CN111410513B

CN111410513B - 一种高致孔率的薄型微孔复合陶板及其制备方法

Info

Publication number: CN111410513B
Application number: CN202010313869.7A
Authority: CN
Inventors: 彭幸华; 吴进艺; 张谋森
Original assignee: Fujian Lopo Terracotta Panels Manufacturing
Current assignee: Fujian Lopo Terracotta Panels Manufacturing
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2040-04-20
Also published as: CN111410513A

Abstract

本发明公开了一种高致孔率的复合陶板，由基体层、过渡层及纳米金属颗粒表层构成，所述过渡层为表面层与基体层的结合层，用于形成微泡材料与金属颗粒表层之间的过渡平面，所述基体层结构中含有大小气孔相间的组合闭气孔。上表面附着固化金属涂层，具有抗菌抑菌和有机污染物的光催化降解性能。本发明所述陶板采用二次发泡烧制而成，包括低温预发泡阶段和中高温发泡阶段；其中预发泡由颗粒型有机发泡剂完成，中高温发泡由复合型无机发泡剂完成。所制得复合陶板闭气孔率高、导热系数低、体积密度低，制备方法可有效降低烧制温度和减少烧制时间。

Description

一种高致孔率的薄型微孔复合陶板及其制备方法

技术领域

本发明涉及发泡复合陶瓷板领域，具体涉及一种大小孔相间的高孔率薄型发泡复合陶瓷板及其制备工艺。

背景技术

发泡陶瓷是由粘土、石英以及其他无机原料混合发泡剂，经研磨制粉、成型、烧结等工艺生产的固相与气相混合的蜂窝状陶瓷材料。由于其特有的隔热、保温、隔声、防火、防潮、轻质等性能，而被广泛应用于建筑领域及隔热保温领域。目前已经逐渐开发出多种建筑外墙外保温及屋面隔热用高温发泡陶瓷保温板，但目前的产品仍然存在着隔热保温效果差，吸水率高，缺乏装饰性无法直接代替瓷砖等许多不足之处。

现有的发泡陶瓷制备工艺中也存在诸多缺陷，例如烧制温度高、成孔率低以及高温烧结带来内部孔隙的连通性等弊端，而连通孔洞容易导致吸水率增加、冻融循环等问题，进而降低使用寿命和耐冷热冲击性能。例如CN104744070A公开了以粉煤灰为主要原料，辅助以除尘灰、膨润土、电厂炉渣和发泡剂等，在1150～1200℃下制得发泡陶瓷保温版，但是存在产品吸水率高、成孔率不足的缺陷。

现有技术中，存在一系列发泡陶瓷及其制备工艺的研究，列举如下。

CN 110590332公开了一种环保型保温装饰发泡陶瓷板，其通过将原料以石材废料50％～65％、珍珠岩废料10％～16％、沸石废料10％～18％、磷矿渣1％～3％、陶土废料5％～10％、发泡剂0.1％～0.5％、氧化铁1％～3％、助磨剂0.2％～1％、陶瓷坯体增强剂0.3％～0.5％的质量占比混合粉磨后依次经干压成型、烘干后经1110℃下烧制80～100min后自然冷却后制得。

CN 107459338公开了一种废弃陶瓷基建筑外墙用保温发泡材料的制备方法。其技术方案是：先以65～80wt％的废弃陶瓷粉、5～15wt％的铝酸盐水泥、5～15wt％的粘土和5～15wt％的赤泥为原料，加入所述原料0.1～0.3wt％的减水剂和150～400wt％的水，球磨4～6h，得到发泡料浆；再按所述发泡料浆∶十六烷基三甲基溴化铵的质量比为(2500～3500)∶1配料，搅拌2～5min，浇注成型，自然干燥24h，再于80～150℃条件下干燥12～24h；然后在900～1100℃的条件下保温2～5h，即得。

CN 105036700公开了一种多色中空陶板的制备工艺，其由重量比为1：2：1的配料一、配料二、配料三制备而成；所制得的中空陶板，颜色丰富，色彩鲜艳。

CN 110372411 A公开了蜂窝结构轻质高强陶瓷板制备，将各种原料按重量百分比加入球磨机：透辉石4～15％、陶瓷废料、大理石矿废料、金矿废料15～65％、溶剂原料20～60％、可塑性粘土类10～45％、高岭土类15～30％及成孔剂、解胶剂和水，水按总原料重量的50～60％加入，解胶剂按原料总重量的0.6～1％加入将球磨后泥浆细度达到0.1～0.5％时，该蜂窝结构高强度陶瓷板，采用数码全真临摹天然石材纹理，陶瓷板采用3D喷墨技术、更加立体细腻，通过压滤机将原料中混入的有害的可溶性盐类滤去，从而改善料浆的稳定性，使烧成的陶瓷质量更高。

CN 108238811公开了一种泡沫陶瓷板材的制备方法，包括以下步骤：1)按照重量百分比将90-95％的工业固废原料、5-10％的发泡材料投入喂料机中混合均匀，工业固废原料为陶瓷废渣、废弃陶瓷、矿山尾矿、废弃玻璃中的一种或几种；发泡材料为含有结晶水的原生矿物或结晶化合物；2)将混合物置入球磨机中球粉碎过筛网；3)将粉末颗粒过筛分设备后置入泥浆池中加水搅拌并浸泡陈化；4)在喷雾干燥塔喷雾干燥后储存在粉料仓；5)粉粒经中转料筒干铺后进行隧道式干燥，接着在隧道烧成窑煅烧成型；6)自然冷却并经过拣选、切割、烘干后得到成品。

尽管现有技术公开了一系列泡沫陶瓷板材的制备方法，但是存在如下的一种或多种缺陷：

1)产品发泡程度较低，且存在很大部分的连通孔，使得产品导热系数较高，保温隔热效果较差；

2)原料及品质缺乏工业标准控制：现有技术中通常以各种因地制宜的尾矿料和工厂陶瓷废料为主材，尽管可以降低成本，但是也使得产品随着原料品质的变化导致其性能差异较大，无法得到各项性能稳定的产品，导致其工业适用性差；

