CN117886627A - 一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法，该方法包括：将待发泡的聚苯乙烯颗粒置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒，备用；将水泥、水、发泡聚苯乙烯颗粒及母料按比例在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，对初凝4小时后的无机复合聚苯样品的截面图像进行分析构建初凝完成度，调整初凝时长，对初凝完成后的无机复合聚苯样品进行脱模、养护处理后获得无机复合聚苯保温装饰一体板。本发明旨在不耗费过多生产成本以及时间成本的基础上，获得性能质量符合要求的无机复合聚苯保温装饰一体板。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法。
背景技术
无机复合聚苯作为一种新型的建筑保温材料，是一种由无机材料和聚苯组成的复合材料。通过无机复合聚苯制备而成的保温装饰一体板与传统的有机保温材料相比，无机材料的特性延长了保温材料的使用寿命，微孔结构提高了保温效果，优异的耐火性能能够有效预防火灾并延缓火势蔓延，杰出的柔性与韧性可以适应复杂的建筑表面，重量较轻以及环保的特性使其在建筑装饰领域也可大放异彩。
但是在无机复合聚苯保温装饰一体板的制备工艺中，需要严格控制材料初凝时间，材料初凝时间过短可能会导致材料内结构未完全形成，使后续脱模之后的材料易变形且增加材料养护难度，影响产品强度以及稳定性能；材料初凝时间过长可能会导致材料表面出现龟裂现象，影响产品质量，且过长的初凝时间会延长施工周期，增加不必要的生产和时间成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法，所采用的技术方案具体如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，该方法包括以下步骤：
将待发泡的聚苯乙烯颗粒置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒，备用；
将水泥、水、发泡聚苯乙烯颗粒及母料按比例在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，对初凝4h后的样品进行抽样检测，利用X-射线三维显微CT仪器获取样品各时刻所有截面图像；基于各时刻的截面图像，根据各截面图像像素点的灰度分布情况以及边缘特征获取各像素点的性能特征系数；将各像素点在所有截面图像中的性能特征系数组成的序列作为各像素点的截面特征序列；根据各像素点的截面特征序列的数值分布特征构建各像素点的冒泡特征序列，结合序列分解算法获取各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度；根据各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度获取初凝完成后的无机复合聚苯样品；对初凝完成后的无机复合聚苯样品进行脱模、养护处理后获得无机复合聚苯保温装饰一体板。
优选的，所述聚苯乙烯颗粒为HS401型。
优选的，所述水泥、水、发泡聚苯乙烯颗粒及母料按比例混合具体是：以重量份数计，水泥45~50份、水28~30份、发泡聚苯乙烯颗粒3~5份、母料19~20份。
优选的，以重量份数计，所述母料由6~15份氧化锌、10~12份三氧化二铝晶须、12~13份氯化镁、12~13份复合阻燃剂、4~5份分散性胶粉、13~15份胶粘剂、14~15份石膏粉、20~21份粉煤灰组成；所述复合阻燃剂由8~15份氢氧化镁、70~75份硅藻土、15~17份水玻璃组成。
优选的，所述水泥为PII型52.5硅酸盐水泥。
优选的，所述基于各时刻的截面图像，根据各截面图像像素点的灰度分布情况以及边缘特征获取各像素点的性能特征系数，包括：
针对各时刻的所有截面图像，采用大津法得到各截面二值图像；采用四连通域标记算法获取各截面图像的所有连通区域；
以截面图像中的各像素点为中心构建边长为M的像素窗口，其中M为预设值，获取像素窗口中各连通区域的边缘曲率序列、内部灰度序列以及像素窗口的窗口灰度序列；
各像素点的成泡均匀因子，表达式为：
