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新型复合防火玻璃起源及发展

作者:杨幼然 等日期:2021-07-04浏览:103
导读:复合防火玻璃以其优异的阻挡火源、隔绝热量的性能成为建筑防火等级最高的玻璃产品。

现代楼层建筑窗体面积越来越大,各种特种安全玻璃逐渐应用于建筑行业,其中复合防火玻璃以其优异的阻挡火源、隔绝热量的性能成为建筑防火等级最高的玻璃产品。

复合防火玻璃的研究最早起源美国,位于马里兰州哥伦比亚的世界建材巨头格雷斯公司特种建筑产品事业部1973年发明了膨胀型防火胶层,于1976年取得美国专利,比利时格拉威宝公司在1974年将膨胀型防火胶层应用于玻璃产品,于1976取得复合防火玻璃的美国专利,而后Pilkington、Schott、SGG、CGI、BFG等玻璃公司纷纷投入巨资进行深入研究,形成比较成熟的工艺技术。

这些公司的防火玻璃产品覆盖了大部分防火等级的复合防火玻璃,均采用类三明治式结构,即在两层或多层玻璃间加入透明防火胶,遇火后胶层发泡膨胀将火焰和热量阻隔,保护背火面的人身安全、减少财产损失。

国内在复合防火玻璃方面虽然有多家厂商生产,但由于理论研究的深度、工艺技术的成熟度不如国外,产品虽能达到建筑防火的基本要求,而外观质量和耐候性能却较差,致使国内产品长期处于低端徘徊,在国内外中高端市场没有立足之地。

微气泡是国内复合防火玻璃存在的主要技术问题;同时其耐紫外线辐照性能较低,无法应用于室外窗、幕墙。由于近几年各地重特大火灾频发、民众安全意识的增强以及一系列建筑防火规范文件的出台,特别是GB 50016—2014《建筑设计防火规范》的强制实施推动了防火玻璃在高层民用建筑中的应用与普及。

因此研发出无微泡、耐紫外线辐照性能优异的新型复合防火玻璃,既是我国防火玻璃技术发展的必然趋势,也是建筑安全玻璃产业化的一个重要发展方向。

目前国内外复合式无机防火玻璃中的防火层材料主要是以钾水玻璃(K2O·nSiO2)为基材的混合物,包括成碳剂、成碳助剂、增塑剂等相关助剂。钾水玻璃是一种能溶于水、无色透明的硅酸盐类材料,其模数越高,黏度就越大,体系中会存在大量无法脱除的微泡,直接使用将影响复合防火玻璃的表观质量;而原位反应法是目前最先进的无机复合防火玻璃的制备方法,它利用纳米SiO2分散液与KOH溶液在玻璃空腔内反应直接生成K2O·nSiO2, 得到高模数的K2O·nSiO2基无机防火层材料。

纳米乳胶粒子的形态控制是乳液聚合研究的重要领域,与传统聚丙烯酰胺类有机防火玻璃相比,利用纳米乳胶粒子制备的分散液具有许多优异的性能,广泛应用于涂料、粘合剂、塑料、生物技术等许多领域。

中国建筑材料科学研究总院有限公司结合传统无机复合防火玻璃的制备经验,在凭借纳米SiO2分散液原位反应法,制备得到特殊设计的K2O·nSiO2基防火液,解决了防火层耐候性差的缺点,彻底解决复合防火玻璃中存在微气泡、不能物理钢化、不能用于幕墙、不能具备曲面异形结构的局限,进一步拓宽应用前景。

复合防火玻璃

本稿资料来源:杨幼然, 杨磊, 穆元春. 基于原位反应法制备新型复合防火玻璃技术的研究[J]. 玻璃, 2020(9): 1-7

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