3)包含发泡材料的复合陶板研究较少，现有的复合工艺通常将发泡陶瓷其中一面涂抹粘接剂，将装饰材料层粘贴从而得到复合板；或者将发泡材料直接铺在瓷砖等成型材料表面进行简单的贴合粘接或直接简单烧制从而得到复合板。显然，现有的这种复合工艺粘结层贴合不严，粘结力度不够，容易老化，导致产品使用寿命短且存在建筑安全风险；

4)现有的发泡陶瓷板通常缺乏光滑表面，用于墙体施工时往往还需要在陶板上贴合瓷砖或涂料磨平。而且大多数发泡陶板表面粗糙，美观度差，而且厚度较厚(甚至大于10cm)，通常仅用作中间的保温板，不能直接用于室内或室外的墙面装饰；

5)现有技术中少数的表面光滑的复合板，尽管可以直接用于墙面装饰，但是除了层间结合强度差，表面通常不具备抗菌等功能，需采用抗菌涂层，然而涂层耐久性较差，需经常涂布才能保证性能。

6)最后，现有的发泡陶瓷制备工艺中，烧成温度都在1200℃以上，能耗较大。显然，烧成温度越高，烧成时间越长，能耗越高。若烧成温度降低100℃，则单位产品热耗可降低10％以上。

因此，需要开发新的复合陶板及其制备工艺以克服上述缺陷。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷，本发明对于发泡陶瓷板的制备主要解决如下的技术问题；

1)提供气孔率高、常温导热系数较低、体积密度低且耐压强度满足建筑要求的发泡陶板材料；

2)提高复合陶板的复合层之间的结合力；

3)在保证性能的基础上，有效降低产品的烧制温度和减少烧制时间。

因此，本发明的主要目的在于提供一种一体成型的高致孔率薄型复合陶板及其制备方法。

具体地，第一个方面，本发明提供一种高致孔率的复合陶板，由一体烧结成型的发泡基体层、致密过渡层及包括二氧化钛纳米金属颗粒的表层构成。所述过渡层为表面层与基体层的结合层，用于形成微泡材料与金属颗粒表层之间的致密型平面。所述发泡基体层中含有复合发泡剂所致的大小孔相间的组合闭气孔。所述表层为具有抗菌及光催化性能的表面，其中附着固化金属涂层；所述陶板贴于墙面后无需进一步对表面进行抗菌涂层处理，即可具有抗菌抑菌和有机污染物的光催化降解性能。

本发明所述陶板采用二次发泡烧制而成，包括低温预发泡阶段和中高温发泡阶段；其中预发泡由颗粒型有机发泡剂完成，中高温发泡由复合型无机发泡剂完成。

其中，本发明所述复合陶板中基体层由以下的原料制备得到：

陶土、高岭土，钾钠长石，膨胀珍珠岩，石英砂，透辉石，膨润土，萤石粉，复合发泡剂，固泡剂，以及助剂；所述助剂为增韧剂以及分散剂。

其中，复合发泡剂由无机发泡剂及有机发泡剂组成。其中，有机发泡剂选自不溶于水且发气量不低于100ml/g的有机高效致孔剂，优选发气量不低于150ml/g。

优选地，所述有机发泡剂为偶氮二甲酰胺粉料，控制粉料粒度为10微米以下，优选颗粒粒度细于1600目的那些，更优选细于2000目的那些。使用时，可将偶氮二甲酰胺粉末直接悬浮于水中配制成均匀的悬浮液使用。

其中，无机发泡剂由碳化硅和至少一种金属碳酸盐组成，其中金属碳酸盐选自碳酸镁、碳酸锂；其中碳化硅和金属碳酸盐的质量比为1-2:1。

进一步地，所述无机发泡剂粒度不低于600目；例如600-900目，优选600-800目。

其中，增韧剂选自短切玻璃纤维，优选10-50μm的长度。

优选地，按重量份计，本发明上述陶板基体层各原料组分的比例为：

陶土40-50份，高岭土20-30份，钾钠长石20-25份，膨胀珍珠岩粉15-20份，透辉石10-15份，石英砂5-10份，膨润土5-8份，萤石粉1-3份，无机发泡剂2-5份，固泡剂2-5份，偶氮二甲酰胺0.5-2份，短切玻纤增韧剂1-2份，以及分散剂0.5-1份。

其中，固泡剂选自硼砂、磷酸钠；优选硼砂；分散剂选自聚乙烯醇或羟乙基纤维素。

可选地，作为助熔剂的萤石粉也可用萤石尾矿粉代替。

其中，陶土优选含60-70wt％二氧化硅、10-20wt％氧化铝、3-10wt％三氧化二铁等主要组分，以及烧失量低于5％的那些。

其中，所述钾钠长石中氧化钾与氧化钠的质量比不低于2：1。优选地，所述钾钠长石的优选二氧化硅不低于60wt％、氧化钾不低于10wt％，氧化铝不低于10wt％的那些。

任选地，上述基体层还可包括陶瓷废料，优选不高于30wt％。

本发明所述复合陶板中，过渡层的制备主原料采用基体层相同的组分及配比，以保证其结合部位理化性质的一致性，使得陶板基体层和过渡层粉料的烧结性一致，并降低烧结后陶板层间物理特性差异。

具体地，过渡层制备主原料采用与基体层相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉及增韧剂原料。

其中，过渡层不含基体层中的发泡剂组分，以形成硬度较高的致密型表面结构。

本发明所述复合陶板中，纳米金属颗粒表层的制备主原料为纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米二氧化硅。其中，纳米二氧化钛和纳米氧化锌分散于二氧化硅颗粒之间，通过二氧化硅与过渡层材料之间的高温融合烧结从而稳定结合于陶板表面，层间结合强度高，相比较于涂料形式的涂布施工，烧结结合具有更久的稳定性和更牢固的结合性。

第二个方面，本发明还提供所述复合陶板的低温烧制工艺，其中包括多段发泡过程。

具体地，基于本发明的复合发泡剂，可在烧制中多次均匀发泡：在190-250℃区间，有机发泡剂颗粒受热分解产生微孔结构，形成初级多孔；在600-950℃区间无机颗粒粒子间隙疏通，继续形成多孔结构；在900℃或950℃以上，碱金属和碱土金属氧化物等组分熔融产生液相，在液相粘阻力作用下无机发泡剂分解产气遇阻从而形成较大的封闭气孔。