式中，为第i个像素点的成泡均匀因子；/>为第n张截面图像中第i个像素窗口内所有连通区域的像素点个数均值；/>为第n张截面图像中所有连通区域的像素点平均个数；/>为第i个像素窗口中存在的连通区域总个数；/>、/>分别为第j、g个连通区域在第i个像素窗口内的像素点总个数；/>为调整参数；
获取像素窗口中各连通区域与其余连通区域的内部灰度序列之间的散度；获取像素窗口中所有连通区域计算得到的所述/>散度的和值；计算所述和值与预设的调整参数相加的结果；计算所述成泡均匀因子与所述结果的比值；获取像素窗口的窗口灰度序列的信息熵；将所述信息熵的倒数与所述比值的乘积作为各像素点的孔隙均匀因子；
对于像素窗口的各连通区域，计算连通区域的边缘曲率序列的均值；计算连通区域各元素与所述均值的差值绝对值；将像素窗口中所有连通区域所有元素的所述差值绝对值的均值作为各像素窗口中心像素点的孔隙连通因子；
将所述孔隙均匀因子与所述孔隙连通因子的比值作为各像素点的性能特征系数。
优选的，所述获取像素窗口中各连通区域的边缘曲率序列、内部灰度序列以及像素窗口的窗口灰度序列，包括：
对各截面图像的所有连通区域的像素点用数据进行标记；以所有连通区域中各标记像素点为中心，当标记像素点的8邻域方向上的像素点均与标记像素点处于同一连通域时，将标记像素点保存为连通区域内部像素点，否则将标记像素点保存为连通区域边缘像素点；将属于同一连通区域的边缘像素点进行连接并获取各边缘像素点处的曲率；
针对各像素窗口，将像素窗口中各连通区域所有边缘像素点的曲率升序排序组成的序列作为各连通区域的边缘曲率序列；将像素窗口中各连通区域所有内部像素点的灰度值升序排序组成的序列作为各连通区域的内部灰度序列；将像素窗口中所有连通区域内的内部像素点的灰度值升序排序组成的序列作为像素窗口的窗口灰度序列。
优选的，所述根据各像素点的截面特征序列的数值分布特征构建各像素点的冒泡特征序列，结合序列分解算法获取各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度，包括：
对于各时刻，将各像素点的截面特征序列的元素均值作为各像素点的截面特征值；
对于各像素点的截面特征序列中的元素，若元素小于其相邻后一元素，将元素与相邻后一元素的差值绝对值作为元素的冒泡特征系数，若元素大于等于其相邻后一元素，则不考虑该元素，对下一个元素进行计算，以此类推；将各像素点的截面特征序列中的所有元素的所述冒泡特征系数按照元素顺序组成各像素点的冒泡特征序列；
采用BG算法获取各像素点的冒泡特征序列的突变点，将各像素点的冒泡特征序列的突变点作为冒泡点；
各像素点的初凝延时因子表达式为：
式中，为截面图像中第q个像素点的初凝延时因子；Z为第t时刻下采集的无机复合聚苯截面CT图像总个数；/> 、/>分别为第q个像素点在第t时刻下对应冒泡特征序列中所有冒泡点的性能特征系数均值、所有非冒泡点的性能特征系数均值；/>为第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内的像素点总个数；/>、/>分别为第q个像素点的冒泡特征序列、第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内第x个像素点的冒泡特征序列；/>为DTW距离；
各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度表达式为：
式中，为第t时刻下无机复合聚苯样品的初凝完全度；/>为截面图像中第q个像素点的初凝延时因子；/>为截面图像中的像素点总个数；/>为第t时刻下第q个像素点的截面特征值；/>为第t时刻下所有像素点的平均截面特征值；/>为归一化函数。
优选的，所述根据各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度获取初凝完成后的无机复合聚苯样品，包括：
若无机复合聚苯样品的初凝完成度小于预设初凝完全阈值时，则延长无机复合聚苯样品的初凝时长，直到无机复合聚苯样品的初凝完成度大于等于预设初凝完全阈值，将对应时刻的无机复合聚苯样品作为初凝完成的无机复合聚苯样品。
