的分层复合成型流程示意图;
图3为本发明提出的一种轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法的梯度烧结工艺流程示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0031]实施例1：一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原料预处理与复合配方制备
(1.1)原料筛选与预处理
筛选以下原料(按质量份数计)：
表层与底层致密增强层φ4mm钢筋网600mm-200mm-20mm，原料：花岗岩锯泥40份、炉废渣30份、水泥30份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)4份、水20份;
中间纳米微孔功能层原料：花岗岩锯泥30份、氧化铝粉25份、氧化钡2.5份¨、堇青石、外加固体燃烧物85%、复合成孔剂(SiC:碳酸氢钠=3:1)3份、抗菌剂(纳米氧化锌:银离子抗菌剂=4:1)1.5份、保温改性剂(气凝胶粉末)2份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)3份、水18份;
花岗岩锯泥经烘干、磁选除铁、粉碎后，过100目筛，100目筛下料占比82%;陶瓷抛光废渣经破碎、绞绊后，过120目筛，颗粒粒径≤125μm;纳米二氧化硅、纳米氧化铝粒径为50-100nm。
[0032](1.2)复合浆料制备
将表层与底层致密增强层原料投入行星式绞绊机中，加入聚羧酸钠盐分散剂0.5份，绞绊3h，控制浆料细度为120目筛余0.3%，粘度为20000mPa·s，得到致密增强层浆料，备用;
将中间纳米微孔功能层原料投入行星式绞绊机中，加入聚羧酸钠盐分散剂0.4份、羟丙基甲基纤维素增稠剂0.2份，绞绊2.5h，控制浆料细度为150目筛余0.2%，粘度为15000mPa·s，得到纳米微孔功能层浆料，备用。
[0033]步骤2：分层复合成型
(2.1)底层致密增强层成型：将致密增强层浆料倒入成型模具中，采用流延成型法，控制流延厚度为5mm，在室温下静置15min，初步固化，形成底层致密增强层;
(2.2)中间纳米微孔功能层成型：将纳米微孔功能层浆料注入冷冻3D打印设备的料筒中，设置打印平台温度为-20℃，喷头直径1.2mm，打印速度5mm/s，打印厚度为25mm，在底层致密增强层表面逐层打印，采用交错式打印路径，初步定型;
(2.3)表层致密增强层成型：在中间纳米微孔功能层表面，采用流延成型法铺设致密增强层浆料，控制流延厚度为5mm，得到三层复合坯体;
(2.4)坯体初步处理：将复合坯体连同模具一起放入冷冻干燥箱中，在-30℃、真空度8Pa的条件下冷冻干燥12h，取出后用砂纸打磨表面，备用。
[0034]步骤3：梯度烧结与纳米微孔调控
将打磨后的复合坯体送入LNG辊道窑中，采用梯度升温烧结工艺：
(3.1)低温排杂阶段：升温速率10℃/min，从室温升温至300℃，保温40min，空气气氛;
(3.2)中温预热与发泡准备阶段：升温速率5℃/min，从300℃升温至800℃，保温30min，弱氧化气氛(氧气含量12%);
(3.3)高温发泡与纳米微孔形成阶段：升温速率3℃/min，从800℃升温至1200℃，保温90min，弱氧化气氛(氧气含量12%)，形成尺寸为100-200nm的纳米微孔;
(3.4)梯度降温定型阶段：升温速率8℃/min，从1200℃降温至800℃，保温30min;随后降温速率12℃/min，从800℃降温至室温，空气气氛，得到隔墙板粗品。
[0035]步骤4：后处理与成品制备
(4.1)切割修整：采用高精度切割机将粗品切割至尺寸3000mm×600mm×30mm，尺寸误差≤±0.5mm;
(4.2)表面改性：制备防水抗菌涂层(有机硅树脂+5%纳米氧化锌+15%无水乙醇)，采用高压喷涂法喷涂在隔墙板表面，喷涂厚度0.2mm，在100℃下烘干40min;
(4.3)检测筛选：检测性能指标：密度450kg/m³、抗压强度6.5MPa、抗弯强度1.5MPa、导热系数0.06W/(m·K)、隔音量48dB、防火等级A1级、吸水率2.8%、大肠杆菌抗菌率99.9%、霉菌抑制率99.5%，符合成品要求;