因此，本发明由有机致孔剂-复合无机发泡剂相组合制成的发泡剂，在200℃左右即可产生发泡，通过调整发泡组分的配比和控制升温过程，避免了集中发泡带来的孔间融合、闭孔率低的缺陷，从而产生吸水率低、保温隔热等良好的热工性能。

本发明烧制过程中的升温速率以梯度式为宜。值得注意的是发泡组分的含量，若发泡剂量过多容易导致气泡破裂溢出，或者小气泡合并导致连通孔增多，吸水率变大。

具体地，基于符合上述特定要求，本发明所述复合陶板的低温烧制工艺具体包括以下步骤(1)-(3)：

步骤(1)：制备作为基体层的陶板坯(即基体陶坯)并进行低温预发泡处理：

S1-1：将比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及固泡剂各原料粉末组分混合均匀，研磨处理后得到混合原料粉，过筛，加入玻纤增韧剂及无机发泡剂组分，混合均匀得到基体陶坯原料粉末。将分散剂以及有机发泡剂偶氮二甲酰胺加入水中形成均匀的悬浮液，得到溶剂物料。

S1-2：将基体陶坯原料粉末与溶剂物料混合，得到基体陶坯浆料；浆料通过喷雾干燥制粒得到坯体粉料颗粒，干燥，陈腐处理后干压成型，得到基体陶坯坯体，于烘干窑中烘干干燥。

S1-3：将干燥处理的坯体送入热处理窑中进行梯度升温，于190-250℃温度区间进行预发泡处理，得到预发泡处理的基体陶坯。

其中，预发泡的温度根据所采用的有机发泡剂的热分解温度而定。

步骤(2)：复合过渡层并进行高温蒸汽处理：

S2-1：将与上述基体陶坯中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨过筛后加入增韧助剂，得到过渡层原料粉末；将分散剂加入到适量水中，得到溶剂物料。将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，陈腐处理后备用。

S2-2：将过渡层浆料涂覆在预发泡处理后的基体陶坯的其中一个表面，在50-60℃下静置使过渡层浆料干燥、固化，从而形成平整的过渡层。

S2-3：将涂覆过渡层的基体陶坯用120-150℃的高温蒸汽进行蒸汽养护处理，促使过渡层与陶坯结合面进一步渗透结合；取出坯体烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体。

步骤(3)：涂覆表面层并烧结成型：

S3-1：将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中制成分散液；然后依次将10-50nm的二氧化钛、氧化锌及二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液。

S3-2：将纳米二氧化钛基颗粒悬浮液喷施于干燥的陶坯过渡层表面形成纳米金属表面层；喷涂后烘干得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体，在辊道窑中将干燥后的复合陶坯采用梯度快烧，得到高致孔率的复合微孔陶板成品。

具体地，各步骤具体流程如下：

步骤(1)：制备作为基体层的陶板坯(即基体陶坯)

S1：配料

1)将比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及固泡剂各原料粉末组分混合均匀，研磨机进行研磨或球磨处理后得到混合原料粉，过250-300目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂及粒度为600-800目的无机发泡剂组分，于搅拌机中混合均匀，得到基体陶坯原料粉末。

2)将分散剂以及偶氮二甲酰胺颗粒加入到适量水中，常温或稍微加热至30-45℃并保温搅拌5-10min形成均匀的悬浮液，冷却至室温，得到溶剂物料。

S2：制坯

1)将基体陶坯原料粉末与均匀悬浮状态的溶剂物料搅拌混合，得到基体陶坯浆料；浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥制粒，得到坯体粉料颗粒；将颗粒料干燥至含水量为10％左右，然后进行陈腐处理一日，备用。

其中，制备基体陶坯浆料时控制所述溶剂物料重量为基体陶坯原料粉末重量的1-1.5倍，优选1-1.2倍。

2)利用制坯模具和干压成型机将喷雾干燥后的坯体粉料颗粒干压成型，从而得到作为基体层的陶板坯，即基体陶坯坯体，例如坯体尺寸可以为：长30-35cm，宽20-25cm，厚度为0.5-4cm。

3)将成型后的坯体脱模并于烘干窑中充分烘干干燥，设置干燥温度不超过150℃，优选不超过130℃。

其中，控制喷雾粉料颗粒在60-120目之间，以获得较优的成品综合性能。

S3：预发泡处理：将干燥处理的坯体送入热处理窑中进行梯度升温的低温预发泡处理，预发泡处理过程如下：

1)首先，进行预热处理：以5-10℃/min的升温速率加热至150-160℃，保温10-15min；然后以2-3℃/min的升温速率加热至190℃，保温15-20min；

2)有机发泡剂的预发泡处理；预热处理后，以0.5-1℃/min的升温速率从190℃缓慢加热至250℃，保温45-60min，使有机发泡剂均匀受热分解；

3)冷却处理：预发泡处理后，以2-3℃/min的降温速率降温至50℃，出炉，得到预发泡处理的基体陶坯。

步骤(2)：复合过渡层并进行高温蒸汽处理

S1：配料：将与上述基体陶坯中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨处理并过400-500目筛后，向混合粉末中加入增韧助剂，搅拌机中混合均匀，得到过渡层原料粉末；将分散剂加入到适量水中，适当加热并搅拌至均匀，冷却至室温，得到溶剂物料。

将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，控制浆料比重1.5-1.8(g/ml)，陈腐24h后备用。

S2：将过渡层浆料均匀平整地布施在预发泡处理后的基体陶坯的其中一个表面并将其记为上表面，在50-60℃下静置4-6h，使过渡层浆料干燥、固化，从而形成平滑的过渡层；所述过渡层厚度可以为基体陶坯厚度的3-30％，优选为5-20％