第二方面，本发明实施例还提供了一种无机复合聚苯保温装饰一体板，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明根据采集时刻下截面图像中像素窗口内的连通区域像素点特征获得性能特征系数，更精确的反映了像素点处无机复合聚苯初凝过程产生的孔隙均匀性以及封闭性；根据采集时刻下所有截面图像中每一个像素点处的无机复合聚苯样品冒泡特征获得基于时刻的无机聚苯样品初凝完全度，在分析像素点与每个截面图像中所属连通区域内其余像素点之间的气体排放状况差异基础上，进一步考虑了无机复合聚苯样品气体排放状况的稳定程度，能够更准确的反映每一时刻下无机复合聚苯样品初凝过程中气体排放顺利稳定程度；通过基于时刻的无机复合聚苯样品初凝完全度对初凝时间进行自适应调整，在不耗费过多生产成本以及时间成本的基础上，获得性能质量符合要求的无机复合聚苯保温装饰一体板，实现一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明提供的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法步骤流程图；
图2为第t时刻的无机复合聚苯初凝样品截面图像层示意图；
图3为连通区域内部像素点与边缘像素点的划分示意图；
图4为初凝时长自适应调整流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法的具体方案。
实施例1
实施例1提供一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，制备方法步骤流程图参阅图1，具体过程如下：
（1）将待发泡的HS401型聚苯乙烯颗粒（含4-7%的戊烷）置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒；
（2）将45份水泥（PII型52.5硅酸盐水泥）、30份水、5份发泡聚苯乙烯颗粒、20份母料（母料由6份氧化锌、12份三氧化二铝晶须、13份氯化镁、13份复合阻燃剂、5份分散性胶粉、15份胶粘剂、15份石膏粉、21份粉煤灰组成；复合阻燃剂由8份氢氧化镁、75份硅藻土、17份水玻璃组成）在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，其中对初凝4h后的样品进行抽样检测，具体检测方式如下：
将初凝4h小时的样品放置于X-射线三维显微CT仪器的扫描台上，确保样品与扫描平面垂直，设置每1mm对样品截面的CT图像进行获取，采集时间间隔为10s，即每隔10s对初凝的样品至上而下采集所有样品截面CT图像，将获取的所有样品截面CT图像转换为灰度图像，为防止获取的样品截面CT灰度图像中噪声干扰程度较大影响后续分析，需对获取的样品截面CT灰度图像进行去噪处理。
本实施例中使用的样品截面CT灰度图像去噪算法为小波变换算法，实施者可根据实际情况选择其它去噪算法对样品截面CT灰度图像进行预处理。至此，可获得每一时刻下所有样品截面CT灰度图像，即截面图像层。为方便后续描述，将样品截面CT灰度图像称为截面图像，将最下面的截面图像作为第一张截面图像，依次向上对截面图像进行编号，距离扫描台最远的截面图像为最后一张截面图像。其中，第t时刻的无机复合聚苯初凝样品截面图像层示意图如图2所示。
在无机复合聚苯样品初凝过程中，随着水分子的蒸发以及聚合物的交联，无机复合聚苯样品内部会产生气泡，致使无机复合聚苯样品内部出现大量孔隙，随着初凝过程的进行，这些孔隙形成封闭状态且大量分布于样品内部，若封闭孔隙边缘上出现曲率异常点，则该封闭孔隙很有可能是由多个小孔隙连通而成。当气泡孔隙封闭性较好且均匀分布于无机复合聚苯样品时，可以有效降低制备样品的导热系数，使其具备良好的保温隔热性能；而无机复合聚苯样品在初凝过程中由于固化反应会引起气体的释放，这是一种正常的反应，但如果气体释放过快或无法顺利排出，可能会导致样品内部压力增大，影响后续制备获得的无机复合聚苯保温装饰一体板的质量。
而初凝过程中无机复合聚苯样品还会出现“冒泡”“塌模”现象时，可能会使得最终制成的无机复合聚苯保温装饰一体板出现表面开裂、闭孔率低的现象，表面开裂会影响建筑整体外观质量，降低装饰效果，并且容易导致水汽渗透，加速材料老化，降低材料的使用寿命，影响建筑结构的稳定性和耐久性；闭孔率低意味着材料内部存在较多的开放孔隙，导致材料的绝热性能下降，保温效果减弱。故针对此类问题对截面图像进行分析。
