[发明专利]产品

说明书

发明技术领域

本发明涉及地质聚合物产品、用于制备该产品的方法和该产品的用途。

发明背景

水泥基材料广泛地应用于建筑行业。这些材料展示出许多所需性质，但是它们的使用也应考虑到某些限制。例如，由于装载、潮湿和/或热效应，水泥材料可展示出广泛的变形。此外，内部化学过程的结合例如水合、和混凝土干燥伴随的失水，可导致大尺寸变化，致使经受约束的建筑元件破裂。此外，蠕变是另一个导致尺寸变化的时间相关材料因素。在水泥基墙板的情况下，这些问题可为显著的问题，因为大规模移动将引起接合点加宽和/或开裂，所述接合点加宽和/或开裂可能呈现不美观问题或使得潮气通过接合点进入建筑内或至钢筋从而引起腐蚀和混凝土降解。

水泥基建筑材料也往往表现出相对高的碳足迹，因为组成成分的生产往往是能源密集型的。

在此背景下，将需要提供一种可用于建筑行业、或相关行业例如采矿和油气行业的替代材料，其不受水泥基材料基于性质的限制。还需要提供一种具有低碳足迹的替代水泥基材料。

发明概述

因此，在一种实施方案中，本发明提供一种用于生产多孔地质聚合物产品的方法，该方法包含步骤：

(a)通过向地质聚合物预混物加入引发地质聚合物预混物中缩合反应的活化剂化合物而形成活化地质聚合物预混物；

(b)将活化地质聚合物预混物铸成所需构造；和

(c)随着缩合反应的进行在活化地质聚合物预混物中产生气泡和活化地质聚合物预混物硬化以制备自支撑多孔结构；和

(d)固化自支撑多孔结构以制备多孔地质聚合物产品,

其中在步骤(c)中控制活化地质聚合物预混物的特性和缩合反应的反应动力学以实现自支撑多孔结构的形成。

本文中术语地质聚合物表示矿物/无机聚合物。地质聚合物和它们的形成通常为本领域已知的。

依据本发明，多孔地质聚合物结构通过控制地质聚合物预混物变硬和预混物中气泡的生成(和膨胀)来制备，以制备展示所需结构和相关物理性质的多孔结构。该控制给予所需的渐进单元壁刚性，导致气体膨胀和气体释放率的渐增阻抗，所述气体释放率通过所产生的与模板(模具)中铸造相关的压力来测定，其进一步触发气泡壁的压缩。这有助于地质聚合物基质自支撑能力的发展。

地质聚合物预混物变硬速率通过缩合反应的反应动力学来测定，所述缩合反应在使用活化剂化合物活化预混物时开始。开始生成气泡时的预混物粘度、缩合反应进行速率(和由此的粘度增加速率)以及预混物中气泡产生速率将对制备多孔产品的工艺料形起作用。反过来，多种因素将影响这些过程变量。这意味着存在着可使用本发明实现的大量工艺控制。

本发明还提供了一种依据本发明方法制备的多孔地质聚合物产品。

还提供了依据本发明的多孔地质聚合物产品用作建筑/建造成分的用途。考虑到多孔地质聚合物性质和预期用法，本发明多孔地质聚合物可替代传统水泥基建筑/建造材料使用。本发明可提供展示出结构(或非结构)和绝缘性质并至少可与传统产品的那些相比较的一系列多孔产品。建造行业中，对于该材料的要求不断提高，而传统水泥基多孔材料的使用由于性能限制和高环境影响因素而受到限制。

贯穿本说明书和随后的权利要求书，除非文义另有说明，词语“包含(comprise)”和变形例如“包含(comprises)”和“包含(comprising)”将理解为意味着包含所述整数或步骤或整数或步骤组但不排除任意其它整数或步骤或整数或步骤组。

本说明书中对任意在先公开(或来自其的信息)、或任意已知内容的提及不且不应被视为承认或认可或任意形式的暗示该在先公开(或来自其的信息)或已知内容形成本说明书所致力于的领域中的公知常识部分。

附图简要说明

参考非限制性附图阐述本发明实施方案，其中：

图1为阐述本发明方法如何可实现的流程图。

发明详述

本发明的核心是控制过程变量以致在预混物中产生气泡，预混物硬度从而有效地限制气泡以提供具有多孔结构的产品。相关过程变量包括制备地质聚合物预混物原料的化学组成、活化剂化合物的组成和用量、地质聚合物预混物的流变能力、和与预混物内气泡生成相关的动力学。这些变量可适应和优化以影响最终多孔产品的性质。

本文中，多种过程变量广泛地包含于表述“活化地质聚合物预混物特性”中。活化地质聚合物预混物应在铸造之前在预混物内气泡的生成和移动以及预混物内的缩合反应方面展示出某些影响预混物铸造时行为的性质。这些特性将影响产品特性和性质。