例如，优选地，过渡层厚度为1cm以下，例如0.5-5mm；更优选1-3mm。

其中，所述将桨料均匀布施在陶坯表面的方法包括但不限于喷桨、滚桨、刷桨等布浆方法.例如，所述喷桨操作为：将稀释处理的浆料加入高压喷枪的搅拌桶中，以雾化方式均匀地喷于干燥的陶坯体表面。

可选地，所述布桨也可借助上釉工具进行。

S3：蒸汽处理：将布施过渡层表面的基体陶坯用120-150℃的高温蒸汽进行蒸汽养护处理3-5min，促使过渡层材料在温度和压力下与陶坯结合面进一步渗透结合；然后取出坯体烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体。

其中，所述蒸汽处理可以在高温蒸汽室内进行或通过蒸汽喷枪进行；当采用蒸汽喷枪时保持喷雾距离以避免破坏过渡层表面的光滑性和完整性。

相比较直接用水浸湿过渡层，采用高温蒸汽可以快速地使水蒸汽进入过渡层材料界面空隙进行润湿，而不会破坏过渡层界面的完整性。

步骤(3)：涂布表面层并烧结成型：

S1：纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液的制备：

将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中，制成质量浓度为0.1-0.3wt％的分散液；然后依次将10-50nm的二氧化钛、氧化锌及二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，搅拌均匀，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液。

其中，纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米二氧化硅在溶液中的浓度依次为5-10wt％、3-5wt％、10-15wt％。

优选地，控制悬浮液总的固含量不超过30wt％。

S2：喷涂金属表面层

在50-60℃下，将纳米二氧化钛基颗粒悬浮液用高压喷枪以雾化方式均匀地喷施于干燥的陶坯过渡层表面，以形成均匀的纳米金属表面层；喷涂后置于烘干窑中烘干干燥或热风烘干，从而得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体，准备用于下一步的辊道窑烧制。

其中，控制金属表面层厚度为0.1-10微米，优选1微米以下。

优选地，悬浮液喷涂量为50-300g/平米。

可选地，也可采用刷涂方式将二氧化钛基复合颗粒涂布于平整的陶坯过渡层表面。

本发明中，所采用的金属材料均为熔点很高的耐高温材料，在烧制过程中不会熔化导致结构损坏，同时又能在烧制过程中稳定地嵌入陶板表面。

S3：梯度烧结成型，具体操作如下：

1)在辊道窑中将干燥后的复合陶坯以5-10℃/min的速率升温至600-700℃预热区间，预热保温0.5小时；再以3-5℃/min的速率升温至900-950℃氧化区间，氧化保温1小时；

2)高温发泡：以5℃/min的升温速率继续加热至1000-1050℃的高温发泡区间，保温发泡1.5-2h；

3)梯度冷却：以8-10℃/min的降温速率降温至500-600℃，保温0.5-1h；然后以3-5℃/min的缓慢降温速率继续降温至出炉，出炉后自然冷却，经磨边、包装即得高致孔率的薄型微孔复合陶板成品。

本发明对于复合陶板的性能测试，参照GB/T 1996《多孔陶瓷显气孔率、容量试验方法》测定吸水率、气孔率；导热仪测定其热导热系数；参照GB/T1996《多孔陶瓷弯曲强度测试方法》测抗弯强度。

本发明制备的薄型复合陶板整体密度不超过1.0g/cm³，发泡基体部位体积密度低于0.8g/cm³，具有高发泡率(气孔率大于50％)和组合气孔特性,气孔直径均为mm及以下级(大孔直径分布范围为2mm以下，微孔直径为1mm以下)；具有低导热系数0.03-0.05W/(MK)，以及低于0.5％的吸水率(V/V)；基体层抗压强度不低于15MPa，防火等级为A1级，符合《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火规定》(2009【46】号)。

本发明制备的薄型复合陶板厚度通常为40mm以下，优选不超过20mm，更优选不超过15mm，实际厚度可根据实际需要确定。

第三个方面，本发明提供所述复合陶板用作保温隔热或抑菌装饰材料，以及用于建筑墙面贴合的用途。

本发明制备的薄型复合陶板具有发泡表面和平滑的抗菌表面，实现了装饰效果和优良物理性能统一的装饰保温一体化功能；兼有高硬度、高气孔率及低密度的特性，不仅可直接用于建筑外墙面作为隔热保温陶板，还可以用于室内墙面装饰(例如卫生间、厨房等)以达到防水、阻燃及抗菌目的。用于墙面贴合施工时可将发泡下表面压实贴在建筑墙体的保温砂浆上，无需进一步贴合瓷砖或喷涂涂料等装饰。另外，本发明复合陶板还可以用于隔音材料，用于隔音墙面用途。

本发明的有益效果包括但不限于如下几个方面：

(1)本发明创新性采用悬浮液形态的非水溶性高产气量有机致孔剂参与低温烧制成孔。其中，所述有机致孔剂不与固体颗粒原料混合而是预先分散在水中，然后在制浆时以悬浮液的形式分散于原料颗粒基料中，从而有利于形成均匀分布的孔源。在预发泡阶段，致孔剂开始缓慢分解反应释放出气体，形成无数个相互独立的小气孔单元分布在陶坯内部，即蜂窝结构中的微孔类型，平均直径不足1mm。

本发明创新性采用梯度组合发泡工艺。在高温烧结阶段，有机致孔剂已全部分解完毕，此时由无机致孔剂开始分解放出气体，由于无机致孔剂为颗粒较大的无机材料，形成的气孔直径较大，此时坯体内部存在大量的高温粘稠玻璃相形态物质，降温冷却后气孔被封在坯体中，从而形成蜂窝结构中的1-2mm区间级别的较大孔类型。而不易破裂的微孔则填充在这些大孔之间的实体空间中，极大地增加了气孔数量，降低了陶板体积密度，提高了隔热保温性能。

另外，本发明在正式高温烧制之前先预发泡处理，再涂覆过渡层和表面层，有利于填充微泡导致的粗糙面，而且大幅避免了直接烧制带来的表面平整度降低的缺陷。

(2)目前现有技术中基本采用单一发泡剂的发泡方法，分解温度范围较窄容易导致气孔合并。本发明由有机致孔剂-复合无机发泡剂相组合制成的发泡剂，在200℃以上即可持续发泡，通过调整发泡组分的配比和控制升温过程，即可形成闭孔率高的复合孔结构的封闭多孔体陶板，从而具有吸水率低、保温隔热等良好的热工性能。