具体的，现以第t时刻的第n张截面图像为例进行后续分析，将第t时刻的第n张截面图像作为输入，采用OTSU大津法获取第n张截面图像的分割阈值，将所有灰度值大于等于分割阈值的像素点对应像素值设置为1，将所有灰度值小于分割阈值的像素点对应像素值设置为0，至此，可获得第t时刻的第n张截面二值图像并将其作为输入，采用四连通区域标记算法获取第t时刻第n张截面二值图像中的各个连通区域，即气泡区域，并对各个连通区域内所有像素点用数字进行标记，由于OTSU大津法以及四连通区域标记算法均为公知技术，具体过程本实施例中不再赘述。
以第t时刻的第n张截面图像中所有连通区域中的各标记像素点为中心构建判定窗口，窗口大小为3*3，若连通区域像素点在判定窗口内八邻域方向上均存在与其同属一个连通区域的标记像素点，则将该连通区域像素点记为连通区域内部像素点，将连通区域内其余像素点记为该连通区域的边缘像素点，将每一个连通区域内的边缘像素点相连获得连通区域边缘并计算连通区域边缘上每一个像素点处的曲率，其中，连通区域内部像素点与边缘像素点的划分示意图如图3所示，图3中,1、2分别表示不同连通区域的标记像素点，除箭头标注的两个连通区域内部像素点外，其余所有带标记的像素点均为连通区域边缘像素点。以第t时刻的第n张截面图像中每一个像素点为中心构建像素窗口，窗口大小为M*M，本实施例中M取值为19。将像素窗口中每个连通区域内所有边缘像素点的曲率按照升序顺序组成的序列记为该连通区域的边缘曲率序列a，将像素窗口中每个连通区域内所有内部像素点的灰度值按照升序顺序组成的序列记为该连通区域的内部灰度序列b，将像素窗口中所有连通区域内所有内部像素点的灰度值按照升序顺序组成的序列作为该像素窗口的窗口灰度序列c，连通区域中灰度值相等的内部像素点按照像素点横纵坐标之和由小到大的顺序进行排序。
基于上述分析，本实施例构建性能特征系数，用于表征像素点邻域范围内无机复合聚苯样品的初凝效果，首先获取各像素点的成泡均匀因子，表达式为：
式中，为第i个像素点的成泡均匀因子；/>为第n张截面图像中第i个像素窗口内所有连通区域的像素点个数均值；/>为第n张截面图像中所有连通区域的像素点平均个数；/>为第i个像素窗口中存在的连通区域总个数；/>、/>分别为第j、g个连通区域在第i个像素窗口内的像素点总个数；/>为调整参数，本实施例中取值为1，防止分母为0。
当以第i个像素点为中心的像素窗口内所有连通区域的平均像素点个数与整个截面图像中所有连通区域的平均像素点个数之间的差值绝对值越小时，即越小，表示以第i个像素点为中心的像素窗口中所有连通区域内的像素点个数与整个截面图像中所有连通区域的平均像素点个数之间的差异越小；同时当以第i个像素点为中心的像素窗口中每一个连通区域的像素点个数与该像素窗口中其余所有连通区域的像素点个数之间的差值绝对值之和越小时，即/>越小，表示该像素窗口中所有连通区域的面积大小越一致，该像素窗口对应位置处的无机复合聚苯样品初凝过程中产生的气泡大小越均匀，成泡均匀因子/>越大。
根据各像素点的成泡均匀因子获取各像素点的孔隙均匀因子，表达式为：
式中，为第i个像素点的孔隙均匀因子；/>为第i个像素点的成泡均匀因子；为第i个像素窗口的窗口灰度序列的信息熵；/>、/>分别为第i个像素窗口中第j、h个连通区域对应的内部灰度序列；/>为第i个像素窗口中存在的连通区域总个数；/>为内部灰度序列/>与/>之间的/>散度；/>为调整参数。
当第i个像素窗口对应窗口灰度序列的信息熵越小时，即越小，表示该像素窗口中各连通区域内的所有连通区域内部像素点灰度值变化状况越稳定；同时当第i个像素窗口中所有连通区域对应内部灰度序列之间的/>散度之和越小时，表示该像素窗口中所有连通区域内的像素点灰度差异越小，该像素窗口处无机复合聚苯样品初凝过程中因气泡形成的孔隙越均匀，孔隙均匀因子越大。
根据各像素点的像素窗口中连通区域的边缘像素点的曲率的分布获取各像素点的孔隙连通因子，表达式为：
式中，为第i个像素点的孔隙连通因子；/>为第i个像素窗口中第j个连通区域上的边缘像素点总个数；/>为第i个像素窗口中存在的连通区域总个数；/>为第i个像素窗口中第j个连通区域的边缘曲率序列的第k个元素；/>为第i个像素窗口中第j个连通区域的边缘曲率序列的均值。