(4.4)包装入库：合格成品采用珍珠棉包裹，入库备用。
[0036]实施例2：一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原料预处理与复合配方制备
(1.1)原料筛选与预处理
筛选以下原料(按质量份数计)：
表层与底层致密增强层原料：花岗岩锯泥50份、陶瓷抛光废渣25份、偏高岭土12份、氧化铝微粉6份、硅灰石4份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)3份、水18份;
中间纳米微孔功能层原料：花岗岩锯泥38份、陶瓷抛光废渣20份、纳米二氧化硅4份、纳米氧化铝3份、复合发泡剂(SiC:碳酸氢钠=3:1)2.2份、抗菌剂(纳米氧化锌:银离子抗菌剂=4:1)1.0份、保温改性剂(气凝胶粉末)1.5份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)2份、水15份;
花岗岩锯泥经烘干、磁选除铁、粉碎后，过100目筛，100目筛下料占比85%;陶瓷抛光废渣经破碎、绞绊后，过120目筛，颗粒粒径≤125μm;纳米二氧化硅、纳米氧化铝粒径为50-100nm。
[0037](1.2)复合浆料制备
将表层与底层致密增强层原料投入行星式绞绊机中，加入聚羧酸钠盐分散剂0.4份，绞绊2.5h，控制浆料细度为120目筛余0.4%，粘度为18000mPa·s，得到致密增强层浆料，备用;
将中间纳米微孔功能层原料投入行星式绞绊机中，加入聚羧酸钠盐分散剂0.3份、羟丙基甲基纤维素增稠剂0.15份，绞绊2h，控制浆料细度为150目筛余0.25%，粘度为12000mPa·s，得到纳米微孔功能层浆料，备用。
[0038]步骤2：分层复合成型
(2.1)底层致密增强层成型：将致密增强层浆料倒入成型模具中，采用流延成型法，控制流延厚度为4mm，在室温下静置12min，初步固化，形成底层致密增强层;
(2.2)中间纳米微孔功能层成型：将纳米微孔功能层浆料注入冷冻3D打印设备的料筒中，设置打印平台温度为-18℃，喷头直径1.0mm，打印速度6.5mm/s，打印厚度为20mm，在底层致密增强层表面逐层打印，采用交错式打印路径，初步定型;
(2.3)表层致密增强层成型：在中间纳米微孔功能层表面，采用流延成型法铺设致密增强层浆料，控制流延厚度为4mm，得到三层复合坯体;
(2.4)坯体初步处理：将复合坯体连同模具一起放入冷冻干燥箱中，在-28℃、真空度9Pa的条件下冷冻干燥10h，取出后用砂纸打磨表面，备用。
[0039]步骤3：梯度烧结与纳米微孔调控
将打磨后的复合坯体送入LNG辊道窑中，采用梯度升温烧结工艺：
(3.1)低温排杂阶段：升温速率9℃/min，从室温升温至300℃，保温35min，空气气氛;
(3.2)中温预热与发泡准备阶段：升温速率4℃/min，从300℃升温至800℃，保温25min，弱氧化气氛(氧气含量10%);
(3.3)高温发泡与纳米微孔形成阶段：升温速率2.5℃/min，从800℃升温至1180℃，保温75min，弱氧化气氛(氧气含量10%)，形成尺寸为70-150nm的纳米微孔;
(3.4)梯度降温定型阶段：升温速率6.5℃/min，从1180℃降温至800℃，保温25min;随后降温速率11℃/min，从800℃降温至室温，空气气氛，得到隔墙板粗品。
[0040]步骤4：后处理与成品制备
(4.1)切割修整：采用高精度切割机将粗品切割至尺寸2700mm×600mm×25mm，尺寸误差≤±0.5mm;
(4.2)表面改性：制备防水抗菌涂层(有机硅树脂+4%纳米氧化锌+12%无水乙醇)，采用高压喷涂法喷涂在隔墙板表面，喷涂厚度0.15mm，在90℃下烘干35min;
(4.3)检测筛选：检测性能指标：密度400kg/m³、抗压强度5.8MPa、抗弯强度1.3MPa、导热系数0.055W/(m·K)、隔音量46dB、防火等级A1级、吸水率2.5%、大肠杆菌抗菌率99.9%、霉菌抑制率99.3%，符合成品要求;
(4.4)包装入库：合格成品采用珍珠棉包裹，入库备用。