本发明采用的有机和无机结合的复合致孔剂，不仅可以形成大小相间组合的闭气孔，而且即使在低温(1000℃左右)烧制条件下也显著提高了成孔率，克服了现有技术采用单一无机致孔剂带来的成孔率较低、孔径较大的缺陷。而且利用有机致孔剂形成的微孔能够有效填充大孔之间的材料实体空间，从而进一步增强了成品的保温隔热效果，满足墙面装饰应用的要求。

(3)本发明制备方法中烧制最高温度不足1100℃，属于中高温烧制，避免了1200℃或1300℃以上的高温烧制中材料熔融导致的微孔破坏，能够形成高气孔率的类蜂窝结构，并且大大降低了能耗。另外，本发明烧制方法中采用低温烧制、多梯度发泡的方式，使得陶瓷材料不会因温度骤然变化导致陶瓷砖在烧制过程中开裂或变形。

(4)本发明陶板制备方法所选用的原料基本为低成本矿物原料，成本低、质量标准均一易控制，采用的烧制工艺设备与传统的辊道窑生产一致，易于工业化生产；坯体与过渡层材平面材料组分一致，基体层与过渡层的结合处不存在相容性差异，烧制时膨胀收缩性基本一致、坯体成品无变形、开裂。

同时，由于本发明采用薄型陶材，相比用于隔墙板的发泡陶瓷(厚度一般为10cm左右或以上)，还具有不易开裂、烧制时间短的优势。

(5)本发明方法中将发泡陶瓷基体、结合层和金属表面层成型后采用蒸汽处理再进行高温烧结，其中基体、结合层的成分在高温作用下接触渗透从而紧密熔融结合，避免了现有技术中复合陶板粘结力度不足的缺点。

(6)本发明所制得的陶板，通过合理设置主配料中的陶土、短切纤维助剂等各组分含量，含有高低熔点不同的组分，能在较宽的温度区间内形成液相，提高微孔比例。在保温性能好、热传导率低(低于0.08W/(m·K)、体积密度低、抗压强度高的基础上，还可以降低烧结温度，使陶板硬度和韧性提高，并在烧制过程中避免开裂等不良品产生。此外，由于独立发泡密闭气孔结构带来良好的防水、阻燃性能，也有利于洗手间、厨房等室内墙面的潮湿、易发霉污染环境的应用。

(7)本发明所制得陶板表面喷涂复合金属颗粒，经过高温烧结后固化嵌于表面，使得陶板表面具有抗菌和光催化性能，这是由于表面上的纳米二氧化钛和氧化锌的抗菌自洁性所致，从而达到抑菌和降解有机污染物的效果；此外光滑的表面还具有类似瓷砖的自洁能力，并有效提高陶板外观质感。

附图说明

图1左图是本发明实施例3陶板的发泡结构局部图；右图是本发明对比例1陶板的发泡结构局部图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

制备例1

制备预发泡处理的基体陶坯1

1)按以下重量份选取原料粉末：

陶土50份、高岭土20份，钾钠长石20份，膨胀珍珠岩粉15份，透辉石10份，石英砂5份，膨润土5份，萤石粉1份，等重量比的碳化硅、碳酸锂、碳酸镁组成的无机发泡剂4.5份，硼砂2份，偶氮二甲酰胺1.5份，30-50μm短切玻纤1.5份，以及聚乙烯醇0.5份。其中，所述钾钠长石中二氧化硅约65-66wt％、氧化钾约12.5-13wt％，氧化钠约4.5-5.0wt％。

2)将上述比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及硼砂原料粉末组分混合均匀，研磨机进行研磨得到混合原料粉，过300目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂及过600目的无机发泡剂组分，于搅拌机中混合均匀，得到基体陶坯原料粉末约132kg。

将配制好的分散剂羟乙纤维素以及过1800目筛的偶氮二甲酰胺颗粒加入到水中，稍加热搅拌10min形成均匀的悬浮液，冷却至室温，得到溶剂物料备用，使用时重新进行搅拌重悬。

3)将上述基体陶坯原料粉末与均匀悬浮状态的溶剂物料搅拌混合，得到重约289kg的基体陶坯浆料；所得浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥制粒，得到80-100目的坯体粉料颗粒，将颗粒料干燥至含水量为约10％，然后进行陈化处理一日。将陈化后的颗粒物料利用干压成型机在45MPa压力下干压成型，从而得到作为基体层的陶板坯，即基体陶坯坯体，其中坯体尺寸为长35cm，宽25cm，厚度为1.5cm。

将成型后的坯体脱模并于烘干窑中充分烘干干燥，设置干燥温度120-125℃。

4)预发泡处理：

将干燥处理后的上述坯体送入热处理窑中进行梯度升温的低温预发泡处理，预发泡处理过程如下：

4-1)以7-8℃/min的升温速率加热至150℃，保温15min；然后以2℃/min的升温速率加热至190℃，保温20min。

4-2)预热处理后，以1℃/min的升温速率从190℃缓慢加热至250℃，保温60min，使有机发泡剂均匀受热分解。

4-3)预发泡处理后，以2℃/min的降温速率降温至50℃，出炉，得到预发泡处理的基体陶坯。

制备例2

制备预发泡处理的基体陶坯2

1)按以下重量份选取原料粉末：

陶土45份、高岭土25份，钾钠长石20份，膨胀珍珠岩粉16份，透辉石12份，石英砂7份，膨润土6份，萤石粉2份，等重量比的碳化硅和碳酸镁组成的无机发泡剂4份，硼砂2份，偶氮二甲酰胺1份，20-50μm短切玻纤1份，以及聚乙烯醇分散剂0.5份。其中，所述钾钠长石参数同上制备例。