当第i个像素窗口中每一个连通区域内所有边缘像素点的曲率与边缘像素点所在连通区域的所有边缘像素点曲率均值之间的差值绝对值之和越大时，即越大，表示该像素窗口内每一个连通区域上各边缘像素点的曲率之间存在较大的差异，该像素窗口内所有连通区域对应的孔隙越有可能是由多个小孔隙连通而成，孔隙连通因子越大。
式中，为第i个像素点的性能特征系数；/>为第i个像素点的孔隙均匀因子；/>为第i个像素点的孔隙连通因子。
当第i个像素点的孔隙均匀因子越大时，即越大，表示以第i个像素点为中心的像素窗口处无机复合聚苯样品初凝过程中因气泡形成的孔隙越均匀；同时当第i个像素点的孔隙连通因子越小时，即/>越小，表示以第i个像素点为中心的像素窗口中所有连通区域对应的孔隙越不可能是由多个小孔隙连通而成，该像素窗口处无机复合聚苯初凝过程中产生的孔隙越均匀且封闭性越好，该像素窗口处无机复合聚苯装饰保温一体板的质量性能越好，性能特征系数/>越大。
至此，可根据上述方式获取第t时刻下每一张截面图像中所有像素点的性能特征系数。
在无机复合聚苯样品初凝过程中，由于固化反应产生的气体释放过快或无法顺利排出时，会导致冒泡现象的产生，在截面图像中具体表现为由气泡形成的孔隙不均匀且封闭性较差，此时越应该延长无机复合聚苯样品初凝时间，使固化反应产生的气体有充足的时间进行排出，避免后续制备获得的无机复合聚苯保温装饰一体板的性能受损，现以第t时刻为例进行后续分析。
将第q个像素点在所有截面图像中的性能特征系数按照截面图像编号组成的序列作为该像素点的截面特征序列。
在各个像素点的截面特征序列中，当第q个像素点在第z张截面图像中的性能特征系数小于该像素点在第z+1张截面图像中的性能特征系数时，则将第q个像素点在第z张截面图像与该像素点在第z+1张截面图像中的性能特征系数之间的差值绝对值记为该像素点在第z张截面图像的冒泡特征系数；若第q个像素点在第z张截面图像中的性能特征系数大于等于该像素点在第z+1张截面图像中的性能特征系数，则不予考虑，继续比较第q个像素点在第z+1张截面图像与该像素点在第z+2张截面图像中的性能特征系数，以此类推。将第q个像素点在所有截面图像中的冒泡特征系数按照截面图像编号顺序组成的序列记为该像素点的冒泡特征序列。例如，第q个像素点的截面特征序列为{2,4,5,6,5,6}，则第q个像素点在第1、2、3、5个截面图像的冒泡特征系数分别为2、1、1、1，其中第5个截面图像的性能特征系数大于第4个截面图像的性能特征系数，故第4个截面图像没有冒泡特征系数，所以第q个像素点的冒泡特征序列为{2,1,1,1}。
将所有像素点的冒泡特征序列作为输入，采用BG序列分割算法(Bernaola Galvan分割算法)获取每个像素点对应冒泡特征序列中的所有突变点记为冒泡点，由于BG序列分割算法为公知技术，具体获取过程不再赘述。将第t时刻下第q个像素点在所有截面图像中的性能特征系数均值记为第t时刻下第q个像素点的截面特征值。
基于上述分析，本实施例构建初凝完全度，用于表征无机复合聚苯样品初凝过程的完全程度：
式中，为截面图像中第q个像素点的初凝延时因子；Z为第t时刻下采集的无机复合聚苯截面CT图像总个数；/> 、/>分别为第q个像素点在第t时刻下对应冒泡特征序列中所有冒泡点的性能特征系数均值、所有非冒泡点的性能特征系数均值；/>为第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内的像素点总个数；/>、/>分别为第q个像素点的冒泡特征序列、第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内第x个像素点的冒泡特征序列；/>为DTW距离；/>为第t时刻下无机复合聚苯样品的初凝完全度；/>为截面图像中的像素点总个数；/>为第t时刻下第q个像素点的截面特征值；/>为第t时刻下所有像素点的平均截面特征值；/>为归一化函数。需要说明的是，本实施例中每一时刻采集的无机复合聚苯截面CT图像总个数固定不变，另外，若第q个像素点在截面图像中不属于任一连通区域时，则对该截面图像不予考虑。
