[发明专利]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

摘要

本发明公开了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，属于多孔材料制备方法技术领域。将水泥粉料与基于二相造孔剂体系的混合溶液搅拌混合成均匀体系，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，该多孔材料结构包括定向大孔及内部介孔，孔径分布为3nm～400μm，孔隙率为40％～65％，具有孔隙分布均匀、孔道结构多样、定向程度优异的特点。该方法通过改变叔丁醇与水的配比即可对制备的梯度定向多孔水泥的孔道形貌进行调控，以满足不同应用需求，同时制备工艺简便、成本较低，养护条件简单温和，避免了传统高温烧结方法所带来的式样坍缩开裂的问题，并且更为节能环保。

主权项

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，其特征在于包括以下步骤：(1)基于二相造孔剂体系的水泥混合浆料制备：按照质量百分比，称取29％～59％的水泥粉体，40％～70％的二相造孔剂体系，1％的分散剂及粘结剂混合体系，首先将分散剂及粘结剂混合体系加入到二相造孔剂体系中，机械搅拌1h～4h，得到混合均匀的有机混合物，然后将其和水泥粉体一起放入球磨机中球磨混合12h～48h，真空除气后得到均匀分散的水泥基浆料；(2)冷冻水泥基坯体的制备：将除气后均匀分散的水泥基混合浆料注入自制的定向冷冻模具中定向冷冻塑形，冷冻温度为‑10℃～80℃，冷冻时间为0.5h～2h，待浆料冻实后将其从模具中小心脱出，得到冷冻水泥基坯体；(3)定向多孔水泥基素坯的制备：使用真空冷冻干燥机将上述冷冻水泥基坯体进行冷冻干燥，所需时间为24h～48h，真空度为0.5Pa～3Pa，除去坯体中的二相体系造孔剂后得到梯度定向多孔水泥基素坯；(4)梯度定向多孔水泥成品的养护：将上述定向多孔水泥基素坯放入恒温恒湿养护箱中进行初步养护，温度≥20℃，湿度≥98％，时间1d～4d，初步养护完成后将试样放入盛有去离子水的养护池中，温度≥20℃，时间24d～27d，待养护完毕后将试样放入盛有去离子水与乙醇的水浴池中，温度40℃～60℃，时间6h～12h，最终得到梯度定向多孔水泥材料。