2)将上述比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及硼砂原料粉末组分混合均匀，研磨机进行研磨得到混合原料粉，过300目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂及过700目的无机发泡剂组分，于搅拌机中混合均匀，得到基体陶坯原料粉末约140kg。将分散剂聚乙烯醇以及偶氮二甲酰胺颗粒(同上)加入到水中，搅拌10min形成均匀的悬浮液，冷却至室温，得到溶剂物料备用，使用时重新进行搅拌。

3)将上述基体陶坯原料粉末与均匀悬浮状态的溶剂物料搅拌混合，得到重约310kg的基体陶坯浆料；所得浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥制粒，得到80-100目的坯体粉料颗粒，将颗粒料干燥后进行陈化处理一日。将陈化后的颗粒物料利用干压成型机在成坯模具中干压成型得到基体陶坯坯体，其中坯体尺寸为长30cm，宽25cm，厚度为18mm。将成型后的坯体脱模并于烘干窑中充分烘干干燥，设置干燥温度120-125℃。

4)预发泡处理：

4-1)以8℃/min的升温速率加热至160℃，保温15min；然后以3℃/min的升温速率加热至190℃，保温20min。

制备例3

制备预发泡处理的基体陶坯3

1)按以下重量份选取原料粉末：

陶土50份、高岭土30份，钾钠长石25份，膨胀珍珠岩粉20份，透辉石15份，石英砂10份，膨润土8份，萤石粉3份，等重量比的碳化硅和碳酸锂组成的无机发泡剂4份，硼砂2份，偶氮二甲酰胺1份，30-50μm短切玻纤1份，以及聚乙烯醇分散剂0.8份。其中，所述钾钠长石参数同上。

2)将上述比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及硼砂原料粉末组分混合均匀，研磨机进行研磨得到混合原料粉，过300目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂及过600目的无机发泡剂组分，于搅拌机中混合均匀，得到基体陶坯原料粉末约168kg。将分散剂聚乙烯醇以及偶氮二甲酰胺颗粒(粒度同上)加入到水中，搅拌10min形成均匀的悬浮液，冷却至室温，得到溶剂物料备用，使用时重新进行搅拌。

3)将上述基体陶坯原料粉末与均匀悬浮状态的溶剂物料搅拌混合，得到重约370kg的基体陶坯浆料；所得浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥制粒，得到80-100目的坯体粉料颗粒，将颗粒料干燥后进行陈化处理一日。将陈化后的颗粒物料利用干压成型机在成坯模具中干压成型得到基体陶坯坯体，其中坯体尺寸同上。将成型后的坯体脱模并于烘干窑中充分烘干干燥，设置干燥温度125-130℃。

4)预发泡处理：

4-1)以8℃/min的升温速率加热至160℃，保温10min；然后以2℃/min的升温速率加热至190℃，保温15min。

4-2)预热处理后，以1℃/min的升温速率从190℃缓慢加热至250℃，保温45min，使有机发泡剂均匀受热分解。

实施例1

1)将与上述制备例1基体陶坯中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨处理并过400目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂，搅拌机中混合均匀，得到过渡层原料粉末约13kg；将分散剂加入到水中，稍微加热并搅拌至均匀，冷却至室温得到溶剂物料。将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，控制浆料比重1.5-1.6g/ml，陈腐24h后备用。

2)在制坯模具中，将过渡层浆料涂覆于陶坯基体表面至厚度为2mm，将过渡层表面整平并记为上表面，在50-60℃下静置4-6h使过渡层浆料干燥、固化，从而形成平滑的过渡层。

3)在蒸汽室内将含过渡层表面的基体陶坯用120-130℃的高温蒸汽进行蒸汽养护处理5min，使过渡层材料在温度和压力下与陶坯结合面进一步渗透结合；然后取出坯体烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体。

3)制备纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液：将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中，制成质量浓度为0.2wt％的分散液；然后依次将10-30nm的二氧化钛、氧化锌及20-30nm二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，搅拌均匀，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液，其中纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米二氧化硅在溶液中的浓度依次为8.5wt％、4wt％、12wt％。

4)在50℃下，将上述纳米二氧化钛基颗粒悬浮液用高压喷枪以150-200g/平米的量均匀地喷施于干燥的陶坯过渡层表面形成均匀的纳米金属表面层；喷涂后置于烘干窑中烘干干燥或热风烘干，从而得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体。

5)按以下流程对上述复合陶坯体进行梯度烧结成型：

5-1)在辊道窑中将干燥后的复合陶坯以5℃/min的速率升温至600℃预热区间，预热保温0.5小时；再以5℃/min的速率升温至900-950℃氧化区间，氧化保温1小时；

5-2)高温发泡：以5℃/min的升温速率继续加热至1000℃的高温发泡区间，保温发泡2h；

5-3)梯度冷却：以8℃/min的降温速率降温至600℃，保温0.5h；然后以3-5℃/min的缓慢降温速率继续降温至出炉，出炉后自然冷却，经磨边加工处理得到约28-30mm厚度的薄型复合微孔陶板成品。

参照GB/T 1996《多孔陶瓷显气孔率、容量试验方法》和《多孔陶瓷弯曲强度测试方法》，所得陶板微孔基体参数如下：复合孔的总气孔率65-65.5％,大孔直径分布范围为1-2mm，微孔直径分布范围0.1-0.5mm；体积密度0.49-0.50g/cm³，抗压强度16.85MPa，导热系数0.035-0.036W/(MK)，吸水率0.3％；防火等级为A1级。

实施例2

1)将与上述制备例2基体陶坯中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨处理并过400目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂，搅拌机中混合均匀，得到过渡层原料粉末约14kg；将分散剂加入到水中，稍微加热并搅拌至均匀，冷却至室温得到溶剂物料。将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，浆料比重1.55g/ml，陈腐24h后备用。

2)在制坯模具中，将过渡层浆料用高压喷枪均匀地喷于陶坯体表面至厚度为3mm，处理过渡层表面至平滑，在50-60℃下静置使过渡层浆料干燥、固化。

3)用蒸汽喷枪对上述基体陶坯过渡层表面用120-130℃的高温蒸汽进行蒸汽处理，使过渡层材料在温度和压力下与陶坯结合面进一步渗透结合；然后烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体。