当第q个像素点在第t时刻下对应冒泡特征序列中所有冒泡点的性能特征系数均值与该序列中所有非冒泡点的性能特征系数均值之间的差异越小时，即越小，表示第q个像素点在第t时刻下对应冒泡特征序列中所有冒泡点与非冒泡点的性能特征系数之间的差异较小，进一步的，第t时刻下由于冒泡现象导致截面图像中该像素点的性能特征系数变小的状况越轻微，该像素点处无机复合聚苯样品固化反应形成的气体排出越顺利；同时当第q个像素点对应的冒泡特征序列与该像素点在每个截面图像中所属连通区域内全部像素点对应的冒泡特征序列之间的DTW距离越大时，即/>越大，表示该像素点在第t时刻下与所有截面图像中所属连通区域内各个像素点对应冒泡特征序列之间的差异越大，第t时刻下所有截面图像中该像素点与其所属连通区域内其余像素点处的气体排放状况差异较大，此时越应该延长无机复合聚苯样品的初凝时间，使得无机复合聚苯样品中的气体得以顺利的排放，初凝延时因子/>越大。
当第t时刻下第q个像素点的初凝延时因子越小时，即越大，表示第t时刻下截面图像中第q个像素点处的无机复合聚苯样品气体排放越顺利；同时当第t时刻下第q个像素点的截面特征值与第t时刻下所有像素点的平均截面特征值之间的差值绝对值越小时，即/>越大，表示第t时刻下第q个像素点处的无机复合聚苯样品气体排放状况之间的差异较小，该时刻下无机复合聚苯样品气体排放状况越有可能趋于稳定状态，该时刻下第q个像素点处的无机复合聚苯样品初凝完全的可能性就越大，若该时刻下所有像素点处的无机复合聚苯样品初凝完全的可能性越大，则初凝完全度/>越大。
至此，可根据上述方式获取每个时刻下的无机复合聚苯样品初凝完全度，用于后续对无机复合聚苯样品的初凝时间进行自适应调整。设置初凝完全阈值，当无机复合聚苯样品的初凝完全度小于初凝完全阈值时，延长10s的无机复合聚苯样品初凝时间，继续初凝完全度的计算，直到无机复合聚苯样品的初凝完全度大于等于初凝完全阈值时，判定无机复合聚苯样品的初凝过程已达到完全程度，不需要延长其初凝时间。本实施例中初凝完全阈值取值为0.7，实施者可根据实际情况自行设定初凝完全阈值。其中，初凝时长自适应调整流程如图4所示。
将初凝完成的无机复合聚苯样品进行脱模，再经过28天的养护，获得无机复合聚苯保温装饰一体板。
实施例2
（1）将待发泡的HS401型聚苯乙烯颗粒（含4-7%的戊烷）置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒；
（2）将50份水泥（PII型52.5硅酸盐水泥）、28份水、3份发泡聚苯乙烯颗粒、19份母料（母料由15份氧化锌、10份三氧化二铝晶须、12份氯化镁、12份复合阻燃剂、4份分散性胶粉、13份胶粘剂、14份石膏粉、20份粉煤灰组成；复合阻燃剂由15份氢氧化镁、70份硅藻土、15份水玻璃组成）在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，对初凝4h后的样品进行抽样检测，具体抽样检测方法同实施例1，获取初凝完成的无机复合聚苯样品，对初凝完成的无机复合聚苯样品进行脱模，再经过28天的养护，获得一种无机复合聚苯保温装饰一体板。
实施例3
（1）将待发泡的HS401型聚苯乙烯颗粒（含4-7%的戊烷）置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒；
（2）将48份水泥（PII型52.5硅酸盐水泥）、29份水、3份发泡聚苯乙烯颗粒、20份母料（由12份氧化锌、10份三氧化二铝晶须、12份氯化镁、12份复合阻燃剂、5份分散性胶粉、14份胶粘剂、14份石膏粉、21份粉煤灰组成；复合阻燃剂由12份氢氧化镁、72份硅藻土、16份水玻璃组成）在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，对初凝4h后的样品进行抽样检测，具体抽样检测方法同实施例1，获取初凝完成的无机复合聚苯样品，对初凝完成的无机复合聚苯样品进行脱模，再经过28天的养护，获得一种无机复合聚苯保温装饰一体板。
将各实施例中获得的无机复合聚苯保温装饰一体板按照化验操作规范切割成300*300*30mm的实验块进行检测，检测结果如表1所示。
表1：性能测试表
由上表可知，根据本申请中所述方式制备获得的无机复合聚苯保温装饰一体板具有良好的保温、抗压以及抗拉性能，完全符合JG/T536-2017《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》的标准，属于A级防火标准。
至此，可根据上述方式实现一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法。