[0041]实施例3：一种轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原料预处理与复合配方制备
(1.1)原料筛选与预处理
筛选以下原料(按质量份数计)：
表层与底层致密增强层原料：4mm钢筋网(600mm-200mm-2mm)花岗岩锯泥30份、炉废渣20份、水泥20份、水20份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)2份合成扫平光洁90度。
[0042]中间纳米微孔功能层原料：花岗岩锯泥45份、氧化铝微粉45份、纳米二氧化钡8份份、纳米青石25份、外加纳米固体燃烧物85%，复合成孔剂(SiC:碳酸氢钠=3:1)1.5份、抗菌剂(纳米氧化锌:银离子抗菌剂=4:1)0.5份、保温改性剂(气凝胶粉末)1份、助熔剂(碳酸钠:硼砂=2:1)1份、水12份，微粉，过250目筛，250目筛下料占比88%，颗粒粒径≤255μm;。
[0043]步骤3：梯度烧结与纳米微孔调控
将修坯后的复合坯体送入LNG辊道窑中，采用梯度升温烧结工艺：
(3.1)低温排杂阶段：升温速率8℃/min，从室温升温至300℃，保温30min，空气气氛;
(3.2)中温预热与发泡准备阶段：升温速率3℃/min，从300℃升温至800℃，保温20min，弱氧化气氛(氧气含量8%);
(3.3)高温发泡与纳米微孔形成阶段：升温速率2℃/min，从800℃升温至1160℃，保温60min，弱氧化气氛(氧气含量8%)，形成尺寸为50-100nm的纳米微孔;
(3.4)梯度降温定型阶段：升温速率5℃/min，从1160℃降温至800℃，保温20min;随后降温速率10℃/min，从800℃降温至室温，空气气氛，得到隔墙板粗品。
[0044]步骤4：后处理与成品制备
(4.1)切割修整：采用高精度切割机将粗品切割至尺寸2400mm×600mm×20mm，尺寸误差≤±0.5mm;
(4.2)表面改性：制备防水抗菌涂层(有机硅树脂+3%纳米氧化锌+10%无水乙醇)，采用高压喷涂法喷涂在隔墙板表面，喷涂厚度0.1mm，在80℃下烘干30min;
(4.3)检测筛选：检测性能指标：密度486kg/m³、抗压强度6.0MPa、抗弯强度1.2MPa、导热系数0.05W/(m·K)、隔音量45dB、防火等级A1级、吸水率2.2%、大肠杆菌抗菌率99.9%、霉菌抑制率99%，符合成品要求;
(4.4)包装入库：合格成品采用珍珠棉包裹，入库备用。
[0045]对比试验
选取本发明实施例2制备的隔墙板与现有普通陶瓷隔墙板、加气混凝土砌块、现有发泡陶瓷隔墙板进行性能对比，结果如下表所示：
性能指标本发明实施例2普通陶瓷隔墙板加气混凝土砌块现有发泡陶瓷隔墙板密度(kg/m³)4001300600550抗压强度(MPa)5.88.03.54.2抗弯强度(MPa)1.31.80.81.0导热系数(W/(m·K))0.0550.180.080.07隔音量(dB)46354042防火等级A1级A1级B1级A1级吸水率(%)0.51.515.04.8大肠杆菌抗菌率(%)99.9无抗菌性能无抗菌性能90.0固废掺量(%)8503050
由对比试验结果可知，本发明制备的轻量化多功能纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板，在密度远低于现有普通陶瓷隔墙板、现有发泡陶瓷隔墙板的前提下，力学强度(抗压、抗弯)优于加气混凝土砌块与现有发泡陶瓷隔墙板，接近普通陶瓷隔墙板;保温隔热、隔音降噪性能显著优于现有同类产品;同时具备优异的防火、防水、抗菌性能，且固废掺量高达85%，综合性能优势明显，完全满足现代绿色建筑、装配式建筑的需求。
[0046]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)
声明：
“轻量化纳米微孔复合结构陶瓷建筑隔墙板的制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江西彩来环保科技有限公司
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