3)将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中，制成质量浓度为0.3wt％的分散液；然后依次将10-30nm的二氧化钛、氧化锌及20-30nm二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，搅拌均匀，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液，其中纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米二氧化硅在溶液中的浓度依次为10wt％、5wt％、10wt％。

4)在50℃下，将上述纳米二氧化钛基颗粒悬浮液用高压喷枪以150g/平米的量均匀地喷施于干燥的陶坯过渡层表面形成一层均匀的纳米金属表面层；喷涂后置于烘干窑中烘干干燥或热风烘干，从而得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体。

5)按以下流程对上述复合陶坯体进行梯度烧结成型：

5-1)在辊道窑中将干燥后的复合陶坯以6-8℃/min的速率升温至500℃预热区间，预热保温0.5小时；再以5℃/min的速率升温至900-950℃氧化区间，氧化保温1小时；

5-2)高温发泡：以5℃/min的升温速率继续加热至1000-1020℃的高温发泡区间，保温发泡1.5h；

5-3)梯度冷却：以8℃/min的降温速率降温至600℃，保温0.5h；然后以3-5℃/min的缓慢降温速率继续降温至出炉，出炉后自然冷却，经磨边加工处理得到薄型复合微孔陶板成品。

所得陶板微孔基体参数如下：复合孔的总气孔率59.5-60％,大孔直径分布范围为1-2mm，微孔直径分布范围0.1-0.5mm；体积密度0.56-0.57g/cm³，抗压强度18.45MPa，导热系数0.041-0.042W/(MK)，吸水率0.3％；防火等级为A1级。

实施例3

1)将与上述制备例3基体陶坯中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨处理并过500目筛后，向混合粉末中加入玻纤增韧剂，搅拌机中混合均匀，得到过渡层原料粉末约17kg；将分散剂加入到水中，稍微加热并搅拌至均匀，冷却至室温得到溶剂物料。将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，浆料比重1.72g/ml，陈腐24h后备用。

2)将过渡层浆料涂刷于陶坯体表面至厚度为3-4mm，处理过渡层表面至平滑，在50-60℃下静置使过渡层浆料干燥、固化。

3)在高压蒸汽室内对上述基体陶坯过渡层表面用140-150℃的高温蒸汽进行蒸汽处理4-5min，使过渡层材料在温度和压力下与陶坯结合面进一步渗透结合；然后烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体。

3)将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中，制成质量浓度为0.3wt％的分散液；然后依次将10-30nm的二氧化钛、氧化锌及二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，搅拌均匀，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液，其中纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米二氧化硅在溶液中的浓度同实施例2。

4)在50℃下，将上述纳米二氧化钛基颗粒悬浮液用高压喷枪以150-160g/平米的量均匀地喷施于干燥的陶坯过渡层表面形成一层均匀的纳米金属表面层；喷涂后置于烘干窑中烘干干燥或热风烘干，从而得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体。

5)按以下流程对上述复合陶坯体进行梯度烧结成型：

5-1)在辊道窑中将干燥后的复合陶坯以8-10℃/min的速率升温至500℃预热区间，预热保温0.5小时；再以5℃/min的速率升温至900-950℃氧化区间，氧化保温1小时；

5-2)高温发泡：以5℃/min的升温速率继续加热至1030-1050℃的高温发泡区间，保温发泡1.5h；

5-3)梯度冷却：以8℃/min的降温速率降温至600℃，保温0.5h；然后以5℃/min的降温速率继续降温至出炉，出炉后自然冷却，经磨边加工处理得到薄型复合微孔陶板成品。

所得陶板参数如下：复合孔的总气孔率55.5-56％,大孔直径分布范围为1-2mm，微孔直径分布范围0.1-0.5mm；体积密度0.62-0.63g/cm3，抗压强度19.80MPa，导热系数0.045-0.046W/(MK)，吸水率0.4％；防火等级为A1级。

对比例1

除了将辊道窑发泡温度提高到1150℃并且不含有机发泡剂偶氮二甲酰原料之外，按照实施例3中的条件制备得到复合微孔陶板对照品1。所得对照品陶板微孔基体的参数如下：没有复合孔出现，气孔率37-38％,孔直径分布范围为1-3mm，不均匀气孔数较多，孔径较大；体积密度0.96-0.97g/cm³，导热系数0.09-0.1W/(MK)，吸水率1.5％；抗压强度16.80MPa。

从附图1中的结构可以看出，实施例3中的微孔陶板基体样品(左图)具有明显的大小孔相间的复合孔结构，而且其复合气孔圆度高且封闭性好，气孔基本为闭气孔，大孔平均孔径为1-1.5mm，而微孔平均孔径显著小于0.5mm。而对比例1中的陶板基体(右图)基本只有大气孔，成孔不均匀，甚至发生成孔在物料高温熔融后出现塌缩、填充现象。

对比例2

除了将水不溶性的有机发泡剂偶氮二甲酰原料替换为等质量的水溶性碳酸氢铵之外，其余条件不变，按照实施例3中的方法制备得到复合微孔陶板对照品2。所得对照品陶板微孔基体的参数如下：没有复合孔出现，总气孔率36-37％,孔直径分布范围为2-4mm，不均匀气孔数较多，孔径较大；体积密度0.75-0.76g/cm³，导热系数0.12W/(MK)，吸水率1.7％；抗压强度7.7MPa。

值得一提的是，该对比例中陶板基体的参数与对比例1相比基本一致，但是抗压强度大幅下降。原因可能如下：由于碳酸氢铵是水溶性的，而且水溶性极强。即使不将其事先溶解在水中，在搅拌制浆时也会全溶解于浆料中，以分子形式存在于物料中。由于碳酸氢铵受热分解温度低，在快速升温的烧制前期即完全分解，然而单个分子状态的碳酸氢铵受热分解并不能产生肉眼可见的气泡，反而使得坯体因为内部充满气态分子而变得结构膨胀疏松，从而导致抗压强度大幅下降。因此，水溶性的有机产孔剂不能产生微孔并填充在大孔之间，不适合作为陶板发泡剂使用，而且会产生负面影响。