基于与上述方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种无机复合聚苯保温装饰一体板，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种无机复合聚苯保温装饰一体板中任意一项所述方法的步骤。
综上所述，本发明实施例根据采集时刻下截面图像中像素窗口内的连通区域像素点特征获得性能特征系数，更精确的反映了像素点处无机复合聚苯初凝过程产生的孔隙均匀性以及封闭性；根据采集时刻下所有截面图像中每一个像素点处的无机复合聚苯样品冒泡特征获得基于时刻的无机聚苯样品初凝完全度，在分析像素点与每个截面图像中所属连通区域内其余像素点之间的气体排放状况差异基础上，进一步考虑了无机复合聚苯样品气体排放状况的稳定程度，能够更准确的反映每一时刻下无机复合聚苯样品初凝过程中气体排放顺利稳定程度；通过基于时刻的无机复合聚苯样品初凝完全度对初凝时间进行自适应调整，在不耗费过多生产成本以及时间成本的基础上，获得性能质量符合要求的无机复合聚苯保温装饰一体板，实现一种无机复合聚苯保温装饰一体板及其制备方法。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待发泡的聚苯乙烯颗粒置于聚苯乙烯发泡机中，经两次发泡至颗粒密度为4g/L，获得发泡聚苯乙烯颗粒，备用；
将水泥、水、发泡聚苯乙烯颗粒及母料按比例在混合槽中混合均匀获得混合物，将混合物送入模具车内，压模成型，对初凝4h后的样品进行抽样检测，利用X-射线三维显微CT仪器获取样品各时刻所有截面图像；基于各时刻的截面图像，根据各截面图像像素点的灰度分布情况以及边缘特征获取各像素点的性能特征系数；将各像素点在所有截面图像中的性能特征系数组成的序列作为各像素点的截面特征序列；根据各像素点的截面特征序列的数值分布特征构建各像素点的冒泡特征序列，结合序列分解算法获取各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度；根据各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度获取初凝完成后的无机复合聚苯样品；对初凝完成后的无机复合聚苯样品进行脱模、养护处理后获得无机复合聚苯保温装饰一体板。
2.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯颗粒为HS401型。
3.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述水泥、水、发泡聚苯乙烯颗粒及母料按比例混合具体是：以重量份数计，水泥45~50份、水28~30份、发泡聚苯乙烯颗粒3~5份、母料19~20份。
4.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述母料由6~15份氧化锌、10~12份三氧化二铝晶须、12~13份氯化镁、12~13份复合阻燃剂、4~5份分散性胶粉、13~15份胶粘剂、14~15份石膏粉、20~21份粉煤灰组成；所述复合阻燃剂由8~15份氢氧化镁、70~75份硅藻土、15~17份水玻璃组成。
5.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述水泥为PII型52.5硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述基于各时刻的截面图像，根据各截面图像像素点的灰度分布情况以及边缘特征获取各像素点的性能特征系数，包括：
针对各时刻的所有截面图像，采用大津法得到各截面二值图像；采用四连通域标记算法获取各截面图像的所有连通区域；
以截面图像中的各像素点为中心构建边长为M的像素窗口，其中M为预设值，获取像素窗口中各连通区域的边缘曲率序列、内部灰度序列以及像素窗口的窗口灰度序列；
各像素点的成泡均匀因子，表达式为：
式中，为第i个像素点的成泡均匀因子；/>为第n张截面图像中第i个像素窗口内所有连通区域的像素点个数均值；/>为第n张截面图像中所有连通区域的像素点平均个数；/>为第i个像素窗口中存在的连通区域总个数；/>、/>分别为第j、g个连通区域在第i个像素窗口内的像素点总个数；/>为调整参数；