另外，由上述实施例可知，添加颗粒状的偶氮二甲酰胺之后，本发明每组产品抗压强度仍然大于国家标准(GB/T 4741)13MPa的要求。因此尽管碳酸铵类有机致孔剂物质可以降低产品体积密度，但是会导致产品强度性能下降，因此应当结合配方和实际需要采取合适的有机致孔剂。

对比例3

除了将实施例3步骤5)中的辊道窑高温发泡温度提高到1300℃之外，其余条件不变，按照实施例3中的条件制备得到复合微孔陶板对照品3。观察发现，复合孔主要以大孔形态存在，微孔率大幅降低，开孔显著增多。所得对照品陶板微孔基体的参数如下：气孔率45-46％,大孔直径分布范围主要在2-5mm；体积密度0.36-0.37g/cm³，导热系数0.076W/(MK)，吸水率2.4％。

由上述对比例可见，本发明陶板产品随着烧成温度升高，气孔孔径变大，体积密度降低，吸水率增加。导热系数升高。而烧成温度较低时发泡体的气孔普遍较小，且为闭气孔。这种原因可能是：低温烧制时发泡剂尤其是SiC的反应不充分，发泡体的气孔较小所致。温度高于1100℃时，孔径变大且分布变宽，这可能是由于熔体粘度随温度升高逐渐降低，产生的液相较多，部分微泡和小气泡出现互相合并从而形成大气泡，导致气孔孔径变大，并导致部分气泡破裂。尽管高温烧制会带来体积密度低、减轻自身质量等优点，但是低温烧制带来的闭孔率低、吸水率小则更利于绝热保温和防水。因此，为避免有机致孔剂产生的微泡结构的破坏，本发明的烧成温度控制在1100℃之内。

尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种高致孔率的微孔复合陶板的制备方法，所述方法包括低温预发泡阶段和中高温发泡阶段；其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤(1)：制备基体层陶板坯并进行低温预发泡处理：

S1-1：将比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉以及固泡剂各原料粉末组分混合均匀，研磨处理后得到混合原料粉，过筛，加入短切玻璃纤维增韧剂及无机发泡剂组分，混合均匀得到基体陶坯原料粉末；将分散剂以及有机发泡剂偶氮二甲酰胺颗粒加入水中形成均匀的悬浮液，得到溶剂物料；其中，所述无机发泡剂由碳化硅和至少一种金属碳酸盐组成；

其中，按重量份计，上述各原料组分比例用量为：陶土40-50份，高岭土20-30份，钾钠长石20-25份，膨胀珍珠岩粉15-20份，透辉石10-15份，石英砂5-10份，膨润土5-8份，萤石粉1-3份，固泡剂2-5份，无机发泡剂2-5份，短切玻璃纤维增韧剂1-2份，偶氮二甲酰胺0.5-2份，分散剂0.5-1份；

S1-2：将基体陶坯原料粉末与溶剂物料混合，得到基体陶坯浆料；浆料通过喷雾干燥制粒得到60-120目的坯体粉料颗粒，经干燥、陈腐处理后干压成型，得到基体层陶板坯坯体，烘干干燥；

S1-3：将干燥处理的坯体送入热处理窑中进行梯度升温，于190-230℃温度区间进行预发泡处理，得到预发泡处理的基体陶坯；

步骤(2)：复合过渡层并进行高温蒸汽处理：

S2-1：将与上述基体层陶板坯制备原料中相同比例量的陶土、高岭土、钾钠长石、膨胀珍珠岩粉、透辉石、石英砂、膨润土、萤石粉原料粉末组分混合均匀，研磨过筛后加入增韧助剂，得到过渡层原料粉末；将分散剂加入到适量水中，得到溶剂物料，将过渡层原料粉末与溶剂物料搅拌混合均匀得到过渡层浆料，陈腐处理后备用；

S2-2：将过渡层浆料均匀涂覆在上述预发泡处理后的基体陶坯的一个表面，在50-60℃下静置使过渡层浆料干燥、固化，从而形成平整的过渡层；再用120-150℃的高温蒸汽进行蒸汽处理，促使过渡层与陶坯结合面进一步渗透结合，取出坯体烘干干燥，得到含有过渡层表面的陶坯坯体；

步骤(3)：涂覆表面层并烧结成型：

S3-1：将聚甲基丙烯酸铵分散剂加入水中制成分散液，然后依次将10-50nm的二氧化钛、氧化锌及二氧化硅纳米颗粒加入上述分散液中，用浓氨水调节pH至9，得到纳米二氧化钛基复合金属颗粒悬浮液；

S3-2：将纳米二氧化钛基颗粒悬浮液喷施于干燥的陶坯过渡层表面形成纳米金属表面层，烘干得到涂布纳米金属表面层的复合陶坯体，在辊道窑中将干燥后的复合陶坯采用梯度升温工艺烧制，从而制得所述高致孔率的微孔复合陶板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中预发泡处理具体流程如下：

1)预热处理：以5-10℃/min的升温速率加热至150-160℃，保温10-15min；然后以2-3℃/min的升温速率加热至190℃，保温15-20min；

2)预发泡处理；预热处理后，以0.5-1℃/min的升温速率从190℃缓慢加热至250℃，保温45-60min，使有机发泡剂均匀受热分解；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中过渡层厚度为基体陶坯厚度的3-30％；所述蒸汽处理在高温蒸汽室内进行或通过蒸汽喷枪进行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所得复合金属颗粒悬浮液中纳米二氧化钛、氧化锌及二氧化硅的浓度依次为5-10wt％、3-5wt％、10-15wt％；控制金属表面层厚度在1μm以下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中梯度升温工艺烧结的具体操作如下：

3)梯度冷却：以8-10℃/min的降温速率降温至500-600℃，保温0.5-1h；然后以3-5℃/min的缓慢降温速率继续降温至出炉，出炉后自然冷却，经磨边处理即得复合陶板成品。

6.根据权利要求1-5任一项方法制备得到的复合陶板，其特征在于，所得陶板发泡基体层体积密度低于0.8g/cm³，气孔率大于50％，导热系数低于0.05W/(mk)。

7.权利要求6所述复合陶板在建筑墙面施工中的用途。