获取像素窗口中各连通区域与其余连通区域的内部灰度序列之间的散度；获取像素窗口中所有连通区域计算得到的所述/>散度的和值；计算所述和值与预设的调整参数相加的结果；计算所述成泡均匀因子与所述结果的比值；获取像素窗口的窗口灰度序列的信息熵；将所述信息熵的倒数与所述比值的乘积作为各像素点的孔隙均匀因子；
对于像素窗口的各连通区域，计算连通区域的边缘曲率序列的均值；计算连通区域各元素与所述均值的差值绝对值；将像素窗口中所有连通区域所有元素的所述差值绝对值的均值作为各像素窗口中心像素点的孔隙连通因子；
将所述孔隙均匀因子与所述孔隙连通因子的比值作为各像素点的性能特征系数。
7.根据权利要求6所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述获取像素窗口中各连通区域的边缘曲率序列、内部灰度序列以及像素窗口的窗口灰度序列，包括：
对各截面图像的所有连通区域的像素点用数据进行标记；以所有连通区域中各标记像素点为中心，当标记像素点的8邻域方向上的像素点均与标记像素点处于同一连通域时，将标记像素点保存为连通区域内部像素点，否则将标记像素点保存为连通区域边缘像素点；将属于同一连通区域的边缘像素点进行连接并获取各边缘像素点处的曲率；
针对各像素窗口，将像素窗口中各连通区域所有边缘像素点的曲率升序排序组成的序列作为各连通区域的边缘曲率序列；将像素窗口中各连通区域所有内部像素点的灰度值升序排序组成的序列作为各连通区域的内部灰度序列；将像素窗口中所有连通区域内的内部像素点的灰度值升序排序组成的序列作为像素窗口的窗口灰度序列。
8.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述根据各像素点的截面特征序列的数值分布特征构建各像素点的冒泡特征序列，结合序列分解算法获取各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度，包括：
对于各时刻，将各像素点的截面特征序列的元素均值作为各像素点的截面特征值；
对于各像素点的截面特征序列中的元素，若元素小于其相邻后一元素，将元素与相邻后一元素的差值绝对值作为元素的冒泡特征系数，若元素大于等于其相邻后一元素，则不考虑该元素，对下一个元素进行计算，以此类推；将各像素点的截面特征序列中的所有元素的所述冒泡特征系数按照元素顺序组成各像素点的冒泡特征序列；
采用BG算法获取各像素点的冒泡特征序列的突变点，将各像素点的冒泡特征序列的突变点作为冒泡点；
各像素点的初凝延时因子表达式为：
式中，为截面图像中第q个像素点的初凝延时因子；Z为第t时刻下采集的无机复合聚苯截面CT图像总个数；/> 、/>分别为第q个像素点在第t时刻下对应冒泡特征序列中所有冒泡点的性能特征系数均值、所有非冒泡点的性能特征系数均值；/>为第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内的像素点总个数；/>、/>分别为第q个像素点的冒泡特征序列、第q个像素点在第z个截面图像中所属连通区域内第x个像素点的冒泡特征序列；为DTW距离；
各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度表达式为：
式中，为第t时刻下无机复合聚苯样品的初凝完全度；/>为截面图像中第q个像素点的初凝延时因子；/>为截面图像中的像素点总个数；/>为第t时刻下第q个像素点的截面特征值；/>为第t时刻下所有像素点的平均截面特征值；/>为归一化函数。
9.根据权利要求1所述的一种无机复合聚苯保温装饰一体板的制备方法，其特征在于，所述根据各时刻无机复合聚苯样品的初凝完成度获取初凝完成后的无机复合聚苯样品，包括：
若无机复合聚苯样品的初凝完成度小于预设初凝完全阈值时，则延长无机复合聚苯样品的初凝时长，直到无机复合聚苯样品的初凝完成度大于等于预设初凝完全阈值，将对应时刻的无机复合聚苯样品作为初凝完成的无机复合聚苯样品。
10.一种无机复合聚苯保温装饰一体板，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述方法的步骤。
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